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Flüssigkeitsstossdämpier.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstossdämpfer, der als unmittelbar wirkende Kolbenpumpe zwischen festen und abgefederten Stellen eines Fahrzeuges angebracht ist. Die Erfindung macht Gebrauch von einer an sich bekannten, mit beiden Zylinderenden der Pumpe in Verbindung stehenden, den Zylinder konzentrisch umgebenden Rüekleitungskammer und ferner von einem ebenfalls an sich bekannten, die Rüekleitungskammer konzentrisch umgebenden Ausgleichraum, der mit dem einen Ende des Zylinders und der Rückleitungskammer beim Saughub über eine Rückschlagventileinrichtung, zweckmässig mit ständig offenem, engem Hilfsdurehlass, verbindbar ist.
Die Erfindung ist im wesentlichen gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung, dass der in an sich bekannter Weise mit einem Flüssigkeitsdurchlass und einem diesen Durchlass beim Saughub schliessenden Rückschlagventil ausgestattete Kolben auch bei seiner Bewegung nach unten die Flüssigkeit im Gleichstrom durch die Rüekleitungskammer fördert, in Vereinigung mit einem an sich bekannten System von Durchlässen in der Zylinderwand mit in einer Längsrichtung derselben abnehmender Anzahl und/oder Grösse, u. zw.
in solcher Verteilung, dass die Durchlässe in etwa Zylindermitte beginnen und zum oberen Zylinderende zunehmen, wobei der die Durchlässe im Verlauf seiner Bewegung als Absperrschieber nacheinander verdeckende Kolben in beiden Bewegungsrichtungen vorausbestimmbare Drosselungswirkungen der Dämpfungsflüssigkeit hervorbringt.
Vorzugsweise ist der erfindungsgemässe Stossdämpfer in an sich bekannter Weise mit einem einstellbaren Rückschlagventil am einen Ende der Rüekleitungskammer versehen. Der in dieser Weise ausgerüstete Stossdämpfer ist gemäss der Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass das eine zusätzliche Abstimmung der Drosselung des im wesentlichen stets gleichgerichteten Dämpfungflüssigkeitsstromes bewirkende Ventil entweder am unteren Ende der Kammer zwischen dem Ventil des Ausgleichsraumes und dem unteren Zylinderende oder am oberen Ende der Kammer als den Zylinder abdeckendes, von der Kolbenstange geführtes, gleichzeitig ein Sicherheits-und Überdruckventil bildendes Ventil angeordnet ist, durch das bei starken,
langen Ausschlägen des Kolbens der Flüssigkeit ein grösserer Durchlass unmittelbar aus dem Zylinderende in die Rüekleitungskammer geöffnet wird.
Mittels der Anordnung der Hilfseinrichtungen gemäss der Erfindung wird die Wirkung des Stossdämpfers während des Kolbenhubes verändert, so dass die Dämpfung in beiden Richtungen nach Wunsch beeinflusst wird und allmählich ansteigt und grössere Ausschläge durch die Vergrösserung der Drosselung gegen das Hubende hin wirksam gedämpft werden. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Kolben in seiner Endstellung allmählich zur Ruhe kommt und Schläge im Stossdämpfer vermieden werden, die bei der plötzlichen Absperrung eines grösseren Durchlasses entstehen würden.
Durch die Erfindung können durch Anwendung eines im gleichen Sinne wirkenden Überdruck-oder Regelventiles im Kreislauf sowohl die kurzen und schnellen Schwingungen, die von den Massen der Achse herrühren, als auch lange Ausschläge, die durch die Masse des Aufbaues des Fahrzeuges entstehen, wirksam gedämpft werden.
Die Stossdämpfer der bisher bekannten Art, welche zwar eine mit beiden Zylinderenden in Verbindung stehende, den Zylinder konzentrisch umgebende Rückleitungskammer und ein System von Durchlässen in der Zylinderwand, gegebenenfalls mit in Längsrichtung derselben nach den Enden zu abnehmender Anzahl und Grösse, aufweisen, vermögen nicht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen. Wenn sich der Kolben der bekannten Stossdämpfer aus seiner Ruhelage in der Mitte der Länge des Zylinders nach oben oder unten bewegt, wird er, da er selbst einen Durchlass nicht be-
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sitzt, die Flüssigkeit abwechselnd von der einen zur andern Kolbenseite fördern, wobei die Flüssigkeit die Rückleitungskammer in entgegengesetzten Richtungen durchströmt.
