DE2152641A1

DE2152641A1 - Daempfungsvorrichtung fuer einen hydraulischen Druckkolben

Info

Publication number: DE2152641A1
Application number: DE19712152641
Authority: DE
Inventors: Martin Clive-Smith
Original assignee: Massey Ferguson Services NV
Current assignee: Massey Ferguson Services NV
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1971-10-22
Publication date: 1972-05-04
Also published as: FR2110203A1; AU3481871A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD 2152641 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER

DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLOPSCH

DIPL.-ING. SELTING KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

21. Okt. 1971 Sch-DB/ls

Massey-Perguson Services N.V.

Abraham de Veerstraat JA, Curacao (Niederl. Antillen)

Dämpfungsvorrichtung für einen hydraulischen Druckkolben

Die Erfindung betrifft hydraulische Druckkolben, insbesondere Vorrichtungen zur Dämpfung ihrer Kolbenbewegung am Ende jedes Hubes.

Es ist häufig erwünscht, daß der Kolben einer hydraulischen Druckkolbeneinheit gegen Ende seines Hubes weich abgestoppt wird, und daß er durch die Dämpfungsvorrichtung nicht daran gehindert wird, sich mit der größtmöglichen Beschleunigung in die entgegengesetzte Richtung in Gang zu setzen.

Gemäß der Erfindung ist eine Dämpfungsvorrichtung für einen hydraulischen Druckkolben gekennzeichnet durch einen Ring und einen sich verjüngenden Teil, der mit dem Ring zur Bildung einer größenveränderlichen Öffnung

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zwischen beiden Teilen zusammenwirkt und durch erste und zweite während der Endhubbewegung einander näherbare Druckkolbenteile, wobei der Ring an dem ersten Druckkolbenteil und der sich verjüngende Teil an dem zweiten Druckkolbenteil befestigt ist und entweder der Ring oder der sich verjüngende Teil auf dem jeweiligen Druckkolbenteil so vorgesehen ist, daß zwischen ihm selbst und seinem Druckkolbenträgerteil bei Strömungsverlauf in eine Richtung eine Strömung auftritt, während sie bei Strömungsverlauf in die andere Richtung ψ verändert wird.

Es ist vorteilhaft, daß der sich verjüngende Teil von dem Kolben getragen wird, und daß der Ring von dem Kolbenzylinder getragen und in eine Aussparung eingelegt ist, die seine abdichtende Einlagerung in die Aussparung zuläßt, wenn die Strömung aus dem Zylinder hinter die größenveränderliche öffnung tritt bzw. ihn von dem Sitz abhebt und die Strömung sowohl durch die öffnung als auch durch die Aussparung in den Zylinder zuläßt, wenn der Strömungsverlauf entgegengesetzt gerichtet ist.

Zweckmäßig ist es, daß der Ring durch einen Sprengring in der Aussparung gesichert und an seiner Berührungsfläche mit dem Sprengring kroniert gestaltet ist, damit die Strömung nicht beschränkt wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein hydraulischer Druckkolben vorgeschlagen, der gekennzeichnet ist durch einen Zylinder, einen Kolben und eine in dem Zylinder axial verschiebbare Kolbenstange; durch ein Lager zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder; durch einen Ringdurchlaß zwischen einem Endabschnitt des Lagers und der Kolbenstange, wobei ein Ende des Durch-

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lasses in die Zylinderkammer öffnet und dem Kolben gegenüberliegt, während sein anderes Ende mit einem Fluideinlaß des Zylinders verbunden istj durch eine versenkte Ringaussparung in der Endfläche des Lagers an der Mündung des Durchlasses, wobei die Aussparung in der Mündung des Durchlasses einen Radialsitz darstellt; durch einen ersten Ring in der Aussparung, der radial nach innen teilweise in den Ringdurchlaß hineinragt und eine Ringöffnung zwischen dem Ring und der Kolbenstange bildet; durch einen zweiten Ring, der mit der Kolbenstange in die öffnung hineinbeweglich ist, wobei benachbarte Flächen der Ringe relativ zueinander abgeschrägt sind, so daß der Durchgang durch die öffnung allmählich kleiner wird je weiter der zweite Ring sich in sie hineinschiebt und durch einen Ringspalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des ersten Ringes und der Aussparung, wobei der erste Ring in der Aussparung begrenzt axial beweglich ist, so daß während des Betriebes - wenn der zweite Ring sich gegen den ersten Ring bewegt - letzterer durch Fluiddruck gegen den Sitz gepreßt wird und, wenn der Kolben seine Hubbewegung beendet hat, die öffnung von dem zweiten Ring im wesentlichen geschlossen wird und der Kolben gerade eine Hubbewegung beginnt, der Fluiddruck durch den Ringdurchlaß den Ring vom Sitz abhebt, so daß etwas Fluid durch den Ringspalt in die Zylinderkammer eintreten kann.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Ringlager zur Verwendung zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder eines hydraulischen Druckkolbens, gekennzeichnet durch eine im äußeren Endteil des Lagers befindliche Bohrung für eine Kolbenstange; durch eine Bohrung größeren Durchmessers am inneren Ende des Lagers, an die eine Zuführung für hydraulisches Druckfluid anschließbar ist; durch eine versenkte Aussparung an der inneren

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Endfläche des Lagers, die einen Radialsitz zwischen der Umfangswand der Aussparung und der Umfangswand der Bohrung größeren Durchmessers darstellt; durch einen in der Aussparung gegen den Sitz und von diesem weg axial bewegbaren Ring, dessen Durchmesser größer als der der Bohrung ist, und der einen kleineren inneren Durchmesser als die größere Bohrung besitzt; durch einen Ringspalt zwischen der äußeren Umfangsflache des Ringes und dem Umfang der Aussparung; durch einen die Axialbewegung des Ringes von dem Sitz weg begrenzenden Sprengring in der Umfangswand der Aussparung, und durch Kronierungen in der dem Sprengring nächstgelegenen Stirnfläche des Ringes, wobei die Kronierungen zwischen beiden Teilen Schlitze bilden, deren eines Ende jeweils in den Ringspalt öffnet.

Die Erfindung wird anhand eines in der einzigen Figur im Längsschnitt dargestellten Beispieles näher erläutert.

Ein Druckkolben 1 besteht aus einem Zylinder 2, in dem ein Kolben 3 fluiddicht verschiebbar ist. Der Kolben 3 ist zweiteilig gestaltet. Der Förderteil 4 trägt auf seiner äußeren Umfangsflache einen Verschleißring bzw. eine Reihe von Metalleinlagen 5, die den Kolben 3 in den Zylinder 2 führen und der hintere Teil 6 ist mit Umfangsnuten 7 versehen, in die Dichtungen 8 eingelagert sind. Eine Kolbenstange 9 trägt einen Flanschring bzw. eine Hülse 10, deren Außenfläche 11 sich in dem Kolben 3 entgegengesetzter Richtung nach innen gegen die Kolbenstange 9 verjüngt. Die Teile 4 und 6 des Kolbens 3 und ein Flansch der Hülse 10 sind auf einen Halsabschnitt 9A der Kolbenstange 9 aufgeschoben und werden zwischen einer auf ein Gewindeende des Halsabschnittes 9A aufgeschraubten Mutter 13 und einer Schul-

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ter 12 der Kolbenstange 9 festgehalten.

Ein Lager 14, durch das die Kolbenstange 9 hindurchgeführt ist, hat im wesentlichen Becherform und wird am Ende des Zylinders 2 dadurch in Stellung gehalten, daß es von einer mit einem Gewindeendteil 17 des Lagers zusammengreifenden Mutter 16 fest gegen einen Anschlagring 15 gezogen wird und gegen das Ende des Zylinders 2 anliegt. Zur Verhinderung von Lecks befinden sich zwischen dem Lager 14 und dem Zylinder 2 O-Ringe 18. Das Lager 14 ist mit Dichtungen I9 ausgestattet, die gegen die Kolbenstange 9 drücken und von einem Sprengring 20 gehalten sind.

Zwischen den O-Ringen l8 ist ein umlaufender Gang 21 vorgesehen, der über Kanäle 23 mit einem Ringdurchlaß bzw. einer Kammer 22 zwischen dem Lager 14 und der Kolbenstange 9 in Verbindung steht. Der Gang 21 ist mit einem Durchlaß 24 des Zylinders 2 verbunden, wobei an den Durchlaß 24 eine Leitung 25 anschließt.

Das Lager 14 weist an seinem inneren axialen Ende, und zwar an seinem radialen Innenumfang am inneren Ende des Ringdurchlasses bzw. der Kammer 22 einen versenkten Ringsitz oder eine Aussparung 26 auf. In der axialen Wand der Aussparung 26 ist eine Nut 27 vorgesehen, in die ein Sprengring 28 eingelegt ist. Ein mit Spiel passender axial beweglicher Ring 29 wird mittels eines Sprengringes 28 in der Aussparung gehalten. Der Ring 29 weist an dem dem Kolben 3 abgewandten Ende auf seiner radialen Außenfläche eine Reihe von schrägen Kronierungen 30 auf, die bei noch zu beschreibenden Bedingungen gegen den Sprengring 28 zur Anlage kommen. Die radiale Innenfläche des Ringes 29 ist bei 5I abgeschrägt. Die Rückseite des Ringes 29 ist flach und

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ragt teilweise über die Mündung bzw. das innere Ende des Durchlasses oder der Kammer 22 radial nach innen und kann unter noch zu erläuternden gewissen Umständen auf die radiale Wand 32 der Aussparung 26 aufsitzen. Die Zylinderkammer zwischen dem Kolben 3 und dem Lager 14 ist mit der Nummer 33 bezeichnet. Das äußere oder freie Ende der Hülse 10 zeigt ebenfalls eine Abschrägung 34, durch die der hydraulische Stoß beim Übergang dl* Abschrägung 31 vermindert wird.

^ Die Wirkungsweise der Dämpfungsvorrichtung wird nachfolgend beschrieben.

Nimmt man an, daß das Lager 14 ortsfest ist und sich der Kolben 3 in seine Richtung bewegt, so gelangt Fluid aus der Kammer 33 in die Kammer 22 und tritt durch die Kanäle 23, den Gang 21 und den Durchlaß 24 in die Leitung 25 ein.

In der dargestellten Position ist keine unzulässige Einschränkung des Durchflusses gegeben, jedoch schiebt sich bei Weiterbewegung des Kolbens 3 die abgeschrägte Hülse 10 in den Ring 29 hinein und zwischen ihnen baut sich eine Drosselöffnung auf, die zu einem Druckanstieg in der Kammer 33 führt. Dieser Druckanstieg strebt eine Verlangsansimg des Kolbens an und zwingt den Ring 29 fest auf ciio Radialwand 32, so daß ein Pluidstrom um die Außenseite des Ringes 29 zwischen letzteren und dem Lager 14 verhindert und eins Strömung nur durch die öffnung gewährleistet wird„ Die Hülse 10 schließt die öffnung bei weiterer Bewegung nach rechts allmählich und der Kolben 3 wird auf progressive, verhältnismäßig weiche Art und Weise verlangsamt, bis er gegen das Lager 14 zur Anlage kommt.

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Wenn es erwünscht ist, den Kolben 3 in der Zeichnung nach links zu bewegen, wird durch die Leitung 25* den Durchlaß 24 und die Kanäle 23 Hochdruckfluid in die Kammer 22 eingebracht. Der hohe Druck wirkt auf den Ring 29, entfernt jhn von der Wand 32 und drückt die Kronierungen 30 gegen den Sprengring 28, so daß das Fluid um die Außenseite des Ringes 29 herum und in den Schlitzen zwischen den Kronierungen 30 nach unten in die Kammer 33 strömen kann. Außerdem gelangt das Fluid durch die von dem Ring 29 und der Hülse 10 gebildete öffnung hindurch, obwohl diese sich zunächst verengt und allmählich erweitert, bis die Hülse 10 sich von dem Ring 29 entfernt.

