NL9002878A - Twee-pijpsschokdemper. - Google Patents

Description

Titel: Twee-pijpsschokdemper.

De uitvinding heeft betrekking op een twee-pijpsschokdemper omvattende: - een oliereservoir tussen een werkcilinder en een buitenpijp, - een zuiger die verplaatsbaar is in de werkcilinder, - één of meer in de zuiger aangebrachte boringen die deverbinding vormen tussen de ruimtes boven en onder de zuiger, - een terugslagopstroomklep die deze boringen bij de inwaartseslag van de zuigerstang kan vrijgeven voor verplaatsing vanolie vanaf de ruimte onder de zuiger naar de ruimte boven dezuiger, - een holle zuigerstang die zich naar het boveneinde van dewerkcilinder uitstrekt, - een bodemplaat die de schokdemper afsluit, - een tussen de zuiger en de bodemplaat binnen de werkcilinderaangebrachte schijf die is voorzien van één of meer boringen, - een terugslagopstroomklep voor regeling van de opgaande stroomdoor de boringen in de schijf, - een centrale buis die zich door de zuiger in de holle zuiger¬stang en door de schijf uitstrekt, - een aan het ondereinde van de werkcilinder aangebrachtegeregelde eerste dempklep, - en een onder de eerste dempklep aangebracht regelmechanisme omde door de genoemde eerste dempklep veroorzaakte stromings-weerstand te regelen.

Een dergelijke schokdemper is bekend uit de internationale octrooiaan¬vrage No. PCT/NL 89/00016 op naam van Koni B.V.

De belangrijkste voordelen van deze bekende demper zijn dat deschokdemping in hoofdzaak onafhankelijk is van de zuigersnelheid en datéén enkel regelmechanisme de demping bij ingaande en uitgaande slagregelt. Een nadeel is echter dat het volledige slagvolume aandempervloeistof via de centrale buis moet worden verplaatst naar de inéén richting werkende dempklep die zowel de demping van de uitgaande alsvan de ingaande slag voor zijn rekening neemt. Bij elke slag stroomt eengroot deel van de cilinderinhoud naar het reservoir en terug. Vooral hetop correcte wijze terugstromen beperkt de maximaal bereikbarezuigersnelheid waarbij de demper nog optimaal functioneert, terwijl ookde afmetingen van de zuiger en de zuigerstang aan beperkingen zijn onderworpen.

De uitvinding beoogt deze nadelen te vermijden en een in de aanhefaangeduide schokdemper te verschaffen die ook bij zeer hogezuigersnelheden nog goed funktioneert, en waarbij aan de afmetingen vanzuiger en zuigerstang geen beperkingen behoeven te worden opgelegd.

Volgens de uitvinding is de in de aanhef genoemde twee-pijpsschokdemperhiertoe gekenmerkt doordat genoemde aan het ondereinde van dewerkcilinder aangebrachte eerste dempklep uitsluitend voor de dempingvan de inwaartse slag van de zuigerstang bestemd is, doordat in dezuiger een geregelde tweede dempklep is aangebracht bestemd voor dempingvan de uitwaartse slag van de zuigerstang en doordat de regeldruk voorde tweede dempklep via de centrale buis van gering doorsnede-oppervlakwordt beheerst door genoemd regelmechanisme.

Deze constructie kan onder gebruikmaking van ongeregelde standaardaf¬metingen en onderdelen relatief klein worden gebouwd.

Het regelmechanisme kan verschillende uitvoeringen hebben. De voorkeurverdient een servomechanisme met een regelzuiger die is aangebracht ineen bekrachtigingskamer die is voorzien van een verbindingsopening naarhet oliereservoir, van welke opening de doorlaat wordt bepaald door deelectromagnetisch geregelde stand van het kleplichaam van een servoklep,waarbij de centrale buis aan zijn ondereinde via een nauwe boring in deregelzuiger van het servomechanisme in verbinding staat met de be¬krachtigingskamer .

Door de verbinding van het ondereinde van de centrale buis met de regel¬zuiger van het servomechanisme wordt de geleiding van die buis vanzijdelingse krachten ontlast en wordt de regelzuiger beter geleid entegen kantelen behoed.

Bij voorkeur is het kleplichaam van de servoklep verbonden met eenomhoog en omlaag beweegbare spoel die zich binnen een axiale permanentemagneet bevindt waarbij electrische leidingen en aansluitingen aanwezigzijn om de spoel te verbinden met een regeleenheid die de electrischestroom naar de spoel in afhankelijkheid van uitwendige metingen regelt.

Om de spoel op eenvoudige wijze te kunnen bekrachtigen wordt het klep- lichaam van de servoklep omhoog belast door bladveren die tevens deeluitmaken van de electrische leidingen naar de spoel.

Voor de in de zuiger aangebrachte tweede dempklep zijn verschillendeuitvoeringen mogelijk. De voorkeur verdient een uitvoering waarbij dezetweede dempklep bestaat uit een schuif die verplaatsbaar is aangebrachtin een cilindrische kamer in de zuiger, waarbij in de wand van diecilindrische kamer één of meer zijkanalen zijn aangebracht die de ruimteboven de omlaag bewogen schuif kunnen verbinden met de ruimte onder dekring boringen, waarbij de zuiger één of meer gaten heeft die de ver¬binding vormen tussen de ruimte boven de zuiger en de schuif, waarbij deschuif één of meer boringen heeft die de verbinding vormen tussen deruimtes boven en onder de schuif, en de ruimte onder de schuif via éénof meer radiale boringen in de zuigerstang en de ruimte tussen de hollezuigerstang en de centrale buis in verbinding staat met de centralebuis.

Bij een variant bestaat de genoemde tweede dempklep uit een op eenschuif aangebrachte afzonderlijke klep, welke schuif verplaatsbaar isaangebracht in een cilindrische kamer in de zuiger, waarbij in de wandvan die cilindrische kamer één of meer zijkanalen zijn aangebracht diede ruimte onder de dempklep permanent verbinden met de ruimte onder dekring boringen, en de zuiger één of meer gaten heeft die de verbindingvormen tussen de ruimte boven de zuiger en de dempklep, en waarbij deruimte onder de schuif via één of meer radiale boringen in de zuiger¬stang via de ruimte tussen de holle zuigerstang en de centrale buispermanent in verbinding staat met de centrale buis.

Het kleplichaam van de eerste dempklep kan zijn uitgevoerd in de vormvan voorgespannen veren stalen schijven waarvan de voorspanning door deregelzuiger wordt bepaald.

De uitvinding zal nu aan de hand van de figuren nader worden toegelicht.

Figuur 1 toont een doorsnede van een eerste uitvoering.

Figuur 2 toont in doorsnede een gedeelte van een tweede uitvoering.

De in figuur 1 getoonde uitvoering omvat een binnenpijp die de werk-cilinder 1 vormt, een buitenpijp 2, een zich tussen de binnen- en buitenpijp bevindend oliereservoir 3, een in de werkcilinder op en neerverplaatsbare zuiger 4, een holle zuigerstang 5, een bodemplaat 6 die deschokdemper afsluit, een aan het ondereinde van de werkcilinderaangebrachte schijf 7* een centrale buis 8 die door de zuiger steekt enzich tot in de holle zuigerstang uitstrekt, en nader te beschrijven dooreen servomechanisme te regelen dempkleppen.

In de zuiger 4 is een buitenste kring boringen 9 en een binnenste kringboringen 10 aangebracht. De buitenste kring boringen vormt de verbindingtussen de ruimte onder de zuiger en de ruimte boven de zuiger. Doormiddel van een terugslagopstroomklep 11 kan deze verbinding voor op¬waartse oliestroming (bij inwaartse slag van de zuiger) worden vrijgegeven.

