[0001] Die Erfindung betrifft eine fluidbetätigte Lineareinheit, mit einem in einer Arbeitskammer
eines Gehäuses linear verschiebbar angeordneten Kolben und mit mindestens einer Endlagendämpfungseinrichtung
zur Endlagendämpfung des Kolbens, die einen mit dem Kolben bewegungsgekoppelten Absperrkörper
und einen axial gegenüberliegend des Absperrkörpers an einer gehäusefesten Abschlusswand
mit einer Steuermündung in die Arbeitskammer einmündenden fluidischen Steuerkanal
enthalten, wobei an der Abschlusswand oder an dem Absperrkörper ein zur Steuermündung
des Steuerkanals koaxialer Dichtungsring angeordnet ist, der an einer am Außenumfang
des Absperrkörpers beziehungsweise am Innenumfang des Steuerkanals ausgebildeten zylindrischen
Dichtfläche dichtend abgleitet, wenn der Absperrkörper bei Annäherung des Kolbens
an eine Kolbenendlage durch die Steuermündung hindurch in den Steuerkanal eintaucht,
wobei in die Dichtfläche eine axial verlaufende Dämpfungsnutanordnung eingelassen
ist, deren Nutanordnungsquerschnitt sich über ihre axiale Länge hinweg verändert.
[0002] Eine aus der
EP 2 047 116 B1 bekannte fluidbetätigte Lineareinheit dieser Art ist als Pneumatikzylinder konzipiert
und hat zwei Endlagendämpfungseinrichtungen, die für eine Verringerung der Aufprallintensität
sorgen, wenn der Kolben in seine beiden Kolbenendlagen fährt, die in der Regel durch
den Kontakt mit einer gegenüberliegenden gehäusefesten Abschlusswand definiert werden.
Die Endlagendämpfungseinrichtung umfasst bei einer Variante einen vom Kolben wegragenden
Absperrkörper mit zylindrischer Dichtfläche, in die eine Dämpfungsnutanordnung eingelassen
ist, die sich aus einer Mehrzahl von sich axial erstreckenden Dämpfungsnuten zusammensetzt.
Während sich eine der Dämpfungsnuten mit konstantem Querschnitt über die gesamte Länge
der Dichtfläche hinweg erstreckt, haben weitere Dämpfungsnuten eine kürzere Längserstreckung
und verfügen über sich verändernde Nutquerschnitte, sodass der von sämtlichen Dämpfungsnuten
bestimmte Nutanordnungsquerschnitt in der axialen Richtung der Dichtungsfläche abnimmt.
Bei Annäherung an die Kolbenendlage taucht der Absperrkörper in einen gegenüberliegenden
Steuerkanal ein, wobei er durch einen Dichtungsring hindurchgreift, der derart gleitverschieblich
an der Dichtfläche anliegt, dass das zuvor ungehindert durch den Steuerkanal hindurch
verdrängte Fluid nurmehr durch die Dämpfungsnutanordnung hindurch und folglich mit
verringerter Strömungsrate ausströmen kann. Dies bewirkt bei unterschiedlichen Kolbengeschwindigkeiten
eine wirksame Endlagendämpfung, ohne durch die Einstellung von Ventilen Anpassungen
vornehmen zu müssen.
[0003] Aus der
EP 1 845 269 A1 ist ein mit einer Endlagendämpfungseinrichtung ausgestatteter Pneumatikzylinder bekannt,
der über eine Dämpfungshülse verfügt, die an ihrer Mantelfläche mindestens eine sich
axial erstreckende Einkerbung aufweist. Diese Einkerbung weist zur Anpassung der Dämpfungsintensität
an die abzubremsende Masse und/oder Beschleunigung unterschiedlich große Querschnittsbereiche
auf. Konkret handelt es sich dabei um einen ersten Querschnittsbereich mit verhältnismäßig
konstantem, kleinem Querschnitt, an den sich weitere Querschnittsbereiche anschließen,
die zunächst eine Erweiterung des Querschnittes und dann eine allmähliche Verringerung
des Querschnittes hervorrufen. Diese Querschnittsformen der Einkerbung werden in Abhängigkeit
der abzubremsenden Masse und/oder Beschleunigung variiert, sodass für unterschiedliche
Anwendungsfälle unterschiedliche Formgebungen benötigt werden, was einen großen Herstellungsaufwand
mit sich bringt.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Endlagendämpfung bei einer fluidbetätigten
Lineareinheit zu schaffen, die ohne Veränderungen vornehmen zu müssen innerhalb eines
großen Masse- und Geschwindigkeitsspektrums sehr gute Dämpfungseigenschaften bereitstellen.
[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen
vorgesehen, dass die Dämpfungsnutanordnung über mehrere abwechselnd aufeinanderfolgende
und axial ineinander übergehende Längenabschnitte mit einem minimalem und einem maximalen
Nutanordnungsquerschnitt verfügt, sodass sich der Nutanordnungsquerschnitt der Dämpfungsnutanordnung
in der Längsrichtung der Dichtfläche abwechselnd verringert und vergrößert, wobei
die Dämpfungsnutanordnung mindestens zwei axial zueinander beabstandete Längenabschnitte
mit jeweils einem minimalen Nutanordnungsquerschnitt und mindestens zwei axial zueinander
beabstandete Längenabschnitte mit jeweils einem maximalen Nutanordnungsquerschnitt
aufweist.
[0006] Auf diese Weise wird erreicht, dass ohne individuelle Einstellungsmaßnahmen und ohne
Veränderung der Nutgeometrie der Dichtungsnutanordnung über ein großes Masse-/Geschwindigkeitsspektrum
des Kolbens ein aperiodischer Dämpfungsverlauf bei der Endlagendämpfung auftritt.
Durch die in der Längsrichtung der Dichtfläche abwechselnden Bereiche unterschiedlicher
Nutanordnungsquerschnitte ergibt sich quasi ein stetiger Berg- und Talverlauf des
Nutanordnungsquerschnittes, sodass der dem aus der Arbeitskammer verdrängten Fluid
zur Verfügung stehende Abströmquerschnitt während der Wegstrecke der Endlagendämpfung
mehrfach verkleinert und wieder vergrößert wird und sich Abbremsphasen mit größerer
und kleinerer Intensität abwechseln. Dadurch wird erreicht, dass der Kolben unabhängig
von der bewegten Masse und Geschwindigkeit weder hart bis auf die Kolbenendlage durchschlägt
noch Rückschwingungen ausgesetzt ist. Es handelt sich bevorzugt um eine über die Länge
der Dichtfläche kontinuierliche Querschnittsveränderung im Nutanordnungsquerschnitt,
wobei als Nutanordnungsquerschnitt der Gesamtquerschnitt sämtlicher zu der Dämpfungsnutanordnung
gehörenden Dämpfungsnuten zählt.
