DE592979C - Fluessigkeitsstossdaempfer - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 19. FEBRUAR 1934

. REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63 c GRUPPE

Georges Broulhiet in Paris

Flüssigkeitsstoßdämpfer

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. August 1931 ab

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstoßdämpfer, insbesondere für die Aufhängung bei Kraftfahrzeugen, bei dem an einem der beiden Teile, deren gegenseitige Schwingungsbewegungen zu dämpfen sind, ein Zylinder befestigt ist, welcher durch einen mit dem anderen Teil verbundenen Kolben in zwei Kam₇ mern getrennt wird.

Bekanntlich erfolgt bei solchen Vorrichtungen der Übertritt der Flüssigkeit von einer Kammer in die andere durch. Öffnungen, die durch ein unter dem Druck der Flüssigkeit in einer dieser Kammern sowie unter der Wirkung einer Gegenfeder stehendes Kolbenventil geöffnet und geschlossen werden.

Es sind schon Dämpfer obengenannter Art bekannt, bei denen sich die Durchtrittsöffnungen für das Öl in der Zylinderwand des Kolbenventils befinden, welche Anordnung aber nachteilig ist. Denn soll die Dämpfung in der gewünschten Weise gesetzmäßig erfolgen, müssen die Flüssigkeitsverluste zwischen den Wänden des Kolbenventils und des Zylinders verhindert und folglich das Kolbenventil in dem Zylinder stramm eingepaßt werden. Deshalb ist die Schmierung der Reibungsflächen der beiden Teile besonders schwierig, und das Öl ohne Druck, das die äußere Fläche des Zylinders benetzt, kann nicht zwischen die genannten Flächen eindringen. Durch

den dadurch bedingten großen Reibungswiderstand, der der Bewegung des Kolbenventils hinderlich ist, wirkt der Dämpfer mangelhaft, und das Kolbenventil kann sich sogar im Zylinder verklemmen.

Ein anderer Übelstand bei Dämpfern bekannter Art besteht darin, daß das unter Druck stehende Schmiermittel in das Innere des Zylinders gelangt, so daß es schwierig, wenn nicht überhaupt unmöglich ist, die Verluste zu vermeiden. Denn unter der Wirkung'des Öldruckes (der bekanntlich bei einem plötzlichen Stoß sehr beträchtlich sein kann) vergrößert sich der Zylinderraum, und es entsteht ein verhältnismäßig ■ bedeutendes Spiel zwischen der inneren Wand dieses Zylinders und dem Kolbenventil, was das gute Arbeiten der Vorrichtung beeinträchtigt, deren Dämpfwirkung mangelhaft wird.

Die Erfindung hat nun einen Dämpfer zum Gegenstand, der diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die Durchtrittsöffnungen für das Öl sich in der Wand des Kolbenventils befinden, welches eine nicht durchgehende Bohrung enthält, welche ständig mit der Kammer des die Verschiebung des genannten Kolbenv,entils bewirkenden Druckes in Verbindung steht. Diese Öffnungen werden von der Wandung der den Kolben führenden Leitung abgedeckt, die in Richtung der gegenüberliegenden Kammer in eine Bohrung größeren Durchmessers erweitert ist.

Durch diese Anordnung wird das Öl unter Druck auf der ganzen Kolbenventiloberfläche

verteilt, und zwar durch die auf .eben dieser Oberfläche angebrachten Öffnungen. Das Ö dringt zwischen diesen Kolben und der Zylinderwand ein, so daß die Reibungsflächen trotz de: strammen Sitzes gut geschmiert werden. D; ferner der Öldruck in dem Mittelkanal des Kolbenventils wirkt, erzeugt dieser Druck eine Ausdehnung des genannten Kolbens, was den Gang zwischen diesen Kolben und dem Zylinder ίο noch strammer macht. Die Abdichtung des Kolbens wird also selbsttätig verbessert, und der Dämpfer arbeitet ganz nach dem Dämpfungsgesetz in der gewünschten Weise.

In den bloß beispielshalber beiliegenden Zeichnungen stellen dar:

Abb. ι schematisch, im Aufriß und in kleinem

Maßstab zwei Dämpfer gemäß der Erfindung, die an einem Kraftfahrzeug angeordnet sind, Abb. 2 einen der Dämpfer im lotrechten Schnitt,

Abb. 3 den Grundriß,

Abb. 4 und 5 den Kolben allein, im größeren

Maßstab, im waagerechten Schnitt und im Querschnitt,

Abb. 6 bis 8 Diagramme, welche entsprechende Verteilungen der Strömungsöffnungen entlang jedes Ventilkolbens des oben angeführten Dämpfers zu erzielen gestatten, und Abb. 9 eine Ausführungsform mit Klappe im Schnitt. Wie ersichtlich, besitzt jeder Dämpfer ein Gestell, das in irgendeiner geeigneten Weise, z. B. mittels das Gestell 1 durchquerender Bolzen 2 oder seitliche, gestrichelt angedeutete Lappen der Böden 3 des nachbeschriebenen Zylinders durchquerender Bolzen, am Wagenrahmen befestigt wird.

Das Gestell 1 weist einen Zylinder 4 auf, neben dem sich eine die Flüssigkeit aufspeichernde Kammer 5 befindet. Im Zylinder 4 ist ein KoI-ben 6 angeordnet, welcher eine kreisförmige Ausnehmung 7 erhält, unterhalb der in einer Bohrung 8 eine zylindrische Nuß 9 eingeschlossen ist, so daß sich ein Gelenk ergibt. In einer Bohrung 10 dieser Nuß sitzt frei das Ende eines Hebels 11, der die Ausnehmung 7 durchquert und auf einer Achse 12 festsitzt, die am oberen Gestellteil quer über der Kammer 5 gelagert ist. Auf dieser Achse sitzt außerhalb des Gestells ein weiterer, zum Gestell paralleler Hebel 13 fest, welcher an seinem Ende einen Kugelzapfen 14 erhält, der durch einen geeigneten, in Abb. 1 ersichtlichen Lenker mit der Wagenachse E verbunden wird.

In der Kolbenmasse sind zu beiden Seiten seiner Achse zwei Reihen von Bohrungen wachsender Durchmesser i5^e, I5⁶, 15° und i6^a, 16⁶, i6^c vorgesehen, deren Anordnung mit Bezug auf die eine der Kolbenflächen umgekehrt ist, d. h. an der Fläche, an der die Bohrung 15° kleinen Querschnitts mündet, mündet auch die Bohrung i6^c großen Querschnitts der anderen Reihe von Bohrungen. Die einesteils zwischen den Bohrungen 15⁶, 15" und andernteils zwischen den Bohrungen i6^b, i6° sich ergebenden Schultern dienen als Widerlager zwei einander ähnlichen und spielfrei in den Bohrungen 15⁶ und ΐ6^δ angeordneten Ventilkolben 17, 18. Diese Kolben sind mit nicht durchgehenden Bohrungen 19, 20 versehen, welche durch Reihen von in ungleichen Abständen vorgesehenen Öffnungen 21, 22 mit den äußeren Seitenflächen dieser Ventilkolben verbunden sind. Diese Öffnungen sind, wie dargestellt, vom Boden der nicht durchgehenden Öffnungen bzw. Bohrungen 19, 20 an gegen das Ende dieser Bohrungen zu weiter und weiter auseinandergerückt.

Zur Erlangung einer aperiodischen Dämpfung muß der Widerstand des Dämpfers in jedem Augenblick der Geschwindigkeit der zu dämpfenden Schwingungsbewegung proportional sein. Dies Gesetz drückt sich darin aus, daß der Gesamtquerschnitt S aller von dem Kolbenventil verdeckten Durchtrittsöffnungen in jedem Augenblick der Quadratwurzel des Flüssigkeitsdruckes h sein muß, S = k ]/h.

Zur Ausführung dieser Bedingung sind die Abstände der Öffnungen gemäß einem parabolischen Gesetz bemessen, d. h. die Öffnungen, die Kreisform und alle denselben Durchmesser aufweisen, sind senkrecht über jenen Punkten einer Parabel angeordnet, welche auf Geraden liegen, die in gleichen Abständen und parallel zur Brennpunktachse gezogen sind; die Brennpunktachse liegt hierbei parallel zur Achse des Ventilkolbens (Abb. 6).

Diese Anordnung der Durchtrittsöffnungen ist besonders leicht herzustellen und erleichtert außerdem die Schmierung des Kolbenventils auf seiner ganzen Länge.

Wenn der der Geschwindigkeit proportionale Widerstand einen gegebenen Grenzwert nicht überschreiten soll, kann die gleiche Verteilung der Öffnungen auf einem Parabelbogen erfolgen, der durch eine mehr oder weniger scharfe Abrundung mit einer zu seiner Achse parallelen Linie verbunden ist, welche den Bereich der Näherrückung der Öffnungen anzeigt.

Wenn der Widerstand mit einem gegebenen positiven Wert beginnen soll, so erfolgt die Abtufung der öffnungen unter Abrücken des Ursprungs auf der Verteilungslinie (Abb. 8). Außerhalb der nach dem Vorhergehenden in entgegengesetzten Richtungen gelegenen Kolben 17, 18 sind-geeichte Federn 23, 24 spannungsfrei in der Ruhelage in den Bohrungen 15°, i6^c angeordnet. Das Außenende dieser Bohrungen ist mit Gewinde versehen und erhält Verschlüsse 25, 26, die mit einem Kanal 27 bzw. versehen sind.

Es ist leicht zu ersehen, daß, sobald der KoI-ben 17 bzw. 18 in der Bohrung 15^s bzw. i6^fr verrückt, die Verbindung zwischen den Öff-

mingen 15^s und 27 bzw. ΐ6^α und 28 unter Vermittlung der Öffnungen 21 bzw. 22 des betreffenden Kolbens hergestellt wird.

Die Wirkungsweise ist folgende: Verstellt sich die betrachtete Achse mit Bezug auf den Rahmen, so schwingen die Hebel 11, 13 zusammen aus, und der Kolben 6 wird im Zylinder 4, in dem eine Flüssigkeit, wie z.B. öl, eingeschlossen ist, verschoben.

ίο Verschiebt sich der Kolben von rechts nach links, so rückt der auf seiner linken Fläche wachsende Druck den Ventilkolben 17 in der Bohrung I5^Ö unter Überwindung der Spannkraft der Feder 23 vor, und die Flüssigkeit durchquert den Kolben und gelangt zu dessen rechter Seite und in umgekehrter Richtung, wenn sich der Kolben von links nach rechts verschiebt.

Die Feder 23 bzw. 24 mißt durch ihr Zusammendrücken den der Verschiebung des Kolbens 6 entgegengerichteten Druck, welcher in dem Maße, wie sich der Ventilkolben 17 bzw. 19 verschiebt, also wächst. Der Flüssigkeitsdruck und die Federspannung sind gleich Null, wenn die Vorrichtung sich in der Ruhelage befindet. Beim Verrücken legt der Ventilkolben die öffnungen 21 bzw. 22 bloß, deren Zahl und Abstandsweite das Gesetz des Flüssigkeitsdurchtrittquerschnittes in Abhängigkeit von

der Verschiebung, also in Abhängigkeit von dem dieser Verschiebung proportionalen Druck regeln.

Es wird so die aperiodische Dämpfung sowohl

- der Schwingungsbewegung der Achse mit Bezug auf den Rahmen als auch' der Aufschnellbewegung der Räder auf dem Boden erzielt.

Statt Anordnung der Ventilkolben im Kolbenkörper könnten sie in im Zylindergestell vorgesehenen Kanälen untergebracht sein. Zweckmäßig wird, wie im Ausführungsbeispiel nach Abb. 9 dargestellt, im Falle einer Klappe die Verbindung durch das Zylindergestell bewirkt, während im Falle von Zylinder und Kolben sie durch den Kolbenkörper bewirkt wird.

Gemäß diesem Ausführungsbeispielnach Abb.9 sitzt die Klappe bzw. der Flügel 30 auf der Schwenkachse 12 des Hebels 13 fest.

In die durch eine Scheidewand 4° und den Flügel 30 begrenzten Hohlräume 4⁰, 4^ des Zylinders 4 münden lotrechte Kanäle 31 bzw. 32, die, je nach der Drehrichtung des Flügels, untereinander in Verbindung gelangen können, unter Vermittlung des einen oder anderen Kolbenventils 17, 18 mit Öffnungen 21 bzw. 22 ; die Kolbenventile sind in Ouerbohrungen angeordnet, welche wie vorher drei Abstufungen 15", I5⁶, 15" bzw. i6^a, i6^&, i6^c aufweisen.

Den Verstellungen der Kolbenventile wirken wie zuvor geeichte Federn,23, 24 entgegen, deren Spannung in der Ruhelage gleich Null ist.

Die Wirkungsweise ist die gleiche wie die vorbeschriebene, bis auf den Umstand, daß die Flüssigkeit durch einen drehbaren Flügel statt durch einen eine Längsbewegung vollführenden Kolben bewegt wird.

Die Erfindung beschränkt sich keinesfalls auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen, die nur als Beispiele gelten sollen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitsstoßdämpfer, insbesondere für die Aufhängung bei Kraftfahrzeugen, bei welchem der Übertritt der Flüssigkeit von einer Kammer in die andere durch öffnungen erfolgt, die durch ein unter dem Druck der Flüssigkeit in einer dieser Kammern sowie unter der Wirkung einer Gegenfeder stehendes Kolbenventil geöffnet und geschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen in der Wand des Kolbenventils angebracht sind, dessen Innenraum durch eine Blindbohrung in ständiger Verbindung mit der Kammer des das Kolbenventil bewegenden Druckes steht, und daß die Durchtrittsöffnungen von der Wandung der das Kolbenventil führenden Leitung, welche sich nach der entgegengesetzten Kammer durch eine Leitung von größerem Durchmesser fortsetzt, abgedeckt g₀ werden.

2. Flüssigkeitsstoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Wand des Kolbenventils angebrachten Durchtrittsöffnungen kreisförmig sind, alle gleichen Durchmesser haben und über die Länge des Kolbenventils nach einer Parabelformel verteilt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen