NO137290B - Hydraulisk, teleskopisk st¦tdemper. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en hydraulisk, teleskopisk støt-demper av den type som er angitt i ingressen til det nedenfor fremsatte krav 1.

Slike støtdempere kan benyttes for å dempe de vertikale bevegelser som et kjøretøy utsettes for i forhold til hjulene p.g.a. den fjærende opphengning av disse. Når kjøretøyet er tungt belastet, vil fjærene klemmes sammen slik at støtdemperne inntar en mer sammenpresset stilling. For at dempingen av bevegelsene til kjøretøyets karosseri skal være så god som mulig uansett hvilken belastning kjøretøyet er utsatt for, bør den dempende kraft fra støtdemperne være større ved en stor belastning enn ved en liten belastning. Det er med andre ord ønskelig at den dempende kraft i begge retninger (oppover og nedover) er større jo mer sammenpresset støtdemperen er.

Skjønt det tidligere er kjent støtdempere hvor den dempende kraft er avhengig av posisjonen til stemplet i sylinderen, så er det til nå ikke fremstilt støtdempere hvor dempekraften er høyere for begge bevegelsesretninger når støtdemperen er sammenklemt enn når den er uttrukket, og det er heller ikke tidligere kjent støt-dempere hvor de dempekrefter som skal tre i aksjon ved ulike deler av stempelslaget og i begge retninger, på enkel måte kan justeres fra utsiden.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å tilveie-bringe en støtdemper hvor dempekreftene i begge bevegelsesretninger er større jo mer sammentrykket støtdemperen er, og hvor dempekreftene som opptrer ved ulike stempelslag og i begge bevegelsesretninger kan innstilles fra utsiden.

Dette oppnås ved å utforme støtdemperen i overensstemmelse med de nedenfor fremsatte patentkrav.

For å redusere antall motstandselementer som trenges i en ens-rettet støtdemper hvor dempningen ved innover-rettet stempelslag skjer p.g.a. stempelstangens inntrengende volum og ved utover-rettet stempelslag skjer p.g.a. det dempevæske volum som forskyves av den ringformede overflate på stemplet, kan motstandselementene som virker ved det innover-rettede stempelslag og ved begynnelsen av

■det utover-rettede stempelslag kombineres slik at det utgjøres av ett enkelt motstandselement.

For å gjøre det mulig å få like store dempekrefter ved alle posisjoner av stemplet både ved innover-rettet og ved utover-rettet bevegelse og samtidig muliggjøre at de varierer lineært ved ulike stempelhastigheter, kan motstandselementene i støtdemperen formes slik at de omfatter likt utformede ventilmontasjer som hver omfatter en ventil som presses mot sitt tilforordnede ventilsete av en juster-bar fjær og en fri passasje med redusert tverrsnitt parallelt med denne ventilen.

Fordi en ventil oppviser en avtagende motstand mens en fri passasje oppviser en progressivt økende motstand, er det mulig å oppnå en nesten lineær motstand ved å kombinere disse to motstandstyper. Dette forhold utnyttes i foreliggende oppfinnelse.

Overgangen mellom de ulike virkende dempekrefter under såvel det innover-rettede som det utover-rettede stempelslag kan tre i kraft gradvis ved at den del av stemplet son vender bort fra stempelstangen er formet som én' avkortet kjegle.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse vises til nedenstående detaljerte beskrivelse av et utførelseseksempel av oppfinnelsen og til de ledsagende tegninger hvor: Fig. 1 viser et skjematisk tverrsnitt av en støtdemper i henhold til foreliggende oppfinnelse, Fig." 2 viser også et skjematisk tverrsnitt av støtdemperen i henhold til oppfinnelsen, men her i en litt avvikende utførelse, Fig. 3 viser et langsgående tverrsnitt av en støtdemper hvor passasjene og ventilene er vist mer detaljert, og Fig. 4 viser de dempende krefter som funksjon av stemplets stilling i sylinderen i en støtdemper i henhold til foreliggende oppfinnelse.