[0007] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
[0008] Die entweder am Absperrkörper oder am Innenumfang des Steuerkanals ausgebildete zylindrische
Dichtfläche hat axial einen vorderen Endbereich, ausgehend von dem der Dichtungsring
axial über die Dichtfläche hinweggleitet, wenn der Absperrkörper durch die Steuermündung
hindurch in den Steuerkanal eintaucht. Wenn der Kolben die Kolbenendlange erreicht
hat und zum Stillstand gekommen ist, befindet sich der Dichtungsring in einem als
Endlagenabschnitt bezeichneten Bereich der Dichtfläche, der dem hinteren Endbereich
der Dichtfläche zugeordnet ist. Der Absperrkörper hat hier die maximal mögliche Eintauchtiefe
bezüglich des Steuerkanals erreicht.
[0009] Um die im Querschnitt variable Dämpfungsnutanordnung zu realisieren, ist in der Dichtfläche
mindestens eine Dämpfungsnut ausgebildet, die sich in der Längsrichtung der Dichtfläche
erstreckt und die über ihre Nutlänge hinweg einen sich verändernden Nutquerschnitt
aufweist. Die Dämpfungsnut ist dadurch in mehrere abwechselnd aufeinanderfolgende
und axial insbesondere stetig ineinander übergehende Längenabschnitte minimalen und
maximalen Nutquerschnittes unterteilt. Eine derart gestaltete Dämpfungsnut sei aufgrund
ihres sich verändernden Nutquerschnittes als variable Dämpfungsnut bezeichnet. Je
nachdem, welche Masse-/Geschwindigkeitskombinationen bei der Endlagendämpfung abgedeckt
werden sollen, kann eine einzige, über einen entsprechend großen Nutquerschnitt verfügende
variable Dämpfungsnut zur Realisierung der Dämpfungsnutanordnung ausreichen. Als vorteilhafter
wird es allerdings angesehen, den Nutanordnungsquerschnitt der Dämpfungsnutanordnung
auf eine Mehrzahl zueinander paralleler variabler Dämpfungsnuten zu verteilen, deren
individuelle Nutquerschnitte sich zu dem Nutanordnungsquerschnitt ergänzen. Die einzelnen
Dämpfungsnuten können dann relativ schmal ausgeführt werden, was die Lebensdauer des
über die Dichtfläche hinweggleitenden Dichtungsringes erhöht, da dessen elastisches
Material dann nur geringfügig in die Dämpfungsnuten eintauchen kann. Die Reproduzierbarkeit
der Dämpfungswirkung wird durch mehrere schmale variable Dämpfungsnuten ebenfalls
begünstigt, da Fertigungstoleranzen einen geringeren Einfluss haben.
[0010] Enthält die Dämpfungsnutanordnung mehrere variable Dämpfungsnuten, sind diese untereinander
zweckmäßigerweise mit gleicher Länge ausgebildet und so angeordnet, dass sie sich
über den gleichen Längenabschnitt der Dichtfläche hinweg erstrecken.
[0011] Bevorzugt sind die mehreren variablen Dämpfungsnuten untereinander identisch ausgebildet,
sodass sie im Vergleich miteinander den gleichen sich verändernden Querschnittsverlauf
über ihre Länge hinweg aufweisen.
[0012] Mehrere und bevorzugt sämtliche variablen Dämpfungsnuten sind bevorzugt so platziert,
dass jeder Längenabschnitt minimalen Querschnittes jeder variablen Dämpfungsnut bezogen
auf die Längserstreckung der Dichtfläche auf gleicher axialer Höhe mit einem Längenabschnitt
minimalen Querschnittes jeder anderen variablen Dämpfungsnut liegt. Entsprechendes
gilt für die Längenabschnitte maximalen Querschnittes. Prinzipiell ist es allerdings
möglich, ein angestrebtes Querschnittsprofil der Dämpfungsnutanordnung auch durch
unterschiedliche Längenverteilungen der Längenabschnitte minimalen und maximalen Nutquerschnittes
bei den einzelnen variablen Dämpfungsnuten zu realisieren.
[0013] Die variablen Dämpfungsnuten sind zweckmäßigerweise an ihrer Vorderseite stirnseitig
offen, wobei mit Vorderseite diejenige Seite gemeint ist, die dem vorderen Endbereich
der Dichtfläche zugeordnet ist.
[0014] Bevorzugt ist jede variable Dämpfungsnut der Dämpfungsnutanordnung so ausgebildet,
dass sie rückseitig axial vor dem weiter oben beschriebenen Endlagenabschnitt der
Dichtfläche endet. Auf diese Weise verlieren die variablen Dämpfungsnuten ihre Wirkung,
noch bevor der Kolben die Kolbenendlage erreicht hat. Besonders vorteilhaft ist eine
solche Ausgestaltung, wenn die variablen Dämpfungsnuten mit mindestens einer weiteren
Dämpfungsnut der Dämpfungsnutanordnung kombiniert sind, die als konstante Dämpfungsnut
bezeichnet sei, weil sie einen über ihre wirksame Nutlänge hinweg gleichbleibenden
Nutquerschnitt aufweist. Diese konstante Dämpfungsnut ist so platziert, dass sie sich
mit jeder variablen Dämpfungsnut axial überlappt und sich außerdem rückseitig bis
in einen Bereich erstreckt, der axial nach dem Endlagenabschnitt der Dichtfläche liegt,
sodass durch die konstante Dämpfungsnut hindurch ein Fluidübertritt zwischen der Arbeitskammer
und dem Steuerkanal auch dann noch möglich ist, wenn der Dichtungsring den Endlagenabschnitt
erreicht hat und die variablen Dämpfungsnuten unwirksam geworden sind. Auf diese Weise
ist bis in die Kolbenendlage ein Fluidübertritt aus der Arbeitskammer in den Steuerkanal
möglich, wobei auf dem allerletzten Teil der Wegstrecke der Kolbenbewegung ein nur
noch sehr kleiner Nutanordnungsquerschnitt zur Verfügung steht, der ein sicheres Abbremsen
ohne Rückprallgefahr gewährleistet.
[0015] Bevorzugt ist die Dämpfungsnutanordnung mit nur einer einzigen konstanten Dämpfungsnut
ausgestattet, die sich bevorzugt linear über die gesamte axiale Länge der Dichtfläche
hinweg erstreckt. Jede konstante Dämpfungsnut hat zweckmäßigerweise einen V-förmigen
Querschnitt.
[0016] Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Dämpfungsnutanordnung in einem der konstanten
Dämpfungsnut diametral entgegengesetzten Bereich der Dichtfläche eine weitere Dämpfungsnut
aufweist, die zur besseren Unterscheidung als kurze Dämpfungsnut bezeichnet sei, weil
sich ihre Längserstreckung nur auf den vorderen Endbereich der Dichtfläche begrenzt.
Sie sorgt dafür, dass der Nutanordnungsquerschnitt, das heißt der dem aus der Arbeitskammer
verdrängten Fluid seitens der Dämpfungsnutanordnung insgesamt zur Verfügung gestellte
Abströmquerschnitt, zu Beginn der Endlagendämpfungsphase besonders groß ist, was selbst
bei großen Massen und/oder großen Geschwindigkeiten einen harmonischen Beginn des
Dämpfungsvorganges gewährleistet.
