DE2240980A1

DE2240980A1 - Einrichtung zur daempfung des kolbenaufschlages in hydraulischen arbeitszylindern

Info

Publication number: DE2240980A1
Application number: DE19722240980
Authority: DE
Inventors: Adam Dipl Ing Elmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1972-08-21
Publication date: 1974-03-07

Description

Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern, bestehend aus einer auf der Kolbenstange befestigten Buchse, die zu Ende des Vorwärtshubes in die zentrale Dämpfungsbohrung des Zylinderkopfes eindringt und aus einer am Ende der Kolbenstange mit einer Überwurfmutter gehaltenen kegeligen Pinne, die zu Ende des Rückwärtshubes in die zentrale Dämpfungsbohrung des Zylinderbodens eindringt.
Die Hubfolge und Hubgröße hydraulischer Arbeitszylinder werden mit Stromregelventilen gesteuert. Bei Unachtsamkeit des Handhabenden kann es vorkommen, daß am Hubende der Kolben hart auf den Zylinderboden oder auf den Zylin--derkopf aufschlägt. In Kraftübertragungssystemen werden dadurch störende Erschütterungen hervorgerufen. Um die Aufschläge zu verringern, werden in die Zylinder vielfach Dämpfungselemente eingebaut, welche in den Endlagen die Bewegung der Kolben abbremsen und dadurch die Erschütterungen mildern. Bisher sind mehrere Konstruktionsformen von Dämpfungseinrichtungen bekannt, im Prinzip gleichen sie doch alle der Ausführung, die in den Abbildungen Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist.
Zum Zylinderboden 5 hin ist die Kolbenstange 2 mit einer kegeligen Pinne aus Bronze 7 verlängert. Sie wird mit einer überwurfmutter 8 so gehalten, daß sie sich senkrecht zur Achse frei verschieben kann, wenn sie in die zentrale Bohrung a des Zylinderbodens 5 eintritt. Sie kann sich selbstätig in der Bohrung a zentrieren. In ihrer Einwärtsbewegung versprerrt sie immer mehr die Bohrung a und drosselt somit den Rücklauf der im Raum b verbliebenen Hydraulikflüssigkeit. Die Bewegung des Zylinderkolbens 3 wird damit verlangsamt, sein Aufschlag auf den Boden 5 gedämpft. Um die Verlangsamung beeinflussen zu kennen, ist zusätzlich eine einstellbare Drossel 12 (Fig. 2) vorgesehen.
Die Kugel 9 des Rückschlagventils 10 (Fig. 1) versperrt den Rücklauf in der Nebenbohrung c, gibt aber diese für den Zulauf der Flüssigkeit frei und beschleunigt dadurch das Abheben des Kolbens vom Zylinderboden bei beginn des nachfolgenden Vorwärtshubes.
Auf der Seite zum Zylinderkopf 4 hin ist eine Bronzebuchse 6 dem Kolben 3 vorgelagert. Im Zuge des Vorwärtshubes dringt sie in die kegelige Bohrung d des Zylinderkopfes und drosselt des Rücklauf der im Raume e zurUckgebliebenen Flüssigkeit. Das Rückschlagventil 11 erfüllt die gleiche Aufgabe wie das Ventil 10.
Vorliegende Erfindung verfolgt die Aufgabe, eine Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern zu schaffen, welche die Wirkung der bisher bekannten Einrichtungen verbessert und deren Herstellungskosten verringert.
Fig. 4 stellt im Schnitt einen hydraulischen Arbeitszylinder mit Dämpfungseinrichtung gemäß vorliegender Erfindung dar.
Kennzeichnend ist folgendes: Anstelle der auf der Kolbenstange festsitzenden Bronzebuchse 6 (Fig.1) ist hier eine auf der Kolbenstange verschiebbare Buchse 6' vorgesehen. Zwischen ihr und der Kolbenstange 2' besteht ein zylindrischer Spalt f, der eine Selbstzentrierung der Buchse in der kegeligen Bohrung d1 des Zylinderkopfes 4' gestattet. Zwischen der Buchse und dem Zylinderkolben 3' ist eine Spiralfeder 11' eingebaut, welche die Buchse auf die Anlegfläche g der Kolbenstange drückt. Beim Vorrücken der Buchse 6' in der kegeligen Bohrung d' des Zylinderkopfes drosselt sie immer stärker den Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit. Dadurch entsteht im Raume e' (der infolge der Kolbenbewegung immer kleiner wird) ein wachsender Staudruck. Der Druck wirkt im gleichen Sinne wie die Spralfeder 11' auf die Buchse 6' und schiebt diese mit erhöhter Kraft in die kegelige Bohrung d'.
Ist die Endlage des Hubes erreicht, wird der Flüssigkeitsstrom durch die in die Hydraulikanlage eingebauten Steuerungsorgane umgelenkt. Die Flüssigkeit fließt nun unter dem Druck der Hydraulikpumpe durch die Anschlußbohrung h' in den Zylinderkopf 4'. Der Zylinderraum bt Jenseits des Kolbens wird dagegen drucklos. Im ZylinderkOpf wirkt der Druck auf die Stirnseite der Buchse S' und schiebt sie gegen den Federdruck zurUck bis zum Anschlag an den Zylinderkolben 3'. In der kegeligen Bohrung d' wird damit ein wachsender Ringspalt gebildet, durch den Druckflüssigkeit in den Raum zwischen Kolben und Zylinderkopf fließt und den Kolben 3' nach rückwärts in Bewegung setzt. Mit Jedem Millimeter der Bewegung wird der Ringspalt größr';und die Bewegung schneller.
Die Feder 11' und die Verschiebbarkeit der Buchse 6l machen ein Rückschlagventil nach Art der Ausführung 11 (Fig. 1) überflüssig. Zudem hat die Buchse mit Druckfeder den Vorteil, daß durch ihre Verschiebbarkeit der Zylinderkolben schneller beschleunigt wird, als bei Verwendung einer starren Buchse 6 nach Fig. 1. Diese Gegebenheit ergibt sich daraus, daß die Buchse 6' während ihres Zurückschiebens als Druckkolben wirkt und den vollen Druck der Flüssigkeit auf den Zylinderkolben überträgt.
Außerdem gibt sie sofort nach Abheben von der Anlegfläche g den zylindrischen Spalt f frei, durch den ebenfalls Druckflüssigkeit in den Raum e' fließt. Bei einer der Konstruktion angepaßten Spaltbreite fließt allein durch den Spalt f mehr Druckflüssigkeit, als ein Rückschlagventil üblicher Größe in herkömmlicher Bauart durchlassen könnte. Insgesamt wirkt daher schon zu Beginn des Rückwärtshubes ein Vielfaches der Druckflüssigkeit auf den Zylinderkolben im Vergleich zu den üblichen Dämpfungseinrichtungen, bestehend auf fester Buchse 6 und Rückschlagventil 11 nach Fig. 1.
Gegen Ende des Rückwärtshubel fährt die Pinne 7' in die zentrale Bohrung a', die in dem Zylinderboden 5' mit der Anschlußbohrung für die Flüssigkeit 1' in Verbindung steht.
Die Pinne wird durch eine verlängerte Uberwurfmutter 8' gehalten. Der Spannstift 14' sichert die Überwurfmutter in ihrer festgeschraubten Lage. Die Löcher k sind Kommunikationsbohrungen, die den Hohlraum m mit dem Zylinderraum b' verbinden. In der hohlgebohrten Pinne 7' und dem Hohlraum m ist eine Spiralfeder 10' eingebaut, die den Flanschansatz n der Pinne auf den Überwurfsitz drückt. Die Druckkraft der Feder 10' hält die Pinne straff in der Mittelpunktslinie der Kolbenstange 2'. Die Pinne und ihr Flanschansatz haben jedoch in der Verlängerung der Überwurfmutter 8' so viel Spielraum, daß sich die Pinne beim Einfahren in die Bohrung a' frei zentrieren kann. Infolge ihrer kegeligen Gestalt drosselt sie immer mehr den Rückfluß der im Zylinderraum b' verbliebenen Flüssigkeit und bremst damit die Geschwindigkeit der Kolbenbewegung. Der dabei im Raum b' aufkommende Staudruck wirkt durch die Löcher k auf die Pinne und drückt diese in die Bohrung a'.
In dem Zylinderboden 5 ist -zusätzlich eine verstellbare Drossel 12 t eingebaut, mit der die Dämpfung der Kolben bewegung reguliert werden kann.
Ein Rückschlagventil in der Bauart des Ventils 10 (Fig. 1) ist auch hier, wie beim Zylinderkopf 4', nicht erforderlich, denn zu Beginn des Vorwärtshubes wirkt die Druckflüssigkeit von der Anschlußöffnung 11 her auf die Pinne, die sich zu dieser Zeit in der Bohrung a' befindet, und drückt sie gegen die Kraft der Feder 10' in den Hohlraum m der Überwurfmutter 8'. Dabei wirkt die Pinne wie ein Druckkolben und überträgt den Flüssigkeitsdruck durch die Löcher k auf den Zylinderkolben. Gleichzeitig entsteht zwischen der Pinne und dem Rande der Bohrung a' ein ringförmiger Spalt, durch den die Druckflüssigkeit in den Zylinderraumeb' strömt. Die einströmende Menge ist auch hier bedeutend größer, als bei Anordnung einer starren Pinne 7 kombiniert mit einen Rückschlagventil 10 nach Fig. 1. Durch das Eindringen der Pinne 7' in den Hohlraum m entsteht außerdem noch der Vorteil, daß damit die Anlaufstrecke des Zylinderkolbens zur Hälfte vorweg genommen wird, denn die Bohrung a' wird um daß Maß des Eindringens der Pinne 7' in den Hohlraum m eher voll freigegeben, als bei Anordnung einer starren Pinne 7 nach Fig. 1.

Claims

Patent an sprü c h

(l.)Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern, bestehend aus einer auf der Kolbenstange befestigten Buchse, die zu Ende des VorwärtshubeS in die zentrale Dämpfungsbohrung des Zylinderkopfes eindringt und aus einer am Ende der Kolbenstange mit einer Überwurfmutter gehaltenen kegeligen Pinne, die zu Ende des Rückwärtshubes in die zentrale Bohrung des Zylinderbodens eindringt, gekennzeichnet dadurch, daß anstelle der festsitzenden Buchse 6 (Fig. 1) eine auf der Kolbenstange (2') (Fig. 4> bewegliche Buchse (6') angeordnet ist, die eine Spiralfeder (11') gegen die Anlegefläche (g) der Kolbenstange (2') drückt.
2. Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern, nach Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß beim Hubwechsel des Zylinderkolbens (3'), also am Anfang des RUckwärtshubes die Spiralfeder (11') der Buchse (6') gestattet, sich in der kegeligen Bohrung (d?) nach rückwärts bis zum Anschlag auf den Kolben (3') zu verschieben, wodurch an der Wand der kegeligen Bohrung (d') ein wachsender Ringspalt entsteht, durch den Druckflüssigkeit in den Raum (el) fließt und den Kolben (3') nach rückwärts in Bewegung setzt.
3. Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern nach Patent ansprüchen 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der Buchse (6') und der Kolbenstange (2') ein zylindrischer Spalt vorgesehen ist, durch den nach Abheben der Buchse von der Anlegefläche (g) ebenfalls Druckflüssigkeit in den Raum (e') fließt und den Anlauf des Kolbens noch mehr beschleunigt.
4. Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern nach Patentansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß anstelle der starren Pinne (7) (Fig. 1) eine in axialer Richtung verschiebbare Pinne (7') (Fig. h) vorgesehen ist, die hohlgebohrt ist und mit einer überwurfmutter (8') gehalten wird, deren Verlängerung ebenfalls ausgehöhlt ist.
5. Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbeitszylindern nach Patentansprüchen 1, 2, 3, und 4, gekennzeichnet dadurch, daß in die hohlgebohwte Pinne (7') und in dem Hohlraum (m) der verlängerten Überwurfmutter (8?) eine Spiralfeder (10') eingebaut ist, die den Flanschansatz (n) der Pinne (7') auf den Überwurfsitz drückt und durch ihre Druckkraft die Pinne (7') in der Mittelpunktslinie der Kolbenstange (2') hält.
6. Einrichtung zur Dämpfung des Kolbenaufschlages in hydraulischen Arbestszylindern nach Patentansprüchen 1, 2, 3, 4, und 5, gekennzeichnet dadurch, daß die Nachgiebigkeit der Feder (10') es der Pinne (7') zu Beginn des Vorwärtshubes ermöglicht, dem aufkommenden Flüssigkeitsdruck folgend in den Raum (m) einzudringen, womit zwischen der kegeligen Pinne und der Wand der Bohrung (a') ein wachsender Ringspalt entsteht, durch den Druckflüssigkeit in den Zylinderraum (b') strömt und den Kolben (3') zum Vorwärtshub in Bewegung setzt.

L e e r s e i t e