DE19525386C2 - Haltevorrichtung für einen Dämpfungsplunger in einem Hydraulikzylinder - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für einen Dämpfungsplunger in einem Hydraulikzylinder gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und insbesondere eine Haltevor­ richtung für einen Dämpfungsplunger einer Dämpfungseinrich­ tung, die eingebaut ist, um die Stöße zu dämpfen, die beim Drehen bzw. Hin- und Hergehen des Kolbens in dem Hydraulik­ zylinder erzeugt werden, wobei der Dämpfungsplunger am Ende der Kolbenstange angebracht ist, die mit den Kolben gekop­ pelt ist.

In einem Hydraulikzylinder schlägt der Kolben an dem Tot­ punkt seines Hubes gegen die Innenwand des Zylinders, wo­ durch ein Stoß erzeugt wird. Ein solcher Stoß verursacht Probleme, wie das Beschädigen der Bestandteile des Hydrau­ likzylinders, und Vibration.

Um derartige Probleme zu lösen, sind eine Vielzahl von Dämpfungseinrichtungen vorgeschlagen worden, wie ein Dämp­ fungsvorsprung und ein Dämpfungsplunger, die in den Hydrau­ likzylinder installiert werden.

Eine dieser Dämpfungseinrichtungen enthält eine Öldurch­ gangsbohrung, die in einem Bereich der Innenwand eines Hydraulikzylinders gebildet ist, die dem Totpunkt des Kol­ benhubs entspricht, ein Dämpfungsventil, das dazu dient, die Öldurchgangsbohrung zu öffnen und zu schließen, und durch eine Rückschlagkugel gebildet ist, und einen Dämpfungsplun­ ger, der am Ende des Kolbens angebracht ist. Bei dieser Dämpfungseinrichtung wird das Öl in der Öldurchgangsbohrung, weil der Dämpfungsklunger am Totpunkt des Kolbenhubs in die Öldurchgangsbohrung eindringt, nach außen aus der Öldurch­ gangsbohrung entladen, während die Rückschlagkugel gedrückt wird, wodurch eine Dämpfungswirkung erzielt wird.

Dabei sollte der Dämpfungsplunger periodisch durch einen neuen ersetzt werden, um eine optimale Leistung des Hydrau­ likzylinders zu erzielen. Weil er ein Element ist, das wiederholten Stößen ausgesetzt ist, die beim Schlagen des drehenden bzw. hin- und hergehenden Kolbens gegen die Innen­ wand des Zylinders erzeugt werden, kann er leicht beschädigt werden.

In den Fig. 1A und 1B ist eine herkömmliche Konstruktion zum Halten eines Dämpfungsplungers an dem Kolben in einem Hydraulikzylinder gezeigt. Wie in Fig. 1A gezeigt ist, ist eine Kolbenstange 101 an ihrem inneren Ende mit einer Auf­ nahmeaussparung 102 ausgestattet. In der Aufnahmeaussparung 102 ist ein Ende eines Dämpfungsplungers 103 aufgenommen.

Um den Dämpfungsplunger 103 so zu fixieren, daß der Dämp­ fungsplunger 103 in der Aufnahmeaussparung 102 aufgenommen ist und, wenn gewünscht, der Dämpfungsplunger 103 von der Aufnahmeaussparung 102 getrennt werden kann, ist eine Ring­ nut 104 mit einem halbkugelförmigen Querschnitt entlang der inneren Umfangsfläche der Aufnahmeaussparung 102 gebildet. An einer Stelle, die der Ringnut 104 entspricht, ist eine Ringnut 105 mit einem halbkugelförmigen Querschnitt eben­ falls entlang der äußeren Umfangsfläche des Plungers 103 gebildet. Zwischen den Ringnuten 104 und 105 sind Stahlku­ geln 106 angeordnet, um den Plunger 103 zu tragen.

Eine derartige herkömmliche Haltevorrichtung für einen Dämpfungsplunger weist jedoch Probleme bezüglich der Halt­ barkeit und der Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen auf, weil die Stahlkugeln den größten Teil der Stöße aufnehmen, die erzeugt werden, wenn der Dämpfungsplunger gegen die Innenwand des Zylinders schlägt.

Darüber hinaus ist es ziemlich schwierig, die Ringnuten entlang der inneren Umfangsfläche der Kolbenstange und der äußeren Umfangsfläche des Dämpfungsplungers maschinell herzustellen. Insbesondere da, wo der Durchmesser der Ring­ nuten nicht mit dem Durchmesser der Stahlkugeln überein­ stimmt, können der Dämpfungsplunger oder die Stahlkugeln leichter beschädigt werden. Aus diesem Grund erfordert seine Herstellung eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit.

Daher wurde die vorliegende Erfindung in Anbetracht der beim Stand der Technik auftretenden Probleme gemacht, und eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Haltevorrichtung für einen Dämpfungsplunger in einem Hydraulikzylinder zu schaf­ fen, die fähig ist, eine verbesserte Haltbarkeit, eine Herabsetzen der Zahl der Bestandteile und ein starkes Herabsetzen der Zahl der Herstell- und Zusammenbauschritte zu erreichen.

Die US 4 424 737 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Ober­ begriff von Anspruch 1.

Die Vorrichtung gemäß der US 4 424 737 hat den Nachteil, daß bei Kraftausübung auf den Dämpfungsplunger in Richtung der Kolbenstange die Kraft von dem Dämpfungsplunger auf die Kolbenstange über das Aufnahmeglied 8 auf die Befestigungs­ glieder 9 und von den Befestigungsgliedern 9 über das Auf­ nahmeglied 7 auf die Kolbenstange 2 übertragen wird. Das hat zur Folge, daß die Kugeln und die Aufnahmeglieder während der Hin- und Herbewegung des Kolbens stark abnutzen, weil sie bei jeder Hin- und Herbewegung des Kolbens stark be­ ansprucht werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart weiterzubilden, daß sie die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und ins­ besondere eine Kraftübertragung von dem Dämpfungsplunger auf die Kolbenstange ohne starke Beanspruchung der Aufnahmeglie­ der und des Befestigungsglieds gestattet.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen von Patentan­ spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, daß infol­ ge der Anordnung des Befestigungsglieds mit einem bestimmten Spiel in dem Aufnahmeglied des Dämpfungsplungers der Dämp­ fungsplunger bei Kraftausübung in Richtung der Kolbenstange mit einem Ende in Kontakt mit dem inneren Ende der Ausspa­ rung kommt. Daher wird die Kraft von dem Dämpfungsplunger auf die Kolbenstange dort und nicht über die Aufnahmeglieder und das Befestigungsglied übertragen. Infolgedessen werden weder die Aufnahmeglieder noch das Befestigungsglied bei der Kraftübertragung stark beansprucht. Die Konstruktion kann einfacher gestaltet werden und die Lebensdauer der Vorrich­ tung ist größer.

Gemäß einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Halten eines Dämpfungsplungers an einem Ende der Kolbenstange in einem Hydraulikzylinder, wobei der Dämpfungsplunger ein Teil einer Dämpfungseinrichtung bildet, die eingebaut ist, um die Stöße zu dämpfen, die beim Drehen bzw. Hin- und Hergehen des Kolbens in dem Hydraulikzylinder erzeugt werden, mit einer Aussparung, die an einem Ende der Kolbenstange vorgesehen ist, einem Paar Ringnuten, die jeweils entlang der inneren Umfangsfläche der Aussparung und der äußeren Umfangsfläche des Dämpfungsplungers gebildet sind und mit einem Befestigungsring, der in den Nuten aufge­ nommen ist.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat der Befestigungsring einen Querschnitt mit einer länglichen, gerundeten Form, und haben die Nuten Querschnitte, die jeweils identisch zu denjenigen der oberen und unteren Bereiche des Befestigungsrings sind, wobei die Nut, die entlang der äußeren Umfangsfläche des Dämpfungs­ plungers gebildet ist, um den unteren Bereich des Befesti­ gungsrings zu tragen, eine bestimmte Breite aufweist, um ein vorbestimmtes Spiel zwischen der Nut und dem Befestigungs­ ring zu schaffen, und wobei die Aussparung ein inneres Ende aufweist, das sich in Kontakt mit dem Ende des Dämpfungs­ plungers befindet, das dem inneren Ende gegenüberliegt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt der Befestigungsring zwei Ringhälften, die durch Teilen eines vollständigen Rings entlang der Mittellinie des Rings gebildet sind.

Gemäß einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Anbringen eines Dämpfungsplungers an einem Ende einer Kolbenstange in einem Hydraulikzylinder, wobei der Dämpfungsplunger einen Teil einer Dämpfungsein­ richtung bildet, die eingebaut ist, um die Stöße zu dämpfen, die beim Drehen bzw. Hin- und Hergehen des Kolbens in dem Hydraulikzylinder erzeugt werden, mit:
einer Aussparung, die am Ende der Kolbenstange vorgesehen ist und dazu dient, den Dämpfungsplunger teilweise aufzuneh­ men,
einem ersten Stiftloch, das in der Kolbenstange vorgesehen ist, wobei sich das erste Stiftloch so in einer Richtung senkrecht zu der Aussparung erstreckt, daß es mit der Aus­ sparung in Verbindung steht,
einem zweiten Stiftloch, das, bezogen auf den Dämpfungsplunger radial durch den Dämpfungsplunger hindurchgeht, wobei das zweite Stiftloch so mit dem ersten Stiftloch fluchtet, daß der Dämpfungsplunger in der Aussparung in Position gehalten wird,
einem Befestigungsstift, der in die ersten und zweiten miteinander fluchtenden Stiftlöcher gesteckt ist, wobei der Befestigungsstift dazu dient, den Dämpfungsplunger an der Kolbenstange zu fixieren, und
einem Spiel zwischen dem Außendurchmesser des Befestigungs­ stiftes und dem Innendurchmesser des zweiten Stiftloches des Dämpfungsplungers.

Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung weist eine einfache Konstruktion auf, wodurch eine geringere Anzahl der Bestand­ teile und eine starke Reduzierung der Anzahl der Herstell- und Zusammenbauschritte erreicht wird. Infolge des Spiels zwischen dem Befestigungsstift und dem Stiftloch in dem Dämpfungsplunger werden die Stöße, die beim Schlagen des Dämpfungsplungers erzeugt werden, auf die Innenwand der Kolbenstange und das Ende des Dämpfungsplungers aufgebracht. Dementsprechend erzielt die Haltevorrichtung eine starke Verbesserung in der Haltbarkeit.

Andere Aufgaben und Aspekte der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen ersichtlich, und zwar unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei:

Fig. 1A und 1B Schnittansichten sind, die eine herkömmliche Hal­ tevorrichtung für einen Dämpfungsplunger zeigen,

Fig. 2 eine Schnittansicht ist, die eine Haltevorrichtung für einen Dämpfungsplunger gemäß einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 3 eine detailliert Schnittansicht ist, die einen Teil der in Fig. 2 gezeigten Haltevorrichtung darstellt,

Fig. 4 die Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie A-A' in Fig. 3 ist,

Fig. 5 eine Ansicht ist, die eine Ausführung des in Fig. 2 gezeigten Befestigungsrings zeigt, der durch zwei Ringhälften gebildet ist, die durch Teilen des Rings entlang der Mittellinie des Rings gebil­ det sind, und

Fig. 6 eine Schnittansicht ist, die eine Haltevorrichtung für einen Dämpfungsplunger gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In Fig. 2 ist eine Haltevorrichtung gemäß einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung dargestellt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine Kolbenstange 1 an ihrem Ende mit einer Aussparung 2 zur Aufnahme eines Dämpfungs­ plungers 3 ausgestattet. Entlang der inneren Umfangsfläche der Aussparung 2 und der äußeren Umfangsfläche des Dämp­ fungsplungers 3 sind jeweils Ringnuten 4 und 5 gebildet. In einem Ringraum, der durch die beiden Ringnuten 4 und 5 begrenzt ist, ist ein ringförmiger Befestigungsring 6 aufge­ nommen, wodurch der Dämpfungsplunger 3 fest an der Kolben­ stange 1 angebracht wird.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, wird bevorzugt, daß der Befestigungsring 6 einen Querschnitt mit einer läng­ lichen, runden Form aufweist. In ähnlicher Weise haben die Ringnuten 4 und 5, die jeweils den oberen und den unteren Bereich des Befestigungsrings 6 aufnehmen, ebenfalls einen Querschnitt mit einer länglichen, runden Form.

Es wird auch bevorzugt, daß die Nut 5, die entlang der äußeren Umfangsfläche des Dämpfungsplungers 3 gebildet ist, um den unteren Bereich des Befestigungsrings aufzunehmen und zu halten, so breit ist, daß ein vorbestimmtes, längliches Spiel d2 zwischen der Nut 5 und dem Befestigungsring 6 geschaffen wird. Dabei befindet sich das Ende 7 des Dämp­ fungsplungers 3 in flächigem Kontakt mit dem inneren Ende 8 der Aussparung 2. Mit anderen Worten, der Abstand 11 zwi­ schen dem inneren Ende 8 der Aussparung 2 und dem rechten Ende 9 der Nut 4 ist identisch zu dem Abstand 12 zwischen dem Ende 7 des Dämpfungsplungers 3 und dem rechten Ende 10 der Nut 5.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung ist die Stabilität des Befestigungsrings 6 gegenüber einem Lösen dadurch ge­ währleistet, daß der Befestigungsring 6 und die Nuten 4 und 5 die längliche, gerundete Form aufweisen, die in der Lage ist, eine große Kontaktfläche zu schaffen. Sogar obwohl die Stöße auf den Dämpfungsplunger 3 aufgebracht werden, werden sie durch das Ende des Dämpfungsplungers 3 und das innere Ende der Aussparung 2, die sich in Kontakt miteinander befinden, absorbiert, bevor sie auf den Befestigungsring 6 übertragen werden. Dementsprechend ist der Befestigungsring 6 davor geschützt, beschädigt oder gelöst zu werden, weil er keiner Überlastung ausgesetzt ist. Beim Zusammenbauen kann der Dämpfungsplunger 3 einfach in der Aussparung 2 bzw. in der Nut 4 der Aussparung 2 aufgenommen werden, ohne seine Einschublänge zu überprüfen. Dementsprechend wird die Bequemlichkeit beim Zusammenbauen stark erhöht.

Um die Bequemlichkeit beim Zusammenbauen weiter zu verbes­ sern, kann der Befestigungsring 6 durch zwei Ringhälften 36a und 36b gebildet sein, die hergestellt werden, indem ein vollständiger Ring, wie in Fig. 5 gezeigt ist, entlang seiner Mittellinie geteilt wird.

In diesem Fall kann das Austauschen des Dämpfungsplungers einfach durchgeführt werden, weil die Ringhälften 36a und 36b einfach aus den Nuten 4 und 5 gelöst werden können.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die eine Haltevorrichtung für einen Dämpfungsplunger in einem Hydraulikzylinder gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In Fig. 6 ist eine Kolbenstange 11 mit einer länglichen Aussparung 12 gezeigt. Die Aussparung 12 ist in Längsrich­ tung an einem inneren Ende der Kolbenstange 11 gebildet. In der Aussparung 12 ist ein Dämpfungsplunger 13 teilweise aufgenommen. Die Kolbenstange 11 weist ebenfalls ein Stift­ loch 14 auf, das sich so in einer Richtung senkrecht zu der Aussparung 12 erstreckt, daß es mit der Aussparung 12 in Verbindung steht. An einer Stelle, die dem Stiftloch 14 entspricht, ist der Dämpfungsplunger 13 ebenfalls mit einem Stiftloch 15 ausgestattet, das sich radial zudem Dämpfungs­ plunger erstreckt. Der Dämpfungsplunger 13 ist durch einen Befestigungsstift 16, der in den Stiftlöchern 14 und 15 aufgenommen ist, fest in der Aussparung 12 gehalten. Das radial zu dem Dämpfungsplunger 13 gebildete Stiftloch 15 hat einen vorbestimmten Durchmesser, um ein Spiel d2 zwischen dem Stiftloch 15 und dem Befestigungsstift 16 zu schaffen.

Beim Anbringen des Dämpfungsplungers 13 an der Kolbenstange 11 wird der Dämpfungsplunger 13 zunächst so in die Ausspa­ rung der Kolbenstange 11 gesteckt, daß die Stiftlöcher 14 und 15 miteinander fluchten. Danach wird der Befestigungs­ stift 16 in die fluchtenden Stiftlöcher 14 und 15 gesteckt. Weil der Befestigungsstift 16 in den Stiftlöchern 14 und 15 aufgenommen ist, wird der Dämpfungsplunger 13 in Position gehalten, ohne daß er sich von der Kolbenstange 11 löst. Infolge des Spiels, das zwischen dem Befestigungsstift und dem Stiftloch 15 definiert ist, wird der Dämpfungsplunger 13 in einem etwas lockeren Zustand in der Aussparung 12 gehal­ ten.

Wenn der Dämpfungsplunger 13 gegen die Innenwand des Zylin­ ders schlägt, wird er um eine kleine Strecke innerhalb des Spiels d2 in der Richtung nach links in Fig. 6 zurückgezo­ gen. Infolge dieser Bewegung des Dämpfungsplungers 13 wird der Stoß, der durch das Anschlagen des Dämpfungsplungers 13 erzeugt wird, überhaupt nicht auf die Innenwand der Kolben­ stange 11 und über das linke Ende des Dämpfungsplungers 13 auf den Befestigungsstift 16 übertragen, bzw. nur ein sehr kleiner Teil davon wird aufgebracht, wenn überhaupt. Dement­ sprechend ist es möglich, die Haltbarkeit der Dämpfungsein­ richtung stark zu verbessern.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Halte­ vorrichtung für den Dämpfungsplunger gemäß der vorliegenden Erfindung kein schwaches Glied aufweist, das beim Anschlagen des Dämpfungsplungers leicht beschädigt wird, wodurch die Haltbarkeit der Dämpfungseinrichtung deutlich verbessert wird. Die Haltevorrichtung der vorliegenden Erfindung er­ reicht ebenfalls eine erhebliche Reduzierung der Zahl der Bestandteile davon.

Desweiteren weist die Haltevorrichtung eine sehr einfache Konstruktion auf. Infolgedessen ist es möglich, die Zahl der Herstell- und Zusammenbauschritte stark zu reduzieren.

Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zu Illustrationszwecken offenbart worden sind, werden Fachleute anerkannt, daß zahlreiche Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen möglich sind, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüche offenbart ist, zu verlassen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Halten eines Dämpfungsplungers (3, 13) an einem Ende einer Kolbenstange (1, 11) in einem Hydraulik­ zylinder, wobei der Dämpfungsplunger (3, 13) einen Teil einer Dämpfungseinrichtung bildet, die eingebaut ist, um Stöße zu dämpfen, die beim Hin- und Hergehen des Kolbens in dem Hydraulikzylinder erzeugt werden,
wobei eine Aussparung (2, 12) an dem Ende der Kolbenstange (1, 11) vorgesehen ist, um den Dämpfungsplunger (3, 13) zumindest teilweise aufzunehmen,
wobei ein Befestigungsglied (6, 16, 36) in einem Aufnahme­ glied (4, 14) der Kolbenstange (1, 11) und in einem Auf­ nahmeglied (5, 15) des Dämpfungsplungers (3, 13) aufge­ nommen ist, um den Dämpfungsplunger (3, 13) an der Kolben­ stange (1, 11) anzuordnen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsglied (6, 16) mit einem bestimmten Spiel (d2) in dem Aufnahmeglied (5, 15) des Dämpfungsplungers (3, 13) angeordnet ist, wobei das Spiel derart ausgestaltet ist, daß die auf dem Dämpfungs­ plunger aufgebrachten Stöße vom Ende des Dämpfungsplungers auf die Innenwand der Kolbenstange weitergeleitet werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Aufnahmeglied (14) der Kolbenstange (11) als Stiftloch ausgebildet ist, das sich in einer Richtung senkrecht zu der Aussparung (12) derart erstreckt, daß es mit der Aussparung (12) in Ver­ bindung steht,
wobei das Aufnahmeglied (15) des Dämpfungsplungers (13) als Stiftloch ausgebildet ist, das bezüglich des Dämpfungs­ plungers (13) radial durch den Dämpfungsplunger (13) hindurchgeht und derart mit den als Stiftloch ausgebildeten Aufnahmeglied (14) der Kolbenstange (11) fluchtet, daß der Dämpfungsplunger (13) in der Aussparung (12) angeordnet ist,
wobei das Befestigungsglied (16) als Befestigungsstift ausgebildet ist, der in die miteinander fluchtenden Stift­ löcher gesteckt ist, wobei der Befestigungsstift dazu dient, den Dämpfungsplunger (13) an der Kolbenstange (11) anzuordnen,
wobei das bestimmte Spiel (d2) zwischen dem Außendurch­ messer des Befestigungsstifts und dem Innendurchmesser des als Stiftloch ausgebildeten Ausnahmeglieds (15) des Dämp­ fungsplungers (13) definiert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Aufnahmeglieder (4, 5) als Ringnuten an der inneren Umfangsfläche der Aus­ sparung (2) bzw. der äußeren Umfangsfläche des Dämpfungs­ plungers (3) ausgebildet sind, wobei das Befestigungsglied (6, 36) als Befestigungsring ausgebildet ist, der in den Ringnuten aufgenommen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Befestigungsring (6, 36) einen Querschnitt mit einer länglichen, gerundeten Form aufweist, wobei die Ringnuten Querschnitte aufweisen, die jeweils mit den entsprechenden Bereichen des Befestigungs­ rings übereinstimmen, wobei die Ringnut, die entlang der äußeren Umfangsfläche des Dämpfungsplungers (3) ausgebildet ist, um den radial inneren Bereich des Befestigungsrings aufzunehmen, eine derartige Breite aufweist, daß das bestimmte Spiel (d2) zwischen der Ringnut und dem Befesti­ gungsring ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Befestigungs­ ring zwei Ringhälften (36a, 36b) aufweist, die Teile eines kompletten Rings entsprechen, der entlang seiner Mittel­ linie geteilt ist.