DE1249037B

DE1249037B -

Info

Publication number: DE1249037B
Application number: DENDAT1249037D
Authority: DE
Priority date: 1961-06-02
Publication date: 1967-08-31
Also published as: US3134460A; DE1864971U; ES276152A1; FR1298511A; GB1012833A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F16k

Deutsche Kl.: 47 g-9/01

Nummer: 1 249 037

Aktenzeichen: B 66616 XII/47 g

Anmeldetag: 31. März 1962

Auslegetag: 31. August 1967

Die Erfindung betrifft einen Kolben für hydraulische Stoßdämpfer-Zylinder, der mit vorzugsweise zwei in ihm angeordneten, je für eine Kolbenhubrichtung bestimmten Gruppen von axial verlaufenden Flüssigkeits-Durchtrittskanälen versehen ist, die durch mehrere übereinanderliegende, fest am Kolben eingespannte Ringfederscheiben mit abgestuftem, nach außen abnehmendem Durchmesser abgedeckt sind.

Bei bekannten Stoßdämpferkolben obiger Art werden die Ringfederscheiben unter dem Einfluß der die Kolben-Durchtrittskanäle passierenden Dämpfungsflüssigkeit elastisch verformt. Diese Verformung tritt aber praktisch nur in der unmittelbaren Umgebung der Einspann- bzw. Abstützzone der Ringfederscheiben auf, so daß letztere bei der Verformung im wesentliehen die Gestalt eines Pyramidenstumpfes annehmen. Das hat zur Folge, daß einerseits die sich in Abhängigkeit von dem auf die Federscheiben ausgeübten Flüssigkeitsdruck einstellende Flüssigkeitsströmung unregelmäßig wird und andererseits die Ringfederscheiben an ihren stark gekrümmten Biegungsstellen übermäßig beansprucht werden, was zu ihrer baldigen Ermüdung und Zerstörung bzw. Rißbildung in dieser Biegungszone führt.

Man hat auch bereits vorgeschlagen, hinter den Ringfederscheiben eine ballig gestaltete Abstützfläche vorzusehen, um die Verformung der Ringfederscheiben zu vermeiden. Diese Maßnahme engt aber das Durchfederungsvermögen der Ringfederscheiben erheblich ein. Auch bei Verwendung mehrerer Ringfederscheiben mit abgestuftem, nach außen abnehmendem Durchmesser kann ein befriedigender Dauerbetrieb noch nicht erreicht werden, weil die Beanspruchung hierbei sehr ungleichmäßig ist und zur Ermüdung führt.

Weiterhin kennt man bei Stoßdämpferkolbenventilen auch starr ausgebildete Stützscheiben mit segmentartig abgeschnittenen Kanten, an denen sich die Federscheiben anlegen und um welche sie sich bei Belastung herumbiegen können. Die Beanspruchung im Knickbereich ist hierbei sehr groß. Zur Versteifung der Federscheiben sind auch Anordnungen bekannt, bei denen mehrere in ihrem Durchmesser gleiche Federscheiben übereinanderliegend am Kolbenkörper eingespannt sind. Hierdurch wird jedoch die Dämpfung sehr hart.

Bei einem aus zwei scheibenartigen Hälften bestehenden Stoßdämpferkolben ist es bekannt, die hierbei in eine ringartige Kammer einmündenden Ventilöffnungen mit zwischen den Kolbenhälften liegenden Federscheiben abzudecken, die bei einer Ventilöffnung untereinander gleiche und bei der Kolben für hydraulische Stoßdämpfer-Zylinder

Anmelder:

Christian M. L. L. Bourcier de Carbon,

Genf (Schweiz)

Vertreter:

Dr.-Ing. Dipl.-Phys. H. Sturies, Patentanwalt,

Wuppertal-Elberfeld, Morianstr. 14

Als Erfinder benannt:

Christian M. L. L. Bourcier de Carbon,

Genf (Schweiz)

Beanspruchte Priorität: ^:
Frankreich vom 2. Juni 1961 (863 755)

anderen, entgegengesetzt wirkenden Ventilöffnung untereinander verschiedene radiale Erstreckung besitzen. Auf diese Weise wird . ein unterschiedlicher Drosselwiderstand für die beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens erreicht.

