DE1125132B

DE1125132B - Hydraulic telescopic shock absorber for load-bearing booms

Info

Publication number: DE1125132B
Application number: DEC20160A
Authority: DE
Inventors: Theodore A Cheesman
Original assignee: MAY JOSEPHINE CHEESMAN
Current assignee: MAY JOSEPHINE CHEESMAN
Priority date: 1959-11-12
Filing date: 1959-11-12
Publication date: 1962-03-08

Description

Hydraulischer Teleskop-Stoßdämpfer für lasttragende Ausleger Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Teleskop-Stoßdämpfer für lasttragende Ausleger, insbesondere für Hebezeuge, mit einem Zylinder und einer darin gleitenden hohlen Kolbenstange mit zur Zylinderwand dichtendem Boden.Hydraulic telescopic shock absorber for load-bearing booms The invention relates to a telescopic hydraulic shock absorber for load bearing booms, in particular for hoists, with a cylinder and a hollow piston rod sliding in it with bottom sealing to the cylinder wall.

Bei einem bekannten Teleskop-Stoßdämpfer dieser Art sind im Kopf der Kolbenstange zwei Lüftungsventile, im Boden der Stange ein nur bei plötzlichem Rückschlag des Auslegers öffnendes Rückschlag-Einwegventil vorgesehen. Der Ventilkörper des Einwegventils enthält zwei Bohrungen, durch welche die Druckflüssigkeit aus dem Zylinder in den Kolbenstangenhohlraum und umgekehrt übertritt. Dieser bekannte Stoßdämpfer hat den Nachteil, daß Stöße und deren Nachschwingungen, wie sie z. B. beim ruckartigen Unterbrechen beim Anheben der Last auftreten, nicht in dem gewünschten Maß gleichmäßig gedämpft werden.In a known telescopic shock absorber of this type are in the head of Piston rod two ventilation valves, one in the bottom of the rod only in the event of a sudden kickback the boom opening one-way check valve is provided. The valve body of the One-way valve contains two bores through which the hydraulic fluid from the Cylinder passes into the piston rod cavity and vice versa. This well-known shock absorber has the disadvantage that shocks and their post-oscillations, as they occur, for. B. the jerky Interruptions occur when lifting the load, not to the desired extent evenly be dampened.

Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, daß im Kolbenboden parallel zum Rückschlag-Einwegventil zwei weitere, sich jeweils in entgegengesetzten Richtungen öffnende, federbelastete Einwegventile mit in bezug auf das Rückschlag-Einwegventil kleinerem Durchmesser vorgesehen sind.According to the invention, this disadvantage is eliminated in that im Two more piston heads parallel to the one-way check valve, each in opposite directions Directional opening, spring-loaded one-way valves with respect to the one-way check valve smaller diameter are provided.

Während die Bohrungen in dem Rückschlag-Einwegventilkörper des bekannten Stoßdämpfers einen festen Durchmesser und somit nur für einen bestimmten Stoß einen optimalen Wert haben, erreicht man durch die Einfügung von Einwegventilen im Kolbenboden eine selbsttätige Einstellung der optimalen Ventilöffnung bei den unterschiedlich großen Stößen und damit ein wesentlich elastischeres Verhalten des Stoßdämpfers.While the bores in the non-return one-way valve body of the known Shock absorber has a fixed diameter and therefore only one for a certain shock have an optimal value can be achieved by inserting one-way valves in the piston crown an automatic setting of the optimal valve opening for the different large impacts and thus a much more elastic behavior of the shock absorber.

An Hand der Zeichnung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht des Stoßdämpfers nach der Erfindung, der an einem Kran zwischen dem in gestrichelten Linien dargestellten Kranhaus und dem Ausleger befestigt ist, Fig. 1 A eine vergrößerte Ansicht zum Teil im Axialschnitt durch den Stoßdämpfer nach Entfernung vom Kran, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Stoßdämpfer, Fig. 3 einen Schnitt senkrecht zur Stoßdämpferachse nach der Linie 3-3 der Fig. 1 A, Fig. 4 einen vergrößerten Tellschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1 A, Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 3 und Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5. In der Fig. 1 besteht der Stoßdämpfer 1 nach der Erfindung aus einer hohlen Kolbenstange 5, die in den Zylinder 8 durch eine Stopfbuchse 10 eintritt und im Zylinder 8 gleitet. Das untere Ende 2 des Zylinders 8 hat zum Anschluß am Kran 4 mit einem Drehbolzen 3 einen Flansch 9. Das obere freie Ende der hohlen Kolbenstange 5 hat einen Flansch SA zum Anschluß an den Ausleger 7 des Krans 4 mit einem Drehbolzen 6. An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. Figure 1 1 in which: FIG. Is a side view of the shock absorber according to the invention, which is attached to a crane between the crane house shown in broken lines and the boom Fig. A is an enlarged view, partly in axial section through the shock absorber according to distance from the crane, Fig . 2 is a plan view of the shock absorber, Fig. 3 shows a section perpendicular to the shock absorber axis to the line 3-3 of Fig. 1 a, Fig. 4 is an enlarged Tellschnitt along the line 4-4 of Fig. 1 a, Fig. 5 a enlarged fragmentary section taken along line 5-5 of FIG. 3 and FIG. 6 is a section along the line 6-6 of Figure 5. consists. in FIG. 1, the shock absorber 1 according to the invention consists of a hollow piston rod 5, which in the Cylinder 8 enters through a stuffing box 10 and slides in cylinder 8. The lower end 2 of the cylinder 8 has a flange 9 for connection to the crane 4 with a pivot pin 3. The upper free end of the hollow piston rod 5 has a flange SA for connection to the boom 7 of the crane 4 with a pivot pin 6.

Das innere Ende der Kolbenstange 5 ist durch einen Boden 1.1 geschlossen (s. Fig. l A, 3 und 5), dessen Durchmesser um einen geringen Wert größer ist als der der Kolbenstange 5 und der im Zylinder 8 den Kolbenkopf darstellt und mit dem übrigen Zylinderraum eine Druckkammer 15 für Flüssigkeit bildet. In der Druckkammer 15 ist zwischen dem Boden 11 und der Innenwand des Zylinderbodens 2 eine Druckfeder 38 untergebracht. Im Boden 11 sind zum Flüssigkeitsübertritt zwischen der Kolbenstange 5 und dem Zy- linder 8 Ventile 12, 13 und 14 vorgesehen. Die Ventile 12 und 14 erlauben den Flüssigkeitsübertritt aus der Druckkammer 15 im Zylinder 8 in die Kolbenstange 5, während das Ventil 13 den Flüssigkeitsübertritt von der Kolbenstange 5 in die Druckkammer 15 im Zylinder 8 gestattet.The inner end of the piston rod 5 is closed by a bottom 1.1 (see Fig. 1A, 3 and 5), the diameter of which is slightly larger than that of the piston rod 5 and which in the cylinder 8 represents the piston head and with the rest Cylinder space forms a pressure chamber 15 for liquid. A compression spring 38 is accommodated in the pressure chamber 15 between the base 11 and the inner wall of the cylinder base 2. In the base 11 , valves 12, 13 and 14 are provided for the passage of liquid between the piston rod 5 and the cylinder 8. The valves 12 and 14 allow fluid to pass from the pressure chamber 15 in the cylinder 8 into the piston rod 5, while the valve 13 allows fluid to pass from the piston rod 5 into the pressure chamber 15 in the cylinder 8 .

Nach außen ist das Ventil 12 durch einen Stopfen 17 mit einer axialen Bohrung 16 abgeschlossen. Dieser Stopfen 17 hat an seinem Innenende einen zur Bohrung 16 koaxialen Ventilsitz 18. Der eigentliche Ventilkörper 20 ist napfförmig ausgebildet und besitzt einen Ventilschaft 21. In der napfförinigen Vertiefung des Ventilkörpers 20 sitzt ein Dichtkörper 22 aus Kunststoff. Der Ventilschaft 21 gleitet in einem Sockel 23, der sich am inneren Ende des Ventils 12 befindet. Eine Druckfeder 24 übergreift den Sockel 23 und drückt gegen die Rückseite des napfförinigen Ventilkörpers 20 und damit den Dichtkörper 22 gegen den Ventilsitz 18. Über eine Drosselstelle 22A ist das Ventil mit dem Innenraum der Kolbenstange 5 verbunden.The valve 12 is closed to the outside by a plug 17 with an axial bore 16 . This stopper 17 has at its inner end a valve seat 18 coaxial with the bore 16. The actual valve body 20 is cup-shaped and has a valve stem 21. A sealing body 22 made of plastic is seated in the cup-shaped recess of the valve body 20. The valve stem 21 slides in a base 23 which is located at the inner end of the valve 12. A compression spring 24 engages over the base 23 and presses against the rear side of the cup-shaped valve body 20 and thus the sealing body 22 against the valve seat 18. The valve is connected to the interior of the piston rod 5 via a throttle point 22A.

Das Ventil 13 ist über eine Drosselstelle 25 mit dem Innenraum der Kolbenstange verbunden. Koaxial zur Drosselstelle 25 ist in dem Boden 11 ein sich in den Kanal 13 erstreckender Ventilsitz 27 vorgesehen. Am Außenende des Ventils 13 sitzt ein kappenförmiger Schraubstopfen 39 mit einer Axialbohrung 40. Im Ventil 13 ist ein im wesentlichen mit dem Ventilkörper 20 übereinstimmender Ventilkörper 26 vorgesehen. Der Ventilschaft 26' ist von einer Gleitmuffe 28' einer Spinne 28 umgeben. Zwischen der Spinne 28 und dem Schraubstopfen 39 sitzt eine Druckfeder 29 und drückt das Ventil 26 auf den Ventilsitz 27. The valve 13 is connected to the interior of the piston rod via a throttle point 25. A valve seat 27 extending into the channel 13 is provided in the base 11 coaxially to the throttle point 25. At the outer end of the valve 13 there is a cap-shaped screw plug 39 with an axial bore 40. In the valve 13 , a valve body 26 which essentially corresponds to the valve body 20 is provided. The valve stem 26 ' is surrounded by a sliding sleeve 28' of a spider 28 . A compression spring 29 sits between the spider 28 and the screw plug 39 and presses the valve 26 onto the valve seat 27.

Das Ventil 14, das als Rückschlag,-Einwegventil dient, hat am Innenende mehrere Drosselstellen 35. Im Ausgang des Ventils 14 sitzt ein Schraubstopfen 34 mit einer Axialbohrung34', der an seinem innen gelegenen Ende einen die Bohrung 34' umgebenden Ventilsitz 31 bildet. Ein Kugelventilkörper 30 wird von einem Ventilträger 33 getragen, der aus einem napfförmig die Ventilkugel 30 erfassenden Teil und einem von einer Druckfeder 32 umgebenen Ventilschaft besteht, wobei die Druckfeder 32 zwischen dem rückwärtigen Ende des napffönnigen Teils und den die Drosselstellen 35 umgebenden Abschnitten des Bodens 11 eingespannt ist. Die Druckfeder 32 ist wesentlich kräftiger als die das Ventil 12 steuernde Druckfeder 24.The valve 14, which serves as a non-return, one-way valve, has several throttling points 35 at the inner end. In the outlet of the valve 14 there is a screw plug 34 with an axial bore 34 ', which at its inner end forms a valve seat 31 surrounding the bore 34'. A ball valve body 30 is supported by a valve support 33, the valve ball consists of a cup-shaped 30-detecting portion and a space surrounded by a compression spring 32 the valve stem, the compression spring 32 between the rear end of napffönnigen part and the throttle bodies 35 surrounding portions of the bottom 11 is clamped. The compression spring 32 is considerably stronger than the compression spring 24 which controls the valve 12.

An ihrem freien Außenende hat die Kolbenstange 5 Lüftungsventile 36 und 37, deren Aufbau man am besten der Fig. 4 entnimmt. Die Schlußwand 50 der Kolbenstange hat dort ein paar Gewindebohrungen 51, 51' mit so weit eingeschraubten Gewindeintiffen 52, 51, daß sie zum Teil über die Stirnwand nach außen vorragen. Die Ventilgehäuse sind auf diese vorragenden Teile der Gewindemuffen 52, 52' aufgeschraubt und bestehen jeweils aus zwei napfförmigen Teilen 53, 54 und SY, 54', die miteinander zur Bildung von dazwischenliegenden Ventilkammern 55, ES' verbunden sind. Die Gehäuse 53, 53' haben Axialbohrungen 56, 56' und sich nach innen erstreckende Ventilsitze 57, ST zur Zusammenarbeit mit Ventilkörpern58, 58' in den Ventilkammern 55, 55'. Die Ventilkörper 58, 58' haben vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Ausführung wie die Ventilkörper 19 und 26. Ebenso sind die Ventilkörper 58, 58' gegen ihre Ventilsitze 57, 57 durch in den Ventilkammern 55, 55' untergebrachte Druckfedern 59, 59' gedrückt. Die Ventilgehäuse 54, S4' haben Axialbohrungen 60, 60'. Diese Axialbohrungen liegen so, daß über die Bohrungen 56, 56' und 60, 60' die Ventilkammern 55, 55' und die Gewindemuffen 51, 51' Kanäle zum Inneren der Kolbenstange 5 bestehen.At its free outer end, the piston rod has 5 ventilation valves 36 and 37, the structure of which can best be seen in FIG. The end wall 50 of the piston rod has a couple of threaded bores 51, 51 ' with threaded inserts 52, 51 screwed in so far that they partially protrude outwardly beyond the end wall. The valve housings are screwed onto these protruding parts of the threaded sleeves 52, 52 'and each consist of two cup-shaped parts 53, 54 and SY, 54', which are connected to one another to form valve chambers 55, ES ' lying in between. The housings 53, 53 ' have axial bores 56, 56' and inwardly extending valve seats 57, ST for cooperation with valve bodies 58, 58 'in the valve chambers 55, 55'. The valve bodies 58, 58 ' preferably have essentially the same design as the valve bodies 19 and 26. The valve bodies 58, 58 ' are also pressed against their valve seats 57, 57 by compression springs 59, 59 ' accommodated in the valve chambers 55, 55'. The valve housings 54, S4 'have axial bores 60, 60'. These axial bores are located in such a way that the valve chambers 55, 55 ' and the threaded sleeves 51, 51' pass through the bores 56, 56 ' and 60, 60' to the interior of the piston rod 5 .

Die Gehäuse der Ventile 36 und 37 können ebenso ausgeführt sein. Die einzelnen Teile müssen dann nur umgekehrt angeordnet sein.The housings of the valves 36 and 37 can also be designed. The individual parts then only have to be arranged in reverse.

So muß im Ventil 36 das Gehäuse 54 mit seiner Bohrung 60 auf der Muffe 51 befestigt sein, während das Ventil 57 vom Ventilkörper 53 so getragen sein muß, daß er ein Einlaßventil 37 ins Innere der Kolbenstange 5 bildet. Umgekehrt muß im Ventil 37 das Gehäuse 53' mit dem Ventilsitz 57 mit seiner Bohrung 56' auf der Gewindemuffe 51' befestigt und das Gehäuse 54' vom Gehäuse 53' so getragen sein, daß es gegenüber der Kolbenstange 5 einen Auslaß bildet.In the valve 36, the housing 54 must be fastened with its bore 60 on the sleeve 51 , while the valve 57 must be carried by the valve body 53 in such a way that it forms an inlet valve 37 into the interior of the piston rod 5 . Conversely, in valve 37, the housing 53 ' with the valve seat 57 with its bore 56' must be fastened on the threaded sleeve 51 ' and the housing 54' must be supported by the housing 53 'in such a way that it forms an outlet with respect to the piston rod 5.

Im Betrieb erlaubt der Stoßdämpfer 1 ein normales Heben und Senken des Auslegers 7. Beim Heben des Auslegers läuft die Kolbenstange 5 in den Zylinder 8 hinein. Dabei hebt der Flüssigkeitsdruck den Ventilkörper 20 von seinem Sitz 18 ab. Wenn dann die Flüssigkeit in die Kolbenstange 5 übertritt, wird die in der hohlen Kolbenstange befindliche Luft so lange unter Druck gesetzt, bis dieser Druck das Lüftungsventil 37 öffnen und sich durch dieses Ventil abbauen kann. Das Lüftungsventil 37 verhindert deshalb einen zu hohen und das normale Anheben des Auslegers verzögernden Luftdruck. Während des normalen Anhebens des Auslegers 7 ist der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 15 so gering, daß er die Ventilkugel 30 nicht von ihrem Sitz abheben und das Rückschlagventil 14 öffnen kann.During operation, the shock absorber 1 allows the boom 7 to be raised and lowered normally. When the boom is raised, the piston rod 5 runs into the cylinder 8 . The liquid pressure lifts the valve body 20 from its seat 18 . When the liquid then passes into the piston rod 5 , the air in the hollow piston rod is pressurized until this pressure can open the ventilation valve 37 and break down through this valve. The ventilation valve 37 therefore prevents the air pressure from being too high and delaying the normal lifting of the boom. During the normal lifting of the boom 7 , the liquid pressure in the chamber 15 is so low that it can not lift the valve ball 30 from its seat and open the check valve 14.

Umgekehrt wird beim Senken des Auslegers 7 die Kolbenstange 5 aus dem Zylinder 8 herausgezogen und die Kammer 15 im Zylinder vergrößert. Die Ausdehnung der Kammer 15 führt zu einer Saugwirkung im Ventil 13, die den VentUörper 26 von seinem Sitz 27 abhebt und Flüssigkeit aus der Kolbenstange 5 in die Kammer 15 saugt. Beim Abzug von Flüssigkeit aus der Kolbenstange 5 in die Kammer 15 reduziert sich der Luftdruck in der Kolbenstange 5 so lange, bis die Saugwirkung das Lüftungsventil 36 öffnen kann, das dann die Druckverminderung hemmt und die Bildung eines die Bewegung des Auslegers hemmenden Vakuums verhindert. Beim vollen Absenken des Auslegers 7 wird das ganze in der Kolbenstange befindliche Öl durch die Druckfeder des Lüftungsventils 37 in der Kolbenstange abgesperrt, und zwar auch dann, wenn der Stoßdämpfer sich nach unten neigt und normalerweise das öl bzw. die Druckflüssigkeit durch das Lüftungsventil fließen würde.Conversely, when the boom 7 is lowered, the piston rod 5 is pulled out of the cylinder 8 and the chamber 15 in the cylinder is enlarged. The expansion of the chamber 15 leads to a suction effect in the valve 13, which lifts the valve body 26 from its seat 27 and sucks liquid from the piston rod 5 into the chamber 15. When liquid is withdrawn from the piston rod 5 into the chamber 15 , the air pressure in the piston rod 5 is reduced until the suction effect can open the ventilation valve 36 , which then inhibits the pressure reduction and prevents the formation of a vacuum that inhibits the movement of the boom. When the boom 7 is fully lowered, all of the oil in the piston rod is shut off by the compression spring of the ventilation valve 37 in the piston rod, even if the shock absorber tilts downwards and the oil or hydraulic fluid would normally flow through the ventilation valve .

Beim Betrieb eines Auslegers besteht die Gefahr eines Bruchs des die Last tragenden Organs, so daß die Last abstützt und der Ausleger dann plötzlich entlastet wird. Dabei versucht der Ausleger über den Krankörper zurückzuschlagen und kann den Kran beschädigen und den Kranführer verletzen. Der Stoßdämpfer 1 verhindert jede derartige plötzliche Bewegung des Auslegers 7. Jedoch reicht die Kraft des Auslegers beim Zurückschlagen noch dazu aus, den Ausleger an seiner Verbindung selbst mit dem Stoßdämpfer durchzubrechen, außer der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 15 wird schneller abgebaut als das Ventil 12 erlaubt.When operating a boom, there is a risk of the organ carrying the load breaking, so that the load is supported and the boom is then suddenly relieved. The boom tries to hit back over the crane body and can damage the crane and injure the crane operator. The shock absorber 1 prevents any such sudden movement of the boom 7. However, the force of the boom when kicking back is sufficient to break the boom at its connection itself with the shock absorber, unless the fluid pressure in the chamber 15 is reduced faster than the valve 12 allows .

Das im Durchmesser größere Rückschlagventil14 erlaubt einen wesentlich schnelleren Abbau des Fliissigkeitsdrucks in der Kammer 15, wenn der Druck gräßer ist als der der Feder 32, die das Kugelventil 30 auf seinen Sitz drückt. Beim Zurückschlagen des Auslegers öffnet der plötzlich auftretende Drucküberschuß in der Kammer 15 nicht nur das Ventil 12, sondern auch noch das Rückschlagventil 14.The check valve 14, which is larger in diameter, allows the liquid pressure in the chamber 15 to be reduced much more quickly if the pressure is greater than that of the spring 32 which presses the ball valve 30 onto its seat. When the boom recoils, the sudden excess pressure in chamber 15 opens not only valve 12, but also check valve 14.

Die Schläge dämpfende Feder 38 in der Kammer 15 unterstützt das Abbremsen der Schlußbewegung der Kolbenstange 5. Ist der Druck in der Kammer 15 genügend reduziert, dann drückt die Druckfeder 32 die Kugel 30 auf ihren Sitz und schließt das Rückschlagventil 14, so daß die Bewegung der Kolbenstange, und des Auslegers ohne Schaden gehemmt wird. Man sieht, daß beim Ausziehen der Kolbenstange 5 durch Ab- senken des Auslegers das Lüftungsventil 36 geöffnet wird und zum Ersatz der in die Kammer 15 abgeströmten Flüssigkeit Luft einläßt, während beim Einziehen der Kolbenstange in den Zylinder 8, d. h. beim Anheben des Auslegers, das Lüftungsventil 37 geöffnet wird und Luft abläßt, die dann durch in die Kolbenstange 5 der Kammer 15 her einströmende Flüssigkeit ersetzt wird.The shock-absorbing spring 38 in the chamber 15 supports the braking of the final movement of the piston rod 5. If the pressure in the chamber 15 is sufficiently reduced, the compression spring 32 presses the ball 30 onto its seat and closes the check valve 14, so that the movement of the Piston rod, and the boom is inhibited without damage. It is seen that when pulling out the piston rod 5 by switching off the boom lowering the vent valve 36 is opened, and to replace the abgeströmten in the chamber 15 takes in liquid air, while when pulling the piston rod into the cylinder 8, d. H. When the boom is raised, the vent valve 37 is opened and air is released, which is then replaced by liquid flowing into the piston rod 5 of the chamber 15.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Hydraulic telescopic shock absorber for load-bearing booms, especially for hoists, with a cylinder and a hollow piston rod sliding therein with a bottom that seals the cylinder wall, in which a non-return one-way valve is provided that only opens in the event of sudden kickback of the boom, and with two ventilation valves in the head of the piston rod, characterized in that in the piston head parallel to the check - more in each case open in the opposite direction spring-loaded one-way valves (12, 13) of smaller relative to the non-return one-way valve diameter are provided one-way valve (14) two.

2. Shock absorber according to claim 1, characterized by a spring (38) in the cylinder space (15) between the cylinder and piston rod bottom. References considered: U.S. Patent 2,627,985.