DE2811020B2 - Vorrichtung zum Abbremsen einer Stößen und Schwingungen unterworfenen Last - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen ur d durch die US-PS 35 32 187 bzw. die DE-OS 26 30 404 bekanntgewordenen Art.

Die Stoßdämpfereinrichtung gemäß der US-PS 35 32 187 besitzt ein erstes Element, das axial aufgrund eines Auf- und Abschwingens einer Achse verschiebbar ist, wobei diese Bewegung ein zweites Element in Drehung versetzt, weiche Drehbewegung abgebremst wird. Diese Abbremsung ist eine rein mechanische, auf Reibung basierende Abbremsung, wobei die Möglichkeit besteht, die Abbremsung mittels eines elektrischen Schaltkreises aufzuheben, wonach sich das drehbare Element frei drehen kann und eine Stoßdämpfung nicht stattfindet.

Auch in der DE-OS 26 30 404 sind zwei Ausgestaltungen von Vorrichtungen der eingangs, genannten Art beschrieben, von denen eine im wesentlichen bei starken Beschleunigungen und die andere auch bei hohen Geschwindigkeiten zur Wirkung kommt. Dabei kommt es darauf an, daß entweder ein Beschleunigungsschwellwert oder ein Geschwindigkeitsschwellwert überschritten wird. Beides bewirkt eine Abscherung eines Stiftes oder die Überwindung der Vorspannung einer Feder, wodurch in jedem Falle eine Blockierung der Vorrichtung erreicht wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches I angegebenen Art insoweit zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln bei einem besseren Funktionserfolg, der im Laufe der Benutzungszeit erhalten bleibt, und insbesondere auch bei einem größeren Anwendungsgebiet und automatischer Funktion erreicht wird, daß die Vorrichtung zur Abbremsung einer Stoßen und Schwingungen unterworfenen Last, wie dies beim Stand der Technik bereits der Fall ist, darüberhinaus langsameren Verformungen (thermische oder andere) nur geringe Kräfte, dagegen Verschiebungen, die sich unter der Wirkung großer Beschleunigungen (Stoßen oder Schwingungen) entwickeln, eine Blockierreakiion entgegen setzt, welche es gestattet, die Verschiebegeschwindigkeit unter der Wirkung anormal erhöhter Kräfte zu begrenzen, und welche schließlich eine

so

erhöhte Steifigkeit gegenüber den Kräften bietet

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen GeEtaltungsmerkmale vorgesehen, wobei noch in den Unteransprüchen 2 bis 19 für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen beansprucht sind, die teilweise Überschneidungen mit dem Stand der Technik aufweisen

Die Entwicklung der Erfindung, ausgehend von dem zu verbessernden Stand der Technik, wie er durch die US-PS 35 32 187 bzw. durch die DE-OS 26 30 404 bekanntgeworden ist über die noch zu lösende, auf diesen Stand der Technik spezifizierte Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Lösungsmittel war nicht ohne weitere und erfinderische Überlegungen möglich, weil beim Stand der Technik hierfür keine ausreichenden technischen Hinweise bekanntgeworden sind. Insoweit durch die DE-AS 12 20 683 ein hydraulischer Stoßdämpfer auch für Rohrleitungssysteme bekannt geworden ist, hat dieser Stand der Technik nicht auf die Aufgabenlösung bei der Erfindung hinführen können, weil die sonstigen technischen Verhältnisse bei diesem Stand der Technik in jeder Beziehung völlig anders gelagert sind als bei der Erfindung.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Blockierung bei Überschreitung eines Beschleunigungsschwellwertes erfolgt, während die Geschwindigkeit lediglich begrenzt wird, ohne jemals eine völlige Blockierung zu bewirken. Gerade letzteres ist vorteilhaft, weil Verschiebungen bei geringen Beschleunigungen unterhalb eines Beschleunigungswertes z. B. aufgrund von Ausdehnungen ermöglicht werden und die Geschwindigkeit, mit der das Ende des Weges erreicht wird, auf einen zulässigen Wert begrenzt ist. Dadurch wird erreicht, daß der Aufschlag auf einen Endanschlag mit relativ geringer Stoßkraft erfolgt. Darüberhinaus kann die hydraulische Abbremsung auch nach einer vorwählbaren bzw. vorbestimmbaren Funktion durchgeführt werden, wobei die Abbremsung z. B. proportional zur Geschwindigkeit oder zum Quadrat derselben erfolgt. Die erfindungsgemäße mechanisch-hydraulische Vorrichtung ist kompakt und besitzt eine ausreichende Steifigkeit aufgrund des geringen Volumens an Fluid während des Betriebes.

Die Merkmale der Erfindung und deren technische Vorteile ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der mechanischen Einrichtung einer Vorrichtung zum Abbremsen einer Stoßen und Schwingungen unterworfenen Last, in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines mit der mechanischen Anordnung gemäß der Fig. 1 verbundenen besonderen Hydraulikkreises für eine Vorrichtung zum Abbremsen einer Stoßen und Schwingungen unterworfenen Last,

Fig.3 eine halbseitige Schnittansicht einer besonderen Ausführungsart der Vorrichtung,

F i g. 4 eine Ansicht auf die hydraulische Einrichtung der in der F i g. 3 dargestellten Vorrichtung, von unten,

Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß der Linie A-A der Fig. 4,

F i g. 6 eine der F i g. 3 analoge Ansicht, mit der eine andere Ausführungsform dargestellt ist,

F i g. 7 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht, in der eine weitere Aiisfühningsform dargestellt ist.

F i g. 8, 9 u. 10 drei Arten von Steuerventilen, jeweils entlang der Längsachse geschnitten, die für die Vorrichtung benutzt zu werden geeignet sind,

F i g. 11 eine Aufsicht auf die mechanisch-hydraulische Vorrichtung gemäß einer Variante der Ausführungsform nach F i g. 7, wobei die mechanische Anordnung im Längsschnitt dargestellt ist und

F i g. 12 eine Schnittansicht der hydraulischen Einrichtung gemäß der F i g. 1.

Es wird nunmehr Bezug genommen auf die F i g. 1 und 2.

Eine mechanisch-hydraulische Abbremsvorrichtung für Stoßen und Schwingungen unterworfenen Last besitzt eine Schrauben-Gewindeanordnung, in der eine einen ösenkopf 2 zur Verbindung entweder mit der Last oder mit einer Stütze tragende Schraubenspindel 1 mit einem Gewindeteil 3 in Verbindung steht, welches fest mit einer Hülse 4 einer im allgemeinen zylindrischen Form verbunden ist, wobei der Gewindestift 3 und die Hülse 4 drehbar in einem Körper 5 gelagert sind, der einen ösenkopf 6 zur Verbindung mit der Stütze oder mit der Last trägt. Das Ende der Schraubenspindel 1, welches den ösenkopf 2 nicht trägt, ist in Form eines Anschlages 7 ausgebildet, derart, daß die Schraubenspindel 1 nicht aus dem Gewindeteil austreten kann. Der Anschlag 7 ist von einem Zapfen 8 durchdrungen, dessen Enden in zwei Führungsschienen 9 und 10 aufgenommen sind, welche sich diametral gegenüber liegen und an der inneren Fläche einer Führungshülse 11 angebracht sind, welche Führungshülse 11 fest mit dem Körper 5 verbunden und wenigstens teilweise von der drehbaren Hülse 4 umgeben ist. Das Ende der Hülse 4, welches zum Boden des Körpers 5 hingerichtet ist, trägt ein Zahnrad 12. welches zu einem Kegelzahnradpaar gehört, dessen anderes Zahnrad 13 drehfest mit einer Welle 14 verbunden ist, welche das mit dem Losrad 16 einer Zahnradpumpe 17 in Eingriff stehende Antriebsrad 15 antreibt, wobei die Zahnradpumpe 17 in einem Anbaukörper 18 untergebracht ist, der an dem Körper 5 mit allgemein bekannten Mitteln befestigt ist. Die Pumpe 17 ist eine umsteuerbare Pumpe, deren zwei Eingänge (oder Ausgänge) über die Leitungen 19 und 20 geringer Länge mit zwei Eingängen (oder Ausgängen) eines symmetrischen Steuerventils 21 verbunden sind, welches mit einem Behälter 22 für hydraulisches Fluid in Verbindung steht, welches durch die Kraft einer Feder

23 auf einen im Behälter 22 befindlichen inneren Kolben

24 unter Druck gesetzt ist. Der Behälter 22 stellt die Versorung des Hydraulikkreises mit Hydraulikfluid sicher, welcher Hydraulikkreis abgeschlossen ist und ein geringes Fassungsvermögen aufweist, wobei der Hydraulikkreis durch die Pumpe 17, die Leitungen 19 und 20, das Ventil 21 und den Behälter 22 gebildet ist und wobei der Hydraulikkreis auf dem Körper mit allgemein bekannten Mitteln befestigt ist Darüberhinaus bildet der Behälter 22 ein Ausgleichs- oder Sammelgefäß für die Ausdehnungen des Hydraulikfluids des Hydraulikkreises.

