DE2511965A1 - DAMPING DEVICE FOR SUPPORTING A BUMPER ON A PIER OR DGL. - Google Patents
DAMPING DEVICE FOR SUPPORTING A BUMPER ON A PIER OR DGL.Info
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Description
Patentanwälte
DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGASTPatent attorneys
DIPL.-PHYS. JÜRGEN WEISSE DIPL.-CHEM. DR. RUDOLF WOLGAST
D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökenbusch 41 Postfach 11 o3 86 Telefon (o2127) 4ol9 Telex 8516895D 562o Velbert 11 - Langenberg, Bökenbusch 41 P.O. Box 11 o3 86 Telephone (o2127) 4ol9 Telex 8516895
Pier o.dgl.Pier or the like
Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zum Abstützen eines Prellbocks an einer Pier o.dgl., welche Dämpfungsvorrichtung eine gedämpfte Relativbewegung des Prellbocks gegen die Pier o.dgl. gestattet und dabei die auf den Prellbock übertragene Energie verzehrt.The invention relates to a damping device for supporting a buffer stop on a pier or the like. Which damping device a damped relative movement of the buffer stop against the pier or the like. permitted and at the same time the transferred to the buffer stop Consumed energy.
Es sind Dämpfungsvorrichtungen in Form gummielastischer Körper (Fender) bekannt, welche die kinetische Energie eines Schiffes beim Anlegen an eine Pier o.dgl. oder bei einer durch Wellen oder Gezeiten hervorgerufenen Bewegung des Schiffes aufnehmen und verzehren sollen. Die Kraft-Weg-Charakteristik solcher gummielastischer Dämpfungsvorrichtungen sind meist näherungsweise linear. Es müssen daher Konstruktionen gefunden werden, die einen langen Weg ermöglichen, wenn bei wünschenswert weicher Federung große Kräfte und Energien aufgenommen werden sollen. Solche gummielastischen Dämpfungsvorrichtungen haben weiterhin den Nachteil, daß sie die Energie zu einem großen Teil nicht verzehren, sondern speichern und eine Rückprallkraft auf das Schiff ausüben.There are damping devices in the form of rubber-elastic bodies (fenders) known, which the kinetic energy of a ship when mooring at a pier or the like. or record when the ship is moving due to waves or tides and should consume. The force-displacement characteristics of such rubber-elastic damping devices are mostly approximate linear. It is therefore necessary to find constructions that allow a long way to go, if at least desirable soft suspension large forces and energies are to be absorbed. Have such rubber-elastic damping devices furthermore the disadvantage that they do not consume the energy to a large extent, but store it and a rebound force exercise on the ship.
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Schließlich ergibt sich das Problem, daß die Dämpfungsvorrichtung einerseits die relativ geringen Kräfte aufnehmen muß/ die sich ·; durch die Bewegung eines festgemachten Schiffes unter dem: Einfluß der Wellen ergeben/ und zum anderen in der Lage sein muß, auch sehr große Kräfte aufzunehmen und zu verzehren. Eine -' ' weitere Forderung/ die an solche Dämpfungsvorrichtungen gestellt wird, ist Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse, insbesondere Meerwasser. Bekannte Dämpfungsvorrichtungen zeigen Mangel unter wenigstens einem der vorstehend aufgeführten ;:; Gesichtspunkte. ' ■ - " ' - -- '■■'■-■-: ■ -Finally, there is the problem that the damping device on the one hand must absorb the relatively small forces / which · ; by the movement of a moored ship under the : influence of the waves / and on the other hand must be able to absorb and consume very large forces. Another requirement / that is made of such damping devices is resistance to environmental influences, especially seawater. Known damping devices show deficiencies under at least one of the above ;:; Viewpoints. '■ - "' - - '■■' ■ - ■ - : ■ -
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungseinrichtung der eingangs definierten Art zu"schaffen, welche gegen Umwelteinflüsse geschützt und in der Lage ist, die kinetische Energie, des Schiffes ohne Rückprallkraft zu verzehren. 'The invention is based on the object of a damping device of the type defined at the outset to "create, which is protected against environmental influences and is able to reduce the kinetic energy, of the ship without rebound force. '
Erfindungsgemäß wird diese Aufgäbe gelöst durch einen Hydraulik-^ zylinder und einen darin gedämpft beweglichen Kolben mit einer Kolbenstange, wobei der Hydraulikzylinder mit dem einen und die '■-Kolbenstange mit dem anderen Teil verbunden ist, und ein den Hydraulikzylinder umgebendes zusammenschiebbares Gehäuse, das mit dem Hydraulikzylinder und der Kolbenstange verbunden ist -■■ und so die Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung gegen Umwelteinflüsse kapselt und im zusammengeschobenen Zustand unter {; . einer axial nach außen gerichteten Vorspannung steht, so daß es die Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung auseinanderzuziehen trachtet. : ■ :- ■ -According to the invention gave up is achieved by a hydraulic ^ cylinder and a therein damped movable piston with a piston rod, wherein the hydraulic cylinder with the and a '■ - piston rod is connected with the other part, and a hydraulic cylinder surrounding collapsible housing with the hydraulic cylinder and the piston rod is connected - ■■ and so encapsulates the hydraulic cylinder and piston arrangement against environmental influences and when pushed together under {; . an axially outwardly directed bias so that it seeks to pull the hydraulic cylinder and piston assembly apart. : ■ : - ■ -
Es erfolgt so keine Speicherung der Energie, die dann zu einer · Rückprallkraft führt/ sondern die Energie wird durch hydraulische Dämpfung bei der Bewegung des Kolbens in dem Hydraulikzylinder verzehrt. Durch das Gehäuse erfolgt einmal eine Kapselung der Hydraukzylinder- und Kolbenanordnung gegen Umwelteinflüsse, wie Meerwasser. Zum anderen sorgt die- Vorspannung dafür, daß die ' Dämpfungsvorrichtung nach Wegfall der Kraft wieder in ihre ; Ausgangsstellung zurückkehrt und zur Aufnahme des nächsten-Stoßes bereit ist.There is no storage of the energy, which then leads to a Rebound force leads / but the energy is hydraulic Damping consumed in the movement of the piston in the hydraulic cylinder. The housing is once encapsulated Hydraulic cylinder and piston arrangement against environmental influences, such as Sea water. On the other hand, the preload ensures that the ' Damping device back into its after loss of force; Returns to the starting position and takes up the next shot ready.
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Zweckmäßig ist es, wenn das Gehäuse einen koaxial um den Hydraulikzylinder herum angeordneten starren Mittelteil und wenigstens einen beim Zusammendrücken der Dämpfungsvorrichtung gegen eine nach außen gerichtete Rückstellkraft verformten gummielastischen Ringkörper enthält, der den Mittelteil mit einem Teil der Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung verbindet. It is useful if the housing has a coaxial to the Hydraulic cylinder arranged around rigid middle part and at least one when compressing the damping device Contains rubber-elastic ring body deformed against an outwardly directed restoring force, which includes the central part a part of the hydraulic cylinder and piston assembly connects.
Es wird dadurch eine dichte Kapselung ohne gegeneinander gleitbewegliche Teile erreicht, wobei der Ringkörper zugleich die federnde Rückstellkraft erzeugt.This creates a tight encapsulation without sliding against one another Parts reached, the ring body at the same time generating the resilient restoring force.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an beiden Stirnseiten durch je einen gummielastischen außen mit dem starren Mittelteil verbundenen Ringkörper abgeschlossen ist und der eine Ringkörper innen mit dem Hydraulikzylinder und der andere Ringkörper innen mit der Kolbenstange verbunden ist, wobei beide Ringkörper sich beim Zusammendrücken der Dämpfungsvorrichtung gegen nach außen gerichtete Rückstellkräfte verformen.A preferred embodiment of the invention is characterized in that that the housing is connected to the rigid middle part at both ends by a rubber-elastic outside Ring body is complete and one ring body inside with the hydraulic cylinder and the other ring body inside is connected to the piston rod, the two ring bodies moving towards the outside when the damping device is compressed deform directed restoring forces.
Das Gehäuse ist dann auf beiden Seiten durch einen gummielastischen Ringkörper abgeschlossen, die sich beim Zusammendrücken der Dämpfungsvorrichtung beide verformen. Dadurch kann das Gehäuse um relativ große Wege zusammengedrückt werden.The housing is then rubber-elastic on both sides Completed ring body, both of which deform when the damping device is compressed. This allows the housing be compressed by relatively large distances.
Eine vorteilhafte Ausbildung der gummielastischen Ringkörper, die ein Zusammendrücken um große Wege bei nach außen gerichteter Rückstellkraft ermöglicht, besteht darin, daß die beiden gummielastischen Ringkörper im Ruhezustand kegelstumpfförmig sind und axial nach außen ragen.An advantageous embodiment of the rubber-elastic ring body, which is compressed by large distances when facing outwards Restoring force allows, consists in the fact that the two rubber-elastic ring bodies are frustoconical in the rest state and protrude axially outwards.
Um die Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung von seitlichen Kräften freizuhalten, ist es vorteilhaft, wenn Hydraulikzylinder und Kolbenstange über je ein Kugelgelenk ein Halterungsglied zur Befestigung an Pier o.dgl. oder Stoßdämpfer tragen.In order to keep the hydraulic cylinder and piston arrangement free from lateral forces, it is advantageous if hydraulic cylinders and piston rod each with a ball joint a support member for attachment to pier or the like. or wear shock absorbers.
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Eine vollständige Kapselung der Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung einschließlich des Kugelgelenkes kann dann auf der Seite der Kolbenstange dadurch erreicht werden, daß der eine ■ gummieiastische Ringkörper sich zwischen dem Mittelteil des Gehäuses und dem an der Kolbenstange sitzenden Halterungsglied erstreckt. Die Elastizität des Ringkörpers läßt dabei auch die Gelenkbewegung zu.A complete encapsulation of the hydraulic cylinder and piston assembly including the ball joint can then be achieved on the side of the piston rod that the one ■ rubber-elastic ring body between the middle part of the housing and the holding member seated on the piston rod extends. The elasticity of the ring body also allows the joint movement.
Zur weiteren Abdichtung der Kolbenstangenführung gegen Verschmutzung und Umwelteinflus.se kann ein Balgen zwischen der Stirnwandung des Hydraulikzylinders, in der die Kolbenstange geführt ist, und einem Block, in dem die Gelenkkugel gehalten ist vorgesehen sein.For further sealing the piston rod guide against contamination and Umwelteinflus.se can be a bellows between the end wall of the hydraulic cylinder in which the piston rod is guided, and a block in which the joint ball is held can be provided.
Auf der der Kolbenstange abgewandten Seite kann die Abdichtung des Gehäuses in der Weise erfolgen, daß an dem Hydraulikzylinder auf der der Kolbenstange abgewandten Seite ein radialer Flansch angebracht ist, der einen den Hydraulikzylinder mit Abstand umgebenden zylindrischen. Mantel trägt, und daß einer der gummielastischen Ringkörper sich von dem Mittelteil des Gehäuses zu diesem Mantel erstreckt.On the side facing away from the piston rod, the housing can be sealed in such a way that on the hydraulic cylinder on the side facing away from the piston rod, a radial flange is attached which surrounds the hydraulic cylinder at a distance cylindrical. Coat, and that one of the rubber-elastic Annular body extends from the central part of the housing to this jacket.
Das Kugelgelenk kann so ausgebildet sein, daß an einem zentralen axialen Ansatz des Hydraulikzylinders eine Gelenkkugel· sitzt und daß die Geienkkugel in einem eine Kugelpfanne bildenden zylindrischen Biock gehauen ist, an dessen der Koibenstange abgewandten Stirnseite ein Befestigungsfiansch angebracht ist. Dabei kann das Kugeigelenk gegen Umwelteinflüsse dadurch geschützt werden, daß der Mantel auf der dem Hydraulikzylinder abgewandten Seite des radialen Flansches bis über den die Kugelpfanne bildenden Block erstreckt und zwischen dem Biock und dem Mantel· eine abdichtende Membran vorgesehen ist.The ball joint can be designed so that on a central A joint ball sits on the axial extension of the hydraulic cylinder and that the joint ball is located in a ball socket that forms a ball socket cylindrical block is carved, on which the Koibenstange facing away from the end face attached a fastening flange is. The ball joint can thereby protect against environmental influences be protected that the jacket on the side facing away from the hydraulic cylinder of the radial flange to over the Ball socket-forming block extends and between the block and the jacket · a sealing membrane is provided.
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Die Dämpfungswirkung der Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung, kann dadurch erzeugt werden, daß;der Hydraulikzylinder von einem Zwischengehäuse, umgeben ist und mit diesem einen Ringraum bildet UDd daß der Hydraulikzylinder in seiner Mantelfläche. ; gedrosselte öffnungen, eine Einlaßöffnung an;dem kolbenstangenseitigen einen Ende und ein in Richtung, von dem Ringraum zu dem Hydraulikzylinder öffnendes Rückschlagventil an.dem anderen Ende aufweist.The damping effect of the hydraulic cylinder and piston arrangement, can be generated in that; the hydraulic cylinder of an intermediate housing, and with this an annular space forms UDd that the hydraulic cylinder in its lateral surface. ; throttled openings, one inlet opening at; one end on the piston rod side and one in the direction of the annulus to the hydraulic cylinder opening check valve at the other end.
