DE631772C - Fluessigkeitsstossdaempfer - Google Patents

Description

Das Hauptpatent bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstoßdämpfer mit einer Kammer, aus der ein Kolben o. dgl. bei Erschütterungen Flüssigkeit verdrängt, deren Entweichen mittels durch Flüssigkeitsdruck gesteuerter, federbelasteter oder durch ein Trägheitsgewicht gesteuerter Absperrvorrichtungen geregelt wird.

Die Erfindung nach dem Hauptpatent besteht darin, daß das Entweichen der durch einen einzigen Kanal ausströmenden Dämpfflüssigkeit entweder bei schwachen Stößen durch das Trägheitsabsperrventil ohne Drosselung oder bei bzw. nach dessen Ansprechen bei starken Stößen durch das Federabsperrventil ermöglicht wird.

Nach dem vorliegenden Zusatzpatent ist eine weitere Verbesserung dadurch erzielt, daß in die einzige zum Trägheitsventil führende Leitung noch ein Federventil in Reihe geschaltet ist, das das Trägheitsventil in der Regel von der Druckkammer abschaltet, bis es sich bei einem bestimmten Druck öffnet. Dadurch ist bei kleinen Schwingungen der Fahrzeugfedern, die das Trägheitsventil nicht beeinflussen, eine Niederdrucksteuerung der Stoßdämpferflüssigkeit erreicht. Die Folge davon ist eine Verbesserung der Fahreigenschaften des mit dem Stoßdämpfer ausgerüsteten Kraftfahrzeuges.

Es sind Stoßdämpfer bekannt, bei denen außer dem durch ein Trägheitsgewicht gesteuerten noch ein; zweites Ventil in derselben Leitung verwendet wird, das jedoch als einfaches Rückschlagventil wirkt. Dies Rückschlagventil verhindert lediglich den Durchtritt der Flüssigkeit in einer Richtung, während es sich nach der anderen Richtung hin bei jedem Druck weit öffnet, also nicht drosselt.

Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung als Beispiele dargestellt.

Fig. ι zeigt die Seitenansicht des Fahrgestells mit einem Stoßdämpfer gemäß der Erfindung. Die Räder des Fahrzeuges sind nicht dargestellt.

Fig. 2 stellt den Stoßdämpfer in Seitenansicht dar, dessen einer Teil im Schnitt die selbsttätige Regelvorrichtung zeigt.

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Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den Zylinder des Stoßdämpfers längs der Linie 3-3 von Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Außenansicht * des Stoß.-' dämpfers. ·■:

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines abgeänderten Trägheitsventils im Schnitt.

Das Gestell 20 des Fahrzeuges, auf dem der Kasten ruht, wird auf der Fahrzeug-

iQ achse 21 mittels Federn 22 getragen, die an dem Gestell einerseits bei 23 und andererseits bei 24 aufgehängt sind.

Der Stoßdämpfer hat ein Gehäuse 25, das mit einem Flüssigkeitsbehälter 26 und einem Zylinder-27 ausgestattet ist. In dem Ausführungsbeispiel sind die zwei offenen Enden des Zylinders mit Zylinderdeckeln 28 versehen, die gegen Undichtigkeit abgedichtet sind. Eine Welle 29. ist quer in dem Stoßdämpfergehäuse gelagert; ein Ende dieser Welle ragt aus dem Stoßdämpfer heraus und hat einen Arm 30, dessen freies Ende drehbar an einem Ende eines Lenkers 31 befestigt ist. Das andere Ende des Lenkers ist an einem Teil 32 befestigt, das an die Achse zi durch " ein Glied 33 geklemmt ist. In dem Stoßdämpfer hat die Welle 29 einen in Fig. 2 punktiert gezeichneten Hebelarm 34, der so "an der Welle29 befestigt ist, daß er mit ihr bei Bewegungen des Gestelles 20 und der Achse 21 des Fahrzeuges zueinander schwingt. Wenn sich das Gestell und die Achse 20 bzw. 21 gegeneinanderbewegen, wird die Lenkerverbindung 31 versuchen, den Arm 30 im Uhrzeigersinn zu drehen, was ein Drehen der Welle 29 im Uhrzeigersinn und eine Bewegung des Hebelarmes 34 nach links in den Fig. 2 und 3 zur Folge hat. Wenn sich andererseits die Teile 20 und 21 des 4.0 Fahrzeuges voneinander weg bewegen, bewegt sich die Welle 29 entgegen dem Uhrzeigersinn, was wiederum eine Bewegung des Hebelarmes 34 nach rechts in den Fig. 2 ■ und 3 zur Folge hat.

Der Zylinder 27 in Fig. 3 hat einen Kolben 40, der Kopfteile 41 und 42 hat, die durch Bolzen 43 und 44 zusammengehalten werden. Unter jedem der Bolzenköpfe sind Federn 45 bzw. 46 angeordnet, die bestrebt sind, die Kolbenköpfe gegeneinanderzudrücken. Die benachbarten Enden der Kolbenkopfteile sind ausgehöhlt, um das freie Ende des Hebelarmes 34 aufzunehmen, der mit Verschleißteilen 47 in unmittelbarer Berührung steht, die an den zugeordneten Kolbenköpfen 41 bzw. 42 befestigt sind. Der Kolbenkopf 41 bildet die Federzusammendrückregelkamrner 50 an einem Ende des Zylinders, und der Kolbenkopfteil 42 bildet die Federrückschnellregelkammer 51 an dem entgegengesetzten Ende des Zylinders. Diese Kammern 50 und

51 sind mit den Zwischenkammern oder dem Behälter 26 durch Gärige oder Kanäle in den ugeordneten Kolbenkopfteilen in Verbin-.. Die Flüssigkeit, die durch jeden dieser fließt, wird durch eine Ventilvorrichdie an jedem Kolbenkopf teil vorgesehen ist, geregelt. Die beiden Ventilvorrichtungen sind gleich, daher wird nur eine gesondert beschrieben.

In dem Kanal 52 des Kolbenkopfteiles 41 (dieser Kanal verbindet die Kammer 50 mit dem Behälter 26) ist eine ringförmige Erhöhung 53 vorgesehen, die einen Ventilsitz für das Einlaßventil 54 bildet, das auf diesen Sitz durch eine Feder 55 gedrückt wird. Diese Feder ist zwischen dem Ventil 54 und dem Gegenring 56 angeordnet, der in eine innere Ringnut in der Wand des Kanals 52 eingepaßt ist. Das Ventil 54 hat einen rohrförmigen Teil, in dem der Schaft 57 des Druckentlastungsventils verschiebbar gehalten ist. Der Teil des Schaftes 57, der in den Hohlraum innerhalb des Sitzes 53 hineinragt, hat einen Scheibenkopf 58. Dieser Kopf hat einen ringförmigen Flansch, der mit einer scharfen Kante 59 versehen ist, die sich auf die innere Fläche des Ventils 54 aufsetzen kann, um einen Kanal 60 zu verschließen, der von einer Längsnut des Schaftes 57 gebildet wird. An dem Ende des Schaftes 57 gegenüber dem Kopf 48 ist ein Widerlagerring 61 befestigt, an dem ein Ende der Feder 62 ruht; das entgegengesetzte Ende dieser Feder erfaßt das Ventil 54, so daß der Ventilkopf 58 durch die Feder 62 gegen das Ventil 54 nachgiebig gedruckt wird.

Das Verbundventil arbeitet folgendermaßen: Bei der Bewegung des Kolbenkopfteiles 41 vom Zylinderkopf 28 weg, der die Kammer 50 abschließt, fließt aus dem Behälter durch den Kanal im Kolbenkopf 41 Flüssigkeit, bewegt das Ventil 54 gegen die Wirkung seiner verhältnismäßig leichten Feder 55, um ein im wesentlichen freies Strömen der Flüssigkeit durch das Ventil in die Kammer 50 hervorzurufen. Bei einer umgekehrten Bewegung des Kolbens 41 oder nach dem die Kammer 50 abschließenden Zylinderkopf 28 hin wird auf die Flüssigkeit innerhalb der Kammer 50 ein Druck ausgeübt, und das Ventil 54 wird auf seinen Sitz 53 gedrückt, während der Flüssigkeitsdruck, wenn er einen bestimmten Wert erreicht, den Ventilschaft und seinen Kopf 58 gegen die Wirkung der Feder 62 bewegen wird, so daß die ringförmige Kante des Kopfes 58 von dem Ventil wegbewegt wird, um ein Fließen durch den Kanal 60 in den Behälter zu ermöglichen. Dieser Flüssigkeitsstrom ist jedoch entsprechend dem Druck in der Kammer 50 begrenzt. Bei der Beschreibung des ganzen

Stoßdämpfers wird das Einlaßventil für die 'Federriickschnellregelkammer 51 mit der Nummer 70, das Druckentlastungsventil mit der Nummer 71 bezeichnet. In dem Gehäuse ist ferner eine Regelkammer 80 vorgesehen, die einen mit Innengewinde versehenen Kanal 81 hat, der im wesentlichen mittig von ihr zu einem Gang oder Kanal 82 führt, der die Kammer eines Federventils ist. Diese Kammer ist deutlich in Fig. 2 erkennbar. Ein Ende dieser Kammer 82 ist innen mit einem Gewinde bei 83 versehen, um einen ausgehöhlten Stöpsel 84 aufzunehmen, der sorgfältig gegen Undichtigkeit abgedichtet ist. Ein Kanal 85 verbindet die Kammer 82 mit der Federrückschnellregelkammer 51. Da der Kanal 85 einen geringeren Durchmesser als die Kammer 82 hat, wird eine Schulter 86 gebildet, die einen Sitz für den Flansch des Federventils 87 vorsieht. Dieses Ventil 87 wird durch die Feder 88 auf den Sitz 86 gedrückt. Das Ventil 87 ist so gebaut und angeordnet, daß keine Flüssigkeit von der Kammer 82 in die Federriickschnellregelkammer 51 fließen kann. Bei einem vorbestimmten Flüssigkeitsdruck in der Kammer 51 wird infolge der Bewegung des Kolbenkopfteiles 42 gegen den Zylinderkopfteil 28 jedoch dieses Ventil 87 entgegen der Wirkung seiner Feder 88 bewegt, um einen beschränkten Fluß durch den Kanal 85 in: die Ventilkammer 82 und infolgedessen in den Kanal 81, der zur Regelkammer 80 führt, zu gestatten.

In den Kanal 81 (Fig. 2) ist das eine Ende des Stöpsels 90 geschraubt. Dieser Stöpsel hat eine mittlere Bohrung 91, die sich von dem Ende des Stöpsels 90 in den Kanal 81 beinahe bis zum oberen Ende des Stöpsels erstreckt. In der äußeren Umfangsfläche des Stöpsels 90 und nahe dem inneren Ende seiner mittleren Bohrung 91 ist eine Ringnut 92 vorgesehen, die mit der inneren Mittenbohrung 91 durch Querkanäle 93 in Verbindung steht. Eine Schraube 94 wird durch ihr Ge- . winde an dem oberen äußeren Ende des Stöpsels 90 gehalten; diese Schraube klemmt auf das Gehäuse eine Deckelplatte 95 als Dichtimgskappa für die Kammer 80. Ein Muffenventil 96 ist verschiebbar auf dem Stöpsel 90 gehalten. Das untere Ende dieses Muffenventils hat eine Aussparung 97 an einer Seite seiner inneren Ringwand. Diese Aushöhlung ist, wenn sich das Ventil 96 in seiner Ruhelage befindet, in dauernder Verbindung mit der Ringnut 92 in dem Stöpsel 90.

