DE3324165C2

DE3324165C2 -

Info

Publication number: DE3324165C2
Application number: DE3324165A
Authority: DE
Inventors: Rudi 4018 Langenfeld De Kirst
Original assignee: Ace Stossdaempfer 4018 Langenfeld De GmbH
Current assignee: Ace Stossdaempfer 4018 Langenfeld De GmbH
Priority date: 1983-07-05
Filing date: 1983-07-05
Publication date: 1989-07-13
Also published as: DE3324165A1; US4591031A

Description

Gattung

Die Erfindung betrifft einen beidseitig wirksamen hy draulischen Stoßdämpfer gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches.

Stand der Technik

Stoßdämpfer werden auf vielen technischen Gebieten einge setzt. Wohl die meisten Stoßdämpfer werden für Fahrzeuge verwendet, wobei sowohl ein- als auch beidseitig wirksame Stoßdämpfer zum Einsatz kommen. Diese Stoßdämpfer haben die Aufgabe, im Fahrbetrieb das Fahrzeug möglichst schwingungs frei zu halten.

Darüber hinaus sind Stoßdämpfer an Maschinen und Anlagen vorbekannt, die die Aufgabe haben, bewegliche Massen über einen vorgegebenen Weg möglichst erschütterungsfrei abzubremsen. Hierzu gehören Handlingsgeräte, Industrie roboter und dergleichen.

Da hier sehr große Aufnahmeleistungen auf kleinstem Raum untergebracht werden müssen, sind diese Stoßdämpfer in einen Hochdruckbereich vor dem Kolben und einen Nieder druckbereich außerhalb des Druckrohres unterteilt. Die gesamte Kolbenfläche kann hierbei wirksam eingesetzt werden, wobei die Dichtungen leichtgängig und druckentlastet sind. Allerdings sind diese Stoßdämpfer nicht dazu geeignet, in beiden Richtungen wirksam zu werden, so daß, um beweg liche Massen in beiden Richtungen abzubremsen, praktisch der doppelte Bauaufwand betrieben werden muß, der oftmals in Zuführeinrichtungen wie Handlingsgeräten und Industrie robotern nicht zur Verfügung steht.

Aus der Zeitschrift "Industrie-Anzeiger" Nr. 60 v. 28. 07. 82, 104, Jg., S. 35, ist ein einseitig wirksamer Stoßdämpfer mit einem Kolben vorbekannt.

Das DE-GM 82 34 698 betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches, der linear arbeitet und nur ein gemeinsames Druckrohr aufweist. Nachteilig ist, daß die Kolbenstangen nicht druckentlastet sind. Wegen vorgesehener Gasausgleichskammern und Hohlkolben kann die Konstruktion nicht kompakt gebaut werden. Ebenso sind keine Füllventile und Einrichtungen zur Füllung klein und kompakt herstellbar. Da die einfahrende Kolben stange im Volumen ausgeglichen werden muß, ist es das Bestreben, den Außendurchmesser der Kolbenstange so klein wie von der Knickwirkung noch vertretbar möglich auszuführen. Bei der Konstruktion nach dem DE-GM 82 34 698.4 fährt jedoch das Druckrohr in die Kolben und damit in die Kolbenstange ein. Infolgedessen müssen die Kolbenstangen im Durchmesser überdurchschnittlich groß gewählt werden. Dieses sehr große Volumen kann nicht mit geschlossenporigen Elastomeren als Ausgleichs element ausgeglichen werden, da sonst die Kolbenstangen um ein Vielfaches verlängert werden müßten, um Raum für das Ausgleichselement (Absorber) zu schaffen, was eine unsinnige Konstruktion bedeuten würde. Zwangsläufig muß bei der Konstruktion auf eine Gasfüllung zurückgegriffen werden, wodurch sich sehr viele Probleme ergeben wie allmählicher Druckabfall, Wiederauffüllung der Gaskammern, Temperaturabhängigkeit usw. Nicht nur die überdurch schnittlich großen Kolbenstangendichtungen oder Kolben dichtungen, sondern auch die zusätzlichen Dichtungen der Trennkolben müssen absolut leckfrei sein. Außerdem müssen die Trennkolbendichtungen einerseits gegen den Gasdruck und andererseits gegen den Öldruck absolut dicht sein. Bei Druckverlust in den Gasspeichern ist der Stoßdämpfer wirkungslos. Die Kolbenstangen oder Kolbendichtungen stehen ständig unter dem Druck der Gasvorspannung, welche recht hoch ist.

Aus dem DE-GM 18 30 658 ist eine äußere Schutzabdichtung des aus einem Zylinder herausragenden Schaftteiles eines hydraulischen Stoßdämpfers, vorzugsweise eines Lenkungs dämpfers, vorbekannt, wobei eine die Schaftbewegung mitmachende elastische Manschette mit auf dem Zylinder und dem Zylinderdeckel angeordneter Halterung vorgesehen ist, mit unter Spannung gegen den Außenumfang des Schaftes anliegender, im Querschnitt schlangenkopfförmiger Topfring abdichtung. Diese Topfringabdichtung liegt in jeder Bewegungslage des Schaftes gegen dessen Außenumfang mit Punkt- bzw. Linienberührung an. Der Manschetteninnenraum ist so weit mit einem Schmiermittel von zähflüssiger Konsistenz angefüllt, daß in der tiefsten Eintauchstellung des Schaftes dieser vom Schmiermittel voll abgedeckt ist. Die Manschettenhalterung erfolgt durch Einklemmung des verdickten Eindringens der Manschette zwischen Zylinder und Zylinderdeckel.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen beidseitig wirksamen hydraulischen Stoßdämpfer der im Oberbegriff des Patentanspruches vorausgesetzten Art so zu verbessern, daß der Stoßdämpfer wenige Einzelteile aufweist und kompakt baut.

Lösung

Ausgehend von einem beidseitig wirksamen hydraulischen Stoßdämpfer der im Oberbegriff des Patentanspruches vorausgesetzten Art wird diese Aufgabe durch die kennzeich nenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Einige Vorteile

Bei einem erfindungsgemäßen Stoßdämpfer arbeiten zwei Kolben koaxial zueinander in einem Gehäuse mit dem gleichen Druckrohr. Die beim Abbremsvorgang an sich auftretenden hohen Überdrücke im Druckrohr von z. B. etwa 400 bis 1200 bar können sich nicht schädlich auf die Kolben stangendichtungen auswirken, da diese praktisch von dem im Druckraum bzw. im Gehäuse herrschenden hohen Druckmitteldruck entlastbar sind. Dadurch treten auch keine thermischen Probleme an den Kolbenstangendichtungen auf, so daß diese lange ihre Funktion behalten. Besonders vorteilhaft ist es, daß ein Kolben und das Druckrohr einstückig, z. B. materialmäßig einstückig, verbunden sind, wobei der Kolben gemeinsam mit dem mit ihm einstückig verbundenen Druckrohr um ein begrenztes Maß axial relativ zu dem anderen Kolben beweglich ist.

Beim erfindungsgemäßen Stoßdämpfer sind keine Ausgleichs kammern, Hohlkolben, Füllventile oder Einrichtungen zur Füllung von Hohlräumen erforderlich. Da der Stoßdämpfer kompakt hergestellt werden kann, kann er z. B. als Rückstoß minderer für Handfeuerwaffen dienen.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen beidseitig wir kenden hydraulischen Stoßdämpfer und

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, das - wie aus Fig. 2 hervorgeht - im wesentlichen patronenför mig langgestreckt und an seiner äußeren Mantelfläche zy lindrisch ausgebildet sein kann. Das Gehäuse 1 ist im üb rigen rohrförmig gestaltet und weist an seinen Endberei chen je einen sich nach innen erstreckenden Kreisring vorsprung 2 bzw. 3 auf, der eine radiale 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 Gehäu ses 1 verlaufen. In diesen Bereich des Gehäuses 1 ist je weils ein Ausgleichs- oder Aufnahmeelement 4 bzw. 5 ange ordnet, das satt an der inneren Zylindermantelfläche des betreffenden Kreisringvorsprunges 2 bzw. 3 anliegt und die gleiche axiale Erstreckung wie dieser Kreisringvor sprung 2 bzw. 3 aufweist. Bei der dargestellten Ausfüh rungsform bestehen diese Ausgleichs- oder Aufnahmeele mente 4 und 5 aus einem elastischen Kunststoff und sind je weils als geschlossenporiger Schwamm ausgebildet.

Die Fig. 1 zeigt die Ausgangslage des Stoßdämpfers, in welcher der Stoßdämpfer noch nicht belastet worden ist.

Zwischen den beiden Ausgleichs- oder Aufnahmeelementen 4 und 5 erstreckt sich ein Druckrohr 6, das gleichmäßig über seinen Umfang verteilt drei Abflachungen 7, 8 und 9 aufweist, deren Wandungen parallel zur Längsachse des Ge häuses verlaufen (Fig. 2), während die verbliebenen Wandungsteile zwischen diesen Abflachungen 7, 8 und 9 Rest einer gemeinsamen Zylindermantelfläche darstellen, also von einem gemeinsamen Kreis umhüllt werden.

Des weiteren ergibt sich aus Fig. 1, daß im Bereich der Ausgleichs- oder Aufnahmeelemente 4 und 5 je eine Verbin dungsnut 10 bzw. 11 vorgesehen ist, die jeweils die im Endbereich des Druckrohres 6 befindlichen, durch die Ab flachungen 7, 8 und 9 gebildeten Hohlräume 12, 13 und 14 druckmittelleitend miteinander verbinden. Die Abflachun gen 7, 8 und 9 erstrecken sich über die gesamte axiale Länge des Druckrohres 6.

Das Druckrohr 6 weist 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 Figu ren lediglich eine Drosselöffnung mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist. Diese Drosselöffnung 15 verbindet einen im Inneren des Druckrohres 6 vorgesehenen zylindri schen Druckraum 16 mit einem der Hohlräume, zum Beispiel mit dem Hohlraum 12, über die Verbindungsnut 10 bzw. 11 auch mit den anderen Hohlräumen 13 und 14. Der Durchmes ser der Drosselöffnungen 15 ist so geringfügig bemessen, daß beim Durchströmen des Hydrauliköls durch diese Dros selöffnungen 15 der gewünschte Drosseleffekt auftritt. Es können auch mehr als eine Reihe solcher Drosselöffnungen 15 vorgesehen sein. Beispielsweise ist es möglich, mehr als einen Hohlraum 12 an den Druckraum 16 durch derartige Drosselöffnungen 15 unmittelbar anzuschließen.

Koaxial zum Druckrohr 6 ist eine Druckfeder 17 unter Vor spannung zwischen zwei Kolben 18 und 19 angeordnet, die die Tendenz hat, die Kolben 18 und 19 auseinanderzudrüc ken und in die aus Fig. 1 ersichtliche Ausgangsstellung zu bewegen, in der die Kolben 18 und 19 mit Verdickungen 20 bzw. 21 ihrer Kolbenstange 22 bzw. 23 gegen eine Ge häusefläche 24 bzw. 25 anliegen. In dieser Lage ist zwi schen jedem der Kolben 18 bzw. 19 noch ein axialer Spalt 26 bzw. 27 vorhanden. Zwischen den Verdickungen 20 und 21 und den Ausgleichs- oder Aufnahmeelementen 4 bzw. 5 be findet sich in dieser Ausgangsstellung ein radialer Spalt 28 bzw. 29.

Die Verdickungen 20 bzw. 21 sind in dem Bereich der Kol ben 18 bzw. 19 mit mindestens einem radialen Anschlußka nal 30 bzw. 31 versehen, die an den radialen Spalt 28 flüssigkeitsleitend angeschlossen sind bzw. in den offe nen Zylinderraum ausmünden. Mit jedem der radialen An schlußkanäle 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 dem Bezugszeichen 34 bzw. 35 bezeichnet ist. Die Ab sperrkörper 34 und 35 öffnen in Richtung auf den Druck raum 16 und sind im übrigen durch im einzelnen nicht dar gestellte Federelemente ständig im Schließsinne belastet. Man erkennt aus Fig. 1, daß die Absperrkörper 34 und 35 in besonderen Ventilkammern 36 bzw. 37 angeordnet sind.

Mit den Bezugszeichen 38 und 39 sind Kolbenstangendich tungen bezeichnet.

Der Kolben 18 ist materialmäßig einstückig mit dem Druck rohr 6 ausgebildet.

Die Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen, beidseitig wirksamen hydraulischen Stoßdämpfers ist wie folgt:

Angenommen, es wirke in Fig. 1 gegen die Kolbenstange 23 in Richtung X ein Impuls durch eine sich bewegende, abzu bremsende Masse.

Dann verdrängt der Kolben 19 das von ihm im Druckraum 16 des Druckrohres 6 befindliche Hydrauliköl über die Dros selöffnung 15 in den Hohlraum 12 und von dort über die Verbindungsnuten 10 und 11 auch zu den anderen Hohlräumen 13 und 14. Gleichzeitig strömt von hier aus das Hydrauliköl zu den anderen Ausgleichs- oder Aufnahmeelementen 4 bzw. 5 und preßt diese elastisch zusammen, wodurch diese das verdrängte Hydrauliköl volumenmäßig kompensieren.

Im weiteren Verlaufe der Bewegung in Richtung X über streicht der Kolben 19 nacheinander Drosselöffnungen 15, so daß sich die Anzahl der Verbindungswege aus dem Druck raum 16 zu den Hohlräumen 12, 13 und 14 und zu den Aus gleichs- oder Aufnahmeelementen 4 und 5 zunehmend verrin gert.

Durch das Verdrängen des Hydrauliköls durch die Drossel öffnungen 15 erwärmt sich dieses, wodurch die Energieum setzung erfolgt. Im weiteren Verlaufe wird die sich be wegende 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 anstehenden Hydraulikölmenge re lativ widerstandsarm in den Druckraum 16 einströmen läßt. Dabei dehnen sich auch die Ausgleichs- oder Aufnahmeele mente 4 und 5 wieder bis auf ihre Ausgangsgröße gemäß Fig. 1 aus.

Bezugszeichen

1 Gehäuse
2 Kreisringvorsprung
3 Kreisringvorsprung
4 Ausgleichs- oder Aufnahmeelement
5 Ausgleichs- oder Aufnahmeelement
6 Druckrohr
7 Abflachung
8 Abflachung
9 Abflachung
10 Verbindungsnut
11 Verbindungsnut
12 Hohlraum
13 Hohlraum
14 Hohlraum
15 Drosselöffnung
16 Druckraum
17 Druckfeder
18 Kolben
19 Kolben
20 Verdickung
21 Verdickung
22 Kolbenstange
23 Kolbenstange
24 Gehäusefläche
25 Gehäusefläche
26 axialer Spalt
27 axialer Spalt
28 radialer Spalt
29 radialer Spalt
30 radialer Anschlußkanal
31 radialer Anschlußkanal
32 Verbindungskanal
33 Verbindungskanal
34 Absperrkörper
35 Absperrkörper
36 Ventilkammer
37 Ventilkammer
38 Dichtung
39 Dichtung
X Bewegungsrichtung
Y Bewegungsrichtung

Claims

Beidseitig wirksamer hydraulischer Stoßdämpfer mit einem in einem Gehäuse angeordneten, mit Hy drauliköl 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 ange schlossen sind, mit endseitigen Kolbenstangendichtungen, wobei dem gemeinsamen Druckraum des Druckrohres je ein Kolben zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (z. B. 20) einstückig mit dem Druckrohr (6) verbunden ist.