DE3302790A1

DE3302790A1 - Hydraulischer endlagendaempfer

Info

Publication number: DE3302790A1
Application number: DE19833302790
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. 8000 München Schnetz
Original assignee: SCHNETZ FA ALBERT
Current assignee: SCHNETZ FA ALBERT
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-08-09
Also published as: SE8400400D0; JPS60157535A; GB2134624A; DE3302790C2; US4564176A; ES8500405A1; ES529230A0; JPH05575B2; SE8400400L; FR2540206A1; GB8402036D0; IT8419355A0; IT1173162B

Description

Firma Albert Schnetz, 8ooo München 7o

Hydraulischer Endlagendämpfer

Die Erfindung betrifft einen Endlagen dämpfer gemäß dem. Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Vorrichtungen- dienen der Endlagendämpfung bahnbewegter Massen, wie sie insbesondere in der HandPngstechnikjbei pneumatischen Antrieben, im Sondermaschinenbau

artverwandter
u.s.w. auftritt. EinYBewegungsdämpf er mit den angegebenen Merkmalen ist aus dem Deutschen Gebrauchsmuster 79 29 7o7 bekannt. Dieses beschreibt einen Bewegungsdämpfer mit einem druckgesteuerten Dämpfungssystem. Der Bewegungsdämpfer weist einen hydraulischen Zylinder und einen darin vermittels einer Kolbenstange axial verschiebbaren, mit Durchtrittsöffnungen versehenen Kolben auf. Die Kolbenstange ragt an einer Seite aus tem Zylinder heraus und bildet mit diesem Ende eine Aufschlagfläche, auf die zu dämpfende Stöße einwirken. Der Kolben ist in dem Zylinder dichtend geführt. Er teilt das Innere des Zylinders in zwei Abschnitte, die nachstehend als Hochdruckraum und Niederdruck-

bereich bezeichnet werden. Bei Einwirkung eines Stoßes auf die Kolbenstange wird die in dem.Hochdruckraum des Zylinders enthaltene hydraulische Flüssigkeit mit Druck beaufschlagt und über ein in einstellbarer Weise federbelastetes Überströmventil in den Niederdruckbereich des Zylinders befördert. Hierdurch wird eine regulierbare Stoßdämpfungswirkung erreicht. Der Bewegungsdämpfer ist mit einer Rückstel1einrichtung in Gestalt einer mechanischen Rückholfeder versehen, vermittels derer der Kolben bei Entlastung der Kolbenstange zurückbewegt wird. Hierbei strömt hydraulische Flüssigkeit durch ein Rückschlagventil aus dem Niederdruckbereich in den Hochdruckraum zurück.

Der angegebene Bewegungsdämpfer weist diverse Nachteile auf, denen die Erfindung abhelfen will. Zunächst ist auf die Tatsache zu verweisen, daß das Überströmventil bei dem Bewegungsdämpfer nach dem Stand der Technik zusammen mit dem Kolben auf die Kolbenstange montiert ist. Das Überstrom ventil besteht dabei im einzelnen aus einem Kopfstück, gegen das der als Ventilglied wirkende Kolben durch die Kraft eines Tellerfedersatzes gepreßt wird. Der Tellerfedersatz liegt seinerseits an einem Stützring an, der auf die Kolbenstange aufgeschraubt ist. Die Kolbenstange trägt in dieser Anordnung also nicht nur einen den Hochdruckraum beaufschlagenden Kolben, sondern zugleich auch die ganze Üüerströmventileinheit, die einen Fluß · von · . hydraulischer Flüssigkeit aus dem Hochdruckraum in den Niederdruckbereich ermöglicht. Demgemäß ist mit der Kolbenstange eine große träge Masse fest verbunden. Wirkt ein zu dämpfender Stoß auf das Ende der Kolben-

-1 -J?

Stange ein, so muß diese ganze Masse beschleunigt werden, bevor eine Dämpfungswirkung eintritt. Der Bewegungsdämpfer nach dem Stand der Technik ist daher in seinem Ansprechverhalten träge und zur Dämpfung von mit hoher Frequenz aufeinanderfolgenden Stoßen nicht geeignet. Des weiteren bringt die Verbindung von Über ström^ven * ¹^ ^unc' Kolbenstange auch bedienungstechnische Nachteile mit sich. Um die Vorspannung des Tellerfederpakets zu verändern, muß bei dem bekannten Bewegungsdämpfer der Stützring, an dem das Tellerfederpaket anliegt, auf der Kolbenstange verschraubt werden. Hierzu ist es erforderlich, die Kolbenstange bis in eine Endstellung aus dem Zylinder herauszuziehen, in der der Stützring gegen eine Rastverzahnung zur Anlage kommt. In dieser Stellung ist es dann möglich, die Kolbenstange in eine Gewindebohrung des Stützrings hinein- oder herauszuschrauben. Um die Einstellung der Vorspannung des Tellerfederpakets vorzunehmen, ist es also erforderlich, den Kolben des Bewegungsdämpfers aus einer Arbeitsstellung im Mittel bereich des Zylinders in eine Endstellung zu bewegen, wodurch der Bewegungsdämpfer zwischenzeitlich außer Betrieb gesetzt wird. Eine Veränderung der Vorspannung des Tellerfederpakets, d. h. der Dämpfungscharakteristik des Bewegungsdämpfers, während des Betriebs ist hingegen nicht möglich. Auch kann bei dem Bewegungsdämpfer nach dem Stand der Technik nicht ausgeschlossen werden, daß sich der Stützring im Betrieb auf der Kolbenstange verstellt. Eine selbsttätige Bewegung des Stützrings auf dem Gewinde der Kolbenstange ist um so mehr zu befürchten, als dieser ebenso wie die ganzeUberströmventileinheit den auf die Kolbenstange

wirkenden Stoßen in starrer mechanischer Kopplung ausgesetzt ist.

Aus demselben Grund ist auch ein Berührkontakt zwischen mechanischen Federelementen und der die Stöße aufnehmenden Kolbenstange von Nachteil. Ein solcher Kontakt besteht nach dem Stand der Technik einerseits zwischen dem Kolben und dem Tellerfederpaket und andererseits zwischen dem Kolben und der als Druckfeder ausgelegten mechanischen Rückholfeder. Diese Federelemente sind jeweils den Erschütterungen der Kolbenstange unmittelbar ausgesetzt, was auf die Dauer zu einer Materialermüdung führen kann.

Schließlich ist noch die räumliche Aufteilung von Hochdruckraum und Niederdruckbereich nach dem Stand der Technik von Nachteil. Wie bereits dargelegt, teilt bei dem genannten Bewegungsdämpfer der Kolben das Innere des hydraulischen Zylinders in einen Hochdruckraum und einen Niederdruckbereich, die jeweils eine axiale Halbseite des Zylinders einnehmen. Dabei wird die den Hochdruckraum bildende Halbseite mit allen darin enthaltenen Verschlüssen,Dichtungen u.s.w. durch den bei einer Stoßeinwirkung auf die Kolbenstange ausgeübten hohen Druck belastet. Diese Teile müssen entsprechend massiv ausgelegt sein, damit sie den auftretenden Druckstößen standhalten. Trotzdem besteht an den im Hochdruckraum liegenden Außendichtungen stets die Gefahr einer Leckage, und bei äußerst heftigen Druckstößen auf die Kolbenstange kann es sogar zu einem Bersten des Zylinders kommen. Die Anordnung von je einem Hochdruckraum und einem

Niederdruckbereich beidseits eines Kolbens ist weiterhin auch für eine Hochgeschwindigkeits-Dämpfung, bei der höchste Kolbengeschwindigkeiten erzielt werden, nicht geeignet. Unter dem Einfluß eines den Kolben mit höchster Geschwindigkeit vorantreibenden Stoßes kann in dem Niederdruckbereich kurzfristig ein Unterdruck entstehen, wodurch die Gefahr besteht, daß Luft in das Innere des Bewegungsdämpfers eintritt. Der Flüssigkeitsaustausch allein über das zwischen einem Hochdruckraum und einem Niederdruckbereich bewegte Uberström_ventil ist nicht geeignet, diese bei der Hochgeschwindigkeits-Dämpfung auftretenden Probleme zu lösen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen für Hochgeschwindigkeits-Dämpfung geeigneten Endlagendämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Dämpfungscharakteristik sich im Betrieb verändern läßt und dessen Aufbau eine Leckage von Außendichtungen völlig ausschließt. Der Endlagendämpfer · soll sich überdies durch eine hohe Betriebssicherheit und einen möglichst einfachen, kostengünstigen und wartungsfreundlichen Aufbau auszeichnen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in nachgeordneten Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten -Ausf ührungsbeispiel s ^tläner erläutert. Die Abbildung zeigt einen Längsschnitt durch den Endlagendämpfer zusammen mit einem Schaltbildi.

ΛΑ ■ " : :

Der erfindungsgemäße Endlagendämpfer' weist einen Zylinder auf, in dem ein Kolben 2 axial verschiebbar gelagert ist. Zur Verschiebung des Kolbens dient eine Kolbenstange 3, die in dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel einstückig mit dem Kolben verbunden ist. Die Kolbenstange 3 ragt durch eine Stirnwand 4 des Zylinders 1 in den Außenraum und ist vermittels einer Stangendichtung 5 gegen den Zylinder 1 abgedichtet. Die Stangendichtung 5 vermittelt zugleich eine Gleitführung für die Kolbenstange 3. Das aus dem Zylinder herausragende Ende 6 der Kolbenstange 3 wird mit den zu dämpfenden Bewegungen oder Stoßen beaufschlagt, die im wesentlichen in axialer Richtung des Zylinders 1 wirken. Das Ende 6 der Kolbenstange kann dazu beispielsweise mit einem Puffer (nicht dargestellt) oder Befestigungsmitteln wie z. B. einer umlaufenden Nut 7 versehen sein, vermittels derer die Kolbenstange 3 an einer bahnbewegten Masse festgelegt wird. Die zu dämpfenden Bewegungen werden so über die Kolbenstange 3 auf den Kolben 2 übertragen, der im Innern des Zylinders in Axial richtung ausgelenkt wird und dabei eine in dem Zylinder enthaltene hydraulische Flüssig-, keit beaufschlagt.

Der Kolben 2 ist in der Abbildung in seiner Endstellung am linken Ende des Zylinders 1 dargestellt, in der er .an einer Reduzierbuchse 8 anliegt, die die Axialverschiebung des Kolbens 2 in dem Zylinder 1 zu der einen Seite hin begrenzt. Der Kolben 2 hat im wesentlichen zylindrische Gestalt. Seine Stirnseite 9, an der die Kolbenstange 3 ansetzt, ist als Anschlagflache ausgebildet, die mit der

. /. d 3 υ ζ / a u

Reduzierbuchse 8 zur Anlage kommt. Die gegenüberliegende, kolbenstangenfreie Stirnseite 10 begrenzt hingegen einen mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllten Bereich des Zylinders 1 , der im folgenden als Hochdruckraum 11 bezeichnet wird. Der Kolben 2 ist mittels einer an seiner Mantelfläche angeordneten Kolbendichtung 12 in dem Zylinder 1 geführt. Die Kolbendichtung 12 hat dabei eine noch nachstehend näher erläuterte Rückschlagfunktion. Diese ist so ausgelegt, daß bei einer Axial bewegung des Kolbens 2 aus der in der Zeichnung abgebildeten Endstellung nach rechts die Kolbendichtung 12 den Kolben 2 gegen den Zylinder 1 abdichtet. Die in dem Hochdruckraum 11 enthaltene hydraulische Flüssigkeit wird daher bei dieser Bewegung des Kolbens 2 unter Druck gesetzt und über ein in einstellbarer Weise federbelastetes Überströmventil 13 in einen Niederdruckbereich des Zylinders 1 befördert, wodurch eine stoßdämpfende Wirkung erzielt wird.

Das überströmen ti 1 13 ist an der dem Kolben 2 abgewandten Seite des Hochdruckraums 11 angeordnet. Es v/eist im einzelnen einen Ventilsitz 14 auf, der ortsfest an der Wand des Zylinders 1 festgelegt ist. Als Verbindungselement kann dabei beispielsweise ein Sprengring 15 dienen, der in entsprechend an dem Ventilsitz 14 und dem Zylinder 1 ausgenommene Ringnuten 16 eingreift. Der Ventilsitz 14 hat die Gestalt einer zylindrischen Hülse mit einer in seinem Inneren konzentrisch ausgeformten Stufe, die als Anlagefläche für ein koaxial in dem Ventilsitz 14 geführtes Ventilglied 18 dient. Das Ventilglied 18 liegt mit einem konischen Mantel abschnitt 19 dichtend an der Stufe 17 an. Das Ventilglied 18 wird

dabei vermittels einer Federanordnung in seiner Dichtstellung auf dem Ventilsitz 14 gehaltert, wobei die Vorspannung der Federanordnung einstellbar ist.

In dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel besteht die Federanordnung aus einem als Druckfeder wirkenden Tellerfederpaket 20. Das Tellerfederpaket 20 ist aus einzelnen, ringförmigen Tellerfedern aufgebaut, wobei in dem axialen Mittelbereich des Zylinders 1 ein noch näher zu erläuternder Durchgang 21 bleibt. Das Tellerfederpaket 20 stützt sich mit einem axialen Ende gegen die Stirnseite 22 des Ventilglieds 18 ab, das von der Federkraft beaufschlagt wird. Das andere axiale Ende des Tellerfederpakets 20 liegt an einem Stützring 23 an, der seinerseits im Inneren des Zylinders 1 in Axial richtung verstel1 bar ist. Der Stützring 23 ist hierzu auf einer VerstelIhülse 24 aufgeschraubt, die durch die Wand des Zylinders 1 hindurch in einer Weise betätigt werden kann, daß sich die axiale Position des Stützrings 23 und damit die Vorspannung des Tellerfederpakets 20 ändert. Im einzelnen ist dazu der Stützring 23 im Inneren des Zylinders 1 unverdrehbar, aber axial verschiebbar gehaltert.. Hingegen ist die Verstellhülse 24 in dem Zylinder 1 drehbar, aber gegen eine Axialverschiebung gesperrt gelagert. Als Sperrelement dient in dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel ein Sicherungsring 25, an dem die Verstellhülse 24 mit ihrem dem Tellerfederpaket 20 abgewandten Ende 26 anliegt. Die Verstellhülse 24 wird durch die Kraft des Tellerfederpakets 20 gegen den Sicherungsring 25 gepreßt und dadurch in Axialrichtung arretiert. Um eine

