DE102005049852A1

DE102005049852A1 - Hydraulische Endlagendämpfung

Info

Publication number: DE102005049852A1
Application number: DE102005049852A
Authority: DE
Inventors: Anton Dipl.-Ing. Gaile; Werner Hasemann
Original assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2005-05-03
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2006-11-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Endlagendämpfung für einen Hydraulikzylinder mit einem im Zylinderrohr beweglich angeordneten Kolben und mit jeweils vorzugsweise am Zylinderboden vorgesehenen Abflussbohrungen für die verdrängte Hydraulikflüssigkeit. Erfindungsgemäß wird am Kolben des Gerätes eine verschiebbare Platte derart angeordnet, dass sie der Kolbenbewegung vorauseilt und beim Anlegen an den Zylinderboden die Abflussbohrungen zumindest teilweise abdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Endlagendämpfung für einen Hydraulikzylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einfachen Zylindern und kleinen Kolbengeschwindigkeiten reichen in der Regel Anschlagringe aus, um die Kolben am Hubende abzufangen. Bei Kolbengeschwindigkeiten über etwa 0,1 m/s ist jedoch eine Dämpfungseinrichtung, eine sogenannte Endlagendämpfung, erforderlich. Meist werden hydraulische Endlagendämpfer verwendet. Sie vermindern die kinetische Energie der Kolbenmasse dadurch, dass sie den Rest des vom Kolben verdrängten Hydraulikflüssigkeitvolumens durch Spalte oder Drosseln leiten.
Im industriellen Einsatz wird heute standardmäßig eine sogenannte Spalt-Drosselung verwendet. Diese Art der Drosselung ist jedoch bezüglich der Fertigungstoleranzen schwer zu beherrschen. Darüber hinaus ist die Drosselung auch temperaturabhängig, da der Drosseleffekt von der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit abhängt.
Des Weiteren sind auch Endlagendämpfungen bekannt, welche durch Überfahren von Bohrungen wirken. Diese Art von Endlagendämpfung ist jedoch stark temperaturabhängig und bezüglich des Verschleißverhaltens schwer zu beherrschen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Endlagendämpfung für einen Hydraulikzylinder zu schaffen, mit welcher die Dämpfungswirkung möglichst unabhängig von Fertigungstoleranzen der Bauteile und unabhängig von den Umgebungsbedingungen, insbesondere der Temperatur ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Demnach wird eine Endlagendämpfung für einen Hydraulikzylinder mit einem im Zylinderrohr beweglich angeordneten Kolben und mit jeweils vorzugsweise am Zylinderboden vorgesehenen Abflussbohrungen für die verdrängte Hydraulikflüssigkeit an die Hand gegeben, bei der am Kolben des Gerätes eine verschiebbare Platte derart angeordnet ist, dass sie der Kolbenbewegung vorauseilt und beim Anlegen an den Zylinderboden die Abflussbohrungen zumindest teilweise abdeckt.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Endlagendämpfung beruht somit auf dem Prinzip einer verschiebbaren Platte, welche am Kolben des Gerätes angebracht ist. Die Platte wird mittels der Feder in einer der Kolbenbewegung vorauseilenden Position gehalten. Trifft die Platte nun auf das Zylinderende, verschließt sie eine Abflussbohrung, wodurch der Flüssigkeitsstrom gedrosselt wird und dadurch eine erhöhte Zylinderkraft erzielt wird. Durch die Kolbenbewegung wird die Feder, welche die Platte in Position gehalten hat, zusammengedrückt, so dass der Kolben bis auf die Endposition einfahren kann.

Dadurch dass eine Bohrung durch die Dämpfungsplatte komplett verschlossen wird und die Dämpfungscharakteristik durch eine parallele Drossel bestimmt wird, ist die Ausführung weitgehend unabhängig von Fertigungstoleranzen und von der Viskosi tät der Hydraulikflüssigkeit. Die bei der Spaltdrosselung nach dem Stand der Technik auftretenden Einflüsse durch Temperatur und Fertigungstoleranzen treten bei der vorliegenden erfindungsgemäßen Bauweise nicht auf. Bei der erfindungsgemäßen Bauweise wird vorzugsweise eine vollständig turbulente Strömung erzielt.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Bauweise müssen keine engen Passungstoleranzen, wie bei einer vorbekannten Endlagendämpfung gefertigt werden. So kann die schiebbare Platte sehr preisgünstig als Stanzteil, bei der nur eine Seite blank geschliffen werden muß, hergestellt werden. Aufgrund der großen Auflagefläche der verschiebbaren Platte sind auch keine gehärteten Gegenflächen notwendig. Weiterhin sind bei entsprechend konstruktiver Ausführung an der Gegenfläche der verschiebbaren Platte keine besonders hochwertigen Oberflächen vorzusehen. Eine Ausführung als einfaches Drehteil ist daher ausreichend.

Besonders vorteilhaft wirkt die erfindungsgemäße Endlagendämpfung auch im Fehlerfall nur in der Endposition. Dies wird dadurch erreicht, dass die Platte mit dem Kolben und nicht mit den Endstücken des Zylinders verbunden ist. Es ist somit sichergestellt, dass selbst für den Fall, dass die verschiebbare Platte in einer beliebigen Position blockiert, die Endlagendämpfung nur im Hubendbereich wirken kann. Die verschiebbare Platte wird nämlich durch die Kolbenbewegung immer sicher von der zu verschließenden Abflußsbohrung wegbewegt.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich die Gesamtlänge des Zylinders durch die erfindungsgemäße Ausführung nicht verlängert. Die Drosselung der Hydraulikflüssigkeit wird in der Endlage durch die verschiebbare Platte erreicht, welche die entsprechende Bohrung verschließt. Bei entsprechender Ausführung des Zylinders verlängert sich daher die gesamte Baulänge nur um die Stärke der verschiebbaren Platte, die in der Regel unter 2 mm liegt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

1: einen Teilschnitt durch einen Hydraulikzylinder gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer Endlagendämpfung in Ausfahrrichtung und

2: einen Teilschnitt durch einen anderen Teil des Hydraulikzylinders mit einer Endlagendämpfung in Einfahrrichtung.

In der 1 ist ein Zylinder 10 gezeigt, der eine Laufbuchse 12 aufweist, entlang der ein Kolben 14 durch Hydrauliköl beaufschlagt verschieblich läuft. Eine mit dem Kolben 14 verbundene Kolbenstange 16 ist einseitig aus dem Zylinder 10 herausgeführt. Auf der Kolbenstange 16 ist eine Platte 18 verschieblich geführt. Dabei ist die Platte 18 über eine Spiraldruckfeder 20 gegen einen Absatz 22 der Kolbenstange 16 gedrückt. Diese Spiralfeder 20 stützt sich mit ihrem anderen Ende am Kolben 14 in der in 1 dargestellten Art und Weise ab.
Der Zylinder 10 weist ferner einen Zylinderboden 24 auf, in welchem Abflußbohrungen 26 und 28 zur Aufnahme der verdrängten Hydraulikflüssigkeit enthalten sind.
Beim Ausfahren der Kolbenstange 16 erfolgt eine Endlagendämpfung durch die verschieblich auf der Kolbenstange 16 angeordnete Platte 18. Beim weiteren Ausfahren der Kolbenstange 16 gelangt die Platte 18 in Anlage mit dem Zylinderboden 24. Beim weiteren Ausziehen der Kolbenstange wird die Spiralfeder 20 zusammengedrückt, bis sich der Kolben 14 mit seiner Seite an die Platte 18 anlegt. Durch das Zusammendrücken der Feder 20 erfährt der Kolben 14 im Bereich der Endlagenbewegung bereits eine Dämpfung. Die Hauptdämpfung erfolgt aber dadurch, dass die Abflussbohrung 28 durch die Platte 18 vollständig abgedeckt wird und die Abflussbohrung 26 durch die Platte 18 zumindest teilweise abgedeckt wird, wobei hier ein kleiner Spalt dadurch verbleibt, dass im Bereich der Abflussbohrung 26 ein schmales Distanzelement 28 vorgesehen ist. So wird beim Anlegen der Platte 18 ein kleiner Spalt zur Abflussbohrung 26 offen gelassen, so dass hier noch Hydraulikflüssigkeit ablaufen kann. Durch diesen Spalt ist eine Drossel für die ablaufende Hydraulikflüssigkeit gebildet. Aufgrund dieser Drosselwirkung und den dadurch ver langsamten Abfluß der Hydraulikflüssigkeit wird die Bewegung des Kolbens 14 in Ausfahrrichtung gedämpft.
Anhand der 2 kann die Dämpfung in Einfahrrichtung der Kolbenstange 16 erläutert werden. Mit der Kolbenstange 16 ist der Kolben 14' verbunden. In dieser Ausführungsform der Endlagendämpfung beim Einfahren der Kolbenstange 16 ist die Platte 18' mit einer Schiebehülse 30 versehen, die in einer entsprechenden Sacklochbohrung 32 der Kolbenstange 16 geführt ist. Dabei ist sie von einer Spiraldruckfeder 30 beaufschlagt, die sie mit ihrem freien Ende in der Sacklochbohrung 32 abstützt. Die Bewegungslänge der Schiebehülse 30 wird durch den Schraubkopf einer Schraube 36 in der in 2 dargestellten Art und Weise begrenzt. Die verschiebbare Platte 18' weist einen glockenförmigen Absatz 38 auf, der seine Formentsprechung im Zylinderboden 28 und im Kolben 14' findet. In diesem Bereich sind zwei Öffnungen 40 in der Platte vorgesehen.
Beim Einfahren der Kolbenstange 16 legt sich die Platte 18' an den Zylinderboden 28 an und veschließt dabei die Abflussbohrung 28. In diesem Fall kann aber noch durch die Öffnungen 40 Hydrauliköl in die Abflussbohrung 26 gelangen. Beim weiteren Verschieben gegen die Kraft der Spiralfeder 34 fährt der Kolben 14' über die entsprechend verformte Platte 18', erlaubt aber durch entsprechende Bohrungen 42 den Durchtritt des zu verdrängenden Hydrauliköls über die Öffnungen 40 in der Platte 18' zu der Abflussbohrung 26 hin. Hierdurch erfolgt die Drosselwirkung für die ablaufende Hydraulikflüssigkeit beim Einfahren der Kolbenstange 16 und des Kolbens 18'.

Claims

Endlagendämpfung für einen Hydraulikzylinder mit einem im Zylinderrohr beweglich angeordneten Kolben und mit jeweils vorzugsweise am Zylinderboden vorgesehenen Abflußbohrungen für die verdrängte Hydraulikflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben des Gerätes eine verschiebbare Platte derart angeordnet ist, daß sie der Kolbenbewegung vorauseilt und beim Anlegen an den Zylinderboden die Abflußbohrungen zumindest teilweise abdeckt.
Endlagendämpfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Platte durch eine Feder in der dem Kolben vorauseilenden Position gehalten wird.
Endlagendämpfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Platte durch hydraulischen Druck in der dem Kolben vorauseilenden Position gehalten wird.
Endlagendämpfung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte beim Anlegen an das Zylinderende die Bohrung vollständig verschließt und daß eine Drossel für die verdrängte Hydraulikflüssigkeit parallelgeschaltet ist.
Endlagendämpfung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbare Platte als Stanzteil ausgeführt ist.
Endlagendämpfung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselwirkung über eine zweite Zu- oder Abflußleitung, welche von der Platte nicht verschlossen wird, eingestellt wird.
Endlagendämpfung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselwirkung über Bohrungen und Einfräsungen in der Platte eingestellt wird.
Endlagendämpfung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselwirkung über Einfräsungen in der Führungsbuchse des Zylinders oder am Zylinderboden eingestellt wird.
Endlagendämpfung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebliche Platte direkt auf der Kolbenstange geführt ist.
Endlagendämpfung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebliche Platte über eine zusätzliche Schiebehülse, welche im Kolben oder auf der Kolbenstange gelagert ist, geführt ist.