DK145143B - Stoeddaemper - Google Patents

Description

''δ) ns) DANMARK 'ό' i

Wj (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ου 145143B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 2710/78 (51) lnt.CI.3 F 16 F 9/43 (22) indleveringsdag 1 6. jun. 1978 (24) Løbedag 1 6. jun. 1978 (41) Aim. tilgængelig 18. dec. 1978 (44) Fremlagt 1J. s ep. 1982 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 17. jun. 1977* 4283/77* AT

(71) Ansøger WALTER STICHT, A-4800 Attnang-Puchheim, AT.

(72) Opfinder Gerhard Schwankhart* AT.

(74) Fuldmægtig Patent agent firmaet Magnus Jensens Eftf.

(54) Støddæmper.

Den foreliggende opfindelse angår en støddæmper, navnlig til montagemaskiner og til dæmpning af stød, der optræder med hurtigt efter hinanden følgende stød, med en af en cylinder-S -atempel-eihed bestående, pneumatisk støddæmper, hvor cylinde- ^ rens trykrum er fyldeligt med trykluft via en indgang med en — kontraventil.

n tf r* ί 2 2 145U3

Kendte pneumatiske støddæmpere er såkaldte luft- eller gasfjedre. Indgangen med kontraventilen tjener ene og alene til fra begyndelsen af at fylde cylindrens trykrum med under et forud bestemt overtryk stående gas. Efter denne fyldningsoperation skal kontraventilen slutte absolut tæt. Sådanne luftfjedres fjeder- og svingningskarakteristik er forud givet af konstruktionsformen og fyldningstrykket og kan praktisk taget ikke eller kun uvæsentligt påvirkes. Udover rent progressivt virkende luftfjedre kendes der også sådanne luftfjedre, hvor karakteristikken ændres stillingsafhængigt, hvilket betyder, at der fra en bestemt indskydningsstilling for stempel og cylinder arbejdes med en anden karakteristik. Ved en sådan luftfjeder er der i stemplet anbragt en ved hjælp af en stødstangsventil lukket gennemgangsåbning, som danner et reduktionssted, og stødstangsventilen er aktiveret udefra ved hjælp af anslag eller lignende i en bestemt indskydningsstilling for stemplet. Der kan også være anbragt retningsafhængige afspærringsorganer, som f.eks. ved stemplets tilbageløb frigiver en større gennemgangsåbning. Sådanne konstruktioner er ganske visti ligesom ved tilsvarende hydrauliske svingningsdæmpere, for det meste kun mulige i forbindelse med en yderligere fjeder, som tilbagestiller stemplet.

Ved luftfjedre i form af cylinder-stempel-enheder optræder der til stadighed tætningsproblemer, og som følge af lufttab indtræder der en svækkelse af fjedervirkningen. Endvidere er tætninger og pakninger principielt sat meget kraftigt under tryk, således at der ved fjederens endestillinger hyppigt indtræffer en fastsidden af de indbyrdes relativt bevægelige dele, hvilke derpå rykagtigt løsnes fra hinanden, hvad der uheldigt indvirker på den samlede karakteristik. Derfor erstattes for det meste de sædvanlige cylinder-stempel-enheder af kombinationer af en trykbeholder og en sammentrykkelig bælg.

