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Hydraulischer Stossdämpfer
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stossdämpfer, dessen zylindrisches Gehäuse einen flüssigkeitsgefüllten Hohlraum aufweist, der auf einer Stirnseite durch einen aus Gummi od. dgl. gebil- deten, randseitig an der Gehäuseinnenwand befestigten, dickwandigen Federkörper abgeschlossen ist, wo- bei im Gehäuse eine randseitig festgeklemmte, mit Öffnungen versehene Trennwand vorgesehen ist, an die aussenseitig ein gleichfalls flüssigkeitsgefüllter Pumpraum anschliesst, dessen Volumen durch die Be- wegung eines Verdrängers veränderbar ist, wobei der elastische Federkörper ausschliesslich durch die
Druckänderungen der Flüssigkeit elastisch verformbar ist.
Durch die Erfindung wird ein Stossdämpfer dieser Art dahingehend verbessert, dass er einfach in Auf- bau und Wirkung ist und in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden kann.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Pumpraum nach aussen durch eine flexible
Membrane abgeschlossen ist, die in ihrem mittleren Teil am Kopf des Verdrängers befestigt ist, wogegen ihr kreisrunder Rand an der Trennwand festgeklemmt ist.
Vorzugsweise nimmt hiebei der plattenförmige Federkörper vom Randbereich zur Mitte hin in der Dicke ab, d. h. er ist aussen stärker als in der Mitte.
Ein Stossdämpfer der beschriebenen Art kann zweckmässig in einer Fahrzeugradaufhängung verwendet werden, wo er zwischen dem abgefederten Teil des Wagens und dem Rad wirkt. In diesem Fall kann erfindungsgemäss der durch den Federkörper abgeschlossene Raum eine Öffnung zur Verbindung mit dem entsprechenden Raum eines im wesentlichen gleichen weiteren Dämpfers aufweisen.
Die biegsame Membrane besteht aus verstärktem Gummi oder gummiartige Material und ist an ihrer Aussenseite mit ihrem als Wulst ausgebildeten Rand mit dem Gehäuse verklammert, doch verläuft ihr übriger Teil ununterbrochen, also ohne Anordnung einer zentralen Öffnung oder einer inneren Verstär- kung.
Die Membrane besitzt gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung vor Einbau in den Dämpfer Kegelform und ist so ausgebildet, dass sie in den Oberteil des Verdrängers passt. Sie ist von diesem lösbar und kann einen an ihrer Unterseite mitgeformten Dübel in Form eines Gummibolzens aufweisen, um sie in der Höhlung des Verdrängers festzulegen. Allenfalls kann die Membrane aber auch mittels einer Schraubverbindung fest an den Verdränger angeschlossen sein.
Eine relativ dünne und undurchlässige gesonderte Auskleidung ist entweder an die Innenfläche der Membrane angeformt oder sie ist der Gestalt der Membrane entsprechend ausgebildet und wird beim Zusammenbau des Stossdämpfers so gehalten, dass sie der Innenfläche der Membrane aufliegt. Diese Auskleidung besteht vorzugsweise aus einem synthetischen Kautschuk, beispielsweise Butyl.
Die konische Form des Verdrängers ermöglicht die Anordnung eines Dämpfungsventiles in der Art, dass dieses innerhalb der Verdrängerhöhlung zu liegen kommt, wenn sich der Verdränger in der durch Stoss hervorgerufenen Extremstellung befindet.
Die Zeichnung, an Hand deren weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung erläutert werden, stellt einen Aufriss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Stossdämpfers im Schnitt dar, welche zur Verwendung bei einerFahrzeugaufhängung bestimmt ist und einen Gummikörper als Wand des Pumpraumes benützt.
Der Stossdämpfer besitzt ein zylindrisches Gehäuse, das im wesentlichen aus zwei Pressteilen 4 und 5
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besteht, welche den Randwulst 3 einer Membrane 6 und den äusseren Rand einer undurchlässigen Auskleidung 7 festhalten. Um den Mittelteil der Membrane 6 aufzunehmen, weist erfindungsgemäss die an der
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innerhalb der Höhlung des Verdrängers zu liegen kommt, wenn dieser sich in der durch Stoss auf das Rad hervorgerufenen Extremstellung befindet. Der Pressteil 4 ist an dem gefederten Teil des Fahrzeuges mon- tiert, während der Verdränger 8 mit dem Rad in Verbindung steht.
Der Verdränger 8 ist mit einem metallenen Anschlussring 9 verschweisst, der seinerseits an einen schalenartigen Metallteil 10 mit einem abwärtsgerichteten Zapfen 21 angeschweisst ist, an dessen unte- rem Ende eine Kugel 22 für eine Kugelgelenkverbindung mit dem nicht dargestellten Radaufhängungsarm vorgesehen ist. Die Membrane 6 ist mit einer konischen, metallenen Verstärkungseinlage 24 ausgestattet und mit dem Verdränger 8 durch die Schraube 25 verbunden.
Der Rand des die Trennwand 5 bildenden Pressteiles ist um den Wulst der Membrane 6 und die Aus- kleidung 7 herumgewölbt, um diese Teile unverrückbar festzuhalten. Bei dieser Ausführungsform ist ge- mäss einem weiteren Merkmal der Erfindung in an sich bekannter Weise ein vom Gehäuse getragener
Stützrand oder-zylinder 11 vorgesehen, welcher die Membrane umgibt, um zu verhindern, dass diese überbeansprucht wird, wenn sie sich bei Erreichung der tiefsten, Stellung der Vorrichtung, d. h. bei der strichliert angedeuteten Verdrängerstellung C, ausdehnt.
Der Pressteil 4 ist mit seinem oberen Ende an den gefederten Teil des Fahrzeuges od. dgl. angeschlossen und dient auch als Gehäuse für den Pumpraum 41, dessen elastische Wand von einem Gummikörper 42 gebildet wird.
Der Gummikörper 42 ist im Randbereich 43 mit der Innenfläche des Pressteiles 4 verbunden, welcher sich von unten nach oben verjüngt und nach Herstellung der Verbindung mit dem Gummikörper durch
Walzen od. dgl. noch etwas im Durchmesser verkleinert wird, um Spannungen im Gummi infolge der Zusammenziehung desselben beim Abkühlen nach dem Verbinden auszuschalten. Der Gummikörper 42 nimmt erfindungsgemäss in der Dicke von seinem Rand, d. i. von seiner Verbindungszone 43 zum Mittelpunkt hin, ab und ist mit einer dünnen, mit dem Metall verbundenen Gummihaut 44 versehen, die zwischen den Pressteilen 4 und 5 festgehalten wird, wenn der Pressteil 4 darübergearbeitet ist. Diese Hautbildet als Teil des Gummikörpers 42 einen flüssigkeitsdichten Abschluss für die den Pumpraum bildende Kammer 41.
In der Krone des plattenförmigen Federkörpers 42 ist eine Scheitelnut 45 vorgesehen, die na ! se der Anschlusszone 43 im Federkörper 42 rundherum verläuft und ungefähr trapezförmigen Querschnitt aufweist.
Der Zweck der Nut ist, bei Stosswirkung, also Deformierung des Gummikörpers 42 gemäss der Stellung A, ein Abreissen des Gummikörpers vom Gehäuse 4 bzw. ein Einreissen des Gummikörpers an dieser besonders gespannten Zone auszuschalten. Die Kammer 41 ist mit einem Ventil 46 ausgestattet, durch das die Arbeitsflüssigkeit nachgefüllt werden kann. Im Falle einer Aufhängung gemäss der früher erwähnten Verbundbauweise kann gemäss der Erfindung die Kammer mit der entsprechenden Kammer einer gleichen, beim andern Rad der gleichen Fahrzeugseite angeordneten Vorrichtung verbunden sein. Als Verbindung kann hiebei entweder ein starres oder ein solches Rohr vorgesehen sein, welches sich elastisch unter einem inneren hydraulischen Druck ausdehnt, welches Rohr mittels des Stutzens 12 an das Innere der Kammer 41 angeschlossen ist.
Das Ventil besteht aus zwei Gummiklappen 50 und 51, welche Paare von Öffnungen 52 und 53 steuern, die unter rechtem Winkel zueinander im Pressteil 5 angeordnet sind. Die Ventilklappen werden mit Hilfe eines zentralen Zapfens 55 und Beilagstücken 56 an Ort und Stelle gehalten. Die Klappe 50 verhindert ein Austreten der Arbeitsflüssigkeit aus der Kammer 41 durch Schliessen der Öffnungen 52, wogegen die Klappe 51 den Durchgang von Flüssigkeit in entgegengesetzter Richtung durch Abschluss der Öffnungen 53 verhindert. Sickerdurchlässe 60 gestatten ein Durchfliessen zu und von der Kammer 41, und es kann ihr Durchmesser zwecks Anpassung an den gewünschten Dämpfungsgrad verändert werden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist bei Verwendung zwischen dem gefederten Teil eines Fahrzeuges und einem Radaufhängungsarm folgende :
Die Ruhestellung der Vorrichtung ist mit B bezeichnet, wobei das über die Flüssigkeit und den Federkörper 42 getragene Wagengewicht im Gleichgewicht gehalten wird. Gelangt nun das Rad über eine Ungleichmässigkeit der Strasse oder wird das Fahrzeug in eine scharfe Ablenkung geführt und dabei das effektive Gewicht auf dieses Rad erhöht, werden Verdränger und Membrane nach oben bewegt und Flüssigkeit durch das Ventil in die Kammer 41 gefördert, deren elastische, aus dem Gummikörper 42 bestehende Wand einem solchen Einströmen von Flüssigkeit widersteht.
Dieser Widerstand gegen die Aufwärtsbewegung durch den Verdränger bei Hinaufstossen wird durch die Formen des Verdrängers und der Membrane erreicht.
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Die extreme Stossstellung, die Ruhestellung und die extreme Rückführstellung der Teile sind mit A bzw. B bzw. C bezeichnet. Das Ventil dämpft den Flüssigkeitsstrom zu und von der Kammer 41 und setzt dadurch unerwünschte Schwingungen auf einen Mindestwert herab.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hydraulischer Stossdämpfer, dessen zylindrisches Gehäuse einen flüssigkeitsgefüllten Hohlraum aufweist, der auf einer Stirnseite durch einen aus Gummi od. dgl. gebildeten, randseitig an der Gehäuseinnenwand befestigten, dickwandigen Federkörper abgeschlossen ist, wobei im Gehäuse eine randseitig festgeklemmte, mit Öffnungen versehene Trennwand vorgesehen ist, an die aussenseitig ein gleichfalls flüssigkeitsgefüllter Pumpraum anschliesst, dessen Volumen durch die Bewegung eines Verdrängers ver- änderbar ist, wobei der elastische Federkörper ausschliesslich durch die Druckänderungen der Flüssigkeit elastisch verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpraum (41) nach aussen durch eine flexible Membrane (6) abgeschlossen-ist,
die in ihrem mittleren Teil am Kopf des Verdrängers (8) befestigt ist, wogegen ihr kreisrunder Rand an der Trennwand (5) festgeklemmt ist.
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Hydraulic shock absorber
The invention relates to a hydraulic shock absorber, the cylindrical housing of which has a liquid-filled cavity, which is closed on one end face by a thick-walled spring body made of rubber or the like and attached to the edge of the housing inner wall, with one in the housing The partition wall clamped at the edge and provided with openings is provided, to which on the outside a likewise liquid-filled pumping chamber connects, the volume of which can be changed by the movement of a displacer, the elastic spring body being provided exclusively by the
Changes in pressure of the liquid is elastically deformable.
The invention improves a shock absorber of this type in that it is simple in structure and effect and can be produced in an economical manner.
According to the invention, this is achieved in that the pump chamber is flexible to the outside
Membrane is complete, which is attached in its middle part to the head of the displacer, while its circular edge is clamped to the partition.
Preferably, the plate-shaped spring body decreases in thickness from the edge region towards the center, d. H. it is stronger on the outside than in the middle.
A shock absorber of the type described can expediently be used in a vehicle wheel suspension, where it acts between the sprung part of the car and the wheel. In this case, according to the invention, the space closed off by the spring body can have an opening for connection to the corresponding space of an essentially identical further damper.
The flexible membrane consists of reinforced rubber or rubber-like material and is clamped to the housing on its outside with its edge designed as a bead, but the remaining part is uninterrupted, that is, without the arrangement of a central opening or internal reinforcement.
According to a further feature of the invention, the membrane has a conical shape before being installed in the damper and is designed so that it fits into the upper part of the displacer. It is detachable from this and can have a dowel in the form of a rubber bolt which is also formed on its underside in order to fix it in the cavity of the displacer. At most, however, the membrane can also be firmly connected to the displacer by means of a screw connection.
A relatively thin and impermeable separate lining is either molded onto the inner surface of the membrane or it is designed according to the shape of the membrane and is held during assembly of the shock absorber so that it rests on the inner surface of the membrane. This lining is preferably made of a synthetic rubber, for example butyl.
The conical shape of the displacer enables a damping valve to be arranged in such a way that it comes to lie within the displacer cavity when the displacer is in the extreme position caused by the impact.
The drawing, on the basis of which further features and advantages of the invention are explained, shows a sectional elevation of a preferred embodiment of the shock absorber according to the invention, which is intended for use in a vehicle suspension and uses a rubber body as the wall of the pump chamber.
The shock absorber has a cylindrical housing, which essentially consists of two pressed parts 4 and 5
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consists, which hold the bead 3 of a membrane 6 and the outer edge of an impermeable lining 7. In order to accommodate the central part of the membrane 6, according to the invention, the
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comes to lie within the cavity of the displacer when it is in the extreme position caused by the impact on the wheel. The pressing part 4 is mounted on the sprung part of the vehicle, while the displacer 8 is connected to the wheel.
The displacer 8 is welded to a metal connecting ring 9, which in turn is welded to a shell-like metal part 10 with a downwardly directed pin 21, at the lower end of which a ball 22 is provided for a ball-and-socket connection with the wheel suspension arm, not shown. The membrane 6 is equipped with a conical, metal reinforcement insert 24 and is connected to the displacer 8 by the screw 25.
The edge of the pressed part forming the partition 5 is curved around the bead of the membrane 6 and the lining 7 in order to hold these parts immovably. In this embodiment, according to a further feature of the invention, in a manner known per se, one is carried by the housing
Support rim or cylinder 11 is provided, which surrounds the membrane in order to prevent it from being overstressed when it moves when the device has reached its lowest position, i.e. H. at the displacement position C indicated by dashed lines, expands.
The upper end of the pressing part 4 is connected to the sprung part of the vehicle or the like and also serves as a housing for the pump chamber 41, the elastic wall of which is formed by a rubber body 42.
The rubber body 42 is connected in the edge region 43 to the inner surface of the pressing part 4, which tapers from the bottom upwards and after the connection with the rubber body has been established
Rolling od. The like. Is still slightly reduced in diameter in order to eliminate tension in the rubber due to the contraction of the same when it cools after joining. According to the invention, the rubber body 42 decreases in thickness from its edge, i. i. from its connection zone 43 to the center point and is provided with a thin rubber skin 44 connected to the metal, which is held between the pressing parts 4 and 5 when the pressing part 4 is worked over them. As part of the rubber body 42, this skin forms a liquid-tight seal for the chamber 41 forming the pump space.
In the crown of the plate-shaped spring body 42 a vertex groove 45 is provided, which na! se of the connection zone 43 in the spring body 42 runs all around and has an approximately trapezoidal cross-section.
The purpose of the groove is to prevent the rubber body from tearing off the housing 4 or the rubber body tearing at this particularly stressed zone in the event of an impact, i.e. deformation of the rubber body 42 according to position A. The chamber 41 is equipped with a valve 46 through which the working fluid can be refilled. In the case of a suspension according to the composite construction mentioned earlier, according to the invention, the chamber can be connected to the corresponding chamber of the same device arranged on the other wheel on the same side of the vehicle. As a connection, either a rigid pipe or such a pipe can be provided which expands elastically under an internal hydraulic pressure, which pipe is connected to the interior of the chamber 41 by means of the connecting piece 12.
The valve consists of two rubber flaps 50 and 51 which control pairs of openings 52 and 53 which are arranged in the pressing part 5 at right angles to one another. The valve flaps are held in place by a central pin 55 and shims 56. The flap 50 prevents the working liquid from escaping from the chamber 41 by closing the openings 52, whereas the flap 51 prevents the passage of liquid in the opposite direction by closing the openings 53. Seepage passages 60 permit flow to and from the chamber 41 and their diameter can be changed to match the desired degree of damping.
The mode of operation of the device when used between the sprung part of a vehicle and a wheel suspension arm is as follows:
The rest position of the device is denoted by B, the weight of the carriage carried by the liquid and the spring body 42 being kept in equilibrium. If the wheel now gets over an unevenness in the road or if the vehicle is led into a sharp deflection and the effective weight on this wheel is increased, the displacer and membrane are moved upwards and fluid is pumped through the valve into the chamber 41, its elastic, out the rubber body 42 existing wall resists such an inflow of liquid.
This resistance to the upward movement by the displacer when pushing up is achieved by the shape of the displacer and the membrane.
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The extreme impact position, the rest position and the extreme return position of the parts are labeled A, B and C, respectively. The valve dampens the flow of liquid to and from the chamber 41 and thereby reduces undesired vibrations to a minimum value.
PATENT CLAIMS:
1. Hydraulic shock absorber, the cylindrical housing of which has a fluid-filled cavity, which is closed on one end face by a thick-walled spring body made of rubber or the like and attached to the inner wall of the housing, with a partition wall clamped at the edge and provided with openings being provided in the housing is, to which on the outside a likewise liquid-filled pumping chamber connects, the volume of which can be changed by the movement of a displacer, the elastic spring body being elastically deformable only by the pressure changes of the liquid, characterized in that the pumping chamber (41) outwards through a flexible membrane (6) is closed,
which is attached in its central part to the head of the displacer (8), while its circular edge is clamped to the partition (5).