DD144808A1

DD144808A1 - Langhubstossdaempfer

Info

Publication number: DD144808A1
Application number: DD21422379A
Authority: DD
Inventors: Karl Bittel
Original assignee: Karl Bittel
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1980-11-05

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Langhubstoßdämpfer, der aus einer Flüssigkeitsfeder und einem durchgehenden abgestuften Kolben besteht und zum Abfangen bewegter Massen dient. Ziel ist es, bei einer geringen Masse einen funktionssicheren Stoßdämpfer zu bekommen, der bei einem geringen Plätzbedarf einen großen Arbeitsverzehr aufweist. Gelöst wird dieses, indem in einem Dämpfungskolben Bohrungen so angeordnet sind, daß ein von einem Kolben einer Flüssigkeitsfeder belasteter Ventilkörper die· zentrale Bohrung- verschließt und dadurch die übrigen Bohrungen absperrt, so daß abhängig vom Differenzdruck zwischen den durch den Dämpfungskolben getrennten Arbeitsräumen der Durchfluß zwischen diesen freigegeben wird, wobei- der Ventilkörper einen zylindrischen Absatz aufweist, de,r mit geringem Spiel in die abzudichtende zentrale Bohrung gleitet und wenn Flüssigkeit durch den Dämpfungskolben zu strömen beginnt, der· Ventilkörper um die Länge des zylindrischen Ansatzes zur Flüssigkeitsfeder hin verschoben wird und diese vorspannt. Die Erfindung findet Anwendung für. Brückenkrane und Schienenfahrzeuge. - Fig.5 -

Description

Titel der Erfindung Langhubstoßdämpfer

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Langhubstoßdämpfer, bestehend aus einer Flüssigkeitsfeder mit einem durchgehenden abgestuften Kolben, wobei der Kolben aus einem eintauchenden Teil, einem austauchenden Teil und einem Dämpfuiigskolben zusammengesetzt ist, zum Abfangen bewegter Massen.

j Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Als Langhubstoßdämpfer werden entweder mit einer Schraubenfeder kombinierte hydraulische Dämpfer oder Ringfedern angewendet.

Die Ringfeder ist im Aufbau zwar einfach, sie besitzt jedoch eine starke Eigenreibung. Beim Stoß müssen 60 - 70 % der Arbeitsaufnahme durch Federarbeit aufgebracht werden. Dadurch baut sie sehr groß und schwer.

Der hohe Anteil der Federarbeit resultiert aus der bei Ein- und Ausfederung gleich großen Reibungsdämpfung- Geht man davon aus, daß eine Ringfeder 70 % Arbeitsverzehr aufweist, so muß diese halbiert und den verbleibenden 30 % zugerechnet werden, so daß 65 % der gesamten, durch den Stoß verursachten Arbeitsaufnahme als Federarbeit aufzubringen sind. Bei einem hydraulischen Langhubstoßdämpfer kann die Rückgangsdämpfung beliebig klein gehalten werden; hier braucht die Federarbeit nur etwa 10 % der Arbeitsaufnahme beim Stoß zu betragen. Derartige

hydraulische Stoßdämpfer sind auch bekannt geworden und praktisch ausgeführt. Sie benötigen weniger Raum, besitzen eine geringere Masse, eine gleichmäßigere Punktion, einen etwas größeren Arbeitsverzehr, sind jedoch teurer und im Betrieb nicht immer zuverlässig.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der aufgeführten Mängel und bei einer geringen Masse einen funktionssicheren Stoßdämpfer zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, einen Langhub-Stoßdämpfer zu entwickeln, der bei einem geringen Platzbedarf einen großen Arbeitsverzehr aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in dem' Dämpfungskolben des Langhubstoßdämpfers Bohrungen so angeordnet sind, daß ein von einem Kolben einer im Dämpfungskolben eingebauten kleinen Plussigkeitsfeder belasteter Ventilkörper die zentrale Bohrung druckdicht verschließt und dadurch die übrigen Bohrungen absperrt, so daß abhängig vom Differenzdruck zwischen den durch den Dämpfungskolben getrennten Arbeitsräumen der Durchfluß zwischen diesen freigegeben wird. Am Ventilkörper befindet sich ein zylindrischer Absatz, der mit geringem Spiel in der abzudichtenden zentralen Bohrung gleitet, so daß, wenn Flüssigkeit durch den Dämpfungskolben zu strömen beginnt, der'Ventilkörper um die Länge des zylindrischen Ansatzes zur kleinen Flüssigkeitsfeder hin verschoben wird und diese vorspannt.

Ein weiteres Merkmal der'Erfindung besteht darin, daß an

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der der kleinen Plüssigkeitsfeder abgewandten Seite des Ventilkörpers ein Stift angeordnet ist, der in eine im Inneren des austauchenden Teiles mittig angeordnete Grundbohrung hineinragt und eine federbelastete Ventilplatte durchdringt.

Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Pig, 1s einen Langhubstoßdämpfer mit durchgehenden ab- ! gesetzten Kolben,

Fig. 2:' einen Schnitt durch den Dämpfungskolben, Pig. 3: einen Schnitt der Plüssigkeitsfeder, Pig. 4: die Kennlinie des Langhubstoßdämpfers,

Pig, 5: den Langhubstoßdämpfer für einen Dämpfungshub von 500 mm,

Pig. 6: eine andere konstruktive Ausbildung der Plüssigkeitsfeder,

Pig. 7: den im Längsbalken eingebauten Stoßdämpfer in entlasteter Stellung,

Pig, 8: den Längsbalken nach links und rechts . verschoben.

In einem Gehäuse 1 gemäß Pig. 1 gleitet ein abgestufter durchgehender Kolben, bestehend aus einem eintauchenden Teil 2a, einem austauchenden Teil 2b und einem Dämpfungskolben 2c_e Der eintauchende Teil ist im Durchmesser größer als der austauchen.de-Teil, so daß die Plächendifferenz verdrängend auf das Plüssigkeitsvölumen wirkt und die

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Federkraft bestimmt. Der mit Spiel versehene Dämpfungskolben 2c trennt das Flüssigkeitsvolumen in die Arbeitsräume a und b, so daß bei Einwärtsbewegung'des Kolbens Flüssigkeit vom Arbeitsraum a nach Arbeitsraum b strömt. Die große Flüssigkeitsfeder, im folgenden Langhubstoßdämpfer genannt, wird durch ein Füllventil 3 auf einen bestimmten Vorspanndruck aufgepumpt, der bewirkt, daß der durchgehende Kolben stets in seine Ausgangslage zurückkehrt.

Fig. 2 zeigt, wie der Dämpfungskolben 2c von der Flüssigkeit durchströmt wird. Im Dämpfungskolben 2c ist eine kleine Flüssigkeitsfeder 4» im folgenden Flüssigkeitsfeder genannt, angeordnet, deren Kolben 5 einen Ventilkörper 6 gegen eine zentrale Bohrung 7b drückt. Der Durchfluß durch die Bohrungen 7a, 7b, 7c und 7d wird erst freigegeben, wenn die Druckdifferenz zwischen den Arbeitsräumen a und b die Wirkung der Federkraft der Flüssigkeitsfeder. 4 überschreitet und den Ventilkörper 6 anhebt.

