DE2520731A1 - Stossdaempfer, insbesondere fuer schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

Patentanwalt

8 München M-O

Josef-Raps-Str. 2.

Aktenzeichen: 13^53

KE/J ο

8. Mai i975

OLEO INTERNATIONAL HOLDINGS LIMITED Blackdown, Leamington Spa, Warwickshire, England.

Stoßdämpfer, insbesondere für Schienenfahrzeuge

Die Erfindung Detrifft Stoßdämpfer, wie sie beispielsweise für Schienenfahrzeuge Verwendung finden, um von einem Fahrzeug auf das andere übertragene Stoßbeanspruchungen während der Beschleunigung und Verzögerung eines Zugs oder bei Waggonstößen auf Rangierbahnhöfen zu dämpfen.

Derartige Stoßdämpfer weisen im allgemeinen die Form von Puffern auf, die an jedem Fahrzeugende horizontal mit Abstand nebeneinander paarweise angeordnet sind, jedoch auch Bestandteil der Zugkupplung sein können, durch die die Fahrzeuge aneinander gekuppelt sind.

Die Stoßdämpfer, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, gehören zu dem Typ, bei dem dem in Längsrichtung erfolgenden Zusammenpressen des Stoßdämpfers duroh komprimiertes Gas ein Widerstand entgegengesetzt wird, wobei dieses Gas auoh eine RUckprallkraft erzeugt und auch eine Flussigkeits— dämpfungseinrichtung eingebaut ist, die zumindest unter gewissen Betriebsbedingungen einen weiteren Kompressionswiderstand für den Stoßdämpfer bewirkt und den Rückprallvorgang abdämpft, indem durch die Dämpfungseinrichtung beim Zusammenpressen des Stoßdämpfers verdrängte Flüssigkeit dahingehend

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mm O mm

wirkt, daß eine bewegliche Wand verschoben wird, um dadurch ein Komprimieren des Gases zu verursachen, das sich in einem geschlossenen Raum befindet. Dieser Stoßdämpfertyp wird im Folgenden mit "Stoßdämpfer der genannten Art" bezeichnet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine verbesserte Einrichtung zu schaffen, die sich Längenänderungen eines solchen Stoßdämpfers widersetzt.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß ein Stoßdämpfer der genannten Art geschaffen, bei dem der das Gas enthaltende Raum zwei Kammern bildet, die so angeordnet sind, daß das Gas in der einen Kammer ständig auf die bewegliche Wand einwirkt, wobei eine Ventilvorrichtung vorgesehen ist, die die Durch— gangsverbindung zwischen den beiden Kammern steuert. Diese Ventilvorrichtung wird in eine geschlossene Stellung gedruckt und öffnet sich automatisch, um zwischen den beiden Kammern eine Verbindung herzustellen, sobald der Stoßdämpfer in Längsrichtung um einen bestimmten Betrag zusammengepreßt worden ist, und sie wird automatisch aus dieser Schließstellung wieder gelöst, wenn die Stoßdämpferlänge sich so vergrößert, daß die Differenz zwischen der maximalen Länge und dem vorher festgelegten Betrag überschritten wird. Der Widerstand gegen Kompression in Längsrichtung, den ein solcher Stoßdämpfer aufweist, ist anfänglich verhältnismäßig gering, nimmt aber dann während eines ersten Teils des Kompressionshubs sehr stark zu, um danach während eines zweiten Teils des Kompressionshubs weiter anzusteigen, allerdings in geringerem Maße, sobald der Stoßdämpfer verhältnismäßig langsam zusammengepreßt wird.

Gemäß einer vorteilhaften AusfUhrungsform des hier beschriebenen Stoßdämpfers weist die Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung, die dem Stoßdämpfer einen weiteren Kompressionswiderstand verleiht sowie eine Rückpralldämpfung, eine Ventileinrichtung auf, die der Verlängerung bzw. dem Ausfahren des Stoßdämpfers einen größeren Widerstand entgegensetzt als dem Zusammenpressen des

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Stoßdämpfers. Eine derartige Ventileinrichtung absorbiert während des Ausfahrens eines Stoßdämpfers, in den sie eingebaut ist, eine beträchtliche Energiemenge, die eine Kompensierung der Tatsache darstellt, daß eine nur verhältnismäßig kleine Energiemenge absorbiert wird, wenn der Stoßdämpfer mit einer relativ geringen Geschwindigkeit zusammengepreßt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der, in der Erfindung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. IA und IB eine Längsschnittansicht eines Schienenfahr— zeugpuffers im ausgefahrenen Zustand,

Fig. 2 eine Axialansicht eines Details des in den Figuren IA und IB dargestellten Schienenfahrzeugpuffers, wobei das Detail in Fig. IB im Schnitt zu sehen ist,

Fig. 3 ein Schaubild, bei dem die Kompressionskraft (F) über dem Pufferhub (S) aufgetragen ist, und der maximale Hub (S max) im Ursprung des Schaubilds gezeigt wird, während die geringste Hublänge bei (S min) zu sehen ist,

Fig. h eine Längsschnittansicht einer anderen AusfUhrungsform eines rohrförmigen Tauchkolbens, der anstelle des rohrförmigen Tauchkolbens des Stoßdämpfers der Fig. IA und IB Verwendung finden kann, wobei der modifizierte rohrförmige Tauchkolben oder Plunger in einem kleineren Maßstab als in den Figuren IA und IB dargestellt ist und in der Lage zu sehen ist, die er einnehmen wird, wenn der Puffer vollständig ausgefahren wäre,

Fig. 5 eine der Fig. k ähnliche Ansicht, aus der die Anordnung der Teile des rohrförmigen Tauchkolbens von Fig. k ersichtlich ist, wenn der Puffer vollständig zusammengepreßt ist.

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Fig. 6 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, die noch eine andere Ausführungsform des rohrförmigen Tauchkolbens zeigt, der anstelle des Tauchkolbens des in den Figuren IA und IB dargestellten Puffers Verwendung findet, und

Fig. 7 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht des in Fig. 6 gezeigten rohrförmigen Tauchkolbens.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein hohler zylindrischer Tauchkolben 10 dargestellt, der in einem Zylinder 11 verschiebbar gelagert ist. Der Zylinder 11 ist an seinem äußeren Ende 12 geschlossen. Der Tauchkolben ist an seiner äußeren Stirnwand 13 ebenfalls geschlossen, während sich an seinem inneren Ende eine Stirnwand 14 befindet, in der eine Mittelöffnung 15 liegt, durch die hindurch sich ein profilierter Dosierstift 16 erstreckt, der an dem äußeren geschlossenen Ende 12 des Zylinders 11 befestigt ist. Der Dosierstift 16 weist einen Kopf 17 auf, der mit der Stirnwand 14 des Tauchkolbens 10 zusammenwirkt, um die Aus— wärtsbewegung des Tauchkolbens zu begrenzen.

Die Oberfläche der inneren Tauchkolben—Stirnwand 14, die der äußeren Zylinderstirnwand 12 zugewendet ist, ist vertieft oder genutet. Der Boden 18 der sich ergebenden ringförmigen Aussparung, die sich in der inneren Tauchkolben-Stirnwand 14 befindet, weist ein solches Profil auf, daß der in radialer Richtung innere Teil 19 dieser profilierten Oberfläche 18 teilweise kugelförmig ausgebildet ist und damit konvex geformt ist, wenn die Oberfläche von der geschlossenen Zylinderstirnwand 12 aus betrachtet wird· Ein ringförmiger Stopfen 21 ist in die in der inneren Tauchkolben-Stirnwand 14 vorhandene Vertiefung eingeschraubt. Der Durchmesser der inneren Umfangsoberflache 20 des ringförmigen Stopfens 21 ist kleiner als der Durohmesser der Mittelöffnung 15 in der inneren Tauchkolben-Stirnwand Die innere sich im wesentlichen in radialer Richtung erstreckende Oberfläche des ringförmigen Stopfens 21 ist so profiliert, daß sie mit der profilierten Oberfläche 18 des Bodens der Vertiefung zusammenwirkt, um eine Ringnut zu bilden, die an

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ihrem in radialer Richtung inneren Ende mit dem Durchgang durch die innere Tauchkolbenstirnwand 14 in direkter Verbindung steht, der von der Mittelöffnung 15 und dem ringförmigen Stopfen 2i gebildet wird. Das in radialer Richtung äußere Ende der Ringnut steht mit dem Innenraum des hohlen Tauchkolbens 10 über drei im wesentlichen einen gleichen Winkelabstand voneinander aufweisende Kanäle in der inneren Tauchkolbenstirnwand in Verbindung. Einer dieser drei Kanäle ist in Fig. IB bei 22 gezeigt. Die profilierte innere Stirnwand des ringförmigen Stopfens 21 und der teilweise kugelförmige Oberflächenabsohnitt 19 der profilierten Oberfläche 18 bilden gemeinsam sieh in axialer Richtung erstreckende, mit Abstand getrennte Wände der Ringnut, die im wesentlichen konzentrische, teilweise kugelförmige Oberflächen sind. Drei besondere gekrümmte Segmente 23 (siehe Fig· 2) sitzen mit Spiel in der Ringnut, die zwischen dem ringförmigen Stopfen 21 und der profilierten Oberfläche 18 ausgebildet ist. Der Radius der sich in radialer Richtung erstreckenden Innenkante jedes gebogenen Segments 23 entspricht im wesentlichen dem größten Radius des profilierten Dosierstiftes 16, während die Umfangslänge jedes gebogenen Segments 23 so gewählt ist, daß zwischen jedem gegenüberliegenden Paar gebogener Segmente 23 ein Spalt oder Spiel ist, wenn jede der gebogenen, in radialer Richtung inneren Kanten dieser Segmente 23 den größten Durchmesserteil des Dosierstiftes 16 berührt. Wie aus Fig. IB entnommen werden kann, sind die gebogenen Segmente 23 konvex gekrümmt, und zwar gesehen von der geschlossenen Stirnwand 12 des Zylinders, wenn sie in die ringförmige Aussparung in der inneren Tauchkolbenstirnwand 14 eingesetzt werden.

Ein fliegender Kolben 24 gleitet in der Bohrung des Tauchkolbens 10 und unterteilt den Innenraum des Tauchkolbens 10 in eine FlUssigkeitskammer 25, die sich neben der inneren Tauchkolbenstirnwand 14 befindet, und einen Gas enthaltenden Raum, der sich zu der äußeren Stirnwand 13 des Tauchkolbens 10 erstreckt. Dieser Gasraum ist in eine erste Gaskammer 26 und eine zweite

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Gaskammer 27 durch eine ringförmige Trennvorrichtung 28 unterteilt. Die erste Gaskammer 26 befindet sich zwisohen der ringförmigen Trennvorrichtung 28 und dem fliegenden Kolben 24, während die zweite Gaskammer 27 zwischen der ringförmigen Trennvorrichtung 28 und der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13 angeordnet ist.

Die ringförmige Trennvorrichtung 28 ist zylindrisch, hat an demjenigen Ende, das dem fliegenden Kolben 24 näher liegt, einen Außenflansch 29 und ist an dem Ende, das der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13 näher liegt, mit einem Innenflansch 31 versehen. Der Außenflansch 29 sitzt verschiebbar in der Bohrung des rohrförmigen Tauchkolbens 10.

Ein rohrförmiger Stößel 32, der koaxial in die äußere Tauchkolbenstirnwand 13 eingeschraubt ist, so daß er sich durch sie hindurcherstreckt und in axialer Richtung in das Innere des rohrförmigen Tauchkolbens 10 hineinragt, läuft durch die Mittelöffnung hindurch, die von dem Innenumfang des Innenflansches 31 begrenzt wird. Der Stößel 32 weist einen vergrößerten Kopf 33 an dem Ende auf, das sich auf der der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13 entgegengesetzten Seite des Innen— flansches 31 befindet. Der Außendurchmesser des Kopfes 33 ist größer als der Innendurchmesser des Innenflansches 31, und die Oberfläche 34 des Kopfes 33, die dem Innenflansch 31 zugewendet ist, ist kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei sie sich in Richtung des Innenflansches 31 verjüngt.

Ein Metallring 35 ist in eine innere zylindrische Oberfläche 36 eingedrückt, die von der inneren Oberfläche der ringförmigen Trennvorrichtung 28 neben dem Innenflansch 31 begrenzt wird. Der Ring 36 stößt an der inneren radialen Stirnfläche des Innenflansches 31 an und ist an seinem inneren Ende, das dem Innenflansch 31 abgewandt ist, abgeschrägt, so daß eine innere kegelstumpfförmige Oberfläche 37 entsteht, die komplementär zu der kegelstumpfförmigen Oberfläche 34 des vergrößerten Kopfes 33 des Stößels 32 ausgebildet ist. Eine rohrförmige

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Hülse 38 aus Elastomermaterial ist an dem inneren zylindrischen Oberflächenteil 39 des Metallrings 35 befestigt. Die echte axiale Länge der Hülse 38 ist etwas größer als die axiale Länge des inneren zylindrischen Oberflächenteils 39, so daß die Hülse 38 bestrebt ist, sich von beiden Enden des inneren zylindrischen Oberflächenteils 39 aus in axialer Richtung zu strecken. Demzufolge wird die Hülse 38 durch ihr eigenes Federungsvermögen mit der inneren radialen Oberfläche des Innenflansches 31 in Strömungsmitteldichte Berührung gebracht.

Ein aus Plastikmaterial 41 bestehender Ring sitzt in einer Ringschulter 42, die in demjenigen Ende der äußeren Umfangsflache des Außenflansches 29 ausgebildet ist, das der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13 näher liegt. Eine Schraubenfeder 43 drückt gegen die äußere Tauchkolbenstirnwand 13 und übt durch einen schalenförmigen Stützring 44 auf einen 0—Ring 45 aus Elastomermaterial eine Druckkraft aus, die diesen an die Seite des Außenflansches 29 preßt, die der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13 zugewendet ist, so daß zwischen dem Außenflansch 29 und der Tauchkolbenbohrung eine gasdichte Abdichtung geschaffen wird. Der Winkel des schalenförmigen Stützrings 44 ist so gewählt, daß der O-Ring 45 nach außen gegen die Wand des Tauchkolbens 10 gepreßt wird. Der Plastikmaterial—Ring verhindert, daß der O-Ring zwischen dem Außenflansch 29 und der Tauchkolbenbohrung hinausgequetscht wird.

Der Kopf 33 des Stößels 32 wirkt mit dem Innenflansch 31 der ringförmigen Trennvorrichtung 28 dahingehend zusammen, daß die Bewegung der ringförmigen Trennvorrichtung 28 in Richtung von der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13 weg begrenzt wird. Die ungekehrt kegelstumpfförmige Oberfläche 34 des Kopfes dient als Ventilsitz, der mit der komplementären kegelstumpfförmigen Oberfläche 37 des Metallrings 35 und mit der Hülse 38 so zusammenwirkt, daß zwischen der ringförmigen Trennvorrichtung 28 und dem Kopf 33 eine gasdichte Abdichtung geschaffen wird. Das Elastomermaterial der Hülse 38 wird durch die Schraubenfeder 43 in axialer Richtung zusammengepreßt, sobald die

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Hülse auf den ringförmigen Ventilsitz aufgesetzt wird, so daß die Hülse aufgrund der ihr eigenen Elastizität mit dem Ventilsitz in strömungsmitteldichte Berührung gebracht wird.

Ein Füllventil 46 ist in die Bohrung des rohrförmigen Stößels 32 an dem dem Kopf 33 abgelegenen Ende eingeschraubt. Das innere Ende des Ventilkörpers dieses Füllventils 46 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und ragt in das eine Ende der in einem rohrförmigen Abstandshalter 47 befindlichen Durchgangsbohrung hinein. Dieser Abstandshalter besteht aus einem Weichmetall, beispielsweise unlegiertem Stahl oder einer leichten Legierung. Der rohrförmige Abstandshalter 47 wird durch den Füllventilkörper 46 an einer Ringschulter 48 gehalten, die in der Bohrung des rohrförmigen Stößels 32 ausgebildet ist. Der Einbau des aus einem weichen Metall bestehenden, rohrförmigen Abstandshalters 47 schafft zwischen dem Körper des Füllventils 46 und dem rohrförmigen Stößel 32 eine gasdichte Abdichtung. Sowohl der Füllventilkörper als auch der rohrförmige Stößel bestehen aus einem relativ harten Metall, so beispielsweise einem hoch zugfesten Stahl.

Nachdem der rohrförmige Tauchkolben 10 zusammengebaut und in das offene Ende des Zylinders 11 eingesetzt worden ist, jedoch bevor das äußere Ende des Dosierstiftes 16 an der Zylinderstirnwand 12 befestigt wird, wird der Tauchkolben an das Ende seiner Bewegungsbahn gebracht, das der Zylinderstirnwand 12 am nächsten liegt. Der Puffer ist dann abgestützt, wobei seine Achse im wesentlichen vertikal liegt, und der Kopf 49 des Puffers, der von dem äußeren Ende des Tauchkolbens 10 getragen wird, sitzt auf einer Stützfläohe auf. Ein Verlängerungsstab ist in eine eingeschnittene Blindbohrung 51, die in dem äußeren Ende des Dosierstiftes 16 ausgebildet ist, eingeschraubt und dient dazu, den Kopf 17 des Dosierstiftes 16 mit dem fliegenden Kolben 24 in Berührung zu bringen und diesen Kolben abwärts zu stoßen, und dabei zunächst mit der ringförmigen Trennvorrichtung 28 in Berührung zu bringen,

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bis der Kolben an dem Kopf 33 des rohrförmigen Stößels 32 zur Anlage kommt. Daraufhin wird Flüssigkeit ins Innere des Zylinders 11 durch die Mittelöffnung in der geschlossenen Stirnwand 12 eingespritzt. Sobald die Flüssigkeitskammer 25 und der Zylinderraum innerhalb des Zylinders 11 zwischen dem Tauchkolben 10 und der geschlossenen Stirnwand 12 mit Flüssigkeit gefüllt sind, wird der Dosierstift 16 durch den Verlängerungsstab, der in ihn eingeschraubt ist, angehoben, bis das äußere Ende des Dosierstiftes 16 durch die Mittelöffnung der geschlossenen Zylinderstirnwand 12 hindurchragt. Eine O-Ring-Dichtung 52 und eine Halterungsmutter 53 werden dann auf das nach außen ragende Ende des Dosierstiftes 16 aufgesetzt, so daß der Dosierstift mit dem Zylinder 11 fest verbunden ist, und dann wird der Verlängerungsstab von dem Dosierstift 16 entfernt. Dieser Zusammenbauvorgang des Puffers und das Füllen der Flüssigkeit enthaltenden Räume innerhalb des Puffers mit Flüssigkeit stellen sicher, daß die Flüssigkeitsmenge, die in den Puffer eingefüllt wird, nicht die Menge übersteigt, die in den Flüssigkeit enthaltenden Räumen aufgenommen werden kann, wenn der Puffer vollständig zusammengepreßt wird.

Nachdem die Flüssigkeit enthaltenden Räume innerhalb des Puffers mit Flüssigkeit gefüllt worden sind, wird der Puffer umgedreht, so daß er mit seiner Längsachse im wesentlichen vertikal angeordnet ist, und die geschlossene Stirnwand des Zylinders auf einer Stützfläche ruht. Der Gas enthaltende Raum in dem Tauchkolben wird dann über das Füllventil k6 und die Bohrung des rohrförmigen Stößels 32 gefüllt, wobei beide Gaskammern mit Gas gefüllt werden, weil die ringförmige Trennvorrichtung 28 von dem Kopf 33 des rohrförmigen Stößels 32 durch den fliegenden Kolben 24 mit Abstand getrennt gehalten wird. Wenn der Gasdruck in dem Gas enthaltenden Raum innerhalb des rohrförmigen Tauchkolbens lü ansteigt, so wirkt er auf den fliegenden Kolben 2k ein und durch diesen auf die in der Flüssigkeit enthaltenden Kammer 25 befindliche Flüssigkeit und den Zylinderraum zwischen der inneren Tauchkolben-

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Stirnwand 14 und der geschlossenen Zylinderstirnwand 12, wodurch der Tauchkolben 10 aus dem Zylinder 11 herausgedrückt wird, während der fliegende Kolben 24 sich gegen die innere Tauchkolbenstirnwand 14 bewegt. Die erste und die zweite Gaskammer werden weiter mit Gas gefüllt, bis sie im wesentlichen denselben Gasdruck aufweisen, da immer dann, wenn der Druck in der ersten Kammer den in der zweiten Kammer herrschenden übersteigen will, die ringförmige Trennvorrichtung 28 von dem Kopf 33 des rohrförmigen Ventilstößels 32 entgegen der Wirkung der Schraubenfeder 43 wegbewegt wird. Somit arbeitet die ringförmige Trennvorrichtung 28 wie ein Rückschlagventilkörper, indem sie ermöglicht, daß komprimierte Luft aus der ersten Kammer in die zweite Kammer strömt, während sie eine Luftströmung aus der zweiten in die erste Kammer verhindert, wenn der fliegende Kolben 24 von der ringförmigen Trennvorrichtung 28 mit Abstand getrennt ist.

Sobald sich ein vorher festgelegter Gasdruck in der ersten und der zweiten Gaskammer aufgebaut hat, wird das Füllventil 46 von der Druckgasquelle getrennt und dicht gemacht, so daß ein Entweichen von Gas aus dem rohrförmigen Tauchkolben 10 verhindert wird. Das sowohl in der ersten als auch in der zweiten Kammer befindliche Gas steht nun unter dem gleichen Druck, beispielsweise unter einem Druck, der ausreicht, um die Kraft zu erzeugen, die erforderlich ist, um den Tauchkolben 10 in den Zylinder 11 hineinzustoßen und die wenigstens 5 Tonnen beträgt.

Der Puffer wird dann in einer Presse angeordnet, die in Betrieb gesetzt wird, um den Tauchkolben 10 in den Zylinder hineinzupressen. Flüssigkeit, die aus dem Zylinderraum zwischen der inneren Tauchkolbenstirnwand 14 und der geschlossenen Zylinderstirnwand 12 in die Flüssigkeit enthaltende Kammer 25 innerhalb des Tauchkolbens 10 verdrängt wird, veranlaßt den fliegenden Kolben 24, sich von der inneren Tauchkolbenstirnwand 14 wegzubewegen und das in der ersten Kammer zwisohen dem fliegenden Kolben 24 und der ringförmigen Trennvorrichtung

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28 befindliche Gas noch stärker zu komprimieren. Der Gasdruck innerhalb der zweiten Kammer steigt dann in dem gleichen Maße an, da die ringförmige Trennvorrichtung in der oben beschriebenen Weise wie ein Rückschlagventil arbeitet, wobei das unter dem höheren Druck stehende Gas in der ersten Kammer die ringförmige Trennvorrichtung 28 von dem Kopf 33 des rohrförmigen Stößels 32 wegdrückt und dadurch ermöglicht, daß Gas aus der ersten Kammer in die zweite Kammer strömen kann, um den Gasdruck in der zweiten Kammer zu vergrößern. Die Presse wird dann in Betrieb gesetzt, so daß der Puffer wieder ausfahren kann, wobei die ringförmige Trennvorrichtung 28 und .der fliegende Kolben 24 sich zusammen in Richtung auf die innere Tauohkolbenstirnwand 14 bewegen und die Expansion des Gases in beiden Gaskammern gleichzeitig erfolgt, bis die ringförmige Trennvorrichtung 28 sich auf den Kopf 33 des rohrförmigen Stößels 32 aufsetzt. In diesem Augenblick ist die zweite Kammer abgedichtet, und die ringförmige Trennvorrichtung 28 wird daran gehindert, sich weiter in Richtung auf die innere Tauchkolbenstirnwand 14 zu bewegen. Der Puffer ist jedoch nicht vollständig ausgefahren, und der fliegende Kolben 24 bewegt sich weiter von der ringförmigen Trennvorrichtung 28 ^we£i je weiter der Puffer ausfährt bzw. sich verlängert, so daß der Gasdruck in der ersten Kammer weiter auf einen Druck reduziert wird, der unter demjenigen des in der zweiten Kammer befindlichen Gases liegt. Wenn also der Puffer vollständig ausgefahren ist, ist der in der ersten Kammer herrschende Gasdruck kleiner als der Druck, der in dieser Kammer durch Füllen des Gas enthaltenden Raumes innerhalb des rohrförmigen Tauchkolbens erzeugt worden ist, während der in der zweiten Kammer herrschende Gasdruck wesentlich größer ist als der Druck, der durch Füllen des Gas enthaltenden Raumes innerhalb des rohrförmigen Puffers entstanden war. Demzufolge läßt sich, sobald der Puffer an einem Fahrzeug montiert wird, das anfängliche Zusammenpressen des Puffers durch eine Last bewirken, die bei dem genannten Beispiel etwas kleiner ist als 5 Tonnen, z.B. 2 Tonnen beträgt, während jedoch die Last, die notwendig ist, um ein weiteres Zusammenpressen des Puffere in Längsrichtung

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zu erreichen, während des ersten Teils der Bewegung des Tauchkolbens 10 aufgrund der nur in der ersten Kammer stattfindenden Gaskompression rasch ansteigt," und diese Last sich weiter solange vergrößert, bis der Gasdruck in der ersten Kammer die Höhe des Druckes in der zweiten Kammer erreicht, oder bis der fliegende Kolben 24 die ringförmige Trennvorrichtung 28 berührt. In der Praxis erhöht sich der in der ersten Kammer herrschende Druck im wesentlichen im gleichen Ausmaß der Bewegung des rohrförmigen Tauchkolbens 10 auf den in der zweiten Kammer erzeugten Druck. Dieser Punkt ist in der graphischen Darstellung von Figur 3 mit S bezeichnet, und die Belastungszunahme, die erforderlich ist, um ein weiteres Zusammenpressen des Puffers während dieser Anfangsphase der in Längsrichtung erfolgenden Kompression des Puffers zu erreichen, wird durch den durchgezogenen Teil der Kurve angezeigt, der sich zwischen den Punkten S max und S int auf der S-Achse erstreckt. Die gestrichelte Kurve zwischen diesen Punkten zeigt die Belastungsänderung an, die während dieses Teils der Bewegung des Tauchkolbens 10 auftreten würde, falls der Druck in den ersten und zweiten Kammern gleich wäre, wenn der Puffer voll ausgefahren ist. Bei dem genannten Beispiel beträgt die Belastung bzw. Kraft, die erforderlich ist, um den Puffer am Punkt S int weiter zusammenzupressen, etwa 10 bis 12 Tonnen, und sobald der Puffer über den Punkt S int hinaus zusammengepreßt worden ist, verkleinert sich dann das Ausmaß der Belastungszunähme, die für eine weitere Zusammenpressung des Puffers erforderlich ist, und die notwendige Belastung steigt progressiv bis zu einer Belastung von wenigstens 40 Tonnen an, die erforderlich ist, um den Puffer am Ende in seinen vollständig zusammengepreßten Zustand am Punkt S min zu bringen.

Sobald die Belastung, die den Puffer zusammenpreßt, geringer wird, dehnt sich das in der ersten und zweiten Kammer 26 und 27 befindliche, komprimierte Gas aus, so daß der fliegende Kolben 24 sich in Richtung auf die innere Tauchkolbenstirnwand 14 bewegt. Das Gas in der ersten Kammer 26 setzt seine

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Ausdehnung fort und drückt den Kolben 2k in Richtung auf die Stirnwand Ik, naohdem die ringförmige Trennvorrichtung 28 sich auf den Ventilsitz Jk aufgesetzt hat. Flüssigkeit wird aus der Flüssigkeitskammer 25 in den Zylinderraum zwischen die Tauchkolbenstirnwand Ik und die Zylinderstirnwand 12 daduroh hineingefördert, daß sich der Kolben in Richtung auf die Tauohkolbenstirnwand Ik bewegt. Außerdem wird der in der FlUssigkeitskammer 25 herrschende Flüssigkeitsdruck durch den Kanal 22 übertragen und wirkt auf den Außenumfang der Segmente 23 ein und drückt diese in radialer Richtung nach innen, so daß sie mit dem Dosierstift 16 in Berührung kommen. Auf diese Weise wird der Flüssigkeitsstrom aus der FlUssigkeitskammer 25 in den Zylinderraum zwischen die Tauchkolbenstirnwand Ik und die Zylinderstirnwand 12 eingeschränkt, wobei diese Strömung auf die begrenzt wird, die durch die radialen Zwischenräume zwischen jedem benachbarten Segmentpaar 23 und zwischen den Segmenten 23 und dem Dosierstift 16 stattfindet, wenn die Seitenkanten jedes Segments 23 an der benachbarten Seitenkante des daneben angeordneten Segments 23 anliegen. Die Segmente 23 schränken den Flüssigkeitsstrom aus dem Zylinderraum zwischen der Tauchkolbenstirnwand Ik und der Zylinderstirnwand 12 nicht ein, da die Segmente in radialer Richtung auseinandergedrückt werden«

Die Flüssigkeitsdämpfung, die durch die Öffnung geschaffen wird, welche sich zwischen dem Dosierstift 16 und demjenigen Ende der Oberfläche 20 befindet, das der geschlossenen Zylinderstirnwand 12 näher liegt, beeinträchtigt den Widerstand gegen Kompression des Puffers in Längsrichtung nicht wesentlich, wenn diese in Längsrichtung erfolgende Kompression langsam vor sich geht, erhält andererseits den Widerstand gegen eine derartige Kompression des Puffers während eines schnellen Zusammenpressens des Puffers.

Bei einer anderen Ausfuhrungsform des rohrförmigen Tauchkolbens 1OA, wie sie in den Figuren k und 5 dargestellt ist, die anstelle des rohrförmigen Tauchkolbens 10 bei dem in den Figuren

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lA und IB gezeigten Puffer Verwendung finden soll, ist die ringförmige Trennvorrichtung zwischen der ersten und der zweiten Gaskammer als Trennwand 5** ausgebildet, die in der Bohrung des rohrförmigen Tauchkolbens 1OA fest angeordnet ist. Die zweite Gaskammer 27A wird dann von dem Raum in der Bohrung des rohrförmigen Tauchkolbens 1OA gebildet, der sich zwischen der ringförmigen Trennwand 5^ und der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13A befindet. Die ringförmige Trennwand 54t weist eine Mittelöffnung 55 auf, die von einem Einweg-Ventilkorper 56 gesteuert wird, der in der zweiten Kammer angeordnet ist und von einer Feder 57 so mit Druck beaufschlagt wird, daß er rund um die Öffnung 55 auf der Trennwand 5^ aufsitzt, wobei die Feder 57 sich auf der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13A abstützt. Der fliegende Kolben 24A, der die erste Gaskammer 26a von der Flüssigkeitskammer 25A trennt, die innerhalb des rohrförmigen Tauchkolbens 1OA zwischen der inneren Tauchkolbenstirnwand 14A und dem fliegenden Kolben 24A ausgebildet ist, trägt einen sich axial erstreckenden Zapfen 58, der in axialer Richtung zu der Bohrung 55 in der Trennwand 5^ weist und mit dieser Bohrung fluchtend ausgerichtet ist. Der Zapfen 58 hebt den Einweg-Ventilkörper 56 von seinem Sitz ab, sobald, wie aus Figur 5 hervorgeht, der Puffer in einem bestimmten Maße zusammengepreßt wird, so daß die erste und die zweite Gaskammer 26A und 27A durch die Mittelöffnung 55 in der ringförmigen Trennwand $k miteinander in Verbindung treten

Die Figuren 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform des rohrförmigen Tauchkolbens, der anstelle des rohrförmigen Tauchkolbens 10 in dem in den Figuren IA und IB gezeigten Puffer Verwendung finden kann. Bei dieser anderen Ausführungsform des rohrförmigen Tauchkolbens 1OB ist der fliegende Kolben 24B hohl und an seinem Ende, das eine Begrenzung der Flüssigkeitskammer 25B in dem Tauchkolben 1OB bildet, geschlossen und weist eine Öffnung 59 in einer an seinem anderen Ende befindlichen Stirnwand 61 auf. Die Öffnung 59 wird von einem Einweg-Ventilkörper 62 gesteuert, der im Inneren des

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hohlen Kolbens 24B angeordnet ist und von einer Feder 63 so unter Druck gesetzt wird, daß er rund um die Öffnung 59 aufsitzt. Die erste Gaskammer 26B wird von demjenigen Raum innerhalb der Bohrung des rohrförmigen Tauchkolbens 1OB gebildet, der sich zwischen dem hohlen Kolben 24B und der äußeren Stirnwand 13B befindet, während die zweite Gaskammer 27B das Innere des hohlen Kolbens 24B bildet. Ein Stößel 64, der an der äußeren Stirnwand 13B des rohrförmigen Tauchkolbens iOB befestigt ist und sich von diesem in axialer Richtung gegen die innere Tauchkolbenstirnwand 14B erstreckt, so daß er mit der Öffnung 59 fluchtend ausgerichtet ist, wirkt dahingehend, daß er den Einweg-Ventilkörper 62 von seinem Sitz abhebt und die erste und zweite Gaskammer 26B und 27B miteinander verbindet, sobald der Kolben 24B sich der äußeren Tauchkolbenstirnwand 13B nähert.

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Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Stoßdämpfer mit einem Kolben, der eine Flüssigkeitskammer von einem umschlossenen, gasgefüllten Raum trennt, einer Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung, durch die Flüssigkeit hindurchleitbar ist, die in die Flüssigkeitskammer verdrängt wird, sobald der Stoßdämpfer der Länge nach zusammengepreßt wird, und die den Kolben versohiebt und das in dem Raum befindliche Gas komprimiert, wobei der in Längsrichtung erfolgenden Kompression des Stoßdämpfers durch das in dem genannten Raum befindliche komprimierte Gas Widerstand entgegensetzbar ist, das außerdem eine Rüekprallkraft erzeugt, und wobei die Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung zumindest unter einigen Betriebsbedingungen dahingehend wirkt, daß sie einen weiteren Widerstand gegen Zusammenpressen des Stoßdämpfers erzeugt und die Rückprallkraft dämpft, dadurch gekennzeichnet, daß der Gas enthaltende Raum aus zwei Kammern (26, 27; 26A, 27A; 26B, 27B) besteht, die so angeordnet sind, daß das in der ersten Kammer (26, 26a, 26b) befindliche Gas ständig auf die bewegliche Wand einwirkt, und daß eine Ventilvorrichtung zur Steuerung der Verbindung zwischen den beiden Kammern (26, 27; 2öA, 27A; 26b, 27) vorgesehen ist, die in eine Schließstellung gedrückt wird und sich automatisch öffnet, um eine Verbindung zwischen den beiden Kammern herzustellen, sobald der Stoßdämpfer um einen bestimmten Betrag in Längsrichtung zusammengepreßt worden ist, und die automatisch in die Schließstellung zurückführbar ist, sobald die Stoßdämpferlänge beim Ausfahren des Stoßdämpfers die Differenz zwischen der maximalen Länge und dem vorher festgelegten Längenbetrag übersteigt.
2. 2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand einen Kolben (24, 24A, 24B) bildet, und daß die Ventilvorrichtung von dem Kolben (24, 24A, 24B) an einem Zwischenpunkt (S int) bei dessen Hub während der in Längsrichtung erfolgenden Kompression des Stoßdämpfers geöffnet wird und wieder geschlossen wird, sobald der Kolben

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   während des Ausfahrens des Stoßdämpfers denselben Punkt (S int) wesentlich überfährt.
3. 3. Stoßdämpfer nach Anspru di 2, mit einem hohlen, zylindrischen Tauchkolben, der in einem Zylinder verschiebbar gelagert ist, wobei der Tauchkolben und der Zylinder an ihrem äußeren Ende geschlossen sind und der Tauchkolben an seinem inneren Ende eine Stirnwand aufweist, in der eine Öffnung ausgebildet ist, durch die sich ein profilierter Dosierstift hinduroherstreckt, der an dem geschlossenen Ende des Zylinders befestigt ist, und wobei der Kolben in dem Tauchkolben so verschiebbar ist, daß er das Kolbeninnere in die Flüssigkeitskammer, die sich neben der Innenwand des Tauchkolbens befindet, und den Gas enthaltenden Raum unterteilt, der sich zur Außenwand des Tauchkolbens erstreokt, und wobei schließlich die Öffnung und der profilierte Dosierstift zusammen eine Flüssigkeitsdämpfungseinrichtung bilden, gekennzeichnet durch eine ringförmige Trennvorrichtung, die den Gas enthaltenden Raum in zwei gasgefüllte Kammern (26, 27; 26a, 27A; 26B, 27B) unterteilt, von denen die erste Kammer (26, 26a, 26b) zwischen der Trennvorrichtung und dem Kolben (24, 24A, 24B) und die zweite Kammer (27, 27A, 27B) zwischen der Trennvorrichtung und der Außenwand (13, 13A, 13B) des Tauchkolbens (LO) angeordnet sind.
4. 4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Trennvorrichtung (28) eine Ventilvoirientung bildet.
5. 5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Trennvorrichtung (28) rohrförmig ist, einen äußeren Teil (29) aufweist, der in der Bohrung des Tauchkolbens (1O) verschiebbar sitzt, und einen inneren Ringkörper (31), der mit einem ringförmigen Ventilsitz (34) zusammenwirkt, welcher von einem Stößel (32) an demjenigen

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   Ende des Stößels (32) getragen wird, das von der äußeren Stirnwand (13) des Tauchkolbens (lO), aus der der Stößel (32) in den zentralen Hohlraum der ringförmigen Trennvorrichtung (28) hineinragt, entfernt liegt, wobei die ringförmige Trennvorrichtung (28) durch eine Federeinrichtung (43) mit einer Kraft beaufschlagt ist, und die Federeinrichtung gegen die äußere Stirnwand (13) des Tauchkolbens (lO) wirkt, um den Ringkörper (31) auf den mit ihm zusammenwirkenden Ventilsitz (3*0 aufzusetzen und die Verbindung zwischen den beiden gasgefüllten Kammern (26, 27) zu schließen.
6. 6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (32) rohrförmig ist und am Ende mit einem Füllventil zusammenpaßt, das mit der äußeren Stirnwand (13) des Tauchkolbens (lO) verbunden ist.
7. 7. Stoßdämpfer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Trennvorrichtung eine Trennwand (5^) ist, die in der Bohrung des Tauchkolbens (lO) befestigt ist und eine Mittelöffnung (55) aufweist, die von einem Einwegventilkörper (56) gesteuert wird, der eine Ventileinrichtung bildet und in der zweiten gasgefüllten Kammer (27A) angeordnet ist, wobei der Einwegventilkörper (56) unter Federspannung auf seinen Sitz rund um die Mittelöffnung (55) in der Trennwand (5*t) drückbar ist, und der Kolben (2kA) einen sich in axialer Richtung erstreckenden Zapfen (58) trägt, der so geformt ist, daß er den Einwegventilkörper (56) von seinem Sitz abheben kann, sobald der Kolben (24A) an dem Zwischenpunkt (S int) während der in Längsrichtung erfolgenden Kompression des Stoßdämpfers ankommt.
8. 8. Stoßdämpfer nach Anspruoh 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24B) hohl ist, an dem einen Ende, das an der Flüssigkeitskammer (25B) angrenzt, geschlossen ist, und eine Öffnung (59) in einer Stirnwand (6l) an seinem anderen Ende aufweist, die von einem Einweg—Ventilkörper (62) ge—

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   steuert wird, der innerhalb des hohlen Kolbens (24B) angeordnet ist und unter Federspannung seinen Sitz rund um die Öffnung (59) einnimmt, wobei ein Stößel (64) vorgesehen ist, der an der äußeren Stirnwand (13B) des Tauchkolbens (!OB) fest angebracht ist und dahingehend wirkt, daß er den Einweg-Ventilkörper (62) von seinem Sitz abhebt, sobald der Kolben (24B) sich dieser Stirnwand (l3B) des Tauchkolbens (lOB) nähert, so daß die erste gasgefiillte Kammer (26B) den Raum zwischen dem Kolben (24B) und der äußeren Stirnwand (13B) des Tauchkolbens (lOB) darstellt, während die zweite gasgefüllte Kammer (27B) vom Innenraum des Kolbens (24B) gebildet wird.
9. 9. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdämpfungsvorrichtung eine Ventileinrichtung aufweist, die einen höheren Widerstand gegen Ausfahren bzw. Verlängern des Stoßdämpfers erzeugt als gegen Einfahren bzw. Zusammenpressen des Stoßdämpfers .
10. 10. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung, die einen höheren Widerstand gegen das Ausfahren des Stoßdämpfers erzeugt als gegen das Zusammenpressen oder Einfahren des Stoßdämpfers, eine in radialer Richtung ausdehnbare und zusammenziehbare Ringeinrichtung aufweist, die in einer Ringnut angeordnet ist, welche sich von der ümfangsoberfläche der Öffnung (15) innerhalb der Stirnwand (14) des Tauchkolbens (lO) radial nach außen erstreckt und mit der Flussigkeitskammer (25) innerhalb des Tauchkolbens (lO) in Verbindung steht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß der Flüssigkeitsstrom aus dem Zylinder (ll) in die in dem Tauchkolben (iO) befindliche FlUssigkeitskammer (25) hineinbestrebt ist, die Ringvorrichtung auszudehnen, so daß zwischen der Ringvorrichtung und dem Dosierstift (l6) ein verhältnismäßig freier Durchgang für Flüssigkeit ist und der Flüssigkeitsstrom in

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    dieser Richtung durch den zwischen dem Dosierstift (16) und der Umfangsoberflache der Öffnung (15) vorhandenen Spalt gesteuert wird, während dann, wenn die Flüssigkeit in der entgegengesetzten Richtung strömt, die in der Kammer (25) vorhandene Flüssigkeit auf den Außenumfang der Ringvorrichtung einwirkt, um diese Ringvorrichtung gegen den Dosierstift (l6) zu drücken, so daß der Flüssigkeitsstrom in der entgegengesetzten Richtung von der Ringvorrichtung behindert wird.
11. 11. Stoßdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringvorrichtung einen Ring aus einzelnen, gebogenen Segmenten (23) bildet.
12. 12. Stoßdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die in axialer Richtung mit Abstand getrennten Wände der Ringnut im wesentlichen konzentrische Kugeloberflächenteile bilden.

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