Den hydrauliske, teleskopiske støtdemper 1 vist i figur 1 er ut-styrt med et stempel 2 som kan beveges med stempelstangen 3.

Stemplet 2 deler sylinderen 1 inn i et kammer 5 ved stempelstangens side og et kammer 6 ved stemplets underside. Det sylindriske kammer 5 kommuniserer med dempevæske reservoaret 10 som er anbragt utenfor sylinderen gjennom passasjen 7 som inneholder en strupeventil 8 og forbindelséskanalen 9, reservoaret 10 kommuniserer dessuten med det sylindriske kammer 5 gjennom kanalen 11 som er forsynt med en tilbakeslagsventil 12. Det sylindriske kammer 6 kommuniserer på den ene side med reservoaret 10 over passasjen 13 med strupeventilen 14 og kanalen 15, og på den andre side over passasjén 16 med strupeventilen 17 idet selve stemplet stenger for passasjen 13 under den siste delen av stemplets innover-rettede stempelslag.

Reservoaret kommuniserer videre med det sylindriske kammer 6 over

kanalen 18 i hvilken det er arrangert en tilbakeslagsventil 19.

Det sylindriske kammer 5 har dessuten en passasje 20 som via en strupeventil 21 kommuniserer direkte med passasjen 22 som munner ut i det sylindriske kammer 6 på et sted som blir avstengt av stemplet under den siste del av dets innover-rettede stempelslag.

Virkemåten for støtdemperen blir som følger:

Det antas at støtdemperen til å begynne med befinner seg i sin helt uttrukne tilstand Når den innover-rettede bevegelse mot den stilling som er vist på fig. 1 foretas, føres dempefluidum ut av det sylindriske kammer 6 gjennom passasjen 13 og passerer gjennom strupeventilen 14 og kanalen 15.

Samtidig utøver dempefluidumet det fluidumtrykk ved hvilket ventilen 14 åpnes også på strupeventilen 17 via passasjen 16. Ventilen 17 er imidlertid justert slik at den først vil åpnes ved et noe høyere trykk enn ventilen 14 og vil derfor først bli åpnet etter at stemplet har lukket for passasjen 13, dvs. når stemplet er presset lenger ned i sylinderen enn vist på fig. 1.

Under hele det innover-rettede stempelslag vil dempefluidum fra reservoaret 10 strømmme inn i det sylindriske kammer 5 gjennom kanalen 11 og tilbakeslagsventilen 12.

Under det utover-rettede stempelslag, dvs. fra sammenpresset tilstand og ut til stillingen vist i fig. 1, tvinges dempefluidum

ut av det sylindriske kammer 5 gjennom passasjen 7 via ventilen 8

til reservoaret 10.

Samtidig utøver dempefluidumet det samme trykk på stempelventilen 21 over passasjen 20. Skjønt denne ventilen er justert slik at den vil åpnes for et lavere trykk enn ventil 8, vil ikke ventilen 21 kunne gi noen passasje av dempefluidum så lenge som utløpet av passasjen 22 i det nedre, sylindriske kammer 6 er lukket av stemplet. Først når stemplet har beveget seg opp over den viste posisjon'(fig. 1) og derved frigjør utløpet fra kanal 22, vil dem<p>efluidumet tillates å passere fra det øvre, sylindriske kammer (5) gjennom kammer 6. Underskuddet på dempevæske som vil oppstå i kammeret 6 p.g.a.

velumet til stempelstangen, vil erstattes fra reservoaret 10 gjennom kanalen 18 og tilbakeslagsventilen 19.

Arrangementet ifølge foreliggende oppfinnelse utgjør en støt-demper av den tilsiktede type idet dempekreftene i begge retninger er større i en mer sammenpresset stilling enn i en mer uttrukket stilling. Et typisk diagram over dempekraften er vist i fig. 4 hvor posisjonen til stemplet er vist grafisk langs absissen og den tilsvarende dempekraft til støtdemperen er vist langs ordinaten. Stemplets hastighet i begge bevegelsesretninger antas å være konstant mens dempekreftene under et innover-rettet stempelslag er vist under null-linjen mens dempekreftene ved et utover-rettet stempelslag er vist over null-linjen.

