DE1076448B - Pneumatischer Stossdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Stoßdämpfer.

Die bekannten pneumatischen Stoßdämpfer waren in ihrer Verwendung begrenzt, insbesondere deswegen, weil das Luftpolster erst in einem gewissen Umfange zusammengepreßt werden mußte, bevor es einen größeren Widerstand oder Verzögerungseffekt auslöste. Der Kolben des Stoßdämpfers mußte immer erst einen bestimmten Weg in dem Zylinder mit dem zusammenpreßbaren Medium zurückgelegt haben, bevor sich eine wirksame Verzögerung entwickeln konnte. Es ergab sich somit immer ein zunächst ungehinderter Hub des Kolbens in dem Zylinder, welcher ohne Hemmung erfolgte, wodurch diese Stoßdämpfer für viele Zwecke ungeeignet waren.

Aus diesen Gründen fielen manche Verwendungsgebiete für solche Stoßdämpfer aus, obwohl diese vielfache Vorteile gegenüber hydraulischen Stoßdämpfern, die z. B. mit Öl arbeiteten, hatten. Die pneumatischen Stoßdämpfer sind nämlich im Gegensatz zu hydraulischen Stoßdämpfern gegenüber Temperaturschwankungen sehr unempfindlich und diesen auch darin überlegen, daß sie keine besonderen Einrichtungen zum Füllen oder Nachfüllen brauchen. Auch sind die Dichtungen einfacher, wie auch die Bearbeitung und Herstellungskosten geringer sind.

Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Stoßdämpfers mit einem Kolben, dessen untere Fläche sich voll und ganz dem unteren Zylinderdeckel anlegt, so daß praktisch sämtliche Luft bei der Auflage des Kolbens auf dieser Zylinderdeckelwand verdrängt wird und ein starkes Vakuum sich bildet. Dies ist das Hauptkennzeichen der Erfindung, und es ist festgestellt worden, daß nur bei einer solchen genau angepaßten Durchbildung die unerwartete sofortige Hemmung eintritt. Befindet sich auch nur eine geringe Luftmenge zwischen dem Kolben und dem Zylinderdeckel bei ausgefahrenem Stoßdämpfer, so vermag sich diese auszudehnen und damit die erstrebte Verzögerung von Beginn der Bewegung an aufzuheben.

Als weiteres Kennzeichen ist die Verwendung einer federnden oder nachgiebigen Verbindung zu nennen. Zur Sicherung einer immer satten Anlage des Kolbens an den Zylinderdeckel in der Praxis ist es selten möglich, den Hub des Stoßdämpfers so genau einzustellen, daß die satte Auflage der Kolbenunterwand auf der Endwand des Zylinders gesichert bleibt. Es muß deshalb der Kolbenhub etwas hinter dem tatsächlichen Hub zurückbleiben, um diese vollständige Auflage zu gewähren. Es ist hierbei an sich unbeachtlich, ob die beispielsweise gewählte bevorzugte Ausführungsform, nach welcher die Federung einheitlich in den Stoßdämpfer eingebaut ist, benutzt wird, oder ob diese nachgiebige oder federnde Verbindung zwischen dem

Pneumatischer Stoßdämpfer

Anmelder:

Veeder-Root Incorporated,
Hartford, Conn. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. R. K. Löbbecke, Patentanwalt,
Berlin-Zehlendorf, Neue Str. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. März 1954

Harvey Noble Bliss, Windsor, Conn. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Zylinder oder der Kolbenstange eines fest aufsitzenden Kolbens gegenüber den zu dämpfenden Elementen vorgesehen wird. Sie muß aber vorhanden sein, um ein Abreißen des Zylinderdeckels bzw. sonstige Beschädigungen des Stoßdämpfers im rauhen Betrieb sicher auszuschließen.

Es sind bereits Stoßdämpfer bekanntgeworden, bei denen ein verengter Durchlaß zwischen Kolbenoberseite und -Unterseite Verwendung findet und auch bereits Federelemente zwischen Kolben und Kolbenstange vorgesehen wurden. Soweit es sich hier um pneumatische Stoßdämpfer handelt, ist aber in den bekannten Ausführungen nicht der wesentliche Erfindungsgedanke verkörpert, daß nämlich zur Bildung eines starken Vakuums eine satte Anlage des Kolbens an dem Zylinderdeckel erreicht wird. Die bekannten Federelemente zwischen Kolbenstange und Kolben dienen demgemäß auch einem anderen Zweck, und zwar im wesentlichen zur Betätigung einer Ventilsteuerung für den Durchlaß beispielsweise einer Dämpfungsflüssigkeit von der einen zur anderen Kolbenseite, nicht aber, um erst die satte Auflage des Kolbens an dem Zylinderdeckel zu ermöglichen.