Die Anordnung der Flüssigkeitsfeder .4 im Dämpfungskolben 2c hat den Nachteil, daß zur Einstellung der Dämpfungskraft der Kolben und damit der Langhubstoßdämpfer zerlegt werden muß,

Dieser Mangel wird durch ein weiteres Merkmal der Erfindung behoben, das in Fig. 3 beschrieben wird. Der Ventilkörper 6 besitzt einen zylindrischen Ansatz 8, der sich erst um die Strecke e aus der Bohrung 7b herausbewegen muß, bevor der Durchfluß durch die.Bohrungen 7a, 7b, 7c.und 7d freigegeben ist. Der Kolben 5 der Flüssigkeitsfeder 4 gleitet in einer Führung 9. Diese Führung . wird gegenüber dem Gehäuse 10 mittels eines durchlochten Stiftes 11 gehalten. Eine Anschlagkappe 12 drückt durch die Kraft einer Feder 13 den Kolben 5 an- den Ventilkörper 6. Da eine elastische Dichtung des Kolbens 5 fehlt,

ist die Flüssigkeitsfeder 4 statisch nicht dicht. Der Druck im Innern der Flüssigkeitsfeder 4 nimmt allmählich den im Innern des Langhubstoßdämpfers herrschenden Druck an. Wenn beim Einfedern des durchgehenden Kolbens der Ventilkörper 6 um den Weg e verschoben wird, steigt der Pruck in der Flüssigkeitsfeder 4 um den gleichen Betrag an. Zugleich wird der Druck und damit die auf den Ventilkörper 6 wirkende Kraft durch den Anfangsdruck des Langhubstoßdämpfers, der durch das Füllventil 3 aufgebracht wird und willkürlich eingestellt werden kann, bestimmt.

Am Ventilkörper 6 ist ein Stift 14 befestigt, der durch eine Ventilplatte 15 hindurchreicht und in eine Grundbohrung 16 hineinragt. Wird der Ventilkörper 6 nach rechts verschoben, fällt der Druck in der Grundbohrung 16 auf'Null, und die Stirnfläche des Stiftes 14 ist entlastet. Ist der Durchmesser des Stiftes 14 gleich dem Durchmesser des Kolbens 5 der Flüssigkeitsfeder 4, wird die Kraft der Flüssigkeitsfeder 4 durch den Druck im Langhubstoßdämpfer nicht beeinflußt. Wird der Stift 14· - wie dargestellt - im Durchmesser kleiner gehalten, reduziert sich die auf den Ventilkörper 6 wirkende Kraft der Flüssigkeitsfeder 4. Dadurch wird die Dämpfungskraft reduziert, d. h., in dem Maß, wie die Federkraft des Langhubstoßdämpfers ansteigt, nimmt die Dämpfungskraft ab« Dies ist dem Schaubild nach Fig. 4 zu entnehmen. Fj, ist die durch die Zusammendrückung der Füllflüssigkeit bedingte Federkraft des Langhubstoßdämpfers und Fyj die durch die Drosselwirkung des Ventilkörpers 6 hervorgerufene Dämpfungskraft. Würde eine teilweise Eliminierung der auf den Kolben 5 wirkenden Drücke mittels des Stiftes 14 nicht vorgenommen, .so wäre der Abfall der Dämpfungskraft so groß, daß die Gesamtkraft F^, + F^ stark abfällt. Es gibt ein Flächenverhältnis zwischen Stift 14 und Kolben 5 der Flüssigkeitsfeder 4, bei dem der Abfall der Dämpfungskraft (infolge Abfall der Feder-

kraft der Plussigkeitsfeder 4) gerade durch den Anstieg der Federkraft des Langhubstoßdämpfera kompensiert wird. Einen solchen Kennlinienverlauf zeigt Pig. 4. Dem Schaubild ist weiter zu entnehmen, daß die Ausfederung - durch einen mach links gerichteten Pfeil gekennzeichnet - unterhalb der Kennlinie Pp des langhubstoßdämpfers verläuft. Dies wird durch die Drosselung des Dämpfungskolbens 2c erreicht. Der Ventilkörper 6 wird nämlich durch die Federkraft der Flüssigkeitsfeder 4 nach erfolgter Ausfederung des Kolbens wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt und damit der Durchfluß durch die Bohrungen 7a, 7b₉ 7c und 7d verschlossen. Bei der Aus-* federung des Kolbens muß daher die gesamte Flüssigkeitsmenge, die sich im Arbeitsraum b befindet, außen am Dämpfungskolben 2c vorbeiströmen. Der Dämpfungskolben 2c ist mit Spiel in der Bohrung des Gehäuses 1 eingepaßt. Dadurch kann der Kolben nur langsam wieder ausfedern, und ein Zurückprallen der abzudämpfenden Wagenmasse wird vermieden.

Eine weitere konstruktive Lösung der Erfindung wird anhand Fig. 5 beschrieben.

Im Gehäuse 1 - eines glatten zylindrischen Rohrs ~ sind mittels Tellerfeder-Paketen, die durch Nutringmuttern verspannt sind, zwei Buchsen mit Bund befestigt, in welche jeweils Plastbucksen 17 eingepreßt sind, in denen die Kolbenenden 2a und 2b geführt werden.

Die ein- und austauciienden Teile 2a und 2b werden durch eine Überwurfmutter, die zugleich den Dämpfungskolben 2c darstellt, gegeneinander zentriert und durch einen Schraubring 18 gegeneinander verspannt. Durch die inneren Bunde der Teile 2a und 2b führen die Bohrungen 7a, 7b, 7c vsnu 7d entsprechend Fig. 3. Der 'Ventilkörper 6 ist durchbohrt. In diese Bohrung ist der Stift 14 eingepreßt, der zusammen mit dem Kolben 5 der Flüssigkeitsfeder 4 aus

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einem Stück gefertigt ist. Die Flüssigkeitsfeder 4. setzt sich wieder aus dem Kolben 5, der Führung 9, dem Gehäuse 10, dem Stift 11, der Anschlagkappe 12 und der Feder 13 zusammen. Im Unterschied zu Fig. 3 ist hier ein Bodenstück 9a ebenfalls durch einen Stift 11a mit dem Gehäuse 10 verbunden. Das Gehäuse 10 der kleinen Flüssigkeitsfeder 4 ist durch einen Ansatz in der zentralen Bohrung 7c zentriert. Durch eine in das Gehäuse eingefräste Hut 19 kann das vom Füllventil 3 eingepumpte Öl an der Flüssigkeitsfeder 4 vorbei in das Innere des Langhubstoßdämpfers gelangen. Das Füllventil 3 befindet sich in einer Verschlußschraube 20, die in das eintauchende Teil 2a des Kolbens eingeschraubt ist. Hierauf kann eine (nicht dargestellte) Druckplatte aufgeschraubt werden, falls der Langhubstoßdämpfer als Puffer eingesetzt wird.

Der Druckstutzen 21 zum Vorspannen des Langhubstoßdämpfers ist mit einer Überwurfmutter 22 angeschraubt,

Fig. 6 zeigt eine v/eitere konstruktive Lösung für den Einbau der Flüssigkeitsfeder 4» Hier ist diese mit einem Rohr 23 verstiftet und dieses Rohr 23 wiederum mit der Verschlußschraube 20, die das Füllventil 3 enthält. Die Kraft der Flüssigkeitsfeder 4 stützt sich auf das Rohr 23 ab. Die durch das Füllventil eingepumpte Flüssigkeit kann durch seitliche Eohrungen 24 in das Innere des Langhubstoßdämpfers gelangen. Durch Herausschrauben der Verschlußschraube 20 kann gleichzeitig die Flüssigkeitsfeder 4 herausgenommen v/erden. Das ist für die Wartung und das Einfüllen der Flüssigkeit von Vorteil. Die Wirkungsweise ist folgende. Alle Räume des Langhub-Stoßdämpfers sind vollkommen gefüllt, und der Kolben befindet sich in der in Fig. 5 dargestellten Anfangsstellung, in die er stets durch den auf die Flächendifferens zwischen ein- und austauchendem Teil des-Kolbens wirkenden Druck gebracht wird. Der Langhubstoßdämpfer sei als

