DE2344263A1 - Puffer - Google Patents

Description

FRIED. KRUPP GESELLSCHAFT MIT
BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Puffer

Um die schädlichen Wirkungen von Stößen, insbesondere beim Aufeinanderfahren von zwei Kranen auf einer Kranbahn, zu vermindern, werden Federn oder Stoßdämpfer benutzt. Federn können aus" Metall oder aus gummi-elastischen Werkstoffen hergestellt werden. Für die Verwendung als Kranpuffer kommen vorzugsweise Körper aus Zellpolyurethan zur Anwendung, Der Aufbau des Materials ist durch die Bläschenstruktur mit dazwischenliegenden Zellwänden gegeben. Im Fall des Zellpolyurethans sind die Zellen teilweise durch Poren miteinander verbunden und teilweise geschlossen, in den geschlossenen Zellen wird das darin enthaltende Gas bei der Stoßbeanspruchung komprimiert. Hierdurch ergeben sich die Federeigenschaften solcher Puffer. Durch die geöffneten Poren wird das darin enthaltene Gas verdrängt. Die damit verbundene Drosselung des Gases bedingt gemeinsam mit den Hysteresiseigenschaffen des ZeUwandmaterials den Dämpfungseffekt von Zellkunststoffpuffern,

Solche Puffer haben den Nachteil, daß bei extrem hohen Druckbeanspruchungen die Wände der geschlossenen Zellen platzen können. Hierdurch wird je nach der Häufigkeit des Auftretens solcher Beanspruchungen die Federeigenschaft des Puffers abgebaut.

EV 129/73

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Demgegenüber liegt der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Puffer mit vielen, von einem elastischen Werkstoff eingeschlossenen, gasgefüllten Hohlräumen so zu gestalten, daß auch bei starken Beanspruchungen Strukturveränderungen vennieden werden und so die Kennlinie des Puffers erhalten bleibt.

Die Erfindung bringt den Fortschritt, daß nicht, wie bei den bekannten Zellkunstsroff-Puffern, Bläschen vorhanden sind, deren Wände platzen können. Es bleiben daher die mechanischen Eigenschaften des Puffers über eine sehr lange Zeit unverändert. Ferner können bei einem Puffer nach der Erfindung durch Wärmeeinstrahlung bedingte Schäden leichter vermieden werden als bei den bekannten Zellkunststoff-Puffem. Denn nicht nur wirkt das die elastischen Körper zusammenhaltende Gehäuse als Schutz gegen Wärme-Einstrahlung, sondern es können auch innerhalb des Puffers günstigere Bedingungen zur Vermeidung von Wärme-Stau geschaffen werden· Man hat es nämlich durch die Bemessung und Formgebung der aus elastischem Werkstoff bestehenden Körper in der Hand, die zwischen den Körpern befindlichen Zwickel-Räume erheblich größer zu machen als die Zellen in einem Zellkunststoff-Puffer, so daß die in den ZwickeI-Räumen befindliche Luft durch Konvektion leicht beträchtliche Wärmemengen abgeben kann. Das ist von besonderer Bedeutung, wenn die Puffer sehr oft in der Zeiteinheit hohen Beanspruchungen ausgesetzt werden, so daß die Temperatur innerhalb des Puffers bei herkömmlicher Ausführung über die zulässigen Werte hinaus ansteigen würde.

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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar ze igen ϊ

Fig. 1 einen Puffer in einem axialen Schnitt,

Fig. 2 einen Teil der Füllung des Puffers in größerem Maßstab im unbelasteten Zustand in einer Ansicht mehrerer elastischer Körper nach der Schnittlinie 11—11 in Fig. 3,

Fig. 3 die Ansicht mit dem Blick in Richtung des Pfeiles A in Fig. 2 und

Fig. 4 eine der Fig» 2 entsprechende Darstellung im belasteten Zustand der Körper.

Der Puffer hat ein Gehäuse, das aus zwei Stahlzylindern 1, 2, einer fest an dem Stahlzylinder 1 sitzenden Bodenplatte 3 und aus einer am Stahl zylinder 2 sitzenden Kopfplatte 4 besteht. Der Stah!zylinder 2 ist innerhalb des Stahlzylinders 1 teleskopartig schiebbar. Er hat an seinem inneren Rand einen Kragen 5₇ der im ausgefahrenen Zustand des Puffers an einem Bund 6 am Rand des Stahlzylinders \ liegt.

Der von dem Gehäuse 1, 2, 3, 4 eingeschlossene Raum ist vollständig mit kugelförmigen Körpern 7 aus einem elastischen Werkstoff ausgefüllt. Als Werkstoff kann beispielsweise natürlicher oder künstlicher Gummi oder eine Elastomer verwendet werden.

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Bei der Darstellung nach Fig. 2 und 3 ist angenommen, daß im ausgefahrenen Zustand des Puffers nach Fig. 1 die elastischen Körper 7 nicht zusammengedrückt sind und die Körper in Punkten ihrer Umfangsflächen aneinanderliegen. Zwischen den Körpern 7 befinden sich Zwickel-Räume 8, die mit Luft gefüllt sind.

