SE463781B - Stoetdaempare - Google Patents

Description

'i OI) 465 7 grund av acceleration(-er) hos föremålet och att organet genom nämnda förskjutningsrörelse(-er) effektuerar påverkning(-ar) av mediapassagens storlek.

I en utföríngsform sker resp. förskjutningsrörelse mot verkan av en mothållskraft eller reglerkraft som vid accelerationskraftens upphörande tilldelar organet, i dess lagring, en relativ återföringsrörelse som medför att organets påverkan med hjälp av massatröghet upphör.

Uppfinningen får speciella fördelar då accelerationen sker i dämparens komprimeringsríktning och nämnda påverkan av dämpkraften kan bestå i väsentlig reducering av densama. Nämda påverkan av mediapassagens storlek kan således bestå i att passagen (en strypning) vid t.ex. nämnda säte ökar väsentligt och momentant. Påverkningen är kontrollerad eller styrd.

I en utföringsform består organet av ett i en proportionalmagnet ingåen- de ankare där magnetens utstyrningskraft är inställbar med elektriska styrsignaler och ankaret är längdförskjutbart mot verkan av utstyrnings- kraften/reglerkraften för att i regleringsfunktion för dämparens åstad- komna dämpkrafter möjliggöra lägesförskjutning relativt ett i mediapas- sagen ingående säte som är passerbart av ett av dämpkraften beroende mediaflöde. Ankaret kan därvid vara försett med eller styra en med änd- area försedd nål, varvid kvoten mellan utstyrningskraften och nålarean bestämmer storleken på ett första tryck som hela tiden utbalanserar ett i reglerfunktionen ingående och nämnda säte passerande pilotflöde så länge accelerationen inte uppträder. Nämnda första tryck kan därvid utnyttjas i en med ett längdförskjutbart organ/slid effektuerad servo- funktion, varvid det första trycket verkar på organets/slidens första ände och ett andra tryck, härrörande från tryckskillnaden mellan över- och undersidor på en dämparen tillhörande kolv, påverkar organetslsli- dens andra ände. Nämnda längdförskjutbara organ/slid kan därvid styra huvudmediaflödet via en strypning. Nämda med hjälp av trögheten i orga- net/ankaret föranleder en reducering av det första trycket, medförande att det längdförskjutbara organet/sliden väsentligt och kontrollerat ökar passagen för huvudmediaflödet. Vid accelerationens upphörande åter- går ankaret/nålen till sitt av regleringsfunktionen inställda läge med- förande en återuppbyggnad av det första trycket.

F/»l / I CS 3 4 6 gm I en ytterligare utföringsform av uppfinningen är organet anslutet till eller innefattar en kropp längdförskjutbart lagrad i och relativt kolven där den är tilldelad ett utgångsläge med hjälp av ett eller flera äter- föringsorgan som kan utgöras av en eller flera fjädrar.

Genom det föreslagna kan på ett enkelt sätt stötdämparen optimalt ut- nyttjas för att ta hand om uppträdande, speciellt kraftiga acceleratio- ner i komprimeringsriktningen. Vid körning över stenar och andra upp- skjutande föremål på körbanan förbättras fordonets köregenskaper väsent- ligt.

En för närvarande föreslagen utföringsform av en anordning som uppvisar de för uppfinningen signifikativa kännetecknen skall beskrivas i nedan- stående under samtidig hänvisning till bifogade ritningar där figur l i vertikalvy och delvis genomskärning visar en stötdäm- pares infästning i ett fordonschassie och i en hjulupp- hängningslänk med tillhörande hjul, figur Za i vertikalvy och genomskärning visar delar av stötdäm- paren enligt figuren l under ett första körfall för fordonet, figur 2b i vertikalvy och genomskärning visar motsvarande delar som i figuren 2a, men i ett annat körfall, figur 3 i diagramform visar en kraft/tid-kurva för dämpfunktion- en i stötdämparen, och figur 4 i vertikalsnitt visar ett andra utföringsexempel på att styra dämpkraftsvariationer med hjälp av trögheten i en MHSS8.

