DE610256C

DE610256C - Fluessigkeitsstossdaempfer, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE610256C
Application number: DEB159658D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-04-29
Filing date: 1932-08-26
Publication date: 1935-03-07
Also published as: FR750103A; FR763376A; BE395504A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Elüssigkeitsstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem der den Kolben -enthaltende Zylinder einen unter Federwirkung stehenden beweglichen Boden aufweist. Die Beweglichkeit des einen Zylinderbodens und die auf ihn wirkende Feder bezwecken, den Einfluß der einseitig an dem Stoßdämpferkolben angebrachten Kolbenstange auf die Füllung der beiderseits des Kolbens befindlichen Zylinderräume auszugleichen.

Stoßdämpfer der genannten Art sind an sich bekannt. Jedoch ist ihre Wirkungsweise noch unbefriedigend. Dies beruht insbesondere darauf, daß es in der Praxis niemals möglich ist, den beweglichen Boden vollkommen in dem Stoßdämpferzylinder abzudichten, so daß immer gewisse Flüssigkeitsmengen zwischen dem beweglichen Boden und der Zylinderwand hindurchtreten können. Diese Undichtigkeiten machen sich insbesondere bei einer Außerbetriebsetzung des den Stoßdämpfer tragenden Kraftfahrzeugs unliebsam bemerkbar, da nach längerer Zeit die aus dem Innern des Stoßdämpferzylinders austretenden Flüssigkeitsmengen ganz beträchtlich sind. Der Nachteil der bekannten ,Flüssigkeitsstoßdämpfer wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß durch ein Rückschlagventil, welches zwischen den von dem beweglichen Boden getrennten Räumen, und zwar vorzugsweise in dem beweglichen Boden selbst, angeordnet ist, eine Nachfüllung von Flüssigkeit bewirkt wird. Hiermit ist gleichzeitig die Lösung des Bodens von einer im Stoßdämpferzylinder vorgesehenen Begrenzung verbunden, gegen die sich der Boden gelegt hat, sobald die Arbeitskammern des Zylinders nicht mehr aus- -40 reichend mit Flüssigkeit gefüllt waren.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht, und zwar stellt

Fig. ι die Anordnung von Stoßdämpfern gemäß der Erfindung an der Vorderachse eines Kraftwagens dar, während

Fig. 2 den Stoßdämpfer selbst in vergrößertem Maßstab für sich herausgezeichnet im Längsschnitt zeigt.

In Fig. ι ist 1 die Vorderachse eines Kraftfahrzeuge, die mit den Längsträgern 2 des Fahrzeugrahmens fest verbunden ist. Die Enden der Vorderachse 1 sind zu Zapfen i^a aufwärts gebogen. Der Oberteil dieser Zapfen ist in Fig. 2 mit i^b bezeichnet. Die Zapfen i^a, i⁶ sind im Grundriß gegenüber der Vorderachse 1 derart abgeköpft, daß sie in derselben Ebene liegen wie die seitlich.

der Vorderachse ι befestigte vordere Tragfeder 4.

Auf den Zapfen i^a, i^b sind zweiteilige und bei i^b verschraubte Hülsen 5, 10 auf und nieder gleitbar und gleichzeitig um die genannten Zapfen drehbar angeordnet. An dem unteren Teil der Hülsen S, 10 sind die Achsschenkel 6 der Vorderräder 7 befestigt. Die Enden der Feder 4 sind durch Lenker 13 und Bolzen 14 mit je einem Ring 12 bzw. 17 verbunden, der sich seinerseits über Kugellager 18 auf der zweiteiligen Hülse 5, 10 abstützt. Zwischen Hülse 5 und Hohlzapfen τ^α ist außerdem eine Dichtung 8, 9 vorgesehen, während Zapfen i⁶ durch ein Gleitlager il in der Hülse 10 geführt wird.

