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Hydraulischer Schwingungsdämpfer für beliebig geneigten Einbau Die
Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, insbesondere- für Straßen-und
Eisenbahnfahrzeuge, mit einem doppe@lseiti'g wirkenden;, mittels einer Kolbenstange
in einem Zylinder längs verschiebbaren Kolben und einer zusätzlichen., mit einer
der Arbeitskammern, des. Zylinders durch Ventile verbundenen Kammer.
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Esi sind bereits: Schwingungsdämpfer der oben bezeichneten Bauart
bekannt. Die meitsiten dieser Apparate weisen jedoch dien Nachteil auf, d,aß sie
in einer von der Vertikalen erheblich abweichenden Schräglagie des Zylinders. in
den Arbelitszylinder eingetretene Luftblasen nicht mehr aus. den Arbeitsräumen herauszufördern
vermögen. Insbesondere «-erden Luftblasen, welche vor dem Einbau in die Arbeitsräume
gel,an.gt sind; nicht mehr entfernt, so daß solche Apparate von Anfang an nicht
fehlerlos arbeiten können.
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Zur Vermeidung dieses Mangels werden Schw ngungsdämpfer in an sich.
bekannter Weise derart ausigebildet, daß der Zufluß der Dämpfü:nbsflüssdgkeit zum
Verdrängungsventil von der höchsten Stelle des Arbeitsraumes und der Zuffu,ß zum
Füllventil von einer möglichst tief gelegenen Stelle der zusätzlichen Verdräng-ungskam.mer
ausgeht,.
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Erfindungsigemäß erhalten nun diese Ventilie eine besondere Wirkungssweise
insofern, als das Verdrängungsventil .bei jedem Kolbenhub nur ein, begrenztes. Flü.sisi-gkei,ts-
oder Luftvolumen durchtreten läßt, um eine unerwünschte Entleerung der Arbeitskammer
zu vermeiden, und dass Füllventil als vermittels der Kolbenstanigenbeweigung reilxungsschlüssig
gesteuertes
Ventil ausgebildet ist, welches auch bei sehr kleinen Körben- und Koilben,stan@genbeweguuugen
anspricht unid die Füllwiderstände auf ein geringes Maß herabsetzt_ Die Wirkung
des. Verdrängwngsv-emtils, bei jedem Kolbenhub nur ein begrenztes Flüssigkeil.ts-
oder L.uftvolünten' durchtreten zu lassen, wird, dadurch erreicht, - da.ß ein zwvschen
zwei Ventilsitzen mit geringem Hub beweglicher Ventilkörper, beispielsweise eine
Kugel, gegen seine Führung einen, Durchflußspialt von verhältnismäßig kleinem Querschnitt
aufweist, so _däß bei einer beginnemtden Flüüss.igkeits- oder Luftbewegung dieser
Ventilkörper mitgenommen und in seiner Bewegungsirichtung gegen einen; der Ventilsitze
geidrivckt wird; womit das Ventil nach kurzer Öffnungsdauer wieder verschlossen
wird. D'äs während dieses Arbieiitsispiel,s durch dieses. Ventil hindurchtretengdle
Luft:- oder FlÜssigkeitsivolumen wird einerseits durch die Größe des Luftspaltes
zwischen Ventilkörper und Ventilführung, andererseits durch den Ventilhub zwischen
den beiden Ventilsitzen, bestimmt.
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Das Füllventil hat ganz andere ` Arbeitsjbe!dirigungen zu erfüllen
als das beaschrieibene Vordrämgungsventil. Es@ soll insbesondere während des ganzen
rückläufigen Kolbenhubes den Füllvorgang ermöglichen und dabei zur Vermeidung von
Füllungsifehlern geringste Öffnungs- und Durchflußwi,darsbäntde aufweisen. Im Gegensatz
zu den üblichen selbsttätigen federbelasteten Ventileng wird erfindungsgemäß eine
erhebliche Verbesserung erreicht durch -die Anwendung eines: reibunigsschlÜssiig
vom, der mitgenommenen Ventilkörpers, beispielsweise einer Dichtungsmanschette aus
elastischem. Werkstodf, welche bei der Bewegung der Kolbenstange in der Verdrängungsrichtung
sich auf einen Ventilsitz dichtend und die im Ventilsitz angebrachten Fülldurchlässe
verschließend anlegt, bei der entgegengesetzten Bewegung der Kolbenstange in der
Füllrichtung vom Sitz abgehoben wird und die Fülldurchlässe darin freigibt.
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In der Zeichnung Istt ein Aus-führun!gstbeispiel eines, erfindurngsgemUen
Schlvi.nigungsdämpfers dargestellt, und; zwar in Abb. i ein Länggssehni.bt durch
die ganze Schwingungsbremse und in Abb. 2 ein vergrößerter Längsschnitt .durch den
Ventilboden m.it der Darstellung der Verdirängungs-und Füllventile.
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In Abb. i ist der Arbeibs!zylinder i durch dien mit einstellbaren.
Drosselventiilen versehenen und mittels einer Kolbenstange 2 längs verschiebbaren
Kolben 3 in; die Arbeitskammern; q. und 5 aufgeteilt. An den äußeren Enden - sind
die Kammern verschlossen durch deal mit einer Dichturig versehenen Baden 6 und Iden
Ventilboden 7, an den. sich die teils mit Verdrängungsfüsisigkeit und teils durch
einen Luftraum ausgefüdlte- Kammer 8 anschließt.
