DD231241A3 - Hydraulischer teleskop-zweirohr-daempfer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Teleskop-Zweirohr-Daempfer, insbesondere fuer Schienenfahrzeuge, in vertikaler bis horizontaler Anordnung. Ziel der Erfindung ist eine einfache Nachfuellung des Daempferoeles. Dazu sind Oelstrom und Oelvolumen entsprechend zu steuern. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die Ventilkanaele des Daempfungs- und Sicherheitsventils und ein Nachfuellkanal in der Kolbenstangenfuehrung auf der einen Seite der Kolbenstange und gegenueber auf der anderen Seite der Kolbenstange ein Ruecklaufrohr sowie der Ansaugkanal im Bodenstueck annaehernd quer zur Achse des Auges im Bodenstueck angeordnet sind. Fig. 1

Description

verbunden. Im Zentrum des Zylinderbodens 5 befindet sich das Saugventil 7 und am Rand befindet sich die Zentrierung und Äuflagefür einen Zylinder 8. An dem Bodenstück 1 ist ein Mantelrohr 9 angeschweißt. Der Zylinder 8 und das Mantelrohr 9 bilden den ringförmigen Vorratsraum 10, in dem sich das Dämpferöl und eine Luftblase befinden. Ungefähr in einer Mittellage ist ein Kolben 11 mit einem Rückschlagventil 12, die auf die Kolbenstange 13 aufgeschraubt sind, dargestellt. Bei horizontaler Anordnung des Dämpfers ist unten ein Rücklaufrohr 14 angeordnet. Zwischen Zylinderboden 5 und Kolben 11 befindet sich ein unterer Arbeitsraum 15 und zwischen Kolben 11 und Kolbenstangenführung 17 befindet sich ein oberer Arbeitsraum 16. Eine Verdrehsicherung 18, ζ. B. ein Zylinderstift, die in das Mantelrohr 9 eingeschweißt ist, fixiert im Zusammenwirken mit einer Quernut 19 die Kolbenstangenführung 17 verdrehsicher im Dämpfer. Am äußeren Umfang der Kolbenstangenführung 17, die im Mantelrohr 9 längsverschiebbar gelagert ist, befindet sich eine umlaufende Rücklaufnut 20, die unten über einem Rücklauf kanal 21 mit einem Rücklauf rohr 14 verbunden ist. Bei dem Dämpfungsventil ist das Verhältnis des Durchmessers von einem Durchströmquerschnitt eines Ventilsitzes zum Durchmesser einer Drosselöffnung in einem Ventilkegel 2:1 bis 3:1. Oben in der Kolbenstangenführung 17 befindet sich ein Nachfüllkanal 22, im Zentrum eine Kolbenstangendichtung 23 und ein Leckölsammelraum 24, der von einer federbelasteten Dichtlippe 25 verschlossen ist. Ein Abstreif ring 26 verhindert das Eindringen von äußeren Fremdstoffen. Mittels einer ringförmigen Schraube 27 werden Kolbenstangenführung 17, Zylinder 8 und Zylinderbodert 5 fest auf das Bodenstück 1 gepreßt, damit der Dämpfer funktionsfähig wird. Ein Schraubdeckel 28 ' verschließt einen Einstellraum 29 oberhalb der Kolbenstangenführung 17. Der freiliegende Teil der Kolbenstange 13 wird von einem Schutzmantel 30 abgeschirmt.

Fig.2 veranschaulicht die Lage von zwei Ventilkanälen 31 nahe des höchsten Niveaus des oberen Arbeitsraumes 16, damit eingedrungene Luft hierüber entweichen kann. Die Fig. 2 vermittelt weiterhin die Lage der Schnittebene J-I für die Fig. 3 und die Lage der Schnittebene H-Il für die Fig. 4. '

Fig.3 zeigt den gebrochenen Schnitt durch das Dämpfungsventil und einen Leckölkanal 32. Das Dämpfungsventil besteht aus dem Ventilkanal 31, einem Ventilsitz 33, dessen Querschnitt 34 der Innenbohrung auf die gewünschte Dämpfkraft abgestimmt ist, einem Ventilkegel 35, der in der Mitte seiner Stirnseite eine kurze Drosselöffnung 36 hat, deren Durchmesser den halben Durchmesser eines Durchströmquerschnittes 34 des Ventilsitzes 33 nicht übersteigt. Von der Fase des Ventilkegels 35 stellen mehrere Durchbrüche 37 die Verbindung zum Innenraum des Ventilkegels 35 her, damit sowohl das durch die Drosselöffnung 36 strömende Dämpföl als auch das sich im Innenraum des Ventilkegels 35 und das dahinter befindliche Dämpföl bei einem Ventilhub abfließen kann. Der Ventilkegel 35 wird durch eine Schraubenfeder 38 auf den Ventilsitz 33 gepreßt. Die Federvorspannung wird durch eine, teilweise im Schnitt dargestellte, Einstellschraube 39 einjustiert. Vom freiliegenden Außendurchnmesser des Ventilsitzes 33 und der Fase des Ventilkegels 35 wird ein ringförmiger Abflußraum 40 geschaffen, damit das durch Drossel und Ventil gepreßte Dämpferöl weiter durch einen Abflußkanal 41 in die umlaufende Rückflußnut 20 gelangen kann.

Fig.4zeigtden gebrochenen Schnitt H-Il durch das Sicherheitsventil und einen Leckölkanal 32. Der Unterschied zwischen den auf Fig.3 dargestellten Dämpfungsventil und dem hier gezeigten Sicherheitsventil besteht in folgenden Einzelheiten:

1. Der Durchströmquerschnitt 34 des Ventilsitzes 33 ist auf die noch zulässige Erhöhung der Dämpfkraft bei außergewöhnlicher Schwingungsgeschwindigkeit abgestimmt.

2. Der Ventilkegel 35 besitzt keine Drosselöffnung an seiner Stirnseite.

Die Anschlußmaße der Bauteile des Dämpfungs- und des Sicherheitsventils sind aus Gründen der Rationalisierung gleich. Die aufgabengemäße Funktion des Dämpfers ergibt folgenden Kreislauf des Dämpferöles: Beim Auseinanderziehen des DämpferswirddasÖlausdem ringförmigen Vorratsraum 10 über den in jeder Lage—von horizontal bis vertikal — immer an der tiefsten Stelle liegenden Ansaugkanal 6 über die Aussparung 3 unterhalb des Zylinderbodens 5 und weiter durch das Saugventil 7 in den unteren Arbeitsraum 15 gesaugt. Hierbei ist das Rückschlagventil 12 im Kolben 11 geschlossen. Das im oberen Arbeitsraum 16 befindliche Öl strömt in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Bewegung folgende Wege:

— Bei minimaler Geschwindigkeit strömt das Öl durch den Ventilkanal 31 des Dämpfungsventils, dem Durchströmquerschnitt 34 des Ventilsitzes 33 und wird durch die Drosselöffnung 36 gepreßt. Es fließt danach durch die Durchbrüche 37 des Ventilkegels 35 in den Abflußraum 40, durch Abflußkanal 41 in die umlaufende Rücklaufnut 20, dem Rücklaufkanal 21 und dem Rücklaufrohr 14 in den ringförmigen Vorratsraum 10 zurück. Durch diesen beschriebenen Ölrückfluß ist gewährleistet, daß weder bei horizontaler, vertikaler oder einer dazwischen befindlichen Anordnung das in den Vorratsraum 10 zurückfließende Öl mit der im Vorratsraum befindlichen Luftblase in Berührung kommt und verschäumt.

— Bei höherer bis zum Nominalwert ansteigender Geschwindigkeit steigt der Öldruck im oberen Arbeitsraum 16 und erzeugt an der Stirnseite des Ventilkegels 35 eine Kraft, die diesen gegen die Vorspannung der Schraubenfeder 38 vom Ventilsitz 33 hebt. Bei einer geringen Anhebung des Ventilkegels 35 gelangt noch ein großer Teil des Öles durch die Drosselöffnung 36 des Ventilkegels 35. Hebt sich der Ventilkegel 35 weiter, vermindert sich der Durchfluß durch die Drosselöffnung 36. Das Öl nimmt danach den schon zuvor beschriebenen Weg.

— Alle praktisch auftretenden Geschwindigkeiten, die über dem Nominalwert liegen, bewirken einen weiteren Anstieg des Öldruckes im oberen Arbeitsraum 16. Jetzt wird auch noch das stärker als das Dämpfungsventil (Fig.3) vorgespannte Sicherheitsventil (Fig.4) von seinem Sitz gehoben und das Öl airömt durch beide Ventile. Durch das Arbeiten beider Ventile steigt die Dämpfkraft nur noch gering gegenüber der Größe, die bei dem Nominalwert der Geschwindigkeit — auch Abknickgeschwindigkeit genannt — auftritt. Hierdurch wird der Dämpfer vor Überlastung geschützt.

Wird der Dämpfer zusammengedrückt, schließt sich das Saugventil 7 und das Rückschlagventil 12 am Kolben 11 öffnet sich. Da der Querschnitt des unteren Arbeitsraumes 15 doppelt so groß wie der ringförmige obere Arbeitsraum 16 ist, wird unabhängig von der Bewegungsrichtung — Zusammendrücken oder Auseinanderziehen — bei gleicher Geschwindigkeit immerauch eine gleiche Dämpfkraft wirksam. Das bedeutet, daß das Öl auch bei dieser Bewegungsrichtung bei den zuvor beschriebenen Geschwindigkeiten den gleichen zuvor beschriebenen Weg nimmt.

Ist nach längerem Betriebseinsatz nur ein Verlust von Dämpferöl und/oder ein Abfall der Dämpfkraft eingetreten, so kann nach Öffnung des Schraubdeckels 28 Dämpferöl in den Einstellraum gegossen und durch Zusammendrücken und Auseinanderziehen des Dämpfers über den Nachfüllkanal 22 in den Vorratsraum 10 gesaugt werden. Ebenso sind jetzt auch die Einstellschrauben 39 des Dämpfungs- und des Sicherheitsventils zur Nachjustierung zugänglich.

Claims (3)

Erfindungsanspruch:

1. Hydraulischer Teleskop-Zweirohr-Dämpfer, insbesondere für Schienenfahrzeuge, zur vertikalen bis horizontalen Anordnung nach dem Prinzip dergleichen Strömungsrichtung, bestehend aus einem Bodenstück mit Auge und mit Aussparung und Ansaugkanal und daran befestigtem Mantelrohr, aus einem Zylinder und Zylinderboden mit Saugventil, aus einer Kolbenstange und einem Kolben mit Rückschlagventil, aus einer längsverschiebbaren, und verdrehgesicherten Kolbenstangenführung mit einstellbarem Dämpfungs- und Sicherheitsventil, Kolbenstangendichtung und federbelasteter Dichtlippe und daran befestigtem Rücklauf rohr, und aus einem lösbaren Schutzmantel, wobei die Dämpfereinbauten mittels ringförmiger Schraube und leicht lösbarem Schraubdeckel mit Abstreifring im Mantelrohr befestigt sind, gekennzeichnet dadurch, daß Ventilkanäle (31) des Dämpfungs- und Sicherheitsventils und ein Nachfüllkanal (22) in der Kolbenstangenführung auf der einen Seite der Kolbenstange (13) und gegenüber auf der anderen Seite der Kolbenstange (13) das an der Kolbenstangenführung (17) befestigte Rücklaufrohr (14) sowie der Ansaugkanal (6) im Bodenstück (1) annähernd in einer Ebene angeordnet sind, die quer zur Achse des Auges (2) im Bodenstück (1) steht.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Teleskop-Zweirohr-Dämpfer, insbesondere für Schienenfahrzeuge, geeignet für die vertikale bis horizontale Anordnung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für Teleskopdämpfer für Kraftfahrzeuge, die vertikal oder nur gering geneigt angeordnet sind und überwiegend durch Bördeln, Einwalzen o.a. montagemäßig verschlossen werden, was die Wartung erschwert, werden lediglich technische Lösungen für das Auffüllen des Druckgas-Polsters vorgeschlagen. Bei Schienenfahrzeugen sind gegenüber den Straßenfahrzeugen die Wartungszyklen sowohl in bezug auf die Lauf-km als auch auf den Zeitraum erheblich größer, so daß Lösungen, die sich bei Straßenfahrzeugen durchaus bewährt haben, bisher hier keinen Eingang finden konnten. Das betrifft z.B. auch das Druckgaspolster. Ebenso ist die Lebensdauer von Schienenfahrzeugen und deren Bauteilen mehrfach größer als die von Straßenfahrzeugen einschließlich ihrer Bauteile. Die wartungsfreundlicheren und langlebigen Lösungen bei Schienenfahrzeugen erfordern einen größeren materiellen und technologischen Aufwand. Es ist bekannt, Schienenfahrzeugdämpfer durch Gewinde montagemäßig zu verschließen und bei Wartungsarbeiten vollständig zu demontieren, wobei die Dichtelemente vollständig ersetzt werden müssen. Ein Teil der Dämpfer ist aber nach einem Wartungszeitraum technisch noch gebrauchsfähig. Es treten hier nur geringe Leckölverluste und eine geringe Abminderung der Dämpfkraft auf.

In dem DE-GM 7605 603 ist ein Teieskop-Schwingungsdämpfer dargestellt, bei dem im Zylinderdeckel eine von der Kolbenstange durchdrungene, zum Ausgleichsraum offene Ventilkammer mit Verbindungsöffnungen zum äußeren Arbeitsraum vorhanden ist, die durch eine federbelastete Ventilplatte abgedeckt ist.

Diese Lösung ist konstruktiv, fertigungsmäßig und räumlich sehr aufwendig und nicht für einen Dauerbetrieb vorgesehen. Leckölverluste werden nicht ausgeglichen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein wartungsgerechter und langlebiger hydraulischer Teleskop-Zweirohr-Dämpfer, bei dem ohne vollständige Demontage das Dämpferöl nachgefüllt werden und dadurch die Dämpfkraft auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Teleskop-Zweirohr-Dämpfer, insbesondere für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem Bodenstück mit Auge und mit Aussparung und Ansaugkanal und daran befestigten Mantelrohr, aus einem Zylinder und Zylinderboden mit Saugventil, aus einer Kolbenstange und einem Kolben mit Rückschlagventil, aus einer längsverschiebbaren und verdrehgesicherten Kolbenstangenführung mit einstellbarem Dämpfungs- und Sicherheitsventil, Kolbenstangendichtung und federbelasteter Dichtlippe und daran befestigtem Rücklaufrohr, und aus einem lösbaren Schutzmantel, wobei die Dämpfereinbauten mittels ringförmiger Schraube und leicht lösbarem Schraubdeckel mit Abstreif ring im Mantelrohr befestigt sind, bei dem durch die Steuerung von Ölstrom und Ölvolumen eine lange Lebensdauer des Dämpfers bei geringem Wartungsaufwand realisiert wird.

Erfindungsgemäßwird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der einen Seite der Kolbenstange Ventilkanäle des Dämpfungs- und Sicherheitsventils und ein Nachfüllkanal in der Kolbenstangenführung und gegenüber auf der anderen Seite der Kolbenstange das an der Kolbenstangenführung befestigte Rücklauf rohr sowie der Ansaugkanal im Bodenstück annähernd in eine Ebene angeordnet sind, die quer zur Achse des Auges im Bodenstück steht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: einen Vertikallängsschnitt durch einen Teilbereich des erfindungsgemäßen Dämpfers bei horizontaler Anordnung; Fig.

2: einen Querschnitt durch den Dämpfernach Fig. 1 kurz vor der Kolbenstangenführung; Fig.

3: einen Längsschnitt durch die Kolbenstangenführung in der Ebene l-l so daß das Dämpfungsmaterial erkennbar wird; Fig.4: einen Längsschnitt durch die Kolbenstangenführung in der Ebene H-Il, so daß das Sicherheitsventil erkennbar wird.

Die Lösung, die auf der Kombination verschiedener Maßnahmen beruht, betrifft insbesondere Dämpfer einheitlicher Bauart für vertikale bis horizontale Anordnung mit langem Wartungszeitraum und großer Lebensdauer. Für die Darlegung der komplexen Lösung sollen zuerst die in Fig. 1 bis 4 enthaltenen Funktionselemente erläutert werden. In Fig. 1 erkennt man ein Bodenstück 1 mit einem Auge 2 für den Befestigungsbolzen, eine Aussparung 3 unterhalb eines Zylinderbodens 5, der in einer Einsenkung 4 im Bodenstück 1 sitzt. Die Aussparung 3 ist durch einen untenliegenden Ansaugkanal 6 mit einem ringförmigen Vorratsraum 10