DE3204358A1

DE3204358A1 - Vorrichtung zur endlagendaempfung der bewegung eines kolbens mit zugehoeriger kolbenstange und weiter komponenten in einem hydraulischen zylinder

Info

Publication number: DE3204358A1
Application number: DE19823204358
Authority: DE
Inventors: Inge 56700 Vaggeryd Blomqvist
Original assignee: VAGGERYDS MEK VERK
Current assignee: VAGGERYDS MEK VERK
Priority date: 1981-02-17
Filing date: 1982-02-09
Publication date: 1982-11-11
Also published as: FI820505L; GB2095753A; SE8101054L; NO820482L

Description

AB Vaggeryds Mekaniska Verkstad, S-560 12 VAGGERYD, Schweden

VORRICIITUN(; ZUR ENDLAGENDAMPFUNG DER Ij-IiWIi(UINC-ElNKt; KOLBENS MIT ZUGEHÖRIGER KOLBENSTANGE UND WEITERER KOMPONENTEN IN EINEM HYDRAULISCHEN ZYLINDER

Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegungsdämpfung eines Kolbens und damit zusammenhängender Teile in einem hydraulischen Zylinder im Bereiche der Kolbenendlagen.

Derartige Vorrichtungen sind vorbekannt z.B. durch SE-PS 347 046 und 416 157, welche zwei Konstruktionen beschreiben, wobei man versucht hat, eine zufriedenstellende Endlagendämpfung zu erzielen mittels einem am Kolben angeordneten zylindrischen Dämpfkörper, der in der Nähe der Endlagen mit gewissem Spielraum in einen die austretende Flüssigkeit drosselnden Kanal eindringt, in dem eine ringförmige Ausnehmung aufgenommen ist, welche mit axialem Spielraum einen ebenso ringförmigen Drosselkörper aufnimmt, der unter Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes, wenn der Kolben sich einer Endlage nähert, sich gegen die Seitenwandung der Ausnehmung legt, die am weitesten vom Kolben entfernt ist, und in dieser Lage eine zusätzliche Drosselung ausübt auf die Flüssigkeit, z.B. öl, und damit eine wachsende Verzögerung, der Kolbenbewegung bewirkt, was erwünscht ist zwecks Vermeiden von allzu grossen Beanspruchungen, die leicht entstehen, wenn der Kolben sich einer Endlage nähert.

Zwecks Erhalten eines gewünschten Verzögerungsverlaufes, der an die Arbeit des hydraulischen Zylinders angepasst ist, können gemäss der letzteren obengenannten Schrift axiale Nuten in der Mantelfläche des Dämpfkörpers aufgenommen werden, welche Nuten in Tiefe und/oder Breite variierbar sind. Diese Nuten bilden alsdann zusammen mit dem Drosselkörper Leckwandungen für die Flüssigkeit und bewirken somit eine

vom Kolbenabstand zur Endlage abhängige Drosselung des Flüssigkeitsausflusses von der Druckseite des Kolbens und damit eine angepasste Retardation.

Wenn der Kolben alsdann auf Grund geänderter Strömungsrich-

wendet

tung der Flüssigkeit/ so verlässt der Drosselkörper unmittelbar seine Anlage an obengenannter Seitenwandung, wobei die Flüssigkeit unmittelbar vollen Zutritt zur entsprechenden Kolbenseite während der gesamten kommenden Bewegung des Kolbens in diese neue Richtung erhält.

Gemäss der oben zuerst genannten Schrift wird zwar ebenso wie gemäss vorliegender Erfindung ein ringförmiger Drosselkörper mit nicht deformierbarem Querschnitt angewendet, aber ist dieser aufgeschlitzt und liegt mit gewissem elastischem Druck an einer der Seiten des Auslaufskanals an, wodurch besondere Kanäle in der Wandung vorzusehen sind, an welchen der Drosselkörper nicht anliegt. Die Aufschlitzung ist auch notwendig zum Einführen und Herausnehmen des Drosselkörpers in Bezug auf die Ausnehmung. Diese Vorrichtung ist somit recht kompliziert und teuer in Herstellung und Wartung.