_ g _ OvSUZ / au

^AH 2ΰ·01-6ο

Drehbetätigung der Verstellhülse 24 zu ermöglichen, ist diese auf ihrem Umfang mit einer Anzahl von radialen Sackbohrungen 27 versehen. Im Bereich dieser Sackbohrungen ist der Zylinder 1 auf einem Teil seines Umfangs geschlitzt, so daß sich von außen her ein Betätigungshebel in die Sackbohrungen einstecken läßt. Die Aussparung 28 in dem Mantel des Zylinders 1 ist dabei in ihrer Bogenlänge so zu dimensionieren, daß sie den zwischen zwei benachbarten Sackbohrungen 27 bestehenden Drehwinkel überdeckt. Auf diese Art ist es möglich, die Verstellhülse 24 in dem Zylinder 1 stufenweise zu verdrehen, wobei der Betätigungshebel in sukzessiv aufeinanderfolgende Sackbohrungen 27 eingesteckt wird. Die Verdrehung der Verstellhülse 24 wird über das den Stützring 23 tragende Gewinde in eine Axial bewegung dieses Stützrings 23 umgesetzt, der, wie erwähnt, drehfest in dem Zylinder 1 angeordnet ist. Die axiale Verstellung des Stützrings 23 hat unmittelbar eine Veränderung der Vorspannung des Tellerfederpakets zur Folge. Erfindungsgemäß ist das aus den beschriebenen Teilen auf-, gebauteUberström_Venti1 13 ortsfest im Innern des Zylinders 1 angeordnet, wobei zur Halterung im einzelnen der Sprengring 15 und der Stützring 23 dienen. Durch diese Anordnung ist ein mit wenig Masse belegter Aufbau des Kolbens 2 möglich, was zu einem ausgezeichneten Ansprechverhalten des Endlagendämpfers _auf _m-j_t hoher Frequenz aufeinanderfolgender Stöße führt. Des weiteren ist das Uberströty_enfn 13 ausschließlich aus Ringsegmenten aufgebaut, die in dem Bereich um die Mittelachse des Zylinders 1 einen Hohlraum aufweisen.

- 10 -

as ■;:;; ■·■'-;/ ^:

Dieser ist jeweils mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt und gehört zu dem Niederdruckbereich des erfindungsgemäßen Endlagendämpfers , und zwar als Teil eines ersten Niederdruckraums 29.

Der Niederdruckraum 29 ist durch O-Ringe 30 gegen die Aussparung 28 des Zylinders 1 hin abgedichtet, so daß durch diese Aussparung 28 keine hydraulische Flüssigkeit ausströmen kann. Der Niederdruckraum 29 nimmt den dem Überströmventil 13 Nachgeordneten Abschnitt des Zylinder-Innenraums ein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in diesem Abschnitt des Zylinder-Innenraums ein mit einer Rückstellfeder 31 belasteter Ausgleichskolben 32 vorgesehen, durch den ein bestimmter Betriebsdruck in dem Niederdruckraum 29 vorgegeben wird. Der Aus.gleichskol ben 32 besteht aus einem becherförmigen Gehäuse 33, das mit einem Bund 34 dichtend an der Innenwand des Zylinders gleitet. Die Rückstellfeder 31 ist als Druckfeder zwischen dem Bund 34 und der der Kolbenstange 3 abgewandten Stirnwand 35 des Zylinders 1 angeordnet. Der Ausgleichskolben 32 ist im Innern des Zylinders 1 gegen die Kraft der Rückstellfeder 31 verschiebbar geführt. Er greift dabei mit dem durch einen Boden 36 verschlossenen Ende des Gehäuses 33 durch die Stirnwand 35 hindurch und kann je nach dem in dem Niederdruckraum 29 herrschenden Druck über eine mehr oder weniger große Länge aus dem Zylinder 1 herausstehen. An dem sich einstellenden Arbeitspunkt des Ausgleichskolbens 32 herrscht ein Gleichgewicht zwischen den Kräften, die von der Rückstellfeder 31 und dem in dem Miederdruckraum 29 herrschenden

- 11 -

- yi -

hydraulischen Druck auf den Ausgleichskolben 32 ausgeübt werden. Gemäß einer vorteilhaften Konstruktion kann schließlich an dem Boden 36 des Ausgleichskolbens 32 ein Füllventil 37 vorgesehen sein, über das der Zylinder 1 mit hydraulischer Flüssigkeit befüllt wird. Das Füllventil 37 ist dabei als Kugelventil dargestellt, dessen Kugel 38 durch eine Feder 39 gegen einen Dichtring 40 gepreßt wird. Die Feder 39 stützt sich dabei gegen einen in den Ausgleichskolben 32 hineingepreßten Klemmring 41 ab.

Wie dargelegt, nimmt der erste Niederdruckraum 29 einen durch das 'Überströmventil 13 von dem Hochdruckraum 11 getrennten Abschnitt des Zylinder-Inneren ein, der in axialer Richtung auf einer Seite von dem Hochdruckraum 11 angeordnet ist. Einem Kerngedanken der vorliegenden Erfindung gemäß wird nun aber der Hochdruckraum 11 in Axialrichtung des Zylinders 1 beidseits von Niederdruckräumen 29; 42 flankiert, die mittels eines durch den Hochdruckraum 11 hindurchgeführtten Kanals 43 in Verbindung stehen. Es ist also erfindungsgemäß ein in Axial richtung des Zylinders 1 auf der anderen Seite des Hochdruckraums 11 angeordneter zweiter Niederdruckraum 42 vorgesehen. Dieser hat in der gemäß der Abbildung gezeigten Endstellung des Kolbens 2 sein kl einstmögliches Volumen. Er wird in dieser Endstellung von einem auf dem Außenmantel des Kolbens 2 ausgenommenen Ringspalt 44 gebildet. Wird aber der Kolben 2 durch einen auf die Kolbenstange 3 ausgeübten Stoß in den Zylinder 1 hineinbewegt, so öffnet sich zwischen der Reduzierbuchse 8 und der Stirnseite 9 des Kolbens ein Zwischenraum, der Teil des zweiten Niederdruck-

- 12 -

raums 42 ist. Des weiteren ist die Führung der Kolbenstange 3 in der Reduzierbuchse 8 nicht notwendigerweise dichtend ausgelegt; falls diese Führung einen Durchtritt hydrauli scher Flüssigkeit gestattet, so bildet auch der im Bereich der Stangendichtung 5 bestehende Hohlraum 45 einen Teil des zweiten Niederdruckraums 42. Erfindungsgemäß wird somit eine Aufteilung der Druckbereiche in dem Zylinder 1 erreicht, bei der der.Hochdruckraum 11 einen axialen Mittelbereich des Zylinder-Innenraums einnimmt und die angrenzenden Teile des Zylinder-Innenraums von Niederdruckräumen belegt sind, die das von dem Zylinder 1 umschlossene Volumen annähernd vollständig füllen. Der erste Niederdruckraum 29 ist dabei von dem Hochdruckraum 11 durch das Überströmventil 13 getrennt. Die Abtrennung des zweiten Niederdruckraums 42 erfolgt durch die Kolbendichtung 12, die zwischen dem Hochdruckraum 11 und dem Ringspalt 44 auf dem Außenmantel des Kolbens 2 angeordnet ist.

Von dem Ringspalt 44 aus führt eine Querbohrung 46 in das Innere des Kolbens 2, wo sie in einer auf der der Kolbenstange 3 abgewandten Seite ausgenommenen axialen Sackbohrung 47 mündet. In die Sackbohrung 47 ist ein Rohr 48 eingesteckt und fest mit dem Kolben 2 verbunden. Durch dieses Rohr 48 kommunizieren die Niederdruckräume 29 bzw. 42 miteinander. Das Rohr 48 bildet einen Teil des Kolbens 2 und ist zusammen mit diesem in dem Zylinder 1 axial verschiebbar. Es erstreckt sich entlang der Mittelachse des Zylinders 1 zentral durch den Hochdruckraum 11 hindurch und in den von dem Überströmventil 13 abgeschlossenen ersten Niederdruckraum 29

_, ο ^ UZ / 3 U

hinein. Zu diesem Zweck ist das Ventilglied 18 mit einer mittigen Bohrung versehen, durch die das Rohr 48 dichtend und mit Verschiebesp.iel hindurchgeführt ist. Als Dichtelement ist dabei ein O-Ring 49 vorgesehen. In der in der Abbildung gezeigten Endstellung des Kolbens 2 endet das Rohr 48 kurz vor dem Tellerfederpaket 20. Der Durchgang 21 in dem Tellerfederpaket 20 ist aber so dimensioniert, daß das Rohr 48 durch die Tellerfedern hindurchpaßt und somit in Axial richtung ein ausreichendes Bewegungsspiel hat. Durch das Rohr 48 wird somit unabhängig von der jeweiligen Stellung des Kolbens 2 eine Verbindung zwischen den Niederdruckräumen 29 bzw. 42 hergestellt.

