SE416157B

SE416157B - DEVICE FOR FINALLY DUMPING THE PISTON CIRCUIT IN A PRESSURE FLUID CYLINDER

Info

Publication number: SE416157B
Application number: SE7713290A
Authority: SE
Inventors: S Stenlund; L Nordgren
Original assignee: Mecman Ab
Priority date: 1977-11-24
Filing date: 1977-11-24
Publication date: 1980-12-01
Also published as: SE7713290L

Description

15 20 25 30 35 40 7713290-0 2 verkan under dämpförloppet samt fullgott fluidflöde under returför- loppet trots avsaknad av särskilda returströmningskanaler. 15 20 25 30 35 40 7713290-0 2 effect during the damping process and adequate fluid flow during the return process despite the lack of special return flow channels.

Enligt uppfinningen uppnås detta genom en utformning i enlig- het med patentkravets l kännetecknande del. ' Genom att således utforma tätningsringen med i radiell led fjädrande tvärsnitt, i synnerhet med en mot den motstående mantelytan anliggbar ringläpp (jämför krav 3), kan ringen vara obruten i omkrets- led (utom i det i radiell led begränsade parti som är försett med genomloppsöppningar för returfluidflödet) och trots detta insnäppas i ringspåret. Ringen kan sålunda göras likformig utmed hela omkret- sen, varigenom risken för snedställning och kärvning minskas. Vidare underlättas ringens centrering under äntringsförloppet och säker- ställes fullgod tätningsverkan runt om. Denna tätningsverkan blir särskilt effektiv då en ringläpp pressas mot mantelytan under inver- kan av (det tämligen stora) fluidtrycket under dämpförloppet.According to the invention, this is achieved by a design in accordance with the characterizing part of claim 1. By thus designing the sealing ring with a radially resilient cross-section, in particular with a ring lip abutting against the opposite circumferential surface (compare claim 3), the ring can be unbroken in the circumferential direction (except in the radially limited portion which is provided with through-hole openings for the return fluid flow) and despite this are snapped into the ring groove. The ring can thus be made uniform along the entire circumference, thereby reducing the risk of skew and jamming. Furthermore, the centering of the ring is facilitated during the entry process and a satisfactory sealing effect is ensured all around. This sealing effect becomes particularly effective when a ring lip is pressed against the mantle surface under the influence of the (rather large) fluid pressure during the damping process.

Genom att utforma genomloppsöppningar i själva ringen bortfal- ler behovet av särskilda returströmningskanaler i cylindergavel el- ler strypkropp, och dessutom blir konstruktionen enklare och billigare, eftersom öppningarna kan framställas pâ enkelt sätt, exempelvis genom stansning.By designing through-holes in the ring itself, the need for special return flow channels in the cylinder head or throttle body is eliminated, and in addition the construction becomes simpler and cheaper, since the openings can be manufactured in a simple manner, for example by punching.

Ytterligare lämpliga särdrag och fördelar med uppfinningen framgår av underkraven och av nedanstående detaljbeskrivning av en föredragen utföringsform med hänvisning till ritningarna.Further suitable features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims and from the following detailed description of a preferred embodiment with reference to the drawings.

Fig. l visar i ett centralt längssnitt ena änden av en hydraul- cylinder med ändlägesdämpad kolv i enlighet med uppfinningen; Fig. 2 visar en detalj från fig. 1, nämligen en såsom back- ventil tjänande ring, vilken under ett dämpförlopp tätar en ringspalt; Fig. 3 visar på motsvarande sätt ringen under ett returförlopp, dvs under kolvens âtergångsrörelse; " Fig. 4 visar hela ringen i planvy; och Fig. 5 visar ett snitt längs linjen V-V i fig. 4.Fig. 1 shows in a central longitudinal section one end of a hydraulic cylinder with end position damped piston in accordance with the invention; Fig. 2 shows a detail from Fig. 1, namely a ring serving as a non-return valve, which seals a ring gap during a damping process; Fig. 3 shows in a corresponding manner the ring during a return process, ie during the return movement of the piston; "Fig. 4 shows the whole ring in plan view; and Fig. 5 shows a section along the line V-V in Fig. 4.