Bei der erwähnten Ausführungsform ist es vorteilhaft, daß die Hülse 10 und der Ring 29 sich sehr einfach und preiswürdig herstellen lassen. Da sie keinen starken Spannungsbeanspruchungen ausgesetzt sind, die ihre Fertigung aus teurerem Werkstoff erforderlich machen würden, können sie aus billigem Material bestehen, was ihre Wirtschaftlichkeit zusätzlich erhöht. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Druckkolben für Endhubdämpfung ihren gewollten Leistungen angepaßt werden können, indem einfach ein Ring 29 und eine Kegelhülse "0 von geeigneten Abmessungen ausgewählt werden. Äußerem läßt sich ein Druckkolben unter Versuchsbedingungen bestimmen, indem eine Reihe von Ringen 29 auf dem Prüf- ^and ausprobiert werden. Dies ist sehr einfach durchührbar, indem nach Abschrauben der Mutter l6 und Abnahme des ringes 15 das Lager lh. herausgezogen wird, •Draufhin sich der Sprengring 26 entfernen läßt, so ;aß der Ring 29 durch einen Ring mit etwas anderen Abmessungen ersetzt werden und das Lager wieder in den Zylinder eingebaut werden kann.

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Die Erfindung umfaßt die Verwendung einer schwimmenden Hülse in dem Lager und eines auf dem Kolben festen Ringes, Alternativ sitzt der Schwimmteil auf dem Kolben wenn die Fluidzuführung durch die Kolbenstange erfolgt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Schrägfläche eine innere Rotationsfläche sein, mit der die äußere Umfangsfläche des Ringes zur Bildung der veränderbaren öffnung zusammenwirkt.

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Claims

Ansprüche

1.) Dämpfungsvorrichtung für einen hydraulischen Druckkolben, gekennzei chnet durch einen Ring und einen sich verjüngenden Teil, der mit dem Ring zur Bildung einer größenveränderlichen öffnung zwischen beiden Teilen zusammenwirkt und durch erste und zweite während der Endhubbewegung einander näherbare Druckkolbenteile, wobei der Ring an dem ersten Druckkolbenteil und der sich verjüngende Teil an dem zweiten Druckkolbenteil befestigt ist und entweder der Ring oder der sich verjüngende Teil auf dem jeweiligen Druckkolbenteil so vorgesehen ist, daß zwischen ihm selbst und seinem Druckkolbenträgerteil bei Strömungsverlauf in eine Richtung eine Strömung auftritt, während sie bei Strömungsverlauf in die andere Richtung verhindert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet , daß der sich verjüngende Teil (10) von dem Kolben (3) getragen wird, und daß der Ring (29) von dem Kolbenzylinder (2) getragen und in eine Aussparung (26) eingelegt ist, die seine abdichtende Einlagerung in die Aussparung zuläßt, wenn die Strömung aus dem Zylinder hinter die größenveränderliche öffnung tritt bzw. ihn von dem Sitz abhebt und die Strömung sowohl durch die öffnung als auch durch die Aussparung in den Zylinder zuläßt, wenn der Strömungsverlauf entgegengesetzt gerichtet ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (29) durch . einen Sprengring (28) in der Aussparung (26) gesichert und an seiner Berührungsfläche mit dem Spreng-

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ring kremiert gestaltet ist, damit die Strömung nicht beschränkt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3* dadurch gekennzeichnet, daß sie in einen hydraulischen Druckkolben eingebaut ist.

5· Hydraulischer Druckkolben, gekennzei chnet durch einen Zylinder (2), einen Kolben (3) und eine in dem Zylinder axial verschiebbare Kolbenstange (9); P durch ein Lager (14) zwischen der Kolbenstange (9) und dem Zylinder (2); durch einen Ringdurchlaß (22) zwischen einem Endabschnitt des Lagers und der Kolbenstange, wobei ein Ende des Durchlasses in die Zylinderkammer (33) öffnet und dem Kolben gegenüberliegt, während sein anderes Ende mit einem Pluideinlaß (24) des Zylinders (2) verbunden ist; durch eine versenkte Ringaussparung (26) in der Endfläche des Lagers (14) an der Mündung des Durchlasses (22), wobei die Aussparung in der Mündung des Durchlasses einen Radialsitz darstellt; durch einen ersten Ring (29) in der Aussparung (26), der radial nach innen teilweise in den Ringdurchlaß (22) hineinragt und eine Ringöffnung zwischen dem Ring (29) und der Kolbenstange (9) bildet; durch einen zweiten Ring (10), der mit der Kolbenstange (9) in die Öffnung hineinbeweglich ist, wobei benachbarte Flächen der Ringe relativ zueinander abgeschrägt sind, so daß der Durchgang durch die Öffnung allmählich kleiner wird je weiter der zweite Ring (10) sich in sie hineinschiebt und durch einen Ringspalt zwischen der äußeren Umfangsfläche des ersten Ringes (29) und der Aussparung (26), wobei der erste Ring in der Aussparung begrenzt axial beweglich ist, so daß während des Betriebes - wenn der zweite Ring sich gegen den ersten Ring bewegt letzterer durch Fluiddruck gegen den Sitz gepreßt

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wird und, wenn der Kolben seine Hubbewegung beendet hat, die öffnung von dem zweiten Ring im wesentlichen geschlossen wird und der Kolben gerade eine Hubbewegung beginnt, der Fluiddruck durch den Ringdurchlaß (22) den Ring (29) vom Sitz abhebt, so daß etwas Fluid durch den Ringspalt in die Zylinderkammer (33) eintreten kann.

6. Hydraulischer Druckkolben nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Axialbewegung des ersten Ringes (29) in dem Sitz abgewandter Richtung von einem Sprengring (28) in der Umfangswand der Aussparung begrenzt ist, und daß die dem Sprengring (28) zugewandte Berührungsfläche des ersten Ringes (29) Kronierungen (jJO) aufweist, die zwischen den beiden Ringen Schlitze bilden, durch die bei Anlagerung des ersten Ringes gegen den Sprengring Fluid hindurchtreten kann.

7. Hydraulischer Druckkolben nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (26) und der erste Ring (29) in dem Kolben (3) vorgesehen sind, und daß der zweite Ring

(10) sich auf dem Lager (14) befindet und die Fluidzuführung durch die Kolbenstange (9) hindurchgeht.

8. Hydraulischer Druckkolben nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ring zylindrisch gestaltet und die Außenfläche des zweiten Ringes abgeschrägt ist.

9. Ringlager zur Verwendung zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder eines hydraulischen Druckkolbens, gekennzei chnet durch eine im äußeren Endteil des Lagers befindliche Bohrung für eine Kolbenstange; durch eine Bohrung größeren Durchmessers

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am inneren Ende des Lagers, an die eine Zuführung für hydraulisches Druckfluid anschiießbar ist] durch eine versenkte Aussparung an der inneren Endfläche des Lagers,, die einen Radial sitz zwischen der Umfangswand der Aussparung und der Umfangswand der Bohrung größeren Durchmessers darstellt; durch einen in der Aussparung gegen den Sitz und von diesem weg axial bewegbaren Ring, dessen Durchmesser größer als der der Bohrung ist, und der einen kleineren inneren Durchmesser als die größere Bohrung besitzt;- durch P einen Ringspalt zwischen der äußeren Umfangsflache

des Hinges und dem Umfang der Aussparung; durch einen die Axia!bewegung des Ringes von dem Sitz weg begrenzenden Sprengring in der Umfangswand der Aussparung und durch Kronierungen in der dem Sprengring nächstgeiegenen Stirnfläche des Ringes, wobei die Kronierungen zwischen beiden Teilen Schlitze bilden, deren eines Ende jeweils in dem Ringspalt öffnet.

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