Es wird dann beim Zusammendrücken der Dämpfungsvorrichtung,von dem Kolben öl aus dem vor dem Kolben liegenden Raum des Hydraulikzylinders durch die gedrosselten Öffnungen in den Ringraum gedrückt, von wo es über die Einlaßöffnung in den kolbenstangenseitigen Raum den Hydraulikzylinder strömt. Das sich vor den gedrosselten Öffnungen stauende.Öl ergibt eine nachgebende Gegenkraft·auf den Prellbock, und.durch den 11 Pump vor gang" wird die kinetische Energie des Schiffes verzehrt, ohne daß durch.elastische Speicherung dieser Energie eine Rückprallkraft· entsteht. Nach Wegfall der auf den; · Prellbock wirkenden Kraft wird die Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung wieder auseinandergezogen. Das Öl aus dem- --..-.· kolbenstangenseitigen Raum des Hydraulikzylinders fließt dann durch die Einlaßöffnung, den Ringraum und das sich öffnende Rückschlagventil wenig gedrosselt, in den Raum vor dem Kolben zurück. .-:■■ ■."::■ · When the damping device is compressed, oil is pressed by the piston from the space in front of the piston of the hydraulic cylinder through the throttled openings into the annular space, from where it flows through the inlet opening into the space on the piston rod side of the hydraulic cylinder. The before the restricted openings stauende.Öl results in a compliant counterforce · on the buffer stop und.durch the 11 pumping against gang "the kinetic energy of the ship is consumed without durch.elastische storing this energy a rebound force · produced. After eliminating of the; acting · Prellbock force is the hydraulic cylinder and piston assembly pulled apart again the oil from DEM --..- · piston rod side chamber of the hydraulic cylinder flows through the inlet opening, the annular chamber and the opening check valve slightly throttled in.. back the space in front of the piston . .-: ■■ ■. ":: ■ ·
Um die gewünschte Charakteristik der Dämpfungsvorrichtung zu erhalten, ist es vorteilhaft, wenn die axialen Abstände der gedrosselten Öffnungen von dem kolbenstangenseitigen einen Ende zu dem anderen Ende des Hydraulikzylinders hin abnehmen-. Beispielsweise können die Abstände exponentiell abnehmen. : In order to obtain the desired characteristics of the damping device, it is advantageous if the axial distances between the throttled openings decrease from the one end on the piston rod side to the other end of the hydraulic cylinder. For example, the distances can decrease exponentially. :
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn wenigstens ein Teil der gedrosselten öffnungen vorbelastete Rückschlagventile enthalten, die in Richtung von dem Hydraulikzylinder zu dem Ringraum hinFurthermore, it is advantageous if at least some of the throttled openings contain preloaded check valves, the one in the direction from the hydraulic cylinder to the annulus
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öffnen. Eine bevorzugte Ausführungsförra:ist dadurch {.gekenn-r;:-. ^ zeichnet, daß ein:Teil der- gedrosselten- Öffnungen: an "dem kolbenstangenseitigen Ende des Hydraulikzylinders ständig geöffnet sind-und die übrigen öffnungen-im -Bereich .des-"anderen Endes vorbelastete Rückschlagventile enthalten. . -s ^- r to open. A preferred embodiment is thus {.gekenn-r;: -. ^ Characterized in that a: Part DER gedrosselten- openings: "are always open and the rod end of the hydraulic cylinder, the other openings-in region .des-" to contain other end biased check valves. . -s ^ - r
Bei kleinen Kräften bleiben die Rückschlagventile"geschlossene Diese Kräfte werden dadurch aufgenommen,, daß -'öl-durchVdie ständig geöffneten öffnungen gedrückt wird.: :Bei: größer en Kräften, wie sie etwa bei einem normalen Anlegemanöver auftreten, öffnen die vorbelasteten Rückschlagventile, .unter*, dem Einfluß des sich aufbauenden hohen Druckes, wobei eiit< drosselnder Auslaßspalt gebildet wird und praktisch eine Druckregelung auf den durch die Vorbelastung des Rückschlagventils bestimmten^ ." Druck erfolgt. Bei überlast/ die z.B. durch"Anlegemanöver mit überhöhter Geschwindigkeit hervorgerufen'- werden, kann, gehen die regelnden Rückschlagventile an den Anschlag,, und-es-kann sich ein wesentlich höherer Druck in dem Hydraulikzylinder aufbauen. Je weiter der Kolben sich in den H-ydraulikzylinder, hineihbe-:; ".· wegt, desto mehr öffnungen werden-von-dem Kolben;überdeckt und desto stärker wird die Drosselung des aus dem Hydraulikzylinder herausgepreßten Öls.With small forces, the check valves remain "closed" These forces are absorbed by the fact that -'öl-durchVdie constantly open openings is pressed .:: With: larger en Forces, such as those that occur during a normal berthing maneuver, open the preloaded check valves, .unter *, the Influence of the high pressure building up, where eiit < throttling outlet gap is formed and practically a pressure control on the ^ determined by the preload of the check valve. " Printing takes place. In the event of overload / caused e.g. by "docking maneuvers with excessive speed can be caused, the regulating check valves to the stop, and-it-can build up a much higher pressure in the hydraulic cylinder. The further the piston moves into the hydraulic cylinder :; ". · moves away, the more openings are-covered-by-the piston; and the greater the throttling of the oil squeezed out of the hydraulic cylinder.
Die Erfindung ist nachstehend, an -einem Aüsführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die zugehörigen· Zeichnungen;näherer läutert:' : ' ; ■-■"·"■ ■■"' · -"■■■"-■"■ ■■■"-.: --■■-■':.·".■ >'-x. ;-M <)j\-:-:. The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings: ' : '; ■ - ■ "·" ■ ■■ "'· -" ■■■ "- ■" ■ ■■■ "- .: - ■■ - ■':. ·". ■ >'-x.; -M <) j \ -: - :.
Fig. 1 ist eine schematische Draufsicht einer Druckdalbe " und eines daran angelegten Schiffes, die:.durch ν . eine' Prellbockanordnung mit .einer. vMehr/ziahl, von erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrietotungen, "·· voneinander getrennt sind.Fig. 1 is a schematic top plan view of a pressure dolphin and ship moored thereon, shown:. By ν. a 'buffer stop arrangement with a. vMore / ziahl, from damping reserve rotations according to the invention, "·· are separated from each other.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine:Dämpfungsvor- - ■ richtung nach der Erfindunφ:.im-Ruhezustand.Fig. 2 shows a longitudinal section through a: damping device - ■ direction according to the invention: .in the idle state.
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Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Dämpfungsvorrichtung im zusammengedrückten Zustand.Fig. 3 shows a longitudinal section through the damping device when compressed.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt längs der Linie 4-4 von Figur 2.FIG. 4 shows a section along the line 4-4 of FIG.
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf ein vorbelastetesFigure 5 is a top plan view of a preloaded
-■ Rückschlagventil, welches in eine Öffnung in dem Hydraulikzylinder eingesetzt ist.- ■ Check valve, which is inserted into an opening in the hydraulic cylinder is used.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 5.FIG. 6 shows a section along the line 6-6 of FIG. 5.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch ein Rückschlagventil mit großem Durchflußquerschnitt für das Rückströmen des Öls in den Hydraulikzylinder beim Auseinanderziehen der Dämpfungsvorrichtung.Fig. 7 shows a section through a check valve with a large flow area for the The oil flows back into the hydraulic cylinder when the damping device is pulled apart.
Fig. 8 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm, welches optimalen Energieverzehr-Eigenschaften eines Dämpfungsgliedes entspricht. ;Fig. 8 shows a force-displacement diagram , which corresponds to optimal energy dissipation properties of an attenuator. ;
Fig. 9 zeigt ein typisches Kraft-Weg-Diagramm, wie es sich bei einem erfindungsgemäßen Dämpfungsglied unter dem Einfluß schwacher Kräfte ergibt, die infolge Wellenschlages auf den Prellbock ausgeübt werden.Fig. 9 shows a typical force-displacement diagram, as is the case with an attenuator according to the invention results under the influence of weak forces exerted on the buffer stop as a result of the impact of the waves will.
Fig.io zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm für normale Anlegestoßenergien, wie sie unter normalen Betriebsbedingungen auftreten.Fig.io shows a force-displacement diagram for normal contact energies, as they occur under normal operating conditions.
Fig.11 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm, welches die Über— lastungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes veranschaulicht, die bei unbeabsichtigter Stoßbelastung mit überhöhter Geschwindigkeit zur Verfügung steht.Fig. 11 shows a force-displacement diagram, which shows the over- load capacity of the attenuator according to the invention illustrates the inadvertent Shock loading at excessive speed is available.
