SE440942B - Stotdempare, exempelvis for motorfordon - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 7806718-8 2 nade att bibringa de stötdämpande elementen en initial- spänning.

Fördelarna med stötdämparen enligt uppfinningen ligger i dess enkla konstruktion, i att någon risk för ventilhaveri ej föreligger och att vid ökning av belast- ningen det uppstår en successiv ökning av reaktionskraf- ten, varigenom åstadkommes en jämn körning även då for- donet är överlastat, varvid reaktionskraften förelig- ger hela tiden, vilket är mycket betydelsefullt i sam- band med långa kurvor.

Ytterligare en annan fördelaktig utföringsform av enligt uppfinningen kännetecknas därav, som är avsedda att bibringa de stötdämpan- stötdämparen att organen, de elementen nämnda initialspänning, är anordnade på sådant sätt, att initialspänningen kommer att ligga i mitten av området för slagrörelsen.

Detta medför den fördelen, att vid en uppåtriktad slagrörelse de nedersta stötdämpande elementen icke kommer att vara lösa och vice versa. Det är väsentligt, att under såväl uppåt- som nedåtriktade slagrörelser energi upptages från början av slagrörelsen.

Utformningen av dessa metallskivor enligt uppfin- ningen ger - i kombination med den valda formen på de stötdämpande elementen - den fördelen, att dessa element kommer att böjas utåt, då de utsättes för tryck, var- igenom de sålunda icke kommer att bukta inåt och an- pressas mot kolvstången.

Ytterligare en annan fördelaktig utföringsform av stötdämparen enligt uppfinningen kännetecknas därav, att de stötdämpande elementen är anordnade på tätande vis på skivorna och att ett utrymme, som avgränsas av cylindern och de stötdämpande elementen med skivorna, är fyllt med en viskös vätska, varvid kanaler är bil- dade mellan skivornas kanter och cylindern.

Genom den viskösa vätskans fram- och åtnrqâvndu rörelse och strypningen i kanalen mellan cylinderväg- gen och kanterna på metallskivorna kommer en ytterli- 10 15 20 25 30 35 7806718-8 3 gare mängd energi att tillintetgöras så att stötdämpa- .lrens energiupptagande förmåga ökas.

Förutom den ovan beskrivna energiupptagningseffekten kommer närvaron av den viskösa vätskan att medföra, att värme, som alstras av de stötdämpande elementen, då stöt- dämparen är i funktion, genom utvecklande av hysteresvärme i materialet hos de stötdämpande elementen, överföres via vätskan till cylinderväggen, som i sin tur avger detta värme genom konvektion och/eller strålning. Stötdämparens temperatur kommer sålunda att stiga mindre vid användning av stötdämparen och dennas livslängd kommer att bli längre.

Genom att kolvens rörelse pressar vätskan genom kanalen mellan cylinderväggen å ena sidan och kolven och metall- skivan å andra sidan, kommer stötdämparens absorptions- förmåga att ökas kraftigt, eftersom vätskan måste pressas längs raden av skivor. vid kraftiga, häftiga stötar ökas absorptionen ytterligare, eftersom vätsketrycket på de stötdämpande elementen motverkar deformering av dessa.

Uppfinningen medför sålunda den fördelen, att förutom de gynnsamma egenskaper, som uppnås medelst gummidelarna, absorptionen kan ökas kraftigt genom närvaron av den vis- kösa vätskan. Dessutom är det möjligt, att öka eller mins- ka absorptionen genom att variera avståndet mellan ski- vorna och cylindern å ena sidan och cylinderväggen å andra sidan. Absorptionen kan även ökas eller minskas genom att vätskans viskositet ändras.

