DE2633014A1

DE2633014A1 - Einstellbarer hydraulischer stossdaempfer

Info

Publication number: DE2633014A1
Application number: DE19762633014
Authority: DE
Inventors: Willard Jensen Schupner
Original assignee: EFDYN CORP
Current assignee: EFDYN CORP
Priority date: 1975-08-06
Filing date: 1976-07-22
Publication date: 1977-02-24
Also published as: FR2320465A1; FR2320465B3; GB1511191A; US3990548A; JPS5219872A

Description

DR. RUDOLF BAUER . DIPL.-ING. HELMUT HUBBUCH

PATENTANWÄLTE

753 PFORZHEIM, (west-germany) IT(I 1 / WESTLICHE 31 (AM LEOPOLDPLATZ)

21. JuIi 1976 IIIA

CORPORATION, Chicago (USA)

" Einstellbarer hydraulischer Stoßdämpfer "

Die Erfindung betrifft allgemein einstellbare hydraulische Stoßdämpfer zum dämpfen von Stoßen und Schwingungen. Derartige Stoßdämpfer kommen bei Haschinen u.dgl. zur Anwendung. Um Stöße und Schwingungen von unterschiedlicher kinetischer Energie dämpfen zu können, sind die Stoßdämpfer einstellbar.

Hydraulische Stoßdämpfer umfassen grundsätzlich ein mit einem Druckmittel gefülltes Druckrohr, :n welchem ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben verschieblich angeordnet ist. Die Kolbenstange nimmt die Stoße und Schwingungen auf. Bisher sind hydraulische Stoßdämpfer bekannt geworden, deren Druckrohr eine Einstelloffnung aufweist, durch welche Druckmittel gepreßt wird, wenn der Stoßdämpfer belastet wird. Dabei sind Mittel vorgesehen, die den witeamen Öffnungsquerschnitt der Einstelloffnung einstellen. Die bekannten Stoßdämpfer haben jedoch den Nachteil, daß die Mittel zum Einstellen des Öffnungsquerschnittes nicht einfach genug im Aufbau sind und keine hinreichende Feineinstellung erlauben.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen durch einen einstellbaren hydraulischen Stoßdämpfer, dessen Einstellmittel einfach im Aufbau sind und eine Feineinstellung erlauben; zugleich soll der Stoßdämpfer wirkungsvoller arbeiten, langlebiger, kompakter im Aufbau und wirtschaftlicher in der Herstellung sein als die vorbekannten Stoßdämpfer.

Erf indungs gemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Stoßdämpf e,-mit den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen. Die spiralige Ventilkante und die öffnung des Einstellkanals wirken nach Art eines Ventils zusammen. Werden die Einstellbuchse und das Druckrohr gegeneinander verdreht, dann wird der wirksame öffnungsquerschnitt der Einstellöffnung geändert und mit ihm der Druckmittelfluß aus dem Druckrohr durch den Einstellkanal in die Kammer zwischen dem Druckrohr und dem Gehäuse, sobald sich die Kolbenstange rückwärts in das Druckrohr hineinbewegt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers ist schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es ist

Fig. 1 eine Seitenansicht des erf indungs gemäßen hydraulischen. Stoßdämpfers,

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5¹Ig. 2 ein durch die Mittelebene des Stoßdämpfers gelegter Längsschnitt in gegenüber der Figur 1 vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 ein Längsschnitt entsprechend der Fig. 2, jedoch bei einer anderen Stellung des Stoßdämpfers,

Fig. 4 eine Endansicht des in Fig.^-2 dargestellten Stoßdämpfers,

Fig. 5 der Querschnitt durch den Stoßdämpfer entlang der Linie 5-5 in Figur 2, wobei die Pfeile die Blickrichtung angeben,

Fig. 6 der Querschnitt durch den Stoßdämpfer entlang der Linie 6-6 in Fig. 2, wobei die Pfeile die Blickrichtung angeben, und

Fig. 7 eine diagrammatische Darstellung der verschiedenen Stellungen der Einstellöffnung des Stoßdämpfers in bezug auf die spiralige Ventilkante, und der zugehörigen wirksamen öffnungsquerschnitte der Einstellöffnung.

Der hydraulische Stoßdämpfer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein außen liegendes, langgestrecktes und rohrförmiges Ge-

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häuse 12, welches mit einem Außengewinde versehen und in eine Gewindebohrung 14 eines ortsfesten Rahmenteiles 16 eingeschraubt ist. Zum Fixieren des Gehäuses 12 in vorbestimmter achsialer Lage im Rahmenteil 16 dient eine Kontermutter 18. Das Gehäuse 12 besitzt an seiner Rückseite eine Bohrung 20, durch welche eine ringförmige Schulter 22 mit sich radial erstreckender und nach rückwärts weisender Stirnfläche;« im Innern des Gehäuses gebildet wird. Ferner besitzt das Gehäuse an seinem rückseitigen Ende eine innenliegende, im Querschnitt halbkreisförmige, längsverlaufende Nut 24 und an seinem vorderen Ende eine radial verlaufende Gewindebohrung 26.

Durch das Gehäuse 12 erstreckt sich der Länge nach ein drehbares Druckrohr 28 hindurch, welches sich in einen Hauptabschnitt 30, einen rückseitigen Endabschnitt 32, einen im Gehäuse liegenden vorderen Endabschnitt 34 und einen außerhalb des Gehäuses liegenden vorderen Endabschnitt 36 unterteilt. Der Hauptabschnitt 30 weist an seinem hinteren Ende eine ringförmige Schulter 38 mit nach hinten weisender, sich radial erstreckender Stirnfläche auf und ist koaxial im Gehäuse 12 angeordnet; auf diese Weise wird zwischen dem Gehäuse 12 und dem Hauptabschnitt 30 des Druckrohres eine ringförmige Kammer 40 zur Aufnahme eines flüssigen oder gasförmigen Mediums gebildet. Ferner ist der Hauptabschnitt 30 des

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Druckrohres am hinteren Ende mit einem radialen Einstellkanal 42, der eine in die Kammer 40 mündende Einstellöffnung 44 definiert, und an seinem vorderen Ende mit einem Paar radialer Kanäle 46 und einem ringförmigen Kragen 48 versehen. Der rückseitige Endabschnitt 32 des Druckrohrs besitzt eine teilweise mit Gewinde versehene öffnung 50, durch welche hydraulisches Druckmittel zugeführt wird, welches den Stoßdämpfer vollständig ausfüllt; die öffnung 50 wird durch einen Schraubstöpsel 52 verschlossen. Der im Gehäuse liegende vordere Endabschnitt 34 des Druckrohrs ist unter Zwischenfügung eines Dichtungsringes 54· im Gehäuse 12 gelagert. In die Gewindebohrung 26 ist eine Madenschraube 56 lösbar eingedreht, welche das Druckrohr 28 in beliebiger vorgegebener Drehlage in bezug auf das Gehäuse 12 fixiert. Der äußere vordere Endschnitt 36 ist für eine Handbetätigung zugänglich und weist außen eine ringförmige Schulter 58 auf, deren Stirnfläche sich radial erstreckt, nach rückwärts vreist und am vorderen Ende des Gehäuses 12 anliegt.

An den hinteren Enden des Gehäuses 12 und des Druckrohrs 28 befindet sich eine Einstellbuchse 60, welche in der Mitte mit einer innenliegenden, ringförmigen Schulter 62 versehen ist^ deren radial verlaufende Stirnfläche nach vorn weist. Das vordere Ende der Einstellbuchse 60 liegt an der hinteren Schulter 22 des Gehäuses an, während die Schulter 62 der Einstellbuchse an der hinteren

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Schulter 38 des Druckrohres anliegt. Die Einstellbuchse 60 und das Druckrohr 28 sind durch einen Seegering 64 gegen eine achsiale Verschiebung gegenüber dem Gehäuse 12 gesichert; der Seegering liegt in einer Nut im rückseitigen Endabschnitt 32 des Druckrohrs und liegt am hinteren Ende der Einstellbuchse 60 an. Ein Verdrehen der Einstellbuchse 60 gegenüber dem Gehäuse 12 wird durch eine Kugel 66 verhindert, welche in der Hut 24 im Gehäuse und in einer Ausnehmung 68 der Einstellbuchse 60 liegt. Zwischen der Einstellbuchse 60 und dem Gehäuse 12 befindet sich ein Dichtungsring 70» zwischen der EirEbellbuchse und dem rückseitigen Endabschnitt 32 des Druckrohres ein Dichtungsring 72. Ferner besitzt die Einstellbuchse 60 an ihrem vorderen Ende eine i.w. ringförmige Ausnehmung 74· S in der inneren Peripherie der Einstellbuchse ist dadurch eine i.w. ringförmige, spiralig verlaufende, innenliegende Ventilkante 76 gebildet, die sich über etwa 360° Umfang erstreckt und an die Fläche der Einstell-offnung 44· im Druckrohr angrenzt, um deren wirksamen öf fnungs querschnitt zu bestimmen. Durch eine Drehung des Druckrohres 28 läßt sich die Lage des Einstellkanals 42 relativ zur spiraligen Ventilkante 76 verändern.

In das vordere Ende des Druckrohres 28 erstreckt sich eine rohrförmige Kolbenstange 78 hinein, deren Vorderende 80 geschlossen und zur Aufnahme von Stoßkräften ausgebildet ist. Am hinteren Ende der Kolbenstange 78 ist eine axial innerhalb des Druckrohrs

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28 bewegliche kolbenförmige Anordnung 82 vorgesehen, die einen ringförmigen Lagerabschnitt 84, der am hinteren Ende der Kolbenstange 78 befestigt ist, einen vor dem Lagerabschnitt 84 an der Kolbenstange befestigten ringförmigen Kolbenabschnitt 86 und eine ringförmige Buchse 88 umfaßt. Die Buchse 88 ist achsial beweglich in der Mitte zwischen dem La gerabschnitt 84 und dem Kolbenabschnitt 86 angeordnet· Der Lagerabschnitt 84 gleitet an der Innenseite des Druckrohres 28 entlang; die Außenseite des Kolbenabschnitts weist einen radialen Abstand von der Innenseite des Druckrohres auf, die Außenseite der Buchse 88 gleitet an der Innenseite des Druckrohres 28 entlang, während die Innenseite der Buchse 88 einen radialen Abstand von der Außenseite der Kolbenstange 78 aufweist. Ferner besitzt die Kolbenstange 78 zwischen dem Lagerabschnitt und dem Kolbenabschnitt 86 ein Paar radialer Kanäle 90.

Zwischen dem vorderen, inneren Endabschnitt 34 des Druckrohres und der Kolbenstange 78 ist eine Lagerbuchse 92 vorgesehen, die durch einen Seegering 94 in axialer Lage fixiert wird; zwischen dem vorderen, äußeren Endabschnitt 36 des Druckrohres und der Kolbenstange 78 sind ein Abstreifring 96 und ein Dichtungsring vorgesehen, die ebenfalls durch einen Seegering 100 dagegen gesichert sind, sich achsial nach außen zu bewegen. Zwischen dem vorcfecen, geschlossenen Ende 80 der Kolbenstange und dem Schraubstöpsel 52 ist eine Rückschnellfeder 102 vorgesehen. In diesem Zusammenhang dient die Anlage des Kolbenabschnitts 86 an der Lagerbuchse 92 dazu, ein Hinausbewegen der Kolbenstange 78 aus dem

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Druckrohr 28 über seine normale Ruhelage (Endlage) hinaus zu verhindern. Schließlich befindet sich in der Kammer 40 zwischen dem Kragen 48 und dem vorderen Ende der Einstellbuchse 60 ein zelliges Material 104-, welches aus Gummi o.dgl. hergestellt ist. Venn der Stoßdämpfer 10 benutzt werden soll, wird das Druckrohr 28 gedreht, damit der Einstellkanal 42 in eine solche Lage relativ zur Yentilkante 76 gelangt, die dem gewünschten v/irksamen Öffnungsquerschnitt der Einstellöffnung 44 entspricht.