I fig. 1 visas således ena änden av en hydraulcylinder med ett cylinderrör 1, en kolv 2 med tillhörande kolvtätning 3 och kolvstâng 4 samt en cylindergavel 5, genom vilken kolvstången 4 sträcker sig via en utloppsöppning 6 och en yttre styrningshylsa 7 med en bussning -8 och tätnings- resp. avskrapningsringar 9, 10. I figuren visas även två till cylinderns dragstänger (icke visade) hörande muttrar ll, 12, en låsskruv 13 för styrningshylsan 7, en med cylinderrummet 14 fram- för kolven 2 och utloppsöppningen 6 (i det visade läget för kolven) :kommunicerande anslutningsport 15 för hydraulvätskan samt en ställbar strypventil 16, som via en kanal 17 förbinder cylinderrummet 14 med 10 15 20 25 30 35 40 7713290-0 3 anslutningsporten 15. Såsom kommer att framgå nedan kan den på 1 och för sig känt sätt anordnade strypventilen 16 och tillhörande förbind- ningskanal 17 ersättas eller kompletteras med en annan, ehuru icke inställbar strypanordning.Fig. 1 thus shows one end of a hydraulic cylinder with a cylinder tube 1, a piston 2 with associated piston seal 3 and piston rod 4 and a cylinder head 5, through which the piston rod 4 extends via an outlet opening 6 and an outer guide sleeve 7 with a bushing - 8 and sealing resp. scraping rings 9, 10. The figure also shows two nuts 11, 12 belonging to the cylinder drawbars (not shown), a locking screw 13 for the guide sleeve 7, one with the cylinder space 14 in front of the piston 2 and the outlet opening 6 (in the position shown for the piston) : communicating connection port 15 for the hydraulic fluid and an adjustable throttle valve 16, which via a channel 17 connects the cylinder space 14 to the connection port 15. As will be seen below, it can be arranged in a manner known per se. the throttle valve 16 and associated connecting channel 17 are replaced or supplemented with another, though non-adjustable throttling device.

Kolven 2 har en därmed genom inskruvning förenad, med väsent- ligt mindre diameter utformad, såsom strypkropp tjänande dämphals 18, vilken i det visade exemplet består av en cylindrisk hylsa, i vilken ett klenare infästningsparti 4' av kolvstången 4 är infört och fixe- rat. Dämphalsen 18 är dimensionerad att med ett visst radiellt spel- rum kunna införas åtminstone delvis i den likaledes väsentligen cy- lindriska utloppsöppningen 6, vilket radiella spelrum överstiger det som krävs med hänsyn till tillverkningstoleranserna och till efter en längre tids drift uppstående slitage hos kolvens 2 och kolvstång- ens 4 lagringsorgan 3 resp. 8-10. Således bildas en hålcylindrisk ringspalt 19 (fig. 2) mellan dämphalsens 18 utsida 20 och utlopps- öppningen 6. För uppnående av önskad ändlägesdämpning av kolvrörel- sen måste hydraulvätskans flöde genom denna ringspalt 19 under dämp- förloppet strypas eller helt avstängas, varvid i det senare fallet tryckavlastning kan ske via en separat strypventil, såsom strypventi- len 16.The piston 2 has a damping neck 18 serving as a throttle connected therewith, with a substantially smaller diameter, which serves as a throttle body 18, which in the example shown consists of a cylindrical sleeve, in which a smaller fastening portion 4 'of the piston rod 4 is inserted and fixed. . The damping neck 18 is dimensioned so that with a certain radial clearance it can be inserted at least partially into the equally substantially cylindrical outlet opening 6, which radial clearance exceeds that required with regard to the manufacturing tolerances and to wear after a long period of operation of the piston 2 and the piston rod 4 storage means 3 resp. 8-10. Thus, a hollow cylindrical annular gap 19 (Fig. 2) is formed between the outside 20 of the damping neck 18 and the outlet opening 6. In order to achieve the desired end position damping of the piston movement, the hydraulic fluid flow through this annular gap 19 must be restricted or completely shut off. In the latter case, pressure relief can take place via a separate throttle valve, such as the throttle valve 16.

För åstadkommande av en dylik strypning eller avstängning av flödet genom ringspalten 19 är enligt uppfinningen en speciellt ut- formad, såsom backventil tjänande ring 22 insatt med axiellt spel i ett invändigt i utloppsöppningens 6 vägg 21 utformat ringspår 23.In order to effect such a restriction or shut-off of the flow through the annular gap 19, according to the invention a specially designed ring 22 serving as a non-return valve is inserted with axial play in an annular groove 23 formed inside the wall 21 of the outlet opening 6.

Detta ringspår 23 är likformigt i omkretsled och, såsom framgår bäst av fig. 2 och 3, begränsas av en cylindrisk bottenvägg 24 och två i var sitt radialplan liggande sidoväggar 25,26, av vilka den ena, närmast cylinderrummet 14 belägna sidoväggen 25 ej sträcker sig lika långt radiellt inåt mot centrumaxellinjen som den andra, längst bort från cylinderrummet 14 belägna sidoväggen 26. Räknat från cylinder- rummet 14 begränsas således utloppsöppningen 6 resp. ringspaltens 19 radiella utsida av ett första väggparti 2l', ett andra, av ringspå- rets botten 24 bildat väggparti och ett tredje väggparti 21 med mindre diameter än det första väggpartiet 2l'.This annular groove 23 is uniform in circumferential direction and, as best seen in Figs. 2 and 3, is delimited by a cylindrical bottom wall 24 and two side walls 25, 26 lying separately in the radial plane, of which one side wall 25 located closest to the cylinder space 14 does not extend. as far radially inwards towards the center axis line as the second side wall 26, furthest from the cylinder space 14. Calculated from the cylinder space 14, the outlet opening 6 resp. the radial outside of the annular gap 19 of a first wall portion 21 ', a second wall portion formed by the bottom 24 of the ring groove and a third wall portion 21 having a smaller diameter than the first wall portion 21'.

Den i fig. 4 och 5 i sin helhet visade ringen 22, vilken be- står av fjädrande eller elastiskt material, såsom stål (vid pneuma~ tiska cylindrar lämpligen gummi eller plast), har ett radiellt inre, såsom en axiell ringläpp utformat parti 27, vars fria ände lämpligen är något omböjd radiellt utåt för underlättande av äntring och centre- ring på dämphalsen 18, ett till det radiellt inre partiet anslutande, väsentligen radiellt förlöpande mellanparti 28 samt ett radiellt ytt- _ '7713290-0 10 15 20 25 3ö 35 40 4 re, snett utåt åt samma håll som partiet 27 och i axiell led längre ut sig sträckande parti 29. Detta radiellt yttre parti 29 är försett med ett flertal i omkretsled likformigt fördelade öppningar i form av utstansade, väsentligen radiellt orienterade slitsar 30, vilka sträck- er sig ända ut till den fria kanten 29'. I tvärsnitt enligt fig. 5 har ringen således väsentligen C-formig eller snarare spegelvänt C-formig profil. Denna C-formiga tvärsnittsprofil möjliggör en täm- ligen stor elastisk deformation i radiell led, varför ringen 22, trots att den är sluten i omkretsled, via utloppsöppnings vidare väggparti 21' kan insnäppas i ringspåret 23 (jämför fig. 2 och 3).The ring 22 shown in its entirety in Figs. 4 and 5, which consists of resilient or elastic material, such as steel (in the case of pneumatic cylinders, preferably rubber or plastic), has a radially inner portion 27, such as an axial ring lip. , the free end of which is suitably slightly bent radially outwards to facilitate entry and centering on the damping neck 18, a substantially radially extending intermediate portion 28 adjoining the radially inner portion and a radially outer surface. This radially outer portion 29 is provided with a plurality of circumferentially uniformly distributed openings in the form of punched, substantially radially oriented slots 30, which extend all the way to the free edge 29 '. In the cross section according to Fig. 5, the ring thus has a substantially C-shaped or rather mirror-inverted C-shaped profile. This C-shaped cross-sectional profile enables a rather large elastic deformation in the radial direction, so that the ring 22, although closed in the circumferential direction, can be snapped into the ring groove 23 via the outlet opening further wall '(cf. Figs. 2 and 3).