Det må påpekas, att användning av en viskös vätska i stötdämpare är i och för sig tidigare känt, såsom vid "Koni-stötdämpare". Dessa är behäftade med den nackde- len, att, då den använda cylindern uppvisar en orund- het av endast ett par hudradels millimeter,energiab- sorptionen avtager mycket kraftigt, varvid tillverk- ningen måste vara mycket exakt och sålunda blir kom- plicerad och kostsam. Denna typ av stötdämpare är dess- utom icke försedd med stötdämpande organ av gummi utan utnyttjar helt och hållet vätska, varvid cylindern är 10 15 25 30 35 7806718-8 4 fylld med vätska, som vid verkan av en stöt pressas genom små hål, varigenom en stötdämpande effekt ernås. En stöt- att den dämpare av detta slag har vidare den nackdelen, är komplicerad till sin konstruktion och under sådan lång- varig, ensriktad belastning, som föreligger, då fordonet gör en lång sväng, något motstånd icke längre âstadkommes, varvid ventilen kommer att göras obrukbar vid en eventuell kraftig stöt.

Vid föreliggande uppfinning erfordras emellertid icke någon större precision och ett.avstånd av l mm mellan me- tallskivorna och den inre cylinderväggen är tillräckligt för att det runt hela cylindern skall bildas en kanal av en halv millimeter, som icke behöver exakt i motsats till den tätning, som är nödvändig vid hittills utnyttjade stötdämpare, som arbetar enbart med vätska. Vid stötdämpa- ren enligt uppfinningen strömmar vätskan genom kanalen vid varje sida, så att en kaskadeffekt åstadkommes, medan vid de kända stötdämparna, exempelvis en Koni-stötdämpare, vätskan emellertid måste pressas genom en enda kanal, som av detta skäl måste utformas mycket noggrant.

En fördelaktig utföringsform av stötdämparen enligt uppfinningen kännetecknas därav, att kanalerna mellan cy- lindern och skivans kant har olika bredd, som är vald på sådant sätt, att den kanal, som är närmast kolven, är bre- dast, medan kanalbredden blir mindre mot cylinderändarna.

Sålunda är det möjligt att i än högre grad variera den eftersträvade energiupptagningen.

En annan fördelaktig utföringsform av stötdämparen enligt uppfinningen kännetecknas därav, att det utrymme, som är beläget på kolvens från kolvstången vända sida och inuti de stötdämpande elementen och innanför fästdelen, är ett slutet utrymme. Detta utrymme kommer sålunda att komprimeras, då kolven rör sig i riktning bort från nämn- da initialspänningsorgan, varigenom ytterligare vnvrgíab- sorption kommer att ske. Då kolven rör sig i motsatt rikt-" ning och passerat mittläget, kan ett vakuum uppstå i ut- rymmet, vilket medför upptagning av energi, eftersom detta 10 15 20 25 30 35 7806718-8 5 vakuum måste övervinnas under kolvens vidare rörelse i denna riktning. Det är möjligt, att fylla detta utrymme med under tryck stående gas. Härigenom kan stötdämparens energiupptagande förmåga påverkas. Det är vidare möjligt att det slutna utrymmet kommunicerar via en kanal i kol- ven med utrymmet pà kolvens mot kolvstángen vända sida och atmosfären via spelrummet mellan kolvstången och tillslutningsorganet, om den ovan beskrivna ytterligare energiabsorptionseffekten icke önskas.

En annan fördelaktig utföringsform av stötdämparen enligt uppfinningen kännetecknas därav, att kanalen mel- lan skivan och cylindern är mindre på den ena sidan om kolven än på den andra sidan om kolven, så att en inåt- gående och en utåtgående slagrörelse av kolven medför olika energiupptagningsgrad.

En ytterligare fördelaktig utföringsform av stötdäm- paren enligt uppfinningen kännetecknas därav, att ett stöt- dämpande element är monterat tätande mot tillslutningsor- ganet. Detta medför den fördelen, att kolvstången icke be- höver vara tätande monterad. Denna tätning är en sårbar punkt vid hittills utnyttjade stötdämpare.

Sålunda uppnås genom föreliggande uppfinning en stöt- dämpare, som är reglerbar med avseende på den önskade energiabsorptionen antingen genom reglering av mängden viskös vätska i utrymmet mellan de stötdämpande elemen- ten och cylinderväggen eller genom reglering av gastrycket i det avskilda utrymmet på kolvens från kolvstången vända sida inuti de stötdämpande elementen.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar, som visar såsom icke begränsande exempel några utföringsformer av stötdämparen enligt uppfinningen. Fig l är en längdsektionsvy, som vi- sar stötdämparen enligt uppfinningen. Pig 2 är en längd- sektionsvy, som visar två stötdämpande element och en mellan dessa anordnad metallskiva. Fig 3 är en längd- sektionsvy, som visar en annan utföringsform av stötdäm- .RÛOR Winfrey 7 10 15 20 25 30 35 806718-8 6 paren enligt uppfinningen, och fig 4 är en längdsektions- vy, som visar en med en shuntledning försedd stötdämpare enligt uppfinningen.