Das Innere eines jeden Zapfens i^a, i⁶ ist hohl und dient zur Aufnahme eines Stoßdämpfers. Dieser Stoßdämpfer umfaßt einen »ο Kolben 20, der über eine einseitig an ihm angebrachte Kolbenstange 19 mit dem Deckel 15 der Hülse S, 10 verbunden ist. Der Kolben 20 ist in einer Bohrung beweglich, die im unteren Teil des Zapfens i^ß, I⁶ anas gebracht ist. Der Kolben trennt diese Bohrung in zwei Zylinderräume 21, 22. Der obere Teil des Zapfens i^a, i^b weist die Bohrung 33 auf, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Bohrung 22, so daß an der Berührung der zwei Bohrungen ein Absatz 48 vorhanden ist.

In der oberen Bohrung 33 befindet sich ein beweglicher Zylinderboden, der aus den Teilen 35, 37, 38 gebildet wird, und zwar ist der Teil 37 eine die Kolbenstange 19 -umgebende Hülse, auf der die Teile 35 und 38 mittels einer scheibenförmigen Mutter 39 zentriert sind. Die Kolbenstange 19 ist durch das Innere der Hülse 37 mit leichter Reibung hindurchgeführt. Zur Abdichtung des beweglichen Zylinderbodens dient ein Ring 34 aus plastischem Material. Der bewegliche Boden steht unter der Wirkung einer Feder 46, die sich mit ihrem unteren Ende unter Zwischenschaltung eines Ringes 36 gegen den genannten Zylinderboden und mit ihrem oberen Ende gegen ein Kopfstück 47 stützt, das in das Innere der Bohrung 33 des Zapfenteils i^b eingeschraubt ist. Die Stärke der Feder ist derart gewählt, daß der Druck, den sie auf den beweglichen Boden ausübt, größer ist als der größte Druck, den der Kolben 20 bei seiner aufwärts gerichteten Bewegung auf die im Zylinderraum 22 befindliche Flüssigkeit auszuüben vermag.

Gemäß der Erfindung ist in dem Teil 3 8 des beweglichen Bodens ein Rückschlagventil angeordnet, das aus einer Öffnung 42 und einer die öffnung steuernden Kugel 41 besteht. Die Kugel ist in einem Hohlraum 40 untergebracht. Die von dem Rückschlagventil ■ gesteuerte Verbindungsleitung zwischen den Räumen oberhalb und unterhalb des beweglichen Kolbens besteht aus den Bohrungen 45 und den . Zwischenräumen 43, 44, welche zwischen dem Bodenteil 35 einerseits und den Bodenteilen 37, 38 andererseits vorhanden sind.

In dem Kolben 20 sind eine oder mehrere kleine kalibrierte Öffnungen 26 vorgesehen, die durch Kugeln 27 gesteuert werden, welche in Hohlräumen 25 angeordnet sind. Die Kugeln 27 werden durch den Rand eines mittels Gewinde 24 in den Kolben eingesetzten Körpers 23 an ihrem Platz gehalten. In diesem Körper 23 ist 'ein Ventilstößel 28 angeordnet, der unter der Wirkung einer Feder 31 steht. In der Seitenwand des Ventilstößels sind kleine öffnungen 29 angebracht. Je höher der Ventilstößel 28 entgegen der Feder 31 gehoben wird, um¹ so mehr Löcher 29 stehen dem Durchgang der Flüssigkeit von dem Raum 21 in den Raum 30 im Inneren des Kolbens 20 zur Verfügung. Der . Raum 30 steht mit dem Raum 22 durch Bohrungen 32 von verhältnismäßig großem Durchmesser in Verbindung.

Die Öffnungen 29 des Ventilstößels 28 sind alle von gleichem Durchmesser, sind aber mehr und mehr auseinandergerückt, in dem Maße, wie man sich dem offenen Ende 28° dieses Ventilstößels nähert. Das Gesetz, nach welchem diese Löcher angeordnet sind, ist vorzugsweise ein parabolisches. Daraus geht hervor, daß der gesamte Durchgangsquerschnitt, der jeweilig durch die öffnungen des Ventilstößels 28 gewährleistet wird, proportional ist der Quadratwurzel aus dem Flüssigkeitsdruck, so daß schließlich die Flüssigkeitsbremsung durch die Öffnungen 29 proportional ist der jeweiligen Geschwindigkeit des Kolbens 20, eine theoretische Bedingung der kritischen, periodischen Bewegungsdämpfung des Kolbens.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Stoß- *°5 dämpfers ist die folgende:

