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Hydraulischer Schwingungsdämpfer . Die Erfindung bezieht sich auf
einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, insbesondere zum Dämpfen der Relativbewegung
zwischen Achse und Aufbau eines Fahrzeugs, bei dem zunächst in einem ersten Dämpfungsbereich
eine Schwingungsdämpfung erfolgt, beim Überschreiten einer bestimmten Schwingungsgröße
die Schwingbewegung ganz oder annähernd ,ganz abgebremst und darauf vorn Erreichen
einer bestimmten, die Bremskraft übersteigenden Spannung zwischen Aufbau und Achse
an in einem zweiten Dämpfungsbereich eine weitere Dämpfung der Schwingungen* bewirkt
wird.
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Bei einem derartigen Dämpfer bestehen also zwei Dämpfungsbereiche
mit verschieden starker Dämpfungswirkung und mit einem zwischen ihnen liegenden
Stabilisationsbereich, so daß man einen solchen Dämpfer als stabilisierenden. Schwingungsdämpfer
bezeichnen kann.
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Es ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, bei dem in der Zylinderwand
in bezug auf den Weg des Dämpferkolbens hintereinander zwei Drosselyentile mit gleicher
oder verschiedener Drosselwirkung eingeschaltet sind. Über den größten Teil des
Kolbenhubs lassen beide Ventile Flüssigkeit durchströmen und wirken dadurch wie
zwei parallel geschaltete Ventile. Kurz vor Beendigung des Kolbenhubes wird durch
eine zurückliegende Kolbenkante das eine der Ventile ganz abgedeckt, so daß jetzt
die gesamte verdrängte Flüssigkeit gezwungen ist, durch das andere Ventil abzuströmen.
Infolgedessen tritt eine verstärkte Dämpfung ein, die als Pufferwirkung für die
Kolbenbewegung dienen soll. Da die Lage des vom Kolben abgedeckten Ventils unveränderlich
ist, tritt der Beginn des zweiten Dämpfbereiches stets- bei der gleichen Kolbenstellung
ein, (l. h. unabhängig von den durch die jeweiligen Fahrbahn- und Federungsverhältnisse
gegebenen Bedingungen.
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Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß sowohl
der Eintritt als auch die Dauer des ersten Dämpfungsbereiches und damit auch der
Beginn der Bremsstufe durch Verschieben einer beweglich finit dem Dämpferkolben
oder der Kolbenstange des Däml)ferkolbens verbundenen Einrichtung; die in verschiedener
Weise ausgebildet sein kann, bestimmt sind. Hierdurch wird der große
Vorteil
erreicht, daß Beginn und Ende der einzelnen Stufen von der Kolbenstellung vollkorninen
unabhängig sind und sich den Fahrverhältnissen in geeigneter, vorher bestimmbarer
Weise anpassen können.
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Beispielsweise kante zu diesem zweck bei Teleskopschwingungsdämpfern
der Dampferkolben entgegen der Wirkung einer Feder oder einer Flüssigkeitsdämpfung
oder einer Feder und einer Flüssigkeitsdämfung auf der Kolbenstange ein eine der
Größe des ersten Dämpfbereiches entsprechende Strecke verschiebbar seilt- hic Verschiebbarkeit
des Dämpferkolbens bei Teleskopschwingungsdämpfern ist fier andere "Zwecke und mit
anderer Wirkung an sich bereits bekannt.
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Auch kann die bewegliche Einrichtung in der Weise ausgebildet sein,
daß in dem Dämpferkolben eine in ihrem Hub durch durJi einen Anschlag begrenzte
Spindel frei beweglich geführt ist, die nach einem bestimmten Weg des Dampferkolbens
den Zugang zum Ventil mit der geringeren Drosselwirkung absperrt.
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Vorteilhaft ist auch eine Ausführung, bei' der in dein Dampferkolben
ein zylindrischer, flüssigkeitsgefüllter Hohlraum mit federbelastetem Kolben und
in an sich bekannter Weise an dem Dampferkolben oder an dein kleinen Kolben eine
Drosseleinrichtung fier die aus dem Hohlraute verdrängte Flüssigkeit vorgesehen
ist.
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Bekannt ist ein Schwingungsdämpfer, bei dem zwischen den Dampferkolben
und den Dampferzylinder noch ein zweiter beweglicher Zylinder eingeschaltet ist,
so daß der Dampferkolben entgegen der Wirkung einer Feder in dem zweiten Zylinder
gleiten kann. Das offene Ende des beweglichen Zylinders ist finit Schlitzöffnungen
versehen, während das geschlossene Ende eine Drosselöffnung aufweist. Solange sich
der Dampferkolben an der Stelle der Schlitzöffnungen bewegt, erfolgt eine Dämpfung,
die sofort beendet wird, wenn der Keilfeen in den geschlossenen "feil des Zwischenzylinders
gelangt ist. Eine zwischen dein Dampferkolben und dem Zwischenzylinder angeordnete
Feder hat die Aufgabe, diese beiden Teile in einem bestinfiniten Abstand zu halten,
um damit eine Anpassung des Dämpfers an die bei verschieden starker Belastung des
Fahrzeugs unterschiedliche Anfangsstellung (Ruhestellung) des Dämpferkolbens zu
erreichen. Eine Dämpfung in zwei Bereichen mit stabilisierender Zwischenzone ist
mit diesem Dämpfer nicht möglich.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung in Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
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Es zeigen: Feg. i und 2 schematische Darstellungen der Wirkungsweise,
Fig. 3 die Anbringung eines Dämpfers an einem Fahrzeug, Fig. 4 und 5 zwei Ausführungsformen
von hydraulischen Schwingungsdämpfern und Fig. G bis 9 vier weitere Ausführungsformen
von Schwingungsdämpfern mit zwei Kolben.
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In dein Schaubild nach Fig. i ist auf der Ordinate die Relativbewegung
-zwischen Achse und Fahrzeug und auf der Abszisse die Fahrzeugstrecke aufgetragen.
Während des Durchlaufens der Strecke I findet eine Dämpfung nach einer Kurve A statt,
wobei die Relativbewegung eine Größe n erreicht. Dann findet plötzlich (in der Praxis
natürlich finit einem gewissen Übergang) eine Unterbrechung der Relativbewegung
statt, wobei die Fahrstrecke II entsprechend der Geraden 13 durchlaufen wird. Dann
setzt wieder während der Fahrstrecke III eine Relativbewegung nach einer Linearen
C und .von der Größe b ein.
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In I# Fig. 2 ist als Ordinate die auf den Dämpfer wirkende Zentrifugalkraft
und als Abszisse die Relativbewegung aufgetragen. Durch die Zentrifugalkraft von
der Größe x wird eine Relativbewegung von der Größen, erzeugt. Während des- weiteren
Anwachsens bis auf die Größe \, wird die Relativbewegung zwangsläufig unterbrochen,
und erst nach Überschreiten dieser Kraftgröße erfolgt eine weitere Relativbewegung.
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Aus den Fig. 1 und 2 -ist zu ersehen, daß die Strecke 11 um
so kürzer wird. je eher die Kraftgröße y erreicht wird. Die Größen _i_-und y ,sind
durch entsprechende Ausbildung und Bemessung der Einrichtungen genau bestimmbar.
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Fig. 3 zeigt die Anordnung des Schwingungsdämpfers am Fahrzeug, Die
Hinterachse i ist fest mit der Fahrzeugfeder 2 verbunden. Am Fahrzeugrahmen 3 ist
der Schwingungsdämpfer q. befestigt, der über ein Gestänge 5. 6 mit der Fahrzeugachse
i in Verbindung steht.
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Der Teleskopschwingungsdämpfer nach Fig. 4 hat einen Zylinder 7o mit
einem Kolben 7 i, der auf seiner Kolbenstange 72 entgegen der Wirkung einer
Feder 73 um -eine Strecke d verschiebbar ist. Der Zylinderraum 7 o kann über eine
Bohruni; 7.4 in der Kolben-72 ttit(1 0111 i-In@-h@lr@ul:ventil 7:; ieit (l0111 lZaulfii
76 unterhalb des liolbens 7 z iti \ erbindung gebracht werden.
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Die Wirkungsweise dieses Dämpfers ist folgende: Bei einer Bewegung
der Kolbenstange 72 in Richtung des Pfeiles 77 wird der Kolben 71 zunächst nicht
mitgenommen und nur die Feder 73 um die Strecke d zusammengepreßt. Erst wenn der
Druck ein Raum 77 so groß wird, (laß er (las Ventil 75 öffnen kann, kann
eine
Weiterbewegung der Kolbenstange 72, jetzt unter Mitnahme des Kolbens 71,- erfolgen.
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Während bei der Ausführung nach Fig. 4 der Raum 78, in. -dem die,
Feder 73 untergebracht ist,: mit -dem Raum 76 in offener Verbindung steht, ist der
entsprechende Raum: 79 .gemäß Fig. 5 geschlossen ausgebildet und mit einem ständigen
Durchgang 8o sowie einem Ventil &i versehen, die in den Raum 82 münden. r Fig.
6 zeigt einen weiteren doppelt wirkenden Schwingungsdämpfer -mit Hochdruckzylinder
9o und Niederdruckzylinder 9,1, die mit Kolben 9,2 und 93 versehen sind. Der Raum
9o steht über Bohrungen 94, 9'5, Ventil 96 mit ständigem Durchgang 97 und Kanälen
9'8, 99 mit dem Raum 9I in Verbindung. Die Bohrung 94 kann durch ein vom Kolben
92 gesteuertes Ventil Ioo, dessen Hub durch einen Anschlag IoI begrenzt ist, versperrt
werden. Ferner ist zwischen -Kanal 98. und Zylinder 9o ein Hochdruckventil Io2 und
ein Niederdruckventil 103 vorgesehen. Diese Anordnung wirkt in der Weise, daß der
Kolben g2 bei- seiner Bewegung in Richtung des Pf ei= les 104 den Ventilkörper Ioo
mitnimmt, bis dieser in der Bohrung- 94 zum Anliegen kommt und dadurch die Flüssigkeitsströmung
über das Ventil 96, 97 unterbricht. Bei entsprechender Druckerhöhung erfolgt dann
eine Strömung über das Hochdruckventil Io2. Da der Ventilkörper Zoo in dem Kolben
9 2 gleitet, ist der Weg des Kolbens 92 unabhängig von dem Hub des Ventilkörpers
Ioo.
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Bei dem doppelt wirkenden Schwingungsdämpfer nach Fig 7 sind wiederum
zwei Zylinder IIo, i i i mit Kolben 112, 113 vorgesehen. In beiden Kalben sind zwei
weitete kleinere Kolben 115, 116 geführt, die auf der einen Seite gegen den Antriebsdaumen
114 anliegen und auf der anderen Seite durch Federn 117; 118 belastet- sind. Der
Raum II9, I2o zwischen dem großen. und dem kleinen Kolben steht entweder durch eine
Bohrung 12z im großen Kolben 113 oder mit einem Schlitz 122 im kleinen Kolben 115
oder, gemäß Fig. 8, durch eine Bohrung 123 im kleinen Kolben i i 5: finit der Reservekammer
i24 -in Verbindung. . Im Zylinder i Io sind ein Niederdruckventil 125 und ein Hochdruckventil
I26 angeordnet, die über einen Kanal i27 mit dein Zylinder i i i in Verbindung stehen.
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Bei diesem Dämpfer erfolgt die Dämpfung kleiner Schwingungen durch
eine Verschiebung der kleinen Kolben, und eine Bewegung der großen Kolben ist erst
möglich, sobald nach der Relativbewegung der kleinen Kolben ein entsprechender Druck
in den Zylindern IIo und- i i r erzeugt worden ist. . Der Schwingungsdämpfer nach
Fig. g besitzt ebenfalls zwei gleitend ineinander angeordnete Kolben 130 und 131,
-die durch eine Feder 1322 gegeneinander abgestützt sind.-Der Raum 133 zwischen
den Kolben 130 und-131 steht mit der Reservekammer 134 'über einen ständigen ,Durchgang
r35 und über ein Ventil. 136 in Verbindung, während -der Hochdruckzylinderraum
137 über ein Ventil 138 und einem Kanal 139 mit der Reservekammer z34 oder, bei
doppeltwirkenden Schwingungsdämpfern, mit dem Zylinder der anderen Seite in Verbindung
steht.