Ringspåret 23 och ringen 22 är inbördes så dimensionerade, att ringen 22 har ett betydande axiellt spelrum mellan sidoväggar- na 25, 26. Lämpligen har ringen 22 även ett visst, ehuru tämligen li- tet radiellt spelrum till ringspårets 23 botten 24, varigenom ring- spârets 23 precision får underordnad betydelse för ringens centrering.The ring groove 23 and the ring 22 are mutually dimensioned so that the ring 22 has a significant axial clearance between the side walls 25, 26. Suitably the ring 22 also has a certain, albeit rather slightly radial clearance to the bottom 24 of the ring groove 23, whereby the ring groove 22 the precision of the groove 23 is of secondary importance for the centering of the ring.

Anordningens funktion framgår av fig. 2 och 3. Då kolven 2 närmar sig cylindergaveln 5 intränger dämphalsen 18 i utloppsöpp- ningen 6 (pilen Pl i fig. 2), varvid ringens 22 radiellt inre parti 27 äntrar dämphalsens 18 något rundade framkant 20' under samtidig centrering av ringen 22 och axiell förskjutning av densamma till det i fig. 2 visade läget. Denna axiella förskjutning åstadkommes dels genom ingreppet med dämphalsen 18, dels genom tryckpåverkan från det genom ringspalten 19 åtminstone till en början utströmmande hydraul- vätskeflödet. Då ringen 22 intagit sitt läge enligt fig. 2, anligger dess mellanparti 28 tätande mot ringspårets 23 sidovägg 26, medan dess inre ringläpp 27 anligger mot dämphalsens cylindriska mantelyta 20. Vid båda kontaktställena befrämjas anliggningen och tâtningsver- kan av hydraulvätsketrycket, varför ringspalten 19 blir helt avtätad under dämpförloppet. Dämpkarakteristiken resp. tryckavlastningen be- stämes härvid av den i fig. 1 visade, inställbara strypventilen 16.The function of the device is shown in Figs. 2 and 3. As the piston 2 approaches the cylinder head 5, the damping neck 18 penetrates into the outlet opening 6 (arrow P1 in Fig. 2), the radially inner portion 27 of the ring 22 entering the slightly rounded leading edge 20 'of the damping neck 18 below simultaneous centering of the ring 22 and axial displacement thereof to the position shown in Fig. 2. This axial displacement is effected partly by the engagement with the damping neck 18, and partly by the action of pressure from the hydraulic fluid flow flowing through the annular gap 19 at least initially. When the ring 22 has assumed its position according to Fig. 2, its intermediate portion 28 abuts sealingly against the side wall 26 of the annular groove 23, while its inner annular lip 27 abuts against the cylindrical circumferential surface 20 of the damping neck At both contact points the abutment and sealing effect of completely sealed during the damping process. The damping characteristics resp. the pressure relief is determined in this case by the adjustable throttle valve 16 shown in Fig. 1.

Alternativt eller såsom komplement därtill kan dämphalsen ha ett an- tal, i omkretsled och i axiell led fördelade eller utsträckta urtag resp. spår, som möjliggör en kontrollerad hydraulvätskepassage förbi ringen 22. Ett sådant axiellt förlöpande spår 31 antydes med en streck- prickad linje i fig. 2 och 3. Spårets 31 djup och/eller bredd avtar i riktning mot kolven 2, vairgenom en progressiv strypning och opti- mal dämpverkan uppnås.Alternatively or as a complement to this, the damping neck can have a number of recesses distributed in the circumferential direction and in the axial direction or extended, respectively. groove, which enables a controlled hydraulic fluid passage past the ring 22. Such an axially extending groove 31 is indicated by a dash-dotted line in Figs. 2 and 3. The depth and / or width of the groove 31 decreases in the direction of the piston 2, through a progressive throttle and optimal damping effect is achieved.

