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Hydraulischer Stoßdämpfer Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen
Stoßdämpfer, dessen Zylinder durch einen Dämpferkolben in einen Hoch- und einen
Niederdruckraum unterteilt ist, wobei die Dämpfungsmittel derart ausgebildet sind,
daß sich bei zunehmender Kolbengeschwindigkeit eine zunehmende Dämpfung ergibt.
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Bei einer bekannten Ausführung eines solchen Stoßdämpfers ist zur
Änderung der Dämpfung ein druckveränderlicher Düsenkörper vorhanden, der aus elastischem
Material besteht. Eine solche Ausführung ist zwar einfach, jedoch lassen sich elastische
Materialien nur schwer auf bestimmte Verhältnisse abstimmen, d. h., trotz sorgfältiger
Wahl des Werkstoffes und trotz genauer Dimensionierung des Durchflußquerschnittes
müssen erhebliche Streuungen in Kauf genommen werden, so daß solche Dämpfer nur
dort anwendbar sind, wo es auf eine genau bestimmte Dämpfung nicht ankommt. Besonders
nachteilig sind aber die beim »scharfen« Arbeiten des Dämpfers auftretenden hohen
Temperaturen, welche die Streuungen durch Elastizitätsänderungen noch wesentlich
erhöhen, ganz abgesehen davon, daß durch die hohen Temperaturen ein erheblicher
Verschleiß des elastischen Düsenkörpers eintritt, also die auf die besondere Einfachheit
zurückzuführende Wirtschaftlichkeit dieses bekannten Dämpfers gar nicht so groß
ist, wie es fürs erste scheinen mag.
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Bei einer anderen bekannten Ausführung wird eine Änderung der Dämpfung
dadurch erreicht, daß sich ringförmige Steuerkanten gegeneinander verschieben und
dabei einen größeren oder kleineren Durchflußquerschnitt freigeben. Diese Art der
Dämpfungsänderung ist aber sehr aufwendig, da hierzu eine Vielzahl von Einzelteilen
erforderlich ist. So sind beispielsweise neben ringförmigen Steuerkanten aufweisenden
Flanschen noch kappenartige Teile, eine abgesetzte Kolbenstange, Buchsen, Federn
und Steuerscheiben vorhanden. Daß bei einem derartigen Aufbau die Montagekosten
sehr hoch sind, versteht sich von selbst; auch kommt noch hinzu, daß die Teile verhältnismäßig
genau bearbeitet sein müssen, da sonst die einwandfreie Funktion in Frage steht,
was zu einer weiteren Verteuerung führt.
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Ebenso sind Ausführungen unwirtschaftlich, bei denen lange Kanäle,
schwierig zu bearbeitende Hohlteile, mehrere Ventile und Steuerkanten zur Anwendung
kommen. Hier sei auch bemerkt, daß lange Kanäle in der Regel zu einem unerwünschten
Aufheizen des jeweiligen Dämpfermediums führen, was in der Praxis abgelehnt wird.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Nachteile, und sie besteht
darin, daß der Kolben des Stoßdämpfers - wie bei einer anderen Dämpferbauart bekannt
- als Tropfkolben ausgebildet ist, in dem mehrere federnd voneinander getrennte,
axial bewegliche und bevorzugt als Kegelscheiben ausgebildete Dämpfungsmittel sitzen,
die gegeneinander versetzte Flüssigkeitsdurchlässe aufweisen. Die erfindungsgemäße
Ausführung ist im vorteilhaften Gegensatz zu den bekannten Bauarten funktionssicher
und auf bestimmte Verhältnisse abstimmbar. Außerdem hat sie einen einfachen Aufbau,
ohne daß dadurch eine Funktionsverschlechterung in Kauf genommen werden muß. Der
an sich bekannte Topfkolben hat den Vorteil, daß sich in ihm die Dämpfungsmittel
geschützt und raumsparend unterbringen lassen und auch die erforderlichen Bearbeitungen
leicht durchführbar sind. Darüber hinaus wird durch das Ineinanderschachteln eine
gedrungene Bauweise erzielt, so daß trotz der verbesserten Wirkungsweise die Einbaumaße
des jeweiligen Dämpfers praktisch unverändert bleiben können. Die als bevorzugt
herausgestellten Kegelscheiben wirken in der einen Richtung als strömungsgünstige
Trichter, während sie in der anderen Richtung zu einer starken Verwirbelung führen
und somit die gewünschte Dämpfung begünstigen. Durch ebene oder anders geformte
Scheiben kommen veränderte Wirkungen zustande, die sich bei der Formgebung im voraus
bestimmen lassen, was wiederum vorteilhaft ist. Die federnde Trennung der Dämpfungsmittel
bewirkt, daß durch die Erschütterungen, denen ein Stoßdämpfer stets ausgesetzt ist,
keine ungewollten Dämpfungsänderungen eintreten können. Außerdem läßt sich durch
Änderung der Federungskraft, ähnlich wie durch die erwähnte Formgebung der Dämpfungsmittel,
eine Änderung
der Dämpfungswirkung erzwingen. Ebenso ist das Maß
der Dämpfung durch die gegeneinander versetzten Flüssigkeitsdurchlässe beeinflußbar,
indem die Durchlaßquerschnitte und/oder die Lage der einzelnen Durchlässe geändert
werden.
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Für die Vorbestimmung der Dämpfintensität bei den verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten
ist es ferner zweckmäßig, einige der Kegelscheiben festzulegen oder einseitig zu
sperren. Um eine Führung für die Kegelscheiben zu schaffen, empfiehlt es sich, die
Kegelscheiben am Rande mit Führungsflanschen auszustatten, die gleichzeitig als
Endanschläge ausgebildet sind und damit ein Ansteigen der jeweiligen Dämpfung über
das zulässige Maß hinaus vermeiden.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein teilweise aufgebrochener,
nach der Erfindung aufgebauter Stoßdämpfer veranschaulicht. Der Deutlichkeit wegen
sind in der Zeichnung alle diejenigen Teile, die nicht zum Verständnis des erfindungsgemäßen
Dämpfers erforderlich sind, weggelassen.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel gleitet in einem Zylinder 1 ein Topfkolben
2, an den sich eine Kolbenstange 3 anschließt. Mit 4 ist ein Anlenkauge
des Zylinders 1 bezeichnet, während die Bezugszahlen 5 und 6 den Niederdruck-
bzw. Hochdruckraum kennzeichnen. Der Topfkolben 2, der aus einem Bodenteil 7 und
einem zylindrischen Mantelteil 8 besteht, weist in seinem Bodenteil ? mindestens
eine Durchflußöffnung 9 und in seinem Mantelteil 8 einen Absatz
10 auf. Zwischen dem Absatz 10 und einem Federring 11 befinden
sich Kegelscheiben 12, die mit zylindrischen Randflanschen 13 an der
Wand 14 des zurückgesetzten Mantelteiles 8 geführt sind. Als Durchtrittsquerschnitte
weisen die Kegelscheiben 12
gegeneinander versetzte Bohrungen 15 auf.
Zwischen den Scheiben befinden sich Spreizfedern 16, welche die obere Scheibe
gegen den Absatz 10 und die untere Scheibe gegen den Federring 11 drücken, während
sie die mittlere Scheibe mit einer bestimmten Kraft in der Mittelstellung halten.
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Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer wirkt wie folgt: Wenn der Kolben
2 in den Zylinder eingefahren wird, so strömt bei niedrigen Geschwindigkeiten
das aus dem Niederdruckraum verdrängte Öl durch die Bohrungen 15 und
die Öffnung 9 in den Hochdruckraum 6, ohne daß die Kegelscheiben
12 verschoben werden. Infolge der Form der Scheiben 12 wird diesem
Strom nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt, so da.ß nur eine ganz geringe
Dämpfung vorhanden ist. Wird der Kolben wieder ausgefahren, so strömt das Medium
durch die Öffnung 9 nach unten und wird wegen der starken Verwirbelung an
der oberen Scheibe 12 erst bei einem gewissen Kraftaufwand, also bei einer spürbaren
Dämpfung, durch die entsprechende Öffnung 15 zu der nächsten Scheibe strömen,
wo sich der Vorgang wiederholt. Wenn bei dieser Bewegung die Geschwindigkeit nicht
zu groß ist, findet auch hier keine oder nur eine unwesentliche Verschiebung der
Scheiben 12 statt, d. h., bisher hat der Stoßdämpfer in ähnlicher Weise wie die
üblichen Stoßdämpfer gewirkt. Wenn aber der Kolben 2
schnell eingefahren wird,
also eine hohe Strömungsgeschwindigkeit gegeben ist, werden die auf die obere Scheibe
12 nach unten folgenden Scheiben 12 gegen die Kraft der Feder 16 nach oben gedrückt
und verengen den Durchflußquerschnitt, wodurch sich eine erhöhte Niederdruckdämpfung
ergibt. Im erhöhten Maß tritt auch eine verstärkte Hochdruckdämpfung auf, was auf
die Verwirbelung und auf den sich unter Zusammendrücken der Federn verringernden
Durchflußquerschnitt zwischen den Scheiben zurückzuführen ist. Durch Anordnung der
Bohrungen 15 und Auslegung der Federn 16 kann die Dämpfwirkung beeinflußt
werden, d. h., es bereitet keine Schwierigkeiten, den Dämpfer für bestimmte Zwecke
auszulegen. Ein wichtiges Mittel zur Beeinflussung der Dämpfwirkung ist es auch,
die Beweglichkeit der Scheiben 12 zu ändern. So erfährt z. B. beim Ausführungsbeispiel
der Hochdruckdämpfungsfaktor über den ganzen Arbeitsbereich des Dämpfers keine wesentlichen
Veränderungen, wenn die obere Scheibe und die darauffolgende Scheibe nach unten
gesperrt sind. Macht man hingegen eine Aufwärtsbewegung der Scheiben unmöglich,
so fällt bei einer erhöhten Hochdruckdämpfung eine zusätzliche Niederdruckdämpfung
aus. Hält man bei drei Scheiben 12 die mittlere Scheibe fest, so ergibt sich
bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums sowohl niederdruckseitig als auch
hochdruckseitig eine zusätzliche, d. h. über das übliche Maß hinausgehende Dämpfung.