Som det allerede er nævnt, anvendes fremfor alt ved køretøjs-konstruktion overvejende hydrauliske svingningsdæmpere i form af cylinder-stempel-enheder, hvor der i stemplet er anbragt et reduktionssted, som forbinder de to cylinderrum og bestemmer dæmpningsvirkningen. Også her kan der i stemplet være anbragt en i afhængighed af bevægelsesretningen åbnelig eller lukkelig ventil til forskelliggørelse af dæmpningskarakteristikken i de to bevægelsesretninger. Hydrauliske støddæmpere anvendes prak- 3 ' H5U3 tisk taget kun i kombination med en eller flere fjedre, som opfanger stødene, således at der er tilvejebragt for deri samlede bevægelse en af fjedrenes og den hydrauliske svingningsdæmpers egenskaber bestemt dæmpningskarakteristik. Ved hydropneumati-ske fjedringer er det også kendt at forbinde hydrauliske svingningsdæmpere via ledninger med en fælles beholder, som praktisk udgør en vindkedel. Her kan ved påvirkning af trykket i vindkedlen fjedringens respektivt svingningsdæmpningens samlede ka-rakteristik påvirkes, det er dog ikke muligt og logisk rigtigt at ændre en enkelt støddæmpers karakteristik. Ved alle andre hydrauliske svingningsdæmpere lader dæmpningskarakteristikkerne sig kun i ringe udstrækning eller overhovedet ikke variere. Såfremt der i henseende til frekvens respektivt i henseende til følgen af stød og i henseende til mulige respektive gennemsnitlige styrke skal dæmpes stærkt fra hinanden afvigende svingninger respektivt stød, måtte man hidtil anvende tilsvarende også forskellige, i karakteristik tilpassede svingningsdæmpere og fjedre. Ved køretøjskonstruktion er det allerede vanskeligt at vælge dæmpningskarakteristikken således, at der ved forskellige læsningsforhold for køretøjet er tilvejebragt en endnu tilstrækkelig dæmpning. Overhovedet er man i mange andre tilfælde i hvert anvendelsestilfælde tvunget til at anvende egne støddæmpere, for det meste altså fjeder-svingningsdæmperkonstruk-tioner, gummifjedre eller luftfjedre. Som eksempel skal der her nævnes montagemaskiner, hvor der ofte med samme grundkonstruktion af maskinen bevæges uens tunge dele med forskellige hastigheder, og hvor disses bevægelse skal opfanges, og hvor herudover blandt andet ved anvendelse af vibrationstransportører også frekvenserne, hvormed delene bevæger sig eller mere alment udtrykt følgen af stød, der skal dæmpes, er underkastet stærke ændringer. Skal der opnås en så god dæmpning som muligt, skal der anvendes nøjagtigt afstemte støddæmperenheder, hvilket forudsætter en stor lagerbeholdning. Ved montagemaskiner drejer det sig om fremstilling af enkelte eksemplarer eller små fremstillingsserier, således at der ved afstemningen næppe kan gribes tilbage til anvendelse af erfaringsværdier, og afstemningen respektivt valget af den rigtige støddæmperkombination finder langsommeligt sted under stort forbrug af tid hertil. Hertil kommer yderligere, at støddæmpere og støddæmperkombinationer bestående af svingningsdæmper og fjeder af kendt konstruktionsmåde i afhængighed af deres karakteristik respektivt betinget af disse _ 4 " 145143 udviser forskellige yderdimensioner, således at det ikke uden videre er muligt valgfrit at indbygge forskellige støddæmperenheder i bestående konstruktioner. Lignende problemer foreligger ved mange andre anvendelsesområder.

Det skal yderligere nævnes, at det ved såkaldte hydrauliske stænger, . såsom sådanne der blandt andet finder anvendelse ved inddrivningsmaskiner for fiaskepropper, i og for sig er kendt at udforme den hydrauliske stanganordning som cylinder-sterapel-enhed og i stemplet at anbringe en overtryksventil, som åbner ved overskridelse af det forud bestemte tryk og dermed begrænser den mulige kraftoverførsel via stangen til en bestemt værdi. Ved sådanne stænger er der krævet, egne hjælpemidler til opfangning af ved overtryksventilen udstrømmende olie og atter lede denne tilbage ind i cylinderrummet. medens stangen slækkes.

Pra GB-PS 970,988 og US-PS 3,147,967 kendes støddæmpere, hvor en overtryksventil, der hører til hvert af de cylinderrum, .· hvori luft ved affjedring komprimeres, ikke åbnes i afhængighed af lufttrykket i det pågældende cylinderrum. Ved disse kendte udformninger etableres forbindelse mellem cylindrene og den frie atmosfære over et anslag i afhængighed af tilbagelagt vej.

Ulempen ved denne udformning er, at der ved ændrede driftsforhold, især ved ændret temperatur eller indgangslufttryk ikke opnås samme forløb.

Det er den foreliggende opfindelses opgave at tilvejebringe en støddæmper af den nævnte art, der ved simpel opbygningsmåde vidtgående kan tilpasses meget varierende driftsforhold, således at der især ved ændret temperatur eller indgangslufttryk opnås samme forløb.