In dem Steuerventil 21 ist eine kalibrierte Durchgangsöffnung gebildet, die die beiden Eingänge (oder Ausgänge) dieses Ventiles miteinander verbindet, wobei die beiden Eingänge (oder Ausgänge) mit den Leitungen 19 und 20 verbunden sind. Demzufolge stellt sich jede Annäherungsbewegung der Last und der Stütze dar als ein Eindringen der Schraubenspindel 1 in den Körper 5, bezogen auf welchen die Bewegung der Schraubenspindel 1 dank der Führungshülse Il bei einer axialen Verlagerung oder Verschiebung in eine Drehbewegung des Gewindeteils, der Hülse und des Zahnrades 12 umgesetzt wird, welches das Zahnrad 13 und damit auch die Zahnradpumpe 17 antreibt. Die Pumpe 17 fördert Fluid in das Ventil 21, wo die Hydraulikflüssigkeit zum Durchfließen der kalibrierten Eingangsöffnung zugeführt wird, welche die Funktion einer Drosselöffnung hat, wobei sie eine hydraulische Abbremsung einleitet, welche sich einer Annäherungsbewegung der Last und der Stütze entgegenstellt und die Abbremsung aufgrund

ίο der Trägheit ergänzt, derart, daß sich aufgrund der Trägheit die mechanischen Elemente, die die Vorrichtung bilden, dabei insbesondere diejenigen, die die Umsetzung der axialen Verschiebung in eine Drehbewegung beeinflussen, dieser gleichen Annäherungsbe-

is wegung entgegenstellen. Für jede Bewegung, bei der sich die Last und die Abstützung voneinander entfernen, wird das Endergebnis das gleiche sein, und zwar aufgrund der Reversibilität der Wirkungsweise der Schrauben-Gewindeanordnung, der Pumpe 17 und des Steuerventils 21.

Im Falle, wenn sich beispielsweise diejenigen Elemente, die der Last benachbart sind, langsam verschieben, dann stellt sich die Trägheit der miteinander verbundenen Elemente nur gering den Bewegungen entgegen und die hydraulische Abbremsung ist minimal. Die Vorrichtung setzt einer Verschiebung daher nur geringe Widerstandskräfte entgegen. In dem Falle dagegen, wenn starke Beschleunigungsbewegungen auftreten, entwickelt sich eine Blockierreaktion im

jo wesentlichen aufgrund der Abbremsung durch die Trägheit, wobei die hydraulische Abbremsung die Geschwindigkeit der Verschiebungen unter der Wirkung sehr hoher Kräfte sehr wirksam begrenzen wird. Schließlich zeigt die Vorrichtung eine erhöhte Steifigkeit gegenüber den Kräften, wenn man den geringen Inhalt des Hydraulikkreises betrachtet.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist in den F i g. 3, 4 und 5 gezeigt, in denen gleiche Elemente wie in den F i g. 1 und 2 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Der in Form einer Kugel 26 ausgebildete gelenkige ösenkopf 2 ist auf das Ende der Schraubenspindel 1 aufgebracht und außerhalb des Körpers mittels eines Stiftes 26 fixiert. Der Anschlag 7, der an dem im Inneren des Körpers 5 befindlichen Ende der Schraubenspindel 1 angeordnet ist, wird von einem Zapfen 8 durchdrungen, an dessen Enden Führungsrollen 27 (von denen eine einige in der F i g. 3 zu sehen ist) angebracht sind, welche in zwei Gleitbahnen wie diejenigen, die mit der Bezugsziffer 9 in der F i g. 1 bezeichnet sind, abrollen können, wobei die Gleitbahnen sich diametral gegenüberliegen und in der fest mit dem Körper 5 verbunden Führungshülse vorgesehen bzw. eingebracht sind, welcher Körper mit einem ein Kugelgelenk 28 bildenden Ösenkopf 6 versehen ist Die Schraubenspindel 1 ist eine Walzenschraubenspindel 29, die mit dem Gewindeteil 3 zusammenwirkt, welches mit der Hülse mittels einer Feder 30 verbunden ist Die Anordnung, die durch das Gewindeteil 3 und die Hülse 4 gebildet ist, ist innerhalb des Körpers 5 mittels der zwei Nadellager 31, 32 welche von einer Verstrebung 33 auf Abstand gehalten werden, drehbar angebracht und diese Anordnung ist axial in dem Körper 5 mittels zweier Nadelstützlager 34 und 35 in der richtigen Lage

b5 gehalten, wobei das Lager 31 und das Nadelstützlager 34 von einem in ein am Körper 5 befindliches Innengewinde eingeschraubten Stopfen 36 gehalten werden, während das Lager 32 von einer inneren

Schulter am Körper 5 gehalten wird und das Stützlager 35 zwischen einer Schulter der Hülse 4 und dem Ende der Führungshülse 11 angeordnet ist.

Ein dehnbarer Balg, beispielsweise aus Äthylen-Propylen, ist einerseits an dem Abschnitt des ösenkopfes, der auf die Kolbenstange 1 aufgeschraubt ist, und andererseits an der äußeren Fläche des Körpers 5 befestigt, um den aktiven Teil des Paares Schraubenspindel-Gewindeteil ebenso wie die Stützlager und die Wälzlager vor Eindringen von Schmutz und anderen Fremdkörpern in allen Stellungen der Schraubenspindel 1 bezogen auf den Körper zu schützen.