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Fig.12 zeigt zum Vergleich ein Kraft-Weg-Diagramm eines erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes und die entsprechenden Diagramme vorbekannter Dämpfungsglieder.For comparison, FIG. 12 shows a force-displacement diagram of a Attenuator according to the invention and the corresponding Diagrams of previously known attenuators.
Fig.12 A bis D sind schematische Darstellungen der Dämpfungsglieder, deren Diagramme in Fig. 12 dargestellt sind.Figures 12 A to D are schematic representations of the Attenuators, the diagrams of which are shown in Fig. 12 are shown.
In Figur 1 ist eine typische Anwendung eines erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes dargestellt. Eine Pier o.dgl. 2o ragt in Wasser 22. Die seewärts gerichtete Fläche der Pier trägt einen Prellbock 24, welche die Pier vor dem direkten mechanischen Stoß eines anlegenden oder festgemachten Schiffes 26 schützt. Das gilt sowohl für Stöße beim Anlegen infolge der Restgeschwindigkeit des Schiffes als auch für Stöße durch die periodische Bewegung des Schiffes unter dem Einfluß von Wellen.In Figure 1 is a typical application of an inventive Attenuator shown. A pier or the like. 2o protrudes into water 22. The seaward-facing surface of the pier carries one Buffer stop 24, which the pier in front of the direct mechanical Impact of a berthing or moored ship 26 protects. This applies both to shocks when berthing due to the residual speed of the ship and to shocks caused by the periodic one Movement of the ship under the influence of waves.
Der Prellbock 24 ist mit der Pier 2o über ein System von Zuggliedern 3o verbunden. Die auf den Prellbock 24 übertragene Stoßenergie wird· von einer Mehrzahl von im wesentlichen senkrecht zu dem Prellbock 24 angeordneten hydraulischen Dämpfungsgliedern 32 aufgenommen. Die hydraulischen Dämpfungsglieder 32 dämpfen Stoßbelastungen und verzehren kinetische Energie auf höchst wirkungsvolle Weise in einem weiten Bereich von Stoßbelastungen. .The buffer stop 24 is with the Pier 2o via a system of Tension members 3o connected. The transferred to the buffer stop 24 Impact energy is generated by a plurality of hydraulic ones arranged essentially perpendicular to the buffer block 24 Attenuators 32 added. The hydraulic damping members 32 dampen shock loads and consume kinetic ones Energy in the most effective way over a wide range of shock loads. .
Die Dämpfungsglieder 32 weisen einen Hochdruck-Hydraulikzylinder 34 auf, der eine relativ dicke Seitenwandung 36, eine erste Stirnwandung 38 an dem kolbenstangensextigen Ende des Hydraulikzylinders und eine zweite Stirnwandung 4o an dem anderen Ende des Hydraulikzylinders 34 aufweist. In dem Hydraulikzylinder ist eine Kolbenanordnung 42 beweglich. Die Kolbenanordnung 42 enthält eine Kolbenstange 44, die durch die erste Stirnwandung 38 hindurchgeführt und mit einem Kolben 46 verbunden ist. Der Kolben 46 ist dicht in der Seitenwandung 3 6 des Hydraulikzylinders 34 beweglich geführt. Ein äußeres Ende 48 der Kolbenstange 44The damping members 32 have a high-pressure hydraulic cylinder 34, which has a relatively thick side wall 36, a first End wall 38 at the end of the hydraulic cylinder next to the piston rod and a second end wall 4o at the other end of the hydraulic cylinder 34. A piston assembly 42 is movable in the hydraulic cylinder. The piston assembly 42 contains a piston rod 44 which is passed through the first end wall 38 and connected to a piston 46. Of the Piston 46 is guided movably in a sealed manner in side wall 36 of hydraulic cylinder 34. An outer end 48 of the piston rod 44
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ragt aus dem Hydraulikzylinder 48 heraus;. Um das Eindringen von Fremdkörpern zu der Kolbenstange 44, das zu Verschleiß führen kann, zu. verhindern, ist-zwischen einem Kragenansatz 52 an der ersten Stirnwandung 38 des Hydraulikzylinders 34 und einem prellbockseitig angeordneten Kragen 54 ein Balgen So vorgesehen. Der Hydraulikzylinder 34 enthält ein Strömungsdrosselsystem 56 mit einem dünnwandigen, flüssigkeitsdichten Niederdruckgehäuse 58, welches eine erste und eine zweite Stirnwandung 6o bzw. 62 aufweist. Dieses Niederdruckgehäuse 58 umgibt den Hydraulikzylinder 34 und bildet eine Ringkammer 64 um den Hydraulikzylinder 34 herum. Der Kolben 46 unterteilt das Innere des Hydraulikzylinders 34 in eine Kammer 66 zwischen einer Fläche 68 des Kolbens 46 und der zweiten Stirnwandung 4o des Hydraulikzylinders 34 und eine kolbenstangenseitige Kammer 4o, die zwischen einer zweiten Fläche 72 des Kolbens 46 und der ersten Stirnwandung 38 des Hydraulikzylinders 34 gebildet ist.;Der Zylinder 34 und der Ringraum 64 sind mit einer Flüssigkeit, z.B. Öl, gefüllt.=protrudes from the hydraulic cylinder 48 ;. To the penetration of foreign bodies to the piston rod 44, which may lead to wear, too. To prevent this, a bellows So is provided between a collar attachment 52 on the first end wall 38 of the hydraulic cylinder 34 and a collar 54 arranged on the bumper side. The hydraulic cylinder 34 contains a flow throttle system 56 with a thin-walled, liquid-tight low-pressure housing 58, which has a first and a second end wall 6o and 62, respectively. This low-pressure housing 58 surrounds the hydraulic cylinder 34 and forms an annular chamber 64 around the hydraulic cylinder 34. The piston 46 divides the interior of the hydraulic cylinder 34 into a chamber 66 between a surface 68 of the piston 46 and the second end wall 4o of the hydraulic cylinder 34 and a piston rod-side chamber 4o which is between a second surface 72 of the piston 46 and the first end wall 38 of the hydraulic cylinder 34 is formed.; The cylinder 34 and the annular space 64 are filled with a liquid, for example oil. =
In der Seitenwandung: 36 des Hydraulikzylinders 34 sind-eine.. Mehrzahl von radialen gedrosselten öffnungen 74 angebracht. Die axialen Abstände der Öffnungen sind ungleichmäßig derart, daß sie zu dem der Kolbenstange 42 abgewandten Ende des Hydraulik-. Zylinders 34 exponentiell abnehmen, wie das z.B. in der US- .. ■ PS 3 3ol 41o beschrieben ist. Durch diese Anordnung der öffnungen in exponentiell abnehmenden.Abständen wird kinetische Energie gleichförmig über den gesamten Hub des Dämpfungsgliedes hinweg absorbiert. Es nehmen daher der Druck in dem Hydraulikzylinder 36 und die auf den Prellbock wirksame Kraft während des ganzen Hubes jeweils einen im wesentlichen gleichförmigen Minimalwert an. . . . . .In the side wall: 36 of the hydraulic cylinder 34, a ... plurality of radial, throttled openings 74 are attached. The axial distances between the openings are unevenly such that they to the end of the hydraulic system facing away from the piston rod 42. Cylinder 34 decrease exponentially, as is described, for example, in US- .. ■ PS 3 3ol 41o. As a result of this arrangement of the openings in exponentially decreasing intervals, kinetic energy is absorbed uniformly over the entire stroke of the attenuator. The pressure in the hydraulic cylinder 36 and the force acting on the buffer stop therefore each assume a substantially uniform minimum value during the entire stroke. . . . . .
In einem Teil der öffnungen 74 sind vorbelastete Rückschlagventile angeordnet, und zwar sind vorzugsweise 2o % der Öffnungen 74 ohne Ventile ausgebildet-, um die relativ geringen-periodischen Kräfte durch Wellenschlag aufzunehmen. Die restlichen 8o % derIn some of the openings 74 there are preloaded check valves arranged, namely preferably 20% of the openings 74 formed without valves-to the relatively low-periodic Absorb forces through the impact of waves. The remaining 8o% of the
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Öffnungen sind pit vorbelasteten Rückschlagventilen 80 ver-,,,^ .-■? sehen. Das bedeutet zahlenmäßig, daß eine,.erste Qf fnung-82-und-: ^r gegebenenfalls noch eine.zweite Öffnung Beständig gedrosselt - ·;. ^ offen sind,. während die übrigen - Öffnungen 74 mit vorbelasteten C; :.; Rückschlagventilen 80 versehen sind, um.hohe Stoßenergien bei;; r vollem Hub des Dämpfungsgliedes zu verzehren. -·.,; j r,:i\? ,-f. voOpenings are pit preloaded check valves 80 ver - ,,, ^ .- ■? see. In terms of numbers, this means that a .first opening-82-and- : ^ r, if necessary, a second opening. Constantly throttled - · ;. ^ are open. while the remaining - openings 74 with preloaded C; : . ; Check valves 80 are provided, um.hohe impact energies at; ; to consume r full stroke of the attenuator. - ·.,; j r,: i \ ? , -f. vo
Wie aus Fig. .4 ersichtlich ist* hat das Gehäuse 58 ein.en,im.: -,---,-;-■!
wesentlichen quadratischen Querschnitt.. In die ErWiei-ter.ung.en ; :· -=· ■ 3 r
des Ringraumes 64 zwischen den Ecken des Quadrates und.,dem,.. ^ ; .- ■
kreisrunden Hydraulikzylinder 3 6 ragen die Rückschlagve^ntile- ,, -.-,-,
80, die sqmit nicht, wie in Fig., 2 und 3 dargestellt, in einer ,./-Ebene
zu liegen brauchen. .■—.-,,.--,.-, ;-, . ; As can be seen from Fig. 4 * the housing 58 has a.en, im. : -, ---, -; - ■! essential square cross-section .. In die ErWiei-ter.ung.en ; : · - = · ■ 3 r of the annular space 64 between the corners of the square and., The, .. ^; .- ■ circular hydraulic cylinder 3 6 protrude the non-return valves- ,, -.-, -,
80, which sqmit do not need to lie in a. / Plane, as shown in FIGS. 2 and 3. . ■ —.- ,, .--, .-,; -,. ;
Das Rückschlagventil 80 (Fig.. 5 und-6), enthält ein Ventilgehäuse
86, das an seinem unteren Ende mit ,einem Gewinde: versehen ist»yj --.-,-so
daß es leicht in ,die Öffnung 74 einschraubb,ar r istw Durqb den -. ,.-Sockel
des Ventils 80 verläuft ein Kanal 9O/ der innerhalb,· . .
eines vorstehenden, ringförmigen Ventilsitzes 92 mündet.—Ein_;
Ventilverschlußkörper 94 von im Längsschnitt umgekehrt T-förmiger Gestalt sitzt in einem Hohlraum 96 .des yent.3-lgehäusep_:r.,
86 und wird durch eine Druckwendelfeder .98 auf den Ventilsitz. .
92 gedrückt.. Eine Mehrzahl von Kanälen ,100 mit. relativ hohem r :;. _
Strömungsdurchsatz sind radial in dem Ventilgehäuse 86 .-. - ,·,->·.-vorgesehen
und stellen eine Druckmittelve.rbiji^dung zwischen der ...
Kammer 96 und dem Ringraum 64 her.. Die, Vorspannung der , .,, ..^ ., :. . ,
Druckwendelfeder 96 wird durch ^ine.einwärts;.vor springende,- :. ..?,-.-.■;.
Kappe Io2 vorgegeben, 4ie- in ,den in Fig. 6. oberen ^e^.1.. .des,,, ^1., _-«._-
Ventilgehäuses 86 eingeschr^bt ist. . , , .. . -,^0. ^ ·,--.-The check valve 80 (FIGS. 5 and 6) contains a valve housing
86, which at its lower end is provided with a thread : » yj --.-, - so that it is easy to screw into the opening 74, ar rw Durqb den -. , .- Base of the valve 80 runs a channel 9O / the inside, ·. .
a protruding, annular valve seat 92 opens. — Ein_;
Valve closure body 94 of inverted T-shaped in longitudinal section sits in a cavity 96 .des yent.3-lgehäusep_ : r .,
86 and is attached to the valve seat by a compression coil spring .98. .
92 pressed .. A plurality of channels, 100 with. relatively high r:; . _ Flow rates are radial in the valve housing 86 .-. - · -> ·.-Provided and make a Druckmittelve.rbiji ^ connection between the ... chamber 96 and the annular space 64 toward .. Those bias of the, ,, .. ^,... . , Compression spring 96 is pushed inwards by ^ inward; .forward jumping, - :. ..?, -.-. ■ ;. Cap Io2 given, 4-in, which is inscribed in Fig. 6. upper ^ e ^ .1 ... Of the ,,, ^ 1. , _- «._ valve housing 86. . ,, ... -, ^ 0 . ^ ·, --.-
Durch die Vorspannung wird der Ventil schließkorper 94 normalerweise in Schließstellung gehalten, wc-durch^eine E^lüssigkeits-,, , strömung durch.die Öffnungen 74 yerhindertewird. Wenn jedoch in, .. dem Raum 66 des Hydraulikzylinders 34; ein ausreichender Druck . erzeugt wird, wird der Ventilschließkörper 94- vpn dem VentilsitzAs a result of the bias, the valve closing body 94 is normally held in the closed position, which is prevented by a flow of fluid through the openings 74. However, if in, .. the space 66 of the hydraulic cylinder 34 ; sufficient pressure. is generated, the valve closing body 94- vpn the valve seat
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92 abgehoben, so daß Druckmittel durch den Kanal 9o und den Ringspalt zwischen dem Ventilschließkörper 94 und dem Ventilsitz 98 hindurchströmt. Die Kapazität der radialverlaufenden Kanäle 1oo ist wesentlich größer als die des Ringspaltes und des Kanals 9o, so daß die Strömung durch das Maß bestimmt wird, bis zu dem der Ventilschließkörper 94 durch den Druck in dem Raum 66 des Hydraulikzylinders angehoben wird. Es erfolgt also eine Druckregelung des Druckes im Raum 66. Es ist jedoch ein bestimmter vorgegebener Druck erforderlich, um einen anfänglichen Durchfluß durch das Ventil hervorzurufen. Dieser Druck entspricht der Kraft, für die das Dämpfungsglied konstruktiv ausgelegt ist und die im Normalbetrieb als Widerstand wirksam wird (Nennwert).92 lifted so that pressure medium through the channel 9o and the The annular gap between the valve closing body 94 and the valve seat 98 flows through it. The capacity of the radially extending channels 1oo is much larger than that of the annular gap and the channel 9o, so that the flow is determined by the measure up to to which the valve closing body 94 is raised by the pressure in the space 66 of the hydraulic cylinder. So there is a Pressure regulation of the pressure in space 66. However, a certain predetermined pressure is required to achieve an initial Cause flow through the valve. This pressure corresponds to the force for which the attenuator is constructive and which acts as a resistor in normal operation (nominal value).
In einigen Fällen, z.B. beim Anlegen mit überhöhter Geschwindigkeit, wird in dem Räum 66 ein sehr hoher Druck erzeugt. In diesem Falle öffnet das Ventil 8o voll bis eine obere ebene Fläche 1o6 des Ventilschließkörpers 94 an der ebenen Fläche 1o8 der Ventilkappe 1o2 zur Anlage kommt.In some cases, e.g. when mooring at excessive speed, a very high pressure is generated in the space 66. In this case, the valve 8o opens fully to an upper level Surface 1o6 of the valve closing body 94 on the flat surface 1o8 the valve cap 1o2 comes to rest.
Durch diese zweifache Funktion des Ventils 8o wird eine normale, ventilgeregelte Dämpfung vorgesehen, die normale Stoßbelastungen aufnimmt, sowie eine Notdämpfung mit erhöhtem Durchfluß für Überlastungsfälle infolge überhöhter Anlegegeschwindigkeiten. Bei dem beschriebenen Dämpfungsglied erfolgt somit eine Dämpfung der Kolbenbewegung anfänglich durch eine gedrosselte Strömung durch eine ständig offene öffnung 82 und ggf. eine zweite solche öffnung 84, und dann bei höheren vorgegebenen Drücken durch die übrigen, in exponentiell abnehmenden Abständen angeordneten öffnungen 74.This dual function of the valve 8o is a normal, valve-regulated damping provided that absorbs normal shock loads, as well as emergency damping with increased Flow rate for cases of overload due to excessive application speeds. The attenuator described takes place thus a damping of the piston movement initially by a throttled flow through a constantly open opening 82 and possibly a second such opening 84, and then at higher predetermined pressures through the remaining ones, in exponential fashion openings 74 arranged at decreasing intervals.
Es ist ein Gehäuse 11o vorgesehen, welches einmal die Funktion hat, die beschriebene Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung gegen Umwelteinflüsse zu schützen und zum anderen die Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung nach Wegfall einer äußerenA housing 11o is provided which once has the function of the hydraulic cylinder and piston arrangement described To protect against environmental influences and on the other hand the hydraulic cylinder and piston arrangement after the omission of an external one
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Kraft wieder in ihre Ruhelage zurückzuführen. Das Gehäuse 11 ο enthält einen starren Mittelteil 112 von zylindrischer Grundform, der ein erstes Ende 114 auf der Seite der Kolbenstange 42 ■ und ein zweites Ende 116 auf der entgegengesetzten Seite aufweist. Mit dem freien Ende der Kolbenstange 42 ist ein Mantel 118 verbunden. Mit der Stirnwandung 4o des Hydraulikzylinders 34 ist ein den Hydraulikzylinder 34 mit Abstand umgebender Mantel 12ο verbunden. Zwischen den Enden 114 und 116 des Mittelteils 112 und dem Mantel 118 bzw. dem Mantel 12o sind, kegelstumpfförmige im Ruhezustand jeweils nach außen ragende,-gummielastische Ringkörper 122 bzw. 124 vorgesehen. Der Mittelteil 112 und die Ringkörper 122 und 124 umschließen und kapseln die Hydraulikzylinder- und Kolbenanordnung. Eine solche Kapselung erfolgt vorzugsweise schon im Herstellerwerk und ist von besonderer Bedeutung, wenn das Dämpfungsglied in korrodierender maritimer Umgebung verwendet wird.Force to return to its resting position. The housing 11 ο contains a rigid central part 112 of cylindrical basic shape, which has a first end 114 on the side of the piston rod 42 ■ and a second end 116 on the opposite side. A jacket 118 is connected to the free end of the piston rod 42. With the front wall 4o of the hydraulic cylinder 34 is connected to a jacket 12ο surrounding the hydraulic cylinder 34 at a distance. Between ends 114 and 116 of the Middle part 112 and the jacket 118 and the jacket 12o, respectively, frustoconical in the rest state each protruding outward, rubber-elastic Annular body 122 and 124 are provided. The middle part 112 and the ring bodies 122 and 124 enclose and encapsulate the hydraulic cylinder and piston assembly. Such an encapsulation is preferably already carried out in the manufacturer's factory and is of particular concern when the attenuator is in corrosive used in a maritime environment.
Bei einem Stoß wird das Dämpfungsglied zusammengedrückt, wobei die kinetische Energie durch die hydraulische Dämpfung in der beschriebenen Weise im wesentlichen verzehrt wird. Die Ringkörper 122 und 124 sind dann in der in Fig. 3 dargestellten Weise elastisch verformt und nach außen hin vorgespannt. Sie suchen daher nach Wegfall der äußeren Kraft die Hydraulikzylinder-und Kolbenanordnung wieder auseinanderzuziehen. 'Dabeitritt das öl aus dem kolbenstangenseitxgen Raum 7o des Hydraulikzylinders 34 durch eine Öffnung 126 der Zylinderwandung 36 von relativ großem Querschnitt in den Ringraum 64 und von dort über ein zum Inneren des Hydraulikzylinders 34 hin öffnendes, an dem der Kolbenstange 42 abgeswandten Ende desselben angeordnetes Rückschlagventil 128 in den Raum 66 des Hydraulikzylinders. Durch diese Strömung wird eine schnelle Rückkehr des Dämpfungsgliedes in seine Ruhelage nicht behindert. Es ist jedoch sichergestellt, daß keine Rückprallkräfte auf das Schiff ausgeübt werden.In the event of a shock, the damping element is compressed, with the kinetic energy being absorbed by the hydraulic damping in the is essentially consumed. The ring bodies 122 and 124 are then shown in FIG. 3 Way elastically deformed and biased towards the outside. You therefore look for the hydraulic cylinder and hydraulic cylinder after the external force has ceased to exist Pull the piston assembly apart again. 'The oil flows out of the space 7o on the side of the piston rod Hydraulic cylinder 34 through an opening 126 of the cylinder wall 36 of relatively large cross-section into the annular space 64 and from there via an end which opens towards the interior of the hydraulic cylinder 34 and which faces away from the piston rod 42 the same arranged check valve 128 in the space 66 of the hydraulic cylinder. This flow becomes rapid Return of the attenuator to its rest position is not hindered. However, it is ensured that no rebound forces are exerted on the ship.
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0 9 8 3 9/03500 9 8 3 9/0350
Das Rückschlagventil 128 muß für einen großen Strömungsquerschnitt ausgelegt sein.. Ein solches Ventil ist in Fig. 7 dargestellt. Das Ventil 128 enthält ein Ventilgehäuse 13ο, das mittels eines Gewindes 132 in einen Durchbruch der Zylinderwandung 36 von außen eingeschraubt ist· In dem Ventilgehäuse 13o ist ein Ventilschließkörper 134 teleskopartig geführt. Der Ventilschließkörper hat zylindrische Grundform mit einer zylindrischen Seitenwandung 136, die eine Mehrzahl von radialen öffnungen 138 aufweist. Eine mit der Seitenwandung verbundene geschlossene Stirnwandung 14o bildet eine Dichtfläche 142, die dichtend an einem von dem Ventilgehäuse 13o gebildeten Ventilsitz 144 anliegt. Zwischen einem Widerlager 148 an dem Ventilschließkörper 134 und einem Widerlager 15o an dem Ventilgehäuse 13o sitzt eine Wendelfeder 146, welche den Ventilschließkörper 134 nachgiebig in Schließstellung hält. Bei einem relativ niedrigen Druck in dem Ringraum 64 infolge der Rückbewegung des Kolbens 46 öffnet das Ventil 134 automatisch und gestattet den Rückfluß des Öls aus dem Ringraum 64 in den Raum 66 des Hydraulikzylinders.The check valve 128 must for a large flow cross-section Such a valve is shown in FIG. The valve 128 includes a valve housing 13ο, the by means of a thread 132 in an opening in the cylinder wall 36 is screwed in from the outside · A valve closing body 134 is telescopically guided in the valve housing 13o. Of the Valve closing body has a cylindrical basic shape with a cylindrical side wall 136, which has a plurality of radial has openings 138. A closed end wall 14o connected to the side wall forms a sealing surface 142 which sealingly on one formed by the valve housing 13o Valve seat 144 is applied. Between an abutment 148 on the valve closing body 134 and an abutment 15o on the Valve housing 13o is seated by a helical spring 146 which resiliently holds valve closing body 134 in the closed position. at a relatively low pressure in the annular space 64 as a result of the return movement of the piston 46, the valve 134 opens automatically and allows the oil to flow back from the annular space 64 into the space 66 of the hydraulic cylinder.
Um die Querkräfte von dem im wesentlichen axial wirkenden Dämpfungsglied fernzuhalten, ist.das Dämpfungsglied an beiden Enden allseitig beweglich an dem Prellbock bzw« der Pier o.dgl. angelenkt.To the transverse forces from the essentially axially acting Keeping the attenuator away is the attenuator on both Ends movable on all sides on the buffer stop or the pier or the like. hinged.
Die allseitig bewegliche Halterung 152 auf der einen Seite enthält eine Kugel 154, die an dem Hydraulikzylinder 34 sitzt und in einem sphärischen Hohlraum 156 eines Blocks 158 gehalten ist. Der Block 158 ist mit einem Befestigungsflansch 16o verbunden, der an der Pier 15o durch übliche. Schraubverbindungen 162 d.dgl. befestigt werden kann. Der Block 158 ist an seinem anderen Ende von einem zylindrischen Mantel 164 inThe holder 152, which is movable in all directions, contains on one side a ball 154 seated on the hydraulic cylinder 34 and held in a spherical cavity 156 of a block 158 is. The block 158 is connected to a mounting flange 16o, which is attached to the pier 15o by conventional means. Screw connections 162 the like. can be attached. Block 158 is on its other end by a cylindrical jacket 164 in
Verlängerung des Mantels 12o umgehen. Dieser Mantel 164 ist mit dem Block über eine Membran verbunden, welche das Kugelgelenk nach außen abdichtet.Bypass the extension of the jacket 12o. This coat 164 is with connected to the block via a membrane, which seals the ball joint to the outside.
- 14 SO 9839/0350- 14 SO 9839/0350
In ähnlicher Weise ist das andere Ende der hydraulischen Dämpfungsvorrichtung mit einer allseitig beweglichen Halterung 17o versehen. Diese enthält eine an dem freien Ende der Kolbenstange 42 sitzende Gelenkkugel 172, die in einem entsprechend sphärischen Hohlraum 174 eines Blocks 176 gehalten ist.. Der Block 176 ist an einem Ende mit einem Befestigungsflansch 178 verschweißt, der seinerseits durch übliche Schraubverbindungen 18o mit einem Prellbock 24 verbunden ist. Das andere Ende des Blocks 176 ist mit dem Mantel "118" des Ringkörpers 122 verbunden.Similarly, the other end is hydraulic The damping device is provided with a holder 17o that is movable in all directions. This includes one at the free end of the Piston rod 42 seated joint ball 172, which in one corresponding to spherical cavity 174 of a block 176 held is .. The block 176 is welded at one end to a mounting flange 178, which in turn by conventional Screw connections 18o are connected to a buffer stop 24 is. The other end of the block 176 is connected to the jacket "118" of the ring body 122.
In Fig. 8 ist ein Diagramm dargestellt, welches einer hinsichtlich des Energieverzehrs optimalen Auslegung einer Dämpfungsvorrichtung entsprechen würde. Die Abszisse 2oo ist darin der prozentuale Hub der Dämpfungsvorrichtung und die Ordinate 2o2 stellt die wirksame Kraft in Prozent des Nennwertes dar. Ein ideales Energiediagramm besteht aus einer rechteckigen Kurve, bei welcher loo % des Nennwertes der Kraft sofort bei minimalem Hub wirksam werden, und dieser Wert während 1oo % des Hubes unverändert beibehalten wird, wodurch die Eingarigsenefgie verzehrt wird. Wenn die Eingangsenergie verzehrt ist, sollte die Kraft vertikal auf null fallen, und das Dämpfungsglied würde mit einer Kraft null in seine Ruhelage zurückkehren. Die gestrichelt dargestellte Fläche in dem Rechteck 2o4 wäre dann der Betrag der verzehrten kinetischen Energie.FIG. 8 shows a diagram which shows an optimal design of a damping device in terms of energy consumption would correspond. The abscissa 2oo therein is the percentage stroke of the damping device and the ordinate 2o2 represents the effective force as a percentage of the nominal value. An ideal energy diagram consists of a rectangular curve, at which loo% of the nominal value of the force immediately at minimum Stroke become effective, and this value is maintained unchanged for 100% of the stroke, so that the Einarigsenefgie is consumed. When the input energy is consumed, the Force would drop to zero vertically and the attenuator would return to its rest position with zero force. The area shown in dashed lines in the rectangle 2o4 would then be the amount of kinetic energy consumed.
In Fig. 9 ist ein Diagramm für eine Dämpfungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art, bei welchem die durch Wellen periodisch hervorgerufenen Stöße absorbiert und verzehrt werden. Bei.den durch die Wellen hervorgerufenen, relativ ' geringen Kräfte durchläuft der Kolben 46 nur einen kurzen Hüb von beispielsweise 2o % oder weniger des Gesamthubes. Während dieses ersten 2o .%-Hubes werden die ständig geöffneten Öffnungen ,82: und ggf. 84 benutzt, während die Ventile "8ο in ihrer S.chließste.llung bleiben.9 is a diagram for a damping device of the type described above , in which the shocks periodically caused by waves are absorbed and consumed. In the case of the "relatively" low forces caused by the waves, the piston 46 only travels a short stroke of, for example, 20% or less of the total stroke. During this first 20% stroke, the constantly open openings, 82: and, if necessary, 84 are used, while the valves "8ο remain in their closed position.
509839^0350 ORIGINAL INSPECTED509839 ^ 0350 ORIGINAL INSPECTED
Die Energieverzehrkurve 2o6 ist von rechteckiger Grundform, wobei die wirksame Kraft etwa 5o % des Nennwertes über 2o % des Hubes beträgt. Dieses Diagramm entspricht fast vollständig dem Idealyerhalten.The energy consumption curve 2o6 is rectangular in shape, where the effective force is about 5o% of the nominal value over 2o% of the stroke. This diagram corresponds almost entirely to that Ideally received.
In Fig. 1o ist ein Kraft-Weg-Diagramm 2o8 für ein Dämpfungsglied der beschriebenen Art dargestellt, wenn die Stoßenergie ausreicht, die vorbelasteten Ventile zu öffnen, und so die Energie mit einer dem Nennwert entsprechenden Kraft aufgenommen und verzehrt wird. Da die kinetische Energie des Stoßes noch relativ gering ist, beträgt der Hub nur 5o % bis 60 % des maximal möglichen Hubes, so daß das Dämpfungsglied schnell in seine Ruhelage zurückkehren kann. Auch hier sieht man, daß das Kraft~Weg-Diagramm näherungsweise den idealen Verlauf hat.In Fig. 1o is a force-displacement diagram 2o8 for an attenuator of the type described shown when the impact energy is sufficient to open the preloaded valves, and so the Energy is absorbed and consumed with a force corresponding to the nominal value. Because the kinetic energy of the shock is still is relatively small, the stroke is only 50% to 60% of the maximum possible stroke, so that the attenuator quickly in can return to its position of rest. Here, too, you can see that the force-displacement diagram has approximately the ideal course.
In Fig. 11 ist das Kraft-Weg-Diagramm 21o für Überlast dargestellt, wie sie beim Anlegen mit überhöhter Geschwindigkeit auftreten kann. Der Druck in dem Raum 66 nimmt einen Wert an, bei dem das Ventil 94 voll geöffnet wird und die ebene Fläche I06 an der Kappe I08 zur Anlage kommt. Diese maximale öffnung ist so bemessen, daß ungefähr 2oo % des Nominalwertes der Kraft aufgenommen werden und der volle Hub des Dämpfüngsgliedes ausgenutzt wird, um die auf das Dämpfungsglied übertragene kinetische Energie zu verzehren. Auch dieses Diagramm zeigt im wesentlichen idealen Verlauf.In Fig. 11 is the force-displacement diagram 21o for overload shown how it can occur when mooring at excessive speed. The pressure in the space 66 assumes a value in which the valve 94 is fully opened and the flat surface I06 comes to rest on cap I08. This maximum opening is dimensioned so that about 2oo% of the nominal value of the force is absorbed and the full stroke of the damping element is used to consume the kinetic energy transferred to the attenuator. This diagram also shows in the essential ideal course.
In den Fig. 12 und 12A-D sind zum Vergleich Kraft-Weg-Diagramme für verschiedene handelsübliche Stoßdämpfer und für ein Dämpfungsglied nach der Erfindung dargestellt. Die Abszisse zeigt den Hub in Zoll und die Ordinate zeigt die Kraft in I000 Ib.In FIGS. 12 and 12A-D there are force-displacement diagrams for comparison shown for various commercially available shock absorbers and for a damping member according to the invention. The abscissa shows the stroke in inches and the ordinate shows the force in I000 Ib.
Ein erstes Diagram A zeigt das Kraft-Weg-Diagramm des in Fig. 12A dargestellten Dämpfungsgliedes. Dieser besteht im wesentlichen aus einem massiven Gummiblock 212 mit Befestigungsflanschen 214 und 216, die an dessen Enden angebrachtA first diagram A shows the force-displacement diagram of the attenuator shown in FIG. 12A. This consists in essentially from a solid rubber block 212 with mounting flanges 214 and 216 attached to its ends
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sind. Die Kurve A ist typisch für solche vorbekannte gummielastische Dämpfungsglieder. Sie enthält einen linear ansteigenden ersten Abschnitt 218, in welchem der Gumitiiblock 212 verformt wird und die Energieabsorption allmählich ansteigt. Am Ende des Hubes, wenn die Energie bei 22o aufgenommen ist, wird von dem zusammengedrückten Gummiblock auf das Schiff o.dgl. eine unerwünschte Rückprallkraft 222 ausgeübt.are. Curve A is typical of such previously known rubber-elastic ones Attenuators. It contains a linearly increasing first Section 218 in which the rubber block 212 is deformed and the energy absorption increases gradually. At the end of the stroke, when the energy is absorbed at 22o, the compressed rubber block on the ship or the like. an undesirable rebound force 222 is exerted.
Ein zweites Diagramm B stellt das Kraft-Weg-Diagramm eines Dämpfungsgliedes dar, wie es in Fig. 12B dargestellt ist. Dieses Dämpfungsglied enthält einen zellenartigen gummielastischen Körper 224, der an beiden Enden mit Befestigungsplatten 226 und 228 versehen ist. Die Kurve B ist ähnlich der Kurve A und enthält einen ansteigenden Anfangsabschnitt 23o und eine Rückprallkraft 232.A second diagram B represents the force-displacement diagram of a Attenuator, as shown in Fig. 12B. This attenuator contains a cell-like rubber-elastic Body 224 which is provided with mounting plates 226 and 228 at both ends. Curve B is similar to curve A. and includes an initial rising portion 23o and a rebound force 232.
Ein drittes Diagramm C stellt das Kraft-Weg-Diagramm für ein Dämpfungsglied der in Fig. 12C abgebildeten Art dar. Dieses Dämpfungsglied enthält ein Paar Halterungsanordnungen 234 und 236 und eine dazwischenliegende, entgegengesetzt gerichtete Anordnung 238. Gummielastische Arme 24o und 242 verbinden die Anordnungen 234 bzw. 236 mit der dazwischenliegenden Anordnung 238. Das Kraft-Weg-Diagramm dieser Anordnung enthält wieder einen ansteigenden Anfangsabschnitt 244, an den sich eine Rückprallkraft 246 anschließt.A third diagram C represents the force-displacement diagram for one Attenuator of the type shown in Fig. 12C. This attenuator includes a pair of bracket assemblies 234 and 234 236 and an intermediate, oppositely directed arrangement 238. Elastic arms 24o and 242 connect the Arrangements 234 or 236 with the arrangement 238 in between. The force-displacement diagram of this arrangement contains again a rising initial portion 244 followed by a rebound force 246.
Im Gegensatz zu den vorbekannten, in Fig. 12A, B und C dargestellten Dämpfungsgliedern, zeigt ein Dämpfungsglied 248 nach der Erfindung, wie es in Fig. 12D perspektivisch dargestellt ist, ein Kraft-Weg-Diagramm von rechteckiger Grundform, bei welchem die maximale Kraft schon nach einem sehr kurzen Hub zur Verfügung steht und dann im wesentlichen über den gesamten Hub konstant aufrechterhalten wird, bis die Eingangsenergie verzehrt ist. Wenn die Energie verzehrt ist, hört der Hub auf und die Kraft fällt im wesentlichen auf null. Das Dämpfungsglied kehrt dann geregelt aber schnell mit vernachlässigbarer Rückprallenergie wieder in die Ruhelage zurück.In contrast to the previously known ones shown in FIGS. 12A, B and C. Attenuators, shows an attenuator 248 according to the invention, as shown in perspective in Fig. 12D is a force-displacement diagram with a rectangular basic shape, in which the maximum force is reached after a very short stroke Is available and is then maintained essentially constant over the entire stroke until the input energy is consumed. When the energy is consumed, the stroke stops and the force drops to essentially zero. The attenuator then returns to the rest position in a controlled manner but quickly with negligible rebound energy.
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