De för uppfinningen väsentligaste delarna av en stötdämpare 1 är visad i figuren 1. Ett chassie är symboliserat med 2 och stötdämparen är vid sin övre del lagrad i chassiet i en lagring la. Chassiet lagrar även en upphängningslänk 3 för ett hjul 4. Länkens lagringspunkt i chassiet är angiven med Ba. Stötdämparen är nedtill lagrad i upphängningslänken i en lagringspunkt lb. Hjulets lagringspunkt i länken är visad med 4a. En körunderlagsyta anges med 5 och ett uppskjutande hinder från ytan 5 är visat med 6. Hjulet 4 är visat i två positioner 4 och 4' där sistnämnda läge 4' avser fallet då hjulet stöter emot det uppskjutande hindret 6 (sten, järnvägsräls, etc.).

Den i utföringsexemplet angivna stötdämparen är av det slag som är styr- bar med hjälp av styrsignaler från en eller flera yttre styrenheter 7, 8, etc. Styrningen sker på elektrisk väg. Genom styrningen kan inställ- ning ske av olika dämpkrafter som stötdämparen skall kunna effektuera.

Stötdämparen innefattar en cylinder 9 och en i denna arbetande kolv 10.

Stötdämparens grunduppbyggnad kan vara av det slag som är angiven i den internationella patentansökan PCT/SE85/00120 (WO 85/04698). Kolven i en dylik stötdämpare uppvisar en eller flera genomgående kanaler ll för huvudmediaflödet. Dessutom ingår kanaler 12 för ett pilotflöde. I kolven passerar huvudmediaflödet en strypning 13 som är påverkbar med hjälp av nämnda styrsignaler I. Påverkan effektueras med hjälp av en proportio-' nalmagnet 14, vars ankare 15 bildar eller är ansluten till en nâlformad enhet 16. Proportionalmagneten innefattar på i och för sig känt sätt en lindning, bobin, m.m. Den visade stötdämparen arbetar även med servo- funktion för påverkan av huvudmediaflödet. I denna servofunktion ingår en längdförskjutbar slid 17, vilken tillsamans med proportionalmagneten är anordnad i ett utrymme 18 i kolven. Proportionalmagneten är ansluten till de yttre styrenheterna via elektriska ledare som är anordnade i en kanal i kolvens 10 kolvstäng 19. Kblven är avtätad på känt sätt mot cylinderns 9 inneryta med tätningar. Trycket ovanför kolven är angivet med Pl och trycket under kolven är angivet med P2. Kanalerna för huvud- mediaflödet är visade med större diametrar än kanalerna för pilotmedia- flödena. Kanalerna är även för tydlighetens skull visade i ett och samma plan. I utföringsexemplet fördelas kanalerna runt omkretsen pa lämpligt sätt. Kolven lO består av två eller flera delar som är sammansatta via ett delningsplan D som endast är symboliskt angivet på grund av det sätt kanalerna illustrerats på.

I utrymet 18 är anordnade tvâ fasta mellanväggar 20 och 20'. Tre olika volymer utbildas på så sätt. En varierbar första volym V1 är anordnad mellan urtagningens 18 övre ändyta och slidens 17 ovanyta. En andra varierbar volym V2 är utbildad mellan underytan på sliden 17 och mellan- 5 463 781 väggen 20'. En fast tredje volym V3 är utbildad mellan mellanväggarna 20 och 20'. Sliden är försedd med en sidourtagning l7a, till vilken huvud- mediakanalen ll är ansluten och vid vilken strypningen 13 är anordnad.

Två pilotmediakanaler är anslutna till utrymmet V1 och två pilotmedia- kanaler är anslutna till volymen V3. Backventiler eller envägsventiler 21 är anordnade i resp. pilotmediakanal. Sliden 17 är anordnad med en fjäder 22 som med sin ena ände anligger mot en yta på mellanväggen 20' och med sin andra ände anligger mot en inneryta i sliden 17. Nämnda inneryta är belägen i ett inläggningshâl för fjädern 22 i sliden 17.

Nålen 16 är lagrad i en sig tilldelad urtagning i väggen 20 och nålen 16 sträcker sig fram mot ett säte 23 utbildat i väggen 20'. Nålen och sätet bildar en strypbar passage mellan utrymen V2 och V3. Vid sin övre ände är sliden försedd med en urtagning l7b och via denna urtagning l7b och inläggningshâlet för fjädern 22 föreligger en förbindelse mellan utrym- mena Vl och V2. I utrymmet V1 föreligger ett tryck P3 som är beroende av tryckskillnaden mellan trycken på kolvens över- och undersidor. Via ur- tagningen l7b och inläggningshålet för fjädern 22 utbildas ett pilot- flöde via utrymmet V2, sätet 23 och utrymmet V3. Pilotmediakanalerna är fyra till antalet och samarbetar parvis. Då trycket Pl överstiger tryc- ket P2 utbildas pilotflödet via det första paret av pilotmediakanaler och vid omvänt tryckförhàllande mellan kolvens över- och undersidor inkopplas det andra paret pilotmediakanaler för utbíldandet av pilotflö- det. Som media kan användas hydraulolja.

Proportionalmagneten karaktäriseras av att dess ankare 15 är utstyrbart med hjälp av styrsignalen I och att ankaret är längdförskjutbart mot verkan av proportionalmagnetens utstyrningskraft. Funktionen blir pa så sätt följande. Under pågående regleringsfunktion bestäms ett tryck P4 i utrymet V2 av kvoten mellan proportionalmagnetens utstyrningskraft och arean (nàlarean) för enheten 16 (= ankare och nål). Enheten 16 utför längdförskjutningsrörelsen mot eller från sätet 23 i beroende av föränd- ringar i trycket P4. Sistnämnda tryck kan nämligen variera på grund av variationer i kolvhastigheten, vilka variationer ger olika skillnader i trycket P3. Då trycket P4 pga detta tenderar öka eller minska kan anka- ret/nålen röra sig i riktning från resp mot sätet 23 så att trycket P4 hela tiden antar sitt mot styrsignalen svarande värde. Pilotflödet genom sätet 23 blir således hela tiden utbalanserat av trycket P4 i utrymet 4-65 78? 6 V2. Enheten 16 (ankaret/nålen) står (eller rider) på pilotflödet vid sätet och pressas mot pilotflödet av utstyrningskraften. Variationer i kolvhastigheten hindras på så sätt att påverka dämpfunktionerna på ett ej önskat sätt. Reglerfunktionerna kan anordnas så att dämpfunktionerna blir oberoende av ifrågavarande parameter över hela reglerområdet eller alternativt blir beroende på ett förutbestämt sätt inom regleromràdet.

En förändrad styrsignal, dvs annat värde på styrsignalen I, föranleder en däremot svarande förändring på nämnda kvot. Trycket P4 antar ett mot förändringen svarande nytt värde som därefter kvarhålles eller förändras på ett förutbestämt sätt inom hela reglerområdet oberoende av variatio- ner i aktuell stötdämparparameter (kolvhastigheten), osv.

Trycket P4 utnyttjas även för en med sliden 17 effektuerad servofunk- tion. Slídens 17 läge bestämes med trycken P3 och P4, varvid trycket P3 bestämes av den innevarande tryckskillnanden mellan kolvens över- och undersidor, dvs. av Pl-P2 eller P2-Pl, och trycket P4 är inställbart i enlighet med ovan. Huvudmediats strypning l3 är beroende av slidens med nämnda tryck P3 och P4 bestämda läge.

En förändring av t.ex. kolvhastigheten medför tendenser till förändring av tryckskillnanden mellan kolvens över- och undersidor och därmed trycket P3. Slidens 17 självregleringsfunktion medför att styrpningens storlek förändras genom förskjutning av sliden. Förändringen av styr- ningens storlek medför att tendenserna till förändring av tryckskillna- den mellan kolvens över- och undersidor motverkas och att trycket P3 bibehålles på sitt antagna värde. Nämnda förskjutning av sliden i regle- ringsfunktionen för huvudmediat föranleder tendenser till förändring av det inställda trycket P4 i utrymmet V2. Sistnämnda tendenser motverkas i sin tur på ovan angivet sätt, osv.

