DE2059627C3

DE2059627C3 - Einstellbarer, mit einem Druckmittel arbeitender Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE2059627C3
Application number: DE2059627A
Authority: DE
Inventors: William Joseph Chorkey; Larry Charles Ellis; Robert John Detroit Heideman
Original assignee: ACE Controls Inc
Current assignee: ACE Controls Inc
Priority date: 1969-12-04
Filing date: 1970-12-03
Publication date: 1975-07-17
Also published as: FR2069706A5; DE2059627A1; GB1328366A; US3666256A; DE2059627B2

Description

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Die Erfindung betrifft einen einstellbaren, mn einem Druckmittel arbeitenden Stoßdämpfer mit einem Speicherraum und einer damit durch Strömungskanäle verbundenen Kolbenkammer, in der ein Kolben gleitend geführt ist, dessen Kolbenstange aus dem Stoßdämpfergehäuse herausragt, wobei die Strömingskanäle zwei relativ zueinander verstellbare Schlitze umfassen, von denen der eine als Zumeßschlitz ausgebildet ist, der sich sichelartig über einen Teil des Umfangs eines zum Einstellen der Zumeßoffnung im Gehäuse drehbaren, die Kolbenkamner umschließenden Rohres erstreckt und mit der Kolbenkammer verbunden ist, und der andere als axialer Längsschlitz im Gehäuse ausgebildet ist und mit dem Speicherraum in Verbindung steht 4s

Bei einem bekannten Stoßdämpfer dieser Art (US-PS 3 425 522) sind der Zumeßschlitz am inneren Umf.ng und der Längsschlitz am äußeren Umfang eines Rohres ausgearbeitet. Die beiden Schlitze sind durch eine radiale Bohrung in dem Rohr verbunden, so Der Zumeßschlitz ist seinerseits über eine radiale Bohrung in einem weiteren, in dem Rohr steckenden und relativ dazu verdrehbaren Rohr mit der Kolbenkämmer verbunden. Werden die beiden Rohre zum Einstellen gegeneinander verdreht so verändern sich zwei Einflußgrößen für die Druckmittelströmung, nämlich die Größe des wirksamen Durchtrittsquerschnittes des Zumeßschlitzes und der Abstand zwischen den beiden radialen Bohrungen. Dies hat zur Folge, daß auch in einem Betriebszustand, in dem das Druckmittel laminar strömt die Verhältnisse sich abhängig von zwei Einflußgrößen mit dem Einstellweg verändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpfer der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß in dem normalen Betriebsbereich, in dem Zümeßschlitz und Längsschlitz laminar durchströmt werden sollen, ein eindeutiger, vorgebbarer Zusammenhang zwischen Einstellweg und den Strömungsver^ hältnissen im Zumeßschfitz und Längsschlitz und damit dem Strömungswiderstand verwirklicht ist

Zur Lösung #eser Aufgabe Ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daft der Zumeßschütz die Wand des drehbaren Rohres durchsetzt und sich nach innen unmittelbar in den Kolbenraum öffnet während er sich nach außen mit einer in der Größe durch die Winkellage des Rohras zum Gehäuse bestimmten Überlappung, welche die Zameeöffnung bildet in den axialen, mit vergleichsweise großem Querschnitt ausgebildeten Längsschlitz öffnet

Bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung wird beim Einstellen Iedigfich die Größe der Zumeßoffnung verstellt «öd nicht noch eine weitere EinfluBgröße. Hierdurch sind eindeutige Verhältnisse geschaffen. Außerdem ist der erfintiungsgemäße Stoßdämpfer im Drosselbereich einfacher gestalt« als der bekannte Stoßdämpfer.

Der Normalbetrieb des Stoßdämpfers nach der Erfindung liegt in einem Bereich, in dem Zumeßschlitz und Längsschlitz laminar durchströmt werden. Eine wesentliche Eigenschaft des Stoßdämpfers nach der Erfindung ist daß er mit dem Hub eine etwa lineare Verzögerungswirkung ausübt.

Es ist schon ein Stoßdämpfer bekannt der mehrere Paarungen von sichelartigen Schlitzen in zwei gegeneinander verdrehbaren Rohren aufweist (US-i"S 3 168 I68)l Dieser bekannte Stoßdämpfer ist im konstruktiven Aufbau wesentlich komplizierter als der Stoßdämpfer nach der Erfindung.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher er läutert.

