DE2424975C3 - Hydraulikzylinder mit Endlagendämpfung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydraulikzylinder mit Endlagendämpfung durch Drosselstrecken in Gestalt von Führungen im Zylinderkopf und Zylindeiboaen, die mit an den Kolben angrenzenden, angepaßten Kolbenstangenabschnitten zusammenwirken, wobei die Führungen zum Zylinderinnenraum hin trichterförmig aufgeweitet sind und die, im in die Führungen eingefahrenen Zustand einen Ringspalt belassenen Kolbenstangenabschnitte jeweils mit einem, in eine Ringnut eingefügten, den Ringspalt überdeckenden Ring versehen sind.

Bei Kolbengeschwindigkeiien über 0,1 m/sec. ist eine Abbremsung des Kolbens beim Übergang in die Endlage erforderlich, um ein zu hartes Auflaufen des Kolbens auf Kopf bzw. Boden des Zylinders zu vermeiden.

Die erforderliche Abbremsung des Kolbens wird unter anderem durch Bestandteil solcher Hydraulikzylinder bildende Drosselstrecken in Gestalt von mit an den Kolben angrenzenden, gegebenenfalls mit Hilfe von Buchsen angepaßten Kolbenstangenabschnitten zusammenwirkenden Führungen im Zylinderkopf und -boden bewirkt, deren Abmessungen so aufeinander abgestimmt sind, daß ein Drosselspalt zwischen den korrespondierenden Teilen verbleibt. Die Breite des Drosselspaltes muß hierbei, wenn eine wirksame Dämpfung erzielt werden soll, in der Größenordnung von μ liegen. Das erfordert nicht nur große Maßhaltigkeit der die Dämpfung bewirkenden Teile, sondern sämtlicher Bauteile des Hydraulikzylinders, da bereits geringste Abweichungen vo\) der winkelrechten Lage der Bauteile zueinander zu die Dämpfung beeinträchtigenden bzw. aufhebenden Beschädigungen im Dämpfungsbereich, etwa durch Fressen, führen. Die hohen Anforderungen an die Maßhaltigkeit lassen sich schlecht und nur mit hohem Aufwand erfüllen.

Ein Hydraulikzylinder der eingangs umrissenen Art, wird in den Unterlagen zu dem DE-GM 17 76 283 beschrieben. Bei der vorbekanntea Konstruktion mit einer zylindrischen Drosselstrecke, mit der ein angepaßter Kolbenstangenabschnitt mit in einer Ringnut radial beweglich gelagertem Ring, den Ringraum zwischen angepaßtem Kolbenstangenabschnitt und Drosselstrekke überdeckend zusammenwirkt, ist eine Beeinflussung der Dämpfungscharakteristik praktisch nicht möglich, insbesondere nicht im Sinne einer Zunahme der Dämpfung mit zunehmender Annäherung des Kolbens an die Endlage.

Eine sich verjüngende Drosselstrecke ist aus der FR-PS 15 27 463 bekannt, jedoch nicht in Verbindung

'5 mit Drosselkörpern, wie sie Gegenstand der Erfindung sind. Die Abnahme des Querschnittes der Drosselstrekke ist dabei stufenweise vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Dämpfungsproblem einfacher und damit insbesondere auch wirtschaftlicher zu lösen.

Erfindungsgemäß wird nunmehr bei einem gattungsgemäßen Hydraulikzylinder der im entlasteten Zustand begrenzt auffedernde Ring mit einem die Drossel bildenden Schlitz versehen.

Beim Einfahren der mit den Federringen versehenen Kolbenstangenabschnitte in die jeweilige Drosselstrekke wird der Ringspalt zwischen Kolbenstangenabschnitt und korrespondierender Führung im Kopf bzw. Boden des Zylinders unter Belassung eines Schlitzes vom zusammengepreßten Ring überdeckt, so daß das Druckmittel nur noch durch den verbleibenden Schlitz im Ring entweichen kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des dem mit der Drosselstrecke korrespondierenden Kolben-Stangenabschnitt zugeordneten Ringes, wobei der Schlitz die eigentliche Drossel bildet, wird es in einfachster Weise möglich, allein durch Wahl der Schlitzbreite die gewünschte Drosselcharakteristik einzustellen. Allein schon durch die Schlitzung der Ringe -.vird darüber hinaus Beschädigungen der Drosselstrecke durch Fressen entgegengewirkt.

Einer bevorzugten Ausführungsform gemäß ist vorgesehen, daß die die Drosselstrecker, bildenden Führungen sich bis zu ihrem Grind hin stetig verjüngen, woraus durch die beim Einfahren des Kolbenstangenabschnitts in die Drosselstrecke zunehmende Reduzierung der Breite des Ringschlitzes eine stetig zunehmende Dämpfung resultiert.
Die Tiefe der den Ring aufnehmenden Nut im Kolbenstangenabschnitt ist zweckmäßigerweise so bemessen, daß eine Verlagerung des Ringes bei in die Drosselstrecke eingefahrenem Kolbenstangenabschnitt senkrecht zur Zylinderachse möglich ist, ohne daß der Ring über den Umfang des Kolbenstangenabschnitts außer Eingriff der Nut kommt. Die Beweglichkeit des Ringes gegenüber der die Drosselstrecke bildenden Führung in Verbindung mit der begrenzten Höhe des Ringes und der daraus resultierenden schmalen Anlagefläche vermeidet mit Sicherheit Beschädigungen an den Führungsflächen der Drosselstrecken und Kolbenstangenabschnitte.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die den Kolbenstangenabschnitten zugeordneten Ringe parallel zu ihrer Mittelebene beidseitig abgeflacht und an der

⁶S Außenseite konvex gewölbt. Dadurch wird ein Umströmen der Ringe mit Sicherheit unterbunden.

Die Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Lösung erstreckt sich auch auf Zylinder mit einer durchgehen-

den Kolbenstange.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. la eine Ausführungsform des neuen Hydraulikzylinders im Längsschnitt, mit dem Kolben in Mittenlage.

F i g. Ib den einen Bestandteil des Dämpfungssystems bildenden Ring in Draufsicht und im Schnitt,

F i g. Ic eine Teildarstellung des Zylinders in F i g. la, den Kolben in einer Endlage,

Fig.2a bis 2c den Fig. la bis Ic entsprechende Darstellungen einer abgewandelten Ausführungsform des Zylinders.

Der Hydraulikzylinder besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 11 mit Kopf 12 und Boden 13 sowie dem auf der im Boden 13 geführten (131) Kolbenstange 14 sitzenden beidseitig beaufschlagbaren Kolben 16.

Kopf 12 und Boden 13 sind gehäusese'<ig (11) mit je einer Drosselstrecke versehen. Die kopfseitige Drosselstrecke wird durch eine zentrische Blindbohrung 121 im Gehäusekopf 11 gebildet, deren Durchmesser so bemessen ist, daß der über den Kolben 16 hinausragende Kolbenstangenfortsatz 141 beim Einfahren in die Drosselstrecke 121 ein Spiel in Gestalt eines Ringspaltes beläßt, und deren Tiefe so bemessen ist, daß der eingefahrene Koil cnstangenfortsatz 141 im Abstand vom Grund der Bohrung 121 endet. Die bo^enseitige Drosselstrecke wird durch eine Aufweitung 132 der Kolbenstangenführung 131 über einen begrenzten Bereich des Bodens 13 gebildet, deren Durchmesser wiederum so bemessen ist, daß die im Bereich des Kolbens 16 aufgeweitete (142) Kolbenstange 16 beim Einfahren in die Drosselstrecke 132 ebenfalls ein geringes Spiel in Gestalt eines Ringspaltes 1321 beläßt. Auch hierbei ist die Tiefe der Drosselstrecke 132 so bemessen, daß der aufgeweitete Teil 142 der Kolbenstange 14 nicht auf die Ringschulter im Grund der Drosselstrecke 132 auflaufen kann.

Beide Drosselstrecken 121, 132 sind gehäuseseitig (11) trichterförmig aufgeweitet (1211,1322),, weisen im Grund Leitungsanschlüsse 122, 133 für das Druckmittel auf, von beiden gehen im Grund in das Gehäuse (11) mündende Zuleitungen 123,134 mit Rückschlagventilen 124, 135 zum Anheben des Kolbens 16 aus der jeweiligen Endlage aus.

Die mit den Drosselstrecken 121 und 132 korrespondierenden Kolbenstangenabschnitte 141 und 142 weisen geschlitzte (171) Ringe 17, 17' aufnehmende Ringnuten 1411, 1421 auf. Die elastisch verformbaren, im entlasteten Zustand begrenzt auffedernden Ringe 17, 17' sind so bemessen, daß sie beim Einlaufen in die Drosselstrecke den Ringspalt zwischen Drosselstrecke 121, 132 und Kolbenstangenabschnitt 141, 142 unter Belastung eines reduzierten Schlitzes 171 im Ring 17

ίο bzw. 17'ausfüllen.

Die Ringe 17, 17' sind parallel zu ihrer Mittelebene Mr beidseitig abgeflacht (172, 172') und die Abfiachungen gehen an der Außenseite in eine konvexe Wölbung 173 über. Die Höhe Λ der Ringe 17, 17' entspricht der Breite öder die Ringe aufnehmenden Nuten 1411 und 1431 in der Kolbenstange 14.

Die Wirkungsweise ist irn folgenden an Hand der bodenseitigen Dämpfung erläutert.

Das vor dem Kolben 16 anstehende Druckmittel strömt beim Absenken des Kolbens 16 zunächst unbehindert durch die Druckmittelleitung 133 im Boden 13 ab. Beim Einfahren des Kolbenstangenabschnitts 142 in die Drosselstrecke 132 kommt es zu einer fortschreitenden Drosselung des freien Abflußquerschnittes beginnend mit dem Einlaufen der Ringschulter des Kolbenstangenabschnitts 142 in die trichterförmige Aufweitung 1322, in der dann auch der den Ringspalt 1321 zwischen Drosselstrecke 132 und Kolbenstangenabschnitt 142 überdeckende Ring 17' unter fortschreitender Reduzierung der Breite des letztlich den Drosselspalt bildenden Schlitzes 171 im Ring 17' zentriert wird. Die Breite des Schlitzes 171 beim Einlaufen in den zylindrischen Teil der Drosselstrecke 132 bleibt in diesem Teil der Drosselstrecke erhalten.

Der wirksame Dämpfungsweg läßt sich durch Verlagerung der Ringe 17, 17' auf den Kolbenstangen abschnitten 141,142 in axialer Richtung verändern.

Der Grad der Dämpfung ist durch Variierung der Ausgangsbreite des Schlitzes 171 in den Ringen 17, 17' beeinflußbar.

Bei der abgewandelten Ausführungsform in Fig. 2 weisen die Drosselstrecken 121', 132' im Anschluß an die Einlauftrichter einen sich zum Grund hin verjüngenden Verlauf auf, woraus eine Reduzierung des Schlitzes 171 in den Ringen 17, 17' auf ein Minimum im Sinne einer stetig zunehmenden Dämpfung resultiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hydraulikzylinder mit Endlagendämpfung durch Drosselstrecken in Gestalt von Führungen im Zylinderkopf und Zylinderboden, die mit an den Kolben angrenzenden, angepaßten Kolbenstangenabschnitten zusammenwirken, wobei die Führungen zum Zylinderinnenraum hin trichterförmig aufgeweitet sind und die, im in die Führungen eingefahrenen Zustand einen Ringspalt belassenen Kolbenstangenabschnitte jeweils mit einem, in eine Ringnut eingefügten, den Ringspalt überdeckenden Ring versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der im entlasteten Zustand begrenzt auffedernde Ring (17 bzw. 17') mit einem die Drossel bildenden Schlitz (171) versehen ist.

2. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1, dadurch geLennzeichnet, daß die Führungen (121, 132) sich bis zu ihrem Grund hin stetig verjüngen.

3. Hydraulikzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (17, 17') in den Nuten (1411,1421) radial beweglich sind.

4. Hydraulikzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (17,17') parallel zu ihrer Mittelebene beidseitig abgeflacht sind und die Abflachungen (172, 172') an der Außenseite in eine konvexe Wölbung (173) übergehen.