Auf die Kolbenstange 78 übertragene Stoß- oder Vibrationskräfte veranlassen die Kolbenstange 78 und die kolbenförmige Anordnung 82 zu einer rückwärts in das Druckrohr 28 gerichteten Bewegung. Wenn die Rückwärtsbewegung der kolbenförmigen Anordnung 82 einsetzt, baut sich zunächst ein Druck im hydraulischen Druckmittel innerhalb des Druckrohrs 28 hinter der Anordnung 82 auf, der dann die bewegliche Buchse 88 gegen die Rückseite des Kolbenabschnitts drückt (Figur 3) und dadurch verhindert, daß das Druckmittel am Kolbenabschnitt 86 vorbeifließt. Während der Rückwärtsbewegung der kolbenförmigen Anordnung 82 aus der in Figur 2 gezeichneten Stellung in die in Figur 3 gezeichnete Stellung wird das Druckmittel aus dem Druckrohr 28 durch den Einstellkanal 42 mit der Einstellöffnung 44 in die Kammer 40 gedruckt. Gleichzeitig steht die Kammer 40 über die radialen Kanäle 46 mit dem Innern des Druckrohres 28 in Verbindung, so daß ein Teil des Druckmittels zur Vorderseite der kolbenförmigen Anordnung 82 slröBen kann,

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solange sich letztere hinter den radialen Kanälen 46 bewegt. Das zellige Material 104 wird während der Rückwärtsbewegung da? Kolbenstange 78 zusammengepreßt, um Raum für das verdrängte Druckmittel zu schaffen.

Wenn die Stoßbelastung von der Kolbenstange 78 verschwindet, bewegt die Feder 102 die Kolbenstange und die kolbenförmige Anordnung 82 wieder in die in Figur 2 dargestellte Ruhestellung zurück. Während dieser Zurückbewegung liegt die bewegliche Buchse 88 an der Vorderseite des Lagerabschnitts 84 an. Polglich kann Druckmittel aus der Kammer 40 durch die radialen Kanäle 46 im Druckrohr von· der Vorderseite der kolbenförmigen Anordnung an dieser vorbei durch den Zwischenraum zwischen dem Kolbenabschnitt 86 und dem Druckrohr 28,durch den Zwischenraum zwischen dem Ende der Buchse 88 und dem Kolbenabschnitt S6_;durch den Zwischenraum zwischen der Kolbenstange 78 der Buchse 88 und durch die Kanäle 90 in der Kolbenstange zur Rückseite der kolbenförmigen Anordnung 82 fließen.

Der Wert, um den der Stoßdämpfer 10 eine Stoßbelastung verzögert - das ist die Absorptionsrate an kinetischer Energie ist eine Funktion des Durchsatzes von Druckmittel durch die Einstellöffnung 44; der Durchsatz wiederum ist eine Funktion des wirksamen öffnungsquerschnittes der Einstellöffnung 44. Der

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Öffnungsquerschnitt kann von Null bis zum vorgegebenen vollen Querschnitt stufenlos eingestellt werden, indem das Druckrohr verdreht und dadurch in seiner achsialen Lage verstellt wird; zusammen mit dem Druckrohr 28 wird die vordere spiralige Ventilkante 76 der Einstellhülse 60 relativ zur Einstellöffnung 44 verstellt. Die pro Umdrehung des Druckrohrs 28 erfolgende Änderung des öffnungsquerschnitts der Einsteilöffnung hängt von der Steigung der spiraligen Ventilkante 76 und dem Durchmesser des Einstellkanals 42 ab. Am vorderen, äußeren Endabschnitt 36 des Druckrohres ist dafür eine Anzeige 106 angebracht (Figur 1); verschiedene geeichte Stellungen der Einstellöffnung 44 relativ zur spiraligen Ventilkante 76 der Einstellbuchse und die zugehörigen wirksamen öffnungsquerschnitte der Einstellöffnung 44 sind schematisch in Figur 7 dargestellt.

Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer weist u.a. folgende Vorteile auf: Die verschiedenen, in geringer Zahl vorhandenden Dichtungsringe können ohne bzw. ohne nennenswerte Beschädigung eingebaut werden; das Vorsehen eines Einstellkanals 42 macht Einstellschlitze oder -rillen in der Oberfläche des Druckrohrs 28 überflüssig und trägt so demgegenüber zu einer erhöhten Festigkeit des Druckrohres bei; das durch Drehung einstellbare Druckrohr 28 erlaubt eine bequeme Feineinstellung des Öffnungsquerschnittes mit hoher Stabilität

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und geringer Störanfälligkeit; schließlich ist die Kolbenstange 78 an zwei Orten gelagert, nämlich durch den Lagerabschnitt 84 und durch die Lagerbuchse 92. Insgesamt gesehen ist der Stoß-.dämpfer 10 wirkungsvoller, haltbarer und von kompaktem Aufbau, wirtschaftlicher herzustellen und einfacher einzustellen als vergleichbare bekannte Stoßdämpfer.

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Claims

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Patentansprüche:

Einstellbarer hydraulischer Stoßdämpfer, gekennzeichnet durch die Vereinigung der nachfolgenden Herkmaie:

a) Es ist ein langgestrecktes Gehäuse (12) sit einem vorderen und einem hinterem Ende vorgesehen;

b) im Gehäuse (12) erstreckt sich der Länge nach ein Bnckrohr (28), wobei zwischen dem Gehäuse (12) und dem Druckrohr (28) eine Kammer (40) gebildet ist;

c) aus dem vordren Ende des Gehäuses (12) ragt zur Aufnahme von Stoßkräften eine Kolbenstange (78) heraus, an der eine achsial im Druckrohr (28) verschiebliche kolbenförmige Anordnung (82) angebracht ist;

d) das Druckrohr (28) besitzt in seiner Wandung einen radial verlaufenden Einstellkanal (42) mit einer in die Kammer (40) mündenden öffnung (44);

e) das Druckrohr (28) ist innerhalb des Gehäuses (12) von einer Einstellbuchse (60) umgeben, deren Innenfläche mit einer nach vorn weisenden, spiraligen Ventilkante (76) versehen ist, welche an die Fläche der öffnung (44) des Einstellkanals (42) angrenzt und deren wirksamen Öffnungsquerschnitt bestimmt;

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f) zur Einstellung der Lage der öffnung (44) des Einstellkanals (42) in bezug auf die spiralige Ventilkante (76) sind die Einstellbuchse (60) und das Druckrohr (28) gegeneinander verdrehbar.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbuchse (60) ortsfest und das Druckrohr (28)

drehbar ist.
3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet« daß das Gehäuse (12) am hinteren Ende eine innenliegende

ringförmige Schulter (22) auf v/eist, deren Stirnfläche sich radial erstreckt und nach hinten weist.
4. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren und vorderen Ende

des Druckrohrs (28) je eine ringförmige, sich radial erstreckende und nach hinten weisende Schulter (38, 58) vorgesehen sind.
5. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbuchse (60) an

den beiden hinteren Schultern (22,38) anliegt, während die vordere Schulter (58) am vorderen Ende des Gehäuses (12) anliegt.

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6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5j dadurch gekennzeichnet, daß

die Einstellbuchse (60) und das Druckrohr (28) durch ein Befestigungsmittel (^r/0» welches zwischen der Einstellbuchse (60) und dem Druckrohr (28) wirkt, gegen ein Verschieben gegenüber dem Gehäuse (12) in achsialer Richtung gesichert sind.

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