Den stillede opgave er løst derved, at indgangen er vedvarende forbundet med en ydre trykluftkilde via en ledning,mellem hvilken og trykrummet kontraventilen er anbragt, og at trykrummet er udrustet med en udgang med indstillelig overtryksventil mellem trykrummet og atmosfæren.

En ydre trykluftkilde står i mange virksomheder respektivt ved mange maskiner, f.eks. montagemaskiner, hyppigt til rådighed - 5 - 1451 A3 til andre formål. Pra disse ydre trykluftkilder frembringes det tryk, som holder stemplet i hvilestilling i støddæmperen respektivt tilbagestiller stemplet i retning mod denne hvilestilling i støddæmperen. Uafhængigt af dette tryk kan det tryk indstilles, for det meste dog større, ved hvilket overtryksventilen åbner. Såsnart som overtryksventilen åbnes, arbejder stemplet, som bevæger sig til indtagelse af arbejdsstilling, imod et konstant forblivende modtryk, hvilket imidlertid er valgbart på grund af overtryksventilens indstillelighed. Ved opfangning af en belastning fungerer støddæmperen som luftfjeder med lineær karakteristik, hvorved der er muliggjort en trinløs tilpasning til belastningen, der skal dæmpes. Tilbagestilling finder sted ved hjælp af det fra den ydre trykluftkilde tilførte medium, hvorhos der til denne tilbagestilling vælges andre kræfter end til opfangning af belastningen, men hvor der som følge af den konstante trykpåvirkning ligeledes respektivt kan arbejdes med en konstant kraft. En tilbageslyngning af stemplet til indtagelse af den udskudte stilling og dermed en rikochettering af et opfanget legeme kan vidtgående undgås ved rigtig afstemning. Tilbagestillingskraften kan sågar indstilles, til hvilket formål kontraventilen er udformet som reguleringsventil eller der i en fra kontraventilen til den ydre trykluftkilde førende ledning er anbragt en reguleringsventil, f.eks, en Indstillelig reduktionsventil.

Den til cylindrens trykrum førende ledning kan også være forbundet med et forrådsrum, som på sin side via en reduktionseller kontraventil er forbundet med en ydre trykluftkilde, hvor forrådsrummet størrelsesordensmæssigt besidder det samme volumen som trykrummet respektivt ved forbindelse med flere støddæmpere besidder et tilsvarende større volumen. Ved denne udformning står der ved kontraventilens åbnen ved trykrummets indgang et større tryk til rådighed end ved enden af stemplets tilbagestilling, således at tilbagestillingskraften progressivt er formindsket, hvilket er fordelagtigt, når et opfanget legeme skal tilbagestilles ganske blødt til indtagelse af den til støddæmperens hvilestilling svarende stilling. De karakteristiske egenskaber ved støddæmperen ifølge den foreliggende opfindelse kan altså ændres på forskellig måde i henseende til en nøjagtig tilpasning til de respektive anvendelsestilfælde. Også ved hurtigt på hinanden følgende stød respektivt ved svingninger med højere frekvens kan der opnås en tilstrækkelig dæmp- - 6 - 745143 ning. Den indstillelige overtryksventil anbringes for det meste i stemplet og kan. via en gennem stempelstangen ført boring være forbundet med det udenfor liggende luftrum.

Ved støddæmperen ifølge den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt en lang levetid, idet der på grund af den vedvarende tilførsel af luft fra trykluftkilden ikke foreligger det ellers ved luftfjedre optrædende problem ved varmebortledning i henseende til undgåelse af ændringer af fjederkarakteristikken og sågar optrædende utætheder ikke indtager en betydningsfuld rolle, idet de kan udlignes ved hjælp af den mulige efterind-stilling af ventilerne.

I det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen et udformningseksempel på en støddæmper ifølge den foreliggende opfindelse, idet der på tegningen er vist en støddæmper i snit, og hvor trykluftkilde og tilledning er skematisk antydede.

Den ifølge den foreliggende opfindelse forudsete støddæmper er opbygget som cylinder-stempel-enhed. Cylindren består af et rør 1 med udvendigt gevind 2 og én den ene rørende afsluttende ventilnippel 3 med en gevindboring 4 bestemt til tilslutning af en trykluftledning. I den anden cylinderende er der isat en glidebøsning 6 til føring af en stempelstang 5. Stempelstangen 5 bærer et stempel 7, som i ringnoter 8 optager O-ringe 9 og disse omsluttende ringe 10 fremstillet af et materiale med lav friktion, f.eks. teflon, hvor ringene 10 ved hjælp af O-ringene 9 er trykket mod cylindervæggen.