In de zuiger 4 is een voor demping van de uitwaartse slag bestemdedempklep aangebracht in de vorm van een schuif 12. De ruimte onder deschuif staat via radiale boringen 13 in de zuigerstangwand permanent inverbinding met de holte in de zuigerstang. De binnenste kring boringen10 in de zuiger 4 vormt de verbinding tussen de ruimte boven de zuiger 4en de ruimte boven de schuif 12. De schuif 12 wordt door een veer 14 vanbeperkte voorspanning opwaarts belast. In de schuif is een nauwe boring15 aangebracht die in verbinding staat met de binnenste kring boringen10 in de zuiger. In de ruimte onder de buitenste kring boringen 9 zijnkanalen 16 aangebracht die bij omlaag verplaatsen van de schuif 12 deverbinding vormen tussen de ruimte boven de schuif en de ruimte onder deboringen 9·

In de schijf 7 is een stel boringen 17 aangebracht die de verbindingvormt tussen de ruimtes boven en onder de schijf. De ruimte onder deschijf 7 staat via kanalen 18 in verbinding met het oliereservoir 3· Eenterugslagopstroomklep 19 is aan de bovenzijde van de schijf gemonteerd.

De centrale buis 8 steekt met speling door een centraal gat 20 in deschijf 7 en is bij zijn ondereinde verbonden met een regelzuiger 21 dieverplaatsbaar is in een bekrachtigingskamer 22. Aan de bovenzijde staatde bekrachtigingskamer via een nauw kanaal 23 in de regelzuiger 21 inverbinding met de centrale buis. De regelzuiger wordt door een op debodem van de bekrachtigingskamer rustende veer 24 opwaarts belast.

In de bodem van de bekrachtigingskamer 22 is een opening 25 uitgespaard, waarvan de doorlaat wordt bepaald door de stand van een kleplichaam 26van een servoklep. Dit kleplichaam wordt opwaarts belast door stroom-geleidende bladveren 27, die zijn aangesloten op een electrische gelei¬der 28 naar een aansluitpen 29 en op een omhoog en omlaag beweegbarespoel 30 die is geplaatst binnen een axiale permanente magneet 31· Deaansluitpen 29 vormt tijdens bedrijf de aansluiting met een niet weerge¬geven regeleenheid die de electrische stroom naar de spoel in afhanke¬lijkheid van uitwendige metingen (bijvoorbeeld van de frequentie van debeweging van het niet af geveerde deel van een auto) regelt. Onder debodem van de bekrachtingskamer 22 bevindt zich een ruimte 32 die via éénof meer kanalen 33 in verbinding staat met het oliereservoir 3·

De dempklep 3^ voor de inwaartse slag is uitgevoerd in de vorm vanvoorgespannen verenstalen schijven die op een zitting op de onderzijdevan de schijf 7 kunnen aangrijpen.

In geval van een uitwendige demperslag, waarbij de zuiger 4 omhoogbeweegt, werkt de schokdemper als volgt:

De dempervloeistof stroomt door de boringen 10 in de zuiger 4 naar debovenzijde van de als schuif 12 uitgevoerde dempklep. Een klein gedeeltevan deze vloeistof komt via de boring 15 in de schuif 12 in de ruimteonder de schuif 12 terecht en stroomt vervolgens via de radiale boringen13, de ruimte tussen de centrale buis 8 en de binnenwand van de zuiger-stangholte naar de centrale buis 8. De aldus ontstane geringe volume-stroom kan door het servokleplichaam 26, waarvan de stand door bekrach¬tiging van de spoel 30 is in te stellen, worden geregeld. In geval hetservokleplichaam 26 zich in de sluitstand bevindt, zal de druk in decentrale buis en onder de schuif 12 oplopen tot de uitwaartse dempdruken zal de schuif 12 niet naar beneden bewegen. De demping is maximaal.In geval het servokleplichaam 26 zich in de geheel open stand bevindtzal de geringe volumestroom zich via de centrale buis 8, het kanaal 23,de bekrachtigingskamer 22, de opening 25 in de bodem van de bekrachti-gingskamer, de ruimte 32 en het kanaal 33 naar het oliereservoir 3kunnen verplaatsen. Er bouwt zich in de centrale buis 8 en onder deschuif 12 niet of nauwelijks druk op, waardoor de schuif tegen de slappeveer 14 in omlaag beweegt en de zijkanalen 16 vrij geeft. De olie kan nuvanaf de ruimte boven de zuiger 4 via de boringen 10, de ruimte boven deomlaag bewogen schuif 12, de zijkanalen 16 en via de ringvormige ruimteonder de boringen 9 en de boringen 9 naar de ruimte onder de zuiger 4 stromen. De demping wordt bepaald door de drukval over de zijkanalen 16en is minimaal.