Das Kegelrad 12, welches am Ende der drehbaren Hülse 4 angeordnet ist, befindet sich wie das vorige in Eingriff mit dem Kegelzahnrad 13, welches die Welle des Antriebszahnrades einer Zahnradpumpe 17 in Drehung versetzt, welche von dem Körper 5 gehalten ist und auf der das Steuerventil 21 befestigt ist, welches selbst wiederum den Behälter 22 für das Hydraulikfluid oder hydraulische Fluid trägt. Dieser Behälter ist ein Behälter, der unter der Einwirkung einer Feder 23 unter Druck gesetzt ist, welche den Innenkolben 24 beaufschlagt, um eine ausreichende Versorgung des Hydraulikkreises sicherzustellen.

Das Steuerventil 21 ist ein reversibles Ventil, welches ?i aus einem Körper 38 gebildet, der fest mit dem Körper des Behälters 22 verbunden ist. Der Körper 38 ist von zwei Bohrungen 39 znd 40 durchdrungen, welche gegenüber den beiden Eingängen der reversiblen Pumpe 17 angeordnet sind und in zwei Gegenbohrungen 41 und 42 mit größerem Durchmesser einmünden, in denen zwei Klappen 43 und 44 aufgenommen sind, wobei jede mit einer mittleren Öffnung 45 und 46 zwecks Durchströmens versehen ist, wobei die Klappen 43 und 44 einen geringeren Durchmesser als der Durchmesser der Gegenbohrungen 41 und 42 aufweisen und wobei jede der Klappen schwimmend bzw. frei zwischen zwei Anschlägen 47 und 48 angebracht ist. Die Gegenbohrungen 41 und 42 stehen mittels Durchdringungen 49 und 50 mit einer zentralen Leitung 51 in Verbindung, welche in die P'impe einmündet, um den Leckfluß derselben wiederzugewinnen, und in welche die Leitung 52 zur Versorgung mit hydraulischem Fluid vom Behälter her einmündet. Schließlich sind die Gegenbohrungen 41 und 42 mittels einer Schutzkappe 53 verschlossen, welche den Körper 38 des Ventiles 21 abschließt.

Die Vorrichtung, die oben beschrieben worden ist, arbeitet in genau der gleichen Weise, wie diejenige, die unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 beschrieben worden ist. Aufgrund der Tatsache, daß man eine wälzlagergelagerte Schraubenspindel benutzt erhält man eine verbesserte Arbeitsweise, insbesondere deshalb, weil sich die Vorrichtung langsamen Verformungen nicht entgegensetzt Darüberhinaus erlaubt das Steuerventil 21 eine wirksame hydraulische Abbremsung zu erhalten, welche proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit des hydraulischen Fluids ist wobei das Fluid beispielsweise bei einer bestimmten Annäherungsoder Entfernungsbewegung der Last und der Stütze quer zur Bohrung 39 strömt um die Klappe 43 gegen den Anschlag 47 zu drücken, dann durch die Öffnung 45 hindurchfließt und von der Gegenbohrung 41 zur Gegenbohrung 42 durch die Durchbrüche 49 und 50 und die Leitung 51 strömt dabei die Klappe 44 gegen den Anschlag 48 drückt von neuem durch die Öffnung 46 strömt um schließlich zum Eingang der Pumpe zurückgeleitet zu werden. Man stellt fest daß der in Betrieb gesetzte Hydraulikkreis einen geringen Inhalt aufweist, was die gute Steifigkeit der Anordnung nicht verringert. Darüberhinaus bildet der Behälter einen Sammel- und Ausgleichsraum für die Ausdehnungen des Hydraulikfluids.

In der Fig.6 ist eine Vorrichtung dargestellt, die wesentlich von derjenigen abweicht, die in der F i g. 3 dargestellt ist, und zwar bezüglich der Wälzlager-Schraubenspindel bezogen auf den Körper. Das Stützlager 7, welches im Inneren des Körpers am Ende der Schraubenspindel 1 angeordnet ist, ist nicht mehr verschiebbar in einer fest mit dem Körper verbundenen Führungshülse geführt, sondern ein Zirkel 54 ist mit seinem Arm 55 an dem ösenkopf angelenkt, und zwar dauernd am außerhalb des Körpers 5 befindlichen Ende der Schraubenspindel 1, und mit seinem anderen Arm 56 an einer auf dem Körper 5 vorgesehenen Lasche 57.

Bei Fehlen der Führungshilfe muß man eine andere Anordnung der Nadellager bezogen auf den Gewindeteil und auf die sich drehende Hülse 4 verwenden.