Eine wirksame Dämpfung kleiner Schwingungen lassen die bekannten Stossdämpfer somit nicht erzielen, insbesondere keine stetige, gleichmässige, abgestufte Dämpfung, denn bei dem sich dauernd wiederholenden Kolbenspiel wird eine vollständige Wiederauffüllung des Zylinders vorzugsweise nach grossen und starken Stössen nicht erfolgen, so dass die Erreichung und Aufrechterhaltung einer gemäss der vorliegenden Erfindung erzielten Dämpfungsleistung nicht möglich ist, da die Dämpfungswirkung in unkontrollierbarer Weise nach der erstmaligen Beeinflussung abnimmt. Mangels eines Reserve-oder Ausgleichraumes für Flüssigkeit tritt weiter auch bei den bekannten Ausführungen eine schädliche Schaumbildung ein.
Die Erfindung macht zwar in ähnlicher Weise wie bei einem bekannten Vorschlag von einem die Rückleitungskammer konzentrisch umgebenden Ausgleichraum Gebrauch, der mit dem einen Ende des Zylinders und der Rückleitungskammer beim Saughub über eine Rücksehlagventileinrichtung verbindbar ist, doch ist die Anordnung gemäss der Erfindung im Gegensatz zu dem bekannten Stossdämpfer, bei dem der einen Durchlass nicht enthaltende Kolben bei seiner Bewegung aus der normalen Mittellage die Flüssigkeit abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen drückt, so getroffen, dass das Dämpfungsmedium zur Erzeugung der beabsichtigten, bestimmten Wirkung und des bestimmten Verlaufes derselben in ununterbrochener Bereitschaft infolge eines zwangläufigen Gleichstromes der Flüssigkeit (Zylinderdurchtritt durch den Kolben-Rückleitungskammer-Ventilkammer-Zylinder)
vorhanden gehalten wird, so lange der Kolben überhaupt bewegt wird.
Bei dem Stossdämpfer gemäss der Erfindung, der eine verhältnismässig kleine Baulänge bedingt, übt der Kolben bei der Bewegung aus seiner Ruhestellung nach oben oder unten im Gegensatz zu allen bekannten Stossdämpfern eine verschiedene Dämpfung aus, was dadurch ermöglicht ist, dass der Kolben infolge seiner Pumpwirkung mit Durchtritt der Flüssigkeit durch den Kolben hindurch auch bei Bewegung nach unten die Flüssigkeit im Gleichstrom fördert, und ferner dadurch, dass nur im oberen Teil des Zylinders Durchlässe verteilt sind. Demgemäss sind im Kolben, ähnlich wie bei bekannten Vorschlägen, Öffnungen mit einem Rückschlagventil vorgesehen.
Der Erfindungsgegenstand vereinigt in sich alle Vorteile der bisher bekannten Stossdämpfer, ohne deren Nachteile zu besitzen, und schafft erstmalig eine zuverlässig wirkende, tatsächlich brauchbare Lösung. Der erfindungsgemässe Stossdämpfer zeichnet sich überdies durch eine besonders einfache und billige Bauweise aus, bei der Störungen fast ganz ausgeschlossen sind.
In der Zeichnung ist ein Stossdämpfer mit der allmählich wirkenden Dämpfungsvorrichtung in drei Ausfürungsbeispielen im Längsschnitt dargestellt, die sich voneinander im wesentlichen durch die verschiedene Anordnung der Drosselventile unterscheiden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist der Pumpenzylinder 10, in dessen Innerem sowie in anschliessenden Hilfsräumen die Arbeitsflüssigkeit umläuft, innerhalb einer Rüekströmkammer 12 angeordnet, die von einem das Gehäuse des Stossdämpfers bildenden Ausgleich-oder Reservebehälter. M umschlossen ist. Die Rückströmkammer 12 stellt die räumliche Verbindung zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Pumpenzylinders her. Diese Räume werden von Rohren gebildet, die am oberen und unteren Ende durch ein Kopfstück und ein Fussstück konzentrisch und flüssigkeitsdicht angeordnet und miteinander verbunden sind.
Im Pumpenzylinder ist ein Kolben 18 verschiebbar, dessen Kolbenstange 19 aus dem oberen Ende des Stossdämpfers herausragt und mit seinem ösenförmigen Ende beispielsweise am Wagenrahmen befestigt wird, während eine am Fussstück vorgesehene Öse die Verbindung an der die Wagenfedern tragenden Achse herstellt. Im Inneren des Kolbens ist ein nach oben öffnendes Rückschlagventil 17 beliebiger bekannter Ausführung vorgesehen, von welchem Durehlasskanäle 20 für die Arbeitsflüssigkeit ausgehen. In der Wand des Pumpenzylinders 10 befindet sieh, nach einem bestimmten System angeordnet, eine Anzahl von Bohrungen oder Durellbrüchen 11 beliebigen Querschnitts.
Durch diese Bohrungen gelangt die Arbeitsflüssigkeit aus dem
Pumpenzylinder 10 in die Rückströmkammer 12, so lange sie nicht von dem Kolben bei seiner Auf- wärtsbewegung verschlossen werden. In der dargestellten Lage des Kolbens sind die hauptsächlich im oberen Teil des Zylinders vorgesehenen Bohrungen sämtlich frei. Das untere Ende der Rückstrom- kammer 12 mündet durch mehrere Durchbrechungen in den unterhalb des Kolbens befindlichen Raum des Pumpenzylinders 10 ein. Der Ausgleichsbehälter 14 kann am unteren Ende durch ein aufwärts öffnendes Rückschlagventil 16 mit dem unteren Ende des Zylinders beim Saughub in Verbindung gebracht werden. In dem Ventilteller 16 ist eine kleine Bohrung vorgesehen, durch die der Pumpen- zylinder dauernd mit dem Ausgleichbehälter in offener Verbindung ist.
Der Stossdämpfer ist beim Gebrauch mit der Arbeitsflüssigkeit im Pumpenraum und in der
Rückflussleitung gänzlich gefüllt, während der Ausgleichbehälter nur teilweise gefüllt zu sein braucht.
Er wirkt dann in folgender Weise :
Der Kolben wirkt bei seinem aufwärts gerichteten Hub gleichzeitig als Absperrschieber und verschliesst im Verlaufe seiner Bewegung nacheinander die Durchbrüche 11 in der Zylinderwand.
Hiedurch wird der Durchflussquerschnitt verringert und die Drosselung der Dämpfungsflüssigkeit bis zu dem beabsichtigten Höchstwert allmählich gesteigert. Der Druckanstieg kann beliebig gewählt
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werden, da er von der Anordnung und Verteilung der Bohrungen abhängig ist. Die aus dem oberen Teil des Pumpenzylinders verdrängte Flüssigkeit strömt durch die Rüekströmkammer in den unteren Raum des Pumpenzylinders. Gleichzeitig wird aber eine dem grösseren Fassungsvermögen des unteren Raumes entsprechende Menge Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 16 aus dem Behälter 14 angesaugt.
Beim Abwärtshub des Kolbens tritt die Flüssigkeit durch das Rückschlagventil 17 und die Kanäle 20 in den oberen Raum des Zylinders, wobei der im unteren Raum befindliche Überschuss wieder durch die Bohrungen 11 in die Rückströmkammer eintritt und schliesslich durch die Bohrung des Ventils 16 allmählich in die Ausgleichkammer 14 zurückgedrückt wird, wobei ebenfalls eine Drosselung stattfindet.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der zuerst beschriebenen dadurch, dass das obere, in die Rückströmkammer 12 mündende Ende des Pumpenzylinders 10 durch ein federbelastetes Ventil 15 verschlossen ist. Die Spannung der Feder kann durch eine die Kolbenstange 19 umschliessende geflanscht Hülse 15a innerhalb gewisser Grenzen geändert werden, indem eine auf sie wirkende Kappe auf dem oberen Ende des Stossdämpfers mehr an-oder abgeschraubt wird. Bei plötzlichen starken Stössen wirkt das Ventil 15 als Sicherheitsventil, da es den Überdruck aus dem oberen Ende der Pumpe austreten lässt.
In der Ausführungsform nach Fig. 3 ist ein Regelventil 15 im unteren Teil des Stossdämpfers eingebaut, das den Flüssigkeitsdurchgang wiederholt drosselt, während eine auf die Druckfeder dieses Ventils wirkende Schraube j in einer Bohrung einstellbar ist, die durch eine Kappe verschlossen werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Flüssigkeitsstossdämpfer, der als unmittelbar wirkende Kolbenpumpe zwischen festen und abgefederten Stellen eines Fahrzeuges angebracht ist, unter Anwendung einer mit beiden Zylinderenden der Pumpe in Verbindung stehenden, den Zylinder konzentrisch umgebenden Rückleitung- kammer und ferner unter Anwendung eines konzentrisch die Rückleitungskammer umgebenden Ausgleichraumes, der mit dem einen Ende des Zylinders und der Rückleitungskammer beim Saughub über eine Rückschlagventileinrichtung, zweckmässig mit ständig offenen, engem Hilfsdurchlass, verbindbar ist, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung,
dass der in an sich bekannter Weise mit einem Flüssigkeitsdurehlass und einem diesen Durchlass beim Saughub schliessenden Rückschlagventil ausgestattete Kolben auch bei seiner Bewegung nach unten die Flüssigkeit im Gleichstrom durch die Rückleitungskammer fördert, in Vereinigung mit einem an sich bekannten System von Durchlässen in der Zylinderwand mit in einer Längsrichtung derselben abnehmender Anzahl und/oder Grösse, u. zw. in solcher Verteilung, dass die Durchlässe in etwa Zylindermitte beginnen und zum oberen Zylinderende zunehmen, wobei der die Durchlässe im Verlauf seiner Bewegung als Absperrschieber nacheinander verdeckende Kolben in beiden Bewegungsrichtungen voraus bestimmbare Drosselungwirkungen der Dämpfungsflüssigkeit hervorbringt.