DE6800081U

DE6800081U - Stossdaempfer

Info

Publication number: DE6800081U
Application number: DE19686800081
Authority: DE
Original assignee: Orus A G
Current assignee: Orus A G
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1970-01-02

Description

Stoßdämpfer

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer, bei dem in einem Zylinder mit Dämpfungsflüssigkeit eine Kolbenstange axial verschiebbar angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende aus dem Zylinder herausgeführt und mit ihrem anderen Ende mit einem Kolben fest verbunden ist, der mit Öffnungen zum Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit von einer Seite des Kolbens auf die andere versehen ist.

Stoßdämpfer der vorgenannten Art sind bekannt und dienen vornehmlich zur Vernichtung der kinetischen Energie von mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegten Körpern verschiedener Art, die abgebremst werden sollen.

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Die Bremsung und Vernichtung der kinetischen Energie erfolgt hierbei durch die Dämpfungsflüssigkeit im Inneren des Zylinders, die bei Verschiebung der Kolbenstange und des Kolbens von einer Kolbenseite auf die andere durch die Durchtrittsöffnungen hindurchgepreßt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stoßdämpfer in Vorschlag zu bringen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß der für die Dämpfung wirksame Durchflußquerschnitt der Durchtrittsöffnungen sich in Abhängigkeit vom Hub und von der Geschwindigkeit der Kolbenstange ändert. Durch diese erfindungsgemäße hub- und geschwindigkeitsabhängige Dämpfungsregelung wird eine nahezu ideale Dämpfungscharakteristik erzielt, denn die Dämpfungswirkung ist sowohl am Hubende als auch bei großer Geschwindigkeit groß, was sehr erwünscht und vorteilhaft ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist für die hubabhängige Dämpfungsänderung mindestens eine Durchtrittsöffnung in dem Kolben vorgesehen, die zumindest während eines Teiles des Hubes einen stangenartig ausgebildeten Verdrängungskörper umgibt. Die Durchtrittsöffnung und/oder der Verdrängungskörper können hierbei einen sich in axialer Richtung ändernden Querschnitt haben.

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Es ist von Vorteil, wenn der stangenartige Verdrängungskörper konisch ausgebildet ist und die zugeordnete Durchtrittsöffnung im Kolben einen konstanten Durchflußquer schnitt hat.

Bevorzugt ist der Verdrängungskörper mit seinem einen Ende mit dem dem Kolbenstangenaustrittsende gegenüberliegenden Ende des Zylinders fest verbunden und konzentrisch zu dem Zylinder angeordnet, wobei die Kolbenstange hohl ausgebildet und mit der Kolbendurchtrittsöffnung für hubabhängige Dämpfungsänderung verbunden ist und den Verdrängungskörper zumindest während eines Teiles des Hubes umschließt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist für die geschwindigkeitsabhängige Dämpfungsänderung mindestens eine Durchtrittsöffnung mit federnden Ventilplatten oder einem anderen federbelasteten Ventil vorgesehen. Es ist zweckmäßig, zu beiden Kolbenseiten der Durchtrittsöffnung(en) für die geschwindigkeitsabhängige Dämpfungsänderung federnde Ventilplatten anzuordnen, die so ausgebildet sind, daß die Dämpfungswirkung beim Einfahren der Kolbenstange größer als beim Ausfahien ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Stoßdämpfers und anhand der beiliegenden Zeichnung ersichtlich, die

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einen Längsschnitt darstellt.

f Eine Kolbenstange 1 ist mit einem Kolben 2 fest verbunden, der in einem Zylinder 3 mit Dämpfungsflüssigkeit axial verschiebbar angeordnet ist. Konzentrisch zu dem Zylinder 3 ist ein weiterer Zylinder 4 angeordnet. In einem von den Zylindern 3 und 4 gebildeten Ringraum ist eine Gleitkolbendichtung axial verschieblich angeordnet, die den Ringraum in zwei Räume 6 und 7 aufteilt. In den Raum 7 ist ein Gas, vorzugsweise Luft, mit bestimmtem Druck eingefüllt, während der Raum 6 sowie der gesamte Innenraum des Zylinders mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist. Der Innenraum des Zylinders 3 steht mit dem Raum 6 des Ringspaltes durch eine Überströmöffnung V in Verbindung.

Der Kolben 2 ist mit mehreren Durchtritts öffnungen fü r die Dämpfungsflüssigkeit versehen. Die Durchtrittsöffnungen 8b sind für die geschwindigkeitsabhängige Dämpf ungs änderung vorgesehen und arbeiten mit federnden Ventilplatten 9b zusammen. Weiterhin sind für den Ausfahrhub Durchtrittsöffnungen 8a mit federnden Ventilplatten 9a vorgesehen. Der in der Zeichnung dargestellte Querschnitt des Kolbens 2 setzt sich aus zwei zu beiden Seiten der. Linie A-A liegenden Teilquer schnitten zusammen, die an sich einen Winkel von 90 bilden und der Einfachheit halber beide in der Zeichenebene dargestellt sind. Die Ventilplatten 9b weisen am Umfang Aussparungen und Öifnun-

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gen auf, die den Durchtrittsöffnungen 8a gegenüberliegen. Entsprechendes gilt für die Ventilplatten 9a und die Öffnungen 8b.

Die Ventüplatten 9a, 9b sind zusammen mit dom Durchflußquerschnitt der Durchtrittsöffnungen 8a, 8b so ausgebildet und ausgelegt, daß die Dämpfungs wirkung beim Einfahren der Kolbenstange 1 größer ist als beim Ausfahren.

Für die hubabhängige Dämpfungs änderung ist eine zentrale Durchflußöffnung vorgesehen, die von einer konzentrischen, axialen Bohrung 10 der Kolbenstange 1 gebildet wird. Die Bohrung 10 der Kolbenstange 1 arbeitet mit einem stangenartig ausgebildeten Verdrängungskörper 11 zusammen, der längs seiner axialen Erstreckung im Innenraum des Zylinders 3 ganz oder teilweise konisch ausgebildet ist. In der Kolbenstange 1 ist weiterhin eine Überströmöffnung 12 vorgesehen, durch die die Dämpfungsflüssigkeit durch den Ringspalt zwischen dem Verdrängungskörper 11 und der Bohrung 10 von einer Kolbenseite auf die andere hindurchtreten kann.

Die Ventüplatten 9a liegen gegen eine auf die Kolbenstange 1 aufgeschobene ringförmige Scheibe 13 an sowie mit ihrer anderen Seite gegen den Kolben 2. Gegen die andere Seite des Kolbens 2 werden die Ventüplatten 9a mittels einer auf die Kolbenstange 1 aufgeschraubten zylindrischen Hülse 14 ange-.drückt. ··■..··■''■'■

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Am rechten Ende sind die beiden Zylinder 3 und 4 mittels eines mit Dichtungen 14 versehenen Verschlußkörpers 15 verschlossen, mit dem der Verdrängungskörper 11 fest - z.B. durch eine Verschraubung - verbunden ist. In den Verschlußkörper 15 ist ein Körper 16 eingeschraubt, der als eine der beiden äußeren Befestigungsmittel des Stoßdämpfers dient. Der andere Befestigungspunkt - in der Zeichnung nicht dargestellt - ist am Austrittsende der Kolbenstange 1 angebracht, welches einen Verschlußstopfen 17 aufweist, durch den die Bohrung 10 verschlossen ist.

Die Kolbenstange 1 ist abgedichtet - Dichtungen 18 - durch einen Verschlußkörper 19 hindurchgeführt, der die beiden linken Enden der Zylinder 3 und 4 abschließt.

Die in der Zeichnung dargestellte und vorstehend beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers arbeitet wie folgt.

Wenn die Kolbenstange 1 durch einen abzubremsenden Körper mit bestimmter Geschwindigkeit und kinetischer Energie in den Innenraum des Zylinders eingedrückt wird, strömt die Dämpfungsflüssigkeit durch den Rin^i^lt zwischen dem Verdrängungskörper 11 und der Bohrung 10 sowie durch die Durchfiußöffnungen 8b von einer Kolbenseite auf die andere Koibenseke über. Aufgrund des Strömungswiderstandes der Dämpfangsflüssigkeit wird die Bewegung

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der Kolbenstange und somit des abzubremsenden Körpers gebremst. Diese Bremswirkung wird, je weiter die Kolbenstange 1 in den Zylinder 3 einfährt, umso größer, denn der wirksame Durchflußquerschnitt zwischen dem Verdrängungskörper 11 und der Bohrung 10 verkleinert sich aufgrund der konischen Ausbildung des Verdrängungskörpers 11 immer mehr, so daß eine hubabhängige Dämpfungsänderung erzielt wird, wobei die Dämpfungswirkung am Hubende am größten ist. Hierdurch wird erreicht, daß der abzubremsende Körper gegen das Hubende völlig zum Stillstand kommt und daß ein unerwünschtes Rückfedern desselben mit Sicherheit vermieden wird.

Aufgrund der Tatsache, daß der wirksame Durchflußquer schnitt der Durchtrittsöifnungen 8b von der Geschwindigkeit des abzubremsenden Körpers und somit der Kolbenstange abhängt, wird außer der hubabhängigen Dämp|ungsänderung auch eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfungs änderung erreicht. Bei großer Geschwindigkeit der einfahrenden Kolbenstange ist nämlich der gegen die federnden Ventilplatten 9b wirkende Staudruck größer als bei kleiner Einfahr geschwindigkeit, so daß sich dieselben stärker aufbiegen und einen größeren wirksamen Durchflußquerschnitt der Durchtrittsöffnungen 8b freigeben.

Das durch die einfahrende Kolbenstange verdrängte Volumen der Dämpfungsflüssigkeit irn Innenraum des Zylinders 3 strömt durch die Öffnung T in den

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Raum 6 zwischen den Zylindern 3 und 4 über und bewirkt eine Verschiebung nach rechts des Gleitkolbens 5 und somit eine Komprimierung des in dem Raum 7 eingeschlossenen Druckgases. Der Druck dieses Gases wird so niedrig gewählt, daß er ausreicht, um den Kolben 2 und die Kolbenstange 1 bei Entlastung der Kolbenstange von der abzubremsenden Masse wieder auszufahren, d.h. der Druck des Druckgases darf keinesfalls so hoch sein, daß eine Rückfederung der Kolbenstange 1 und der abzubremsenden Masse auftritt.

Während, wie vorstehend beschrieben, beim Einfahren der Kolbenstange 1 die Durchtritts öffnungen 8a durch die Ventilplatten 9a vollständig verschlossen sind, so daß die geschwindigkeitsabhängige Dämpfungsänderung allein von den Durchtrittsöffnungen 8b und den hiermit zusammenarbeitend^ federnden Ventilplatten 9b bewirkt wird, sind beim Ausfahren der Kolbenstange die Durchtrittsöffnungen 8b'durch die federnden Ventilplatten 9b vollständig verschlossen, während die federnden Ventilplatten 9a die Durchtrittsöffnungen 8a freigeben. Die Ventilplatten 9a sind wesentlich schwächer ausgebildet, als die Ventilplatte 9b, damit der Strömungswiderstand der Durchtrittsöffnungen 8a beim Ausfahren der Kolbenstange I aufgrund der Wirkung des Druck- · gases nicht so hoch ist.

Falls g ewünscht, kann in Abwandlung des Ausführungsbeispieles der stangen- I

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artige Verdrängungskörper 11 auch längs seiner gesamten axialen Erstrekkung im Innenraum des Zylinders 3 konisch ausgebildet sein. Weiterhin kann zur Erzielung einer anderen Dämplangs charakteristik der hubabhängigen Mengenregelung auch eine andere Formgebung des Querschnittsverlaufes des Verdrängungskörpers 11 gewählt werden. In gleicher Weise ist es auch möglich, den stangenartigen Verdrängungskörper 11 mit konstantem zylindrischem'Quer schnitt auszubilden, wobei sodann die Bohrung 10 einen in axialer Richtung nicht konstanten, z. B. konischen Querschnittsverlauf aufweist. Es kann auch daran gedacht werden, sowohl einen in axialer Richtung sich ändernden Querschnittsverlauf des atangenartigen Verdrängungskörpers 11 als auch der Bohrung 10 vorzusehen.

