DE2508408C2 - Stufenlos verstellbarer Stoßdämpfer, insbesondere für industrielle Anwendungszwecke - Google Patents

Description

so vorspannen, daß sie im wesentlichen der Kraft entspricht, mit der die abzubremsende Masse auf den Stößel des Dämpfungskolbens einwirkt Für die Bremswirkung beim Zurückweichen des Ventilverschlußstückes ist allein die einstellbare Vorspannung der Schließfeder maßgebend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der Vorteile des eingangs genannten bekannten stufenlos verstellbaren Stoßdämpfers, insbesondere des einfachen und kostengünstigen Aufbaus, eine in jeder Hinsicht einwandfreie Dämpfung auch dann zu gewährleisten; 'Arenn für die Dämpfung nur eine äußerst geringe Wegstrecke vorhanden ist, um eine Last aus einem Bewegungszustand in den Ruhezustand zu bringen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Stoßdämpfer gelöst, der einen gegenüber dem Arbeitskolben einen größeren Durchmesser aufweisenden und an einer abzudämpfenden Last angreifenden Kraftkolben in einer gemeinsamen axialen Bohrung des Arbeitszylinders neben dem Arbeitskolben aufweist, wobei der Arbeitskolben in der entlasteten Betriebsphase zwischen einem mit Druckflüssigkeit gefüllten Druckraum unterhalb des Kraftkolbens und einem mit Druckflüssigkeit gefüllten Dämpfungsraum oberhalb des Bodenverschlusses des Außenzylinders liegt.

Mit diesen Maßnahmen läßt sich ein überaus einfach ausgebildeter Stoßdämpfer erreichen, bei dem aufgrund der unterschiedlich bemessenen Kolben in der Bewegung der Kolben eine Geschwindigkeitsübersetzung erreicht wird, so daß trotz der nur wenige Millimeter betragenden Bewegungsstrecke des Kraftkolbens die Dämpfung selbst am Arbeitskolben in einen regelbareii Bereich kommt. Ferner führt der Arbeitskolben im Verhältnis des Stufensprungs des Arbeitskolbens gegenüber dem Kraftkolben eine entsprechend schnellere Bewegung durch, sofern der Kraftkolben der im Durchmesser größere und der Arbeitskolben der im Durchmesser kleinere Kolben ist. Durch entsprechendes Bemessen der beiden Kolben kann nach den jeweils vorhandenen Einsatzbedingungen das erforderliche Übersetzungsverhältnis gewählt werden, so daß vom Langsamen ins Schnelle übersetzt werden kann, was für eine gute Dämpfung unerläßlich ist; denn selbst bei einer ausreichend großen Strecke für den Regelbereich, aber langsamer Verstellbewegung des Arbeitskolbens würde eine exakte Dämpfung noch nicht zu erreichen sein, da das öl bei einer solchen langsamen Bewegung vagabundiert, d. h. nicht schnell genug die vorgesehene Zwangsströmung durch die öffnungen erreicht. Dies geschieht vielmehr erst dann, wenn der Arbeitskolben mit einer ausreichenden Geschwindigkeit bewegt wird. Aus Vorstehendem ergibt sich somit, daß aufgrund der vorgeschlagenen Ausbildung und Bemessung des Arbeitskolbens und des Kraftkolbens zum einen eine Wegübersetzung und zum anderen eine Geschwindigkeitsübersetzung erreicht wird, um auf diese Weise auch bei kleinen Dämpfungsstrecken oder sehr langsamen Bewegungen die gewünschte Dämpfung durchführen zu können.

Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer läßt sich aber auch dann einsetzen, wenn bei extrem schnellen Hüben und einer verhältnismäßig großen Dämpfungsstrecke eine Übersetzung vom Schnellen ins Langsame erwünscht ist. In diesem Fall ist es lediglich erforderlich, den Arbeitskolben im Durchmesser größer als den Kraftkolben auszubilden.

Um den Aufbau des Stoßdämpfers so einfach wie möglich zu halten, Heht der Kraftkolben unter der Wirkung einer Feder, die ihn vom Arbeitskolben wegzubewegen sucht, während der Arbeitskolben unter der Wirkung einer Feder steht, die ihn — wie an sich bekannt — in Richtung zum Kraftkolben zu bewegen sucht Zweckmäßig ist die dem Kraftkolben zugeordnete Feder als an sich bekannte Druckfeder und die dem Arbeitskolben zugeordnete Feder als Zugfeder ausgebildet

Dabei kann die Druckfeder weitgehend innerhalb einer durch eine Sackbohrung im Kraftkolben gebildeten

und zum größten Teil den Druckraum bildenden Federkammer untergebracht sein und sich mit ihrem einen Ende an einer Bodenseite des Kraftkolbens und mi: ihrem anderen Ende mittelbar oder unmittelbar am Arbeitszylinder abstützen. Um eine kompakte und damit stabile Bauweise des Stoßdämpfers zu gewährleisten, liegt die Zugfeder des Arbeitskolbens innerhalb der Druckfeder und ist mit ihrem einen Ende an einem in der Bodenseite des Kraftkolbens eingeschraubten Bolzen und mit ihrem anderen Ende an dem dem Kraftkol- ben zugewandten Ende des Arbeitskolbens befestigt.

Wenn das eine Ende der Druckfeder mittelbar am Arbeitszylinder abgestützt ist befindet sich im Arbeitszylinder eine mit einem Anlageflansch versehene Abstützscheibe. Der Anlageflansch dient dabei als Begren-

zungsfläche für den Kraftkolben, wenn dieser durch die abzudämpfende Last beaufschlagt wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Stoßdämpfer im unbelasteten Zustand;

F i g. 2 einen entsprechenden Längsschnitt durch den Stoßdämpfer im belasteten Zustand; und

Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie I11-1II der

3ä Fig.2.

Der in F i g. 1 dargestellte Stoßdämpfer 1 besitzt einen Arbeitszylinder 2, in dem ein Arbeitskolben 3 axial verschieblich gelagert ist Ein weiterer, gegenüber dem Arbeitskolben 3 im Durchmesser größerer Kraftkolben

4 ist ebenfalls im Arbeitszylinder 2 axial verschieblich gelagert. An seiner Außenseite besitzt der Kraftkolben 4 ein Lagerauge 5, an dem eine nicht dargestellte, abzudämpfende Last angreifen kann. Am oberen Ende des Arbeitszylinders 2 erstreckt sich radial in eine den Kraftkolben 4 und den Arbeitskolben 3 aufnehmende Stufenbohrung 6 ein Anschlag 7. gegen den der Kraftkolben 4 durch die Wirkung einer Druckfeder 8 in Anlage gehalten wird. Die Druckfeder 8 liegt weitgehend innerhalb einer Federkammer bzw. eines mit Druckflüs sigkeit gefüllten Druckraums 9, wobei sich die Druckfe der 8 mit ihrem einen Ende an der Bodenseite 11 der Federkammer und mit ihrem anderen Ende an einer Abstützscheibe 12 abstützt, die in der Stufenbohrung 6 des Arbeitszylinders 2 axial gesichert angeordnet ist.

Die Abstützscheibe 12 besitzt einen Anlageflansch 13, der mit einem dem vorhandenen Dämpfungsweg entsprechenden Abstand »a« von der Unterseite 14 des Kraftkolbens 4 angeordnet ist Die Druckkammer 9 steht über eine Bohrung 15, eine im Arbeitszylinder 2 befindliche Ringausnehmung 16 und über eine Verbindungsleitung 17 mit einem unter Druck gehaltenen Flüssigkeitstank 18 in Verbindung. In die Bodenseite 11 des Kraftkolbens 4 ist ein Bolzen 19 eingeschraubt, der zur Befertigung des einen Endes einer Zugfeder 21 dient, die mit ihrem anderen Ende an einer Befestigungsscheibe 22 des Arbeitskolbens 3 gehalten ist. Für die Zugfeder 21 befindet sich in der Abstützscheibe 12 eine Durchtrittsbohrung23.

Auf dem Arbeitszylinder 2 ist ein Außenzylinder 24 drehbar gelagert, der über einen Kupplungsbolzen 25 mit einem unmittelbar auf einem eingezogenen Teil des Arbeitszylinders 2 drehbar gelagerten Verstellzylinder 26 drehfest verbunden ist. In den eingestellten Drehlagen kann der Außenzylinder 24 zusammen mit dem Verstellzylinder 26 arretiert werden, und zwar durch eine von außen zugängliche Schraube 27. Zur Drehbegrenzung des Verstellzylinders 26 dient ein Begrenzungsstift

28, der in den Arbeitszylinder 2 eingeschraubt ist. Im Verstellzylinder 26 befinden sich mit Abstand

übereinanderliegende und gegebenenfalls im Durchmesser unterschiedlich bemessene radiale Bohrungen

29, die mit im Arbeitszylinder 2 vorhandenen entsprechenden radialen Bohrungen 31 und exzentrisch angeordneten Ringnuten 32 zusammenwirken. Dies geschieht in der Weise, daß bei entsprechender Einstellung des Verstellzylinders 26 gegenüber dem Arbeitszylinder 2 über die genannten Bohrungen 29,31 und die exzentrischen Ringnuten 32 eine Verbindung zwischen dem unterhalb des Arbeitskolbens 3 liegenden Dämpfungsraum 33 und einer zwischen dem Verstellzylinder 26 und dem Außenzylinder 24 befindlichen Ringkammer 34 hergestellt wird.

Von der Ringkammer 34 geht eine Bohrung 35 ab, an die eine zu dem Flüssigkeitstank 18 führende Verbindungsleitung 36 angeschlossen ist. Am unteren Ende der Ringkammer 34 befinden sich im Arbeitszylinder 2 radiale Durchlaßkanäle 37, die die Rinkammer 34 mit einem sich auf der Innenseite des Arbeitszylinders 2 und der Außenseite eines Verschlußstopfens 38 erstreckenden Ringraum 39 verbinden. Der Ringraum 39 führt über einen Zuströmkanal 4! zu einem im Verschlußstopfen 38 angeordneten Rückschlagventil 42. Ein weiteres Rückschlagventil 43 sitzt in der Verbindungsleitungl7.

In dem in Fig. 1 dargestellten unbelasteten Zustand des Stoßdämpfers 1 befindet sich im Druckraum 9 und Dämpfungsraum 33 Druckflüssigkeil, die über die Verbindungsleitungen 17 und 36 aus dem Flüssigkeitstank 18 eingeströmt ist. Der Arbeitskolben 3 ist durch seine Zugfeder 21 an der Abstützscheibe 12 in Anlage gehalten, während der Kraftkolben 4 durch Wirkung seiner Druckfeder 8 gegen den Anschlag 7 gedrückt wird.

Greift nun an dem Lagerauge 5 eine Kraft an, so wird der Kraftkolben 4 entgegen der Wirkung seiner Druckfeder 8 auf die Abstützscheibe 12 zu bewegt, und zwar soweit, bis die Unterseite 14 an dem Anlageflansch 13 der Abstützscheibe 12 anschlägt. Bei der Bewegung des Kraftkolbens 4 wird über die im Druckraum 9 befindliehe Druckflüssigkeit der Arbeitskolben 3 in den Dämp-■ ungsrsuru 33 mneinbcwegi. Dies isi deshalb möglich, weil aufgrund der Anordnung des Rückschlagventils 43 in der Verbindungsleitung 17 die verdrängte Druckflüssigkeit nicht in den Flüssigkeitstank 18 gelangen kann. Durch den Arbeitskolben 3 wird die im Dämpfungsraum 33 befindliche Druckflüssigkeit über die Bohrungen 31 und die exzentrischen Ringnuten 32 in die radialen Bohrungen 29 des Verstellzylinders 26 gedrückt und gelangt somit in die Ringkammer 34. Sofern sich die m> Bohrungen 29 und 31 des Arbeitszylinders 2 und des Verstellzylinders 26 gegenüberstehen, so wie das in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist, ergibt sich eine relativ geringe Dämpfung. Wird hingegen der Verstellzylinder 26 gegenüber der dargestellten Lage verdreht — bcispiels- b5 weise um 90° — so ergibt sich eine sehr starke Dämpfung, da fast keine Flüssigkeil mehr aus dem Dämpfungsraum 33 über die Bohrungen 31, 29 und die Ringnuten 32 in die Ringkammer 34 abströmen kann. Daraus ergibt sich, daß durch entsprechendes Verdrehen des Verstellzylinders 26 die je nach Bedarf gewünschte Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers auf sehr einfache Weise stufenlos eingestellt werden kann.

Die in die Ringkammer 34 verdrängte Flüssigkeit gelangt über die Bohrung 35 und die Verbindungsleitung 36 in den Flüssigkeitstank 18.