Bij elke positie van het servokleplichaam 26 tussen de geheel open standen de geheel gesloten stand hoort een positie van de schuif 12 en duseen drukvalwaarde over de zijkanalen 16. Deze laatste drukvalwaardebepaalt de druk in de ringvormige ruimte boven de zuiger en dus dedemping. Het zal duidelijk zijn dat bij omhoog bewegende zuiger olie uithet reservoir 3 via de kanalen 18, boringen 17 en de opstroomklep 19 inde ruimte onder de zuiger wordt aangevuld.

In geval van een inwaartse demperslag zal olie vanuit de ruimte onder dezuiger 4 via de boringen 9 en de opstroomklep 11 naar de ruimte boven dezuiger worden verplaatst en een met het volume van de zuigerstangslagcorresponderende hoeveelheid olie via het centrale gat 20, de dempklep34 en de kanalen 18 naar het oliereservoir 3 worden verplaatst. Omdat dedruk boven de zuiger gelijk wordt aan de druk onder de zuiger, zal erweer een geringe hoeveelheid olie via de binnenste kring boringen 10, deboring 15 in de schuif 12, de radiale boringen 13, de ringvormige ruimtetussen de centrale buis 8 en het binnenoppervlak van de zuigerstangholtenaar de centrale buis 8 stromen en vanuit die buis via het kanaal 23 inde bekrachtigingskamer 22 terecht komen. Door de druk in die bekrachti-gingskamer met behulp van de door bekrachtiging van de spoel 13 in testellen stand van het servokleplichaam 26 te regelen, wordt de drukonder de regelzuiger 21 en dus de voorspanning van de dempklep 34 gere¬geld. Hiermede wordt rechtstreeks de inwaartse dempkracht beheerst.

Het zal duidelijk zijn dat door het regelen van de stand van één enkelservokleplichaam 26 door het meer of minder electrisch bekrachtigen vande spoel 30 zowel de inwaartse als uitwaartse demping wordt geregeld.Bij inwaartse en uitwaartse beweging van de zuigerstang 5 stroomt olienaar de bekrachtigingskamer 22 en de hoeveelheid daarvan wordt bepaalddoor de dempdruk en de afmetingen van de nauwe boring 15 (restrictie) inde schuif 12.

De spoel 30 is door middel van de bladveren 27 opgehangen. De kracht¬lijnen van de permanente axiale magneet 31 verlopen zodanig dat de spoel30 afhankelijk van de via de electrische verbindingen 29, 28, 27 veroor¬zaakte bekrachtiging meer of minder omlaag of omhoog wordt bewogen. Hetservokleplichaam 26 heeft een zodanige vorm dat het meer of minder afsluiten van de bekrachtigingskamer 22 nauwkeurig geregeld kan worden.

In figuur 2 zijn functioneel equivalente onderdelen met hetzelfde ver-wijzingscijfer aangeduid. De schuif 12 is niet meer van een nauwe boringvoorzien, doch de drukvereffening tussen de cilinderruimte boven dezuiger en de ruimte onder de schuif 12 vindt plaats via een boring ofboringen 15A in de zuigers tang, de holte in de zuigers tang 5 en deboringen 13 in de zuigerstang. De zijkanalen 16 hebben een zo grotedoorsnede dat zij geen invloed meer hebben op de demping. Tussen debovenzijde van de schuif 12 en een deel van de zuiger 4 is een dempklep12A aangebracht, waarvan de stand wordt bepaald door de stand van deschuif 12, die op zijn beurt wordt bepaald door het servokleplichaam 26.De openingen 16 vormen een permanente verbinding tussen de ruimte onderde dempklep 12A en de ruimte onder de buitenste kringgaten 9· De dempingvan de uitwaartse slag wordt bepaald door de drukval over de dempklep12A.

