DE894638C - Hydraulischer Stossdaempfer - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 26. OKTOBER 1953

G 4062 XII14? a

Es sind schon Stoßdämpfer bekannt mit in einem Zylinder beweglichem Kolben, bei denen die Drosselung der von einer Zylinderseite auf die andere getriebenen Flüssigkeit durch federbelastete Ventile an den Kolbenkanälen bewirkt wird. Zu diesem Zweck sind die Kanäle in zwei Gruppen geteilt, deren jede auf einer der beiden Kolbenseiten, durch ein federbelastetes Ventil verschlossen ist, und zwar bestehen diese beiden Kanalgruppen auch aus sich überkreuzenden Kanälen.

Es hat sich nun als vorteilhaft herausgestellt, die Strömung durch diese Kanäle noch besser zu regulieren durch gleichmäßige Druckverteilung unter den Ventilen und durch Regelung der Wirksamkeit dieser Ventile mittels zusätzlicher Ventile. Der Lösung dieses Problems der Regelung der Flüssigkeitsströmung durch die Kolbenkanäle dienen die in den Ansprüchen gekennzeichneten Anordnungen.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch den Stoßdämpfer ;

Fig. 2 ist ein Schnitt in vergrößertem Maßstab durch den unteren Teil des Stoßdämpfers und seines Kolbens;

Fig. 3 ist eine Endansicht des Kolbens;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch ein Verschlußstück des Zylinders nach der Linie 4-4 der Fig. 2;

Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 2.

Das an einem Ende der Kolbenstange 21 sitzende Anschlußstück 20 hat eine Lagerbüchse 22 für einen nicht dargestellten Zapfen, der an einem der gegen-

einander beweglichen Körper befestigt ist, "deren Bewegung durch den Stoßdämpfer geregelt wird. Ein ringförmiger Flansch am Anschlußstück 20 bildet eine Scheibe 23, welche in das offene Ende eines Rohrstückes 24 paßt und darin bei 25 verschweißt ist. Dieses Rohr 24 bildet den Staubfänger für den Stoßdämpfer. Das den Arbeitszylinder des Stoßdämpfers bildende Rohr 30 hat an jedem Ende ein Verschlußstück. Das eine Verschlußstück 31 paßt mit seinem ringförmigen Bund 32 in das eine Ende des Zylinderrohres 30 und hat eine zentrale Bohrung 33, in welcher die Kolbenstange geführt ist. Eine ringförmige Aussparung 34, gleichachsig mit der Bohrung für die Kolbenstange 21, nimmt die Packung 35 auf, die ein Durchlaufen von Flüssigkeit durch die Führung 33 verhindert. Diese Aussparung für die Packung 35 hat einen Kanal 36, der in den Ringraum 37 einmündet, der von dem Zylinderrohr 30 und einem dieses umgebenden ao Rohr 38 gebildet wird, das mit dem Verschlußstück 31 verschraubt ist.

Das Verschlußstück 40 für den Zylinder 30, das dem Verschluß stück 31 gegenüberliegt, hat einen ringförmigen Bund 41, der in das untere Ende des S5 Zylinderrohres 30 eingepreßt ist. Eine zentrale Bohrung in ■ dem Verschluß stück 40 hat inneres Schraubengewinde zur Aufnahme des Gewindezapfens 43. Um diese Gewindebohrung im Verschlußstück 40 herum ist im Kreis eine Anzahl von Bohrungen 45 angebracht, die mit Ausnahme von zwei benachbarten Bohrungen alle in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Bohrungen bilden eine Verbindung zwischen der inneren Kammer des Zylinders 30 und einem Raum 46 zwischen dem Verschlußstück 40 .und dem Anschlußstück 47, auf das sich das Verschluß stück 40 stützt. - Kanäle 48 im Anschlußstück 47, die an das Verschluß stück 40 angrenzen, bilden eine Verbindung zwischen der Kammer 46 und dem Ringraum 49, der den Flüssigkeitsbehälter darstellt und gebildet wird zwischen den Rohren 30 und 38. Das obere Ende dieses Rohres 38 ist, wie schon erwähnt, an dem unteren Teil des oberen Verschluß Stückes 31 befestigt, während sein unteres Ende an dem Anschlußstück 47 bei 50 angeschweißt ist. Dieses Anschlußstück 47 wird mit dem anderen beweglichen Körper verbunden, dessen Bewegung durch den Stoßdämpfer geregelt werden soll.

Die Bohrungen 45, die im Kreis in dem Verschlußstück 40 angebracht und alle bis auf zwei in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, werden für gewöhnlich durch eine Ventilbüchse 55 verschlossen, die auf dem Zapfen 43 geführt ist und nachgiebig in Berührung mit der unteren Fläche des Verschlußstückes 40 gehalten wird durch eine Feder 56, die zwischen einem nach außen vorspringenden Flansch 57 der genannten Ventilbüchse und einem Flansch 58 am Zapfen 43 liegt.

Eine andere Reihe von Bohrungen 60 ist in dem Verschlußstück 40 in einem Kreis von größerem Durchmesser als der Kreis der öffnungen 45 angebracht. Diese öffnungen 60 stellen eine Verbindung her zwischen der Innenseite des Zylinders 30 und der Kammer 46 unterhalb des Verschluß Stückes 40, Jede Bohrung 60 hat einen sie umgebenden ringförmigen Bund 61, so daß- eine Gruppe ringförmiger Ventilsitze gebildet wird, auf denen das Ringventil 62 nachgiebig gehalten wird durch eine Feder 63, die zwischen dem Ventil 62 und einem durchlochten Kragen 64 untergebracht ist, der an dem Verschlußstück 40 befestigt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, hat die Kolbenstange 21 am unteren Ende einen Teil 70 von verringertem Durchmesser zur Auf nähme des Kolbenaggregates. Dieser abgesetzte Teil 70 bildet an der Kolbenstange 21 eine Schulter 71. Eine Büchse 72 paßt auf den abgesetzten Teil 70 der Kolbenstange und liegt an der Schulter 71. Diese Büchse 72 hat einen Teil von verringertem Durchmesser 73, auf dem das Ventil 74 gleitend sitzt. Dieses Ventil 74 hat einen nach außen vorspringenden Flansch 75, der nachgiebig in Schluß gehalten wird mit der gegenüberliegenden Endfläche des Kolbens 90 durch eine Feder 76, die zwischen dem dicken Kopfteil der Büchse 72 und dem Flansch 75 des Ventils 74 untergebracht ist. Eine ähnliche Büchse 77 ist angeschraubt an dem unteren mit Gewinde versehenen Ende des abgesetzten Teiles 70 der Kolbenstange 21. Diese Büchse T] hat ebenso wie die Büchse 72 einen Teil von geringerem Durchmesser 78, der am Kolben 90 anliegt und diesen dicht einspannt zwischen den Büchsen 72 und 77 und so in der richtigen Lage auf der Kolbenstange 21 festhält. Auf dem abgesetzten Teil 78 der Büchse yj wird das Ventil 79 geführt. Dieses hat einen nach außen vorspringenden ringr förmigen Flansch 80, der gegen die untere Fläche des Kolbens durch eine Feder 81 gepreßt wird, die zwischen dem Flansch 80 des Ventils und dem dickeren Kopfstück der Büchse yj angebracht ist.

Der Kolben 90 besteht aus einem zylindrischen Block, der auf dem Stangenteil 70 befestigt ist und in dem Zylinder 30 dicht geführt wird, so daß er hin und her gehen kann. Der Kolben hat an beiden Enden zentrale Vertiefungen mit der Bezeichnung 91 ani oberen und 92 am unteren Ende. Die Grundfläche der Vertiefung 91 steht in Berührung mit dem abgesetzten Teil 73 der Büchse 72, so daß die Büchse 72, wie schon gesagt, zwischen der Schulter 71 an der Kolbenstange 21 und der Grundfläche der Vertiefung 91 in dem Kolben 90 zu liegen kommt. Die Grundfläche der Vertiefung 92 in dem unteren Ende des Kolbens 90 steht in Berührung mit dem inneren Ende des abgesetzten Teiles 78' der Büchse Tj und preßt so, wenn die Büchse yy dicht auf dem Stangenteil 70 aufgeschraubt ist, den Kolben gegen die Büchse 72 und diese wiederum gegen die Schulter 71, um so den Kolben in der richtigen Lage auf der Kolbenstange 21 zu halten.

Der Kolben hat mehrere Durchgangsöffnungen, um die Flüssigkeit von seiner einen Seite auf die andere zu leiten. Die Fig. 2 zeigt, daß diese Kanäle schräg und quer gehen; die einen, mit der Ziffer 94 bezeichneten von diesen Kanälen endigen in der flachen Grundfläche der Vertiefung 91, während die anderen Enden dieser Kanäle ihre Öffnungen in der

flachen Oberfläche an der Unterseite des Kolbens haben nahe am äußeren Umfang des Kolbens. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, sind alle diese Kanäle 94 im Kolben 90 im Kreis angeordnet und haben alle bis auf zwei benachbarte gleichen Abstand voneinander. Alle diese Öffnungen 94 in der Oberseite des Kolbens sind teilweise bedeckt durch das innere Ende des abgesetzten Teils 73 der Büchse 72. Die anderen Kanäle 95 sind im Kolben in ähnlicher Weise wie die Kanäle 94 im Kreis angeordnet, und zwar alle bis auf zwei benachbarte im gleichen Abstand voneinander. Einer der Kanäle 94 hat eine Öffnung 96, die ihn mit der Vertiefung 92 verbindet, während eine ähnliche Öffnung 97 eine dauernde Verbindung zwischen einem der Kanäle 95 und der Vertiefung 91 herstellt.

Alle Mündungen der Kanäle 94, die in der Oberseite des Kolbens direkt unter dem Ventil 74 im Kreis angeordnet sind und durch dieses verschlossen werden, sind miteinander verbunden durch eine kreisförmige Rinne 98, die geringes Fassungsvermögen für die Flüssigkeit hat und in der ebenen Oberfläche des Kolbens in dem Boden seiner Vertiefung 91 eingeschnitten ist. Eine ähnliche kreisförmige Rinne 99 von geringem Fassungsvermögen für die Flüssigkeit ist in der ebenen Grundfläche der Vertiefung 92 im unteren Ende des Kolbens vorgesehen; sie bildet einen Verbindungskanal zwischen allen Mündungen der Kanäle 95, die im Kreis in der Grundfläche der Vertiefung 92 angeordnet sind und durch das Ventil 79 bedeckt werden. Diese beiden Rinnen 98 und 99 sind von solcher Größe, daß sie ein geringes Fassungsvermögen für die Flüssigkeit haben, jedoch ermögliehen sie ein allmähliches Anwachsen des anfänglichen Flüssigkeitsdruckes auf die zugehörigen federbelasteten Ventile 74 und 79. Wenn diese Ventile durch den Flüssigkeitsdruck von ihrem Sitz abgehoben werden, läßt die Rinne einen dünnen, scheibenförmigen Flüssigkeitsstrahl zwischen dem Ventil und seinem Sitz entstehen, der das Öffnungsgeräusch verhindern hilft, das öfter auftritt, wenn ein Flachsitzventil durch Flüssigkeitsdruck von seinem flachen Sitz abgehoben wird.