Ein erfindungsgemäßer Stoßdämpfer v/eist den großen Vorteil auf, 4^aß ^s0~ wohl eine hubabhängige als auch eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfungsänderung erzielt wird, wodurch sich eine nahezu ideale Dämpfungscharakteristik ergibt, denn einerseits wird eine hohe Geschwindigkeit - hohe kinetische Energie - stark gedämpft und andererseits ist auch am Hubende die Dämpfung groß, so daß ein Aufprallen und Rückprallen mit Sicherheit vermieden wird. Beides ist in gleicher Weise von Vorteil.

Ein erfindungsgemäßer Stoßdämpfer wird bevorzugt verwendet zur Stillstandbremsung von Schlitten - z. B. von Werkzeugmaschinen -, Kabel-

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wagen von Kranen u.dgl. Aufgrund der Tatsache, daß erfindungsgemäß in kürzester Zeit und ohne jeglichen Rückprall eine Stillstandbremsung raög-• lieh ist, kann die Arbeits- und Taktzeit des abzubremsenden Arbeitselementes wesentlich gesteigert werden. Eine v/eitere vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers betrifft dessen Anordnung als Puffer

P . von Eisenbahnwagen sowie bei Schleusenanlagen zum Abbremsen der in die

Schleuse einfahrenden Schiffe.

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Claims

anspräche

1. Stoßdämpfer, bei dern in einem Zylinder mit Dämpfungsflüssigkeit eine Kolbenstange axial verschiebbar angeordnet ist, die mit ihrem einen Ende aus dem Zylinder herausgeführt und mit ihrem anderen Ende mit einem Kolben fest verbunden ist, der mit Öffnungen zum Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit von einer Seite des Kolbens auf die andere versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Dämpfung wirksame Durchflußquerschnitt der Durchtrittsöffnungen sich in Abhängigkeit vom Hub und von der Geschwindigkeit der Kolbenstange (1) ändert.

2. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die hubabhängige Dämpfungsänderung mindestens eine Durchtrittsöffnung im Kolben (2) vorgesehen ist, die zumindest während eines Teiles des Hubes der Kolbenstange (1) einen stangenartig ausgebildeten Verdrängungskörper (11) umgibt und daß die Durchtrittsöffnung(en) und/oder der Verdrängungskörper (11) einen sich in axialer Richtung ändernden Querschnitt haben.

3. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die geschwindigkeitsabhängige Dämpfungsänderung mindestens eine Durchtrittsöffnung (8b) mit federnden Ventilplatten (9b) oder einem anderen federbelasteten Ventil vorgesehen ist.

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4. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stangenartige Verdrängungskörper (11) konisch ausgebildet ist und daß die zugeordnete Durchtrittsöffnung einen konstanten Durchflußquerschnitt

hat.

5. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem stangenartig ausgebildeten Verdrängungskörper (11) zugeordnete Durchtrittsöffnung von einer konzentrischen axialen Bohrung (10) der Kolbenstange (1) gebildet wird.

6. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (11) mit dem dem Kolbenstangenaustrittsende gegenüberliegenden Zylinderende fest verbunden und konzentrisch zu dem Zylinder (3) angeordnet ist -und eine axiale Länge von etwa der halben axialen Länge des Zylinders (3) hat.

7. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß' außer den -jurchtrittsöffnungen (8b) für die gesch'windigkeitsabhängige Dämpfungsänderung Durchtrittsöffnungen (8a) in dem Kolben (2) vorgesehen sind, denen federnde Ventilplatten (9a) zugeordnet sind und welche beim Ausfahren der Kolbenstange öffnen und einen geringeren Durchflußwiderstand als die Durchtrittsöffnungen (8b) und die federnden Ventilplatten (9b) haben.

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8. Stoßdämpfer gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch zu dem Zylinder (3) ein denselben umgebender äußerer Zylinder (4) vorgesehen ist und daß ein von den Zylindern (3 und 4) gebildeter Ringraum zum Teil mit Dämpfungsflüssigkeit und zum Teil mit Druckgas gefüllt ist, die voneinander durch einen Gleitkolben (5) getrennt sind.

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