Stemplet 7 besidder en længdeboring 11, som tilvejebringer forbindelse mellem cylinder-stempel-enhedens trykrum 12 og en overtryksventil, som ved udformningseksemplet består af en 0-ring. 13 som ventilsæde og af en ved hjælp af en fjeder 14 belastet kugle 15 og er indstillelig ved hjælp af en på fjederen 14 indvirkende, i stempelstangen 6 indskruet bøsning 16. Bøsningen er udrustet med en boring 17. En tværboring 18 sørger for trykudligning i et mellem stemplet 7 ’s bagside og føringsbøsningen 6 ’s indesluttet rum 19.

Ved enden af gevindboringen 4 er der ved overgangen til cylinderrummet 12 anbragt en kontraventil, som ved udformningseksem- - 7 - U5U3 plet atter består af en O-ring 20 som ventilsæde og af en lille ventilplade 21, som er forbelastet ved hjælp af en mod en spre-dering 22 understøttet bladfjeder 23·

Via gevindboringen 4 er der ved hjælp af en nippel 24 tilvejebragt en driftstilslutning til en afgreningsledning 25 hørende til en ledning 26, som via en reguleringsventil 28 er forbundet med en skematisk som beholder vist ydre trykluftkilde 27. Det udvendige gevind 2 muliggør indbygning af støddæmperen i en gevindboring samt indstilling til forskellige monteringshøjder.

På kontraventilen 20 til 23 indvirker det ved hjælp af regulerings ventilen 28 indstillelige tryk, således at kontraventilen 20 til 23 er åbnet ved ubelastet holdt stempel 7, og trykket i trykrummet 12 svarer til trykket i tilslutningsledningen 25, 26. Indvirker der på stempelstangen 5 en i henseende til indskydning af stemplet 7 rettet kraft, som er større end kraften, som skyder stemplet udad, ved hjælp af ledningstrykket og den af sterapelfladen bestemte kraft, medfører det en trykforøgelse i trykrummet 12, og kontraventilen 20 til 23 lukker. Ved en yderligere forskydning af stemplet 7 i henseende til en formindskelse af trykrummet 12 's volumen overskrides slutteligt overtryksventilens af fjederen 14 ved hjælp af gevindbøsningen 16 indstillede tryk, således at kuglen 15 åbner, og der indtræder en yderligere forskydning af stemplet 7 i henseende til en formindskelse af kammerets volumen imod en prektisk taget konstant modkraft. Luften fra kammeret 12 kan hertil vige bort via boringen 11, ventilsædet 13 og boringen 17. Er belastningen på stempelstangen mindre end den nævnte modkraft, da lukker overtryksventilen 13 - 15, og kontraventilen 20 til 23 kan atter åbne. Stemplet 7 er påvirket fra trykluftkilden 27 og kan stille sig tilbage, da den på stemplet udefra virkende kraft er faldet, indtil stemplet når den udskudte endestilling, respektivt at der optræder en stærkere, i henseende til indskydning, indvirkende, nyere belastning.

Ved lukket kontraventil 20 til 23 og endnu lukket overtryksventil 13, 14,15 er der for støddæmperen opnået en progressiv, efter overtrykeventilens åbnen, lineær karakteristik. Der kan f.eks. ved hjælp af tilsvarende ventilindstillinger opfanges en optrædende belastning i den første halvdel af dæmpnings- - s - 145143 vejen med progressiv dæmpningskarakteristik og derpå med lineær dsmpningskarakteristik. ler er muliggjort indstillinger, hvormed en belastning kan opfanges extremt blødt og derfor også vidtgående støjfrit.

Når det fra begyndelsen er bestemt, at en bestemt indskydningsstilling for stemplet, altså et bestemt mindstevolumen af trykkammeret 12,ikke kan underskrides, er det også muligt at anbringe tryklufttilslutningen 4,25 og respektivt eller udgangen med overtryksventilen i cylindervæggen, altså i rør 1.