DE861360C - Luftfederung bzw. pneumatischer Stossdaempfer fuer Fahrzeuge mit einem innerhalb eines Zylinders beweglichen Plunger - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 29. DEZEMBER 1952'

L₉IIIo₃C

Die Erfindung bezieht sich auf eine Luftfederung bzw. einen pneumatischen Stoßdämpfer für Fahrzeuge, bei der innerhalb eines Zylinders ein Plunger angeordnet ist, der bei seiner Bewegung und bei der Verkürzung der Vorrichtung die im Zylinder vorhandene Preßluft komprimiert und so eine Energiespeicherung bewirkt, welche das Bestreben hat, die Vorrichtung in ihre normale Auszugslänge zurückzubewegen. Der Plunger besitzt bei derartigen Vorrichtungen in der Regel einen Kolbenkopf, welcher den Zylinder in zwei Arbeitsräume teilt, wobei der Durchtritt der Luft hinter den Kolbenkopf gesteuert wird, um die Bewegungen der Vorrichtung in der Weise zu dämpfen, daß während des Auszugs eine Drucksteigerung irr dem ringförmigen Arbeitsraum unter dem Kolbenkopf eintritt bis. zu einem Betrage, der größer als der entsprechende Druck in dem Arbeitsraum oberhalb des Kolbenkopfes ist. Soweit in der nachstehenden Beschreibung von Stoßdämpfern und Aufhängevorrichtungen die Rede ist, sind damit Vorrichtungen der vorstehend gekennzeichneten Art gemeint.

Die Steuerung der Dämpfung bei derartigen Einrichtungen macht die Anwendung eines oder mehrerer Ventile im Kolbenkopf erforderlich, der auch noch andere technische Einzelheiten enthält, um eine relative Drehung des Plungers zum Zylinder zu erreichen. Es wurde festgestellt, "daß derartige Ventile und die anderen mechanischen Einrichtungen eine Schmierung erfordern und es erfahrungsgemäß

schwierig ist, diese Teile ausreichend mit Schmierstoff zu versorgen.

Der Zweck der Erfindung ist insbesondere darauf gerichtet, derartige Vorrichtungen mit besonderen Mitteln zu versehen, durch die eine Schmierung der Ventile und anderer mechanischer Teile im Kolbenkopf gewährleistet wird.

Gemäß der Erfindung wird bei einem pneumatischen Stoßdämpfer der erwähnten Art in dem ίο Plunger eine Bohrung angeordnet, welche den Arbeitsraum über dem Kolbenkopf mit dem Arbeitsraum unter dem Kolbenkopf verbindet, wobei der untere ringförmige Arbeitsraum mit einer ölfüllung versehen ist, in die das untere Ende der Bohrung bei einer bestimmten Hubstellung eintaucht. Durch diese Bohrung wird öl auf die Oberseite des Kolbenkopfes gedrückt, wenn während des Eintauchens der Luftdruck in dem ringförmigen Arbeitsraum über den Druck in dem anderen Arbeitsraum ansteigt.

Der Druck in dem ringförmigen Arbeitsraum kann über den Druck in dem anderen Arbeitsraum unter Zuhilfenahme von Vorrichtungen nach Art von Rückschlagventilen gesteigert werden, die beispielsweise durch eine Abdichtung gebildet werden können, die in dem ringförmigen Arbeitsraum angeordnet ist und gewöhnlich eine Lage einnimmt, in der sie den Durchtritt von Luft in den anderen Arbeitsraum nicht behindert. Wenn jedoch die Vorrichtung auf eine bestimmte Länge ausgezogen wird, treten zusätzliche Mittel in Wirkung, um die Abdichtung luftdicht zwischen Zylinder und Plunger zur Anlage zu bringen, so daß Luft im ringförmigen Arbeitsraum zurückgehalten wird, während das untere Ende der erwähnten Durchbohrung in das öl eintaucht.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, in welcher die Erfindung beispielsweise erläutert ist. Es zeigt

Fig. ι eine Vorrichtung nach der Erfindung im Längsschnitt mit der Darstellung des Plungers in Ansicht,

Fig. 2 den oberen Teil der Fig. 1 mit dem Plunger im Schnitt und vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 der Fig. 2.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 10 und einem Plunger 11 mit einem Kolbenkopf 12. Der Plunger ist beweglich im Zylinder angeordnet und durchdringt das Zylinderende über eine flüssigkeitsdichte Packung 13. Das andere Zylinderende wird durch den Zylinderdeckel 14 abgeschlossen. Der Plunger besitzt eine rohrförmige Ausbildung und wird zwischen dem Kolbenkopf 12 und einem Stopfen 16 mit Hilfe eines Schaftes 17 verspannt, der mit dem Stopfen und dem · Kolbenkopf verschraubt ist. Für die Befestigung der Einrichtung sind ein kugelförmiger Knauf, der drehbar im Stopfen 16 angeordnet ist und eine dehnbare Manschette 19 durchdringt, welche die austretenden Teile des Plungers umhüllt. Aus dem Zylinderkopf 14 ragt ein Schaft 20 hervor, der eine Bohrung.einer nicht dargestellten flachen Klammer durchdringt, welche zwischen zwei Gummischeiben 21 geklemmt ist, die auf dem Schaft 20 angeordnet sind und durch eine Mutter 22 gehalten werden. Die Scheiben 21 sind mit kurzen Stutzen 23 versehen, welche in den Hohlraum der Klammer hineinragen.

Der Kolbenkopf 12 trennt die beiden Arbeitsräume der Einrichtung; nämlich den Raum 24 zwischen dem Kolbenkopf 12 und dem Zylinderdeckel 14 und den Ringraum 25 zwischen dem Kolbenkopf 12 und der Packung 13.

Der Kolbenkopf ist mit einer zylindrischen Bohrung 26 versehen, welche sich gegen den Arbeitsraum 24 öffnet und einen hohlen Kolbenschieber 27 aufnimmt.

Zwei Reihen radialer Kanäle stehen in axialem Abstand voneinander mit der Bohrung 26 in Verbindung, wobei sich die Kanäle 28, welche dem Arbeitsraum 24 zunächst liegen, gegen eine Ringnut 29 an der Umfangsfläche des Kolbenkopfes öffnen, während die Kanäle 30 der anderen Kanalreihe mit ausgeschnittenen Teilen 31 des Kolbenkopfes verbunden sind. An der Stirnseite des Kolbenkopfes ist eine Anzahl von radialen Schlitzen 32 angeordnet, und der Schieber 27 ist mit einer Eindrehung versehen, deren Länge gerade den Abstand zwischen den zunächst liegenden Kanten der Kanäle 30 und der Schlitze 32 entspricht.

Der Schieber 27 wird durch eine Feder 34 im allgemeinen in einer im wesentlichen mittleren Lage gehalten, in.welcher die Eindrehung 33 vollkommen zwischen den Kanälen 30 und den Schlitzen 32 liegt. Es ist ersichtlich, daß jede Verschiebung des Schiebers in der einen oder anderen Richtung entweder die Kanäle 30 oder die Schlitze 32 mit den Kanälen 28 in Verbindung bringt. Die Ringnut 29 im Kolbenkopf enthält eine ringförmige Packung 35, welche in ihrer Breite und Tiefe geringere Abmessungen als die Ringnut besitzt und mit der Zylinderwandung in Reibungsschluß steht. Infolgedessen hat dieser Ring das Bestreben je nach der Bewegungsrichtung des Plungers im Zylinder mit der einen oder anderen Seitenwandung der Ringnut zur Anlage zu kommen und so als Ventil zu wirken, dann einen Luftstrom von dem einen oder anderen Arbeitsraum in die ringförmige Eindrehung des Ventils freizugeben, während er einen unmittelbaren Luftübertritt von einem Arbeitsraum in den anderen verhindert.

Die Bohrung 26 ist mit dem Arbeitsraum 24 durch einen Kanal von sehr engem Querschnitt in dem Schaft 37 des Kolbenschiebers verbunden.

Unterhalb des Teiles des Kolbenkopfes, welcher an der Zylinderwandung anliegt, weist der Plunger einen Teil 38 von im ' wesentlichen konusartiger Gestaltung auf, an dessen schmälerem und dem Kolbenkopf entferntem Ende eine Schulter 39 angeordnet ist, welche ein Widerlager für eine geschlitzte nachgiebige Metallscheibe 40 als Anschlag für einen Gummiring 41 von kreisförmigem Querschnitt bildet. Der Ring 41 besitzt eine derartige Stärke, daß zwischen ihm und der Zylinderwandung ein

Spielraum offen bleibt, wenn der Ring auf der , Metallscheibe 4a auf ruht und letztere . an der ; Schulter 39 anliegt. In dem Arbeitsraum 25 ist eine i Feder.42 angeordnet und durch eine Distanzhülse j 43 abgestützt, die auf der Packung 13. ruht. Wenn die Vorrichtung zu,einem Betrag ausgezogen wird, daß die Scheibe 40 gegen die Feder 42 anliegt, wird diese Scheibe von der Schulter 39 fortbewegt und der Gummiring 41 auf der konusartigen Fläche 38 verschoben, bis er unter Dehnung an der Zylinderwandung anliegt und den Arbeitsraum 25 abschließt, so daß jeder weitere Auszug der Einrichtung unter einer Kompression der Luft in diesem Arbeitsraum vor sich geht, wodurch ein sehr schnell anwachsender Widerstand gegen einen derartigen Auszug erzeugt wird.

In der Längsrichtung der Bohrung 26 ist im Kolbenkopf eine weitere Bohrung 44 angeordnet, die sich an einem Ende gegen den Arbeitsraum 24 öffnet, und am anderen Ende geschlossen ist. In der Nähe dieses Endes der Bohrung 44 führt ein Querkanal 45 von sehr kleinem Durchmesser zur Außenseite des Plungers unterhalb der Schulter 39. Die Bohrung 44 ist außerdem mit einer Ringnut 46 verbunden, die die Bohrung 26 umgibt.

In jedem Kanal 30 ist eine mit 47 in Fig. 3 bezeichnete Einrichtung angeordnet, um eine Drehung des Plungers in dem Zylinder als Ergebnis der relativen Längsbewegung dieser Teile zu bewirken. Diese Einrichtungen bestehen im wesentlichen aus drehbaren Stopfen, die mit ihren Achsen in einer zur Achse der Gesamteinrichtung senkrecht angeordneten Ebene, jedoch abgesetzt von dieser . Achse liegen und in parallelen Ebenen zu der Längsachse etwas pendeln können, wobei sie gegen die Zylinderwandung durch Federn angedrückt 'werden. Die Arbeitsweise der Aufhängevorrichtung gemäß der Erfindung gestaltet sich wie folgt, wobei hervorgehoben, wird, daß der Arbeitsraum 25 bis zu· einem Spiegel gerade unterhalb des oberen Endes der Feder 42 mit öl gefüllt ist.

Wenn ein Fahrzeug, an welchem die xA.ufhängevorrichtung gemäß der Erfindung in mehreren Exemplaren angeordnet ist, sich in Ruhe befindet oder über eine vollkommene ebene Fläche gleitet, nehmen die Plunger in den Zylindern eine derartige Lage ein, daß der Luftdruck gerade das Gewicht des Fahrzeuges aufhebt. Wenn ein Rad gegen einen Hocker der Straßendecke schlägt und hochgehoben wird, wird der Plunger in der Aufhängevorrichtung zwischen diesem Rad und dem Fahrzeugkörper nach oben bewegt, so daß der Luftdruck in dem Arbeitsraum 24 ansteigt. Da die Bohrung 26 mit dem Arbeitsraum 24 nur durch den Kanal 36 verbunden ist, steigt der Druck in der Bohrung wesentlich langsamer an als der Druck im Arbeitsraum 24, und das Ventil 2j wird infolgedessen in die Bohrung 26 hineingedrückt. Hierdurch kann Luft aus dem Arbeitsraum 24 in den Arbeitsraum 25 über den Ring 35 eintreten, der infolge der, Aufwärtsbewegung des Plungers gegen die untere Seitenwandung der Ringnut 29 anliegt. Die Luft strömt durch die Kanäle 28, i Eindrehung 33 und Kanäle 30 in den Arbeits- !

raum 25.. Wenn -die, Verkürzung der Einrichtung aufhört, kann, die Luft nicht .auf. dem gleichen Wege in den Arbeitsraum 24 !zurückgelangen, da . der Packungsring 35 infolge .der Gegenbewegung des Plungers nach der gegenüberliegenden Seite der Ringnut 29 hinübergedrückt wird.

Der Auszug des Plungers verursacht einen Druckabfall in dem Arbeitsraum 24, der schließlich einen Betrag unterhalb des Druckes in der Bohrung 26 erreicht und damit das Ventil 27 derart umsteuert, daß die Kanäle 28 mit den Schlitzen 32 verbunden werden. Jetzt kann Luft aus dem Arbeitsraum 25 in den Arbeitsraum 24 über die Kanäle 28, Eindrehung 33 und Schlitze 32 zurückgelangen, und die Einrichtung kehrt daher in einer weichen Bewegung in ihre Ausgangsstellung zurück. Wenn ein Rad des Fahrzeuges in ein Loch oder eine Vertiefung der Straße herabfällt, bewegt sich der Plunger der Aufhängevorrichtung zwischen diesem Rad und dem Fahrzeugkörper nach unten, und der Druck im Arbeitsraum 24 fällt, so daß sich das Ventil 27 nach oben bewegt. Da der Ring 35 infolge der Plunger- . bewegung gegen die obere Wandung der Ringnut 29 gedrückt wird, kann das Medium durch diese Ringnut zu den Kanälen 28 und von hier aus durch die Eindrehung 33 und Kanäle 30 in den Arbeitsraum 24 gelangen. Wenn der Plunger seine Abwärtsbewegung beendet hat und das Bestreben hat, in seine Ausgangsstellung zurückzugehen, wird der Ring 35 zur anderen Seite der Ringnut 29 gedrückt und die Rückströmung der Luft zwischen Arbeitsraum 25 verhindert, bis der Druck in der Kammer 24 genügend hoch angestiegen ist, um das Ventil zu verschieben und so die Kanäle 28 mit den Kanälen 30 zu verbinden.

Solange die Verschiebungen des Plungers klein sind, kommt die Hubbegrenzung nicht zur Wirkung. Wenn jedoch ein Rad in ein tiefes Loch fällt oder aus irgendeinem anderen Grund ein beträchtlicher Auszug der Aufhängevorrichtung eintritt, kommt die Scheibe 40 an der Feder 42 zum Anschlag, und es wird der Ring 41 nach oben gedrückt, um zu verhindern, daß Luft aus der Kammer 25 die Kanäle 30 erreicht und so in die Kammer 24 eintritt. Bei einer Fortsetzung der Auszugsbewegung wird hierdurch ein schneller Druckanstieg in dem Arbeitsraum 25 bewirkt, durch den öl aus diesem Arbeitsraum durch die Kanäle 45 und 44 auf die Oberseite des Kolbenkopfes und zu der Bohrung 26 gedrückt wird. Das öl, welches die Oberseite des Kolbenkopfes erreicht, fließt über den gesamten Kolbenkopf und erreicht auch die Kanäle 30 und bewirkt damit eine Schmierung der Teile 47. In die Bohrung 26 gelangt öl sowohl vom Kolbenkopf her als auch über die Ringnut 46 und bewirkt so eine Schmierung des Ventils 27.

Die Erfindung ist mit den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen nicht erschöpft. Sie kann insbesondere auch auf pneumatische Stoßdämpfer oder Aufhängevorrichtungen Anwendung finden, bei denen andere Dämpfungseinrichtungen vorhanden sind. Beispielsweise können derartige Vorrichtungen in ihrem Kolbenkopf mit

einem Rückschlagventil versehen sein, durch welches Luft während des Kompressionshubes strömt, während der Auszugshub dadurch gedampft wird, daß die Luft einen Kanal verengten Querschnitts durchströmen muß, dessen unteres Ende in einem gewissen Abstand unterhalb des Kolbenkopfes angeordnet ist und bei einem bestimmten P.unkt des Hubes in ein im ringförmigen Arbeitsraum angeordnetes Ölbad eintaucht, so daß die Luft im oberen Teil ίο dieses Raumes angestaut wird und der Druck der angestauten Luft öl durch den Kanal zur Oberseite des Kolbenkopfes drückt.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Luftfederung bzw. pneumatischer Stoßdämpfer für Fahrzeuge mit einem innerhalb eines Zylinders beweglichen Plunger, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolbenkopf (12) des Plungers ein bei einer bestimmten Hubstellung mit seinem unteren Ende tn ein im unteren ringförmigen Zylinderraum angeordnetes Ölbad eintauchender Schmierkanal (44) angeordnet ist, der den Arbeitsraum oberhalb des Kolbens mit dem unteren Zylinderraum verbindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (45) des Schmierkanals (44) in einem derartigen Abstand vom Spiegel des Ölbades im unteren Zylinderraum bzw. vom Punkt der Kolbenendstellung angeordnet ist, daß beim Auszugshub des Kolbens (12) nach dem Eintauchen der Kanalmündung (45) in das ölbad der Luftdruck im unteren Zylinderraum über den Luftdruck im oberen Zylinderraum ansteigt und öl durch den Schmierkanal (44) in den Kolbenkopf und zu sonstigen zu schmierenden Teilen gedruckt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kolben (12) im unteren Zylinderraum (25) eine Absperreinrichtung (40, 41) nach Art eines Rückschlagventils angeordnet ist, welche nur nach Erreichung einer bestimmten unteren Hubstellung zur Wirkung gelangt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperreinrichtung aus einem lose beweglichen Abdichtungsring (41) besteht, der durch zweckmäßig federnde Anschläge (42) am Zylinderende in seine Abdichtungsstellung gedruckt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierkanal (44) über eine Bohrung (46) od. dgl. mit der Bohrung (26) eines im Kolben (12) angeordneten Steuerschiebers (27) in Verbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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