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Hydraulischer Stoßdämpfer mit Doppelkolben und einem Hilfskolben zur
Herstellung der Mittellage des Stoßdämpferkolbens I?s gibt hydraulische Stoßdämpfer,
die die Mittellage des Stoßdämpferkolbens bei verschiedener Belastung des Fahrzeuges
mittels Hilfskolbens selbsttätig herstellen. Außerdem gibt es hydraulische Stoßdämpfer,
bei denen bei zunehmender Durchfederung des Fahrzeuges der wirksame Querschnitt
für die durchlaufende Dämpfungsflüssigkeit kleiner wird. Es gibt außerdem hydraulische
Stoßdämpfer, in denen beides vereinigt ist, mit einer Einschränkung: Infolge der
selbsttätigen Einstellung der Nullage ist der dazugehörige Querschnitt stets gleich,
unabhängig von der statischenBelastung des Fahrzeuges; ebenfalls sind die veränderlichen
Querschnitte abhängig von den Abweichungen aus der Nullage, aber unabhängig von
dem absoluten Wert der Durchfederung und somit auch unabhängig von der statischen
Belastung. Bei dem unten beschriebenen Stoßdämpfer besteht dieser Nachteil nicht.
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Bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung sind in der Zylinderwand des
in einem Gehäuse angeordneten Dämpfungszylinders Bohrungen, die bei der Bewegung
des 'Stoßdämpferkolbens teilweise bis ganz abgedeckt werden, je nach der
Durchfederung des Fahrzeuges. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind an
beiden Enden des Doppelkolbens Hilfskolben angeordnet, die mit je einem konischen
Rohr in je eine Bohrung im Kolbenboden des Doppelkolbens ragen und durch ein Gestänge
verbunden sind.
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Die Nullage stellt sich durch den bekannten Hilfskolben selbsttätig
ein, und gleichzeitig verändert sich der wirksame Querschnitt für die durchlaufende
Flüssigkeit in der Nullage der statischen
Belastung entsprechend.
Auch ist die Größe der veränderlichen Querschnitte abhängig von der statischen Belastung
und der Abweichung aus der Nullage. Die wirksamen Querschnitte und damit die Kolbenwiderstände
entsprechen also sowohl der statischen Belastung, als auch den dynamischen Kräften.
Eine größere statische Belastung ruft größere Federkräfte, größere dynamische Kräfte
hervor und erfordert dementsprechend auch größere Kräfte im Stoßdämpfer, d. h. geringere
Durchflußquerschnitte, damit das Verhältnis der auftretenden Kräfte und damit die
Fahreigenschaften des Fahrzeuges bei verschiedenen Belastungsfällen konstant bleibt.
Das ist bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung der Fall.
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DieZeichnung zeigt einAusführungsbeispiel, und zwar Abb. i einen Längsschnitt,
Abb.2 einen Querschnitt nach der Linie A-A und :\6l>. 3 einen Längsschnitt um 9o°
gedreht eines Einzelteils.
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Der Stoßdämpfer besteht aus dem Gehäuse i mit dem Deckel 2. In dem
Gehäuse befindet sich der Dämpfungszylinder 3, der oben ebenfalls mit einem Deckelf
abgeschlossen ist und unten durch den Gehäuseboden. In dem Zylinder sind kleine
Bohrungen 5 angebracht, durch die die Dämpfungsflüssigkeit lies der Bewegung des
Kolbens getrieben wird. In dem Zylinder bewegt sich der Kolben 6 mit zwei Hilfskolben
7, die auf der dem Kolben 6 zugewandten Seite einen Wulst haben, mit je einem außen
konischen Rohr 8 versehen und durch ein sich gabelndes Gestänge 9 verbunden
sind. In dem konischen Rohr befindet sich je ein Riickschlagventil i o, durch (las
ungehindert Dämpfungsflüssigkeit aus dem Inneren des Kolbens sowohl in die Räume
1f> bzw. 17 als auch in die Räume zwischen dein Kolben 6 und seinen Hilfskolben
7 fließen kann. Dieses konische Rohr ragt durch eine Bohrung i i in den Kolben 6
hinein. Oberhals> dieser Kolben befindet sich-ein weiterer Hilfskolben 12, der lediglich
in der Dämpfungsflüssigkeit schwebt. Dieser Kolben ist so beschaffen, daß selbst
lies der größten Belastung, wenn der Hilfskolben also der Nullage entsprechend seine
tiefste Lage erreicht, keine Bohrunigen 5 über ihm, d. h. im Raume 16, frei
werden. Erst wenn der Hilfskolben 12 bei Stillstand des Fahrzeuges ganz absinkt,
werden Bohrungen oberhalb frei, so daß er bei Inbetriebnahme von dein Hauptkolben
bzw. seinem Hilfskolben 7 seiner Nullage entgegengeschoben werden kann. Der Hauptkolben
wird durch. einen Hebel 13, der ,in einer Welle i I befestigt ist, bewegt. Der Kolben
6 Lind der Zylinder 3 sind an der entsprechenden Stelle durchbrochen, so daß der
Hebel in den Kolben hineinragen und gleichzeitig Dämpfungsflüssigkeit aus dem Inneren
des Kolbens in das Gehäuse widerstandslos fließen kann. Die Welle wird von außen
durch einen Hebel der Radbewegung entsprechend angetrieben. Ein dünnes Rohr 1 5
verbindet den oberen Teil des Dämpfungszylinders 3 mit dem unterenTeil. Das Rohr
mündet möglichst hoch bzw. tief im Zylinder. Die Bohrungen 5 dürfen keinesfalls
bis dorthin reichen. Das Gehäuse wird am Fahrzeugrahmen üblicherweise befestigt,
so daß die Relativbewegung zwischen Rad und Fahrzeug auf den Stoßdämpfer übertragen
wird.
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Bei besonders schneller Fahrt über unebene Straßendecken (Kopfsteinpflaster)
führen die Räder eine relativ schnelle, aber kurzhubige Bewegung aus. Die auftretende
Schaukelbewegung des Fahrzeuges ist dagegen sehr viel langsamer, aber auch großhubiger.
Die kurzen schnellen Radbewegungen erfordern einen großen Durchströmquerschnitt
im Stoßdämpfer, weil andernfalls bei großer Kolbengeschwindigkeit der Druck im Zylinder
sehr große Werte annehmen kann; andererseits sind dieWank-und Schaukelbewegungen
des Fahrzeuges sehr viel langsamer und erfordern daher sehr viel kleinere Durchströmquerschnitte,
damit diese Arten der Bewegungen gedämpft werden können. Der Kolben 6 muß sich also
zunächst auf einer kurzen Strecke leicht bewegen lassen, d. h. es muß zunächst ein
großer Durchströmquerschnitt vorhanden sein, der sich aber nach einem relativ kurzen
Kolbenhub wesentlich verkleinert. Diesen Erfordernissen ist durch die beiden Hilfskolben
7 genüge getan. Einstellung der Nullage bei verschiedenen statischen Belastungen
Der Raum 16 oberhalb des Hilfskolbens 12 ist durch das sehr enge Rohr 15 mit dem
Raum 17 verbunden. Dieses Rohr ist so bemessen, daß sich zwar der Druck von dem
unteren Raum 17 nach dem oberen fortpflanzt, aber keine wesentliche C)1-menge durchtritt,
so daß also oberhalb des Hilfskolbens der gleiche Druck herrscht wie in dem Raum
17, jedoch .der Hilfskolben keinesfalls die Bewegung des Hauptkolbens 6 mitmacht.
Der Hilfskolben 12 wird jetzt so lange langsam hin und her wandern, bis auf seinen
beiden Seiten gleicher Druck herrscht und somit auch in den Räumen 17 und 18 und
damit die Mittellage hergestellt ist. Bei zunehmender statischer Belastung deckt
der Kolben 6 mit seinem unteren Hilfskolben 7 mehr und mehr Bohrungen ab, so daß
also der Druck in dem Raum 16 entsprechend zunimmt. Indern Raum 17 dagegen gibt
der Kolben 6 bzw. sein Hilfskolben 7 mehr und mehr Bohrungen frei, so daß dort also
der Druck zunächst abnimmt. Da jedoch in dem Raum 15 oberhalb des Hilfskolbens i
i der gleiche Druck herrscht wie in dem Raum 16, wird sich der Hilfskolben unter
dem einseitigen Druck allmählich senken und dabei einen Teil der Bohrungen 5 abdecken.
Der Hilfskolben wird sich so weit senken, bis auf seinen beiden Seiten gleicher
Druck herrscht, was der Mittellage entspricht. Dämpfung der schnellen Radbewegungen
Bei kleinen schnellen RadbeNvegungen treten die Räume zwischen HauptkoIiben 5 und
den beiden Hilfskolben 7 in Aktion. Bei einer schnellen Bewegung des Hauptkolbens
6 gegen einen seiner Hilfskolben 7 fließt das dazwischen befindliche C51 durch die
Bohrung 11 in den Kolben 6. Gegen Ende
des Weges @-erkleinert sich
der freie Querschnitt infolge der Konizität des Rohres 8 immer mehr, bis schließlich
am Ende des Hubes der Durchflußquerschnitt völlig geschlossen ist und somit ein
harter Schlag vermieden wird. Der Hilfskolben 7 führt zuniichst nur eine sehr geringeBewegung
aus, (la derDruck auf denselben infolge des abfließenden Oles gering ist. l?rst
wenn der Querschnitt ii im Kolben kleiner wird und die Radbewegung noch weiter geht,
steigt der Druck zwischen Haupt- und llilfskolben, so daß auch derHilfskolben allmählich
an der Bewegung teilnimmt Beim Zurückgehen in die Nullage fließt 01 durch
das entsprechendeRückschlagventil in den Raum zwischen Haupt- und Hilfskolben zurück.
Geht die Zurückbewegung über die Nullage hinaus, so beginnt auf der anderen Seite
(las nämliche Spiel.
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Dämpfung der Wank- und Schaukelbewegung Bei den großhubigen Wank-
und Schaukelbewegungen durchläuft der Hauptkolben den Weg gegen den entsprechenden
Hilfskolben 7 ohne wesentlichen Widerstand; erst gegen Ende der Bewegung gegen den
Hilfskolben wird dieser seinerseits gegen das unter ihm befindliche 01 gedrückt,
<las durch die Bohrungen in der Zylinderwand ausfließt. Bei zunehmender Durchfederung
werden nach und nach ein Teil der Bohrungen abgedeckt und somit der wirksame Gesamtquerschnitt
verringert und damit gleichfalls die derDurchfederung entgegenwirkende Kraft vergrößert;
das kann bis zur völligen Blockierung fortgeführt werden, wenn alle Bohrungen 5
abgedeckt sind; Das hat den Vorteil, daß bei harten Stößen nicht die Federung den
Stoß aufnehmen muß und dadurch weicher gehalten werden kann, ohne daß die Nachteile
einer weichen Federung in Kauf genommen werden müssen. Beim Zurückgang in die Nullage
fließt Dämpfungsflüssigkeit durch das Rückschlagventil io in den Raum 17 und in
den Raum zwischen Kolben 6 und Hilfskolben 7. Beim Zurückgehen über die Nullage
hinaus beginnt der obere Teil mit der dämpfenden Wirkung in der entsprechenden Weise.