Auch die Vorrichtung gemäss der eingangs zuletztgenannten Schrift dürfte mit wesentlichen Nachteilen beheftet sein. Hier wird ein ringförmiger Drosselkörper mit federndem Querschnitt angewendet, u.a. um in Bezug auf die Ausnehmung einführbar und herausnehmbar zu sein. Ferner ist der Drosselkörper mit über den Umfang verteilten Nuten versehen, durch welche die Flüssigkeit bei der Rückbewegung passiert. Diese Konstruktion erfordert grosse Präzision bei der Herstellung und der Drosselkörper ist relativ empfindlich und ist Verschleiss sehr ausgesetzt, was Lebenslänge und Funktion beeinflusst.

Auch sind Ausführungen vorbekannt mit in die Auslaufkanäle verlegten starren, verschiebbaren Dämpfkörpern, aber ist eine variable Drosselung zur Beeinflussung des Dämpfkörpers nicht vorhanden. Daher ist es hierbei auch kaum möglich,

ohne komplizierte Massnahmen den einmal eingestellten Drosselverlauf zu ändern-

Die Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung bestehen äiirin, dass der Drosselkörper einfach in einer Ausnehmung festgelegt werden kann mittels eines Sperr-rihgos odor einer inneren Seeger-Sicherung, die bei Bedarf entfernbar oder wieder anbringbar sind, und so besonders robust ausfürbar ist mit nicht deformierbarem Querschnitt und ohne Aufschlitzbedarf. Montage und Demontage, d.h. Austausch des Drosselkörpers, ist daher eine sehr einfache und schnelle Operation, was von grossem Vorteil ist, da gerade diese Drosselkörper in kurzer Zeit bei intensivem Betrieb stark verschlissen werden können, auch wenn dies nicht so schnell bei der Vorrichtung gemäss der Erfindung geschieht. Ferner ist die Herstellung der Ausnehmung gemäss dieser Erfindung besonders einfach, da diese eine sehr einfache Form besitzt.

Ks hat sich soini t ■ crf .indunqsqomüsK als besonders vot I c i 1 Im I I erwiesen, eine variable Drosselung zu erzielen, die erforderlich ist, wenn der Kolben sich den Endlagen nähert, durch die in einem Dämpfkörper gemäss Anspruch 1 aufgenommenen axialen Nuten. Diese Nuten können leicht angebracht und eventuell justiert werden, woneben der gesamte Dämpfkörper, wenigstens auf der einen Seite, bei Bedarf leicht austauschbar ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass hohe Druckbeanspruchungen entstehen an den Drosselstellen zwischen den Nuten und dem Dämpfkörper, wenn der Kolben im Endlagenbereich zu bremsen ist. Wenn der Dämpfkörper hierbei federnden Querschnitt besitzt, entsteht leicht eine elastische Deformation unkontrollierbaren Grades und damit ein erhöhter Verschlei.ss und ein Risiko der Materialausmattung sowie i-vonLucl I eine· Veränderung des DämpfVermögens. Eine formsteife Ausführung des Dämpfkörpers ist somit eine wichtige erfindungsgemässe Bedingung aus mehreren wichtigen Gründen, die nachstehend noch näher erläutert werden. Auch vermeidet die Erfindung besondere Ventile, wodurch ein Reinhalten der Flüssigkeit

erleichtert und Funktionssicherheit und Lebenddauer verlängert werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in den nachfolgenden Patentansprüchen im einzelnen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im Anschluss an ein nachstehend beschriebenes Ausführungsbeispiel näher erläutert unter Hinweis auf beigefügte Zeichnungen, die teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines hydraulischen Zylinders mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung in zwei verschiedenen Betriebslagen zeigen. Die Erfindung ist natürlich nicht nur auf das beschränkt, was aus diesem Ausführungsbeispiele hervorgeht, sondern weitere Alternativen sind von der Erfindung umfasst, so weit sie aus den Ansprüchen entnehmbar oder mit diesen äquivalent sind. In den Zeichnunqsfiguren wurden folgende Bezugs zelohen für folgende Teile verwendet:

1 Zylinderrohr

2 Kolbenstange

3 Zylinderrohrauge einschl. Stirnseite

4 Kolben

5 Kolbenstangenführung

6 Führungsscheibe

7 Dämpfteil

8 Drosselkörper

9 Drosselkörper

10 Dämpfhülse oder -körper

11 Kolbendichtung

12 Kolbenstangendichtung

13 Abstreicher

14 O-Ring

15 Stützring

16 O-Ring

17 Stützring

18 O-Ring

19 Spannstift

20 Nutenring oder Seeger-Sicherung

21 Nutenring oder Seeger-Sicherung

22 Gewindebolzen

23 Scheibe

24 Gelenklager

25 Sperr-Ring

26 Schmiernippel

27 Ausnehmung

28 Nut

29 Dämpfkörper

30 Dämpfnute

31 Dämpfnute

Die erfindungsgemässe Dämpfvorrichtung funktioniert auf

folgende Weise: Durch den Einlass A strömt hydraulische Flüssigkeit ein und bewirkt eine Bewegung des Kolbens 4 und damit zusammenhängender Komponenten in der Pfeilrichtung.

Sobald die Dämpfhülse 10 den Drosselkörper 8 erreicht, entsteht eine Drosselung des Hydraulfluidflusses. Die entstandene Druckdifferenz über die Drosselkörperseiten bewirkt, dass der Drosselkörper in Richtung des Pfeiles verschoben wird, bis er die dichtende Fläche des Dämpft cm Is erreicht, d.h. die in Richtung der Ausnehmung 27 dem Auslass B am nächsten gelegene Seitenwandung. Bei Erreichen dieser Lage muss die verbleibende Fluidmenge ausgepresst werden in die Spalte zwischen dem Drosselkörper 8 und der Dämpfhülse 10. Dies ergibt ein effektives Dämpfen (Retardation) der Bewegung. In der Hülse 10 können Nuten 30 vorgesehen sein, die z.B. derart ausgefräst sind, dass eine wachsende Drosselung entsteht, was ein weiches Einbremsen mit sich führt.

Wird alsdann die Strömungsrichtung des Hydraulfluids geändert und Druck entsteht vom Auslass B her, so wird die Kolbenstange entgegen der Pfeilrichtung beeinflusst. Wenn dies geschieht, wird der Drosselkörper 8 gegen den Nutenring verschoben und öffnet dabei den Weg für die Hydraulflüssigkeit. Der Drosselkörper 8 besitzt eine Anzahl z.B. gefräste Nuten 28, die der Hydraulflüssigkeit freie Passage geben unmittelbar wenn der Drosselkörper die dichtende Fläche des Teils 7 verlässt, d.h. die Fläche der Ausnehmung 27.

Im Prinzip funktioniert die Dämpfung auf der anderen Seite auf gleiche Weise.

Durch vorliegende Erfindung wird somit ein wesentlich weiter verbesserte Vorrichtung geschaffen, durch welche man ohne extra Ventile (überstrom- und Rückschlagventile) eine Endlagendämpfung erzielen kann, die auf Grund von

Ausführung und Plazierung des Dämpfkörpers und des Drosselkörpers wächst (die Retardation steigt), um bei den Endlagen maximal zu sein und wobei der Zylinder voll ei Druckkraft bereits vom Start in gedämpfter Lage besitzt. Es entsteht somit keine störende Drosselung der Hydraulflüssigkeit beim Start von gedämpfter Lage.

Leerseite

Claims

P A T E N T A N S P R 13 C H E

1 .) Vorrichtung zur Endlagendämpfung der Bewegung eines Kolbens (4) und zugehöriger Kolbenstange (2) und damit zusammenhängenden Komponenten in einem hydraulischen Zylinder, wobei ein im einen Kolbenendbereich gelegener und mit dem Kolben fest verbundener zylindrischer Dämpfkörper (10, 29) , der mit einer Anzahl auf dem Umfang angeordneten axialen Nuten (30, 31) versehen ist, deren Tiefe und/oder Breite in Richtung des Kolbens (4) abnimmt, während eines Dämpfverlaufs mit gewissem Spielraum in einen Auslaufkanal in einem Zylinderende oder in einem zu einem Zylinderende (5) benachbarten Teil eindringt, welcher Kanal einen Auslauf für die Druckflüssigkeit im Zylinderraum vor dem Kolben (4) bildet, und wobei in der dem Kolben zugewendeten öffnung des Auslaufkanals eine um den Dämpfkörper (10, 29) bei dessen Eindringen in den Kanal gehende Ausnehmung (27) in der Kanalwandung aufgenommen ist, in welche Ausnehmung ein ringförmiger Drosselkörper (8, 9) mit axialem Spiel eingesetzt ist, wobei der Dämpfkörper (10, 29) während des Dämpfverlaufes vorgesehen ist, durch den Drosselkörper (8, 9) zu gehen, wobei dieser zuerst von der Flüssigkeit gegen die Seitenwandung der Ausnehmung (27) gepresst wird, die vom Kolben (4) am weitesten entfernt ist, und dabei die Drosselung im Auslauf der Flüssigkeit im wesentlichen auf die öffnungen begrenzt, die zwischen dem Drosselkörper (8, 9) und den im Dämpfkörper (10, 29) angeordneten Nuten (30, 31) liegen, woneben der Drosselkörper (8, 9) vorgesehen ist, sich beim Kolbenrückgang in Richtung des offenen Teils der Ausnehmung (27) zu bewegen und dabei Flüssigkeit zur Passage in die andere Richtung zum Kolben frei zu geben, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, d a s s der ringförmige Drosselkörper (8, 9) mit nicht deformierbarem Querschnitt ausgeführt ist und eine Anzahl axial durchgehende Nuten (28) besitzt, die in der Nähe des äusseren Umfanges angeordnet sind, welche der Hydraulflüssigkeit freie Passage geben, und wobei in der Ausnohmunqswandunq (27)

nahe dem Kolben (4) eine Nut vorgesehen ist mit einem eingesetzten, entfernbaren Nutenring (20, 21), z.B. einer sogenannten Seeger-Sicherung, die den Drosselkörper (8, 9) hindert, die Ausnehmung (27) zu verlassen, und deren Innendurchmesser grosser ist als der kleinste Durchmesser der im Drosselkörper (8, 9) vorgesehenen Nuten (28), zum Ermöglichen einer freien Zufuhr von Fluid zum Kolben während dessen Rückgang und Herausnahme von bzw. Einsetzen in die Ausnehmung (27) des Drosselkörpers (8, 9) nach Entfernen des Nutenrinqes (20, 21).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfkörper im Bereich der einen Kolbenseite aus einer die Kolbenstange (2) umschliessenden Hülse (10) besteht, die vorzugsweise mit einem abgefasten Abschluss versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfkörper am anderen Kolbenende als ein zylindrischer Teil (29) der Kolbenstange (2) selbst ausgeführt ist, vorzugsweise mit abgefastem Abschluss.
4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Nutenring (20, 21) umschlossene öffnung den einzigen Weg der Flüssigkeit bei der Passage zu und vom Raum neben der einen Kolbenseite bildet, und dass diese öffnung in Serie liegt mit den im Drosselkörper (8, 9) aufgenommenen Nuten (28) neben den eventuell mit diesen Nuten parallelgeschalteten Nuten (30, 31), die im Dämpfkörper (10, 29) aufgenommen sind, wobei die erstgenannten Nuten (28) beim Rückgang des Kolbens (4) unmittelbar ermöglichen, dass Flüssigkeit volle Druckkraft auf den Kolben (4) ausübt, sobald der Dämpfkörper (8, 9) die Anlage an der Seitenwandung der Ausnehmung ((27) verlässt, die dem Ein- bzw. Auslass A bzw. B der Flüssigkeit zugewendet ist.