DE3202244A1

DE3202244A1 - Vorrichtung zur gleichmaessigen geschwindigkeitsreduzierung einer bewegten masse von hoechstgeschwindigkeit bis zur geschwindigkeit null

Info

Publication number: DE3202244A1
Application number: DE19823202244
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: BERNARD HELGA
Current assignee: BERNARD HELGA
Priority date: 1982-01-25
Filing date: 1982-01-25
Publication date: 1983-07-28

Description

Vorrichtung zur g l e i c h m ä ß i g e n Geschwindig-
keitsreduzierung einer bewegten Masse von Höchstgeschwindigkeit bis zur Geschwindigkeit Null Die unter dem Namen 'tSto5dämpfer" bekannten Vorrichtungen arbeiten in aller Regel so, daß ei in einem Behälter eingeschlossenes Flüssigkeitsvolumen mittels eines Solbens durch eine Öffnwao gepreßt wird, deren Querschnitt von außen her verändert werden kann. Dabei wird die auf das Ende der Kolbenstange wirkende kinetische Energie in Wärme umgewandelt. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß das Widerstandsmoment zu Beginn des Dämpfvorganges sehr hoch ist und sich mit reduzierender Gescllwindigkeit laufend verringert. Dabei bleibt immer eine Restgeschwindigkeit übrig, weil der einmal eingestellte Querschnitt an der Durchlaßbohrung erhalten bleibt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Flüssigkeitsdruck innerhalb des Systems sehr starke Schwankungen aufweist.
Es sind andere Konstruktionen bekannt, bei denen die Flüssigkeit durch mehrere einstellbare Bohrungen gepreßt wird, die während des Dämpfvorgangs nach und nach verschlossen werden. Eine wirklich gleichmäßige Dämpfung ist aber auch damit nicht zu erreichen. Außerdem sind derartige Konstruktionen sehr kompliziert und dämpfen auch nicht bis zur Endgeschwindigkeit Null.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die die hier aufgeführten Nachteile vermeidet und einen sehr einfachen und robusten Aufbau aufweist. Sie wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 die Vorrichtung in Ausgangsstellung; Fig. 2 die Vorrichtung während des Dämpfvorgangs; Fig. 3 die Vorrichtung nach erfolgter Dämpfung und in einer Ausführung, bei der die Spiralfeder (9) durch eine pneumatische Einrichtung ersetzt ist.
Die wesentlichen Bestandteile der erfindungsmäßigen Vorrichtung sind: 1. ein aus einem Hydraulikrohr (1) hergestelltes Gehäuse, welches einseitig durch den Deckel (15) verschlossen ist; 2. eine in dieses EIydraulikrohr (1) eingesetzte Buchse (6), die gegenüber dem Hydraulikrohr (1) entsprechend der Zeichnung fixiert ist (Z.B. durch Verkleben). Die Buchse (6) trägt auf einer Seite ein einfaches Rückschlagventil (7), dessen Ausgang (17) durch die Nute (18) mit dem Hohlraum (16) verbunden ist. Ait der gegenüberliegenden Seite trägt die Buchse (6) eine genau zentrisch liegende Bohrung (12), deren Länge L der Länge entspricht, welche zur Dämpfung des Bewegungsvorgangs zur Verfügung steht; 3. eine Kolbenstange (4), auf dessen einem Ende ein sehr schlanker Konus (13) angebracht ist und dessen anderes Ende eine Anschlagkante (29) aufweist, welche bewirkt, daß die Kolbenstange (4) durch die Führungsbuchse (3) am Verlassen des Innenraums gehindert wird; 4. ein Ausgleichskolben (5), der durch die Dichtung (10) gegenüber dem Hydraulikröhr (1) und durch die Dichtung (11) gegenüber der Kolbenstange (4) dynamisch abgedichtet ist; 5. eine Führungsbuchse (3), die die zentrische Verbindung zwischen dem Hydraulikrohr (1) und der Kolbenstange (4) herstellt. Ein auf der äußeren Seite der Führungsbuchse(3) eingesetzter Abstreifring (8) verhindert das Eindringen von Schmutzteilen in den Hohlraum (19). Durch geeignete Wahl der Passung ist ein Gleiten der Kolbenstange (4) in der Führungsbuchse (3) und dem Ausgleichskolben (5) möglich; 6. eine Überwurfmutter (2), mit der die Führungsbuchse (3) mit dem Hydraulikrohr (1) verbunden ist; 7. eine Spiralfeder (9), welche zwischen der Führungsbuchse (3) und dem Ausgleichskolben (5) eingebaut ist.
Die Spiralfeder (9) schiebt den Ausgleichskolben (5) in Richtung auf den Hohlraum (16).
Als mögliche Befestigungselemente zeigt: Fig. 1 ein durchlaufendes Gewinde (22) am Außendurchmesser des Hydrauiikrohrs (1) und zwei Ringmuttern (23); Fig. 2 eine Klemmbefestigung (24); Fig. 3 zeigt eine Ausführung der Vorrichtung, bei der die Spiralf eder (9) durch Druckluft ersetzt wird.
Funktionsbeschreibung: Der Hohlraum (16), die Bohrung (12) und die Nute (18) sind vollständig mit einer Flüssigkeit (z.B. Hydraulik-Ö1) gefüllt und zwar so, daß die Spiralfeder (9) eine empirisch ermittelte Vorspannung aufweist. Die erfindungsmäßige Vorrichtung, im weiteren Verlauf der Beschreibung als "Stoßdampfer" bezeichnet, wird durch geeignete Konstruktionsteile (z.B. Flansche, Klemmbuchsen oder ähnliches) so angebracht, daß die Aufprallfläche (20) durch bewegte Massen (25), deren Bewegung reduziert werden soll, beaufschlagt werden kann.
Trifft eine bewegte Masse (25) in Richtung X auf die Aufprallfläche (20), so wird die Kolbenstange (i) in die Bohrung (12) hieingestoßen. Dabei schließt sich das Rückschlagventil (7), so daß die in der Bohrung (12) befindliche Flüssigkeit nur aus dem Ringspalt (21) entweichen kann. Beim weiteren Eindringen der Kolbenstange (4) in die Bohrung (12) verringert sich der Querschnitt des Ringspaltes (21) entsprechend der Konizität des Konus (15) kontinuierlich. Dadurch vergrößert sich der Strömungswiderstand im Ringspalt (21), während gleichzeitig die Eindringgeschwindigkeit der Kolbenstange (4) in die Bohrung (12) verringert wird.
Bei diesem Vorgang wird die auf die AufprallfGäche (20) wirkende kinetische Energie in Wärme umgewandelt, welche durch die Außenfläche des Hgdraulikrohres (1) oder des Deckels (15) bis zu einer bestimmten Belastung des Stoßdämpfers abgestrahlt wird. Bei zu starker Erwärmung muß eventuell eine zusätzliche Kühlung vorgenommen werden, deren praktische Ausführung nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Wenn die Kolbenstange (4) gemäß Fig. 3 bis zum Ende der Bohrung (12) in die Buchse (6) eingedrungen ist, ist der Ringspalt (21) so klein geworden, daß eine Flüssigkeitsbewegung in ihm praktisch nicht mehr möglich ist. In dieser Position ist die Geschwindigkeit der bewegten Masse (25) stufenlos und kontinuierlich auf Null reduzielt, Wird nun die Masse (25) entgegen der Richtung X zurückbewegt, so wird durch den im Hohlraum (16) und in Nute (18) anstehenden Überdruck, welcher durch die Spiralfeder (9) gemäß Fig. 1 und 2 oder pneumatischen oder hydraulischen Überdruck im Hohlraum (19) gemäß Fig. 3 über den Ausgleichskolben (5) erzeugt wird, das Rückschlagventil (7) geöffnet und die Kolbenstange (4) in ihre Position gemäß Fig. 1 zurückgeschoben. Damit ist die Ausgangsstellung des Stoßdämpfers wieder erreicht und ein neuer Dämpfungsvorgang kann beginnen.
Zur Druckentlastung des Hohlraums (19) ist in der Führungsbuchse (3) gemäß Fig. 1 und 2 eine Entlastungsbohrung (26) angebracht. Eine Auffüllung oder Nachfüllung des Flüssigkeitsvolumens kann durch die Bohrung (14) erfolgen, welche im Betriebszustand durch eine handelsübliche Verschlußschraube verschlossen ist.
Es kann bei Anwendung der erfindungsmäßigen Vorrichtung vorkommen, daß nach erfolgter Dämpfung ein Schub der Kolbenstange (4) entgegen der Richtung X unerwünscht ist.
In solchen Fällen kann die Anordnung gemäß Fig. 3 gewählt werden. Dabei tragen der Ausgleichskolben (5) und die Führungsbuchse (3) zusätzliche Dichtungen (28), und das Hydraulikrohr (1) wird mit einem Gewindestutzen (27) w ausgestattet. Das Zurückschieben der Kobenstange (4) in Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 wird dann dadurch erreicht, daß über den Gewindestutzen (27) im Hohlraum (19) ein pneumatischer oder hydraulischer Überdruck erzeugt wird. In diesem Fall darf die Entlastungsbohrung (26) nicht vorhanden sein.
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Claims

Patentansprüche: Vorrichtung zur gleichmäßigen Geschwindigkeitsreduzierung einer bewegten Masse von Höchstgeschwindigkeit bis zur Geschwindigkeit Null, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Hydraulikrohr (1), einseitig verschlossen durch einen Deckel (15), eine Buchse (6) befestigt ist, die eine zylindrische Bohrung (12) und ein Rückschlagventil (7) aufweist, weiches durch eine Nute (18) mit dem Hohlraum (16) verbunden ist, im gleichen Hydraulikrohr (1) ein beweglicher Ausgleichskolben (5) angebracht ist, der eine Bohrung für eine Kolbenstange (4) und Dichtungen (10,11) trägt, das dem Deckel (15) gegenüberliegende Rohrende durch eine Führungsbuchse (3) (z.B.

mittels einer Überwurfmutter (2)) verschlossen ist, im Hohlraum (19) eine Spiralfeder (9) angebracht ist, der Hohlraum (16), die Bohrung (12) und die Nute (18) vollständig von einer Flüssigkeit (z.B. Hydraulik-01) ausgefüllt sind, in den Bohrungen des Ausgleichskolbens (5) und der Führungsbuchse (3) eine Kolbenstange (4) gelagert ist, welche auf einer Seite einen Konus (13) und auf der anderen Seite eine Aufprallfläche (20) trägt, und daß die Kolbenstange (4) an der die Aufprallfläche (20) tragenden Seite eine Anschlagkante (29) aufweist, welche verhindert, daß die Kolbenstange (4) durch die Führungsbuchse (3) herausgleitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Hereinstoßen der Kolbenstange (4) in die Bohrung (12) ein sich kontinuierlich verkleinernder Ringspalt (21) entsteht, welcher der aus der Bohrung (12) durch den Konus (13) herausgepreßten Flüssigkeit einen sich laufeid erhöhenden Strömungswiderstand entgegensetzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Hohlraum (16), in der Bohrung (12) und in der Nute (18) befindliche Flüssigkeit durch die Spiralfeder (9) und den Ausgleichskolben (5) unter einem ständigen Überdruck gehalten wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zurückschieben der Kolbenstange (4) nach Entlastung der Aufprallfiäche (20) automatisch dadurch erfolgt, daß der im Hohlraum (16), in der Bohrung (12) und in der Nute (18) anstehende Flüssigkeitsüberdruck das Rücksch1.agventil (7) öffnet und die Kolbenstange (4) in die Ausgangsstellung gemäß Fig. 1 bewegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Deckel (15) mindestens eine Gewindebohrung (14) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Spiralfeder (9) gemäß Fig. 3 durch pneumatischen oder hydraulischen Druck ersetzt werden kann.