Kurvedelen a representerer den effektive dempekraft under den første del av et innover-rettet stempelslag og dannes av strømnings-motstanden til strupeventilen 14.

Så snart som den avkortede kjegledelen til stemplet 2 gradvis

har begynt å stenge for utløpet til kanalen 13, vil dempekraften stige som vist i fig. 4 av linjedelen é>. Så snart utløpet til kanalen 13 er blitt fullstendig lukket av stemplets sylindriske del, blir dempekraften bestemt av stempelventil 17, figur 1, som er justert til en høyere motstand, linje C i fig. 4 som angir denne del av stempelslaget.

Under det utover-rettede stempelslag vil dempekraften til å begynne med bli bestemt av motstanden 8 (fig. 4, linje d). På grunn av den koniske del 4 av stemplet blir utløpet 22 åpnet gradvis (fig. 4, linje e) og til slutt vil dempekraften bare bestemmes av strupeventilen 21 som er justert lavere som angitt i fig. 4, linje f.

I fig. 2 er det vist hvordan man prinsippielt og på enkel måte kan unngå den ene av de fire strupeventilene i fig. 1. Dette kan oppnås ved å utelate strupeventil 17 og erstatte kanalen 11 med kanal 23. Strupeventilen 12 kommer derved til å stå i samband med det nedre, sylindriske kammer 6. Den eneste ulempe som er knyttet til denne ut-førelsen er at dempekreftene under den Si£ te delen av det innover-rettede stempelslaget og den føtste delen av det utover-rettede stempelslag, tilsvarende linjene C henholdsvis d i fig. 4, ikke lenger kan justeres uavhengig av hverandre fordi de nå blir fastlagt av samme strupeventil 21. Dette vil bli vist nedenfor. Et forutbestemt forhold mellom disse dempekrefter i denne del av stempelslaget kan imidlertid fastlegges ved å velge en sgnet dimensjonering av tverrsnittet av stemplet og stempelstangen.

I utførelsen på figur 2 tvinges dempefluidum ut av det sylindriske kammer 6 gjennom kanalen 23, via strupeventilen 12 og inn i det sylindriske kammer 5 under hele det innover-rettede stempelslag. Overskudd av dempefluidum som skyldes at stempelstangen opptar en del plass i kammeret 5, flyter til å begynne med gjennom passasjen 13 og strupeventilen 14 og senere, etter at stemplet 2 har beveget seg så langt ned at det stenger for passasjen 13, gjennom passasjen 7 og strupeventilen 8 til reservoaret 10.

Under den utover-rettede bevegelse av stemplet blir virkemåten

som forklart i forbindelse med fig. 1.

Fig. 3 viser et detaljert tverrsnitt av støtdemperen i henhold

til fig. 2.

Kanalen 23 og tilbakeslagsventilen 12 er arrangert inne i stemplet 2 i fig. 3, mens tilbakeslagsventilen 19 sammen med kanalen 18 er anbragt i bunnen av sylinderen 1. Reservoaret 10 er anordnet konsentrisk omkring sylinderen 1.

Virkemåten for støtdemperen som er vist i fig, 3 tilsvarer den som er forklart i forbindelse met<f> den skjematisk fremstilte støt*

demperen i fig. 2..

For å få et mest mulig lineært forhold mellom dempekraften og stemplets posisjon, består hver enkelt strupeventil av et parallell arrangement av en fjærbelastet ventil og en passasje med et relativt lite, innsnevret tverrsnitt.

I overensstemmelse med dette er ventilen 8 forsynt med de inn-snevrede åpninger 24 og 25, og via disse kommuniserer munningen 7 direkte med reservoaret 10 via kanalen 9 selv når ventilen 8 er lukket av fjæren 26. Fjæren 26 er forspent og forspenningen kan justeres fra utsiden av støtdemperen ved hjelp av pluggen 27. På samme måte har ventilen 21 utboringer 32 og 33 med redusert tverrsnitt, og gjennom disse utboringer står munningen 20 i direkte forbindelse med munningen 22. Likeledes presses ventilen 21 mot sitt tilforordnede ventilsete av fjæren 34 som har en forspenning som lar seg justere fra utsiden av støtdemperen ved hjelp av pluggen 35..

Figur 3 viser klart at de tre strupeventilene er identiske og derfor innbyrdes utskiftbare - noe som medvirker til å redusere kost-nadene ved vedlikehold og delelager.

Uten å gå i detalj skal det gjøres klart at ved å velge ulik dimensjonering av stemplet i forhold til stempelstangen, justeringen av ventilene 8, 14, 17 og 21, posisjonen tii munningene 13 og 22, lengden av stemplets sylindriske del samt lengden av konisiteten til stemplets koniske del, så vil man få ulike kraft/vei diagrammer i fig. 4. Men uansett dimensjoneringen vil man få det felles trekk at dempningen i sammentrykket tilstand vil være større enn i uttrukket tilstand.

Dersom det er ønskelig med et symmetrisk diagram i forhold til null-linjen for dempekreftene under det innover-rettede og det utover-rettede stempelslag for støtdempere i henhold til figurene 2 og 3, kan dette teoretisk oppnås f. eks., ved at forholdet mellom stemplets aktive flater ved de to bevegelsesretninger er 1:1 samtidig som ventilene 14 og 21 er innstilt til den samme verdi.

Claims (5)

1. Hydraulisk, teleskopisk støtdemper omfattende en sylinder Cl) i hvilken et stempel (2) kan beveges av en stempelstang (3) som strekker seg gjennom sylinderens toppdeksel, hvilket stempel av-deler sylinderen i to kamre C 5_, 6) som inneholder et dempende me-dium som via et system av passasjer kan strømme fra det ene: kammer til det andre og hvor det er anordnet en beholder (lo) for dempemedium utenfor sylinderen og hvor dessuten flere av passasjene omfatter restriksjoner (8, 14, 17, 21) eller motstandselementer for å frembringe en dempende kraft under stemplets vandring, og hvor endelig minst én av kommunikasjonsåpningene til passasjene stenges av stemplet både når dette utfører et fullstendig innover-rettet stempelslag og når det utøver et fullstendig utoverrettet stempelslag, karakterisert ved at minst to restriksjoner eller motstandselementer trer i virksomhet etter tur såvel under et fullstendig innoverrettet (14, 17 fig. 1) som ved et fullstendig utoverrettet ( 8, 21 fig.l ) stempelslag, at det motstandselement (14) som fremviser den minste motstand under et innoverrettet stempelslag, settes ut av drift under den siste del av dette stempelslag, og at det motstandselement (21 ) som oppviser den laveste motstandsverdi under stemplets utoverrettede stempelslag settes ut av drift under den første del av stemplets utoverrettede stempelslag, og at overgangen mellom de to deler av stempelslagene fortrinnsvis skjer gradvis.

2. Støtdemper ifølge krav 1, karakterisert ved at de motstandselementer (17) som trer i aksjon under den siste del av det innoverrettede stempelslag og de motstandselementer (8, fig. 1) som trer i aksjon under den første del av de utover-rettede stempelslag er kombinert slik at de utgjøres av felles motstandselementer (8, fig. 2 og 3).

3. Støtdemper ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at motstandselementene (8, 14, 17, 21) består av identiske ventilarrangementer som hvert omfatter en ventil som presses mot sitt tilhørende ventilsete av en fjær og- en fri passasje med redusert tverrsnitt i parallell til ventilen.

4. Støtdemper ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at alle motstandselementene har samme kon-struksjon oq er likt dimensjonert»

5. Støtdemper ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at overgangen mellom de to deler av stempelslagene foretas gradvis' idet én del av periferien til stemplet som ligger fjernt-fra stem<p>elstangen' er formet som en avkortet kjegle.