I fig l visas en cylinder l, som är försedd med en pressdel 2 vid sin ena ände och vid sin andra ände med en skruvgängning, vid vilken ett med skruvgängning utfor- mat tillslutningsorgan 3 är anordnat. Cylindern har en kolv 4, som medelst en kolvstång 5 är ansluten till ett fästorgan 6. Vid uppfinningen avses med "kolv" icke en kolv med tätande passning utan en rörlig bärande centrum- platta. På ömse sidor om kolven 4 är anordnade stötdäm- pande element av gummi, som tjänstgör såsom buffertorgan och har en form av en ihålig, avplanad kon. De på ritningen visade buffertelementen 7 är på den ena sidan om kolven 4 åt det ena hållet och på den andra sidan kolven 4 åt motsatt håll. Detta är emellertid icke nödvän- vända vända digt, Mellan buffertelementen är anordnade metallskivor 8, av vil- ka en visas i sektion i fig 2.Vid monterinqen av stötdämpa- utan buffertelementen kan vara vända åt samma håll. ren enligt uppfinningen skjuter buffertelementen 7 ut från cylindern delst skruvgängningen, varigenom initialspänningen kan innan tillslutningsorganet 3 skruvas fast me- inställas vid inskruvning av tillslutningsorganet. Före- trädesvis inställes initialspänningen på sådant sätt, att den kommer att ligga i mitten av omrâdet för slagrörelsen.

Antalet buffertelement, som skall staplas, är beroende av den slaglängd, som skall uppnås. För varje speciell an- vändning (belastning, önskad slagrörelse) kan en stötdäm- pare med lämpliga egenskaper konstrueras. Den stötdämpan- de verkan vid stötdämparen enligt uppfinningen baseras på energiupptagning genom omvandling av rörelseenergi då buffertelementen 7 buktar ut. buktning korrelerad till den valda materialkvaliten ger till värme, Denna ut- upphov till en fjäderkraft, som är liten 1 förhållande till stötkraften. Sålunda uppnås en mycket god stötupp- štagningsförmåga vid konstruktionen enligt uppfinningen.

Ju större slagrörelsen är, desto mer energi absorberas. 10 15 20 25 30 35 7806718-8 7 I fig 2 visas en metallskiva 9, som har uppdragna kan- ter 10, som i praktiken kan vara ca 2 mm långa. I mitten av metallskivan 9 är en vulst 11 utformad, varvid kanten kring den centrala borrningen är ombockad på sådant sätt, att det bildas en kant l2, som omsluter insidan av uet stötdämpande elementets 7 mindre, övre parti, I fiq 2 visas hur metallskivans 9 utformning medger inneslutning av buffertelementen 7 vid dessas övre och nedre ände på sådant vis, att böjning utåt och inåt förhindras. Hålig- heten i buffertelementet är nödvändigt för att möjliggöra buktning av väggen, varvid elementens konicitet väljes så, att en buktning utåt erhålles, eftersom stången i annat fall skulle fastklämmas. Genom modifiering av väggtjock- leken och val av olika materialkvalitet är det möjligt att åstadkomma buffertelement med olika absorbtionsegen- skaper, vilket må beaktas vid konstruktion av olika slag av stötdämpare för olika typer av fordon.

I fig 3 visas en cylinder l med en fästdel vid den ena änden och en skruvgängning vid den andra änden, vid vilken ett med en skruvgängning utformat tillslutningsorgan 3 är anordnat. I cylindern är monterad en kolv 4, som medelst en kolvstång 5 är ansluten till ett fästorgan 6. Med "kolv" avses vid föreliggande uppfinning icke en kolv med tät pass ning utan en rörlig bärande centrumplatta. Stötdämpande element av gummi är anordnade på ömse sidor om kolv n 4, vilka element tjänstgör såsom buffertorgan och här füïmvfi av en ihålig avplanad kon. Såsom visas på ritningen är buf- fertelementen 7 vända åt motsatta håll på ömse sidor om kolven 4, vilket emellertid icke är nödvändigt, då buffert- elementen 7 även kan riktas åt samma håll. Mellan buffert- elementen är anordnade metallskivor 9, av vilka en visas i sektion i fig 2. Vid monteringen av stötdämparen enligt uppfinningen skjuter buffertelementen 7 utanför cylindern, innan tillslutningsorganet 3 inskruvas medelst skruvgäng- ningen, varigenom en önskad initialspänning kan inställas vid fastskruvningen av tillslutningsorganet. Företrädesvis inställes initialspänningen på sådant vis, att den kommer POOR QUÄLITY 10 15 20 25 30 35 7806718-8 8 att ligga i mitten av området för slagrörelsen. Antalet buffertelement, som skall staplas, är beroende av den slag- rörelse, som eftersträvas. Med avseende på olika använd- ningstillfällen (belastning, önskad slaglängd) kan stöt- dämparen ges önskade egenskaper. Stötdämpningseffekten vid stötdämparen enligt uppfinningen är baserad på energiupp- tagning genom omvandling av rörelseenergi till värme, då buffertelementen 7 tryckes utåt. Denna uttryckning korre- lerad till den valda materialkvaliten medför en fjäder- kraft, som är liten i förhållande till stötkraften. Sålunda uppnås utmärkta absorbtionsegenskaper vid konstruktionen enligt uppfinningen. Ju större slagrörelsen är, desto mer absorberas. som är beläget mellan cylindern l GCh dß 3 och 8, är energi Utrymmet 13, stötdämpande elementen 7 med fästorganen 2, fyllt med en viskös vätska, varigenom kolvens 4 fram- och âtergående rörelse förorsakar extra strömning i den viskö- sa vätskan. Stötdämparanordningen enligt uppfinningen fun- gerar på följande sätt. Om kolven 4 i fig 3 förflyttas åt vänster, kommer vätskan i utrymmet 13 att röra sig från den vänstra delen av utrymmet 13 till dettas högra del.

Under denna rörelse kommer den viskösa vätskan att pres- sas genom utrymmet mellan cylinderväggen l och ytterkan- ten på metallskivorna 8 med den uppdragna kanten 10. För exaktare âskådliggörande av denna rörelse och bättre för- ståelse av uppfinningen kan utrymmet 13 tänkas vara uppde- lat i ett antal fack, som vart och ett avgränsas av cylin- dern l på ena sidan och ett av de stötdämpande elementen 7 med metallskivorna 8 på den andra sidan. I fig 3, där en stötdämpare med åtta stötdämpande element 7 visas, är fack eller 13.1, 13.2, åt vänster, utrymmet l3 sålunda indelat i åtta fack. Dessa sektioner kan numreras från vänster till höger: l3,3 etc upp till 13.8. Om kolven 4 förflyttas hoppressas facken l3.l-13.4 och facken 13.5-13.8 vidgas.

Exempelvis kommer facket l3.l att reduceras med en volym V. Om de till vänster om kolven 4 belägna elementens 7 sam- manpressninq är lika för varje element, kommer facken PÖR WÜÄHW w 15 20 25 30 35 7806718-8 9 13.1-13.4 att reduceras med en lika stor volym V. Detta medför, att vid facket 13.1 måste en volym V pressas mel- lan cylindern l och skivan 8 med den uppdragna kanten 10.

Emellertid måste även facket 13.2 reduceras med en volym V.

Då en volym V pressas från facket 13.1 till facket 13.2, måste en volym 2V pressas från detta fack till facket l3.3.

Då detta fack i sin tur reduceras med en volym V, måste en volym 3V pressas in i facket 13.4. Genom samma kaskad- princip kommer en volym 4V att pressas runt kolven 4 till facket 13.5 på höger sida om kolven 4. Detta fack kommer emellertid att ökas med samma volym V, när kolven 4 föres åt vänster. Eftersom en mängd vätska 4V pressas från facket 13.4 till facket 13.5, kommer emellertid en- dast en volym 3V att pressas in i facket 13.6. Enligt sam- ma kaskadprincip kommer sålunda en volym av 2V resp lv att inpressas i facken 13.7 och 13.8. Då kolven 4 där- efter förflyttas från sitt ändläge, som den intagit till följd av rörelsen åt vänster, ät höger, kommer den ovan be- skrivna processen att ske i motsatt riktning.

Genom den fram- och âtergående rörelsen av den viskösa vätskan och pressandet av denna i kanalen mellan cylinder- väggen 1 och de uppdragna kanterna l0 kommer en extra mängd energi att upptagas, varigenom stötdämparens energiupptag- ningseffekt ökas.

Förutom den ovan beskrivna energiupptagningseffekten medför närvaron av den viskösa vätskan även, att värme, som alstras av buffertelementen 7 under stötdämparens verksam- het, genom utveckling av hysteresvärme i det valda buffert- materialet, kommer att överföras via denna vätska till cy- linderns l vägg, via vilken detta värme avges genom konvek- tion och/eller strålning. Stötdämparens temperatur kommer sålunda att stiga mindre under användning av den och stöt- dämparens livslängd kommer att förlängas.

Det är vid föreliggande uppfinning även möjligt att öka eller minska kanalen mellan cylindern l och skivans 8 upp- dragna kant 10 alltefter den önskade energiupptagningen.

Det kommer emellertid alltid att vara möjligt att välja 7806718-8 10 15 20 25 30 35 10 storleken på kanalen med stor tolerans, så att det icke krävs någon precisionspassning eller dimensionsexakthet mindre än 0,1 mm. Normalstorleken på kanalen kommer att vara omkring 0,5 mm. Om så önskas, kan kanalens bredd även anpassas till den mängd vätska, som skall förflyttas, så att det parti av kanalen, som är beläget närmast kolven 4, också kommer att vara störst. Eftersom utrymmet 15 är full- ständigt tillslutet vid samtliga sidor, är läckage av den viskösa vätskan icke möjlig. Genom att utrymmet 13 fylles helt eller endast delvis med viskös vätska, är det möjligt att påverka stötdämparens energiupptagande förmåga.

En annan möjlighet att påverka stötdämparens energi- upptagande förmåga är att utnyttja kompressionen av luft i utrymmet l4, som är beläget på höger sida om kolven 4 (fig 3) och inuti buffertelementen 7 och innanför fästde- len 2. Utrymmet 14 är även helt tillslutet. Om kolven 4 förflyttas åt höger, kommer detta utrymme att hoppressas, varigenom ytterligare energiupptagning kommer att ske. När kolven förflyttas åt vänster och har passerat mittläget, kan vakuum uppstå i utrymmet 14, vilket kommer att ge upp- hov till energiupptagning, eftersom detta vakuum måste övervinnas, då kolven 4 fortsätter sin rörelse åt vänster.

Genom att utrymmet 14 fylles med gas under tryck, kan stöt- dämparens energiupptagande förmåga påverkas. Om så önskas, kan utrymmet l4 anslutas via en kanal, som upptages i kol- ven 4, med utrymmet på vänster sida om kolven 4 (fig 3), varigenom utrymmet l4 via spelrummet mellan kolvstången 5 och tillslutningsorganet 3 sålunda kommer att kommuni- cera fritt med atmosfären, varigenom den ovan beskrivna energiupptagningseffekten icke sker.

I fig 4 visas en utföringsform av stötdämparen enligt uppfinningen, varvid utnyttjas en shuntledning 16 med en reglerventil 17. Shuntledningen 16 ansluter stötdämparens båda ändar på sådant vis, att den viskösa vätskan kan strömma från det komprimerade utrymmet till det vidgade utrymmet med mycket litet tryckfall. Härigenom kommer kas- kadeffekten att delvis reduceras, varigenom stötdämparens Qïšmg - -zçëfiš 10 7806718-8 ll flexibilitet ökas. Medelst reqlerventilen 17 är det möjllut att anpassa qraden av ökad-flexibilitet hos stötdämparnn.

