DE828701C

DE828701C - Fluessigkeitsgedaempfte Luftfederung fuer Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE828701C
Application number: DED5081A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gustav Adolf Gaebler
Original assignee: Deutsche Bundesbank
Current assignee: Deutsche Bundesbank
Priority date: 1950-07-25
Filing date: 1950-07-25
Publication date: 1952-01-21

Description

Flüssigkeitsgedämpfte Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge Stoßdämpferkonstruktionen mit Dämpferflüssigkeiten (Ü1) sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Ebenso kennt die Technik die Anwendung unter Druck stehender Luft- bzw. Gaspolster für Federungsaufgaben. Auch Kombinationen zwischen Luftfedern und Oldämpfern sind bekannt, z. B. Faudi-Federbein.
Der breiten Verwendung der Luftfederung stand aber meist die Kompliziertheit der Anordnung, die Notwendigkeit, Preßluft vorzuhalten, bzw. die Schwierigkeit der Dichthaltung entgegen. , Diese Mängel sollen in den nachstehend beschriebenen Konstruktionen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, weitgehend vermieden werden.
Der wesentliche Gedanke nach der Erfindung besteht darin, daß ein in einem Zylinder verschiebbarer, gegen diesen abgedichteter Kolben höhl ausgebildet ist und der Hohlraum .des Kolbens das die Federung erzeugende, über der Flüssigkeitsfüllung befindliche Luft- oder Gaspolster aufnimmt.
Ein, Doppelkolben oder auch Stufenkolben a (Fig. i) läuft in einem, Zylinder b, der unten mit einem Rückschlagventil c und einem AnschluB-nippel d ausgestattet ist.
Vor dem Einbau der Federung in ein Fahrzeug wird die Montagehilfsschraube e hereirngexlreht (gestrichelt dargestellt in Fig. i), so daB der Kolben d bei Einfüllen von Druckluft bzw. -gas über Nippel d und Ventil c nicht nach oben herausgedrückt werden kann. Das System wird nun mit Druckluft von z. B. 3 atü gefüllt. Nach Erreichen dieses Druckes wird die Druckluftverbindung beim Nippel d abgenommen ,und statt dessen eine Öldruckpumpe angeschlossen, mit deren Hilfe das System weiter bis zum Betriebsdruck von z. B. io atü aufgepumpt wird. Hierbei füllt sich der größte Teil des Innenraumes zwischen Kolben a und Zylinder b mit Öl, und so bildet sich oben ein unter dem Betriebsdruck stehendes Druckluftpolster, das die Federarbeit aufzunehmen in der Lage ist. Da dieses Druckluftpolster in dem ällseits abgeschlossenen oberen Raum des Kolbens a verbleibt, kann ein Luftverlust nie eintreten.
Hinsichtlich der Dichtheit ist dieses System nur noch * gefährdet durch die nie ganz vermeidbaren Ölverluste, die über die Mehrlagendichtung f und Kolbenringabdichtung g nach oben auftreten werden. Dieses Lecköl sammelt sich in dem Ringraum h unter dem sehr klein in der Gesamtfläche gehaltenen Stufenkolben k.
Während der Federarbeit bewegt sich der Kolben a im Zylinder b um je nach der Stoßbelastung verschiedene Federwege bis zum maximalen Ausschlag x. Dieser maximale Ausschlag x wird sicherheitshalber noch begrenzt durch eine unten im Zylinder b liegende, nur bei extremen Ausschlägen mitwirkende Wickelfeder i.
Sammelt sich in dem Ringraum h mit der Zeit so viel Lecköl, daß bei größeren Durchfederungen des Kolbens a der Druck des Luftpolsters im Raum h den Druck des Druckluftpolsters der Hauptfederung im Innenraum des Stufenkolbens a übersteigt, so pumpt der Stufenkolben a das Lecköl über die Bohrung l und das Rückschlagventil c wieder in den Zylinder b zurück. Auf diese Art wird erreicht, daß die Ölverluste praktisch unbedeutend bleiben und das einmal aufgepumpte und eingebaute System für lange Zeit ohne weitere Pflege und Unterhaltungsarbeit betriebsfähig bleibt.
Die Luftfederung ist außerordentlich schnell wirkend ohne jede eigene Dämpfung. Durch Einbau einer den jeweiligen Dämpfungsanforderungen anzupassenden Dämpfungsbohrung m im Unterteil des Kolbens a kann jede beliebige Oldämpfwirkung des Systems eingestellt werden. Falls für Aufwärts-und Abwärtsgänge des Kolbens verschiedene Dämpfkonstanten notwendig erscheinen, kann auch durch den Einbau von Rückschlagventilen in den Boden des Kolbens a eine bei Auf- und Abwärtsgängen verschiedene Dämpfwirkung erzielt werden.
Neben der veränderlichen Dämpfungsbohrung m können im Unterteil des Kolbens a auch eine oder mehrere konstante Dämpfungsbohrungen n angeordnet werden, die auch vermeiden lassen, daß sich, z. B. bei einer Konstruktion, wie in Fig. i gezeigt, noch ein zweites kleines Luftpolster unter dem Kolben a bildet, wenn die veränderliche Dämpfungsbohrung min den Raum unter dem Boden des Kolbens a hineinragt.
Wie schon gesagt, kann auch statt des Stufenkolbens k ein zweiter kleiner Kolben, der mit dem Hauptkolben a direkt verbunden ist, angeordnet werden, so .daß das Lecköl von diesem kleinen Sonderkolben in der vorbeschriebenen Weise in das System zurückgefördert wird.
Die Einstellung der gewünschten Federkennlinien und Federkräfte ist- durch verschiedene Durchmesserdimensionierungen der Anordnung bei vorhandener Anordnung außerdem noch leicht durch die Wahl verschiedener Fülldrücke für die Luftfüllung bzw. Ölfüllung möglich. Je kleiner das Luftpolster ist, desto steiler ist die Federcharakteristik, je höher der Systemdruck ist, desto größer ist die Federtragfähigkeit.
Besteht die Absicht, bei einem z. B. auf vier solchen Federn abgestützten Fahrzeug eine statisch bestimmte Dreipunktaufstützung zu erreichen, so können durch Verbindung zweier solcher Federtöpfe, im 0I oder auch Luftraum, z. B. über die Bohrung o, diese beiden Federn so miteinander über eine Rohrleitung verbunden werden, daß sich in ihnen stets der Druckunterschied, hervorgerufen durch die verschiedene Radbelastung, ausgleicht. Ein solcher Ausgleich kann auch auf ein aus mehreren solchen Federtöpfen bestehendes System erweitert werden.
Werden besonders hohe Anforderungen bezüglich des Dichthaltens des Systems gestellt, so kann durch Anordnung auch eines zweiten Stufenkolbens die Wirkung dieser Ölrückführvorrichtung noch erhöht werden.
Damit bei langen Fahrzeugstillständen eine sehr gut wirkende Abdichtung erzielt wird, kann außerdem, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Stufendichtring t aus elastischem Material in Verbindung mit einem Membranring s, dessen Inneres durch eine Bohrung p mit dem unter Druck stehenden Kolbeninneren in Verbindung steht, zusätzlich angeordnet werden und dadurch eine hohe Flächenpressung zwischen der schmalen Auflagefläche des Stufendichtringes und der Zylinderwand erzielt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Flüssigkeitsgedämpfte Luftfederung für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einem Zylinder (b) verschiebbarer, gegen diesen abgedichteter Kolben (a) hohl ausgebildet ist und der Hohlraum des Kolbens das die Federung erzeugende, über der Flüssigkeitsfüllung befindliche Luft-oder Gaspolster aufnimmt.
2. Federung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Stufen- bzw. Doppelkolben (a) ausgebildet ist, dessen beide Teile gegen die Innenwand des Zylinders (b) abgedichtet sind, wobei der zwischen dieser und dem Mantel des Kolbenteils mit dem kleineren Durchmesser gebildete Ringraum (h) mit dem Innern des hohlen Stufenkolbens über ein überströmventil (c) verbunden ist.
3. Federung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Federcharakteristik durch entsprechende Wahl des Druckverhältnisses zwischen Luft- bzw. Gas-und Flüssigkeitsfüllung beim Auffüllen des Systems eingestellt werden kann. q.. Federung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kolben (a) eingebaute Düsen (m) und/oder Rückschlagventile die gewünschte dämpfende Wirkung beim Durchfedern durch Drosseln des Flüssigkeitsstromes zwischen Zylinder-und Kolbeninnerem erreichen lassen. 5. Federung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme extremer Stöße in dem Zylinder (b) eine Stahlfeder (i) angeordnet ist, die bei zu starkem Durchfedern zusätzlich anspricht und harte Stöße vermeidet. 6. Federung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Stoßdämpfern (a, b) die Innenräume der Kolben (a), z. B. über Rohrleitungen (o), so miteinander gekuppelt werden, daß sich die Drücke in ihnen bei ungleicher Belastung untereinander ausgleichen können. 7. Federung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Dichtwirkung Stuf endichtringe (t) verwendet werden, die über einen Mernbranring (s) durch den Innendruck des Kolbens (a) an die Zylinderfläche angepreßt werden (Fig. 2).