Wie aus einem Vergleich der F i g. 1 und 2 hervorgeht, steht der Wegstrecke »a« des Kraftkolbens 4 die Wegstrecke »b« des Arbeitskolbens 3 gegenüber. Somit kann bei einer kurzen Dämpfungsstrecke des Kraftkolbens 4 eine vergleichsweise große Wegstrecke »b« des Arbeitskolbens 3 erreicht und somit die gewünschte Dämpfung exakt durchgeführt werden. Zugleich wird aufgrund des gewählten Stufensprungs zwischen dem Kraftkolben 4 und dem Arbeitskolben 3 eine Geschwindigkeitsübersetzung erzielt, da der Arbeitskolben 3 mit entsprechend dem Stufensprung größerer Geschwindigkeit als der Kraftkolben 4 bewegt wird. Diese schnellere Bewegung des Arbeitskolbens 3 hat gleichfalls zur Folge, daß das aus dem Dämpfungsraum 33 verdrängte öl in der gewünschten Weise durch die mit Abstand zueinander angeordneten Bohrungen 31 im Arbeitszylinder 2 und die Ringnuten 32 sowie die Bohrungen 29 des Verstellzylinders 26 bewegt wird.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht nur auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist. sondern im Rahmen der Ansprüche Abänderungen zuläßt. So kann der erfindungsgemäße Stoßdämpfer auch zur Übersetzung vom Schnellen ins Langsame benutzt werden, wobei allerdings dann der Arbeitskolben 3 einen größeren Durchmesser als der Kraftkolben 4 aufweisen muß. Solche Stoßdämpfer wären bei extrem schnellen Hüben anzuwenden. Die Verstelleinrichtung im unteren Teil des Stoßdämpfers kann ebenfalls anders als dargestellt ausgebildet sein. So könnten anstelle des Verstellzylinders 26 beidseitig angeordnete Verstellsegmente am Außenzylinder 24 befestigt sein oder aber die Verstellung auch durch eine exzentrische Lagerung des Außenzylinders 24 gegenüber dem Arbeitszylinder 2 erreicht werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 lieh gelagerten Arbeitskolben, einem mit radialem AbPatentansprüche: stand zum Arbeitszylinder angeordneten Außenzylinder und einem zwischen letzterem und dem Arbeitszy-

1. Stufenlos verstellbarer Stoßdämpfer, insbeson- linder angeordneten und auf diesem drehbar gelagerten dere für industrielle Anwendungszwecke, bestehend 5 Verstellzylinder, wobei zum Einstellen der Stoßdämpaus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Ar- fercharakteristik im Arbeitszylinder und im Verstellzybeitszylinder, einem darin verschieblich gelagerten linder miteinander zusammenwirkende und in ihrem Arbeitskolben, einem mit radialem Abstand zum Ar- Abflußquerschnitt veränderbare öffnungen angeordnet beitszylinder angeordneten Außenzylinder und ei- sind.

nem zwischen letzterem und dem Arbeitszylinder io Ein Stoßdämpfer der genannten Art ist aus dem DE-angeordneten und auf diesem drehbar gelagerten GM 71 04 268 bekannt. Dieser Stoßdämpfer ist einfach Verstellzylinder, wobei zum Einstellen der Stoß- aufgebaut und gewährleistet zum Erzielen einer gedämpfercharakteristik im Arbeitszylinder und im wünschten Dämpfung ein gutes Regulieren. Dazu sind Verstellzylinder miteinander zusammenwirkende im Arbeitszylinder als radiale Bohrungen ausgeführte und in ihrem Abflußquerschnitt veränderbare öff- 15 öffnungen vorgesehen, die sich gegebenenfalls durch nungen angeordnet sind, gekennzeichnet nicht durchgehende Umfangsnuten ergänzen lassen, durch einen gegenüber dem Arbeitskolhen (3) ei- Zum Einstellen der jeweiligen Dämpfung sind Außennen größeren Durchmesser aufweisenden und an ei· und Verstellzylinder drehfest miteinander verbunden, ner abzudämpfenden Last angreifenden Kraftkol- wobei der Außenzylinder auf dem Arbeitszylinder drehben (4) in einer gemeinsamen axialen Bohrung (6) 20 bar gelagert ist Damit läßt sich der Verstellzylinder des Arbeitszylinders (2) neben dem Arbeitskolben · gegenüber dem feststehenden Arbeitszylinder derart (3), wobei der Arbeitskolben (3) in der entlasteten verdrehen, daß sich die Bohrungen fast gegenüberste-Betriebsphase zwischen einem mit Druckflüssigkeit hen, was gleichbedeutend mit einer geringen Dämpfung gefüllten Druckraum (9) unterhalb des Krafikolbens ist, oder aber, daß sie stark gegeneinander verdreht sind, (4) und einem mit Druckflüssigkeit gefüllten Dämp- 25 was gleichbedeutend mit einer sehr starken Dämpfung fungsraum (33) oberhalb des Bodenverschlusses des ist.
Außenzylinders (2) liegt. Stufenlos verstellbare Stoßdämpfer der eingangs ge-