Dadurch daß die Aussparung 97 in der inneren Ringwand des Ventils 96 und besonders an dessen einer Seite angeordnet ist, wird ein unausgeglichenes Ventil geschaffen, das bei Flüssigkeitsdruck unter gewissen Be- , dingungen dazu neigt, steckenzubleiben. Das Ventil 96, das auf dem Stöpsel 90 gleiten kann, kann auf diesem Stöpsel gegen die Wirkung der Feder 101 herunterbewegt werden, so daß die obere Kante der Aussparung 97, wenn sie mit der unteren Kante der Ringnut 92 des Stöpsels in Flucht liegt, die Nut verschließen und das Strömen der Flüssigkeit aus dieser im wesentlichen anhalten wird. Die Worte »im wesentlichen anhalten« sind deswegen benutzt worden, weil die Gleitpassung zwischen Ventil 96 und Stöpsel 90 keine vollständige Abdichtung schafft, jedoch ist die Menge der Flüssigkeit, die durch diese Undichtigkeit strömt, praktisch vernachlässigbar. Da die Fließbegrenzungsfläche, die durch die der Aussparung 97 gerade gegenüberliegende ringförmige Wand des Ventils gebildet wird, beträchtlich langer als die Fließbegrenzungsfläche ist, die unmittelbar an der Aussparung liegt, wird der Flüssigkeitsdruck, der durch die Kanäle 93 in der Nut 92 ausgeübt wird, an der längeren Fläche stärker gedrosselt als an der kürzeren Fläche neben der Aussparung. Auf diese Weise wird das Ventil gegen die Seite gegenüber der Aussparung gedrängt werden. Durch das Drücken des Ventils nach einer Seite sucht das Ventil in dieser Fließbegrenzungslage zu> verbleiben, bis der Flüssigkeitsdruck in dem Stöpsel 90 aufgehoben ist, worauf die Feder 101 das Ventil 96 in seine Ruhelage zurückbringt. Das Muffenventil 96 hat eine Stütze 98, an der' das Trägheitsregelgewicht 100 verankert ist. Dieses Gewicht ist genau durch die Feder 101 ausgewuchtet, die auf einem Ring-102 ruht, der auf einer Widerlagerplatte 103 sitzt, die an dem Stöpsel 90 befestigt ist. Das andere Ende der Feder stößt gegen die Stütze 98. Diese Feder ist so bemessen, daß sie gewöhnlich das Trägheitsregelgewicht 100 trägt. In dieser Lage steht das an dem Gewicht befestigte Ventil 96 durch seine Seitenöffnung 97 mit der Ringnut 92 im Stöpsel 90, wie vorher erwähnt, in Verbindung. Eine verhältnismäßig starke Feder 106 liegt zwischen der Stütze 98 und der Deckelplatte 95, um eine Aufwärtsbewegung des Gewichts 100 infolge einer beschleunigten Abwärtsbewegung des Gehäuses im wesentlichen in Richtung der Achse des Stöpsels zu verhindern. Ein Kanal 11 ο führt, wie in Fig. 2 gezeigt wird, von der Kammer 80 zu dem Behälter 26.

Die Vorrichtung arbeitet, um die Bewegungen des Kastens und der Achse zu regeln, folgendermaßen:

Wenn ein Rad des Fahrzeuges gegen eine Erhöhung oder einen Widerstand der Landstraße stößt, wird es aufwärts gegen das Gestell geworfen, wodurch seine Fahrzeugfeder

22 über ihre gewöhnliche Lage zusammengedrückt wird. Die Bewegung der Achse 21 gegen das Gestell 20 ruft eine Bewegung des Kolbens 40 nach links in Fig. 1, 2 und 3 hervor. Dieser Druck wird über die Flüssigkei in der Federzusammendrückregelkammer 50 weitergegeben. Der Druck in der Kammer 50 wird, wenn er ausreichend ist, den Ventilkopf 58 von. seinem Sitz auf dem Ventil 54 treiben, um einen beschränkten Strom der Flüssigkeit von der Kammer 50 durch den Kolbenkanal 52 in den Behälter 26 einzuleiten. Dieser beschränkte Strom setzt der Bewegung des Kolbens 40 nach links und infolgedessen der Zusammendrückbewegung der Feder 22 Widerstand entgegen. Wenn die Zusammendrückung der Feder 22 gering gewesen ist, wird die Belastung der Feder 22 nicht genügend sein, um das Fahrgestell in genügend beschleunigtem Maße nach oben zu treiben, und infolgedessen wird das Trägheitsventil in seiner Ruhelage bleiben. Wenn die Feder 22 in ihre mittlere Lage zurückkehrt, wird eine Umkehrbewegung des Kolbens 40 ein-' ₂₅ treten, wodurch ein Druck auf die Flüssigkeit in der Federrückschnellregelkammer 51 erzeugt wird, der das Ventil 87 von seinem Sitz 86 abhebt, um einen beschränkten Fluß der Flüssigkeit von der Kammer 51 durch den Kanal 85 in die Kammer 82, dann vom Kanal 81 durch den Kanal 91 im Stöpsel 90 und dann durch den Querkanal 93, die Nut 92, den Seitenkanal 97 des Muffenventils 96 in die Kammer 80 zu ermöglichen, von wo die Flüssigkeit durch den Gang 110 in den Behälter 26 zurückfließt.

Wenn die Feder 22 stark zusammengedrückt wurde, wird sie das Fahrgestell 20 beschleunigt nach oben zu werfen suchen. Infolgedessen wird die träge Masse 100, die ihre Ruhelage zu erhalten sucht, ihr Muffenventil 96 gegenüber dem Stöpsel 90 abwärts bewegen. Der Stöpsel bewegt sich dann infolge der Aufwärtsbewegung des Gestells 20 mit dem Gehäuse 25 des Stoßdämpfers aufwärts. Die Aufwärtsbewegung des Gestells 20 gegenüber der Achse 22 hat eine auseinandergehende Bewegung zwischen diesen zwei Gliedern zur Folge. Infolgedessen wird _₀ der Kolben 40 nach rechts bewegt, um einen Druck auf die Flüssigkeit in der Rückschnellregelkammer 51 auszuüben. Infolge des Druckes in der Kammer 51 wird das Ventil von seinem Sitz abgehoben, um einen Fluß in die Kammer 82 und die Kanäle 81 und 91 zu ermöglichen. Jedoch hat sich, wie ■ vorher beschrieben, das Muffenventil 96 gegenüber dem Stöpsel 90 infolge der Beschleunigung der Geschwindigkeit der Kastenbewegung abwärts bewegt, und folglich hat das Mufienventil 96 die Ringnut 92 geschlossen,

um das Fließen vom Kanal 91 in die Kammer 80 zu verhindern. Nun ist nur das Druckentlastungsventil 71 verfügbar, um den Druck in der Kammer 51 zu entlasten, und so wird durch den Druck das Ventil 71 von seinem Sitz auf dem Ventil 70 gelöst, um einen beschränkten Fluß von der Kammer 51 in den Behälter 26 einzuleiten. Natürlich ist die Feder, die das Ventil 71 auf seinen Sitz drückt, verhältnismäßig steifer als die Feder 88 des Ventils 87. Infolgedessen wird die Drosselung des Flusses hinter dem Ventil 71 verhältnismäßig größer sein, wodurch der Stoßdämpfer der Rückschnellbewegung des Fahrzeuges bei dieser beschleunigten Geschwindigkeit einen hohen Widerstand entgegensetzt.

