DE631260C - Stossdaempfer fuer Luft- und Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die heute bekannten Stoßdämpfer, die mit Flüssigkeit arbeiten, lassen sich in zwei Gruppen einteilen, und zwar:

1. In Stoßdämpfer, die parallel geschaltet sind.

2. In Stoßdämpfer, die hintereinander geschaltet sind.

Bei den Stoßdämpfern der Gruppe 1 sind mehrere Dämpfer, z. B. ein elastischer und ein hydraulischer Dämpfer, so angeordnet, daß sich die Kräfte .der beiden Dämpfer über ein und demselben Federweg addieren.

Im Gegensatz hierzu sind bei den Stoßdämpfern der Gruppe 2 mehrere Stoßdämpfer so angeordnet, daß sich die Federwege addieren, die Kräfte jedoch nicht additiv wirksam sind, sondern zueinander in Wechselbeziehung stehen und sich über den Gesamtfederweg auswirken.

Stoßdämpfer nach Gruppe 1 haben meist den Nachteil, daß sie sehr empfindlich gegen Geschwindigkeitsänderungen sind; es treten bei diesen unüberwachbare Kraftspitzen auf, die zum Bruch führen können.

Um diese Nachteile zu umgehen, entstanden Stoßdämpfer nach Gruppe 2; bei diesen verzichtete man bewußt auf die additive Wirkung der Kräfte und begnügte sich im wesentlichen mit einer Vergrößerung des Federweges.

In bezug auf die Völligkeit des Arbeitsdiagramms unterscheiden sich beide Gruppen von Stoßdämpfern dadurch, daß bei den parallel geschalteten Stoßdämpfern durch die additive Wirkung der Kräfte sich höhere Völligkeitsgrade erreichen lassen als bei den hintereinander geschalteten Stoßdämpfern; denn bei letzteren wird der elastische Dämpfer immer verhindern, daß die Flüssigkeitskraft größer als die jeweilige elastische Kraft werden kann.

Um eine bestimmte Stoßenergie bei einer gegebenen Stoßkraft auf einem geringsten Federweg zu vernichten, ist es notwendig, daß der Völligkeitsgrad des Arbeitsdiagramms möglichst groß, d.h. daß der Kraftverlauf über den Federweg möglichst gleichbleibend sein soll. Diese Forderung läßt sich aus den obenerwähnten Gründen nur mit parallel geschalteten Stoßdämpfern erreichen. .

Die bis jetzt üblichen parallel geschalteten Stoßdämpfer, die mit Flüssigkeit arbeiten, sind meist sehr empfindlich gegen plötzlich auftretende Geschwindigkeitsänderungen. Es treten dabei unüberwachbare Kraftspitzen auf, die zum Bruch führen können. Um dieser Gefahr vorzubeugen, wurden -die Durchflußöffnungen meist so groß gewählt, daß bei einer größten zu erwartenden Stoßgeschwindigkeit nur eine bestimmte Flüssigkeitskraft

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Heinrich Schumacher in Berlin-Johannisthai.

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der nach außen mit der Kolbenstange 3 vererreicht wurde. Dies bedingt jedoch, daß bei den meist auftretenden mittleren Geschwindigkeiten die Ausnutzung · der Flüssigkeiten dämpfung sehr gering, d. h. der Völlig] grad des Arbeitsdiagramm.es gering is: Zweck der vorliegenden Erfindung E diesem Übelstand abzuhelfen, ohne die keit des Arbeitsdiagramms stark herabzusetzen. Erreicht wird dies dadurch,, daß in bekannter Weise ein Flüssigkeitsdämpfer einem elastischen Dämpfer parallel geschaltet wird, jedoch der Flüssigkeitsraum durch einen schwimmenden Trennkolben, der unmittelbar zwischen Dämpferflüssigkeit und elastisches Federungsmittel angeordnet ist, unter Druck gehalten wird. Die Fläche des schwimmenden Trennkolbens wird so groß gewählt, daß die auf demselben ruhende statische Kraft in einem bestimmten Verhältnis zur höchsten Stoßkraft steht. Übersteigt die bei einem Stoß auftretende Flüssigkeitskraft die jeweils auf dem schwimmenden Trennkolben ruhende Last, so weicht derselbe leicht aus, wodurch Kraftspitzen vermieden ^Z5 werden.

Im Gegensatz zu bekannten Ausführungen dient der bei vorliegender Erfindung angeordnete schwimmende Trennkolben nicht als Arbeitskolben, sondern lediglich als Trenn- und Sicherheitskolben; eine Bewegung desselben soll nur so weit erfolgen, als es' erforderlich ist, um erstens stets einen geschlossenen Flüssigkeitsraum zu sichern und zweitens Kraftspitzen zu vermeiden und so einen möglichst gleichbleibenden Kraftverlauf zu gewährleisten.

Ferner haben die bis jetzt üblichen Stoßdämpfer den Nachteil, daß bei schräger, waagerechter oder kopfstehender Lage der geschlossene Flüssigkeitsraum nicht mehr erhalten bleibt, wodurch der Flüssigkeitsdämpfer teilweise oder ganz unwirksam wird, ferner die Dichtungsmanschetten nicht mehr voll unter Flüssigkeit stehen, einseitig oder ganz austrocknen und so der Stoßdämpfer undicht werden kann.

Durch vorliegende Erfindung wird dies durch einen nach allen Richtungen geschlossenen Flüssigkeitsraum, der durch einen schwimmenden Kolben unter Druck steht, vermieden. Ein weiterer Vorteil liegt in der Anordnung; des schwimmenden Trennkolbens darin, daß ein Überströmen der Flüssigkeit in den Raum des elastischen Mittels nicht stattfinden kann und somit eine Emulsionsbildung, d.h. ein Luft-Flüssigkeits-Gemisch, verhindert wird."

Eine Ausführungsform des ' Stoßdämpfers zeigt Abb. 1 beispielsweise.
In einem Zylinder 1 gleitet ein Kolben 2, bunden ist. Der Kolben 2 ist so ausgeführt, daß durch zwei feste Endscheiben 4 und 5 ein Ringraum 6 gebildet wird. In diesem ^gleitet ein schwimmenden Ringtrennkolben 7, durch Zylinder und Kolbenwand geführt nach oben und unten abgedichtet ist. Auf Art ist der Verdichtungsraum 8 vollkommen von dem Ringraum 6 getrennt. Die obere Endscheibe 4 ist mit Löchern oder Schlitzen versehen, so daß der Druck im Verdichtungsraum 8 unmittelbar auf den Ringtrennkolben 7 wirkt. Die untere Endscheibe 5 trägt eine oder mehrere düsenförmige Bohrungen 9 oder Ventile und' bildet in Verbindung mit dem schwimmenden Trennkolben 7 den eigentlichen Flüssigkeitsdämpfer. Der Zylinder ι ist unten durch eine Dichtung 10 abgedichtet. Der Verdichtungsraum 8 ist mit Druckluft und der Ringraum 6 mit Flüssigkeit gefüllt. In ausgezogenem Zustand des Stoßdämpfers steht der Ringtrennkolben 7 in seiner obersten Stellung bei Endscheibe.4.

Die Wirkungsweise des Stoßdämpfers ist •folgende. Bei ganz langsamer (statischer) Belastung tritt der Kolben in den Verdichtungsraum 8, während die im Ringraum 6 befindliche Flüssigkeit durch die Öffnungen 9 in den entstehenden Ringraum unterhalb der Endscheibe 5 fließt. Die wirksame Kolbenfläche ist gleich der Fläche F₁ der Kolbenstange. Der Verdichtungsraum ändert sich nur um das Volumen der eintauchenden

Kolbenstange 3. Der sog. schädliche Raum wird durch den frei werdenden Ringraum oberhalb des Ringtrennkolbens 7 gebildet. Das Arbeitsdiagramm entspricht im wesentlichen der isothermischen Kompressionskurve der Luft.

Wird der Stoßdämpfer schnell, d. h. dynamisch belastet, so ändert sich sofort die wirksame Kolbenfläche. Je nach Größe der auftretenden Stoßgeschwindigkeit entsteht ober- und unterhalb der Endscheibe 5 eine Druckdifferenz, die eine zusätzliche Flüssigkeitskraft erzeugt. Wesentlich ist jedoch, daß die zusätzliche Flüssigkeitskraft nur die Höhe der Federkraft (Luftkraft) erreichen kann, die jeweils auf dem schwimmenden Ringtrennkolben 7 lastet. Beliebig hohe Kraftspitzen können also bei noch so plötzlichen Geschwindigkeitsänderungen nicht auftreten. Die wirksame Kolbenfläche kann von Pi auf F₂ anwachsen.

Während bei statischer Belastung die eintauchende Fläche F₁ für die Verdichtung maßgebend war, ändert sich nun auch, soweit dies zur Konstanterhaltung der Kraft erforderlich ist, das Verdichtungsverhältnis. Die jeweilige Änderung des Verdichtungsraumes ist abhängig von der jeweiligen wirksamen

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Kolbenfläche, d. h. von der jeweilig überströmenden Flüssigkeitsmenge. Man kann also das Arbeitsdiagramm sowohl durch die Flüssigkeitskraft als auch durch die Änderung des jeweiligen Verdichtungsgrades beeinflussen. Erreicht wird dies durch die richtige Wahl der Durchflußöffnungen oder Ven-, tile in der Endscheibe 5.

Übersichtshalber wurde die vorliegende Erfindung nach Ausführung Abb. 1 beschrieben. Selbstverständlich sind auch noch andere Ausführungen und Kombinationeil möglich. So zeigt Abb. 2 eine Ausführungsform, wo der schwimmende Trennkolben 7 als Tellerkolben in das Innere des hohl ausgeführten Kolbens 2 verlegt ist. Ferner zeigt Abb. 3 eine Ausführung, wo als federndes Glied eine Schraubenfeder verwendet wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Stoßdämpfer für Luft- und Kraftfahrzeuge mit zwei unter Flüssigkeitsdämpfung gegeneinander verschiebbaren Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Kolben als schwimmender Trennkolben unmittelbar zwischen der Dämpfungsflüssigkeit und dem Federungsmittel angeordnet ist.
2. 2. Stoßdämpfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der schwimmende Trennkolben (7) in das Innere des Kolbens (2) verlegt wird, der als Hohlkolben ausgebildet ist.
3. 3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Mittel nicht Luft, sondern Stahlfedern, Gummipuffer o. dgl. verwendet werden.
4. 4. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch den schwimmenden Trennkolben (7) ein nach allen Seiten geschlossener Flüssigkeitsraum entsteht, der in jeder Lage des Stoßdämpfers die Dichtungsmanschetten unter Flüssigkeit hält, und so ein Austrocknen der Manschetten und Undichtwerden des Stoßdämpfers vermieden wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen