DE3146893A1

DE3146893A1 - "hydraulischer zweirohr-bewegungsdaempfer"

Info

Publication number: DE3146893A1
Application number: DE19813146893
Authority: DE
Inventors: Andreas von Dipl.-Ing. 8152 Feldkirchen Gabler; Ulf Dipl.-Ing. 8011 Putzbrunn Steenbeck
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1981-11-26
Filing date: 1981-11-26
Publication date: 1983-06-01
Also published as: FR2517005A1; JPS5899534A

Description

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MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 17. Nov. 1981

GESELLSCHAFT - BTOl Hb/th

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, 9117 MÜNCHEN

Hydraulischer Zweirohr-Bewegungsdämpfer

Die Erfindung betrifft einen Zweirohr-Bewegungsdämpfer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Solche Bewegungsdämpfer werden u.a. bei einem Magnetschwebefahrzeug zwischen den Magnetgestellen und dem hierauf federnd abgestützten Wagenkasten zur Schwingungsdämpfung eingesetzt. Dabei stellt sich allerdings für die Fahrzeugseitenführung das Problem, daß der einzelne Bewegungsdämpfer wegen der nötigen Begrenzung der seitlichen Wagenkastenauslenkung unter der Wirkung von starken Seitenwind- und/oder Fliehkräften (Kurvenfahrt) einen großen Dämpfungsfaktor aufweisen, also hart dämpfen muß, daß .dagegen bei kleineren seitlichen Wagenkastenauslenkungen, beispielsweise aufgrund von Fahrwegtoleranzen, aus Gründen, des Fahrkomforts eine weiche Dämpfung gefordert ist. Diesem Problem läßt sich natürlich mit dem bekannten Bewegungsdämpfer (mit konstantem Dämpfungsfaktor über den gesamten Hubbereich) nicht beikommen.

Der Erfindung liegt daher- die Aufgabe zugrunde, einen Bewegungsdämpfer der eingangs genannten Zweirohrbauart zu schaffen, der (bei wenigstens annähernd konstantem Dämpfungsmaß über den gesamten Hubbereich) in einem begrenzten inneren Hubbereich um die Dämpfermittelstellung sowohl bei Ein- als auch bei Ausfahrhüben weicher dämpft als im. übrigen Hubbereich um diesen- inneren Hubbereich.

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Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hiernach erschöpft sich die Erfindung nicht in der Einführung einer hubabhängig geöffneten. oder geschlossenen Drosselöffnung zwischen dem Zylinder- und Ausgleichsraum. Es wird vielmehr erst durch die - aus der aufgezeigten Anordnung resultierende - funktioneile Abstimmung zum einen dieser Drosselöffnung auf das einzelne Drosselventil und zum anderen des Schiebers auf den Kolben (in Bezug auf die Drosselöffnung) sichergestellt, daß der Dämpfer in einem vorbestimmten inneren Hubbereich einen kleineren Dämpfungsfaktor aufweist als im übrigen Hubbereich. Damit ist der Zweirohr-Bewegungsdämpfer gemäß der Erfindung ein geeignetes Mittel in allen Anwendungsfällen der Schwindungsdämpfung, in denen ohne besonderen aktiven Regelungsaufwand zwei (u.U. einander entgegenstehende) Dämpfungsbedingungen erfüllt werden sollen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert, wobei auch auf die in den Unteransprüchen gekennzeichneten, aus Gründen einer gedrungenen Dämpferbauweise bevorzugten Weiterbildungen eingegangen wird. Hierbei zeigt die Zeichnung in

Fig. 1 und 2 im Längsschnitt je einen Zweirohr-Bewegungsdämfper in Dämpfermittelstellung,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Bewegungsdämpfer entsprechend demjenigen gemäß Fig. 1, demgegenüber mit einem mit dem Kolben baulich vereinigten Schieber.

Die nachfolgend beschriebenen hydraulischen Bewegungsdämpfer sind nicht nur in der dargestellten Vertikallage, sondern auch in Horizontallage einsetzbar. Daher ist auf die

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Darstellung einer Flüssigkeitsfüllung, beispielsweise Öl, verzichtet worden. In der horizontalen Einbaulage muß die nachfolgend beschriebene Drosselöffnung 13 unten liegen, der einzelne Bewegungsdämpfer ist dann also aus der dargestellten Vertikallage um 90° nach rechts gekippt.

Die Bewegungsdämpfer sind in Zweirohrbauart ausgeführt: Ein geschlossener (Arbeits-) Zylinder 1 bildet mit einem Außenrohr 2 mit Boden eine durch einen Deckel 3 verschlossene Baueinheit. Durch ein in den Zylinder 1 eingesetztes Bodenstück 4 wird der Zylinderraum vom übrigen als Ausgleichsraum 2.1 fungierenden Raum getrennt. Der Deckel 3 hat zugleich die Funktion einer Führung (mit Dichtungen 3.1) für eine Kolbenstange 5, an der einerseits ein auf das Außenrohr 2 aufgeschobenes Schutzrohr 6 mit Boden und, wie am Boden des Außenrohres 2, eine Halterung 7 sitzt. Ein andererseits an der Kolbenstange 5 befestigter Kolben unterteilt den Zylinderraum in zwei Arbeitsräume 1.1 und 1.2, von denen der kolbenseitige Arbeitsraum 1.1 einerseits über ein Rückschlag- und ein Drosselventil 9 bzw. 10 im Bodenstück 4 mit dem Ausgleichsraum 2.1 und andererseits über ein Rückschlag- und ein Drosselventil 11 bzw. 12 im Kolben 8 mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 1.2 in Verbindung steht. Beim Einfahren der Kolbenstange 5 (Druckstufe) öffnet das Rückschlagventil 11 des Kolbens 8 in Richtung des kolbenstangenseitigen Arbeitsraumes 1.2, während beim Ausfahren der Kolbenstange 5 (Zug- oder Saugstufe) das Rückschlagventil 9 des Bodenstücks 4 in Richtung des kolbenseitigen Arbeitsraumes 1.1 öffnet.

Demgegenüber sind die beiden Drosselventile 10 und 12 (erfindungsgemäß) bezüglich ihres Wirkungsbeginns und -endes von der Stellung des Kolbens 8 und eines Schiebers 14 (in Fig. 1 und 3), 15 (in Fig. 2) in Bezug auf eine Drosselöffnung 13 des Zylinders 1 abhängig, im Beispielsfall eine ein-

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fache Bohrung durch den Zylindermantel, deren Drossel wirkung geringer ist als die des einzelnen Drosselventils 10 oder 12; diese Drosselöffnung ist durch den mit der Kolbenstange fest verbundenen Schieber oder den Kolben verschließbar. Dabei erstreckt sich der Schieber IA bzw. 15 längs der Kolbenstange 5 mit einer solchen Baulänge und in einem solchen Abstand zum Kolben 8, daß in der dargestelltön Dämpfermittel stellung die Drosselöffnung 13 unverschlossen in der Mitte zwischen der Ringfläche 8.1 des Kolbens 8 und dem kolbenseitigen Schieberende 14.1 bzw. 15.1 liegt und das Verschließen der Drosselöffnung 13 durch den Schieber U bzw. 15 erst nach einem vorbestimmten inneren Einfahrhub des Kolbens 8, und. dann bis zu dessen Endlage am Bodenstück A erfolgt. Außerdem erfolgt aufgrund dieses gewählten Abstandes zwischen dem Schieber 14 bzw. 15 und dem Kolben 8 das Verschließen der Drosselöffnung 13 durch den Kolben 8 erst nach einem dem vorbestimmten inneren Einfahrhub entsprechenden inneren Ausfahrhub desselben über die dargestellte Dämpfermittelstellung hinaus und dann bis zum Erreichen der anderen Endlage des Kolbens 8; für dieses Aufrechterhalten des Verschlusses der Drosselöffnung 13 durch den Kolben 8 bis zu dessen deckelseitiger Endlage braucht (beispielsweise) bloß eine entsprechende Kolbendicke gewählt zu werden.

Die Folge der beschriebenen Ausgestaltung des Bewegungsdämpfers ist, daß (ausgehend von der dargestellten Dämpfermittelstellung) sowohl bei einem Einfahrhub als auch bei einem Ausfahrhub des Kolbens 8 bis zum Verschluß (durch den Schieber 14, 15 oder Kolben 8) die Drosselöffnung 13 zunächst im wesentlichen maßgebend ist für den Dämpfungsfaktor und daß mit dem Verschluß der Drosselöffnung 13 nach Maßgabe des dann jeweils wirksamen Drosselventils 10 (bei Einfahrhub) oder 12 (bei Ausfahrhub) ein zweiter.

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größerer Dämpfungsfaktor für die Dämpferkraft bestimmend ist. Der Bewegungsdämpfer reagiert somit im inneren Hubbereich "freie Drosselöffnung 13" um die Dämpfermittelstellung weicher als im äußeren Hubbereich um diesen inneren Hubbereich, wobei die Grenzen zwischen dem inneren und äußeren Hubbereich, je nach gewünschter Breite des inneren Hubbereiches, durch die angegebene räumliche Anordnung des Schiebers 14· bzw. 15 und Kolbens 8 zueinander in Bezug auf die Drosselöffnung 13 vorbestimmbar sind. -

Wie ein Vergleich der Fig. 1 und .2 zeigt, kann der Schieber 14 (Fig. 1) eine im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 1,2 auf der · Kolbenstange 5 festsitzende zylindrische Hülse sein, deren Wandung, in Längsrichtung durchgehende Kanäle 14.2 größtmöglichen Querschnittes aufweist. Ebenso läßt sich gemäß Fig. 2 der.Schieber 15 durch den (ggf. zweiteiligen) Deckel in den Ausgleichsraum 2.1 einführen. In diesem Fall ist der Schieber 15 vorzugsweise in Form einer den Zylinder 1 kolben-■stangenseitig umfassenden Hülse mit dem Boden des Schutzrohres 6 fest verbunden. Statt einer derartigen Schieberhülse ist es auch möglich, in den Ausgleichsraum eine gegenüber der Kolbenstange exzentrisch angeordnete Stößelstange einzuführen, u.U. in einer gesonderten Führungshülse.

Die Rückschlag- und Drosselventile 9, 11 bzw. 10, 12 müssen schließlich nicht, wie in Fig. 1 und 2 symbolisch angedeutet, Einzel ventile sein; eine; kombinierte Ventilausführung für. das Rückschlag- und Drosselventil 9 bzw. 10 des Bodenstückes 4 oder das Rückschlag- und Drosselventil 11 bzw. 12 des Kolbens 8 ist also auch möglich. Im Falle einer derartigen kombinierten Ventilausführung kann man, wieFig. 3 zeigt, bei einem Bewegungsdämpfer der in Fig. 1 dargestellten Art den Kolben 8 und Schieber' 14 zu einer Baueinheit 16 zusammenfassen und hierin, entsprechend einer zentralen Anordnung des

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(nicht dargestellten) Rückschlag- und Drosselventils, einen vom Ventil bis in den Schieber durchgehenden zentralen Kanal 17 größtmöglichen Querschnitts vorsehen, welcher zum einen über radiale Kanäle 18 mit einem von Kolben und Schieber begrenzten Ringraum 1.2.1 des Zylinders 1 und zum anderen über radiale Kanäle 19 mit dem übrigen (Zylinder-)Arbeitsraum 1.2 oberhalb dieser Kolben/Schieber-Baueinheit 16 in Verbindung steht. Diese Ausgestaltung ist selbstverständlich aber auch bei getrennter VentilAusführung (entsprechend Fig. 1) anwendbar unter entsprechender Auffassung des zentralen Kanales.

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Claims

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM Ottobrunn, 17. Nov. 1981

GESELLSCHAFT BTOl Hb/th

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG, 9117
MÜNCHEN

Hydraulischer Zweirohr-Bewegungsdämpfer

Patentansprüche

Hydraulischer Zweirohr-Bewegungsdämpfer mit einem geschlossenen Zylinder, der durch einen mitteis einer Kolbenstange verschiebbaren Kolben in zwei Arbeitsräume unterteilt ist, von denen der kolbenseitige Arbeitsraum einerseits über wenigstens ein Rückschlag- und ein Drosselventil am Zylinderboden mit einem den Zylinderraum umgebenden Ausgleichsraum und andererseits über wenigstens ein Rückschlag- und ein Drosselventil im Kolben mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet , daß der Zylinderraum mit dem Ausgleichsraum (2.1) über wenigstens eine durch einen mittels der Kolbenstange (5) bewegten Schieber (14; 15) oder den Kolben (8) verschließbare Drossel-

öffnung (13) des Zylindermantels in Verbindung steht, deren Drosselwirkung geringer ist als die des einzelnen Drosselventils (10; 12), und daß der Schieber (U; 15) sich längs der Kolbenstange (5) mit' einer solchen Baulänge und in einem solchen Abstand zum Kolben (8) erstreckt, daß in der Dämpfermittelstellung die Drosselöffnung (13) unverschlossen in der Mitte zwischen der Ringfläche (8.1) des Kolbens (8) und dem kolbenseitigen Schieberende (14.1; 15.1) liegt und das Verschließen der Drosselöffnung (13) durch den Schieber (14; 15) erst nach einem (vorbestimmten) inneren Einfahrhub des Kolbens (8) und dann bis zu dessen Endlage am Zylinderboden erfolgt, während das Verschließen der Drosselöffnung (13) durch den Kolben (8) erst nach einem dem inneren Einfahrhub entsprechenden inneren Ausfahrhub des Kolbens (8) . · über' die Dämpfermittelstellung hinaus und dann bis zum Erreichen der anderen Endlage desselben erfolgt.
2. Zweirohr-Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (14) eine auf der Kolbenstange (5) festsitzende zylindrische Hülse ist, deren Wandung in Längsrichtung durchgehende Kanäle (14.2) größtmöglichen Querschnittes aufweist.
3· Zweirohr-Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1 mit einem kolbenstangenseitig den Zylinder- und Ausgleichsraum verschließenden Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (15) durch den Deckel (3) in den Ausgleichsraum (2.1) eingeführt ist.

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4. Zweirohr-Bewegungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (15) eine den Zylinder (1) kolbenstangenseitig umfassende Hülse ist.
5. Zweirohr-Bewegungsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, bei dem der Ausgleichsraum durch ein den Zylinder konzentrisch umgebendes Außenrohr mit Boden begrenzt wird, welches mit seinem anderen mit dem Deckel verschlossenen Ende in ein über einen Boden auf der Kolbenstange festsitzendes Schutzrohr verschiebbar eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (15) mit dem Boden des Schutzrohres (6) fest verbunden ist.
6. Zweirohr-Bewegungsdämpfer nach Anspruch 1, insbesondere Dämpfer, bei dem das Rückschlag- und Drosselventil im Kolben zu einer in dessen Zentrum sitzenden Ventil-Baueinheit zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) und Schieber (14) eine Baueinheit (16) bilden und hierin an die Ventil-Baueinheit ein in den Schieber durchgehender Kanal (17) größtmöglichen Querschnitts anschließt, welcher einerseits über radiale Kanäle (18) mit einem von Kolben und Schieber begrenzten Ringraum (1.2.1) und andererseits über radiale Kanäle (19) mit dem übrigen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum (1.2) in Verbindung steht.