Ruhige Arbeit und Beseitigung der Schwingungen des Ventils werden weiterhin bewirkt durch die Verteilung der Kanalöffnungen unter dem Ventil. Wie schon gesagt, sind die Öffnungen im Kreis angeordnet und liegen alle im gleichen Abstand voneinander außer zweien. Dies bewirkt einen ungleichmäßigen Druck auf das Ventil und läßt das Ventil etwas einseitig aufstoßen beim Öffnen, so daß es allmählich von seinem Sitz abgehoben wird.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind zwei Ringventile 100 und 101 in der Druckkammer zu beiden Seiten des Kolbens angeordnet. Die Fig. 1 zeigt den Kolben am unteren Ende seines Druckhubes; das ist die Lage, in die er gebracht wird, wenn die beiden gegeneinander beweglichen Körper, zwischen die der Stoßdämpfer eingebaut ist, ihre größte Annäherung erreichen. Für gewöhnlich liegt der Kolben mitten zwischen den Verschlußstücken 31 und 40 des Zylinders 30. Beide Ringventile 100 und 101 werden im Zylinder für gewöhnlich in vorbestimmter Lage gegenüber ihren zugehörigen Verschlußstücken gehalten. Am Verschlußstück 31 ist eine Federauflage 102 angebracht, an welcher das eine Ende einer Aufhängefeder 103 befestigt ist. Das andere Ende dieser Feder ist an dem Ringventil 100 angeschlossen und hält dieses nachgiebig in der geeigneten Lage gegenüber dem Verschlußstück 31 und dem Kolben 90, wenn dieser in seiner normalen Lage im Zylinder ist. Gleicherweise liegt eine Feder 104 mit ihrem einen Ende in einer Vertiefung 105 des Verschlußstückes 40, während ihr anderes Ende an dem Ringventil 101 befestigt ist, wobei sie dieses Ringventil in geeigneter Lage hält gegenüber dem Verschlußstück 40 und dem Kolben 90 in dessen Normallage im Zylinder.

Wenn der Kolben sich um eine bestimmte Strecke aufwärts bewegt zufolge einer Trennungsbewegung der beiden gegeneinander beweglichen Körper, zwischen die er eingebaut ist, so trifft er gegebenenfalls auf das Ringventil 100, so daß dieses die Kanäle 95 verschließt, die in einem Kreis auf der Oberseite 'des Kolbens nahe an dessen Umfang münden. Wenn andererseits der Kolben in dem Zylinder, wie dargestellt, abwärts bewegt wird zufolge einer Annäherungsbewegung der beiden gegeneinander beweglichen Körper, zwischen denen der Stoßdämpfer eingebaut ist, so trifft der Kolben auf das untere Ringventil 101 und zwingt es, die Kanäle 94 zu schließen, die in einem Kreis in der unteren Fläche des Kolbens 90 unmittelbar an dessen Umfang münden. Nach dem Zusammentreffen des Ventils 101 und des Kolbens 90 drückt die weitere Bewegung des Kolbens die Feder 104 zusammen, wie dies in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, wodurch die Öffnungen der Kanäle 94 in dem Kreisring geschlossen gehalten werden. Wenn jedoch diese Öffnungen durch ihre zugehörigen Ringventile 100 und 101 geschlossen sind, bleibt von den betroffenen Kanälen einer wirksam zufolge des Nebenweges für die Flüssigkeit durch die zugehörigen Öffnungen 96 und 97.

Der hydraulische Stoßdämpfer arbeitet folgendermaßen: Wenn die gegeneinander beweglichen Körper, zwischen die der Stoßdämpfer eingebaut ist, so bewegt werden, daß sie sich einander nähern, wird der Kolben von seiner im wesentlichen mittleren Lage im Zylinder 30 abwärts getrieben in Richtung auf dessen Boden, wobei er einen Druck auf die Flüssigkeit in der Zylinderkammer 30 zwischen dem Kolben 90 und dem Verschluß stück 40 ausübt. Wenn der Flüssigkeitsdruck, der durch die an ihren unteren Enden offenen Kanäle 94 hindurchwirkt, eine bestimmte Größe erreicht, drückt er auf das Büchsenventil 74, das die oberen Enden dieser Kanäle verschließt, und bewegt dieses gegen die Wirkung der Feder 76, um einen gedrosselten Flüssigkeitsstrom von diesen Kanälen 94 über das nun geöffnete Ventil 74 hinaus in die Zylinderkammer über dem Kolben herzustellen. Wie schon vorher erwähnt, bewirkt die Rinne 98, welche die Kanäle 94 verbindet und nur eine minimale Flüssigkeitsmenge durchläßt, eine Vergrößerung des auf das

Ventil 74 ausgeübten Anfangsdrucks, der das Ventil von seinem Sitz abhebt. Die Anwesenheit der Kolbenstange 21 in dieser Kammer oberhalb des Kolbens macht diese Kammer unfähig, alle vom Kolben bei seiner Abwärtsbewegung im Zylinder verdrängte Flüssigkeit aufzunehmen, denn der Rauminhalt der oberen Kammer wird durch die Kolbenstange wesentlich verringert. "Deshalb muß ein Teil der vom Kolben bei seiner Abwärtsbewegung im Zylinder verdrängten Flüssigkeit durch die Kanäle 45 durch das federbelastete Ventil 55 in dem Verschluß stück 40 abgeleitet werden. Der Flüssigkeitsdruck bewegt dieses Ventil gegen die Wirkung der Feder 56 und stellt so einen Flüssigkeitsstrom aus der unteren Zylinderdruckkammer unter dem Kolben durch die Öffnungen 45 in die Kammer 46 her, die, wie vorher beschrieben wurde, durch die Kanäle 48 im Befestigungskörper 47 mit dem Flüssigkeitsbehälter 49 in Verbindung steht. Infolge der Drosselung des Flüssigkeitsstromes von der unteren Druckkammer im Zylinder durch beide Kanäle 94 und 45 setzt der Stoßdämpfer der Näherungsbewegung der beiden gegeneinander beweglichen Körper einen Widerstand bestimmter Größe entgegen. Diese Teilstoßdämpfung hat den. Zweck, ein bestimmtes Maß von Widerstand gegen die erste Näherungsbewegung der beiden gegeneinander beweglichen Körper hervorzubringen. Wenn diese gegeneinander bewegten Körper jedoch einen bestimmten Punkt erreichen, ist es erwünscht, den Teilwiderstand zu vergrößern, um die Näherungsbewegung vollends zu verlangsamen und ein Zusammenstoßen zu verhindern.

Um den Widerstand für einen bestimmten Endwert der Näherungsbewegung der gegeneinander bewegten Körper zu vergrößern, ist das Ventil 101 vorgesehen, das bei einem bestimmten Punkt in der Abwärtsbewegung des Kolbens mit diesem zusammentrifft und alle im Kreis unmittelbar am äußeren Umfang des Kolbens angeordneten Öffnungen der Kanäle 94 vollständig abschließt. Einer dieser Kanäle bleibt jedoch wirksam insofern, als Flüssigkeit von der Druckkammer unter dem Kolben durch die dauernde öffnung 96 in dem einen Kanal der Gruppe 94 fließen kann, indem sie so das Ventil 101 umgeht. Diese starke Drosselung des Flüssigkeitsstromes aus der unteren Druckkammer vergrößert in erheblichem Maße den vom Stoßdämpfer erzeugten Widerstand gegen die Annäherungsbewegung der beiden gegeneinander beweglichen Körper. Dieser Widerstand bleibt so lange bestehen, als das Ventil 101 mit dem Kolben 90 zusammentrifft.

Wenn die beweglichen Körper sich zu trennen beginnen, wird der Kolben 90 aufwärts bewegt, und infolgedessen wird durch die' Flüssigkeit aus der oberen Zylinder druckkammer, derenDruck sich durch die Kanäle 95 auf das Ventil 79 überträgt, das Ventil von seinem Sitz abgehoben und ein gedrosselter Flüssigkeitsstrom durch die Kanäle 95 in die untere Zylinderkammer unter dem Kolben 90 erzeugt. Natürlich genügt das geringere Volumen der oberen Zylinderkammer nicht, um eine ausreichende Flüssigkeitsmenge zur Füllung der unteren Zylinderkammer zu liefern; folglich zwingt der Kolben bei seiner Aufwärtsbewegung das Ventil 62, sich von seinem Sitz auf dem Verschluß stück 40 zu lösen und läßt so eine ergänzende Flüssigkeitsmenge aus dem Behälter 49 durch die Kanäle 48, die Kammer 46, die Kanäle 60 in dem Verschlußstück 40 und über das Ventil 62 hinaus in die untere Zylinderkammer unter dem Kolben 90 strömen. Die Drosseiung des Flüssigkeitsstromes aus der oberen Zylinderkammer durch die Kolbenkanäle 95 wird durch das Ventil 79 fortgesetzt, bis der Kolben 90 auf das Ringventil 100 trifft. In diesem Punkt wird der Widerstand des Flüssigkeitsstromes insofern vergrößert, als alle Kanäle 95, deren Öffnungen im Kreis liegen unmittelbar am äußeren Kolbenumfang, durch das Ringventil 100 geschlossen werden. In diesem Zeitpunkt -ist nur ein Flüssigkeitskanal 95 wirksam, so daß Flüssigkeit aus der oberen Flüssigkeitskammer durch die dauernde Strömungsöffnung 97 in dem einen Kanal 95 und über das federbelastete Ventil 79 hinaus in die untere Zylinderkammer fließt. Solange das Ventil 100 mit dem Kolben 90 in Berührung ist, wird lediglich diese stark gedrosselte Flüssigkeitsströmung aufrechterhalten, die so den Stoßdämpfer zwingt, der äußersten Trennungsbewegung der gegeneinander beweglichen Körper den größten Widerstand zu bieten.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, wird durch die Erfindung ein Stoßdämpfer geschaffen mit einem Ventilmechanismus, der weich und geräuschlos arbeitet. Die Einrichtung bezweckt einen Anfangswiderstand von bestimmter Größe für die Annäherungs- oder Trennungsbewegung der Körper, zwischen die sie eingebaut ist. Sie soll den Widerstand gegen die Bewegung der genannten Körper auf einen bestimmten Wert anwachsen lassen, wenn diese einen bestimmten Punkt in ihrer Annäherungs- oder Trennungsbewegung erreichen. Dies schafft eine Regelung der Bewegungen der gegeneinander beweglichen Körper bis zu einem vorgesehenen, Grad in einem bestimmten Bereich der Bewegung und ein Anwachsen des Widerstandes gegen die Bewegung der genannten Körper, wenn sie sich ihren äußersten Lagen nähern. Hierdurch wird äußerste Trennung oder plötzliches Zusammentreffen bei ihrer Annäherungsbewegung, das Schaden verursachen kann, vollständig verhindert. no

Die hier offenbarte Ausführung der Erfindung bildet nur eine bevorzugte Form; es können wohlverstanden auch andere Formen angewendet werden, die unter den Erfindungsgedanken der folgenden Ansprüche fallen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Hydraulischer Stoßdämpfer mit in einem Zylinder beweglichen Kolben mit zwei Gruppen sich kreuzender Kanäle, die wechselseitig von einem Kreis kleineren Durchmessers auf der einen nach einem Kreis größeren Durchmessers auf der anderen Kolbenseite verlaufen und deren Mündungen auf den Kreisen von kleinerem Radius durch federbelastete ringförmige Rückschlagventile abgedeckt sind, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die von Ringventilen (75, 80) verdeckten Kanalöffnungen jeder Kolbenseite durch enge Rinnen (98, 99) miteinander verbunden sind.
2. 2. Hydraulischer Stoßdämpfer mit in einem Zylinder beweglichen Kolben mit zwei Gruppen sich kreuzender Kanäle, die wechselseitig von einem Kreis kleineren Durchmessers auf der einen nach einem Kreis größeren Durchmessers auf der anderen Kolbenseite verlaufen und deren Mündungen auf den Kreisen von kleinerem Radius durch federbelastete ringförmige Rückschlagventile abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden des Zylinders von Federn (103, 104) getragene Ventile (100, 101) angeordnet sind, die.in den Endlagen des Kolbens (90) die im größeren Kreis liegenden Eintrittsöffnungen der Kanäle (94, 95) abdecken und den Flüssigkeitsstrom absperren.
3. 3.Hydraulischer Stoßdämpfer nachAnspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (90) auf beiden Seiten Vertiefungen (91, 92) hat, aus denen je eine enge Bohrung (96, 97) nach einem Kanal jedes Systems (94, 95) führt.

   Angezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 841 471.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   ©5509 10.53