Wie in der Fi g. 6 dargestellt besitzen das Gewindeteil 3 und die Hülse 4 beide eine radiale Schulter, welche einander benachbart sind, wobei beide zwischen den Stütz-Nadellagern 34 und 35 eingeklemmt sind, welche an einer Seite durch das Nadellager 31, die Distanzbuchse 33 und das Nadellager 32, welches sich gegen den Körper 5 abstützt, und auf der anderen Seite von dem Gewindestopfen 36 gehalten werden. Darüberhinaus sind das Gewindeteil 3 und die Hülse 4 miteinander mittels eines die radialen, sich gegenüberliegenden bzw. benachbarten Schultern durchdringenden Stiftes verbunden.

Im übrigen ist diese Vorrichtung identisch derjenigen, die oben beschrieben worden ist.

In der F i g. 7 ist eine andere Ausführungsform der mechanischen Anordnung einer Vorrichtung dargestellt, in der die Spindel 1 drehbar innerhalb des Körpers angebracht ist, während das Gewindeteil sich axial zu verschieben in der Lage ist. Das Gewindeteil 3 ist mittels einer Feder 59 an einer Hülse 60 angebracht, deren aus dem Körper 5 herausragendes Ende eine Befestigungslasche 61 aufweist.

Die Hülse 60 ist in dem Körper 5 von zwei radialen Schultern 62 und 63 geführt angeordnet, welche an dem im Inneren des Körpers 5 befindlichen Ende der Hülse angeformt und angebracht sind und die in den Gleitbahnen 64 und 65 zu gleiten in der Lage sind. Die Schraubenspindel 1 ihrerseits trägt das Zahnrad 12 eines Paares von Kegelzahnrädern, deren Zahnrad 13 die Antriebswelle der dargestellten Pumpe antreibt. Die Schraubenspindel 1 bildet somit mit dem Zahnrad 12 eine drehbar innerhalb des Körpers mittels eines Lagers 66 angeordnete Einheit welches Lager zwischen der Schraubenspindel 1 und einer im Inneren des Körpers 5 befindlichen und fest mit dem letzteren verbundenen Hülse 67 angeordnet ist und mittels Kugel- oder Nadelstützlager 68 und 69 gelagert und gehalten ist wobei das erste Kugel- oder Nadellager 68 zwischen der Hülse 66 und dem Zahnrad 12 und das zweite Kugeloder Nadellager 69 zwischen dem Zahnrad 12 und einer Schulter 70 angebracht ist welche radial in das Innere des Körpers 5 hineinragt Da die hydraulische Stufe identisch mit denjenigen ist die oben beschrieben worden sind, ist es klar, daß die gesamte Bewegung der Annäherung oder der Entfernung zwischen der Last und der Stütze eine axiale Verschiebung des Gewindeteils 3 innerhalb des Körpers erzeugt wobei diese axiale Verschiebung in eine Drehung der Schraubenspindel t

umgesetzt wird, welche das Zahnrad 12 und damit auch die Pumpe des Hydraulikkreises antreibt, was, wie oben schon erwähnt, eine hydraulische Abbremsung auf die Höhe des Steuerventils erzeugt.

Die F i g. 8 zeigt in schematischer Darstellung ein Klappenventil, welches man einsetzen kann. Das Klappenventil ist in Form eines rohrförmigen Elementes ausgebildet, welches mit einer Verengung 72 des mittleren Kanales versehen ist. Das rohrförmige Element 71 trägt zwei Endschultern 73 und 74, die getrennt voneinander gegen eine Verengung 75 des Ventilkörpers 76 unter der Kraft des hydraulischen Fluids zum Anschlag gelangen können. Eine Leitung 77, die in Höhe der Verengung 75 einmündet, stellt die Verbindung des Ventiles mit dem Hydraulik-Behälter her, wobei das Hydraulikfluid in den ringförmigen Hälsen zirkulieren kann, welche die Verengung 75 vom Rohrelement 71 und von seinen Schultern 73 oder 74 trennt, gemäß der Stellung des Klappenventils, und die wirbelfreie Strömung strömt durch den Durchgang der Verengung 72.

Die F i g. 9 zeigt ein statisches Ventil, welches in Form einer Venturidüse ausgebildet ist, wobei die Leitung 77, die von dem Hydraulikbehälter herkommt, in der Höhe des Kragens 78 einmündet, wobei die Strömung quer zu diesem strömt.

Die F i g. 10 stellt ein Blendenventil dar, in dem zwei identische Blenden 79 und 80 das hydraulische Fluid oberhalb und unterhalb der Leitung 77, die teilweise mittels einer elastische Folie 81 verschlossen ist, drosseln, welche Folie je nach den Drücken, die zwischen den beiden Blenden 79 und 80 und in dem Hydraulikbehälter herrschen, den Rückfluß des Fluids zum Behälter verhindern oder eine Versorgung von letzterem ermöglichen kann.

In Verbindung mit diesen unterschiedlichen Ventiltypen kann man ohne weiteres Filter verwenden, die an den verschiedenen Eingängen des Hydraulikfluids angeordnet sind; ebenfalls kann eine Wasserstrahl-Regelvorrichtung benutzt werden. Dabei ist lediglich eine einzige, sich drehende hydraulische Verbindung nötig, die am Eingang der Pumpe der Antriebswelle derselben angeordnet ist und aufgrund derer die Gefahr von Leckagen sehr unwahrscheinlich wird. Darüberhinaus kann man auch andere Mechanismen zur Umsetzung einer Verschiebungsbewegung in eine Drehbewegung verwenden, beispielsweise eine Zahnstange, die mit einem Übersetzungsgüed zum Antrieb der Pumpe verbunden ist.

Die Ausführungsform, die in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist, besitzt eine mechanische Anordnung, die der analog ist, die in der F i g. 7 dargestellt ist. Identische Elemente der beiden Ausführungsarten tragen die gleichen Bezugsziffern.

Die Vorrichtung gemäß der F i g. 11 besitzt eine kugelgelagerte Schraubenspindel 1, die drehbar innerhalb des Körpers 5 angeordnet ist und mit einem Gewindeteil in Verbindung steht, welches sich in axialer Richtung zu verschieben in der Lage ist

Das Gewindeteil ist mittels einer Fedi-r 59 mit einer Führungshülse 60 verbunden, deren außerhalb des Körpers 5 befindliches Ende eine Befestigungslasche 61 trägt Die Hülse 60 ist im Körper 5 mittels zweier radial verlaufender Schultern 62 und 63 geführt, welche im Inneren des Körpers 5 am Ende der Hülse vorspringen und in den Gleitschienen 64 und 65 gleiten können. An ihrer Seite trägt die Schraubenspindel das Zahnrad 12 eines Paares von Kegelzahnrädern, dessen Zahnrad 13 die Welle 71 des Rotors einer Vorrichtung 92 zum wirbelfreien hydraulischen Abbremsen antreibt. Die Schraubenspindel 1 bildet so mit dem Zahnrad eine Anordnung, die drehbar innerhalb des Körpers mittels des Kugellagers 66, welches zwischen der Schraubenspindel 1 und einer im Inneren des Körpers 5 befindlichen und fest mit letzterem verbundenen Hülse 67 vorgesehen ist, und mittels Kugel- oder Nadel-Stützlagern 68 und 69 abgelagert ist, wobei das erste Lager 68

ίο zwischen der Hülse 67 und dem Zahnrad 12 und das zweite Lager 69 zwischen dem Zahnrad 12 und einer Schulter 70 vorgesehen ist, welche sich radial ins Innere des Körpers erstreckt bzw. vorspringt.
Es sei Bezug genommen auf die Fig. 12.

Die Vorrichtung 92 besitzt einen Rotor einer Achse 71, weiche in einem zylindrischen Behälter 94 aufgenommen ist, der fest mit dem Körper an ihrer Basis verbunden ist. Der Rotor 93 besitzt die Form einer zylindrischen Trommel, die an ihrer unteren Partie offen ist und eine Scheibe bildet, an der ein rohrförmiger Abschnitt 97 befestigt ist. Der rohrförmige Abschnitt 97 ist zwischen der Seitenwandung des zylindrischen Behälters 94 und der Seitenwandung einer Hülse 98 angeordnet, welch letztere durch den rohrförmigen Abschnitt umgeben ist. Mit seinem Boden 99 ist der rohrförmige Abschnitt mit dem zylindrischen Behälter 94 verbunden, und zwar derart, daß die seitlichen inneren und äußeren Flächen des rohrförmigen Abschnittes jeweils mit der seitlichen äußeren Fläche

M der Hülse 98 und der seitlichen inneren Fläche des Behälters 94 kleine Räume konstanten Volumens bilden. Der Rotor 93 ist drehbar in dem Behälter 94 durch Zwischenfügung der Kugellager 100 und 101 angeordnet, die sich an der Achse 71 und entsprechend an der Basis 95 und am Boden 99 abstützen, und die Basis 95 ist mit einem Kreisring 102 versehen, der in einer entsprechenden kreisförmigen öffnung des Körpers aufgenommen ist, derart, daß die Durchlaßwege 103, die die Basis durchdringen, eine dauernde Verbindung

tu zwischen dem Inneren des Körpers 5 und dem Inneren des zylindrischen Behälters sicherstellen, der mit einem Hydraulikfluid geringer Viskosität angefüllt ist, beispielsweise mit einem Silikonöl, dessen Viskosität zwischen zweihundert und einer Million Centistikes (bei einer normalen Umgebungstemperatur von ca. 20°) liegt Darüberhinaus sind in der Scheibe Durchbrüche 104 ebenso wie axiale Durchbrüche 105 vorgesehen, die in radiale Durchlässe 106 im Boden 99 einmünden, um eine gute Versorgung der zwischen dem rohrförmigen

^r><> Abschnitt 97, der Hülse 98 und dem Behälter 94 befindlichen Zwischenräume von der zentralen Kammer 107 des Hydraulikbehälters 94 mit viskosem Hydraulikfluid zu ermöglichen.