Puffer in einen Kran eingebaut und dieser nähere sich einer Begrenzung oder einem anderen Kran» Im Augenblick des Auftreffens des eintauchenden Teiles 2a (das dann mit einer nicht dargestellten Druckplatte, die auf der Verschlußschraube 20 aufgeschraubt wird, versehen ist) wird der Kolben mit der Auf t reff geschwindigkeit ν_Λ in das Gehäuse 1 hineinbewegt. Das geschieht in einem fast unendlich kleinen Zeitabschnitt. Die Flüssigkeit muß nun schlagartig vom Arbeitsraum a in den Arbeitsraum b strömen und ebenso schlagartig muß der Ventilkörper 6 den . Durchfluß freigeben» Das ist nur dann möglich, wenn die zu bewegende Masse des Ventilkörpers 6 und des Kolbens 5 sowie Stift 14 relativ klein zu den bewegenden Kräften ist, was im vorliegenden Fall optimal gegeben ist. Wenn sich der Kolben einwärts bewegt, baut sich, infolge der von der Flüssigkeitsfeder 4 auf den Ventilkörper 6 ausgeübten Kraft, vor dem Ventilkörper 6 und damit im Arbeitsraum a ein bestimmter Druck auf. Dieser Druck wirkt auf den Kreisringquerschnitt des Dämpfungskolbens 2c und bewirkt die Bämpfungskraft F^, zu der sich noch die Federkraft des Langhubstoßdämpfers addiert. Bei der Verschiebung des Ventilkörper3 6 um den Betrag e (Fig„ 3) fällt der Druck in der Grundbohrung 16 infolge Auswärtsbewegung des Stiftes 14 auf Hull, so daß auf dessen Stirnfläche kein Druck wirkt. Der im Langhubstoßdämpfer herrschende Druck wirkt somit nur auf die kleine Kreisringfläche, die sich aus der Differenz der Durchmesser des Kolbens 5 und des Stiftes 14 ergibt.

Fig. 7 und 8 zeigen den prinzipiellen Einbau des erfindungsgemäßen Langhubstoßdämpfers in einen Längsbalken 25_s der in einer entsprechenden Führung 26 des .Untergestells gleitend angeordnet ist. Durch einen am Gehäuse 1 ange-' brachten Anschlag.27 und einen am austauchenden Teil 2b angebrachten Anschlag 28, die sich in der Aussparung 29

des Längsbalkens 25 und der Aussparung 30 der Führung des Längsbalkens im Untergestell befinden, wird eine gleichsinnige Betätigung des Langhubstoßdämpfers erreicht, d. h. das austauchende Teil 2b des Kolbens wird herausgezogen, ganz gleich, ob sich der Längsbalken 25 nach links Fig. 8, oben - oder nach rechts - Pig« 8, unten ~ bewegt.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Langhubstoßdämpfer, bestehend aus einer Flüssigkeitsfeder mit einem durchgehenden abgestuften Kolben, wobei der Kolben aus einem eintauchenden Teil, einem

. austauchenden Teil und einem Dämpfungskolben zusammengesetzt ist, zum Abfangen bewegter Massen, gekennzeichnet dadurch, daß im Dämpfungskolben (2c) Bohrungen (7a; 7b; 7c; 7d) so angeordnet sind, daß ein von einem Kolben (5) einer Flüssigkeitsfeder (4) belasteter .Ventilkörper (6) die zentrale Bohrung (7b) verschließt und dadurch die Bohrungen (7a; 7c; 7d) absperrt.

2. Langhubstoßdämpfer nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der VentilkUrper (6) mit einem zylindrischen Ansatz (8) versehen ist, der mit geringem Spiel in der abzudichtenden zentralen Bohrung (7b) gleitet.

3. Langhubstoßdämpfer nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß an der der Flüssigkeitsfeder (4) abgewandten Seite des Ventilkörpers (6) ein Stift (14) angeordnet "ist, der in eine im Inneren des austauchenden Teiles (2b) mittig angeordnete Grundbohrung (16) hineinragt und eine federbelastete Ventilplatte (15) durchdringt.

Hierzu-

4- Seiten Zeichnungen