Demgemäß betrifft die Erfindung einen pneumatischen Stoßdämpfer, bei dem ein mit einem gedrosselten Luftdurchlaß versehener Kolben einen luftdicht abgeschlossenen Zylinder in zwei Arbeitskammern unterteilt, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Unterseite des Kolbens und der Zylinderdeckel so ausgebildet sind, daß sie in der ausgefahrenen Stellung des Kolbens satt aneinanderliegen. Weiterhin ist kennzeichnend, daß der Kolben nachgiebig mit der Kolbenstange ver-

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blinden ist bzw. gegen Feder wirkung gleitbar auf der Kolbenstange sitzt.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des eriindungsgemäßen Stoßdämpfers dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 im Längsschnitt einen erfindungsgemäßen Stoßdämpfer in ausgezogener Stellung und

Fig. 2 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 die entgegengesetzte eingeschobene Stellung.

Der in den Zeichnungen dargestellte Stoßdämpfer nach der Erfindung besteht aus einem Gehäuse oder Zylinder 2, welcher ais Behälter für das !compressible Bremsmedium, also im allgemeinen Luft, dient. Der Zylinder ist an dem oberen Ende mit Gewinde zur Aufnahme des oberen Deckels 4 versehen, welcher einen Halsteil 6 aufweist, in dem sich eine Bohrung 8 senkrecht zur Zylinderachse befindet, die zur Aufnahme des Ankerstiftes od. dgl. dient, an welchem der Zylinder befestigt wird und gewünschtenfalls eine Schwenkbewegung ausführen kann. Das andere Ende des Zy- Iinders2 ist durch den Deckel 10 abgeschlossen, welcher gleichfalls einen nach außen sich erstreckenden Hals 12 aufweist mit einer axialen Durchbohrung 14 zur Durchführung der hin- und hergehenden Kolbenstange 16. Diese Kolbenstange 16 ist in der Bohrung 14 dicht angepaßt geführt, um einen Durchtritt des von dem Zylinder 2 umschlossenen Luftpolsters zu verhindern, außerdem ist in dem Hals 12 noch eine Stopfdichtung 18 mit gefettetem Dichtungsfilz od. dgl. vorgesehen zur Schmierung der Stange 16 und zur vollständigen Abdichtung der Stange gegenüber dem Zylinderraum. Das Außenende der Kolbenstange 16 weist gleichfalls eine Bohrung 20 zur anderseitigen schwenkbaren \⁷erbindung des Stoßdämpfers auf.

Auf der Kolbenstange 16 ist im Zylinderinnern der Kolben 26 aufgesetzt, welcher aus einer Platte oder Scheibe28 mit einer nachgiebigen Dichtungsscheibe30 aus Leder od. dgl. besteht, die auf der oberen Seite aufliegt. Die andere Seite der Kolbenplatte 28 ist genau passend zu der Oberfläche des Zylinderdeckels 10 bearbeitet, so daß die beiden Flächen dicht anliegen. Die Kolbenscheibe 28 hat einen solchen Durchmesser, daß sie voll die Dichtungsscheibe 30 trägt, aber frei im Innern des Zylinders 2 gleitet. In der Mitte ist die Kolbenscheibe 28 mit einer Gleithülse 32 versehen, welche die Kolbenstange umgreift. An ihrem oberen Außenende hat diese Hülse 32 ein Gewinde, wie aus Fig. 2 ersichtlich, über welches die Mutter 33 geschraubt ist, die eine Überwurfscheibe 34 gegen die Oberseite der Lederscheibe drückt.

Die Dichtungsscheibe 30 hat einen so großen Durchmesser, daß sie sich mit einem sich längs erstreckenden Rand oder Umfangsflansch 38 gegen die Innenwand des Zylinders legt und auf diese Weise bei der Zusammenpressung der Luft in dem Zylinder den KoI-hen luftdicht abschließt, während beim Rückgang des Kolbens die Dichtungsscheibe nachzugeben vermag, so daß die Luft in dem unteren Teil des Zylinders ohne größere Hemmung frei in den oberen Teil überströmen kann. Beim Rückzug des Kolbens erfolgt diese Bewegung somit annähernd ohne Behinderung.

Das Ende der Kolbenstange im Zylinderinnern hat einen abgesetzten oder reduzierten Teil 40, dessen Übergang zu dem normalen Durchmesser der Kolbenstange einen stumpfkegelförmigen Anschlag 41 bildet. Durch eine entsprechende Ausbildung der Unterseite 42 der Hülse32 der Kolbenscheibe 28 vermag diese sich gegen diesen Anschlag 41 gut passend anzulegen, so daß beim Flochgehen der Kolbenstange der Kolben 26 von der Kolbenstange 16 sicher mitgenommen wird. Der Anschlag 41 ist auf der Kolbenstange von derem Ende so weit entfernt, daß der Kolben sich bei der Höchststellung der Kolbenstange nur in solcher Entfernung von dem Zylinderdeckel 10 befindet (s. Fig. 2), daß ein gewisser Abstand von der oberen Zylinderwand verbleibt, der Kolbenhub also etwas geringer ist als der Weg der Kolbenstange 16. Um normalerweise den Kolben gegen den Anschlag 41 zu halten und dem Kolben trotzdem eine begrenzte axiale Gleitbewegung auf der Kolbenstange 16 bei der Abwärtsbewegung zu ermöglichen, ist zwischen dem Kolben und der Kolbenstange eine in Achsrichtung nachgiebige W'rbindung durch die Druckfeder 44 vorgesehen, die mit einem Ende auf den oberen Teil der Hülse 32 drückt, während das andere Ende dieser Feder durch eine Scheibe 46 mit einem Überwurf ring 48 auf der Kolbenstange 16 gehalten wird.

Um einen geregelten Übergang des Dämpfermediums zwischen den beiden entgegengesetzten Seiten des Kolbens zu erhalten und zugleich die Geschwindigkeit des Kolbenhubes zu regeln, ist der Kolben mit einem Luftdurchlaß versehen, welcher aus einer Schraube 50 besteht, die in einer Durchbohrung der Kolbenscheibe 28 eingeschraubt ist und mit ihrem Kopf 52 in einer entsprechenden Durchlochung der Dichtungsscheibe und der Überwurfscheibe 34 sitzt. Diese Schraube 50 hat eine Längsbohrung54, deren Ende im Durchmesser so reduziert ist, daß durch die Mündung 56 beim Einfahren des Kolbens nur eine bestimmte Luftmenge durchzutreten vermag. Dieser Durchlaß kann verstellbar ausgebildet sein oder ausgewechselt werden, so daß je nach Größe der Mündung eine dem Bedarf entsprechende Drosselung erzielt wird.

Aus Vorstehendem ergibt sich folgende Wirkungsart. Der Kolben 26 ist so auf der Kolbenstange 16 angeordnet, daß, wenn die Kolbenstange sich in der Höchststellung befindet, der Kolben um eine gewisse Entfernung vorn oberen Zylinderdeckel ferngehalten ist, d. h. also, daß der Kolben nicht den vollen Hub der Kolbenstange mitausführt (s. Fig. 2). Wenn nun die Kolbenstange aus dem Zylinder ausgefahren wird und sich ihrer Stellung nach Fig. 1 nähert, wird der Kolben 26 durch die Kolbenstange mit seiner unteren Fläche gegen den unteren Zylinderdeckel 10 gut passend angedrückt, wobei die Anlage bereits erfolgt, bevor die Kolbenstange selbst den tiefsten Punkt erreicht hat. Da nun durch die Durchlaßmündung 56 in dem Kolben sowie an den Seitenrändern des Kolbens 26 die bei der Abwärtsbewegung unter dem Kolben befindliche Luft in den oberen Zylinderraum entweichen kann, legt sich die Unterfläche des Kolbens voll dem Zylinderdeckel 10 an, wobei die gesamte Luft zwischen dem Kolben und dem unteren Zylinderdeckel verdrängt wird. Durch die Nachgiebigkeit der Kompressionsfeder 44 wird es der Kolbenstange 16 ermöglicht, auch nach Auflage des Kolbens 26 gegen den Zylinderdeckel ihre volle Abwärtsbewegung zu vollenden, wobei der feste luftdichte Sitz des Kolbens auf der Platte 10 aufrechterhalten und ein Übergang der im oberen Teil des Zylinders befindlichen Luft durch den Durchlaß 56 in den unteren Zylinderraum sicher unterbunden wird. Gleichfalls ist bei dieser Anordnung durch die Feder 44 eine Sicherung geschaffen, daß die Kolbenstange 16 bei Beendigung des Ausfahrens, also beim vollen Auszug gegenüber dem Hals 6, diese Bewegung ausführen kann, ohne daß die Gefahr besteht, irgendeinen Teil des Dämpfers zu beschädigen. Es ist also ein gewisses Spiel vorhanden und nicht mehr wie bislang erforderlich, die einzelnen Teile und deren Bewegung sehr sorgfältig und genau zu bearbeiten und einzustellen.

um etwa ein unachtsames Abreißen des Zylinderdeckels 10 oder eine andere Zerstörung des Stoßdämpfers zu verhindern. Die nachgiebige axiale Verbindung durch die Druckfeder 44 gibt auch eine Sicherung dagegen, daß bei einer geringen Überschreitung des normalen Hubes der Kolbenstange 16 im Innern des Zylinders 2, sei es durch eine ungenaue Einstellung des Stoßdämpfers oder aus anderen Gründen, keine Verlagerung des Kolbens gegenüber der Auflagefläche des Zylinderdeckels und damit ein Rückströmen der Luft eintreten kann.

Auf Grund dieser Anordnung wird, wenn die Kolbenstange 16 in den Zylinder eingedrückt wird und der Anschlag 41 den Kolben 26 von seiner Auflage auf den Zylinderdeckel 10 abhebt, sogleich ein Teilvakuum zwischen dem Kolben und dieser Zylinderwandung gebildet. Durch dieses Teilvakuum unter dem Kolben ergibt sich sofort eine bestimmte Druckdifferenz auf den beiden Kolbenseiten, und dies sogar auch dann, wenn die Luft in dem Zylinder auf der Oberseite des Kolbens schon bereits etwas mehr oder weniger komprimiert ist. Dadurch wird aber schon von Beginn der Kolbenbewegung an eine wirksame Hemmung auf den Kolben ausgelöst, also bereits vor der Bildung einer verzögernden Wirkung durch die Komprimierung des Luftpolsters oberhalb des Kolbens. Natürlich wird bei der weiter fortschreitenden Bewegung des Kolbens mit dieser Verlagerung auch die Luft durch den Durchlaß 56 strömen und in den Raum zwischen Kolben und den unteren Zylinderdeckel eindringen und damit ziemlich schnell das Vakuum an dieser Stelle aufheben. Wenn aber dies Vakuum reduziert ist, hat der Kolben sich bereits so weit nach oben in dem Zylinder bewegt, daß der Verdichtungsdruck der Luft seinerseits die Hemmung in der üblichen Weise bewirkt.

Es ergibt sich somit, daß bei dem erfindungsgemäßen Stoßdämpfer eine ungehinderte freie Bewegung der Kolbenstange oder entsprechende Verlagerung des Kolbens in dem Zylinder ohne jegliche Abbremsung nicht mehr stattfindet, sondern vielmehr sogleich von Beginn an eine starke Hemmung auftritt. Diese sofort einsetzende Verzögerung infolge des hinter dem Kolben gebildeten Vakuums zusammen mit der Bremsung, welche später durch die übliche Komprimierung der Luft oberhalb des Kolbens auftritt, sichert somit eine merkliche Hemmung der Kolbenstange über den ganzen Weg ihres Hubes. Es kann somit auf Grund dieser verbesserten Ausführung ein solcher Stoßdämpfer, welcher als Bremsmedium nur ein billiges und zusammenpreßbares Mittel, wie Luft, verwendet, vorteilhaft in allen solchen Fällen zur Anwendung gelangen, wo auf Grund des bisherigen anfänglichen Leerlaufs die bislang bekannten Ausführungen mit komprimierbaren Medien nicht verwendbar waren.

Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auch auf solche Ausführungen von Stoßdämpfern, in welchen der Kolben das Bremsmedium zusammenpreßt und die Bewegung der Kolbenstange in beiden Richtungen verzögert.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Stoßdämpfer, bei dem ein mit einem gedrosselten Luftdurchlaß versehener Kolben einen luftdicht abgeschlossenen Zylinder in zwei Arbeitskammern unterteilt, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Kolbens (26) und der Zylinderdeckel (10) so ausgebildet sind, daß sie in der ausgefahrenen Stellung des Kolbens satt aneinander liegen.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (26) nachgiebig mit der Kolbenstange (16) verbunden ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (26) gegen Federwirkung (44) gleitbar auf der Kolbenstange (16) sitzt.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (16) einen Anschlag (41) aufweist, gegen den der Kolben (26) durch die Feder (44) gedruckt wird.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (41) durch eine Schulter am Ende eines abgesetzten Teiles (40) der Kolbenstange (16) gebildet wird, auf dem der Kolben (26) gleitet.

6. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (44) als Druckfeder auf der Kolbenstange (16) sitzt und sich einen Endes gegen einen Anschlag (48) am Ende der Kolbenstange abstützt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 832 525, 861 360; französische Patentschrift Nr. 446 876.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

®. 909 757/273 2.