Die mechanisch hydraulische Vorrichtung, deren

" Aufbau oben beschrieben worden ist arbeitet auf folgende Weise: Jede Annäherungs- oder Entfernungsbewegung der Last und der Abstützung, mit denen die Vorrichtung mittels der vorgesehenen Laschen verbunden ist und zwar einmal an der Spitze der Führungshülse 16, führt zu einer axialen Verschiebung des Gewindeteils in dem Körper, welche Verschiebung in eine Drehung der Schraubenspindel 1 umgesetzt wird, welche das Zahnrad 12 und damit auch den Rotor 93 über das Zahnrad 13 und die Welle 71 antreibt was eine wirbelfreie hydraulische Abbremsung bedeutet wobei das zähflüssige Fluid der zwischen dem rohrförmigen Abschnitt 97, der Hülse 98 und dem Behälter 94 gebildeten Räume sich den Relativ-Drehbewegungen

der Flächen, die einander benachbart sind und zwischen denen sich das Fluid befindet, nach einem gut bekannten Phänomen entgegenstellt.

Diese hydraulische Abbremsung kommt zur Abbremsung aufgrund der Trägheitskraft hinzu, und zwar aufgrund der Trägheitskraft der mechanischen Elemente, die die Vorrichtung bilden, wobei sie insbesondere die Umsetzung der Axialverschiebung in Drehung beeinflussen und wobei sie sich einer Annäherungsodei Entfernungsbewegung von Last und Abstützung entgegenstellen. Man bemerkt, daß die dauernde Verbindung zwischen dem Hydraulikbehälter 94 und dem Inneren des Körpers 5 gestattet, daß letztere die Funktion eines Ausdehnungs- und Sammelraumes für die Ausdehnungen des zähflüssigen Fluids haben, welche von Temperaturänderungen herrühren.

Darüberhinaus ist es vorteilhaft, im Inneren des Körpers 5 eine ausreichende Reserve des zähflüssigen Fluids vorzusehen, damit die mechanisch-hydraulische Vorrichtung in horizontaler Lage angeordnet werden kann, wobei der Behälter 94 nach unten gerichtet ist, wenn er sich in vertikaler Stellung befindet, und damit die Versorgung der Vorrichtung 92 zur wirbelfreien hydraulischen Abbremsung mit zähflüssigem Fluid dauernd optimal sichergestellt ist.

H) Wenn man die Vorrichtung in horizontaler Lage anordnen will, wobei der Behälter 94 nach unten gerichtet ist, dann benötigt man keinen Durchlaß 103 in der Basis 95 und muß auch keine besondere abdichtende Verbindung an der Welle 71 am Ausgang des Behälters 94 in Höhe des Kugellagers 100 zum Beispiel vorsehen.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims (19)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abbremsen einer Stößen und Schwingungen unterworfenen Last, mit einer Schrauben-Gewindeanordnung, deren eines EIement sich axial bezogen auf einen Körper zu verschieben in der Lage ist in welchem Körper das andere Element drehbar angeordnet ist, wobei Mittel zum Abbremsen des drehbaren Elementes vorgesehen sind, insbesondere zur hängenden ι ο Lagerung von Lasten, insbesonders Rohren, in Nuklearanlagen, Meßplattformen usw., dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Abbremsen des drehbaren Elementes (3,4) eine Einrichtung (17, 21 j ... 92) zur hydraulischen Abbremsung vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine drehbar in dem Körper angeordnete Element (1, 3) den Antrieb eines Umwandlers (17) eines abgeschlossenen Hydraulikkreises steuert, welcher einen geringen Inhalt hat und von dem Körper (5) getragen wird, wobei die Liefermenge des Wandlers mittels einer Vorrichtung (21) mit kalibrierter Öffnung reguliert wird und wobei die gesamte Bewegung desjenigen der Elemente der Schrauben-Gewindeanordnung (1, 3), welches durch eine axiale Verschiebung bewegt ist, durch das andere in eine Drehung versetzt wird, was eine hydraulische Abbremsung, welche zur Abbremsung aufgrund der Trägheit hinzukommt, auf das Niveau der Vorrichtung mit kalibrierter Öffnung (21) bewirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umwandler des Hydraulikkreises eine reversible Pumpe (17) ist, die Hydraulikfluid in Verbindung mit einem Behälter (22) für das Hydraulikfluid in die Vorrichtung (21) mit kalibrierter Öffnung fördert, die in Form eines reversiblen Steuerventiles (43) gebildet ist und deren Ausgang mit dem Eingang der Pumpe fest verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine drehbare Element der Schrauben-Gewindeanordnung eine Schraubenspindel (1) ist, die mittels Kugellager oder Wälzlager gelagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (17) direkt durch das drehbar in dem Körper (5) angeordnete Element (1, 3) angetrieben ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- so zeichnet, daß die Pumpe (17) von dem drehbar in dem Körper angeordneten Element (1, 3) unter Zwischenfügung wenigstens eines Paares von Kegelzahnrädern (12; 13) angetrieben ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, ">"> dadurch gekennzeichnet, daß das andere Element (1;

3) bezogen auf den Körper (5) sich in axialer Richtung zu verschieben in der Lage ist und auf sich gegenüberliegender Seiten von dem Körper mittels einer Gleitbahn (9,10) geführt ist. e>o

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Element, welches in axialer Richtung bezogen auf den Körper (5) sich zu verschieben in der Lage ist, auf sich gegenüberliegenden Seiten vom letzteren mittels f>5 einer Rolle (30) geführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch sjekenn/.eichnet.daß das andere F.lement (\:

3), welches bezogen auf den Körper (5) in axialer Richtung sich zu verschieben in der Lage ist, auf sich gegenüberliegenden Seiten von dem letzteren mittels eines Zirkels (54) geführt ist

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Schraubenspindel (1) in axialer Richtung bezogen auf den Körper (5) geführt ist und daß das als Gewindeteil (3) ausgebildete Element welches drehbar in dem Körper angeordnet ist fest mit einer innerhalb des Körpers sich drehenden Hülse (4) verbunden ist durch welche der Antrieb des Umwandlers (17) des Hydraulikkreises gesteuert wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und Z dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenspindel (1) drehbar in dem Körper angeordnet ist und daß das Gewindeteil (3), welches sich in axialer Richtung bezogen auf den Körper (5) zu verschieben in der Lage ist, fest mit einer Hülse (16) verbunden ist, durch deren Zwischenfügung die Führung bewirkt oder eine weitere Flügelpumpe angetrieben wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das reversible Steuerventil als symmetrisches Ventil, welches an jedem Ende eine Klappenplatte (43; 44) aufweist oder als Klappenventil (74) oder als ein statisches Ventil (77) in Form einer Venturidüse oder zusätzlich als Plattenventil (79; 80) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Anordnung, die von dem Umwandler und von der Vorrichtung mit kalibrierter Öffnung gebildet ist, durch eine drehbare Vorrichtung zur wirbelfreien hydraulischen Abbremsung ersetzt ist, gekennzeichnet durch einen Rotor (96), der wenigstens eine sich drehende Oberfläche aufweist, die mit einem geringen, von einem hydraulischen Fluid angefüllten Zwischenraum (107) gegenüber wenigstens einer festen Fläche angeordnet ist, derart, daß die gesamte Verschiebung desjenigen der Elemente der Schrauben-Gewindeanordnung, welches in axialer Richtung verschiebbar ist, durch das andere in eine Drehbewegung umgesetzt wird, die den Rotor antreibt wobei sich das hydraulische Fluid in bekannter Weise den Relativdrehbewegungen der Flächen entgegenstellt wodurch es ein hydraulisches Abbremsen erzeugt, welches zur Abbremsung aufgrund der Trägheit hinzukommt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (96) die Form einer zylindrischen Trommel besitzt der drehbar in einer in gleicher Weise zylindrischen Kammer (94) angeordnet ist, deren Wandungen fest mit dem Körper (5) der Vorrichtung verbunden sind, wobei die Strömung des hydraulischen Fluids zwischen der äußeren Seitenwandung der Trommel (97) und der inneren Seitenwandung der Kammer (94) erfolgt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Trommel (97) hohl ist und mit einem geringen Zwischenraum eine Hülse (98) umgibt, die fest mit den Wandungen der Kammer verbunden ist, derart, daß die Strömung des hydraulischen Fluids in gleicher Weise zwischen der seitlichen Innenfläche der Trommel und der seillichen Außenfläche der Hülse vorhanden ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Kümmer (94). in der die Trommel drehbar

angeordnet ist, einen hydraulischen Behälter bildet

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet daß die Durchgänge (103,104) eine dauernde Verbindung zwischen dem Behälter und dem Inneren des Körpers sichen-iellen, wobei sie dabei einen Ausdehnungsraum bilden, der die thermischen Ausdehnungen des hydraulischen Fluids ausgleicht

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (5) eine ausreichende Menge von hydraulischen Fluid zur Bildung einer Reserve zur Wiederversorgung enthält und dazu so gebaut ist daß die Vorrichtung in horizontaler Lage angeordnet werden kann, wobei der Behälter beispielsweise in Vertikalstellung nach unten gerich- is tet ist

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (96) von dem drehbar in dem Körper angeordneten Element (1; 3) durch Zwischenfügung wenigstens eines Paares von Kegelrändern (12,13) angetrieben ist.