Regleringsfunktionen i den visade stötdämparen innefattar således två samverkande reglersystem, ett med styrningarna påverkbart system för nämnda pilotflöde och ett självreglerande system för mediahuvudflödet.

Den i ovanstående beskrivna totala regleringsfunktionen eller regler- systemet fungerar vid normala förhållanden, t.ex. vid fordon vid normala körfall. Då emellertid häftiga accelerationer uppkommer i stötdämparen i \| .Ds -65 78": dennas komprimeringsriktning, se pilens 14 riktning, hinner reglerings- funktionen/reglingsfunktionerna inte med, utan sliden 17 blockerar kana- len ll för huvudmediaflödet. Dämpkraften från stötdämparen blir maximal och upphängningspunkten ifråga uppför sig som en stel upphängnings- punkt.

Enligt uppfinningen löses problemet genom utnyttjandet av trögheten i nálens/ankarets massa. Nålen/ankaret anordnas så att dess rörelse är påverkbar av den uppträdande accelerationskraften F i enheten 16, varvid pàverkningen utnyttjas för att minska strypningen. Minskningen sker i beroende av nämnda tröghet/acceleration och kan göras kraftig och momen- tan, och t.ex. vara så länge den häftiga accelerationen föreligger.

Genom den kraftiga minskningen av strypningen 23 sjunker trycket P4 i utrymmet V2 radikalt medförande att sliden 17 kan röra sig mot mellan- väggen 20' (se figuren l). Detta medför att den tidigare blockerade huvudmediapassagen ll öppnas helt eller delvis. En motsvarande momentan minskning erhålles således av stötdämparens effektuerade dämpkraft. I funktionen kan även trögheten hos eller accelerationskraften på sliden 17 utnyttjas för att åstadkoma den av stötdämparens regleringsfunktion icke bestämda ändringen av dämpkraften. Vid påkörningen av det uppskju- tande föremålet 6 på körbanan 5 sker en lägesförändring, eller tendens till lägesförändring, för stötdämparhuset och således även sätet 23.

Denna lägesförändring har indikerats i figurerna Za och 2b med a. Av nämnda figurer framgår även accelerationskraftens F påverkan av enhetens 16 till ett av regleringsfunktionen ej bestämt ändrat läge. Enhetens av regleringsfunktionen bestämda läge är i figuren 2a angivet med l6', medan det av regleringsfunktionen ej bestämda läget är angivet med l6".

På motsvarande sätt är lägena för sliden angivna med 17' resp l7". Den relativa förskjutningen mellan sätet (i väggen 20') och enheten 16 sker mot verkan av proportionalmagnetens 14 utstyrningskraft. Vid accelera- tionens upphörande, dvs då kraften F upphör, återföres ankaret/nålen till det av regleringsfunktionen bestämda läget enligt figuren 2a, ovs.

Den av regleringsfunktionen ej bestämda ändringen av stötdämparens dämp- kraft väljes i beroende av ankarets/nålens massa och av avstånden A och/eller B (se fig. 1) mellan lagringspunkterna för länken 3 och stöt- dämparen 1 resp länken 3 och hjulet 4. Genom länken och stötdämparens 463 78? 8 inkoppling i denna blir rörelsen på stötdämparen nedväxlad i förhållande till hjulets rörelse och nedväxlingsgraden påverkar accelerationen.

Följande förhållande gäller i varje tidsögonblick: Ftot = Freg _ (k X Facc)° dar Ftot = den totala (resulterande) kraften som verkar på nålen/ankaret.

Freg = den av regleringsfunktionen alstrade kraften. k = utgör i konstruktionen inbyggd konstant (utväxling = avståndet A/avståndet B (fíg. 1)).

FacC= accelerationskraften = Hassan x Accelerationen x utväxling/för- stärkning (t.ex. nämnda nålarea/arean på slidens 17 mot utrymet V2 vända ändyta).

Figur 3 visar kraft-/tidkurvorna för uppfinningen med 25 och utan upp- finningen med 26. Kurvan 25 visar att stötdämparkraften initialt stiger bågformigt från nollvärdet till en väsentligen horisontell kurvdel för dämpkraftens maximalvärde för att därefter långsamt avta med tiden.

Kurvan 26 innehåller initialt en kraftig topp 26a med högt dämpkrafts- värde, varifrån kurvan sjunker förhållandevis snabbt. Genom uppfinningen kan nackdelen med nämnda initiala toppvärde elimineras.

I figur 4 är delvis visat en stötdämparcylinder 27 med tillhörande kolv 28, vilken är avtätad mot cylinderns insida med en tätningsring 29.

Kolvens stång är angiven med 30. Kolven är försedd med genomgående första passager 31 och 32. I det visade funktionsfallet överstiger trycket P' på kolvens ovansida trycket P" på kolvens undersida medfö- rande att media, t.ex. hydraulolja strömmar i pilarnas 33, 34 riktning från översidan till undersidan. Mediaflödenas 33, 34 storlek bestäms av flödesstorleksbestämmande organ (schimsbrickor) 35 av känt slag, som är nedböjbara i beroende av uppträdande storlek på tryckskillnaden P'-P".

Kolven lagrar även ett av accelerationskrafter 36, 36' påverkbart organ som innefattar en kropp 37 lagrad via två eller flera element 38, 39 i .i D ...x m. "7 I ON CI! C 4 kolven 28. Resp. element sträcker sig genom ett kolven genomgående hål 40, 4l och är på kolvens ovansida utformad med utvidgade delar 38a, 39a samt på kolvens undersida med sätesdelar 38b resp. 39b. Mothållsorgan eller fjädrar 42 resp. 43 håller organet 37, 38, 39 i ett utgångsläge som föreligger så länge inga accelerationskrafter verkar på organets massa. Andra mediapassager som utbildas mellan utsidorna på elementen 38 och 39 och insidorna på hålen 40 och 41 är i utgångsläget stängda (al- ternativt öppnade i förutbestämd utsträckning). Vid uppträdande på orga- nets massa verkande accelerationskrafter (= funktionstillståndet i fig. 4) längdförskjuts organet i sin lagring i kolven och passagerna vid sätena 38b, 39b öppnas (ändras/ökas). Andra mediapassager 44, 45 utbil- das (ändras/ökas) mellan över- och undersidorna på kolven. Då accelera- tionskrafterna upphör återföres (längdförskjutes tillbaka) organet 37, 38, 39 av fjädrarna 41, 42, osv. Stötdämparen är även utrustad med en andra uppsättning flödesstorleksbestämande organ (schimsbrickor) 35' som styr flödet 33', 34' i två eller flera ytterligare kolven 28 genom- gående passager 3l', 32' då trycket P" överstiger trycket P'. Styrning- en effektueras i beroende av den uppträdande tryckskillnaden P"- P'. Även detta tryckskillnadsfall eller denna dämpriktning kan tilldelas en ej visad massa eller kropp som motsvarar massan eller kroppen 37 och som då lagras i kolven 28 på motsvarande sätt med element och fjädrar som motsvarar elementen 38, 39 och fjädrarna 42, 43.

Med uttrycket momentan påverkan enligt ovan avses en hastigt övergående påverkan, som är fullt kontrollerad eller styrd i den effektuerade dämp- kraftspåverkningsfunktionen. Den senare kan t.ex. inkopplas l-10% av den totala dämpeffektueringstiden. Det flödesstorleksbestämmande organet eller kroppen måste uppvisa en med accelerationen påverkbar massa som antar värden om ett tillräckligt antal gram och uppåt. Organ och kroppar med mycket liten massa (t.ex. delar av l gram) är ej användbara eller lämpliga i samanhanget.

Uppfinningen är inte begränsad till den i ovan såsom exempel visade utföringsformen utan kan underkastas modifikationer inom ramen för efterföljande patentkrav och uppfinningstanken.

Claims (10)

465 781 /0 PATENTKRÅV

1. Stötdämpare (1) för föremål, t.ex. ett hjul (4), och arbetande med dämpfunktion som är varierbar med hjälp av ett organ som bestämmer storleken på en mediapassage mellan över- och undersidor på en dämparen tillhörig kolv, k ä n n e t e c k n a d därav, att organet är anordnat att med hjälp av trögheten hos en massa, och/eller trögheten hos en till organet ansluten kropp, utföra relativ förskjutningsrörelse i sin lag- ring då på massan verkande accelerationskraft uppträder på grund av acceleration hos föremålet, att organet är anordnat att utföra sin för- skjutningsrörelse i beroende av en kontrollerad eller styrd påverkan, och att organet vid nämnda förskjutningsrörelse effektuerar påverkningen av mediapassagens storlek.

2. Stötdämpare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d där- av, att förskjutningsrörelsen(-erna) sker mot verkan av en mothållskraft eller reglerkraft som vid accelerationskraftens upphörande tilldelar organet, i dess lagring, en relativ återföringsrörelse som medför att organets påverkan med hjälp av sin massatröghet upphör.

3. Stötdämpare enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a df därav, att organet består av ett i en proportionalmagnet (14) ingående ankare (l5) där magnetens utstyrningskraft är inställbar med elektriska styrsignaler (I) och ankaret (15) är längdförskjutbart mot verkan av utstyrningskraften/reglerkraften för att i regleringsfunktion- en för dämparens effektuerade dämpkrafter möjliggöra lägesförskjutning relativt ett i mediapassagen ingående säte (23) som är passerbart av ett av dämpkrafterna beroende mediaflöde.

4. Stötdämpare enligt patentkavet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d därav, att nämnda acceleration sker i dämparens komprimerings- riktning (24) och att nämda påverkan av dämpkraften består i väsentlig reducering av densama. 'x ll .- ff 6 ES

5. Stötdämpare enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d därav, att nämnda påverkan är effektuerbar genom att passagen (en strypning) vid nämnda säte (23) ökar väsentligt som funktion av nämnda acceleration.

6. Stötdämpare enligt något av patentkraven 3, 4, 5, k ä n n e - t e c k n a d därav, att ankaret (15) är försett med eller styr en med ändarea försedd nål (16) och att kvoten mellan utstyrníngskraften och nålarean bestämer storleken på ett första tryck (P4) som hela tiden utbalanserar ett i reglerfunktionen ingående och nämnda säte (23) passe- rande pilotflöde så länge acceleration inte uppträder.

7. Stötdämpare enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k n a d där- av, att nämnda första tryck (P4) utnyttjas även i en med ett längdför- skjutbart organ/slid (17) effektuerad servofunktion, varvid det första trycket (P4) verkar på organets/slidens första ände och ett andra tryck (P3), härrörande från tryckskillnaden (P1-P2, P2-Pl) mellan över- och undersidor på en dämparen tillhörande kolv påverkar organets/slidens andra ände, varjämte det längdförskjutbara organet/sliden (17) styr huvudmediaflödet via en strypning (13).

8. Stötdämpare enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d där- av, att nämnda påverkan föranleder en reducering av det första trycket, medförande att det längdförskjutbara organet/sliden väsentligt ökar passagen (13) för huvudmedíaflödet.

9. Stötdämpare enligt patentkravet 7 eller 8, k ä n n e t e c k - n a d därav, att vid accelerationens upphörande ankaret/nålen återgår till sitt av regleringsfunktionen inställda läge medförande en återupp- byggnad av det första trycket (P4).

10. Stötdämpare enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d där- av, att organet är anslutet till eller innefattar en kropp längdför- skjutbart lagrad i och relativt kolven där den är tilldelad ett utgångs- läge medelst ett eller flera återgångsorgan, t.ex. i form av en eller flera fjädrar. -41 nu a-à