[0017] Insbesondere wenn die Dämpfungsnutanordnung über mehrere variable Dämpfungsnuten
verfügt, ist es von Vorteil, wenn die variablen Dämpfungsnuten einen dreieckigen Nutquerschnitt
haben, der durch zwei winkelig und bevorzugt in einem zumindest geringfügig mehr als
90° betragenden Winkel zueinander angeordnete erste und zweite Nutflanken definiert
ist, von denen die erste Nutflanke eben ausgebildet ist und sich bevorzugt in einer
Nutflankenebene erstreckt, die zumindest geringfügig geneigt zu einer Referenz-Radialebene
ausgerichtet ist, die parallel zur zentralen Längsachse der zylindrischen Dichtfläche
verläuft und diese zentrale Längsachse enthält. Die Längenabschnitte unterschiedlichen
Nutquerschnittes resultieren daraus, dass die zweite Nutflanke einen zick-zack-förmigen
oder wellenförmigen Längsverlauf hat und sich aus stetig ineinander übergehenden Tal-
und Kammabschnitten zusammensetzt. Verfügt die Dämpfungsnutanordnung über mehrere
derart gestaltete variable Dämpfungsnuten, sind mehrere und bevorzugt sämtliche variablen
Dämpfungsnuten so angeordnet, dass die Nutflankenebenen ihrer ersten Nutflanken parallel
zueinander verlaufen. Eine solche Ausgestaltung begünstigt eine sogenannte werkzeugfallende
Herstellung der Dämpfungsnutanordnung mittels urformender Herstellungsverfahren, insbesondere
durch Spritzgießen. Es ist auch vorteilhaft, wenn die variablen Dämpfungsnuten symmetrisch
beidseits der Referenz-Radialebene angeordnet sind. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn
in den beiden auf einander entgegengesetzten Seiten einer zu der Referenz-Radialebene
senkrechten weiteren Radialebene liegenden Dichtflächenabschnitten der Dichtfläche
jeweils mehrere der variablen Dämpfungsnuten ausgebildet sind.
[0018] Die über ein Berg- und Tal-Profil verfügenden zweiten Nutflanken sind vorzugsweise
stets so ausgerichtet, dass sie eine zu der Referenz-Radialebene rechtwinkelige Ausdehnungskomponente
haben. Somit verfügt jede variable Dämpfungsnut in jedem Bereich ihrer axialen Länge
über eine rechtwinkelige V-Kontur.
[0019] Die Endlagendämpfungseinrichtung kann nur einfach vorhanden sein, wenn bei nur einer
Bewegungsrichtung des Kolbens eine Endlagendämpfung gewünscht ist. Dies ist beispielsweise
bei einer als Stoßdämpfer fungierenden Lineareinheit der Fall. Handelt es sich bei
der Lineareinheit hingegen um einen fluidbetätigten Linearantrieb, wird die Endlagendämpfungseinrichtung
regelmäßig derart zweifach vorhanden sein, sodass bei beiden Bewegungsrichtungen des
Kolbens eine Endlagendämpfung bewirkt wird. Allerdings kann auch ein fluidbetätigter
Linearantrieb mit nur einer einzigen Endlagendämpfungseinrichtung ausgestattet sein,
wenn der Anwendungsfall eine Endlagendämpfung bei nur einer Bewegungsrichtung des
Kolbens erforderlich macht.
[0020] Der beim Endlagendämpfungsvorgang in den Steuerkanal eintauchende Absperrkörper ist
bevorzugt kolbenförmig oder hülsenförmig ausgebildet und in einer Weise ausgestaltet,
dass er axial vom abzubremsenden Kolben wegragt.
[0021] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen:
- Figur 1
- einen Längsschnitt durch ein bevorzugtes erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
fluid-betätigten Lineareinheit,
- Figur 2
- einen Querschnitt der Lineareinheit aus Figur 1 im Bereich einer den Kolben aufweisenden
Arbeitseinheit mit stirnseitigem Blick auf den an seinem Außenumfang mit der Dämpfungsnutanordnung
versehenen Absperrkörper,
- Figur 3
- den bei der Lineareinheit der Figuren 1 und 2 vorhandenen Absperrkörper in einer Einzeldarstellung
und in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie III-III aus Figur 2,
- Figur 4
- den Absperrkörper aus Figur 3 in einer isometrischen Darstellung mit einem Blick von
schräg oben her,
- Figur 5
- den Absperrkörper der Figur 4 in einer um 180° um seine Längsachse verdrehten Ausrichtung,
sodass der Blick schräg von vorne auf die Unterseite des Absperrkörpers fällt,
- Figur 6
- eine Seitenansicht des Absperrkörpers mit Blickrichtung gemäß Pfeil VI aus Figur 4,
wobei in einem darunter abgebildeten Diagramm der Querschnittsverlauf "NQ" des Nutanordnungsquerschnittes
der Dämpfungsnutanordnung über die axiale Länge der an dem Absperrkörper ausgebildeten
Dichtfläche hinweg aufgezeichnet ist, und
- Fig. 7-12
- Querschnitte des mit der Dämpfungsnutanordnung ausgestatteten Absperrkörpers, die
die lokale Querschnittsform der Dämpfungsnutanordnung an den in Figur 6 näher bezeichneten
Längenabschnitten der Dichtfläche wiedergeben, wobei die Figur 7 einen Schnitt gemäß
Schnittebene VII-VII, die Figur 8 einen Schnitt gemäß Schnittebene VIII-VIII, die
Figur 9 einen Schnitt gemäß Schnittebene IX-IX, die Figur 10 einen Schnitt gemäß Schnittebene
X-X, die Figur 11 einen Schnitt gemäß Schnittebene XI-XI und die Figur 12 einen Schnitt
gemäß Schnittebene XII-XII aus Figur 6 wiedergibt.
[0022] Bei der in der Zeichnung abgebildeten fluidbetätigten Lineareinheit 1 handelt es
sich um einen mittels Fluidkraft und insbesondere pneumatisch betätigbaren Linearantrieb
1a. Dieser Linearantrieb 1a verfügt über ein Gehäuse 3 und über eine durch Fluidbeaufschlagung
relativ zu dem Gehäuse 3 linear bewegbare Arbeitseinheit 2. Das für die erforderliche
Betätigungskraft verantwortliche Fluid ist insbesondere Druckluft, wenngleich auch
ein anderes Gas oder auch ein hydraulisches Medium verwendbar wäre.
[0023] Bei einer nicht abgebildeten Ausführungsform ist die Lineareinheit 1 als Stoßdämpfer
konzipiert. In diesem Fall wird die Arbeitseinheit 2 mechanisch durch eine auf sie
einwirkende externe Stellkraft bewegt.
[0024] Die mögliche Linearbewegung der Arbeitseinheit 2 sei im Folgenden als Arbeitsbewegung
4 bezeichnet und ist durch einen Doppelpfeil angedeutet. Die Bewegungsrichtung der
Arbeitsbewegung 4 fällt mit der Achsrichtung der Längsachse 26 der Lineareinheit 1
zusammen, bei der es sich gleichzeitig um die Längsachsen des Gehäuses 3 und der Arbeitseinheit
2 handelt.
[0025] Im Innern des Gehäuses 3 ist eine längliche Arbeitskammer 5 ausgebildet, in der ein
zu der Arbeitseinheit 2 gehörender Kolben 6 bei der Arbeitsbewegung 4 in Achsrichtung
der Längsachse 26 linear hin und her verschiebbar ist. Die Arbeitskammer 5 ist durch
den Kolben 6 unter Abdichtung axial in eine erste Teilkammer 7 und eine zweite Teilkammer
8 unterteilt. Die Abdichtung wird durch eine vom Kolben 6 getragene Dichtungseinrichtung
12 bewirkt, die an einer die Arbeitskammer 5 peripher begrenzenden und am Gehäuse
3 ausgebildeten Kolbenlauffläche 13 gleitverschieblich anliegt.
[0026] Exemplarisch enthält das Gehäuse 3 ein die Kolbenlauffläche 13 definierendes Gehäuserohr
14 sowie an entgegengesetzten Stirnseiten des Gehäuserohrs 14 angeordnete erste und
zweite Abschlusswände 15, 16. Durch die beiden Abschlusswände 15, 16, die bevorzugt
als bezüglich des Gehäuserohrs 14 separate Abschlussdeckel ausgebildet sind, wird
die Arbeitskammer 5 stirnseitig begrenzt. Die erste Abschlusswand 15 begrenzt die
erste Teilkammer 7, die zweite Abschlusswand 16 die zweite Teilkammer 8. Die Arbeitseinheit
2 enthält ein fest mit dem Kolben 6 verbundenes Kraftübertragungsglied 18, das aus
dem Gehäuse 3 herausragt und einen außerhalb des Gehäuses 3 liegenden Kopplungsabschnitt
22 aufweist, der bei dem exemplarischen Linearantrieb 1a mit einer zu bewegenden Komponente
verbindbar ist. Bei einer Ausführung der Lineareinheit 1 als Stoßdämpfer erfolgt über
den Kopplungsabschnitt 22 die externe Krafteinleitung.
[0027] Bei dem Linearantrieb 1a kann es sich beispielsweise um einen kolbenstangenlosen
Linearantrieb handeln, wobei der Kopplungsabschnitt 22 beispielsweise ein Mitnehmer
ist, der durch einen Längsschlitz des Gehäuses 3 hindurchragt. Bei der illustrierten
bevorzugten Ausführungsform ist das Kraftübertragungsglied 18 als Kolbenstange 18a
ausgeführt, die sich koaxial zu der Längsachse 26 erstreckt und die die erste Abschlusswand
15 unter Abdichtung gleitverschieblich durchsetzt.
[0028] An den dem Kolben 6 zugewandten inneren Stirnflächen 25 der beiden Abschlusswände
mündet jeweils mit einer als Steuermündung 20 bezeichneten Kanalmündung ein die zugeordnete
Abschlusswand 15, 16 durchsetzender erster beziehungsweise zweiter Steuerkanal 23,
24 in die zugeordnete erste beziehungsweise zweite Teilkammer 7, 8 der Arbeitskammer
5 ein. Jeder Steuerkanal 23, 24 mündet andererseits über eine eigene Anschlussöffnung
27 zu einer Außenfläche des Gehäuses 3 aus.
[0029] Zur Betätigung der Lineareinheit 1 kann durch die beiden Anschlussöffnungen 27 hindurch
abwechselnd und gegensinnig ein Antriebsfluid in die beiden Teilkammern 7, 8 eingespeist
beziehungsweise aus diesen Teilkammern 7, 8 abgeführt werden, sodass der Kolben 6
mit einer fluidischen Betätigungskraft beaufschlagt wird, aus der bei einem Linearantrieb
1a die Arbeitsbewegung 4 der Arbeitseinheit 2 resultiert. Der erste Steuerkanal 23
ist beim Ausführungsbeispiel von der Kolbenstange 18a durchsetzt. Sein für den Fluiddurchtritt
zur Verfügung gestellter Strömungsquerschnitt ist daher zumindest im Bereich der zugeordneten
Steuermündung 20 ringförmig gestaltet.
[0030] Axial beidseits ragt von dem Kolben 6 jeweils ein Absperrkörper 28 weg, der zur Arbeitseinheit
2 gehört und sich koaxial in Richtung zur gegenüberliegenden Steuermündung 20 hin
erstreckt.
[0031] Im Rahmen der Arbeitsbewegung 4 ist die Arbeitseinheit 2 zwischen einer an der ersten
Abschlusswand 15 anliegenden ersten Kolbenendlage und einer aus Figur 1 ersichtlichen,
an der zweiten Abschlusswand 16 anliegenden zweiten Kolbenendlage bewegbar. Exemplarisch
ist die Kolbenstange 18a in der zweiten Kolbenendlage maximal in das Gehäuse 3 eingefahren.
Bevorzugt sind die beiden Kolbenendlagen dadurch definiert, dass der Kolben 6 an einer
ihm zugewandten inneren axialen Stirnfläche 25 der betreffenden Abschlusswand 15,
16 zur Anlage gelangt.
[0032] Die Absperrkörper 28 sind kürzer als der zwischen den beiden Kolbenendlagen mögliche
Arbeitshub der Arbeitseinheit 2. Nimmt der Kolben 6 eine der beiden Kolbenendlagen
ein, befindet sich daher der in Richtung zur anderen Kolbenendlage ragende Absperrkörper
28 komplett innerhalb der zugeordneten Teilkammer 7, 8 und ist aus dem gegenüberliegenden
Steuerkanal 23, 24 herausgezogen.
[0033] Wird der Kolben 6 durch Betätigung der Arbeitseinheit 2 unter Ausführung der Arbeitsbewegung
4 zwischen zwei Kolbenendlagen verlagert, taucht der in Bewegungsrichtung momentan
voreilende Absperrkörper 28 nach einer gewissen Hubstrecke durch die gegenüberliegende
Steuermündung 20 hindurch in den zugeordneten Steuerkanal 23, 24 ein.
[0034] Bei der Arbeitsbewegung 4 wird das in der momentan kleiner werdenden ersten oder
zweiten Teilkammer 7, 8 befindliche Antriebsfluid durch den mit der betreffenden Teilkammer
7, 8 kommunizierenden Steuerkanal 23, 24 hindurch durch den Kolben 6 ausgeschoben.
Für jede Hubrichtung ist die Lineareinheit 1 mit einer Endlagendämpfungseinrichtung
32 ausgestattet, die bewirkt, dass die Geschwindigkeit des Kolbens 6 und somit der
Arbeitseinheit 2 während einer als Dämpfungsphase bezeichneten Hubphase kurz vor Erreichen
der Kolbenendlage stark herabgesetzt wird, um einen unerwünschten Aufprall am Gehäuse
3 zu vermeiden. Die Dämpfungswirkung beruht auf dem Aufbau einer auf die Arbeitseinheit
2 einwirkenden fluidischen Gegenkraft.
[0035] Jede der beiden Endlagendämpfungseinrichtungen 32 beinhaltet einen der beiden Absperrkörper
28 und einen im Bereich der Steuermündung 20 des gegenüberliegenden Steuerkanals 23,
24 koaxial angeordneten Dichtungsring 33. Der periphere Außenumfang des Absperrkörpers
28 bildet eine zylindrische Dichtfläche 35, die von dem zugeordneten Dichtungsring
33 unter Abdichtung umschlossen wird, wenn der Absperrkörper 28 in der oben angesprochenen
Dämpfungsphase durch den Dichtungsring 33 hindurch in den betreffenden Steuerkanal
23, 24 eintaucht. Der Dichtungsring 33 besteht zu diesem Zweck zumindest in dem mit
der peripheren Dichtfläche 35 des Absperrkörpers 28 in Kontakt tretenden Bereich zweckmäßigerweise
aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften.
[0036] Die zylindrische Dichtfläche 35 hat axial einen vorderen Endbereich 44, der im nicht
in dem Dichtungsring 33 eingetauchten Zustand des Absperrkörpers 28 dem Dichtungsring
33 zugewandt ist. Ferner hat die Dichtfläche 35 einen bezüglich des vorderen Endbereiches
44 axial näher am Kolben 6 liegenden rückwärtigen Endbereich 46. In der Dämpfungsphase
taucht der Absperrkörper 28 mit dem vorderen Endbereich 44 der Dichtfläche 35 voraus
in den Dichtungsring 33 ein, wobei der Dichtungsring 33 an der Dichtfläche 35 unter
Beibehaltung des Dichtkontaktes entlanggleitet, bis die Kolbenendlage erreicht ist.
In dieser Kolbenendlage beschränkt sich der Kontaktbereich zwischen dem Dichtungsring
33 und der Dichtfläche 35 auf einen als Endlagenabschnitt 45 bezeichneten Längenabschnitt
der Dichtfläche 35 in dem rückwärtigen Endbereich 46. Dieser Endlagenabschnitt 45
schließt sich zweckmäßigerweise axial unmittelbar an den Kolben 6 an.
[0037] Exemplarisch ist der Absperrkörper 28 bei beiden Endlagendämpfungseinrichtungen 32
hülsenförmig ausgebildet und sitzt koaxial auf der ihn durchsetzenden Kolbenstange
18a. Nicht weiter illustrierte Befestigungsmaßnahmen sorgen für eine axial unbewegliche
Fixierung bezüglich des Kolbens 6. Insbesondere auf der der Kolbenstange abgewandten
Seite des Kolbens 6 kann der Absperrkörper 28 auch aus Vollmaterial und insgesamt
kolbenförmig ausgebildet sein. Der Absperrkörper 28 kann auch ein einstückiger Bestandteil
der Kolbenstange 18a sein.
[0038] Aufgrund der identischen Ausgestaltung der Endlagendämpfungseinrichtungen 32 beschränkt
sich die diesbezügliche weitere Detailbeschreibung auf die der ersten Teilkammer 7
zugeordnete Endlagendämpfungseinrichtung 32. Die diesbezüglichen Ausführungen gelten
entsprechend für die zweite Endlagendämpfungseinrichtung 32. Ein nicht illustriertes
Ausführungsbeispiel der Lineareinheit 1 ist mit nur einer Endlagendämpfungseinrichtung
32 ausgestattet, sodass nur bei einer Bewegungsrichtung der Arbeitseinheit 2 eine
Endlagendämpfung stattfindet.
[0039] Um ein problemloses Eintauchen in den Dichtungsring 33 zu gewährleisten, ist der
Absperrkörper 28 am vorderen Endbereich 44 der Dichtfläche 35 zweckmäßigerweise abgerundet
oder sich konisch verjüngend gestaltet, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft.
[0040] Zu der Endlagendämpfungseinrichtung 32 gehört als wesentlicher Bestandteil auch eine
vertieft in die Dichtfläche 35 eingelassene Dämpfungsnutanordnung 36, die sich in
der Längsrichtung der Dichtfläche 35 erstreckt. Die zylindrische Dichtfläche 35 hat
eine mit der Längsachse 26 zusammenfallende Längsachse 37, deren Achsrichtung die
Längsrichtung der Dichtfläche 35 definiert. Die Dichtfläche 35 hat ferner eine durch
einen Doppelpfeil angedeutete Umfangsrichtung 38, bei der es sich um die Richtung
rings um die Längsachse 37 herum handelt.
[0041] Die Dämpfungsnutanordnung 36 setzt sich aus einer Mehrzahl von in die Dichtfläche
35 eingelassenen nutartigen Vertiefungen zusammen, die aufgrund ihrer Funktionalität
als Dämpfungsnuten 47 bezeichnet werden. Bevorzugt handelt es sich dabei um unterschiedlich
gestaltete Arten von Dämpfungsnuten 47, unter denen sich bevorzugt mindestens eine
variable Dämpfungsnut 47a und mindestens eine konstante Dämpfungsnut 47b befindet.
Weiterhin ist optional eine als kurze Dämpfungsnut 47c bezeichnete Dämpfungsnut 47
vorhanden, deren Präsenz sich ausschließlich auf den vorderen Endbereich 44 der Dichtfläche
35 beschränkt und deren Längserstreckung auf diesen vorderen Endbereich 44 begrenzt
ist.
[0042] Jede Dämpfungsnut 47 hat einen Nutquerschnitt, der in einer zu der Längsachse 37
rechtwinkeligen Ebene liegt. Die Summe der derart liegenden Nutquerschnitte sämtlicher
Dämpfungsnuten 47 definiert den gesamten Querschnitt der Dämpfungsnutanordnung 36,
der als Nutanordnungsquerschnitt bezeichnet sei. Bei Verwendung der Ausdrücke Nutquerschnitt
und Nutanordnungsquerschnitt ist bei dem Wortbestandteil "Querschnitt" die Querschnittsfläche
gemeint.
[0043] Ist der Absperrkörper 28 in den Dichtungsring 33 eingetaucht, wird der dem aus der
betreffenden Teilkammer 7 oder 8 verdrängten Antriebsfluid zur Verfügung stehende
Abströmquerschnitt durch denjenigen Nutanordnungsquerschnitt bestimmt, der an derjenigen
Längsposition der Dichtfläche 35 gemessen wird, an der sich der Dichtungsring 33 befindet.
Der Dichtungsring 33 liegt nur an der Dichtfläche 35 an, während er die Dämpfungsnuten
47 lediglich überbrückt und nicht oder nur geringfügig in die Dämpfungsnuten 47 eintaucht.
Das verdrängte Arbeitsfluid kann folglich während der Dämpfungsphase nur gedrosselt
abströmen, sodass in der zugeordneten Teilkammer 7, 8 ein Druckaufbau stattfindet,
der eine der Bewegungsrichtung der Arbeitseinheit 2 entgegengesetzte Bremskraft auf
den Kolben 6 ausübt und dadurch die Arbeitsbewegung 4 bis zum Stillstand abbremst.
[0044] Eine Besonderheit der Dämpfungsnutanordnung 36 besteht darin, dass sich ihr Nutanordnungsquerschnitt
über die axiale Länge der Dichtfläche 35 hinweg verändert. Dabei ist die Auslegung
so getroffen, dass der Nutanordnungsquerschnitt beginnend am vorderen Endbereich 44
bis zu dem rückwärtigen Endbereich 46 tendenziell abnimmt, was in dem Diagramm der
Figur 6 durch eine nivellierte Querschnittsverlaufslinie 48 verdeutlicht ist. Die
Querschnittsverringerung ist insgesamt jedoch nicht kontinuierlich, sondern zeichnet
sich durch einen Berg- und Talverlauf aus, bei dem sich Längenabschnitte mit minimalem
Nutanordnungsquerschnitt und Längenabschnitte mit maximalem Nutanordnungsquerschnitt
abwechseln. Dabei nehmen die Querschnittsflächen der maximalen Nutanordnungsquerschnitte
in Richtung zum rückwärtigen Endbereich 46 der Dichtfläche 35 tendenziell ab, was
bevorzugt auch für die minimalen Nutanordnungsquerschnitte gilt.
[0045] In der Zeichnung sind die einen minimalen Nutanordnungsquerschnitt aufweisenden Längenabschnitte
der Dämpfungsnutanordnung 36 mit Bezugsziffer 52 identifiziert und im Folgenden zur
Vereinfachung auch als Minimal-Längenabschnitte 52 bezeichnet. Analog sind in der
Zeichnung die einen maximalen Nutanordnungsquerschnitt aufweisenden Längenabschnitte
der Dämpfungsnutanordnung 36 mit Bezugsziffer 53 identifiziert und im Folgenden zur
Vereinfachung auch als Maximal-Längenabschnitte 53 bezeichnet.
[0046] Die Minimal-Längenabschnitte 52 und Maximal-Längenabschnitte 53 sind axial aufeinanderfolgend
angeordnet und gehen zweckmäßigerweise kontinuierlich ineinander über. Insgesamt verfügt
die Dämpfungsnutanordnung 36 über mindestens zwei und bevorzugt über mehr als zwei
axial zueinander beabstandete Minimal-Längenabschnitte 52 und außerdem zusätzlich
über mindestens zwei und bevorzugt mehr als zwei axial zueinander beabstandete Maximal-Längenabschnitte
53.
[0047] Fährt der Absperrkörper 28 in den Dichtungsring 33 ein, ergibt sich folglich bei
der dann stattfindenden Dämpfungsphase der Arbeitsbewegung 4 eine aufeinanderfolgende
Freigabe unterschiedlich großer Nutanordnungsquerschnitte, sodass sich Phasen stärkerer
Dämpfung mit Phasen geringerer Dämpfung abwechseln. Wie sich gezeigt hat, wird dadurch
in einem sehr großen Masse- und Geschwindigkeitsbereich der sich bewegenden Arbeitseinheit
2 ein harmonisches, aperiodisches Dämpfungsverhalten der Endlagendämpfung erzielt.
[0048] Der in der Längsrichtung der Dichtfläche 35 variierende Nutanordnungsquerschnitt
resultiert bevorzugt aus den entsprechend gestalteten variablen Dämpfungsnuten 47a.
Von diesen variablen Dämpfungsnuten 47a sind mehrere vorhanden, die alle zweckmäßigerweise
ihren vorderen Anfangspunkt in dem vorderen Endbereich 44 der Dichtfläche 35 haben,
wobei sie bevorzugt an ihrer Vorderseite stirnseitig offen sind. Bevorzugt erstrecken
sich die variablen Dämpfungsnuten 47a an der Vorderseite des Absperrkörpers 28 bis
zu dessen dem Kolben 6 abgewandter vorderer axialer Stirnfläche 54.
[0049] Rückseitig enden die variablen Dämpfungsnuten 47a zweckmäßigerweise vor dem Endlagenabschnitt
45. Dadurch wird erreicht, dass spätestens in der Kolbenendlage kein Antriebsfluid
mehr in der Lage ist, den Dichtungsring 33 durch eine der variablen Dämpfungsnuten
47a hindurch zu passieren und aus der Arbeitskammer 5 in den zugeordneten Steuerkanal
23, 24 überzutreten.
[0050] Verglichen mit nur einer einzigen variablen Dämpfungsnut 47a hat die Mehrfachanordnung
variabler Dämpfungsnuten 47a den Vorteil, dass die im Bereich der Dichtfläche 35 liegenden
schlitzartigen Nutöffnungen relativ schmal sind, was einer Tendenz des Dichtungsringes
33, aufgrund seiner Elastizität in die variablen Dämpfungsnuten 47a einzutauchen,
entgegenwirkt. Der jeweils freigegebene Strömungsquerschnitt verteilt sich hier auf
sämtliche der mehreren variablen Dämpfungsnuten 47a.
[0051] Die variablen Dämpfungsnuten 47a sind jeweils individuell so gestaltet, dass jede
variable Dämpfungsnut 47a in ihrer Längsrichtung in mehrere abwechselnd aufeinanderfolgende
und stetig ineinander übergehende Längenabschnitte 55 minimalen Nutquerschnittes und
Längenabschnitte 56 maximalen Nutquerschnittes unterteilt ist. Bevorzugt sind die
variablen Dämpfungsnuten 47a so platziert, dass jeder Minimal-Längenabschnitt 52 der
Dämpfungsnutanordnung 36 durch auf gleicher axialer Höhe liegende Längenabschnitte
55 minimalen Nutquerschnittes und sämtliche Maximal-Längenabschnitte 53 der Dämpfungsnutanordnung
36 durch auf gleicher axialer Höhe liegende Längenabschnitte 56 maximalen Nutquerschnittes
sämtlicher variablen Dämpfungsnuten 47a definiert sind.
[0052] Bevorzugt enthält die Dämpfungsnutanordnung 36 zusätzlich zu den variablen Dämpfungsnuten
47a mindestens eine und bevorzugt genau eine konstante Dämpfungsnut 47b, die sich
linear in Achsrichtung der Längsachse 37 erstreckt und über ihre Nutlänge hinweg einen
gleichbleibenden Nutquerschnitt aufweist. Anders als die variablen Dämpfungsnuten
47a verläuft diese konstante Dämpfungsnut 47b auch über den Endlagenabschnitt 45 der
Dichtfläche 35 hinweg und endet erst axial nach diesem Endlagenabschnitt 45. Exemplarisch
erstreckt sie sich bis hin zum Kolben 6. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass
die konstante Dämpfungsnut 47b in jeder Phase des Dämpfungshubes und bis einschließlich
zum Erreichen der Kolbenendlage für einen Fluidübertritt zwischen der Arbeitskammer
5 und dem zugeordneten Steuerkanal 23, 24 zur Verfügung steht. Dadurch ist gewährleistet,
dass die Kolbenendlage mit sehr geringer Geschwindigkeit auch dann noch zuverlässig
erreicht wird, wenn die variablen Dämpfungsnuten 47a bereits aus dem Dichtungsring
33 herausgetreten sind.
[0053] Die konstante Dämpfungsnut 47b ist zweckmäßigerweise am vorderen Endbereich 44 der
Dichtfläche 35 stirnseitig offen. Sie erstreckt sich parallel neben den mehreren variablen
Dämpfungsnuten 47a, die sie allerdings an der Rückseite überragt, um auch den Endlagenabschnitt
45 axial zu durchsetzen. Als besonders vorteilhaft hat sich eine V-förmige Querschnittsform
der konstanten Dämpfungsnut 47b erwiesen.
[0054] Zweckmäßigerweise haben die variablen Dämpfungsnuten 47a einen dreieckigen Nutquerschnitt,
wobei zwei Seiten des Dreiecks von zwei winkelig zueinander angeordneten ersten und
zweiten Nutflanken 57, 58 definiert sind, während die dritte Seite des Dreiecks von
der schlitzartigen Nutöffnung im Bereich der Dichtfläche 35 gebildet ist. Die beiden
Nutflanken 57, 58 sind, im Querschnitt rechtwinkelig zu der Längsachse 37 betrachtet,
in einem stumpfen Winkel zueinander angeordnet, der zweckmäßigerweise nur geringfügig
größer als 90° ist. Dies gilt für jede Stelle entlang der Längserstreckung einer jeweiligen
variablen Dämpfungsnut 47a.
[0055] Die erste Nutflanke 57 verläuft in der Achsrichtung der Längsachse 37 rein linear
in einer als Nutflankenebene 62 bezeichneten Ebene. Diese Nutflankenebene 62 ist bevorzugt
geringfügig geneigt zu einer Referenz-Radialebene 63 ausgerichtet, die die zentrale
Längsachse 37 der Dichtfläche 35 enthält. Bevorzugt ist die Nutflankenebene 62 der
ersten Nutflanke 57 jeder variablen Dämpfungsnut 47a in dieser Weise angeordnet, was
auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft. Die Neigung der Nutflankenebene
62 bezüglich der Referenz-Radialebene 63 ist aufgrund ihrer Geringfügigkeit in der
Zeichnung nicht ersichtlich. Die Nutflankenebene 62 ist so geneigt, dass ihr Abstand
von der Referenz-Radialebene 63 mit zunehmender Annäherung an eine weiter unten erwähnte
weitere Radialebene 66 größer wird.
[0056] Die zweite Nutflanke 58 hat in der Längsrichtung der Dichtfläche 35 einen nichtlinearen,
zick-zack-förmigen oder wellenförmigen Längsverlauf mit stetig ineinander übergehenden
Talabschnitten 65 und Kammabschnitten 64. Die Kammabschnitte 64 definieren die Längenabschnitte
55 minimalen Nutquerschnittes und die Talabschnitte 65 definieren die Längenabschnitte
56 maximalen Nutquerschnittes. Zwischen den einzelnen Kammabschnitten 64 und Talabschnitten
65 hat die zweite Nutflanke 58 beim Ausführungsbeispiel jeweils eine lineare, ebene
Erstreckung, sodass sich ein zick-zack-förmiger Längsverlauf ergibt. Diese Längenabschnitte
können aber auch zumindest teilweise gewölbt sein, sodass sich ein wellenförmiger
Längsverlauf ergibt.
[0057] Die Kante, mit der die erste Nutflanke 57 in die Dichtfläche 35 übergeht, hat bevorzugt
eine lineare Erstreckung. Hiervon unterscheidet sich der Längsverlauf der zwischen
der zweiten Nutflanke 58 und der Dichtfläche 35 vorhandenen Übergangskante, die entsprechend
dem Längsverlauf der zweiten Nutflanke 58 zick-zack-förmig oder wellenförmig verläuft.
[0058] Die Dämpfungsnuten 47 sind in der Umfangsrichtung 38 mit Abstand verteilt zueinander
in der Dichtfläche 35 ausgebildet. Bevorzugt liegen die variablen Dämpfungsnuten 47a
in spiegelsymmetrischer Anordnung beidseits der Referenz-Radialebene 63. Die variablen
Dämpfungsnuten 47a sind bevorzugt in zwei Dichtflächenabschnitte unterteilt, die jeweils
180° des Umfangs der Dichtfläche 35 einnehmen und die zur besseren Unterscheidung
als erster Dichtflächenabschnitt 35a und als zweiter Dichtflächenabschnitt 35b bezeichnet
seien. Die beiden Dichtflächenabschnitte 35a, 35b liegen auf entgegengesetzten Seiten
einer zu der Referenz-Radialebene 63 senkrechten, weiter oben schon angesprochenen
weiteren Radialebene 66, die wiederum auch die Längsachse 37 der Dichtfläche 35 beinhaltet.
Exemplarisch sind jeweils vier variable Dämpfungsnuten 47a in den beiden Dichtflächenabschnitten
35a, 35b platziert, und zwar jeweils zwei dieser vier variablen Dämpfungsnuten 47a
auf entgegengesetzten Seiten der Referenz-Radialebene 63.
[0059] Während die ersten Nutflanken 57 von der Referenz-Radialebene 63 wegweisen, weisen
die zweiten Nutflanken 58 jeweils von der weiteren Radialebene 66 weg.
[0060] Aufgrund der beschriebenen Querschnittsgestaltung und Ausrichtung der variablen Dämpfungsnuten
47a, lässt sich die Dämpfungsnutanordnung 36 sehr einfach durch Urformen mittels eines
Formgebungswerkzeuges erzeugen, das über zwei in der weiteren Radialebene 66 geteilte
Werkzeughälften verfügt. Die Entformungsrichtung ist hierbei rechtwinkelig zu der
weiteren Radialebene 66 orientiert.
[0061] Die bevorzugt einzige konstante Dämpfungsnut 47b ist zweckmäßigerweise in dem ersten
Dichtflächenabschnitt 35a und auf der Referenz-Radialebene 63 liegend angeordnet.
[0062] Die weiter oben schon angesprochene kurze Dämpfungsnut 47c befindet sich vorzugsweise
im zweiten Dichtflächenabschnitt 35b und dort ebenfalls auf der Referenz-Radialebene
63. Sie befindet sich somit in einem Umfangsbereich der Dichtfläche 35, der diametral
zu dem die konstante Dämpfungsnut 47b enthaltenden Umfangsbereich platziert ist.
[0063] Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die mit der Dämpfungsnutanordnung
36 ausgestattete Dichtfläche 35 an der Innenumfangsfläche des Steuerkanals 23, 24,
während der Dichtungsring 33 am Absperrkörper 28 angeordnet ist und die Arbeitsbewegung
4 mitmacht.
1. Fluidbetätigte Lineareinheit, mit einem in einer Arbeitskammer (5) eines Gehäuses
(3) linear verschiebbar angeordneten Kolben (6) und mit mindestens einer Endlagendämpfungseinrichtung
(32) zur Endlagendämpfung des Kolbens (6), die einen mit dem Kolben (6) bewegungsgekoppelten
Absperrkörper (28) und einen axial gegenüberliegend des Absperrkörpers (28) an einer
gehäusefesten Abschlusswand (15, 16) mit einer Steuermündung (20) in die Arbeitskammer
(5) einmündenden fluidischen Steuerkanal (23, 24) enthalten, wobei an der Abschlusswand
(15, 16) oder an dem Absperrkörper (28) ein zur Steuermündung (20) des Steuerkanals
(23, 24) koaxialer Dichtungsring (33) angeordnet ist, der an einer am Außenumfang
des Absperrkörpers (28) beziehungsweise am Innenumfang des Steuerkanals (23, 24) ausgebildeten
zylindrischen Dichtfläche (35) dichtend abgleitet, wenn der Absperrkörper (28) bei
Annäherung des Kolbens (6) an eine Kolbenendlage durch die Steuermündung (20) hindurch
in den Steuerkanal (23, 24) eintaucht, wobei in die Dichtfläche (35) eine axial verlaufende
Dämpfungsnutanordnung (36) eingelassen ist, deren Nutanordnungsquerschnitt sich über
ihre axiale Länge hinweg verändert, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsnutanordnung (36) über mehrere abwechselnd aufeinanderfolgende und axial
ineinander übergehende Längenabschnitte (52, 53) mit einem minimalem und einem maximalen
Nutanordnungsquerschnitt verfügt, sodass sich der Nutanordnungsquerschnitt der Dämpfungsnutanordnung
(36) in der Längsrichtung (37) der Dichtfläche (35) abwechselnd verringert und vergrößert,
wobei die Dämpfungsnutanordnung (36) mindestens zwei axial zueinander beabstandete
Längenabschnitte (52) mit jeweils einem minimalen Nutanordnungsquerschnitt und mindestens
zwei axial zueinander beabstandete Längenabschnitte (53) mit jeweils einem maximalen
Nutanordnungsquerschnitt aufweist.
2. Fluidbetätigte Lineareinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (35) einen dem Dichtungsring (33) zugewandten vorderen Endbereich
(44) und einen diesbezüglich axial entgegengesetzten rückwärtigen Endbereich (46)
aufweist, wobei der rückwärtige Endbereich (46) einen Endlagenabschnitt (45) definiert,
an dem der Dichtungsring (33) dichtend anliegt, wenn der Kolben (6) die Kolbenendlage
erreicht hat.
3. Fluidbetätigte Lineareinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsnutanordnung (36) mindestens eine einen sich über ihre Nutlänge hinweg
verändernden Nutquerschnitt aufweisende variable Dämpfungsnut (47a) enthält, die über
mehrere abwechselnd aufeinanderfolgende und axial ineinander übergehende Längenabschnitte
(52, 53) mit minimalem und maximalem Nutquerschnitt verfügt.
4. Fluidbetätigte Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsnutanordnung (36) mehrere in ihrem Nutquerschnitt variable Dämpfungsnuten
(47a) enthält, die in der Umfangsrichtung über den Umfang der Dichtfläche (35) verteilt
sind und die jeweils über mehrere in der Längsrichtung abwechselnd aufeinanderfolgende
und axial ineinander übergehende Längenabschnitte (55, 56) mit einem minimalen und
einem maximalen Nutquerschnitt verfügen.
5. Fluidbetätigte Lineareinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die variablen Dämpfungsnuten (47a) untereinander die gleiche Länge aufweisen.
6. Fluidbetätigte Lineareinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder sämtliche variablen Dämpfungsnuten (47a) so platziert sind, dass ihre
Längenabschnitte (52) mit minimalem Nutquerschnitt und ihre Längenabschnitte (53)
mit maximalem Nutquerschnitt zumindest im Wesentlichen auf gleicher axialer Höhe liegen.
7. Fluidbetätigte Lineareinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 6 in Verbindung mit Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass jede variable Dämpfungsnut (47a) axial vor dem Endlagenabschnitt (45) endet, derart,
dass jede variable Dämpfungsnut (47a) ihre Wirkung verliert, bevor der Kolben (6)
in der Kolbenendlage angelangt ist.
8. Fluidbetätigte Lineareinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine oder jede variable Dämpfungsnut (47a) einen dreieckigen Nutquerschnitt
hat und zwei winkelig zueinander angeordnete erste und zweite Nutflanken (57, 58)
aufweist, wobei die erste Nutflanke (57) in einer Nutflankenebene (62) verläuft, die
zumindest geringfügig geneigt zu einer die zentrale Längsachse (37) der zylindrischen
Dichtfläche (35) enthaltenden Referenz-Radialebene (63) ausgerichtet ist, während
die zweite Nutflanke (58) einen zick-zack-förmigen oder wellenförmigen Längsverlauf
hat und über stetig ineinander übergehende Tal- und Kammabschnitte (65, 64) verfügt,
durch die die Längenabschnitte (52, 53) mit minimalem und maximalem Nutquerschnitt
definiert sind.
9. Fluidbetätigte Lineareinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutflankenebenen (62) der ersten Nutflanken (57) mehrerer oder sämtlicher der
über einen dreieckigen Nutquerschnitt verfügenden variablen Dämpfungsnuten (47a) parallel
zueinander verlaufen.
10. Fluidbetätigte Lineareinheit nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden auf einander entgegengesetzten Seiten einer zu der Referenz-Radialebene
(63) senkrechten weiteren Radialebene (66) liegenden Dichtflächenabschnitten (35a,
35b) der Dichtfläche (35) in zu der Referenz-Radialebene (63) symmetrischer Verteilung
jeweils mehrere der über einen dreieckigen Nutquerschnitt verfügenden variablen Dämpfungsnuten
(47a) ausgebildet sind.
11. Fluidbetätigte Lineareinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 10 in Verbindung mit Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsnutanordnung (36) zusätzlich zu der mindestens einen variablen Dämpfungsnut
(47a) mindestens eine ebenfalls axial verlaufende, einen über ihre wirksame Nutlänge
hinweg gleichbleibenden Nutquerschnitt aufweisende konstante Dämpfungsnut (47b) enthält,
die sich mit wenigstens einer oder jeder variablen Dämpfungsnut (47a) axial überlappt
und die rückseitig zu einem Bereich offen ist, der axial nach dem Endlagenabschnitt
(45) der Dichtfläche (35) liegt, derart, dass die mindestens eine konstante Dämpfungsnut
(47b) einen Fluidübertritt zwischen Arbeitskammer (5) und Steuerkanal (23, 24) bis
zum Erreichen der Kolbenendlage ermöglicht, wobei die konstante Dämpfungsnut (47b)
am vorderen Endbereich (44) der Dichtfläche (35) zweckmäßigerweise stirnseitig offen
ist.
12. Fluidbetätigte Lineareinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsnutanordnung (36) eine in einem der konstanten Dämpfungsnut (47b) diametral
entgegengesetzten Bereich der Dichtfläche (35) ausgebildete kurze Dämpfungsnut (47c)
aufweist, deren Längserstreckung auf den vorderen Endbereich (44) der Dichtfläche
(35) begrenzt ist.
13. Fluidbetätigte Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Endlagendämpfungseinrichtung (32) zweifach vorhanden ist, um bei beiden möglichen
Bewegungsrichtungen des Kolbens (6) dessen Endlagendämpfung hervorzurufen.
14. Fluidbetätigte Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Absperrkörper (28) kolbenförmig oder hülsenförmig ausgebildet ist und axial vom
Kolben (6) wegragt.
15. Fluidbetätigte Lineareinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als mit Druckluft betriebene pneumatische Lineareinheit und/oder
durch eine Ausgestaltung als Linearantrieb, bei dem der Kolben (6) durch Fluidbeaufschlagung in Richtung seiner Kolbenendlage verfahrbar ist.