DE3324165A1 - Beidseitig wirksamer hydraulischer stossdaempfer - Google Patents
Beidseitig wirksamer hydraulischer stossdaempferInfo
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-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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Description
Patentanwalt Dip|.-|ng. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
Beidseitig wirksamer hydiratuiliscltoei· StoBdässpfer
Gattung
, Die Erfindung betrifft einen beidseitig wirksamen hydraulischen : Stoßdämpfer mit einem in einem Gehäuse angeordneten, ganz
; oder teilweise mit Hydrauliköl gefüllten Druckrohr und mit i j mehreren fest eingestellten oder einstellbaren Drosselöffnungen,
j die über die Länge des Druckrohres verteilt angeordnet und
ϊ einerseits an einen Druckraum des Druckrohres und andererseits
: an Hohlräumen des Gehäuses angeschlossen sind, mit endseitigen ί Kolbenstangendichtungen.
; Stand der Technik
' Stoßdämpfer werden auf vielen technischen Gebieten eingesetzt,
. Wohl die meisten Stoßdämpfer werden für Fahrzeuge verwendet, j wobei sowohl ein- als auch beidseitig wirksame Stoßdämpfer
\ zum Einsatz kommen. Diese Stoßdämpfer haben die Aufgabe,
j im Fahrbetrieb das Fahrzeug möglichst schwingungsfrei zu
■ halten.
Darüberhinaus sind Stoßdämpfer an Maschinen und Anlagen vorbekannt,
die die Aufgabe haben, bewegliche Massen über einen ; vorgegebenen Weg möglichst erschütterungsfrei abzubremsen.
BAD ORIGINAL COPY
Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
jHierzu gehören Handlinggeräte, Industrieroboter und dergleichen.
jDa hier sehr große Aufnahmeleistungen auf kleinstem Raum
'untergebracht Werden müssen, sind diese Stoßdämpfer in einen
Hochdruckbereich vor dem Kolben und einen Niederdruckbereich !außerhalb des Druckrohres unterteilt. Die gesamte Kolbenfläche
kann hierbei u/irksam eingesetzt vi/erden, wobei die Dichtungen
ileichtgängig und druckentlastet sind. Allerdings sind diese !stoßdämpfer nicht dazu geeignet, in beiden Richtungen wirksam
izu u/erden, so daß, um bewegliche Massen in beiden Richtungen iabzubremsen, praktisch der doppelte Bauaufwand betrieben
!U/erden muß, der oftmals in Zuführeinrichtungen wie Handlings-
!geräten und Industrierobotern nicht zur Verfugung steht. /
Aufgabe
■Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen beidseitig
!wirksamen hydraulischen Stoßdämpfer gemäß der vorausgesetzten Gattung dadurch zu verbessern, daß höchste Drücke möglich
• sind,' wobei trotzdem die Dichtungen der Kolbenstange völlig
,oder praktisch vollständig vom Hydraulikdruck entlastet sind.
,'Darüber hinaus soll die volle Kolbenfläche als Druckfläche
!wirksam sein. ■
Lösung
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
COPY
Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
- £r -- ST-
Eiimige Vorteile
Durch die Erfindung wird ein besonders für Zuführeinrichtungen
geeigneter, beidseitig wirksamer hydraulischer Stoßdämpfer vorgeschlagen, der nicht nur die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe vollständig löst, sondern darüber hinaus den Vorteil
! bietet, sehr kompakt zu bauen. Bei dem erfindungsgemäßen
hydraulischen Stoßdämpfer arbeiten zwei Kolben koaxial zueinander j in einem Gehäuse mit. dem gleichen Druckrohr. Die beim Abbremsj
Vorgang an sich auftretenden hohen Überdrücke im Druckrohr von z. B. etwa 400 bis 1.200. bar können sich nicht schädlich
auf die Kolbenstangendichtungen auswirken, da diese praktisch
j von den im Druckraum bzw. im Gehäuse herrschenden hohen Druck-
mitteldruck entlastet sind. Dadurch treten auch keine thermischen
Probleme an den Kolbenstangendichtungen auf, so daß diese
• lange ihre Funktion beibehalten.
I ι
Bei Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 ergibt sich ein hydraulischer Stoßdämpfer, der besonders wenige Einzelteile
aufweist, da hierbei Druckrohr und Kolben einstückig, z. B. materialmäßig einstückig, verbunden sein"können.
Bei der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 3 weisen die
j Kolbenstangen jeweils vor dem Kolben Verdickungen auf, deren ! wirksame Fläche vom Innendruck beaufschlagt wird und damit
sich gegen den Innendruck abstützen können.
COPY
Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gnelsenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
- y-
In Patentanspruch 4 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform
beschrieben, bei u/elcher endseitig, z. B. zwischen Druckrohr und Gehäuse je mindestens ein Ausgleichs- oder
Aufnahmeelement zum Aufnehmen des verdrängten Hydrauliköls
angeordnet ist.
GemäG Patentanspruch 5 kann es sich bei einem derartigen
Ausgleichs- oder Aufnahmeelement■um einen geschlossenporigen
Schwamm aus einem geeigneten Werkstoff, insbesondere einem gegen die Medien, mit dem er in Berührung kommt, beständigen
Kunststoff handeln, der das erforderliche Maß an Flexibilität
und Elastizität aufweist und auch ein ausreichendes Maß an Rückstellvermögen und Formstabilität besitzt.
Gemäß Patentanspruch 6 ist es aber auch möglich, statt eines derartigen Schwammes endseitig an den Raum oder an die Räume,
in den bzw. in die das von dem jeweiligen Kolben verdrängte Hydrauliköl gelangt, anschließbaren Speicher, z. B. einen
Blasenspeicher, vorzusehen.
In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen beidseitig wirkenden
hydraulischen Stoßdämpfer;
Fig. 2 einen Teillängsschnitt durch eine weitere Ausführungsform (ohne Gehäuse), und
i Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der.Fig.
1 oder der Fig. 2, mit Gehäuse.
Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer.Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
Mit dem Bezugszeichen 1 ist bei der Ausführungsform nach
Fig. 1 ein Gehäuse bezeichnet, das - wie Fig. 3 veranschaulicht auch bei der Fig. 2 wie bei Fig. 1 ausgebildet, d. h. im
wesentlichen patronenförmig langgestreckt und an seiner äußeren
Mantelfläche zylindrisch ausgebildet sein kann. Das Gehäuse ist im übrigen rohrförmig gestaltet und v/eist an seihen Endbereichen
je einen sich nach innen erstreckenden Kreisringvorsprung 2 bzw. 3 auf, der eine axiale Erstreckung hat, wobei die
dem Innern des Gehäuses 1 zugekehrten Wandungen dieser Kreisringvorsprünge
2 und 3 ebenfalls zylindrisch ausgebildet sind, also parallel zur Längsachse des Gehäuses 1 verlaufen-.
In diesem Bereich des Gehäuses 1 ist jeweils ein Ausgleichs- > oder Aufnahmeelement 4 bzw. 5 angeordnet, das satt an der
inneren Zylindermantelfläche des betreffenden Kreisringvorsprunges
2 bzw. 3 anliegt und die gleiche axiale Länge wie dieser Kreisringvorsprung 2 bzw. 3 aufweist. Bei den dargestellten
Ausführungsformen bestehen diese Ausgleichs- oder
Aufnahmeelemente 4 und 5 aus einem elastischen Kunststoff und sind jeweils als geschlossenporiger Schwamm ausgebildet.
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils die Ausgangslage des Stoßdämpfers,
in welcher der Stoßdämpfer noch nicht belastet worden ist.
j Zwischen den beiden Ausgleichs- oder Aufnahmeelementen 4
; und 5 erstreckt sich ein Druckrohr 6, das bei den dargestellten
j Ausführungsformen gleichmäßig über seinen Umfang verteilt
J drei Abflachungen 7, 8 und 9 aufweist, deren Wandungen parallel zur Längsachse des Gehäuses 1 verlaufen, während die verbliebenen
Wandungsteile zwischen diesen Abflachungen 7, 8 und 9 Reste einer gemeinsamen Zylindermantelfläche darstellen,
3324135-
Patentanwalt D!p|.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
also won einem gemeinsamen Kreis umhüllt werden.
Des weiteren ergibt sich aus Fig. 1, daß im Bereich der Aus- '.
gleichs- oder Aufnahmeelemente 4 und 5 je eine Verbindungsnut
10 bzw. 11 vorgesehen ist, die jeweils die im Endbereich des Druckrohres 6 befindlichen, durch die Abflachung 7, 8
und 9 gebildeten Hohlräume 12, 13 und 14 druckmittelleitend j miteinander verbinden. Die Abflachungen 7, 8 und 9 erstrecken
sich über die gesamte axiale Länge des Druckrohres 6.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist das Druckrohr 6 durch
die durch die Kreisringvorsprünge 2 und 3 gebildeten Ringschultern axial arretiert. Hierzu kann das eine Ende des
Gehäuses 1 z. B. abschraubbar ausgebildet sein, um die Innenteile montieren zu können.
Das Druckrohr 6 ueist zumindest einseitig mehrere mit ihren
Längsachsen parallel zueinander verlaufende und in axialer Richtung des Druckrohres 6 mit Abstand zueinander angeordnete
Drosselöffnungen auf, von denen in den Figuren lediglich
eine Drosselöffnunq mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist.
Diese Drosselöffnungen 15 verbinden einen im Innern des Druckrohres
6 vorgesehenen zylindrischen Druckraum 16 mit einem der Hohlräume,'ζ. B. mit dem Hohlraum 12, und über die Verbindungsnut
10 bzw. 11 auch mit den anderen Hohlräumen 13 und 14. Der Durchmesser der Drosselöffnungen 15 ist so gering
bemessen, daß beim Durchströmen des Hydrauliköls durch diese Drosselöffnungen der gewünschte Drosseleffekt auftritt. Es
können auch mehr als eine Reihe solcher Drosselöffnungen
vorgesehen sein. Beispielsweise ist es möglich, mehr als einen Hohlraum 12 an den Druckraum 13 durch derartige Drosselöffnungen
15 unmittelbar anzuschließen.
BAD ORIGINAL COPY
ORIGINAL INSPECTED
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3324
Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
- Jrfl -
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist koaxial zum Druckrohr
6 eine Druckfeder 17 unter Vorspannung zwischen zwei Kolben 18 und 19 angeordnet, die also die Tendenz hat, die Kolben
18 und 19 auseinanderzudrücken und in die aus Fig. 1 ersichtliche Ausgangsstellung zu bewegen, in der die Kolben 18 und 19
mit Verdickungen 20 bzw. 21 ihrer Kolbenstangen 22 bzw.
gegen eine Gehäusefläche 24 bzw. 25 anliegen. In dieser Lage
ist zwischen jedem der Kolben 18 bzw. 19 noch ein axialer Spalt 26 bzw. 27 vorhanden. Auch zwischen den Verdickungen
20 und 21 und den Ausgleichs- oder Aufnahmeelementen 4 bzw.
ist in dieser Ausgangsstellung ein radialer Spalt 28 bzw.
Die Verdickungen 20 bzw. 21 sind im Bereich der Kolben 18 bzw. 19 mit mindestens einem radialen Anschlußkanal 30 bzw.
31 versehen, die jeweils an den radialen Spalt 28 bzw. 29 flüssigkeitsleitend angeschlossen sind. Mit jedem der radialen
Anschlußkanäle 30 bzw. 31 steht ein Verbindungskanal 32 bzw. 33 in flüssigkeitsleitender Verbindung. Jeder der Verbindungskanäle 32 und 33 mündet in einen Ventilsitz für ein Rückschlagventil
aus, dessen Absperrkörper mit den Bezugszeichen 34
bzw. 35 bezeichnet ist. Die Absperrkörper 34 und 35 öffnen
in Richtung auf den Druckraum 16· und sind im übrigen durch im einzelnen nicht dargestellte Federelemente im Schließsinne
ständig belastet. Man erkennt aus den Figuren 1 und 2, daß
die Absperrkörper 34 und 35 in besonderen Ventilkammern 7>6 bzw. 37 angeordnet sind.
Mit den Bezugszeichen 38 bzw. 39 sind Kalbenstangendichtungen bezeichnet (Fig. 1).
ORIGINAL INSPECTED COPY BAD ORIGINAL
Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer Gnelsenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
3324185
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der j
gemäß Fig. 1 dadurch, daß bei dieser der Kolben 18 materialmäßig I
einstückig mit dem Druckrohr 6 ausgebildet ist. Ansonsten \
wurden für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen j
wie bei der .Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet. j
Die Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen, beidseitig wirksamen
hydraulischen Stoßdämpfers ist wie folgt: j
hydraulischen Stoßdämpfers ist wie folgt: j
Angenommen, es wirke in Fig. 1 gegen die Kolbenstange 23 j in Richtung X ein Impuls durch eine sich bewegende, abzu- j
bremsende Masse, |
Dann verdrängt der Kolben 19 das vor ihm im Druckraum 16 ·[ des Druckrohres 6 befindliche Hydrauliköl über die Drosselöffnungen
15 in den Hohlraum 12 und von dort über die Ver- S bindungsnuten 10 und 11 auch zu den anderen Hohlräumen 13 i
und 14. Gleichzeitig strömt von hier aus das Hydrauliköl j zu den Ausgleichs- oder Aufnahmeelementen 4 bzw. 5 und preßt !
diese elastisch zusammen, wodurch diese das verdrängte \ Hydrauliköl volumenmäßig kompensieren. Da die Stirnfläche . ]
des Druckrohres 6 nicht dicht an den Ausgleichs- oder Auf- " nahmeelementen 4 und 5 anliegt, strömt auch verdrängtes j
Hydrauliköl jeweils hinter die Kolben 18 bzw. 19. I
COPY
Patentanwalt Dipl.-|ng. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6
3324155
Im u/eiteren Verlaufe der Bewegung in Richtung X überstreicht
der Kolben 19 nacheinander Drosselöffnungen 15, so daß sich
die Anzahl der Verbindungswege aus dem Druckraum 16 zu den Hohlräumen 12, 13 und 14 und zu den Ausgleichs- oder Aufnahmeelementen
4 und 5 zunehmend verringert.
Durch das Verdrängen des Hydrauliköls durch die Drosselöffnungen i;
15 erwärmt sich dieses, wodurch die Energieumsetzung erfolgt. Im weiteren Verlaufe wird die sich bewegende Masse allmählich \
bis zum Stillstand abgebremst.
Soll der Kolben 19 in seine Ausgangslage zurückbewegt werden,
so ist dies problemlos möglich, da sich bei einer Bewegung in Richtung Y der Absperrkörper 35 öffnet und die hinter \
dem Kolben 19 anstehende Hydraulikölmenge relativ widerstandsarm in den Druckraum 16 einströmen läßt. Dabei dehnen sich auch
die Ausgleichs- oder Aufnahmeelemente 4 und 5 wieder bis j auf ihre Ausgangsgröße gemäß Fig. 1 aus. \
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Bewegungsablauf j
prinzipiell der gleiche wie er zuvor im Zusammenhang mit J
der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben wurde, da sich j
auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 der Kolben 18 mit j
dem Druckrohr 6 relativ zu dem Kolben 19 bewegen läßt. Auch die Anordnung der übrigen Teile, insbesondere des Gohäuses
1 und der Ausgleichs- oder Aufnahmeelemente 4 und 5 ist der
gleiche wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1.
Die in der Zusammenfassung, in der Beschreibung und in don
Patentansprüchen beschriebenen sowie in der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen
Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich
sein. . -3
COPY
Patentanwalt Dipl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen
ezuiigszeichenliste
1 Gehäuse
2 Kreisringvorsprung
3 "
I 4 Ausgleichs- oder Aufnahmeelement
5 »
; 6 Druckrohr
' 7 Abflachung , 8
i 9 "
10 Verbindungsnut
1 11 "
12 Hohlraum : 13 "
15 Drosselöffnung
, 16 Druckraum
17 . Druckfeder
■ 18 Kolben
19 "
ι 20 Verdickung
21 "
22 Kolbenstange
23 "
, 24 Gehäusefläche !25 "
33241S5
Patentanwalt Dipl.-lng. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 X
axialer Spalt Il
radialer Spalt It
radialer AnschluQkanal Il
Verbindungskanal Il
Absperrkörper Il
Ventilkammer Il
Dichtung Il
Bewegungsrichtung Il
3324T65
Patentanwalt Dipl.-ing. R. Bayer Gnslsenaustraßa 1 D-4030 Ratlngsn 6
DE-OS | 29 | 37 | 242 |
DE-OS | 29 | 32 | 553 |
DE-OS | 29 | 25 | 948 |
DE-OS | 29- | 18 | 644 |
DE-PS | 23 | 22 | 816 |
DE-PS | 21 | 05 | 422 |
DE-PS | 1 | 256 | 485 |
DE-GM | 79 | 24 | 834 |
US-PS | 4 | 076 | 225 |
US-PS | 3 | 478 | 846 |
US-PS | 3 | 510 | 117 |
US-PS | 3 | 163 | 168 |
GB-PS | 1 | 100 | 089 |
Claims (1)
- Patentanwalt DipI.-lng-R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 6PatentansprucI.). Beidseitig wirksamer hydraulischer Stoßdämpfer mit einem in einem Gehäuse angeordneten, ganz oder teilweise mit Hydrauliköl gefüllten Druckrohr und mit mehreren fest eingestellten oder einstellbaren Drosselöffnungen, die über die Länge des Druckrohres verteilt angeordnet und einerseits an einen Druckraum des Druckrohres und andererseits an Hohlräumen des Gehäuses angeschlossen sind, mit endseitigen Kolbenstangendichtungen, «dadurch gekennzeichnet, daß dem gemeinsamen Druckraum (16) des Druckrohres (6) je ein Kolben (18 bzw. 19) zugeordnet ist und die Kolbenstangendichtungen (38 bzw. 39) vollständig oder nahezu vollständig vom Druckmitteldruck entlastet sind.Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gelkennzeichnet, daß einer der Kolben (z. B. 20) einstückig mit dem _ Druckrohr (6) verbunden und gemeinsam mit diesem um ein begrenztes Maß axial relativ zu dem anderen Kolben (19) beweglich ist.Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen (22 bzw. 23) jeweils vor dem Kolben (18 bzw. 19) Verdickungen (20 bzw. 21) aufweisen, welche als Abstützung gegen den Innendruck im Druck-rohr (*6) dienen.COPYPatentanwalt Dlpl.-Ing. R. Beyer Gneisenaustraße 1 D-4030 Ratingen 64. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dia durch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verdickungen (20, 21) je mindestens ein Ausgleichs- oder ein Aufnahmeelement (4 bzw. 5) zur Kompensierung mindestens eines beim Abbremsvorgang verdrängten Volumenteils des Hydrauliköls angeordnet ist.5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß jedes Ausgleichs- oder Aufnahmeelement (4 bzw. 5) als geschlossenporicjer, elastischer Schwamm ausgebildet ist.6. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß jedes Ausgleichs- oder Aufnahmeelement (4 bzw. 5) als Speicher, insbesondere als Blasenspeicher, zur Aufnahme mindestens eines Teils des beim Abbremsvorgang verdrängten Hydrauliköls ausgebildet ist.
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ID=6203178
Family Applications (1)
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DE3324165A Granted DE3324165A1 (de) | 1983-07-05 | 1983-07-05 | Beidseitig wirksamer hydraulischer stossdaempfer |
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