Då under ett returförlopp kolven 2 förskjutes i motsatt rikt- ning (pilen P2 i fig. 3) kommer ringen 22 att medfölja dämphalsen 18 eller enbart av hydraultrycket förskjutas axiellt till anslag med sin 7713290-0 5 H radiella vtterkant 29' mot spârets 23 sidovägg 25, varvid samtidigt ett ordentligt spelrum uppkommer mellan ringens mellanparti 28 och ringspårets 23 motsatta sidovägg 26. I detta läge kan hydraulvätskan strömma genom ringspalten 19 och med ett tämligen stort flöde pas- sera via spårets 23 inre genom ringens 22 genomloppsöppningar eller slitsar 30.When during a return process the piston 2 is displaced in the opposite direction (arrow P2 in Fig. 3), the ring 22 will accompany the damping neck 18 or is only offset axially by the hydraulic pressure to abutment with its radial outer edge 29 'against the side wall of the groove 23 25, whereby at the same time a considerable clearance arises between the intermediate portion 28 of the ring and the opposite side wall 26 of the ring groove 23. In this position the hydraulic fluid can flow through the ring gap 19 and with a rather large flow pass through the interior of the groove 23 through the ring openings or slots 30 of the ring 22.

Ett flertal modifikationer och detaljändringar av det beskrivna och visade utföringsexemplet är möjliga inom ramen för den i efter- följande patentkrav 1 presenterade uppfinningstanken.A number of modifications and detailed changes of the described and shown exemplary embodiment are possible within the scope of the inventive concept presented in the following claim 1.

Claims

A device for end position damping of the piston movement in a pressure fluid cylinder, in which a preferably cylindrical throttle body (18) connected to the piston during a damping process (Fig. 2) penetrates into one at a cylinder head (17). 5) located outlet opening (6) for the pressure fluid in the cylinder space (14) in front of the piston, wherein a ring (22) serving as a non-return valve, which is inserted with axial play in an annular groove (23) in the wall (2l, 2l ') of the outlet opening , is arranged to abut during the damping process partly against one side wall (26) of the annular groove, located away from the piston, and partly against the mantle surface (20) of the throttle body (18) resp. the outlet opening, so that the pressure fluid flow out through the annular gap (19) between the wall of the outlet opening and the choke body is throttled, and the ring is arranged to allow fluid flow in the opposite direction to said cylinder space (14) of said cylinder space (14) during the return movement of the piston. that the ring (22) is formed with a resilient cross-section at least radially and with axially continuous axially through passage openings (30) located in the region of the inner groove of the ring groove (23), through which the fluid flow passes only during the reciprocating movement of the piston. said annular gap (l9) and annular groove (23).

Device according to claim 1, characterized in that the ring (22) is undivided in circumferential direction and made in one piece of resilient or elastic material, the ring being snapped into said ring groove (23). *

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the ring (22) has an annular lip (27) abutable against said jacket surface (20), which during the damping process is pressed radially against the jacket surface under the influence of the fluid pressure.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said passage openings consist of substantially radially oriented slots (30).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the ring (22) has a substantially C-shaped cross-sectional profile, said passage openings (30) being located substantially in the profile leg (one) closest to the bottom (24) of the ring groove (24). 29). - 7 7713290-0

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said one side wall (26) of the ring groove (23) extends radially closer to said opposite shell surface (20) than its other side wall (25).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the damping characteristic is at least partly determined by a damping valve (16) separate from said annular gap (19), preferably with adjustable throttling. MENTIONED PUBLICATIONS; Sweden 374 949 (F15B 15/22) Germany 2 254 495 (F15ß 15/22) us 2 704 996 (91-26)