Erfindungsgemäß ist schließlich die den zweiten Niederdruckraum 42 von dem Hochdruckraum 11 trennende Kolbendichtung 12 als Rückschlagventil ausgebildet. Die die Kolbendichtung 12 auf dem Mantel des Kolbens 2 halternde Nut ist dabei so dimensioniert, daß sie der Kolbendichtung 12 ein geringes axiales Bewegungsspiel läßt. Die Nut kommuniziert über eine Reihe von Axial bohrungen 50 mit dem Hochdruckraum 11, so daß der dort herrschende Druck die Kolbendichtung 12 beaufschlagt Die Kolbendichtung 12 schwimmt in der Nut und bildet einen Trägheitsverschluß für einen an der Wand des Zylinders 1 entlangführenden Durchtritt in den zweiten Niederdruckraum 42. Wird der Kolben 2 in Richtung auf den Hochdruckraum 11 hin bewegt, so gelangt die Kolbendichtung 12 in einen Dichtsitz innerhalb der Nut, und der Durchtritt ist verschlossen. Erfolgt dagegen eine Bewegung des Kolbens 2 in umgekehrter Richtung, so wird die Kolbendichtung 12 aus ihrem Dichtsitz

ausgehoben, so daß hydraulische Flüssigkeit aus dem Niederdruckraum 42 in den Hochdruckraum 11 überströmen kann.

Abgesehen von den bereits erwähnten Strömungswegen, ist bei dem erfindungsgemäßen Endlagendämpfer vorteilhafterweise noch ein Bypass 51 vorgesehen, über den einer der Niederdruckräume (29) mit dem Hochdruckraum 11 kommuniziert. Der nur auf dem Schaltbild der Abbildung ausgewiesene
Bypass 51 ist also dem Überströmventil 13 paral1 el geschal tet. Er kann beispielsweise als Kapillaröffnung auf dem konischen Mantelabschnitt 19 des Ventilglieds 18 ausgestaltet sein.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Endlagenschalters ist nun die folgende: Wird auf die Kolbenstange 3 ein Stoß ausgeübt, durch den der Kolben 2 in Richtung hin auf - den Hochdruckraum 11 bewegt wird, so wird die in diesem Hochdruckraum 11 enthaltene hydraulische Flüssigkeit unter
Druck gesetzt, während zugleich das Rückschlagventil in Gestalt der Kolbendichtung 12 schließt. Der in dem Hochdruckraum 11 herrschende Überdruck kann unterhalb einer bestimmten Druckschwelle allein über den Bypass 51 abgebaut werden. Wird die Druckschwelle überschritten, so wird das Überströmventil 13 geöffnet. Es sei betont, daß eine reine Druckbetätigung, und keine strömungsgeregelte Betätigung des Überströmventils 13 erfolgt. Hierbei wird das Ventilglied 18 gegen die Kraft des Tellerfederpakets 20 von dem Ventilsitz

- 1 5 -

J ,3 U Z. / 3 U

14 abgehoben, wobei sich zwischen der Stufe 17 und dem konischen Mantel abschnitt 19 ein Spalt öffnet. Durch diesen Spalt kann Flüssigkeit aus dem Hochdruckraum 11 in den ersten Niederdruckraum 29 überströmen, wodurch die Energie des auf die Kolbenstange 3 wirkenden Stoßes absorbiert und der Stoß so gedämpft wird. Wie erwähnt, ist die von dem Tellerfederpaket 20 gelieferte Vorspannung des Überströmventils und damit die Dämpfungscharakteristik des Endlagendämpfers vermittels der Verstellhülse 24 einstellbar.