Sålunda blir det även möjligt att anpassa stötdämparens energiupptagning. Härigenom har âstadkommits en stötdäm- pare, som kan anpassas till både höqenergiupptaqning - vid ett tungt lastat fordon - och för låqenergiupptagning - vid lätt lastat fordon. Om så önskas, kan reglerventilen 17 in- ställas efter önskemål genom fjärrmanövrering. Det inses, att uppfinningen icke är begränsad till de ovan beskriv- na utföringsformerna utan att ett flertal olika modifi- kationer är möjliga inom ramen för föreliggande uppfin- ning. íqga QUALH3Y_ a

Claims (11)

10 15 20 25 30 7806718-8 12 PATENTKRAV

1. Stötdämpare, exempelvis för motorfordon, vilken omfattar en cylinder (1), en i cylindern rörlig kolv (4), en med kolven förbunden kolvstång (5), som sträcker sig ut ur cylindern, och stötdämpande element (7), som är placerade efter varandra i oylinderns längdriktning, varvid det finns åtminstone två element på ömse sidor om kolven, k ä n n e t e c k n a d därav, att varje stötdämpande element (7) har formen av en ihålig kropp, som är öppen vid över- och undersidan och har ellips-, polygon- eller cirkelformad tvärsektion,att den övre ytan har mindre yttre tvärsektion än den nedre ytan och intill varandra liggande kroppar är likformigt inställda, och att mellan två intill varandra liggande kroppar är anordnade cirkulära metallskivor (8), vilka var och en i sitt yttre parti har ett urtag för inne- slutning av ett ändparti av en stötdämpande kropps större, nedre del och vilka var och en i sitt inre parti har ett motsatt riktat urtag för inneslutning av ett ändparti av en stötdämpande kropps mindre, övre del.

2. Stötdämpare enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att organ (3) är anordnade att bibringa de stötdämpande elementen en initialspänning.

3. Stötdämpare enligt patentkravet 2, k ä n n e - t e c k n a d därav, att organen (3), som är avsedda att bibringa de stötdämpande elementen (7) nämnda initialspänning, är anordnade på sådant sätt, att initialspänningen kommer att ligga i mitten av området för slagrörelsen.

4. Stötdämpare enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t o c k n n d därav, att de stötdämpande elementen är anbragta på tätande vis på skivorna (8) och att ett utrymme (l3), som avgränsas av cylindern (l) och de stötdämpandc elcmonfwn (7) mad 10 15 20 25 30 35 7806718-8 13 skivorna (8), är fyllt med en viskös vätska, varvid kanaler är bildade mellan skivornas (8) kanter (10) och cylindern (1).

5. Stötdämpare enligt patentkravet 4, t e c k n a d därav, att kanalerna mellan cylindern (l) och skivans (8) kant (10) har olika bredd, som är vald på sådant sätt, att den kanal, som är närmast kolven (4), är bredast, medan kanalbredden blir mindre k ä n n e - mot cylinderändarna.

6. Stötdämpare enligt patentkravet 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att det utrymme (14), som är beläget på kolvens (4) från kolvstàngen (5) vända sida och inuti de stötdämpande elementen (7) och innanför fästdelen (2), är ett slutet utrymme.

7. Stötdämpare enligt patentkravet 6, k ä n n e - t e c k n a d därav, att utrymmet (14) är fyllt med en gas under tryck.

8. Stötdämpare enligt patentkravet 6, t e c k n a d därav, att det slutna utrymmet (14) kommunicerar via en kanal (15) i kolven (4) med utrym- met på kolvens (4) mot kolvstången (5) vända sida k ä n n e - och atmosfären via spelrummet mellan kolvstången (5) och tillslutningsorganet (3).

9. Stötdämpare enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att kanalen mellan skivan (8) och cylindern (1) är mindre på den ena sidan om kolven än på den andra sidan om kolven, så att en inåtgående och en utàtgàende slag- rörelse av kolven medför olika energiupptagningsgrad.

10. Stötdämpare enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att ett stötdämpande element (7) är monterat tätande mot tillslutningsorganet (3).

ll. Stötdämpare enligt något av de föregående därav, att patentkraven, k ä n n e t e c k n a d en shuntledning (16) med en reglerventil (l7) är an- emil QÜÄNT ordnad mellan stötdämparens båda ändar.