Schließlich ist es bei zweistufigen Stoßdämpfern, die mit einem zusätzlichen, verschieblichen Kolben versehen sind, nicht mehr neu, die Abdeckung der Flüssigkeits-Durchtrittskanäle der Kolben mit gleichdimensionierten Doppelfederscheiben vorzusehen, wobei die Flüssigkeits-Durchtrittskanäle in der einen Richtung ganz und in der anderen Richtung teilweise abgedeckt werden, um somit eine richtungsabhängige Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpferkolben der einleitend beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß einerseits eine optimale Dämpfungswirkung, andererseits eine gleichmäßige Beanspruchung der Ringfederscheiben erzielt wird. Dies wird ausgehend von einem .Stoßdämpferkolben der eingangs erwähnten Gattung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Ringfederscheiben eine unterschiedliche, mit abnehmendem Durchmesser zunehmende Scheibendicke besitzen. Bei einem derart ausgebildeten Stoßdämpferkolben ist im Bereich geringer Kolbenbewegung bzw. Geschwindigkeit ein relativ ungehinderter Durchfluß der Dämpfungs-

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flüssigkeit gegeben, während bei starken, plötzlichen Stoßen die Scheiben verhältnismäßig stark abgestützt sind, so daß eine entsprechend rascher zunehmende Dämpfungskraft auftritt, ohne daß jedoch eine Knickwirkung an den Federscheiben möglich ist. Dank der gewählten Abstufung werden die Federscheiben vielmehr schonend durchgebogen, so daß Ermüdungserscheinungen und Federscheibenbrüche nicht auftreten können. Die Biegebeanspruchungen verteilen sich dabei über die gesamte Federscheibenfläche. Eine einmal eingestellte Stoßdämpfercharakteristik wird durch die so erreichte Konstanthaltung der Federeigenschaften für eine hinreichend lange Betriebsdauer beibehalten.

Um jeweils die Einströmöffnungen für die andere Kanalbohrungsgruppe des neuen Kolbens freizulegen, sind die Federscheiben nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit segmentartig abgeschnittenen Kanten versehen. Auf diese Weise lassen sich selbst bei verhältnismäßig dünnen Stoßdämpferkolben ohne Schwierigkeiten die erforderlichen Flüssigkeits-Durchtrittskanäle im Kolbenkörper anbringen, weil die Lage der Federscheiben ohne weiteres so gewählt werden kann, daß sie die entgegengesetzten Kanalbohrungen freilassen.

Für besonders starke Beanspruchungen wird erfindungsgemäß die Verwendung zweier in der vorerwähnten Weise ausgebildeter Kolben vorgeschlagen, die zusammen mit ihren Ringfederscheiben auf der Kolbenstange unverschieblich befestigt sind. Dabei besteht der Vorteil, daß die Beanspruchungen der einzelnen Ringfederscheiben nur noch halb so groß sind, so daß sich derartige Stoßdämpfer hinsichtlich der Konstanz ihrer Dämpfungseigenschaften mit sehr großer Genauigkeit herstellen lassen. Etwa zwischen den beiden Kolben noch vorhandene Einstellungsfehler gleichen sich hierbei weitgehend aus.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäß beschaffener Stoßdämpferkolben veranschaulicht. Darin zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform in axialem Schnitt,

F i g. 2 die zu F i g. 1 gehörige Aufsicht,

Fi g. 3 eine zweite Kolbenausführungsform in axialem Schnitt,

F i g. 4 einen axialen Längsschnitt durch einen mit einem Doppelkolben versehenen hydraulischen Teleskop-Stoßdämpfer und

Fig. 5 die unterschiedliche Durchbiegung zweier verschieden eingespannter bzw. rückseitig abgestützter Ringfederscheiben.

Der in Fig. 1 dargestellte, mit Flüssigkeitsdurchtrittskanälen 6 und 7 versehene Kolben 1 ist mit Hilfe der Schraubenmutter 4 und der Stützscheibe 5 auf dem Gewindeende 3 der Kolbenstange 2 befestigt. Die beim Kompressionshub bzw. Entspannungshub wirksamen Flüssigkeits-Durchtrittskanäle 6 bzw. 7 sind durch die Ringfederscheiben 8 bzw. 9 fast vollständig abgedeckt. Bei den Kolbenbewegungen werden die entsprechenden Ringfederscheiben jeweils von ihrer Kolbenfläche elastisch abgebogen und bestimmen somit den Dämpfungswiderstand. Dabei bestehen die Ringfederscheiben 8 bzw. 9 aus je einem Stapel von fünf Einzelscheiben 8_l5 8₂,8₃,8₄,8₅ bzw. 9_X, 9₂,9₃, 9₄, %, die nach außen abnehmende Durchmesser sowie mit abnehmendem Durchmesser zunehmende Dicke besitzen. Dadurch verteilen sich die Deformationen gleichmäßig auf die gesamten Scheibenflächen, wobei die Krümmung den in Fig. 5 mit einer vollen Linie ausgezeichneten Verlauf, nimmt. Die in F i g. 5 gestrichelt dargestellte Linie zeigt demgegenüber etwa das Verhalten einer herkömmlichen Ringfederscheibe.

