DE1916487C - Stoßdampfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer mit einem ein Arbeitsmittel enthaltenden Hauptzylinder und einem in diesem verschiebbaren, mit gesteuerten Durchflußöffnungen für das Arbeitsmittel versehenen Hauptkolben und einer an diesem befestigten, nach außen ragenden Kolbenstange sowie mit einem in Verlängerung des Hauptzylinders angeordneten, an seinem einen Ende offenen Hilfszylinder, dessc.i offenes Ende dem Hauptzylinder zugewendet ist und dem ein an der Kolbenstange des Hauptkolbens befestigter Hilfskolben zugeordnet ist, der durch das offene Ende des Hilfszylinders in den Hilfszylinder hinein- und aus diesem herausbewegbar ist und an dem für den Durchlaß von Arbeitsmittel ein Einwegventil angeordnet ist.

Durch clic französische Patentschrift 1369 229 und die USA.-Patentschrift 3 150 747 sind Stoßdämpfer dieser Art bekannt, bei denen das Arbeitsmittel allein durch eine Flüssigkeit gebildet ist, so daß eine Federwirkung durch das Arbeitsmittel ausgeschlossen ist. Weiterhin besteht bei jedem dieser bekannten Stoßdämpfer ein Flüssigkeitsdurchfluß ;n dem Hilfskolben in jeder Bewegungsrichtung desselben. Daran ändert auch nichts, daß der Durchflußquerschnitt für die beiden Bewegungsrichtungen nicht gleich ist. Die bekannten Vorrichtungen wirken daher ausschließlich als Dämpfungselement, dessen Dämpfungsmasse von der Viskosität der Flüssigkeit abhängig ist. Weiterhin wird sowohl bei den Stoßdämpfer nach der französischen Patentschrift I 369 229 als auch bei dem Stoßdämpfer nach der

ίο USA.-Patentschrift 3 150 747 die durch die Bewegung des Hilfskolbens czeugtc kinetische Energie in Wärme umgewandelt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen insbesondere für den Einbau in eine

Anhängerkupplung mit Auflaufbremse geeigneten Stoßdämpfer derart auszubilden, daß ein ruckweises Ansprechen der an dem Anhänger angeordneten Bremsen beim Auffahren des Anhängers verhindert wird und die Bewegung des Hilfskolbens in poten-

2<j lielle Energie umgewandelt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß das Arbeitsmittel, wie an sich bekannt, eine Mischung aus Flüssigkeit und Cias in unmittelbarer Berührung und unter Druck ist. die beim Betrieb des Stoßdämpfers die Form einer Emulsion annimmt, und daß das Hinwegventil ein Ventikersehlußgliird aufweist, das in seiner einen Stellung bei der Bewegung des Hilfskolbens aus dem Hilfszylinder heraus jeglichen Zufluß in den Hillszylinder sperrt und in seiner anderen Stellung bei der Bewegung des Hilfskolbens in den Hilfszylinder hinein den freien Austritt von Arbeitsmitttel aus dem Hilfszylinder zuläßt.

Vorzugsweise ist der Stoßdämpfer nach der Erfindung, wenn das VerschluRglied des Einwegventils, wie an sich bekannt, durch einen in einer l'mfangsnut des Hilfskolbens axial beweglichen Dichtungsring von etwa kreisförmigem Querschnitt gebildet ist. derart weiter ausgebildet, daß in dem Hilfskolben ein Durchlaß angeordnet ist, der die dem Arbeitszylinder zugekehrte Seite des Hilfskolbens mit einer ringförmigen Ausnehmung verbindet, die nach der Um fangsnut des Hilfskolbens zu an dem dem Arbcitszy linder abgewendeten Ende derselben offen ist.

Bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung ist zur Lösung der angegebenen Aufgabe gewissermaßen ein mit einem hydraulischen Dämpfungselcmcnt parallel in demselben Gehäuse angeordnete? pneumatisches Federelement angeordnet, dessen Wirkung nach einem bestimmten Dämpfungsweg des Stoßdämpfers überwunden wird. Das Betriebsmittel für das Federelement und das Dämpfungselemcnt ist das gleiche, nämlich eine Emulsion aus Gas und öl. Die Federwirkung hängt dabei von der Zusammendrückbarkeit des Betriebsmittels ab, während die Dämpfungswirkung von der Viskosität des Betriebsmitteis abhängig ist. Im Gegensatz zu den eingangs als bekannt angegebenen Stoßdämpfern wird bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung die Dämpfung durch den Hauptkolben hervorgerufen, während der Hilfskolben als Federelement arbeitet, das von der Geschwindigkeit unbeeinflußt ist. Er wird aber von der Stellung beeinflußt, insofern als bei der Herausbewegung des Hilfskolbens aus dem Hilfszylinder das Arbeitsmittel in dem Arbeitszylinder zusammengepreßt wird, so daß die Belastung an dem Hilfszylinder, die versucht, den Hilfskolben in den Hilfszylinder zurückzuschieben, zunehmend größer wird und auch bestchenbleibt.

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wenn der Hilfskolben irgendwo auf seinem Bewe- Hilfskolben 9 verschiebbar geführt ist, der durch das gungsweg aus dem Hilfszylinder heraus angehalten offene Ende des Hilfszylinders aus diesem herauswird. Dies ist bei dem als bekannt erwähnten Stoß- und in diesen hineinbewegbar ist. Der Hilfszylinder dumpfem nicht der Fall, da die Kraft unmittelbar mit 25 hat einen kleineren Durchmesser als der Hauptzydem Anhalten des Hilfskolben verschwindet. Auch 5 linder 1 und wird von einer im Querschnitt ringförsomii zeigt der Stand der Technik keine mit der Er- migen Hülse 26 gebildet, die mit einem radialen obcfiiulung vergleichbare Gestaltung eines Stoßdämp- ren Flansch 27 versehen ist und mit diesem an ein fers, die bei Beginn der Einwärtsbewegung des KoI- die Dichtung 3 aufnehmendes Gehäuse 28 angrenzt, hens einen sich vergrößernden, geschwindigkeitsun- Am unteren Ende 29 weist der Hilfszylinder 25 einen abhängigen Schwellenwidcrstand sicherstellt, der hei io kleineren Außuidurchmessser und eine dadurch geder Anwendung des Stoßdämpfers in einer An- bildete äußere Ringschulter 30 auf, gegen die sich ein hängerkupplung überwunden werden muß, bevor die Innenwulst 31 des Hauptzylinders 1 anlegt, um den Bremsen des Anhängers beim Langsamwerden des Hilfszylinder in seiner richtigen Lage zu dem Haupt-Ziigfahrzeuges wirksam werden, zylinder festzulegen. Der Hilfskolben 9 ist durch ein Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Er- 15 Abstandsstück 23, das sich gegen die Scheibe 22 abfindung in der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt stützt, von dem Hauptkolben 8 getrennt.

Fig. I einen Längsschnitt durch den Stoßdämp- l)cr Hilfskolben 9 besteht aus zwei Teilen, einem fer, und unteren Teil 33 und einem i'heren Teil 34. Der un-F i g. 2 das in F 1 g. 1 obere Ende des StoHdämp- tere Teil 33 weist einen DurcHaß 33 A auf und ist an Icrs in vergrößerter Darstellung. 20 seiner dem Hauptkolben 8 zugewendeten Seite mit Der in F i g. 1 gezeigte Stoßdämpfer weist einen einem radialen Flansch 35 versehen, der mit dem Hauptzylinder 1 auf, der an seinem einen linde 2 \er- oberen Teil 34 eine Umfangsnut 37 biluet. In dieser schlossen und an seinem anderen Ende mit einer is' ein Dichtungsring 38 von etwa kreisförmigem Dichtung 3 versehen ist, durch die hindurch eine Querschnitt axial bewegbar angeordnet, der das VerKolbenstange 4 nach außen geführt ist. Am äußeren 25 Schlußglied eines dem Hilfskolben zugeordneten Ein-Eiule der Kolbenstange und an dem hierzu entgegen- wcg\entils für den Durchlaß von Arbeitsmittel bildet gesetzten Finde des Hauptzylinders sind Anschluß- Die Teile 33 und 34 haben einen etwas kleineren. ringeS und 6 zur Verbindung des Stoßdämpfers mit Durchmesser als der Hilfszylinder, damit das Arilen Teilen angebracht, deren Erschütterungen bzw beitsmittel an ihnen vorbei in den Hilfszylinder geVibrationen gedämpft werden sollen. Am inneren 30 langen kann.

Ende der Kolbenstange ist ein im Durchmesser etwa Der obere Teil 34 des Hilfskolbens 9 ist mit

kleineren Kolbenbolzen 7 angeordnet, an dem ein Durchlässen 39 versehen, die an ihren oberen Enden

I lauptkolben 8 und ein Hilfskolben 9 beiestigt sind mit einer ringfö-migen Vertiefung 40 Verbindung ha

Her Hauptkolben 8 ist durch einen in einer Um- ben. Die unte-en Finden der Durchlässe 39 stehen

langsnut 11 angeordneten kreisförmigen Dichiungs- 35 mit einer ringförmigen Ausnehmung 41 in Verbin

ring 12 _fa;genüber der Innenwandung des Hauptzy- dung, die zwischen den Teilen 33 und 34 besteht und

linders 1 abgedichtet und für den Durchlaß des in nach der Umfangsnut 37 hin offen ist ('her tlem

ihm befindlichen Arbeitsmittels mit Durchlaßöflnun- oberen Teil 34 ist eine Ventilscheibe 42 angeordnet,

gen in Gestalt von Schrägkanälen 13 versehen. Die die sich gegen eine Unterlagscheibe 43 abstützt und

Schrägkanäle 13 münden mit ihren in der Zeichnung 4° zur Steuerung des Durchflusses von Arbeitsmittel

oberen Enden in eine ringförmige Vertiefung 14 in durch die Durchlässe 39 mit Einkerbungen 44 verse-

der otvren Stirnfläche des Hauptkolbens 8. Die ring- hen ist.

lörmige Vertiefung 14 ist durch zwei Federscheiben Der radiale Flansch 27 der den Hilfszylinder 25

15 und 16 überdeckt, von denen die Scheibe 15 an bildenden Hülse 26 ist mit einer zylindrischen lnnen-

ihrem Anßenumfapp, eine oder mehrere Einkerbun- 45 fläche versehen und hegt mit dieser an der /ylin-

gen 17 aufweist, die ein gesteuertes Entlüften des Ar- drischen Außenfläche eines sich axial erstreckenden

beitsnrttels durch die Kanäle 13 hindurch ermögli- Ansatzes 28.4 des die Dichtung 3 enthaltenden Ge-

chen. Über der Federscheibe 16 sind ^:n einigem Ab- häuscs 28 an. Außerdem ist die obere Innenkante des

stand übereinander Scheiben 18, 20, 21 und 22 an Flansches 27 bei 45 abgeschrägt, so daß zwischen

geordnet. Die Federscheiben 15, 16 dienen beim 5" dem Flansch 27 und dem Gehäuse 28 ein Raum zur

Verschieben des Hauptkolbens in Richtung auf das Aufnahme eines Dichtungsringes 46 gebildet ist.

in der Zeichnung untere Finde des Hauptzylinders 1 Das Dichtungsgehäuse 28 nimmt in einer Dich-

zu zur Steuerung der Kolbenbewegung, wobei das tungskammer 47 die Dichtung 3 in Form einer Dich-

Maß ihres Abhebens von der Stirnfläche des Haupt- tungs-Rin^schcibe 48 auf, die die Kolbenstange 4

kolbens durch die Scheiben 18 und 20 begrenzt wird. 55 umgibt und vorzugsweise die in der britischen Pa-

Die Scheibe 22 dient zur Begrenzung der Bewegung tentschrift IO33 8IO gezeigte Form hat. Die Dicl)-

der Scheibe 20, wodurch eine weitere Begrenzung tungsscheibe ist durch eine Ringscheibe 50 abge-

der Bewegung der Federscheiben 15 and 16 hervor- stützt, die mittels einer Feder 51 gegen die Dich-

gerufen wird. Bei einer Verschiebung des Hauptkol- tungsscheibe 48 angedrückt wird, so daß diese zwi-

bens8 in dem Hauptzylinder 1 nach oben kann das fio sehen der Ringscheibe 5° und einem Verschlußring

Arbeitsmittel aus Hern Raum über dem Hauptkolben 52 sowie einem mit diesem das Außenende des Stoß-

iHir durch die Einkerbungen 17 hindurchtreten, so Kämpfers bildenden Verschlußstück 53 abdichtend

daß die Aufwärtsbewegung des Hauptkolbens durch eingespannt ist. Ein schmaler Durchlaß 55 verbindet

diese Einkerbunge., geregelt wird. das obere Ende der Dichtungskammer 47 über einen

In Verlängerung des Hauptzylinders 1 ist über 65 Durchlaß 56 mit dem oberen Ende des Hauptzylin-

dem Hauptkolben 8 ein Hilfszylinder 25 angeordnet, ders 1.

der nach dem Hauptzylinder 1 hin offen ist und in Das Arbeitsmittel des Stoßdämpfers wird, wie

dem ein ebenfalls an dem Kolbenbolzen 7 befestigter durch die genannte britische Patentschrift an sich be-

kannl, durch eine Mischung aus Flüssigkeit und Gas gcb^:|det. die diese beiden Stoffe in unmittelbarer gegenseitiger Berührung und unter Druck enthält und beim Betrieb des Stoßdämpfers die Form einer Emulsion annimmt.

Da der Stoßdämpfer in erster Linie zum Einbau in eine Anhängerkupplung mit Auflaufbremse bestimmt ist. ist seine Wirkungsweise nachstehend in Verbindung mit einer solchen Kupplung beschrieben, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß der Stoßdämpfer statt der in der Zeichnung dargestellten senkrechten Stellung in der Kupplung eine waagerechte oder etwa waagerechte Lage einnimmt. Wenn der Anhänger von dem Zugfahrzeug stetig gezogen wird, d. h. sozusagen unter konstanter Belastung steht, nehmen die Kolben die in der Zeichnung dargestellte Stellung ein. Wenn dann das Zugfahrzeug gebremst wird und der Anhänger aufläuft, wird der Einwärtsbewegung der Kolbenstange durch den inneren Druck des Stoßdämpfers Widerstand geleistet, der auf die ganze Ausbohrung des Hilfszylinders wirkt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die hinter dem Hilfskolben 9 gebildete Kammer 55 durch den Dichtungsring 38 des Hilfskolben von dem übrigen Raum des Hilfszylinders getrennt ist. Wie in Fiig.2 rechts gezeigt ist, wird bei einer Bewegung der Kolbenstange nach innen der Dichtungsring 38 nach oben gegen die untere Stirnfläche des oberen Fetts 34 des Hilfskolben verschoben. In dieser Stellung liegt der Dichtungsring 38 abdichtend an der Innenfläche des Hilfszylinders und auch an dem Innenumfang der Umfangsnut 37 an und verhindert so, daß Arbeitsmittel durch den Ringspalt zwischen dem Ringflansch 35 des Hilfskolben und der Innenfläche des Hilfszylinders strömen kann.

Bei weiterer Bewegung der Kolbenstange nach innen wird der Widerstand gegen diese Bewegung entsprechend der zunehmenden Verdichtung des Arbeitsmittels auf der Innenseite des Hilfskolben und der zunehmenden Ausdehnung des Arbeitsmittels auf der Außenseite des Hilfskolbcns vergrößert, bis der Dichtungsring 38 das offene Ende des Hilfszylinders erreicht. An diesem Punkt wird die Dichtungswir kung unterbrochen und die Kammer 55 mit dem Ar- beitsmittclraum des Hauptzylinders 1 verbunden, so daß das Arbeitsmittel dann frei in den Hilfszylinder einströmen und ein Druckausgleich stattfinden kann. Dieser Anfangswiderstand bildet einen Schwellen widerstand.

Der Hilfszylinder 25 ist an seinem offenen Ende 56 abgeschrägt, um die Bewegung des Dichtungsringes 38 in den Hilfszylinder hinein zu erleichtern, wenn nach einer Längenausdehnung des Stoßdämp-

IS fers und nach dem Aufhören des Bremsvorgangs der Hilfskolben 9 wieder in den Hilfszylinder eintritt. Hierbei ermöglicht der Dichtungsring 38, der gemäß der Darstellung in Fig.2 links an dem Flansch 35 des Hilfskolben anliegt und die ringförmige Ausnch-

ao mung 41 freigibt, daß Arbeitsmittel aus dem Hilfszylinder bzw. aus der Kammer 55 über die Ausnehmung 4t und die Durchlässe 33 A in den Hauptzylinder einströmen kann. Beim Betrieb des Stoßdämpfers besteht stets eine

as kleine Kompressionskraft, die durch den auf den Kotbenstangenbereich wirkenden Druck erzeugt wird.

Die Einkerbungen 44 in der unterlegscheibe 43 sind nicht wesentlich, sondern vorzugsweise angeord net, um in gewissem Umfang eine Verbindung zwi schen der Kammer 55 und der Innenseite des Hilfskolben zu bilden. Durch die Größe und/oder Anzahl der Einkerbungen 44 kann die Größe des Schwellenwiderstandes bestimmt werden. Im übri gen ist die Größe des Schwellenwiderstandes auch von der Größe des Innendurchmessers und der Länge des Hilfszylinders sowie von dem Druck auf das Arbeitsmittel und vom Gas/Flüssigkeitsverhältnis desselben abhängig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stoßdämpfer mit einem ein Arbeitsmittel enthaltenden Hauptzylinder und einem in diesem verschiebbaren, mit gesteuerten Durehflußöffnuugen für das Abeitsmittel versehener·. Hauptkolben und einer an diesem befestigten, nach außen ragenden Kolbenslange sowie mit einem in Verlängerung des Hauptzylinders angeordneten, an seinem einen Ende offenen Hilfszylinder, dessen offenes Ende dem Hauptzylinde· zugewendet ist und dem ein an der Kolbenstange des Hauptkolbens befestigter Hilfskolben zugeordnet ist, der durch das offene Ende des Hilfzylinders in den llilts/\linder hinein- und aus diesem herausb. -.\egbar ist ίιι d an dem für den Durchlaß von Arbeitsmittel ein Einwegventil angeordnet ist, d a d u r c h μ e k e η η ζ e i c h η e t, daß das Arbeitsmittel, wie an sich bekannt, eine Mischung aus Flüssigkeit und Gas in unmittelbarer Berührung und uniei Druck ist, die beim Betrieb des Stoßdämpfers die Form einer Emulsion annimmt, und daß das Einwegventil ein Ventilverschlußglied (38) aulweist, das in seiner einen Stellung bei tier Bewegung des Hillkolbens (9) aus dem Hilfszylinder (25) heraus jeglichen Zufluß in den Hilfszylinder sperrt und in seiner anderen Stellung bei der Bewegung des Hilfskolbens in den Hilfszylinder hinein den treien Austritt von Arbeitsmittel aus dem Hilfszylindei /uliißt.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1. bei dem das Verschlußglied des Einwegventües durch einen in einer l'ml'angsinit des Hilskolbjns avial beweglichen Dichtungsring \on etwa kreisförmigem Querschnitt gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem "Hilfskolben (9) ein Durchlaß (33/1) angeordnet ist. der die dem Arbeitszylinder (1) zugekehrte Seite des Hilfskolbens mit einer ringförmigen Ausnehmung (41) verbindet, die nach der Umfangsnut (37) des Hilfskolbens zu an dem dem Arbeitszylinder (1) uhgewendcten Ende derselben offen ist.