Das sich beim Hineindrücken des Kolbens 2 im Bereich der Kolbenstange erweiternde Volumen des zweiten Niederdruckraums 42 wird durch das Rohr 48 verzögerungsfrei mit hydraulischer Flüssigkeit befüllt, wobei die aus dem Hochdruckraum 11 verdrängte Flüssigkeitsmenge annähernd gleich der zum Nachfüllen des zweiten Niederdruckraums 42 benötigten Flüssigkeitsmenge ist. Der Ausgleichskolben 32 wird zur Kompensation der Kolbenstangenverdrängung benötigt; er dient weiterhin dazu, die Temperaturausdehnung der hydraulischen Flüssigkeit und dynamische Effekte auszugleichen sowie als Nachspeisereservoir die Langzeitleckage des Endlagendämpfers zu kompensieren.Läßt der Druck auf die Kolbenstange 3 nach, so schließt nach Abbau des in dem Hochdruckraum 11 herrschenden Überdrucks das Drosselventil. Zugleich öffnet sich unter dem Einfluß des in dem zweiten Niederdruckraum 42 herrschenden Drucks bzw. der Massenträgheit der Kolbendichtung 12 das von dieser gebildete Rückschlagventil, so daß hydraulische Flüssigkeit ungedrosselt in den Hochdruckraum 11 zurückströmt und mittelbar die Kolbenstange 3 zurückgestellt

Durch die erfindungsgemäße Anordnung, bei der ein Hochdruckraum 11 beidseits durch Niederdruckräume 29 bzw. 42 flankiert wird, wird erreicht, daß stets nur konstanter Niederdruck an den Außendichtungen des Zylinders 1 ansteht. Damit wird eine absolute Dichtheit gegen Ölaustritt erreicht. Zugleich ist der erfindungsgemäße Endlagendämpfer besonders gut gegen ein Bersten geschützt, da erfindungsgemäß eine Limitierung des Druckanstiegs im Hochdruckraum 11 gegeben ist; das Überströmventil 13 wirkt als Druckbegrenzungsventil. Des weiteren kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung auch bei höchsten Geschwindigkeiten des Kolbens 2 im Bereich zwischen der Stangendichtung 22 und der Kolbendichtung 21 kein Unterdruck entstehen, so daß die Gefahr, Luft ins Geräte-Innere anzusaugen, ausgeschaltet ist. Der Bewegungsdämpfer ist daher auch für eine Hochgeschwindigkeits-Dämpfung geeignet. Ein weiterer Vorteil für diese Anwendung ist die geringe Masse des Kolbens 2, die durch die ortsfeste Anordnung des Überströmventils 13 im Innern des Zylinders 1 erreicht wird. Damit ist zugleich auch eine Verstellung der Dämpfungscharakteristik des Endlageηdämpfers im Betrieb möglich, und zwar durch einfaches Verdrehen der Verstellhülse 24. Die Erfindung bietet weiterhin den Vorteil eines großen Ölvolumens und öldurchsatzes, d. h. einer geringen spezifischen Belastung des Öls, sowie einer guten Wärmeabfuhr durch Konvektion. Durch die koaxiale Anordnung aller Elemente baut der erfindungsgemäße Endlagendämpfer sehr klein. Der Innenraum des Zylinders 1 wird optimal ausge-

.-T-J ο O U Z. / O U

nutzt, und außenlaufende Kanäle werden vermieden. Schließlich weist der Endlagendämpfer auch eine in guter Näherung lineare Dämpfungscharakteristik auf. Die Dämpfungskraft bleibt über den Kolbenweg annähernd konstant, so daß bei gleicher integraler Energieaufnahme die nach dem Stand der Technik auftretenden, nicht berechenbaren Lastspitzen vermieden werden. Insgesamt wird also durch die Erfindung ein betriebssicherer und bedienungsfreundlicher Endlagendämpfer geschaffen, der sich insbesondere für industrielle Anwendungen eignet.

Es sei noch nachgetragen, daß der Aufbau des Überströmventils nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt ist. Als Federanordnung kann beispielsweise anstelle eines Tellerfedernpakets (2o) auch eine Schraubenfeder Verwendung finden. Weiterhin ist ein Aufbau möglich, bei dem sich die Federanordnung ohne Zwischenschaltung eines Stützringes (23) unmittelbar an einer Verstellhülse abstützt, die in einem Gewinde des Zylinders verschraubbar ist.

Claims

jo. i'jovernoer

- " D-8979. _rneb

rirna Albert Schnetz, 8000 München 7o

Hydraulischer Endlagendämpfer

Ansprüche

\j Endlagen dämpfer mit einem hydraulischen Zylinder und einem darin vermittels einer Kolbenstange axial verschiebbaren, mit Durchtrittsöffnungen versehenen Kolben, der bei Einwirkung auf die Kolbenstange die in einem Hochdruckraurn des Zylinders enthaltene hydraulische Flüssigkeit beaufschlagt und über ein in einstellbarer Weise federbelastetes Überströmventil in einen Nidderdruckbereich des Zylinders befördert, und mit einer Rückstelleinrichtung, vermittels derer der Kolben bei Entlastung der Kolbenstange zurückbewegt wird, wobei hydraulische Flüssigkeit durch eine Rückschlagventil aus dem Niederdruckbereich in den Hochdruckraum zurückströmt, dadurch gekennzeichnet, daß! das Überströmventil (13) druckgeregelt und ortsfest ..im„Innern des Zylinders (1) angeordnet ist. _ ._..
2. Endlagendämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Überströmventil (13) aus einem an der Wand des
Zylinders (1) festgelegten Ventilsitz (14) und einem
vermittels einer Federanordnung an dem Ventilsitz gehalterten Ventilglied (18) besteht.
3. Endlagendämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federanordnung aus einem als Druckfeder wirkenden Tellerfedempatet (20) oder einer Schraubenfeder besteht.
4. Endlagendämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung mit einem Ende an dem Ventilglied (18) abgestützt ist und mit dem anderen Ende an einem Stützring (23) anliegt, der in Axial richtung verstellbar ist.
5. Endlagendämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (23) auf einer Verstellhülse (24) aufgeschraubt und unverdrehbar in dem Zylinder (1) gehaltert ist, während die Verstellhülse (24) gegen eine Axialverschiebung gesperrt drehbar in dem Zylinder (1) gelagert ist.

oder 2o
6. Endlagendämpfer nach Anspruch 5/, dadurch gekennzeichnet,

daß die Verstel1hülse (24) auf ihrem Umfang mit radialen Sackbohrungen (27) versehen ist und der Zylindermantel im Bereich dieser Sackbohrungen (27) auf einem Teil seines Umfanges geschlitzt ist, so daß ein Betätigungshebel in die Sackbohrungen (27) einsteckbar ist.
7. Endlagendämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (13) einen
Hochdruckraum (11) von einem in Axial richtung des Zylinders
(1) versetzt angeordneten ersten Niederdruckraum (29)
trennt, und der Hochdruckraum (11) an der anderen axialen
Zylinderseite von einem zweiten Niederdruckraum (42) flankiert wird, wobei die Niederdruckräume (29; 42) mittels eines durch den Hochdruckraum (11) hindurchgefuhrten Kanals (43) kommunizieren.
8. Endlagendämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckraum (11) einen axialen Mittelbereich des Zylinder-Innenraums einnimmt, und die angrenzenden Teile des Zylinder-Innenraums von den Niederdruckräumen (29; 42) belegt sind, die den vom Zylinder (1) umschlossenen Hohlraum annähernd vollständig füllen.
9. Endlagendämpfer nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Niederdruckraum (42) von dem Hochdruckraum (11) durch eine Kolbendichtung (12) getrennt ist.
10. Endlagendämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbendichtung (12) eine Rückschlagfunktion erfüllt.
11,. Endlagendämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (43) entlang der

Mittelachse des Zylinders Cl")" zentral --ciurcV 'den Hochdruckraum (11) geführt ist.
12. Endlagendämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (43) durch ein mit dem Kolben (2) fest verbundenes und zusammen mit diesem in dem Zylinder (1) verschiebbares Rohr (48) gebildet wird, das in den von dem Überströmventil (13) abgeschlossenen ersten Niederdruckraum (29) ragt und diesen mit dem dem Kolben (2) vorgeordneten zweiten Niederdruckraum (42) verbindet.
13. Endlagendämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Überströmventil (13) von dem Rohr (48) durchsetzt wird.
14. Endlagendämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (18) des Überströmventils (13) mit einer mittigen Bohrung versehen ist, durch die das Rohr (48) dichtend mit Verschiebespiel hindurchgeführt ist.
15. Endlagendämpfer nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Niederdruckraum (42) zu einem Teil von einem durch die Kolbendichtung (12) begrenzten Ringspalt (44) auf dem Außenmantel des Kolbens (2) gebildet wird.
16. Endlagendämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich-

net, daß der zweite Niederdruckraüm "(42)"" d'urch eine an der Kolbenstange (3) anliegende Stangendichtung (5) gegen den Zylinder (1) abgedichtet ist.
17. Endlagendämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolben (2) auf der der Kolbenstange (3) abgewandten Seite eine axiale Sackbohrung (47) ausgenommen ist, in die das Rohr (48) dichtend eingesteckt ist, und die Sackbohrung (47) über wenigstens eine Querbohrung (46) mit dem Ringspalt (44) kommuniziert.
18. Endlagendämpfer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Niederdruckräume (29) ein mit einer Rückstellfeder (31) belasteter Ausgleichskolben (32) angeordnet ist.
19. Endlagendämpfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Boden (36) des Ausgleichskolbens (32) ein Füllventil (37) angeordnet ist.

Zo. Endlagendämpfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung unmittelbar an einer Verstellhülse abgestützt ist, die in einem Gewinde des Zylinders verschraubbar ist.