Wenn der Puffer einen Stoß erfährt, wird der Stahlzylinder 2 in den Stahlzylinder 1 eingeschoben. Hierbei werden die Körper 7 elastisch verformt, wie es in Fig. 4 veranschaulicht ist. Hierbei ist angenommen, daß die Körper ihr Volumen praktisch beibehalten. Dadurch aber, daß die Körper 7 ihre Kugelgestalt verlieren und ausgebreitet werden, wobei sie in Flächen aneinanderliegen, werden die Zwickel-Räume 8 verkleinert und demgemäß die in ihnen befindliche Luft zusammengedrückt» Hierdurch und durch die elastische Verformung der Körper 7 wird eine Federwirkung erzielt. Man hat es durch die Formgebung, die Wahl der Abmessungen und die Wahl des Werkstoffes der Körper 7 in der Hand, eine gewünschte Feder-Kenn I in ie zu erzielen. Dabei ergibt sich infolge der inneren Reibung bei der Verformung der Körper 7 und infolge der Reibung der Körper 7 aneinander und an den Stahlzylindern 1, 2 ein Energieverlust, so daß der Puffer eine Dämpfung aufweist. Auch diese kann in gewünschter Weise durch Bemessung, Formgebung und Werkstoffwahl für die Körper 7 verwirklicht werden. Um Verklemmungen der Körper 7 gegeneinander zu vermeiden, kann zwischen sie ein pulverförmiges Gleitmittel, zum Beispiel Talcum, eingebracht werden. Auch hiermit kann man den Grad der Dämpfung beeinflussen.

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Gemäß Fig. 1 ist eine einfache Tefeskopierung des Stahlzylinders m dem Stahlzyiinder 1 vorgesehen. Dem entspricht ein größtmöglicher Hub H, der etwas kleiner als die Hälfte der Puffer-Länge im unbelasteten Zustand ist. Dementsprechend muß der ÜJckengrad der Füllung des Puffers, d.h. das Verhältnis zwischen der Summe aller Zwickel-Räume 8 im ungespannten Zustand des Puffers zu dem vom Gehäuse 1, 2, 3, 4 eingeschlossenen Raum, wenigstens 50 % sein, wobei im Falle eines größten Pufferhubes H die Zwickel-Räume 8 von den sich verformenden Körpern 7 nahezu ausgefüllt werden.

In vielen Fällen ist es erwünscht, daß der elastische Puffer-Werkstoff im Ausgangs-Zustand des Puffers unter einer Vorspannung steht. Dann muß ein größerer LUckengrad vorgesehen werden, damit trotz der anfänglichen, der Vorspannung entsprechenden Verformung der Körper 7 der mögliche Pufferhub ausgenutzt werden kann.

Naturgemäß können Puffer nach der Erfindung auch Gehäuse mit mehrfach teleskopierbaren Teilen aufweisen.

Die elastischen Körper können im Ausgangszustand auch irgendeine andere Gestalt als eine Kugelgestalt haben. Wesentlich ist nur, daß sie im Ausgangszustand nicht mit ihren gesamten Umfangsflächen aneinander anliegen und demgemäß zwischen ihnen Zwickel-Räume vorhanden sind. Die Zwickel-Räume können anstelle von Luft irgendein anderes Gas enthalten.

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23U263

Unter Umständen können die Körper aus einem volumenelastischen Werkstoff, zum Beispiel aus einem Kunstschaumstoff, bestehen. In diesem Fall kann man mit einem kleineren LUckengrad auskommen·

Die Erfindung bringt auch den Vorteil, daß die Fertigung von Puffern mit verschiedenen Abmessungen und unterschiedlichen Kennlinien leicht bewerkstelligt werden kann. Lediglich das Gehäuse muß den jeweils gewünschten Puffer-Abmessungen angepaßt werden, während der eigentliche elastische Pufferkörper nicht mit einer bestimmten Form und Größe gefertigt wird. Vielmehr braucht man in das Gehäuse nur diejenige Menge an elastischen Körpern einzubringen, die den Innen raum des Gehäuses im Ausgangszustand des Puffers ausfüllt. Hierdurch wird auch die Lager-Haltung verbilligt, da man nicht vorgefertigte elastische Pufferkörper auf Vorrat zu halten braucht, sondern nur eine ausreichende Menge von elastischen Körpern, die für alle möglichen Puffer-Abmessungen geeignet sind. Überdies ist es verhältnismäßig einfach möglich, die Kennlinie eines Puffers nachträglich zu ändern, wenn es geänderte Betriebsbedingungen, zum Beispiel die Vergrößerung eines Kranes, erfordern. Man braucht dann nur die in einem Puffergehäuse befindlichen elastischen Körper oder einen Teil von ihnen durch andere Körper zu ersetzen, die andere Elastizitäts-Eigenschaften, Abmessungen und/oder Gestalten haben. Es ist auch möglich, daß elastische Körper verschiedener Abmessungen verwendet werden, beispielsweise in Form von Kugeln mit unterschiedlichen Halbmessern« Hierdurch hat man es in der Hand, den Lückengrad zu ändern»

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Claims (3)

1. 23U263

   Patentansprüche

   Ί. Puffer mit einem elastischen Werkstoff, der von wenigstens zwei teleskopartig ineinanderschiebbaren Teilen eines Gehäuses aufgenommen ist, und mit vielen, von dem elastischen Werkstoff eingeschlossenen, gasgefüllten Hohlräumen, die über den von dem elastischen Werkstoff eingenommenen Raum verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume durch die Zwickel Räume (8) zwischen nur mit einem Teil ihrer Umfangsflachen aneinanderliegenden Körpern ,(7) aus dem elastischen Werkstoff gebildet werden ·
2. 2. Puffernach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper (7) im unbelasteten Zustand die Gestalt von Kugeln haben.
3. 3. Puffer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Körper (7) ein pulverartiges Gleitmittel eingefügt ist.

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