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In Abib. 2 ist der Ventiil@boden in einer vergrößerten Darstellung
gezergt. Der Ventilboden i i bildet einerseits die Führung für die Kolbenstange
g, andererseits den Träger für die Verdrängungs- und Füllventile. In der dargestellten
Ausfiihrung besteht das; Verdrängungsventil aus einer Kugel 12, als Ventilkörper,
welche zwischen dien Venti!lsiitzen,13 und 15 mit geringem Hub , b2iweglich ist.
Der Ventilsitz 13 ist durch einen Kanal 14 mit der Verdrängungskammer 8 verbunden.
Der andere Ventilsitz 15 wind durch die Stirnfläche eines eingepreBtan oder eingeschraubten
Körpers 16 gebildet, in welchem als Zufluß zum Verdrängungsventil von der Kammar
5 her ein zu der höchsten Stelle dieser Kammer führ!enlder Kanal 17 angeordnet ist.
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Als Füllventil wird in dem dargestellten Ventilboden eine aus, elastischem
Werkstoff, beispielsweise Gummi, bestehende Dichtungisinanschetbe 2,o benutzt, welche
durch eine leuchte Vorspannung reibungsschlüssig m:it der Kolbenstange 2 verbundien
ist undl bei jeder Bewegung derselben nach rechts oder links mittgenommen wird.
Dar Hub dieser als Ventilkörper benutzten Dichbungsmanschette 2o ist in der Bewegung
nach rechts b-,-grenzt durch den. Ventilsitz 21, wo Sieb den F'üllkaüal 2,2 verschließt.
Zur Begrenzung der Bewegung nach links dient eine Fängerplatte 23 mit DurchlätsSenv
24..
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Zur Arbeitsvetise dieser Ventile sei voraus= geischicktt, daß bei
einer Bewegung desi Kolbens und der Kolbensitange nach rechts die Kammer 5 sich
unter einem durch die Kolbenventile geregelten Überdruck befindet. Beim Rückgang
des Kolbens wird ,die Kammer 5 praktisch id@rucklos. Bei jedem Druckwechsel in der
Kammer 5 wird die Kugel 12 dos Verdrängun:gsventilis, nach der Seite das geringeren
Druckee hinbewegt.. Befinden sich neun in der Arbeitskammer 5 Luftblasen, so werden
diese :in den Kanal 17 hineingeidrückt. Ein Teil der Luft w i:nd an der Kugel 12
vorbeitreten und durch den Sitz 13 und den Kanal 1.1: in die Verdrängungskammer
8 entweichen. Es. werden ferner geringe: Ölmengen in der Größenordnung von einigen
Tropfen mit der Luft durchtreten., jedoch ist ihr Volumen im Verhältnis zum Inhalt
der Arbeitskammern .4 und 5 sehr klein. Um die Arbeitskammern sogleich wieder aufzufüllen,
ist das Fülllventil 2o# derart ausigebiildet, daß der Ve!n:tilkörpe!r 2o. bereits
bei der kleinsten Bewegung der Kolbens!tange 2 von dieser reibungsschlÜssig mitgenommen
wird. Der Ventilkörper 2o wird damit vom Sitz z1 abgehoben und gibt den Durchfluß
22 frei,. Die Dü>xnpfungsflüüssigkeit umströmt den Ventilkörper 2o. und' tritt durch
die Bohrrungen 24. der Fängerplatte 23 in die Arbeitskammer 5 -ein-Dieser Pumpvorgang
wiederholt sich in gleicher Weise bis zur vollständigen Verdrängung von Luftblasen
aus den Arbeitskammern ,4 und 5. Die Vordrängung von Luft- und Dämpfungsflüssigkeit
durch -das Verdrängungsventil erfolgt unter verhältnismäßig hohen -Drücken. Indessen
sind die durch das Verdrängungsventil hindurchtretenden Ffiis@siglaeibsmengen saht
klein, weil zwischen dein Ventilkörper i2 und seiner Führungsböhrung nur ein sehr
kleiner Durchflußquerschni:tt besteht, welcher der Dämpfungsfiüssigkeit ausreichend
hohe
Wi-derständeentgegensetzt, um den. fast a,ugen@blicklielien
Schluß des Veirdrängungsv@en(tils. herbeizuführen. Bei der Rückwärtsbewegung der
Kolbenstange nach, links, tritt in der Kammer 5 ein Druckfall auf. Jedoch selbst
beim Auftreten, eines Unterdruckes in der Kammer 5 gegenüber dem etwa atmosphärischen
Druck in der Kammer 8 tritt ein Zurücksaugen von Luft durch das Verdrängungsventil
nicht ein., weil das geringe Druckgefälle! nicht ausreicht, um die durch Kapillarkräfte!
im Verdrängungsventil insbesondere am Umfang der Kugel festgehaltene Dämpfungsflüssigkeit
hinauszublasen. Das Druckgefälle von der Kammer 8 zur Kammer 5 wird, durch das auf
die geringste Bewegung der Kolbenstange ansprechende! Füllventil stets ausreichend
niedrig gehalten..
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Die, Erfahrung hat gezeigt, da.ß auch beispielsweise auf dem Transport
bei ungeeigneter Lagerung des Schwingungsdämpfers in die Arbeitskammer eingedrungene
größere Luftmengen in verhältnismäßig kurzer Zeit hinausgefördert werden, Es wird
ferner durch den gleichen. Pumpvorgang verhindert, daß in den Arbeitskammern. des
Schwingungsdämpfers durch die Wärmedehnung der Dämpfungsflüssigkeit störende Überdrücke
:ich bilden.
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Die Wirksamkeit des beschriebenen Dämpfers erstreckt sich auf alle
Schräglagen von der in, der Abb. i dargestellten Horizontalen A bis zu der durch
Schwenkung um goc nach unten, um das Befestigungsgelenk g erreichten Vertikalen
B.