De belangrijkste voordelen van de uitvinding zijn: - dat de demper ook bij zeer hoge zuigersnelheden goed funktioneert - dat de centrale buis 8 een geringe doorsnede heeft en slechtsgeringe demperolievolumes (regelvolumestroom) deze buispasseren (bijvoorbeeld 1 cm3 in plaats van 8 cm3 per 1 cmverplaatsing) en bij gevolg de doorsnede afmetingen van dezuigerstang 5 tot standaardafmetingen kunnen zijn teruggebracht - dat de dempingskarakteristieken voor de in- en uitwaartse slagafzonderlijk zijn te beheersen.

Een bijkomend voordeel van de getoonde constructie is dat de centralebuis 8 is gekoppeld aan de regelzuiger 21 waardoor de geleiding van diebuis is ontlast van zijdelingse krachten en de regelzuiger beter wordtgeleid terwijl kantelen van die regelzuiger wordt verhinderd.

Wezenlijk voor de uitvindingsgedachte is dat met behulp van één enkelregelmechanisme zowel de aan het ondereinde van de werkcilinder aange¬brachte dempklep voor demping van de inwendige slag van de zuigerstangals de in de zuiger aangebrachte dempklep voor demping van de uitwendigeslag van de zuigerstang geregeld kan worden.

De getoonde uitvoeringen zijn slechts voorbeelden. Verschillende varian¬ten zijn mogelijk. Bijvoorbeeld zouden in plaats van een schuif 12 of de dempklep 12A andere dempklepconstructies kunnen worden gekozen waarmeede regeloliestroom vanaf de ruimte boven de zuiger naar de bekrachti-gingskamer geregeld kan worden. Voorts zou in plaats van de getoondedempklep 3^ een schuif kunnen worden toegepast die één of meer in dewand van een geleiding aangebrachte openingen kan afsluiten, vrij gevenof gedeeltelijk vrij geven. Ook voor het regelmechanisme zijn verschil¬lende varianten denkbaar.

Claims (8)

1. Twee-pijpsschokdemper omvattende: - een oliereservoir (3) tussen een werkcilinder (1) en eenbuitenpijp (2), - een zuiger (4) die verplaatsbaar is in de werkcilinder, - één of meer in de zuiger aangebrachte boringen (9) die deverbinding vormen tussen de ruimtes boven en onder de zuiger, - een terugslagopstroomklep (11) die deze boringen bij de in-waartse slag van de zuigerstang kan vrij geven voor verplaat¬sing van olie vanaf de ruimte onder de zuiger naar de ruimteboven de zuiger, - een holle zuigerstang (5) die zich naar het boveneinde van dewerkcilinder (1) uitstrekt, - een bodemplaat (6) die de schokdemper afsluit, - een tussen de zuiger (4) en de bodemplaat (6) binnen de werk¬cilinder (1) aangebrachte schijf (7) die is voorzien van éénof meer boringen (17). - een terugslagopstroomklep (19) voor regeling van de opgaandeoliestroom door de boringen (17) in de schijf (7), - een centrale buis (8) die zich door de zuiger (4) in de hollezuigerstang (5) en door de schijf (7) uitstrekt, - een aan het ondereinde van de werkcilinder aangebrachtegeregelde eerste dempklep (3*0, - en een onder de eerste dempklep (3*0 aangebracht regelmecha¬nisme om de door de genoemde eerste dempklep veroorzaaktestromingsweerstand te regelen, met het kenmerk, dat genoemde aan het ondereinde van de werkcilinderaangebrachte eerste dempklep (3*0 uitsluitend voor de demping van deinwaartse slag van de zuigerstang (5) bestemd is, dat in de zuiger (k)een geregelde tweede dempklep (12, 12A) is aangebracht bestemd voordemping van de uitwaartse slag van de zuigerstang (5) en dat de regel¬druk voor de tweede dempklep (12, 12A) via de centrale buis (8) vangering doorsnede-oppervlak wordt beheerst door genoemd regelmechanisme.

2. Twee-pijpsschokdemper volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hetregelmechanisme een servomechanisme is met een regelzuiger (21) die isaangebracht in een bekrachtigingskamer (22) die is voorzien van eenverbindingsopening (25) naar het oliereservoir, van welke opening de doorlaat wordt bepaald door de electromagnetisch geregelde stand van hetkleplichaam (26) van een servoklep, en dat de centrale buis (8) aan zijnondereinde via een nauwe boring (23) in de regelzuiger (21) van hetservomechanisme in verbinding staat met de bekrachtigingskamer (22).

3. Twee-pijpsschokdemper volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat decentrale buis (8) bij zijn ondereinde is verbonden met de regelzuiger(21) van het servomechanisme.

4. Twee-pijpsschokdemper volgens conclusie 2 of 3. met het kenmerk, dathet kleplichaam (26) van de servoklep is verbonden met een omhoog enomlaag beweegbare spoel (30) die zich binnen een axiale permanentemagneet (31) bevindt, waarbij electrische leidingen en aansluitingen(29, 28, 27) aanwezig zijn om de spoel te verbinden met een regeleenheiddie de electrische stroom naar de spoel in afhankelijkheid vanuitwendige metingen regelt.

5. Twee-pijpsschokdemper volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat hetkleplichaam (26) van de servoklep omhoog wordt belast door bladveren(27) die tevens deel uitmaken van de electrische leidingen naar degenoemde spoel (30).

6. Twee-pijpsschokdemper volgens één van de conclusies 2 t/m 5. met hetkenmerk, dat de genoemde tweede dempklep bestaat uit een schuif (12) dieverplaatsbaar is aangebracht in een cilindrische kamer in de zuiger (4),dat in de wand van die cilindrische kamer één of meer zijkanalen (16)zijn aangebracht die de ruimte boven de omlaag bewogen schuif kunnenverbinden met de ruimte onder de kring boringen (9)* dat de zuiger (4)één of meer gaten (10) heeft die de verbinding vormen tussen de ruimteboven de zuiger (4) en de genoemde schuif (12), dat de schuif één ofmeer boringen (15) heeft die de verbinding vormen tussen de ruimtesboven en onder de schuif, en dat de ruimte onder de schuif via één ofmeer radiale boringen (13) in de zuigerstang (5) en de ruimte tussen deholle zuigerstang (5) en de centrale buis (8) permanent in verbindingstaat met de centrale buis.

7. Twee-pijpsschokdemper volgens één van de conclusies 2 t/m 5» met hetkenmerk, dat de genoemde tweede dempklep bestaat uit een op een schuif(12) aangebrachte afzonderlijke klep (12A), welke schuif verplaatsbaaris aangebracht in een cilindrische kamer in de zuiger (4), dat in de wand van die cilindrische kamer één of meer zijkanalen (16) zijn aange¬bracht die de ruimte onder de dempklep (12A) permanent verbinden met deruimte onder de kring boringen (9), dat de zuiger (4) één of meer gaten(10) heeft die de verbindingen vormen tussen de ruimte boven de zuiger(4) en de genoemde dempklep (12A), en dat de ruimte onder de schuif viaéén of meer radiale boringen (13, 15A) in de zuigers tang (5) via deruimte tussen de holle zuigerstang (5) en de centrale buis (8) permanentin verbinding staat met de centrale buis (8).

8. Twee-pijpsschokdemper volgens één van de voorgaande conclusies, methet kenmerk, dat het kleplichaam van de eerste dempklep (34) is uitge¬voerd in de vorm van voorgespannen verenstalen schijven waarvan devoorspanning door de regelzuiger (21) wordt bepaald.