F1 g. I zeigt einen einstellbaren hydraulischen Stoßdämpfer gemäß der Erfindung im Längsschnitt;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in F i g. 1; F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1; F i g. 4 ist ein Schnitt längs der linie 4-4 in F i g. 1; F i g. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 in F i g. I; F i g. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 1.

In F i g. I erkennt man im Längsschnitt eine Ausführungsform der Erfindung mit einem insgesamt mit 10 bezeichneten Gehäuse oder Zylinder als Bestandteil eines verstellbaren hydraulischen Stoßdämpfers in Miniaturausführung. Das Gehäuse 10 des Stoßdämpfers hat insgesamt eine im wesentlichen zylindrische Form und ist auf seiner Außenseite über seine ganze Länge mit einem Gewinde versehen, das es ermöglicht den Stoßdämpfer in seiner Gebrauchsstellung einzubauen. Gemäß F i g. 2 weist das Gehäuse 10 zwei einander diametral gegenüberliegende Anflachungen 12 auf, damit es mit Hilfe eines Schraubenschlüssels gedreht werden kann. Gemäß F i g. 1 ist in dem Gehäuse 10 eine als Speicher dienende Bohrung 13 vorgesehen. Das hintere Ende des Gehäuses 10 ist mit abgestuften Bohrungen 15,34 und 14 versehen, die mit der Bohrung 13 in Verbindung stehen.

In der Bohrung 15 am äußeren Ende ist ein insgesamt mit 16 bezeichneter Träger für ein inneres Rohr verschiebbar geführt Der Träger 16 verschließt das Stoßdämpfergehäuse 10 an seinem hinteren Ende und er umfaßt einen ringförmigen äußeren Abschnitt 17, der sich an einer Schulter 18 zwischen den Bohrungsabschnitten 15 und 34 abstützt Der Träger 16 ist durch einen Seegering 19 in seiner Lage gehalten, so daß er nach Bedarf ausgebaut werden kann. Sein äußerer Umfang ist vort einer Nut umgeben, in der ein O-Ring 20 aufgenommen ist

Gemäß F i g. 1 weist der Träger 16 für das innere üohr einen ersten inneren Endabschnitt 21 von kleinerem Durchmesser auf, der sich an die innere Siimfläche des äußeren Abschnitts 17 anschließt, sowie einen damit aus einem Stück bestehenden zwe'.en, inneren Endabschnitt 22 mit einem noch kleineren Durchmesser, der sich an die innere Stirnfläche des Abschnitts 21 anschließt Der Abschnitt 22 yon kleinerem Durchmesser ist gemäß F i g. 1 mit Außengewinde versehen.

Gemäß P i g. 1 ist ein spitz zulaufender Gewindestopfen 25 in eine zentrale axiale Gewindebohrung 26 im äußeren Ende des Abschnitts 17 des Trägers 16 eingebaut Das innere Ende der Gewindebohrung 26 steht über eine Bohrung bzw. einen Kanal 27 von kleinerem Durchmesser in Verbindung mit einem gleichachsig damit angeordneten Kanal bzw. einer Bohrung 29 von gröäerem Durchmesser. In das innere Ende der Bohrung 26 ist ein Dichtungsring 28 von kreisrundem Querschnitt eingebaut, der mil dem konischen inneren Ende des Gewindestopfens 25 zusammenarbeitet Der Kanal 29 ist gleichachsig mit einer einen größeren Durchmesser aufweisenden axialen Bohrung 30 angeordnet, mit der der innere Endabschnitt 22 des Trägers 16 versehen ist, und in der eine Ventilkugel 3i eines Rückschlagventils angeordnet ist. Die Bohrung 30 steht in Verbindung mit einer gleichachsig mit ihr angeordneten Bohrung 32 im äußeren Ende des Abschnitts 22 des Trägers 16. Die Bohrung bzw. der Kanal 29 steht in Verbindung mit einem Querkanal 33, der in der axialen Uohrung 34 des Gehäuses 10 mündet

Gemäß F i g. 1 und 2 steht die axiale Bohrung 34 in Verbindung mit der Unterseite eines sich in der Längsrichtung erstreckenden, in dem Gehäuse 10 ausgebildeten Schlitzes oder Kanals 35. Das innere Ende des Längskanals 35 ist mit der Zylinderbohrung bzw. dem Speicher 13 verounden. Gemäß F i g. 1 und 2 steht die Bohrung 30 im inneren Ende des Trägers 16 mit zwei im inneren F.ndabschniu 22 des Trägers ausgebildeten Längsschlitzen 36 in Verbindung.

Gemäß F i g. 1 ist der Stoßdämpfer nach der Erfindung mit einem insgesamt mit 40 bezeichneten inneren P ohr versehen, das einen rohrförmigen inneren Endab-Sv mitt 41 umfaßt, welcher über das vord re Ende des Gehäuses 10 in den Speicher 13 hinein> igt. Der Abschnitt 41 des inneren Rohrs ist mit einer axialen Bohrung oder Kammer 42 versehen, die als Hochdruckkammer zur Wirkung kommt. Das innere Fnde des Rohrabschnitts 41 ist mit einem Innengewinde 43 versehen. Gemäß F i g. 1 ist der innere Endabschnitt 22 des Trägers 16 in das Innengewinde 43 des inneren Rohrs 40 eingeschraubt.

Gemäß F i g. 1 und 3 ist auch das innere Ende des Rohrabschnitts 4t mit einem einzigen, sich über einen bestimmten Winkelbereich erstreckenden Zumeßschlitz 44 versehen, der mit dem Längsschlitz 35 in Verbindung steht damit eine Verbindung zwischen der Hochdruckkammer 42 und dem Speicher 13 vorhanden ist. Die Enden des Zumeßschlitzes 44 sind in F i g. 3 mit 45 und 46 bezeichnet. Das innere Rohr 41 weist einen radial nach außen ragenden Flansch 47 auf, der in den Speicher 13 hineinragt und einen hinteren Anschlag für ein Speichermittel 48 bildet, das aus einem Schwamm mit abgeschlossenen Zellen besteht Der Schwamm 48, der aus einem zusammendrückbaren, geschlossene Zellen aufweisenden Kunststoffschaum besteht, ist rechteckig geformt und in der aus F i g. 4 ersichtlichen Weise um das innere Rohr 41 herumgelegt. Die Enden des Schwamms 48 sind in F i g. 4 mit 49 und 50 bezeichnet.

Gemäß F i g. 1 weist das innere Rohr 40 einen radial nach außen ragenden Flanschabschnitt 55 von größerem Durchmesser auf. der an dem inneren Rohr nahe seinem äußeren Ende ausgebildet, vor dem Speicher 13

S verschiebbar gelagert und auf seiner Außenseite mit einem O-Ring 56 versehen ist

Gemäß Fi g. 1 und 5 ist der Flansch 55 des inneren Rohrs mit einer Ringnut 57 versehen. Das vordere Ende des Gehäuses 10 ist innerhalb eines kurzen Ab-Schnitts 80 nicht mit Außengewinde versehen, und dieser Abschnitt weist eine Bohrungserweiterung 81 auf, die einen etwas größeren Durchmesser hat als die den Speicher bildende Bohrung 13. In eine Gewindebohrung in der Wand des Gehäuseabschnitts 80 am inneren Ende dieses Abschnitts ist eine Klemmschraube 59 eingebaut, die in die Ringnut 57 ragt und dazu dient, das innere Rohr 40 in dem Gehäuse 10 in seiner Lage zu halten. Die Ringnut 57 weist in axialer Richtung eine solche Breite auf, daß sich das innere Rohr 40 bzw. der innere Rohrabschnitt 41 in dem Gehäuse 10 innerhalb bestimmter Grenzen axial bewegen läßt Das äußerste Ende des inneren Rohrs 40 hat einen größeren Durchmesser und ist gemäß F i g. 1 an seiner Umfangsfläche mit einer Rändelung 59 versehen.

Gemäß F i g. 1 ist ein Bauteil 60, das gleichzeitig einen Kolben und eine Kolbenstange bildet vorgesehen, und das innere Ende dieses Bauteils ist in dem inneren Rohr 40 verschiebbar gelagert Das äußere Ende der Kolbenstange 60 ist geschlossen und mit einer Bohrung 6t zum Anbringen eines Gabelteils versehen. Die Kolbenstange 60 weist eine axiale Bohrung 62 auf, die am inneren Ende der Kolbenstange 60 offen ist und das äußere Ende einer Druckfeder 63 aufnimmt Das äußere Ende der Druckfeder 63 stützt sich am Boden 64 der

Bohrung 62 ab. Das innere Ende der Feder 63 ist durch

einen Haltering 65 abgestützt, der am inneren Ende der

Bohrung 32 im inneren Endabschnitt 22 des Trägers 16

anliegt.

Gemäß F i g. 1 trägt das innere Ende der Kolben-

stange 60 einen Haltering 70, durch den das innere Ende einer Lagerbuchse 71 in ihrer Lage gehalten wird. Die Lagerbuchse 71 ist in die Bohrung 42 des inneren Rohrs 40 eingebaut und ihr äußeres Ende stützt sich an einer Schulter 72 zwischen der Bohrung 42 und einem Bohrungsabschnitt 73 von kleinerem Durchmesser ab. In der Wand der Kolbenstange 60 ist ein Überströmkanal 74 ausgebildet der an der Innenfläche der Lagerbuchse 71 mündet Der verdickte Abschnitt 59 des inneren Rohrs 40 ist mit einer Bohrungserweiterung 75 von größerem Durchmesser versehen, uie mit dem Bohrungsabschnitt 73 und einer einen mittleren Durchmesser aufweisenden Bohrungserweiterung 76 in Verbindung steht In der Bohrung 75 ist ein Dichtungsring 77 angeordnet der durch eine Stützscheibe 78 in ihrer Lage gehalten wird. Die Stützscheibe 78 ist durch einen herausnehmbaren Haltering 79 gesichert

Wenn das innere Rohr 40 gemäß F i g. 3 im Uhrzeigersinne gedreht wird, kommt der Zumeßschlitz 44 in einem zunehmenden Ausmaß in Deckung mit dem axialen Schlitz 35, und wenn das innere Rohr 40 gemäß F i g. 3 entgegen dem Uhrzeigersinne gedieht wird, wird der Zumeßschlitz 44 gegenüber dem Längsschlitz 35 zunehmend geschlossen, bis die Verbindung zwischen diesen beiden Schlitzen unterbrochen ist, wobei sich der Stoßdämpfer in einer »verriegelten« Stellung befindet

Damit die Stellung des Zumeßschlitzes 44 zum Längsschlitz 35 angezeigt werden kann, ist der Stoß-

dämpfer gemäß Fig.8 und 12 mit einer Anzeigevorrichtung versehen, die z. B. eine Skala mit Zahlen 82 umfassen, welche auf der Umfangsfläche des vorderen Endabschnitts 80 des Gehäuses 10 vorgesehen ist. Ein mit der Skala zusammenarbeitender Anzeigestift 83 ist s in den einen größeren Durchmesser aufweisenden Flanschabschnitt 55 des inneren Rohrs 40 eingebaut und gegenüber dem Zumeßschlitz 44 so angeordnet, daß er die Stellung des Zumeßschlitzes gegenüber dem Längsschlitz 35 anzeigt Der Anzeigestift 83 ragt gegenüber dem Flanschabschnitt 55 des inneren Rohrs 40 radial nach außen, und sein äußeres Ende ragt in einen in dem Endabschnitt 80 des Gehäuses 10 ausgebildeten Schlitz 84, der sich über einen bestimmten Winkelbereich erstreckt. In F i g. 6 sind die Enden des Schlitzes 84 mit 85 und 86 bezeichnet

Im folgenden wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers näher erläutert. Beim Gebrauch ist der Stoßdämpfer so angeordnet daß sich das äußere Ende der Kolbenstange 60 in der Bahn eines sich bewegenden Bauteils oder Gewichtes befindet dessen Bewegung verzögert werden soll. Der Speicher 13 ist mit einer Druckflüssigkeit gefüllt und die Verschlußschraube 25 ermöglicht es, den Stoßdämpfer erforderlichenfalls zu entlüften. Die Rückführfeder 63 hält die Kolbenstange 62 in ihrer in F i g. 1 gezeigten Ausgangsstellung, so daß der Stoßdämpfer bereit ist einen Stoß aufzunehmen. Das innere Rohr 40 wird auf die gewünschte Überlappung des Zumeßschlitzes 44 mit dem Längsschlitz 35 eingestellt Nunmehr ist der Stoßdämpfer bereit einen Stoß aufzunehmen bzw. die Bewegung eines Bauteils zu verzögern. Wenn ein sich bewegendes Bauteil, dessen Bewegung verzögert werden soll, zur Anlage am äußeren Ende der Kolbenstange 60 kommt und die Kolbenstange betätigt wird die Druckflüssigkeit in der Hochdruck- oder Kolbenkammer 42 Ober den Zumeßschlitz 44 und den Längskanal 35 verdrängt so daß sie in den Speicher 13 einströmt. Der Widerstand, den der Zumeßschlitz 44 dem Flud entgegensetzt bestimmt die in dem Stoßdämpfer auftretenden Innendrücke, durch die Kräfte erzeugt werden, die der Bewegung des abzubremsenden Bauteils einen Widerstand entgegensetzen. Die Ventilkugel 31 verschließt hierbei den Kanal 29, so daß die Druckflüssigkeit weiter in den Speicher 13 einströmt, bis die Kolbenstange 60 ihre ganze Hubstrecke zurückgelegt hat. Hierbei wird der Schwamm 48 zusammengedrückt, so daß ein weiterer Raum zum Aufnehmen des durch die Kolbenstange 60 verdrängten Fludes freigemacht wird. Sobald die Kolbenstange von dem auf sie wirkenden Gewicht entlastet wird, führt die Rückführfeder 63 die Kolbenstange gemäß F i g. 1 wieder nach rechts in ihre Ruhestellung zurück. Hierbei dehnt sich der Schwamm 48 wieder aus, und die in dem Speicher 13 unter Druck stehende Flüssigkeit wird gezwungen, durch den Längsschlitz 35 und die Kanäle 33 und 29 zu strömen, so daß die Ventilkugel 31 von ihrem Sitz abgehoben wird, damit die Flüssigkeit über die Bohrung 30, die Schlitze 36 und die Bohrung 32 wieder zu der Kolbenkammer 42 zurückströmen kann.

Der erfindungsgemäße verstellbare, hydraulische Stoßdämpfer nimmt wenig Raum in Anspruch. Er ist dazu bestimmt bei in der Industrie verwendeten Vorrichtungen zum Steuern von Geschwindigkeiten und zum Unterbrechen von Bewegungen verwendet zu werden. Bei einer bestimmten Ausführungsform hat die Kolbenkammer 42 einen Durchmesser von etwa 9,5 mm, und der Hub der Kolbenstange 60 beträgt etwa 25,4 mm. Ein Stoßdämpfer mit diesen Abmessungen hat ein Energieaufnahmevermögen von bis zu 3,46 mkp. Der Stoßdämpfer gemäß der Erfindung bildet eine in sich abgeschlossene Konstruktion, sein Energieaufnahmevermögen kann stufenlos eingestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

_, Einstellbarer, mit einem Druckmittel arbeitender ^Stoßdämpfer mit einem Speicherraum und einer damit durch Strömungskanäle verbundenen Kolbenkammer, in der ein Kolben gleitend geführt ist, dessen Kolbenstange aus dem Stoßdampfergehäuse herausragt, wobei die Strömungskanäle zwei relativ zueinander verstellbare Schlitze umfassr-n, von deilen der eine als Zameßschlitz ausgebildet ist, der sich sichelartig über einen Teil des Umfangs eines zum Einstetten der ZumeßÖffnung int Gehäuse drehbaren, die Kolbenkämmer umschließenden

= Rohres erstreckt und mit der Kolbenkainmer verbunden ist, und der andere als axialer Längsschlitz im Gehäuse ausgebildet ist und mit dem Spdeherraum in Verbindung steht dadurch gekenn- · zeichnet, daß der Zumeßschlitz (44) die Wand des drehbaren Rohres (41) durchsetzt und sich nach innen unmittelbar in den Kolbenraum (42) öffnet, während er sich nach außen mit einer in der Größe durch die Winkellage des Rohres zum Gehäuse bestimmten Überlappung, welche die Zumeßoffnung bildet, in den axialen, mit vergleichsweise großem Querschnitt ausgebildeten Längsschlitz (35) öffnet.