DD156623A1 - Hydraulikpuffer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Puffer zur Aufnahme relativ grosser stossartiger Massen, wobei zur Daempfung ein neuartiges Ventil eingesetzt wird. Durch die Erfindung sollen bei maximaler Daempfungskraft bzw. Arbeitsaufnahme minimale Abmessungen des hydraulischen Puffers erreicht werden, um die Material- und Fertigungskosten zu senken sowie kurze Baulaengen zu erzielen. Es ist Aufgabe der Erfindung, durch Verringerung des fuer die Rueckstellkraft erforderlichen Druckes einen wesentlich erhoehten Druck fuer die Daempfungskraft zu nutzen. Dies wird erreicht, indem der Arbeitsraum des hydraulischen Puffers ueber ein als Fluessigkeitsfeder ausgebildetes Druckbegrenzungsventil mit dem Ausgleichsraum des hydraulischen Puffers verbunden ist.

Description

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Hydraulikpuffer Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Puffer mit sehr großer Arbeitsaufnahme, d.essen Dämpfungskraft durch ein als flüssigkeitsfeder ausgebildetes Druckbegrenzungsventil begrenzt wird»

Charakteristik d.er bekannten technischen Lösungen

Es sind. Puffer oder Stoßdämpfer bekannt, d.ie mit einer mechanischen, einer Gas- oder Flüssigkeitsfeder kombiniert sind, und. bei denen die Dämpfungskraft d.urch ein fed.erbe laste te s Druckbegrenzungsventil kontrolliert wird« Es wurde auch ein Puffer vorgeschlagen, bei welchem als Fed.erelement d.es Druckbegrenzungsventils eine Plussigkeitsfed.er verwendet wird.«. Der Vorteil der Flüssigkeitsfeder besteht d.arin? d.aß d.er Ventilkörper nur eine geringe Masse aufweist und. daher keine massebedingten Druckspitzen beim öffnen des Ventils auftreten« Wenn jed.och - wie dies vorgeschlagen wurde - d.er Puffer als Flüssigkeitsfeder ausgebildet ist, d.ann wird, d.ie als Druckbegrenzungsventil ausgebildete Flüssigkeitsfeder durch.deη in dem Puffer wirkend.en Druck beeinflußt«, Der Nachteil des als Flüssigkeitsfeder ausgebildeten Puffers besteht darin, d.aß der hohe Druck d,er Flüssigkeitsfeder nur eine relativ geringe Druckdifferenz für d.ie Erzeugung der Dämpfungskraft zuläßt. Hieraus ergeben sich, insbesondere bei Puffern mit geringer Rückstellkraft j Grenzen für die Hinimierung d.er Baugröße des Puffers·

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Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung sollen bei maximaler Dämpfungskraft bzw« Arbeitsaufnahme minimale Abmessungen des hydraulischen Puffers erreicht werden, um die Material- und Fertigungskosten zu senken und die Einbaubedingungen zu optimieren«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei hydraulischen Puffern mit relativ geringer Rückstellkraft d.urch eine Verringerung des für die Rückstellkraft erforderlichen Druckes einen wesentlich erhöhten Druck für die Dämpfungskraft zu nutzen, wobei die Dämpfungskraft von außen einstellbar sein soll«

Erfind.ungsgemäß wird die Aufgabe d.ad.urch gelöst, daß bei einem hydraulischen Puffer mit einem Druckzylinder, d.er koaxial von einem Zylinderrohr umgeben ist, Druckzylind.er und. Zylinderrohr gemeinsam einerseits mit einem Deckel und. andererseits mit einem Verschlußstück'abgeschlossen sind, wobei d.urch d.en Deckel ein Arbeitskolben in einen Arbeitsraum des Druckzylinders ragt, in dem Verschlußstück ein Kompressionsraum vorgesehen ist, in dem sich ein gestufter Kompressionskolben befindet, dessen dünneres Ende dem Arbeitsraum und. dessen dickeres Ende dem Arbeitsraum abgewandt ist, wobei d.er Kompressionskolben mit einer axialen Bohrung versehen ist, die bei Verschiebung des Kompressionskolbens über eine Ringnut und. eine Bohrung den Arbeitsraum mit einem Ausgleichsraum verbindet«

Ein weiteres Merkmal d.er erfinderischen Lösung besteht d.arin, daß der dem Arbeitsraum angewandte großflächige Teil des Kompressionskolbens sich an einem Verstellelement abstützt und. im Kocipressionsraum eine mechanische Druckfeder angeord.-net ist«,

Ausführungsbeispie1

Die Erfindung soll nachstehend, an einem Ausführungsbeispiel ' näher erläutert werden«, Die Zeichnung zeigt den Längsschnitt durch einen hydraulischen Puffer«.

Ein Druckzylinder 1 umschließt einen Arbeitsraum 2* Der Druckzylinder 1 ist an seinem einen End.e mit einem Deckel 3 und. an seinem anderen Ende mit einem Verschlußstück 4 versehen» Ein Ausgleichsrauiü 5 wird, d.urch den Druckzylinder 1 und. ein Zylinderrohr β gebildete Der Ausgleichsraum 5 ist ebenfalls durch das Verschlußstück 4 und, den Deckel 3 abgeschlossen» Zum Abfangen einer auf den hydraulischen Puffer einwirkenden Kraft ist ein Arbeitskolben 7 in einer durchgehenden Bohrung 8 des Deckels 3 vorgesehen«. Zur Abdichtung d.es Arbeitskolbens 7 ist am selbigen eine Laufbuchse 9 und. außerdem im Deckel 3 eine weitere Laufbuchse 10 angeordnet· Innerhalb d.es Verschlusses 4 befindet sich ein Kompressionsraum 11 sowie ein gestufter Kompressionskolben 12«, Das kleinere End.e d.es Kompressionskolbens 12 ist dem Arbeitsraum 2 des hydraulischen Puffers zugewandt, während, das größere End.e des Kompressionskolbens 12 zum Verstellelement 13 gerichtet ist. Eine Druckfeder 14 befindet sich im Kompressionsraum, 11 und bringt den Kompressionskolben 12 zum ständigen Kontakt mit dem Verstelielement 13» Eine axiale Bohrung 15 Im Kompressionskolben 12, eine Ringnut 16 im Verschlußstück 4 sowie ein Kanal 17 verbinden den Arbeitsraum 2 mit dem Ausgleichsraum 5» Weiterhin ist im Verschlußstück 4 noch ein Rückschlagventil 18 vorgesehen«, das über eine Bohrung 19 mit Drossel eine Verbindung vom Ausgleichs raum 5 zum Arbeitsraum 2 herstellt«, Der Ausgleichsraum 5 ist in der Regel mit einem Gas gefüllte Die hierzu notwendigen konstruktiven Details sind, im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht sichtbar, d.a sie mit der Erfindung keinen Zusammenhang haben» Die Wirkungsweise wird, nachfolgend, erläutert.»

Wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, befindet sich der Arbeitskolben 7 ini Ruhestand* Alle Räume innerhalb des Druckzylinders 1 und im Verschlußstück 4 sind vollkommen mit einem Fluid gefüllt» Dagegen ist der Ausgleichsraum 5 nur zum Teil, vorzugsweise etwa zu einem Drittel mit dem gleichen Fluid wie im Druckzylinder 1 gefüllt und das restliche Volumen im Ausgleichsraum 5 wird von einem unter Druck stehendem Gas eingenommen»

Bei Belastung des Arbeitskolbens 7 durch eine äußere Kraft, die in der Regel durch eine bewegte Masse schlagartig auf den Arbeitskolben 7 einwirkt, wird, dieser mit der Geschwindigkeit der Masse in den Arbeitsraum 2 hineinbewegt* Das Pluid gelangt dabei aus dem Arbeitsraum 2 über die axiale Bohrung 15 des Kompressionskolbens 12 auf die dem Verstellelement 13 zugewandte Fläche des Kompressionskolbens 12 und bewegt den Kompressionskolben 12 in Richtung d.es Arbeitsraumes 2„ Dabei erreicht d.er Kompressionskolben 12 eine Stellung, bei d.er er die Ringnut 16 und. d.ad.urch dem Fluid, d.en Weg über d.en Kanal 17 zum Ausgleichraum 5 freigibt* In dieser Bewegungsphase des Kompressionskolbens 12 wird, das im Kompressionsraum 11 befindliche Pluid komprimiert, da bis auf fertigungstechnisch bedingte Toleranzen der Kompressionsraum dicht verschlossen ist«.