Während der aufwärts beschleunigten Bewegung des Fahrzeugkastens wird dieser hohe Widerstand durch den Stoßdämpfer infolge der unausgeglichenen Wirkung des Ventils 96 im wesentlichen aufrechterhalten. Wenn das Ventil 96 ausgeglichen wäre, würde die Feder 101 das Ventil 96 in seine Ruhelage zurückbringen, sobald die Aufwärtsbeschleunigung der Wagenkastenbewegung auf einen vorbestimmten Wert vermindert wird. Jedoch wird durch das unausgeglichene Ventil die Drosselung des Flusses im wesentlichen während der ganzen Aufwärtsbewegung des Fahrzeugkastens aufrechterhalten, nachdem die Beschleunigungen einmal das Ventil in die Drossellage gebracht haben, und so lange, wie Druck in dem Stöpsei 90 aufrechterhalten wird. Sobald natürlich der Kolben 40 bewegt wird, um einen Druck auf die Flüssigkeit in der Kammer 50 auszuüben, wird der Flüssigkeitsdruck in der Kammer 51 aufgehoben. Infolgedessen wird dann das Ventil 96 durch die Feder 101 in seine Ruhelage zurückgebracht.

Die selbsttätige Regelvorrichtung ist so eingerichtet, daß nur Beschleunigungen in der Aufwärtsbewegung des Fahrzeugkastens tätig werden, um den Stoßdämpferwiderstand zu vermehren. Abwärtsbewegungen werden wegen der starken Feder 106 keine wesentliche Bewegung des Trägheitsgewichtes 100 hervorrufen. Selbst wenn sich das Gewicht 100 durch die abwärts gerichteten beschleunigten Bewegungen des Wagenkastens bewegt, so hat dies kein Absperren des Flusses aus den Querkanälen 93 und keine Vergrößerung der Drosselung des Flüssigkeitsstromes zur Folge.

Das Ventil 87 wirkt durch seine Feder 88 als Drosselventil, doch soll es in allen Fällen dem Strömen der Flüssigkeit von der Kammer 51 weniger Widerstand entgegensetzen als das Ventil 71 in dem Kolben; denn das Ventil 71 soll den Fluß nur regeln, wenn das

Muffenventil 96 die Ringnut 92 verschließt oder wenn das Ventil 8j den Flüssigkeitsdruck in der Kammer 51 nicht angemessen entlasten kann.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform des Ventils 96 gezeigt. Das Ventil wird hier, anstatt es mit einer Aussparung 97 an einer Seite zu verstehen, mit einer inneren ringförmigen Nut 197 versehen, um es auszugleichen. Wenn das Ventil abwärts bewegt wird, um die Nut 92 im Stöpsel 90 zu verschließen, werden gleiche Flächen und gleich lange Drosselflächen frei, auf die der Flüssigkeitsdruck von dem Kanal 93 wirkt. Dadurch wird ein ausgeglichenes Ventil geschaffen, das durch die Feder 101 in seine Ruhelage zurückgebracht wird, wenn die Beschleunigungen der Wagenkastenbewegung auf ein vorbestimmtes Maß herabgesetzt worden sind. Der Stoßdämpfer gemäß der Erfindung setzt den Näherungsbewegungen zwischen dem Gestell und der Achse des Fahrzeuges und auch den voneinander weg gerichteten Bewegungen dieser Teile Widerstand entgegen. Die voneinander weg gerichteten Be-

wegungen dieser beiden Teile des Fahrzeuges werden gemäß der Beschaffenheit des Weges geregelt, auf dem das Fahrzeug bewegt wird. Bei verhältnismäßig glatten Wegen, bei denen die Kastenbewegungen im wesentlichen klein sind, wird durch das Ventil 87 geringerer Widerstand geleistet. Die Fahrzeugfedern gleichen solche Bewegungen aus. Durch beschleunigte Bewegungen des Wagenkastens stellt jedoch die selbsttätige Regelvorrichtung 100 den Stoßdämpfer ein, um einen höchsten Widerstand beim Regeln und Dämpfen solcher Beschleunigung der Geschwindigkeit der Kastenbewegungen zu erreichen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Flüssigkeitsstoßdämpfer nach Patent 606 323, dadurch gekennzeichnet, daß in die einzige zum Trägheitsventil führende Ausströmleitung, ein · Federventil (86). in Reiha eingeschaltet ist, das das Trägheitsventil in der Regel von der Druckkammer abschaltet, bis es sich bei einem bestimmten Druck öffnet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen