DE2150406A1

DE2150406A1 - Oelpneumatische federungsvorrichtung, insbesondere fuer ein flugzeug

Info

Publication number: DE2150406A1
Application number: DE19712150406
Authority: DE
Inventors: John Henry Thomas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1971-10-09
Publication date: 1973-04-12
Also published as: US3751023A; FR2157107A5; GB1349151A

Description

Anmelder; Herr JOHF HEIiRY THOMAS

Titel: ölpneumatische Federungsvorrichtung insbesondere für ein Flugzeug

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Federungsvorrichtung, insbesondere für ein Flugzeug, bei der zwei teleskopartige ineinander geschobene Gehäuse ein Paar Kammern bilden, von denen die eine mit Flüssigkeit und die andere mit Gas gefüllt ist, wobei das gesamte Volumen der Kammern vermindert wird, wenn die Gehäuse ineinander geschoben werden, und die Verminderung des gesamten Volumens unter Kompression der flüssigen und gasförmigen Medien erreicht ist.

Derartige Federungsvorrichtungen oder Aufhängungsvorrichtungen sind allgemein als ölpneumatische Federn bekannt. Die Erfindung bezweckt, eine Federungsvorrichtung der anfangs genannten Art in einer einfachen und praktischen Form zu schaffen.

Die Erfindung sieht eine Federungsvorrichtung der anfangs genannten Art vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Ventileinrichtung betätigbar ist, wenn die Ineinanderschiebung der Gehäuse einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, um den

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Widerstand gegen die Ineinanderschiebebewegung der Gehäuse zu erhöhen.

Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß eine weitere mit Gas gefüllte Kammer vorgesehen ist und eine der beiden gasgefüllten Kammern durch die Wirkung der Ventileinrichtung im wesentlichen isoliert ist, wenn die Ineinanderschiebung der Gehäuse den ersten vorbestimmten Wert übersteigt, wodurch sich der Widerstand gegen die Ineinanderschiebebewegung erhöht. Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Yentileinrichtung,dann, wenn die Strömungsgröße in die erwähnte erste Kammer unter dem ersten vorbestimmten Wert liegt, unbeschränkte Strömung in diese eine Kammer zuläßt, wobei es dann ebenfalls zweckmäßig ist, wenn die Ventileinrichtung dann, wenn die Strömungsgröße aus der einen Kammer einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, so wirkt, daß die Größe der Strömung aus der erwähnten einen Kammer beschränkt wird.

Eine besondere Portbildung stellt es dar, wenn eine weitere Yentileinrichtung mit der anderen gasgefüllten Kammer verbunden ist und dann arbeitet, wenn die Größe der Strömung aus dieser Kammer einen dritten vorbestimmten Wert übersteigt, um diese Strömung zu begrenzen. Hierbei ist es unter Umständen zweckmäßig, wenn eine dritte gasgefüllte Kammer der ersten Kammer zugeordnet ist, die dritte Kammer Gas^iiedrigeren Druckes als das Gas in der ersten Kammer enthält und die dritte Kammer während der Ineinanderschiebebewegung der Gehäuse zusammenklappt_f damit die Ventileinrichtung die erste Kammer im wesentlichen isoliert. -^-

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Die Erfindung sieht weiter vor, daß die eine und die andere gasgefüllte Kammer von freien Kolben begrenzt sind, die in den Gehäusen entsprechend gleitbar sind. Hierbei ist es zweckmäßig,wenn die Ventileinrichtung ein zwischen einem Paar von auf Abstand stehenden VentilsitzgBedern angeordnetes Ventilelement aufweist, das durch ein Paar von Federn in eine Stellung zwischen den Ventilsitzgliedern gedrängt ist, wobei die eine oder die andere der Federn einer Bewegung des Yentilelementes zu dem entsprechenden Ventilsitzgliedern entgegenwirkt und jedes der Ventilsitzglieder ein enges Loch aufweist, das vorgesehen ist, um eine begrenzte Zusammenziehung oder Ausdehnung der einen gasgefüllten Kammer zu ermöglichen.

Eine erfindungsgemäße Weiterbildung besteht darin, daß die Ventileinrichtung so arbeitet, daß sie eine Beschränkung der Größe des Stromes in die gasgefüllte Kammer bewirkt. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn ein Sparventil angeordnet ist, wenn die Ventileinrichtung eine Beschränkung der Stromgröße in die gasgefüllte Kammer bewirkt hat.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß die Ventileinrichtungen dann, wenn das Maß der Schließung der Gehäuse unter dem vorbestimmten Wert liegt, im wesentlichen unbeschränkte Strömung in die gas gefüllte Kammer zulassen. Eine Weiterbildung dieser Maßnahme besteht darin, daß die Ventileinrichtung in dem Fall, daß die Größe, bei der die Gehäuse sieh öffnen, einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, so arbeitet, daß eine Beschränkung der Größe der Strömung aus der gasgefüllten Kammer verursacht wird.

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In der Zeichnung sind im Querschnitt drei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zeigt Fig. 1 eine Federungsvorrichtung mit zwei gasgefüllten Kammern, Fig. 2 eine Federungsvorrichtung mit drei gasgefüllten Kammern

und
Fig. 3 eine weitere Federungsvorrichtung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Vorrichtung ein Gehäuse 10, in dem ein weiteres Gehäuse 11 teleskopartig angeordnet ist. Die Gehäuse haben abgeschlossene äußere Enden und es ist zwischen den Gehäusen eine Dichtungseinrichtung vorgesehen, um ein Auslaufen von flüssigem oder gasförmigen Medium zu verhindern. In dem Gehäuse 10 ist ein freier Kolben 14 verschiebbar, der mit dem Inneren des Gehäuses eine Kammer 15 begrenzt. Das maximale Volumen der Kammer 15 ist durch einen Anschlag bestimmt, der die Auswärtsbewegung des Kolbens 14 festlegt.

In ähnlicher Weise ist das innere Ende des Gehäuses 10 mit einem freien Kolben 16 versehen, der mit dem Gehäuse eine Kammer 17 begrenzt. Der zwischen den Kolben 14» 16 befindliche Raum ist mit Flüssigkeit gefüllt und in den Kammern 15 und 17 befindet sich unter Druck stehendes Gas. Neben dem Kolben 16 ist eine Ventileinrichtung 18 angeordnet, die ein plattenähnliches Ventilelement 19 umfaßt, das zwischen zwei auf Abstand stehenden, Ventilsitze bildenden Gliedern angeordnet ist, in denen eingeschränkte oder enge Löcher 20, 21 vorgesehen sind. Mit dem Ventilelement 19 ist ein Paar von gewundenen Federn 22, 23 verbunden, die so angeordnet sind, daß sie in entgegen-

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geaetzten Richtungen auf das Yentilelement wirken.

Heben deal Kolbes 14 ist eine weitere Ventileinrichtung 13 angeordnet, die ®±m Ventil element 25 und ein Ventilsitzglied umfaßt, in &&& ein Lo<jh 24 vorgesehen ist. line Feder 26 widersteht einer ταη dea Yemtilsitzglied weggerichteten Bewegung des Elementes und eine Feder 27 widersteht einer auf das Ventilsitzglied zugerichteten Bewegung des Elementes.

Die Vorrichtung stellt eine zweistufige ölpneumatische leder dar, die iÄe!>eson<iere zur Anwendung bei Flugzeugen geeignet ist uad der,en Wirkungsweise in "bezug auf diese Anwendung betrachtet wird. Es werde» die Verhältnisse betrachtet, die bei der Landung eines Flugzeuges vorliegen. Bei diesen Verhältnissen ist die Vorrichtung* wie gezeigt, vollgestreckt j wenn man annimmt * daß der Druck in der Kammer 17 geringer ist als der in der Kammer 15» dann wird die Anfangskompression der Gehäuse eine Kompression des, Gases in der Kammer 17 bewirken. Wenn die Fluggeschwindigkeit ausreichend hoch ist, dann bewegt sich das Ventilelement 19 in Berührung mit dem Ventilsitzglied und der Strom von flüssigem bzw* gasförmigem Medium wird von dem; kleinen, durch das Loch 2f tretenden ölstrom getrennt gehalten.

Wenn sich das Ventilelement 19 in der Schließstellung befindet, dann wirkt d±e> Vorrichtung wie eine Einkaamer/ ölpneumatische Feder und die Kammer 15 vermindert sich im Volumen und wird kinetische B&e»gie absorbieren, die aufgrund der Landung auftritt,, wxjbei otaf türerirest aufgcuad der ölströmung durch

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das loch 21 in Hitze umgewandelt wird, während gleichzeitig bei einer geringeren Geschwindigkeit der Druck in der Kammer 17 steigt. Beim Zurückprallen bleibt die Ventileinrichtung 13 in der Offenstellung, bis die Fließgesehwindigkeit durch die Einrichtung groß genug ist, um die durch die Feder 27 ausgeübte Kraft zu überwinden. Wenn die Fließgeschwindigkeit diesen Wert übersteigt, dann schließt das Yentilelement und die verbleibende Rückprallbewegung wird gedämpft.

Die Größe des Loches 21 ist so gewählt, daß die Zusammendrükkung der Kammer 15 während der Landung Tollendet ist, bevor der Druck in der Kammer 17 sich ausreichend aufgebaut hat, um die Feder 22 in die Lage zu versetzen, das Ventilelement 19 von dem Ventilsitzglied wegzubewegen. Wenn der Rückprall vervollständigt ist, dann ist der Druck in beiden Kammern 15 und 17 im wesentlichen gleich und sind beide Ventileinrichtungen offen. Deshalb wirkt jegliche Stoßbelastung beim Ausrollen auf rauhem Boden auf beide Kammern, wobei sie gleichzeitig ungedämpfte Schwingungen verursacht, bis die Strömungsgeschwindigkeit durch die Ventileinrichtung 18 derart ist, daß sie das Ventilelement damn brJ&Bgt, in Kontakt mit den Ventilsitzgliedern zu kommen, die dlem liQeii 2% zugeordnet sind. Wenn dies passiert ist, dann wird der zusätzlichen Energie Widerstand durch die steife Feder entgegengesetzt, die von der Kammer 15 gebildet ist. Beim Rückstoß mit der Ausdehnung beider Kammern bleiben die Ventileinrichtungen 1J und 18 offen, bis die Strömungen die entsprechenden kritischen Werte übersteigen. Und dann schließen die Ventilelemente, um die Ruckstoßwirlung zu dämpfen.

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Wenn sich die Drücke in den Kammern 15 und 17 umkehren, dann arbeitet die Ventileinrichtung 18 in dem "beschriebenen Funktionszyklus später.

Bei der Vorrichtung gemäß Pig. 2 sind alle Teile mit der Fig. 1 identisch, mit der Ausnahme, daß eine besondere kompressible Kammer 28 vorgesehen ist, die zweckmäßigerweise von einem vorgefüllten, flexiblen Beutel gebildet ist. Weiterhin ist der Druck in der Kammer 17 höher als der in der Kammer 15 und der Druck in der Kammer 28 ist derart, daß sichergestellt ist, daß beim Zusammenschließen der Gehäuse 10, 11 beim ersten Teil des landens des Flugzeuges das Ventilelement 19 an das Ventilsitzglied anschließt und so die Kammer 17 isoliert. Weiterhin paßt die volumenmäßige Änderung der Kammer 28 auch das Volumen des Öles an, das durch das Loch 21 fließt, während die Zusammendrückung der Kammer 15 erfolgt.

Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung umfaßt die Gehäuse 10 und 11, wobei jedoch das Gehäuse 10 im Durchmesser größer ist, um mit dem Gehäuse 10 eine ringförmige Kammer 34 zu begrenzen. Weiterhin ist die Ventileinrichtung 13 weggelassen und die Ventileinrichtung 18 in dem Gehäuse 11 angeordnet. Zwischen der Ventileinrichtung 18 und dem Kolben H befindet sich eine Kammer 35» die mit der Kammer 34 über einen Durchlaß 32 in Verbindung steht. Weiterhin sind der Kolben 16 und die gasgefüllte Kammer 17 weggelassen. Der Kolben ist durch einen kolbenähnlichen Kopf am Gehäuse 11 ersetzt und, abgesehen von der Kammer 15» die gasgefüllt ist, sind die übrigen Volumina mit öl gefüllt. Der Kopf

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ist mit einem eingeschränkten Loch 24 versehen, das dieselbe Funktion erfüllt wie das Loch 24 der Beispiele gemäß Fig. 1 und 2. Die Vorrichtung weist auch ein Sparventil 29 auf, das mittels einer Feder 30 gegen den Kopf gedrückt ist. Das Differential- bzw. Sparventil bedeckt in der Schließstellung eine Öffnung in dem Kopf, um eine Verbindung der Kammer 34 mit der Kammer 33 über den Durchlaß 31 zu verhindern. Jedoch besteht eine direkte Verbindung zwischen den Kammern 33 und 35 über die Bohrung im Ventil 29.

In Betrieb ergibt das anfängliche Schließen der Gehäuse 10 und 11 beim Landen einen kleinen Ölstrom vonjder Kammer 33 zu der Kammer 35 über die Ventileinrichtung 18. Jedoch verursacht dieser Strom eine Bewegung des Ventilelementes 19 gegen das Ventilsitzglied entgegen der Wirkung der Feder 23. Wenn der Druck in der Kammer 33 weitersteigt, wird das Ventil 29 gegen die Wirkung seiner Feder bewegt, so daß das Öl durch die Durchlässe 31 und 32 fließen kann. Auf diese Weise wird das Gas in der Kammer 15 komprimiert und die Energie absorbiert.

Wenn Rückprall erfolgt, dann bewegt sich das Ventilelement 19 gegen das andere Ventilsitzglied entgegen der Wirkung der Feder 22 und es kann Öl nur in die Kammer 33 durch das Loch 24 fließen. Wenn der Druck in der Kammer 33 den Druck in den Kammern 34, 35 und 15 erreicht, dann bewegt sich das Ventilelement 19 in die Offenstellung. Wenn während des Ausrollens die Bewegungsamplitude klein ist, dann verbleibt das Ventilelement 19 in seiner Mittelstellung und die Vorrichtung wirkt-wie eine ungedämpfte Feder. Wenn Amplitude und Wert der Bewegung ansteigen, dann be-

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wegt sich das Ventilelement 19 gegen das eine oder das andere
der Ventilsitzglieder, dann ist während der Kompression der Vorrichtung die Federung durch die Wirkung des Sparventiles 29 verstärkt und der Rückprall ist durch die Wirkung des engen Loches 24 gedämpft.

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Claims

Patentansprüche ί 1. fee

1. federungsvorriehtung, insbesondere für ein Flugzeug, "bei der zwei teleskopartig ineinander geschobene Gehäuse ein Paar Kammern bilden, von denen die eine mit Flüssigkeit und die andere Bit Gas gefüllt ist, wobei das gesamte tolumen der Xaemern remindert wird, wenn die Gehäuse ineinander geschoben werden, und die Verminderung dee gesamten Volumens unter Kompression der flüssigen und gasförmigen Medien erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventileinrichtung (18) betätigbar ist, wenn die Ineinanderschiebung der Gehäuse (10, 11) einen ersten vorbestimmten Wert übersteigt, um den Widerstand gegen die Ineinanderschiebebewegung der Gehäuse (10, 11) zu erhöhen.

2. Federungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere mit Gas gefüllte Kammer (15) vorgesehen ist und eine der beiden gasgefüllten Kammern (15, 17) durch die Wirkung der Ventileinrichtung (18) im wesentlichen isoliert ist, wenn die Ineinanderschiebung der Gehäuse (10, 11) den ersten vorbestimmten Wert übersteigt, wodurch sich der Widerstand gegen die Ineinanderschiebebewegung erhöht.

3. Federungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil einrichtung (18) dann, wenn die Strömungsgröße in die erwähnte erste Kammer (17) unter den ersten vorbestimmten Wert liegt, unbeschränkte Strömung in diese eine Kammer

(17) zuläßt.

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4. Federungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (18) dann, wenn die Strömungsgröße aus der einen Kammer (17) einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, so wirkt, daß die Größe der Strömung aus der erwähnten einen Kammer (17) beschränkt wird.

5. Federungsvorrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Ventileinrichtung (13) mit der anderen gasgefüllten Kammer (15) verbunden ist und dann arbeitet, wenn die Größe der Strömung aus dieser Kammer (15) einen dritten vorbestimmten Wert übersteigt, um diese Strömung zu begrenzen.

6. Federungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte gasgefüllte Kammer (28) der ersten Kammer (17) zugeordnet ist, die dritte Kammer (28) Gas niedrigeren Druckes ale das Gas in der ersten Kammer (17) enthält und die dritte Kammer (28) während der Ineinanderschiebebewegung der Gehäuse (10, 11) zusammenklappt, damit die Ventileinrichtung (18) die erste Kammer (17) im wesentlichen isoliert.

7. Federungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die eine und die andere gasgefüllte Kammer (15, 17) von freien Kolben (14, 16) begrenzt sind, die in den Gehäusen (10, 11) entsprechend gleitbar sind.

8. Federungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Ventileinrichtung (18) ein zwischen einem Paar von auf Abstand stehenden Ventilsitzgliedern angeordnetes Ventilelement (19) aufweist, das durch ein Paar von Federn (22, 23) in eine stellung zwischen den Ventilsitzgliedern gedrängt ist, wobei die eine oder die andere der Federn einer Bewegung des Ventilelementes (19) zu den entsprechenden Ventilsitzglied entgegenwirkt und ,jedes der Ventilsitzglieder ein enges Loch (20, 21) aufweist, das vorgesehen ist, um eine begrenzte Zusammenziehung oder Ausdehnung der einen gasgefüllten Kammer (17) zu ermöglichen.

9. Federungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (18) so arbeitet, daß sie eine Beschränkung der Größe des Stromes in die gasgefüllte Kammer (17) bewirkt.

10. Federungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein oparventil (29) so angeordnet ist, wenn die Ventileinrichtung (18) fine Beschränkung der Strorifrröße in die gasgefüllte Kammer (17) bewirkt hat.

11. Federungsvorriclitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtungen (18, 29) dann, wenn das Maß der Schließung der Gehäuse (10, 11) unter dem vorbestimmten Wert liegt, im wesentlichen unbeschränkte Gtrömung in die gasgefüllte Kammer (17) zuläßt.

12. Federungsvor^ichtung nach Anspruch 11.dadurch gekenngeic-inet.

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daß die Ventileinrichtung (18) in dem Fall, daß die Größe, bei der die Gehäuse (10, 11) sich öffnen, einen zweiten vorbestimmten Wert übersteigt, so arbeitet, daß eine Beschränkung der Größe der Strömung aus der gasgefüllten Kammer (17) verursacht wird.

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