Im normalen Betrieb haben die Stoßdämpferteile beim Fahren auf glatter Straße beispielsweise die in Fig. 2 dargestellte Stellung. Hierbei befindet sich der Kolben 20 ungefähr in der Mitte des Zylinders, und der bewegliche Zylinderboden 35, 37, 38 ist von dem Absatz 48 um eine gewisse "Strecke entfernt. Die Räume 21,22 sind völlig mit Flüssigkeit, beispielsweise mit öl gefüllt; diese Flüssigkeit steht unter einem gewissen, von dem federbelasteten-beweglichen Zylinderboden ausgeübten Druck.

Trifft jetzt das mit dem Achsschenkel ö verbundene Rad auf ein Hindernis, so-werden der Achsschenkel 6 und mit ihm die Hülse" 5, 10 unter gleichzeitiger Durch.-

biegung der Feder 4 aufwärts bewegt. Die Kolbenstange wird infolgedessen im Sinne des Pfeiles 51 mitgenommen. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 20 strömt ein Teil der im Raum 22 enthaltenen Flüssigkeit durch die Öffnungen 26 in den Raum 21. Hierbei wird jedoch eine erhebliche Bremswirkung auf den Kolben 20 ausgeübt.

Zugleich mit der Abwärtsbewegung des Kolbens 20 ist der bewegliche Zylinderboden unter dem Druck der Feder 46 etwas abwärts gegangen, um die Änderung des inneren Fassungsvermögens des Raumes 22 auszugleichen, welche durch den mit der Aufwärtsbewegung des Kolbens 20 verbundenen Austritt eines Teiles der Kolbenstange 19 aus dem Raum 22 herbeigeführt ist. Ist das Hindernis verschwunden, so bewegen sich das Rad, die Hülse 5, 10, die Kolbenstange 19 und der Kolben 20 wieder abwärts, entsprechend Pfeil 52. Bei dieser Bewegung strömt die Flüssigkeit durch die Öffnungen 29 des Ventilstößels 28 von dem Raum 21 in den Raum 22 und übt so eine Bremswirkung auf die Bewegung des Kolbens 20 aus. Die Bremswirkung ist abhängig von der Zahl der freigegebenen Öffnungen 29, die wieder in Abhängigkeit steht von der Geschwindigkeit, mit der sich der Kolben 20 abwärts bewegt. Zugleich mit der Abwärtsbewegung des Kolbens 20 und der Kolbenstange 19 hat sich der bewegliche Zylinderboden um eine Strecke aufwärts bewegt, die dem Volumen des in den Raum 22 neu eingetretenen Teiles der 35' Kolbenstange 19 entspricht.

Durch die Bewegungen des beweglichen Bodens 35,37,38 wird das Auftreten von Hohlräumen in den Zylinderräumen 21,22 vermieden. Für das erfindungsgemäße Arbeiten des beweglichen Zylinderbodens ist es wesentlich, daß dieser sich stets sowohl nach aufwärts als auch nach abwärts um eine genügende Strecke bewegen kann.

Wenn nun der Stoßdämpfer längere Zeit nicht benutzt wird, so ist es unvermeidlich, daß ein Teil der in dem Raum 22 befindlichen Flüssigkeit durch Undichtigkeiten in den Raum 33 oberhalb des beweglichen Bodens gelangt, während gleichzeitig der bewegliche Boden durch die Feder 46 abwärts bewegt wird, bis er auf dem Absatz 48 zur Auflagerung kommt. Die Arbeitskammern 21,22 sind also wegen der genannten Undichtigkeiten nicht mehr ausreichend mit Flüssigkeit gefüllt. Der bewegliche Boden hat im übrigen auch die gleiche Lage, bevor er überhaupt in Betrieb genommen wird, so daß es zur Herbeiführung der nachstehend beschriebenen Effekte notwendig ist, über dem Boden einen So gewissen Flüssigkeitsvorrat, z. B. bis zur Höhe der Linie 49-50, vorzusehen.

Um nun bei der Inbetriebsetzung des Stoßdämpfers -selbsttätig eine Nachfüllung der Arbeitskammern und eine Rückführung des Bodens 35, 37, 38 in eine von der Begrenzung 48 freie Stellung zu bewirken, ist erfindungsgemäß das Rückschlagventil 41, 42 vorgesehen.

Wenn nach einer längeren Betriebspause der Stoßdämpfer wieder zu arbeiten anfängt, so wird der Kolben 20 in der oben beschriebenen Weise durch das aufwärts geschleuderte Rad gehoben, ohne daß jedoch der bewegliche Zylinderboden abwärts gehen kann, da er auf dem Vorsprung 48 aufsitzt. Es bildet sich daher in dem Raum 22 eine Leere, welche ein Nachströmen von Flüssigkeit aus dem Raum oberhalb des beweglichen Zylinderbodens durch das Rückschlagventil 41,42 hindurch in den Raum 22 zur Folge hat. Es ist somit schon gleich beim ersten Hindernis eine gewisse Nachfüllung eingetreten. Ist das Hindernis verlassen, bewegt sich der Kolben 20 nach abwärts, während sich der bewegliche Zylinderboden infolge der geschehenen Nachfüllung nach aufwärts bewegt und sich von der Begrenzung 48 abhebt. War das Hindernis verhältnismäßig niedrig und daher auch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 20 verhältnismäßig gering, so erfolgt bei späteren stärkeren Stoßen noch eine weitere Nachfüllung, bis der bewegliche Boden genügend weit von der Begrenzung 48 abgehoben ist, um dem Stoßdämpfer sein normales Arbeiten zu erlauben..

Die zufälligen Verluste an Flüssigkeit werden periodisch ausgeglichen durch Flüssigkeitseinspritzüngen, beispielsweise durch den Stöpsel 54 und den Kanal 55, der in die Kolbenstange 19 eingebohrt ist, während die Bohrung 53 als Luftauslaß dient.

Ein unteres Kugelventil 56, das normalerweise durch einen einschraubbaren Stöpsel 57 geschlossen ist, gestattet die Ausgangsfüllung des Stoßdämpfers.

Claims

Patentansprüche:

ι. Flüssigkeitsstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem der den Kolben enthaltende Zylinder einen unter Federwirkung stehenden beweglichen Boden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Rückschlagventil (41,42), das sich zwischen den durch den beweglichen Boden (35, 37, 38) voneinander getrennten Räumen (22, 33) vorzugsweise in dem beweglichen Boden selbst befindet, der sich gegen eine Begrenzung (48) im Zylinder legt, sobald die Arbeitskammern (21, 22) nicht mehr ausreichend mit Flüssigkeit gefüllt sind, eine selbsttätige Nachfüllung von Flüssigkeit und damit eine Rück-

führung des Bodens (38) in eine von der Begrenzung (48) freie Stellung bewirkt wird.
2. Flüssigkeitsstoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (46), welche den beweglichen Boden zurückstößt, auf die Flüssigkeit einen größeren Druck ausübt als der Maximaldruck, der unterhalb des genannten Bodens erzeugt zu werden vermag, wenn der Kolben des Stoßdämpfers (20) sich ihm nähert.
3. Flüssigkeitsstoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) zwei Ventile hat, von denen das eine (27) die Aufwärtsbewegung und das andere (28) die Abwärtsbewegung dämpft, wobei der Boden (35, 37, 38) über dem genannten Kolben angebracht ist.
4. Flüssigkeitsstoßdämpfer nach An-Spruch ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ventil (27) eine Öffnung (26) von konstantem Querschnitt hat, um eine Bremsung hervorzurufen, die proportional ist dem Quadrat der Verschiebungsge- »5 schwindigkeiten des genannten Kolbens, während das andere Ventil (28) eine öffnung von veränderlichem Querschnitt oder mehrere Öffnungen (29) hat, die bei ihrem Öffnen nacheinander einen verschiedenen Querschnitt ergeben, wodurch eine den jeweiligen Verschiebungsgeschwindigkeiten des Dämpferkolbens proportionale Bremsung gewährleistet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen