DE2150828C3 - Vorrichtung zur Beeinflussung der Hubendgeschwindigkeit eines in einem Zylinder verschiebbar geführten, mit einem Dämpfungsglied versehenen Kolbens - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Hubendgeschwindigkeit einer belastbaren Kolbenstange, die wenigstens einen Kolben aufweist, der in einem mit Zu- und Abflußöffnungen für das Druckmittel versehenen Zylinder verschieblich geführt und mit einem Dämpfungsglied versehen ist, das eine Vertiefung aufweist, über welche im Überstreichungsbereich der Zu- und Abflußöffnungen der Ablauf des Druckmittels aus der benachbarten Kammer verlangsamt wird.

Eine solehe Vorrichtung ist bekannt aus der USA.-Patentschrift 3 323 422. Zur Verlangsamung der Hubendgeschwindigkeit ist dort das als Hülsensektor ausgebildete Dämpfungsglied mit einem sich in der Verschieberichtung erstreckenden Schlitz versehen, dessen Breite und Tiefe allmählich abnimmt und dabei in den vollen Durchmesser des Hülsensektors ausläuft. Solehe ein zusätzliches Bauelement darstellende Hülsensektoren vergrößern die Gesamtlänge des hydraulischen Zylinders und neigen zum fressen, da sie durch Federdruck gegen die Schiebewand angedrückt werden. Auch erschweren sie die Herstellung, da sie aus unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Abschnitten bestehen, weil der eine Abschnitt den gleichen Durchmesser hai wie der Zylinderhohlraum und der andere Abschnitt einen demgegenüber kleineren Durchmesser hat. Da der der Zylinderinnenfläche angepaßte Abschnitt gegen die Wirkung einer Feder verschiebbar ist, wird in unerwünschter Weise die schnelle Ansprechbarkeit des Dämpfungsgliedes verzögert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausbildung des Dämpfungsgliedes vorzusehen, welche die Bewegung des Kolbens auf seinem Verschiebeweg nicht hemmt und erst wirksam ist, wenn der Kolben sich seinem Hubende nähert.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat das Dämpfungsglied bei der eingangs beschriebenen Vorrichtung die Form eines Zylindersektors, dessen äußerer Radius dem Durchmesser des Zylinders im Bereich der Zu- und Abflußöffnungen entspricht und das in eine im Kolben selbst vorgesehene, über eine zur Stirnfläche des Kolbens auslaufende Bohrung mit der benachbarten Kammer in Verbindung stehende Ausnehmung lose mit Spielraum zur Kolbenmittelachse eingesetzt und mit als Rinnen, Rillen, Furchen oder Nuten ausgebildeten Vertiefungen versehen ist.

Wesentlich für diese Ausbildung ist also, daß das dem Innendurchmesser des Zylinders angepaßte Dämpfungsglied lose, nachgiebig in der Kolbenausnehmung ruht, weshalb es zwischen deren vorderem und hinterem Rand begrenzt axial beweglich sein soll, wobei der radiale Spielraum ausreichend groß ist, daß es sich von der Zylinderwand abbewegen kann. Deshalb ist seine Bogenlänge kleiner als die Begrenzung der zu seiner Aufnähme vorgesehenen Ausnehmung, und deshalb besteht in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Ausnehmung aus einem sich über einen kleineren Teil des Umfanges der Kolben erstreckenden, beispielsweise durch eine stumpfwinklige Fläche begrenzten Ausschnitt. Wenn auch nicht notwendig, kann es insbesondere bei schwererer Ausführung der Vorrichtung zweckmäßig sein, die Dämpfungsglieder auf sie nach außen drükkenden, nachgiebigen Mitteln anzuordnen, welche sich gegen die Fläche der Ausnehmung abstützen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der ein Ausführungsbeispiel wiedergebenden Zeichnung erläutert; in der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Querschnitt durch einen hydraulischen Zylinder, dessen Kolbenstange als Zahnstange zum Eingriff in ein mit einer Achse verbundenes Zahnrad ausgebildet ist,

Fig. 2 ein Querschnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf einen der mit einem Dämpfungsglied versehenen Kolben.

F i g. 4 eine schaubildliche Ansicht eines Kolbens mit davon abgehobenem Dämpfungsglied.

F i g. 1 zeigt eine allgemein mit 10 bezeichnete hydraulisch zu betätigende Steuervorrichtung, die zur Umwandlung einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung aus einer mit einem Zahnrad verbundenen Achse 16 und einer hiermit im Eingriff stehenden, als Zahnstange ausgebildeten verschiebbaren Kolbenstange 17 besteht. Zahnrad und Achse können eine Einheit darstellen und sind in einem sie umschließenden, allgemein mit 12 bezeichneten, mit einer Abdeckkappe 14 versehenen Gehäuse angeordnet, das um die Achse 16 verdrehbar ist. Das Gehäuse 12 kann beispielsweise mit dem Träger einer Lade-

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schaufel fest verbunden sein, in welchem Fall mit der beginnt, sich über die dort befindliche öffnung 30

Achse 16 die Masse des drehbaren Ladeschaufel:™- oder 32 zu bewegen, wird der Querschnitt dor betref-

gers gedreht wird. fenden öffnung allmählich verringert und dadurch

Das Gehäuse !2 weist zylindrische Endabschnitle der Abfluß der Druckflüssigkeit aus dieser Kammer 13 auf, in denen sich Kammern 20 und 21 befinden, 5 heraus begrenzt bzw. verlangsamt. Bevor die öffin denen mit der Kolbenstange 17 verbundene KoI- nung durch die Außenfläche 25 des betreffenden ben 19 und 18 axial verschiebbar sind, deren zylin- Kolbens vollständig verdeckt und gesperrt wird, liegi drische Außenfläche mit 25 bezeichnet ist. In der das Dämpfungsglied 40 dieser öffnung gegenüber. Wand dieser Zylinder 13 sind Durchflußöffnungen Die beim Abfluß der Flüssigkeit entstehende dyna-30 und 32 vorgesehen, die wahlweise mit einer nicht io mische Kraft drückt die Außenfläche 42 des Dämpveranschaulichten Flüssigkeitsquelle oder einem Be- fungsgliedes im Bereich der öffnung gegen die Inhältertank verbunden werden können. Wird der nenfläche des Zylinders 13. Der weitere Abfluß der einen Kammer Druckflüssigkeit zugeleitet, wird diese Druckflüssigkeit aus der sich verengenden Kammer aus der anderen Kammer herausgedrückt, die dann kann dann nur über die Vertiefungen 44 erfolgen, in den Behältertank abfließen kann. Ein Mittelteil des 15 Die am Ende der Kammer noch befindliche Flüssig-Gehäuses verbindet die beiden Zylinder 13 und dient keit entweicht durch die Bohrung 45 in die Ausnehin Verbindung mit der Abdeckkappe 14 zur Um- mung 34. Die in diese Ausnehmung verdrängte FIüs-■chließung der Achse 16. um Staub u.dgl. von der sigkeit kann in die Vertiefungen 44 eintreten und geVerzahnung zwischen der Achse 16 und der Kolben- langt über diese zur öffnung 30 oder 32 und zurück lange 17 fernzuhalten. Ist, wie angenommen, die 20 zum Behältertank. Die auf iiese Weise durch das vchse 16 fest mit einem Ladeschaufelträger verbun- Dämpfungsglied erreichte Hemi.iung bzw. Verlangten und ist sie ortsfest, also unverdrehbar gehalten, samung des Abflußes bewirkt einen Druckanstieg in Gewirkt die Druckflüssigkeit, wenn sie in die Kam- der Kammer 21, und durch diesen Staudruck wird nier 20 geleitet wird, eine Ausdehnung dieser Kam- sowohl die kinetische Energie der sich bewegenden iiier, während die Kammer 21 sich verengt und Flüs- 25 Masse als auch die Druckenergie der weiter in die igkeit aus ihr durch die öffnung 32 herausgedrückt sich vergrößernde Kammer zulaufende Flüssigkeit

ifd. Eine Vergrößerung der Kammer 20 hat eine absorbiert und demzufolge die sich bewegende Masse

Verschwenkung des Gehäuses 12 entgegen dem Uhr- allmählich verlangsamt.

/eigersinn um die Achse 16 zur Folge, wobei die Wichtig ist, daß die Außenfläche 42 des Dämp-

mf dem Kolben angebrachten Zähne auf den Zäh- 30 fungsgliedes 40 sich genau der inneren Umfangs-

ricn des mit der Achse 16 vereinigten Zahnrades ab- fläche des Gehäuses 12 komplementär anpaßt. Da

'Ilen. das Dämpfungsglied die Form eines Zylindersektors

Wenn entsprechend der Annahme der Träger der hat, bleiben die Kolben 18 bzw. 19 außerhalb der

i adeschaufel oder irgendeine andere Masse vom Ge- Ausnehmung 34 und somit im größeren Umfangsbe-

iause 12 getragen wird, wenn dieses um die ortsfest 35 reich in Berührung mit der Innenfläche der Zylinder

verbleibende Achse 16 gedreht wird, "muß die beim 13, was notwendig ist, um genügend Halt gegenüber

Bewegen der Masse auftretende kinetische Energie den in der Verzahnung zwischen der Achse 16 und

absorbi-rt werden, wenn einer der Kolben 18 oder 19 der Kolbenstange 17 auftretenden trennenden Kräf-

sich seinem Hubende bzw. der Stirnwand der Kam- ten zu wahren.

rner 21 nähert. Da Druckflüssigkeit in die sich ver- 4= Soll das Gehäuse 12 um die Achse !6 entgegen größernde Kammer bis zur Beendigung der Drehbe- dem Uhrzeigersinn verdrehen, wird durch die öffwcgung zugeführt werden muß, addiert sich diese nung 30 in die Kammer 20 Druckflüssigkeit eingelas-Flüssigkeitsenergie zu der kinetischen Energie. Die sen. Anfänglich wirkt diese auf das Dämpfungsglied Summe dieser Energien muß absorbiert werden Für 40 und drückt es von der öffnung ab. Während des diese Absorption muß eine Dämpfungsvorrichtung 45 weiteren Hubes kann dann die Flüssigkeit längs dievorgesehen sein, also eine Vorrichtung, welche die ses Gliedes und durch die Bohrung 45 bis in die Hubendgeschwindigkeit des hydraulischen Zylinders Kammer fließen. Dichtringe 22 verhindern ein Wegbeeinflußt, lecken von Flüssigkeit. Während der Verdrehung

Diese Dämpfungsvorrichtung besteht in der erfin- verengt sich die Kammer 21 und läßt Flüssigkeit dungsgp,mäßen Ausführung aus einem Dämpfungs- 50 durch die öffnung 32 entweichen, bis sich der Kolben glied 40, das lose mit Spielraum zur Kolbenmittel- 18 seinem Hubende nähert. Wenn sich der Kolben achse in eine im Kolben vorgesehene Ausnehmung 18 dabei über die öffnung 32 bewegt, gelangt das 34 eingesetzt ist. Diese Ausnehmung besteht aus Dämpfungsglied 40 in eine dieser öffnung gegeneinem sich über einen kleineren Teil des Kolbenum- überliegende Lage. Durch den Flüssigkeitsdruck wird fanges erstreckenden, beispielsweise durch eine 55 dessen Außenfläche 42 zur Anlage gegen die innere stumpfwinklige Fläche begrenzten Ausschnitt, zwi- Umfangsflä±e des Zylinders 13 gebracht. Die weischen dessen Vorder- und Rückwand das Dämp- terhin aus der Kammmer 21 verdrängte Flüssigkeit fungsglied begrenzt axial beweglich ist. Das Dämp- muß dann ihren Weg durch die Bohrung 45 nehmen, fungsglied hat die Form eines Zylindersektors, dessen gelangt in die Ausnehmung 34 und kann über die äußerer Radius dem Durchmesser des Zylinders im 60 Rinnen 44 die öffnung 32 erreichen und durch diese Bereich der Zu- und Abflußöffnungen 30, 32 ent- abfließen. Eine Betätigung in entgegengesetzter Richspricht. Die Außenfläche 42 des Dämpfungsgliedes tung erfolgt in der gleichen Weise,
ist mit Vertiefungen 44 versehen, v/elche als Rinnen, Dadurch, daß der Radius des Dämpfungsgliedes Rillen, Furchen otier Nuten ausgebildet sein können. 40 im wesentlichen der gleiche ist wie der der inne-Eine zur Stirnfläche eines jeden Kolbens 18, 19 aus- 65 ren Umfangsfläche des Zylinders 13, bleibt ein Flälaufende Bohrung 45 verbindet die Ausnehmung 34 chenkontakt zwischen diesen Teilen gewahrt, und die mit der benachbarter! Kammer 20, 21. den bekannten Ausführungen anhaftenden Abnut-

Wenn der Kolben der sich verengenden Kammer zungs- und Verschleißprobleme können nicht auftre-

ten. Durch ein einziges Bauelement ist somit für einen hydraulischen Zylinder oder für eine sonstige mit einer ausdehnbaren Kammer versehene Einrichtung eine Vorrichtung zur Beeinflussung der Hubendgeschwindigkeit geschaffen, die in einer beliebigen, mit Druckflüssigkeit betreibbaren Antriebsvorrichtung Verwendung finden kann, besonders in solchen Vorrichtungen, die nur über einen kleinen Arbeitsabstand verfügen und bei denen die Lagerflächen auf den Seiten des Kolbens wichtig sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Beeinflussung der Hubendgeschwindigkeit einer belastbaren Kolbenstange, die wenigstens einen Kolben aufweist, der in einem mit Zu- und Abflußöffnungen für das Druckmittel versehenen Zylinder verschieblich geführt und mit einem Dämpfungsglied versehen ist, das eine Vertiefung aufweist, über welche im Überstreichungsbereich der Zu- und Abflußöffnungen der Ablauf des Druckmittels aus der benachbarten Kammer verlangsamt wird, d a durch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (40) die Form eines Zylindersektors hat, dessen äußerer Radius dem Durchmesser des Zylinders irr> Bereich der Zu- und Abflußöffnungen (30, 32) entspricht und das in eine im Kolben ao (18, 19) selbst vorgesehene,· über eine zur Stirnfläche des Kolbens auslaufende Bohrung (45) mit der benachbarten Kammer (20, 21) in Verbindung stehende Ausnehmung (34) lose mit Spielraum zur Kolbenmittelachse eingesetzt und mit als Rinnen, Rillen, Furchen oder Nuten ausgebildeten Vertiefungen versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung aus einem sich über einen kleineren Teil des Umfanges der Kolben erstreckenden, beispielsweise durch eine stumpfwinklige Fläche begrei ?ten Ausschnitt besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (40) durch sich gegen die Fläche der Ausnehmung (34) abstützende nachgiebige Mittel nach außen drückbar ist.