Der Druck innerhalb des Kompressionsraumes 11 kann veränd.ert, z» B„ erhöht werden, wenn das Verstellelement 13 beispielsweise mittels eines Schraubgewind.es zurückgedreht wird., so daß d.er Kompressionskolben 12 einen größeren Weg in den Kompressionsraum 11 zurücklegen muß· Der Druck im Kompressionsräutn 11 entspricht d.em Druck im Arbeitsraum 2 und. wirkt somit auch auf die Querschnittsfläche d.es Arbeitskolbens 7· Hieraus ergibt sich die Dämpfungskraft für d.en hydraulischen Puffer« Der Kompressionskolben 12 ist erfind.ungsgemäß ein Ventilkörper eines Druckbegrenzungsventils, und. wie bei einem solchen steigt die Kennlinie - in diesem Fall die Därnpfungskraft - mit d.em Fluidstrom - in diesem Fall die Geschwindigkeit d.er bewegten Masse, die auf den Arbeitskolben 7 von außen auf trifft, die gleich d.er d.es Arbeitskolbens 7 ist, nur

geringfügig» Daraus ergibt sich ein Dämpfungsd.iagramra mit einem Völligkeitsgrad, von nahezu 100 ^ und damit eine maximale Arbeitsaufnahme bei minimalem.. Dämpfungshub und minimaler Dämpfungskraft* · '.".'

Als Polge der auf den Arbeitskolben 7 auflaufenden MaSSe₅ beispielsweise eines Kranes, bewegt sich der Arbeitskolben 7 so lange in den Arbeitsraum 2 hinein, bis die kinetische Energie durch den sogenannten Arbeitsverzehr-d.es hydraulischen Puffers verbraucht ist«, Der Ausgleichsraum 5 wird, dann zu etwa zwei Drittel mit Fluid, gefüllt sein und, d.er ursprüngliche Gasdruck hat sich, etwa verdoppelt«

liachd.ern d.er Arbeitskolben 7 zum Stillstand gekommen ist, entspannt sich d.as Gas -im Kompressionsraum 11,' wodurch d.er Kompressionskolben 12 in seine ursprüngliche Lage zum Ver-Stellelement 13 hin verschoben wird«,

Das Fluid kann aus dem Ausgleichsraum 5 nur noch über die Bohrung 19 und das Rückschlagventil 18 in den Arbeitsraum 2 zurückströmen«, Dad.urch kehrt d.er Arbeitskolben 7 in seine Ausgangslage zurück«, Da d.er Kompressionsraum 11 gegenüber dem Arbeitsraum 21ed.iglich durch Passungsd.ichtung gedichtet ist, stellt sich nach erfolgter Rückfederung innerhalb relativ kurzer Zeit in beid.en Räumen a.er gleiche Druck ein«.

Claims (2)

1. Erf ind.u ngs anspr u ch

   T. Hydraulischer Puffer, bestehend, aus einem Druckzylinder, der koaxial von einem Zylind.errohr umgeben ist, die gemeinsam einerseits von einem Deckel und. andererseits von einem Verschluß stück abgeschlossen sind, wobei d.urch d.en Deckel ein Arbeitskolben in einen Arbeitsraum d.es Druckzylinders ragt dadurch gekennzeichnet, daß in dem Verschlu.ßstück (13) ein Kompressionsraum (11) vorgesehen ist, in dem sich ein gestufter Kompressionskolben (12) befindet, d.essen kleinere Fläche zum Arbeitsraum (2) und. d.essen größere Fläche zu einem Verstellelement (13) gerichtet sind., wobei d.er Kompressionskolben (12) mit einer axialen Bohrung (15) versehen ist, die bei Verschiebung des Kompressionskolbens (12) über eine Ringnut (16) und. eine Bohrung (17) den Arbeitsraum (2) mit einem Ausgleichsraum (5) verbindet,
2. 2« Hydraulischer Puffer nach Punkt 1 d.ad.urch gekennzeichnet, d.aß der d.em Arbeitsraum (2) abgewand.te großflächige Teil d,es Kompressionskolbens (12) sich am Verstellelement (13) abstützt und. im Kompressionsraum (11) eine Druckfeder (14) angeordnet ist»

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