2. Stoßdämpfer nach Anspruch I, dadurch ge- nannten Art werden in einer Vielzahl von lndustriebekennzeichnet, daß der Kraftkolben (4) unter Wir- reichen verwendet, um beispielsweise beschleunigte kung einer ihn vom Arbeitskolben (3) wegzubewe- 30 Massen zu verzögern bzw. die durch die beschleunigten gen suchenden Feder (8) und der Arbeitskolben (3) Massen bedingten Stöße zu absorbieren. Typische Anunter Wirkung einer diesen in Richtung zum Kraft- wendungsfälle für solche Stoßdämpfer sind beispielskolben (4) zu bewegen suchenden Feder (21) steht. weise Förder- und Hebeeinrichtungen, Präge- und

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Werkzeugmaschinen sowie Baumaschinen od. dgl. und gekennzeichnet, daß die dem Kraftkolben (4) züge- 35 schließlich auch Fahrgestelle. Die Stoßdämpfer werden ordnete Feder (8) als Druckfeder und die dem Ar- vornehmlich überall dort eingesetzt, wo es darum geht, beitskolben (3) zugeordnete Feder als Zugfeder (21) große Lasten bei hohen Geschwindigkeiten abzufangen, ausgebildet ist. um die dadurch bedingten Belastungsstöße einwandfrei

4. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der zu dämpfen.

Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die 40 Es gibt aber auch eine Reihe von Anwendungsfällen, Druckfeder (8) weitgehend innerhalb einer durch ei- bei denen für die Dämpfung nur eine Strecke von wenine Sackbohrung im Kraftkolben (4) gebildeten und gen Millimetern zur Verfügung steht. In solchen Fällen zum größten Teil den Druckraum (9) bildenden Fe- wurde versucht, die Dämpfung z. B. durch Federn oder derkammer liegt und mit ihrem einen Ende an einer elastische Mittel zu erreichen. An sich wird hierdurch Bodenseite (11) des Kraftkolbens (4) und mit ihrem 45 eine gewisse Dämpfung zwar erreicht, jedoch bringen anderen Ende unmittelbar am Arbeitszylinder (2) die Federn den Nachteil mit sich, daß es beim Dämpfen abgestützt ist. auf der vergleichsweise kurzen Strecke zu einem lauten

5. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der Knall kommt. Im Hinblick auf die zunehmend schärfer Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die werdenden Lärmschutzbestimmungen sind Dämpfun-Zugfeder (21) des Arbeitskolbens (3) innerhalb der 50 gen mittels Federn nicht mehr zulässig.

Druckfeder (8) liegt und mit ihrem einen Ende an Aus der DE-AS 12 56 981 ist es auch bekannt, Federn

einem in der Bodenseite (11) des Kraftkolbens (4) als Rückstellelemente für Kolben eines Stoßdämpfers eingeschraubten Bolzen (19) und mit ihrem anderen zu verwenden. Allerdings handelt es sich hierbei um Ende an dem dem Kraftkolben (4) zugewandten En- einen hydraulischen Stoßdämpfer, der zum progresside des Arbeitskolbens (3) befestigt ist. 55 ven Abbremsen für Fernschreibemaschinen oder ähnli-

6. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der ehe, elektrisch betriebene Büromaschinen eine vom Ansprüche 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet. Druck der Bremsflüssigkeit abhängige Drosselung erdaß das dem Arbeitskolben zugewandte Ende der möglichen soll. Dazu wird in einem Stoßdämpferzylin-Druckfeder (8) an einer mit einem Anlageflansch (13) der ein Dämpfungskolben bei Belastung gegen die Kraft versehenen Scheibe (12) abgestützt ist. to einer Rückstellfeder verstellt. Das dabei aus dem

Druckraum unterhalb des Dämpfungskolbens ver-

drängte öl gelangt über einen Leitungsabschnitt in einen zu einem ersten Zylinder rechtwinklig angeordneten zweiten Zylinder. Hierbei wird ein in dem zweiten

Die Erfindung betrifft einen stufenlos verstellbaren μ Zylinder verstellbar geführtes, kolbenförmiges Ventil-Stoßdämpfer, insbesondere für industrielle Anwen- verschlußstück, welches unter der Wirkung einer dungszwecke, bestehend aus einem mit Dämpfungsfliis- Schließfeder steht, entgegen der Schließfeder bewegt, sigkeit gefüllten Arbeitszylinder, einem darin verschieb- Über eine Einstellschraube laßt sich die Schließfeder