Die Flüssigkeits-Durchtrittskanäle 6, 7 liegen nach F i g. 2 etwa auf dem gleichen Umfangskreis. Durch sekantenförmige Abschneidungen der Ringfederscheiben 8χ und 9j gelingt es, mit ihnen nur die jeweiligen

ίο Auslaßöffnungen abzudecken. Auch kann man hierdurch die Flexibilität noch steigern.

Der Kolbenkörper kann entsprechend Fig. 3 an seiner kolbenstangenfernen Seite eine Ringschulter 10 besitzen, durch die seine Abstützung und Führung am Zylinder 11 verbessert wird. Vor allem bei ganz ausgefahrenem Kolben ist diese vergrößerte Abstützung an der Zylinderwand von Vorteil, weil in dieser Lage wirkende Biegebeanspruchungen zu besonders starkem Werkstoffverschleiß führen wurden.

F i g. 4 zeigt die Anordnung mit zwei in kurzen Abständen übereinander auf der Kolbenstange 12 befestigten Kolbenteilen 13 und 14, von denen jeder für sich in der vorbeschriebenen Weise ausgeführt ist. Bei dieser, zum Dämpfen besonders großer Stoßkräfte vorgesehenen Ausführung ist die durch die Doppelanordnung verbesserte Einstellungsmöglichkeit der Dämpfungscharakteristik insofern sehr wichtig, als Abweichungen von der gewünschten Dämpfungscharakteristik mit größer werdendem Dämpfungs- bzw. Reibungskoeffizienten der Dämpfer rasch zunehmen würden. Man kann auch mehr als zwei Kolben verwenden, sofern besondere Beanspruchungsfälle vorliegen. Die Verwendung solcher Mehrkolben-Anordnungen ist auch für den. Fall vorteilhaft, bei dem es lediglich darum geht, die Beanspruchungen der Ringfederscheiben oder der Kolbenführungsflächen im Zylinder möglichst klein zu halten.

Claims

Patentansprüche:

1. Kolben für hydraulische Stoßdämpfer-Zylinder, mit vorzugsweise zwei in ihm angeordneten, je für eine Kolbenhubrichtung bestimmten Gruppen von axial verlaufenden Flüssigkeits-Durchtrittskanälen, die durch mehrere übereinanderliegende, fest am Kolben eingespannte Ringfederscheiben mit abgestuftem, nach außen abnehmendem Durchmesser abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfederscheiben (8, 9) eine unterschiedliche, mit abnehmendem Durchmesser zunehmende Scheibendicke besitzen.

2. Stoßdämpferkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolbenober- Seiten zugewandten Ringfederscheiben (8j bzw. 9j) von größtem Durchmesser und geringster Scheibendicke an ihrem Außenumfang derart sekantenförmig abgeschnitten sind, daß sie die Auslaßöffnungen der durch sie gesteuerten Flüssigkeits-

öo Durchtrittskanäle (6 bzw. T) abdecken, hingegen die Einlaßöffnungen der anderen Flüssigkeits-Durchtrittskanäle (7 bzw. 6) frei lassen.

3. Stoßdämpferkolben nach Anspruch 1 oder 2, mit mindestens zwei auf der gleichen Kolbenstange übereinander angeordneten Kolbenteilen, von denen jeder doppelt wirkend und mit durch jeweils mehrere Ringfederscheiben abgedeckten Flüssigkeits-Durchtrittskanälen versehen ist, da-

durch gekennzeichnet, daß beide Kolbenteile (13,14) mit ihren zugehörigen, im Durchmesser abgestuften und unterschiedlich starken Ringfederscheiben (8, 9) auf der Kolbenstange (12) unverschieblich befestigt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 875 600, 907 858; französische Patentschrift Nr. 1104 016; USA.-Patentschriften Nr. 2 696 278, 2 748 898.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen