DE1056879B

DE1056879B - Liquid shock absorber and its filling procedure

Info

Publication number: DE1056879B
Application number: DEL19044A
Authority: DE
Inventors: Hans Walter Loeckmann
Original assignee: HANS WALTER LOECKMANN
Current assignee: HANS WALTER LOECKMANN
Priority date: 1954-06-09
Filing date: 1954-06-09
Publication date: 1959-05-06

Description

Flüssigkeitsstoßdämpfer und Verfahren zu seiner Füllung In Flüssigkeitsstoßdämpfern kommt der Wechselwirkung zwischen der in ihnen befindlichen Dämpfungsflüssigkeit (Öl) und dem hin- und herbeweglichen Kolben, der zumeist mit ventilbeaufschlagten Drosselöffnungen versehen und/oder im Stoßdämpferzylinder mit einem ringförmigen Durchflußspalt eingepaßt ist, ausschlaggebende Bedeutung zu. Da die Kolbenstange bei den auftretenden Kolbenbewegungen verschieden weit in den Stoßdämpferraum hineinragt, mithin mehr oder weniger Dämpfungsflüssigkeit verdrängt, sind solche Stoßdämpfer zumeist mit einer Gasfüllung versehen, die den Ausgleich dieser Volumenschwankungen durch Kompression und Expansion des Gases bewirkt.Liquid shock absorber and method of filling it in liquid shock absorbers comes the interaction between the damping fluid in them (Oil) and the reciprocating piston, which is mostly valved Throttle openings provided and / or in the shock absorber cylinder with an annular Flow gap is fitted to be of crucial importance. As the piston rod protrudes differently into the shock absorber chamber when the piston moves, thus more or less damping fluid is displaced, are such shock absorbers mostly provided with a gas filling that compensates for these volume fluctuations caused by compression and expansion of the gas.

Das wechselseitige Verhalten der gasförmigen und flüssigen Medien im Stoßdämpfer unter wechselnden Temperatur- und Druckbedingungen verändert häufig dessen Dämpfungseigenschaften. In dieser Hinsicht wirkt sich insbesondere die zwischen beiden Füllmedien bestehende Tendenz zur Schaumbildung ungünstig aus. Letztere hat man bei bestimmten Stoßdämpferbauarten insofern zu berücksichtigen versucht, daß man die Kolbenfunktion des Stoßdämpfers unter Zugrundelegung eines dauernd gleichförmigen und gleichmäßigen Flüssigkeits-Gas-Schaumes errechnete. Diese Voraussetzung trifft jedoch in der Praxis nicht zu, da unter den dauernd variierenden Druck- und Temperaturverhältnissen einerseits ein dauernder Übergang zwischen dem in der Flüssigkeit in kleinen Blasen verteilten Gas und dem in ihr gelösten Gas in beiden Richtungen stattfindet und andererseits auch Gasblasen in der Flüssigkeit aufsteigen, die sich dann in den oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegenden Räumen ansammeln.The mutual behavior of gaseous and liquid media changes frequently in the shock absorber under changing temperature and pressure conditions its damping properties. In this regard, the between both filling media have an unfavorable tendency towards foam formation. The latter has one tries to take into account with certain types of shock absorbers that the piston function of the shock absorber based on a permanently uniform and uniform liquid-gas foam. This requirement is met however, this is not the case in practice because of the constantly varying pressure and temperature conditions on the one hand, a permanent transition between that in the liquid in small bubbles distributed gas and the gas dissolved in it takes place in both directions and on the other hand, gas bubbles also rise in the liquid, which then move into the Build up spaces above the liquid level.

Um die vorerwähnten Schwierigkeiten in Hinblick auf die Erzielung einer hinreichend konstant bleibenden Dämpfungswirkung zu vermeiden, wird daher im Stoßdämpferbau zumeist angestrebt, die vorerwähnte Schaum- bzw. Gemischbildung zu unterbinden. Dafür sind verschiedene Maßnahmen und Mittel vorgeschlagen worden, wie beispielsweise die Anordnung besonderer Gaskammern, in die die Flüssigkeit ohne Turbulenz eintreten soll, oder aber die Anordnung von Prallblechen und Sieben, mit denen der gleiche Zweck verfolgt wurde. Auch hat man zwischen den beiden Füllmedien von Stoßdämpfern bereits Trennmittel vorgesehen, beispielsweise Diaphragmen oder Trenn kolben. Vorgeschlagen wurde ferner, das Füllgas in verformbaren Behältern, beispielsweise in Gummi blasen unterzubringen. Auch ist schon der Vorschlag gemacht worden, das Füllgas in Form von zahlreichen, oft mikroskopisch kleinen, expandierbaren und komprimierbaren Bläschen innerhalb eines verformbaren, festen Körpers unterzubringen, und zwar in Gestalt von expandierbaren und komprimierbaren Zellkörpern aus Gummi oder Kunststoff, die in geeigneter Größe und Gestalt im Stoßdämpferraum statt des hier sonst vorhandenen, aus atmosphärischer Luft bestehenden Gaskissens angeordnet wurden.To the aforementioned difficulties in terms of achievement To avoid a sufficiently constant damping effect is therefore In shock absorber construction mostly aimed at the aforementioned foam or mixture formation to prevent. Various measures and means have been proposed for this purpose, such as the arrangement of special gas chambers in which the liquid without Turbulence should occur, or the arrangement of baffles and sieves, with which the same purpose was pursued. You also have between the two filling media already provided by shock absorbers separating means, for example diaphragms or Separating piston. It was also proposed that the filling gas be in deformable containers, for example, to accommodate bubbles in rubber. The proposal has also already been made the filling gas in the form of numerous, often microscopic, expandable and compressible vesicles within a deformable, solid body, namely in the form of expandable and compressible cell bodies made of rubber or plastic that is appropriately sized and shaped in the shock absorber compartment instead of the arranged here otherwise existing gas cushions consisting of atmospheric air became.

Schließlich ist es bei Flüssigkeitsstoßdämpfern auch nicht mehr neu, das Füllgas unter einem hohen Druck von beispielsweise 20 Atmosphären zu stellen, um auf diese Weise das Druckgas nicht nur zum Ausgleich des variablen Kolbenstangenvolumens, sondern zugleich auch als Federungsorgan verwenden zu können, das im Sinne einer pneumatischen Federung wirkt und das Bestreben hat, die Kolbenstange ständig auszutreiben, d. h.. das Fahrzeugrad dauernd auf den Boden bzw. die Fahrbahn zu drücken. Bei solchen mit unter hohem Druck stehenden Gas gefüllten Stoßdämpfern ist auch schon vorgeschlagen worden, das Gas in flüssigem. oder festem Aggregatzustand in den Stoßdämpfer einzubringen und die Druckgaserzeugung unter Anwendung von Wärme oder chemische Reaktion mit der Stoßdämpferflüssigkeit zu bewirken. Bei diesen Stoßdämpferbauarten mit Druckgasfüllung steht aber das Druckgas in ständiger unmittelbarer Berührung mit der Dämpfungsflüssigkeit, so daß auch hier wieder die eingangs erwähnten, auf die Schaum-bzw. Gemischbildung zurückzuführenden Schwierigkeiten, im Hinblick auf die Erzielung einer rnöglichst gleichbleibenden Dämpfungscharakteristik bestehen.After all, it is no longer new with liquid shock absorbers, to put the filling gas under a high pressure of, for example, 20 atmospheres, In this way, the compressed gas is not only used to compensate for the variable piston rod volume, but at the same time to be able to use it as a suspension element, in the sense of a pneumatic suspension works and strives to constantly drive out the piston rod, d. h .. to press the vehicle wheel continuously on the ground or the roadway. In such shock absorbers filled with gas under high pressure has also been proposed been turning the gas into liquid. or solid state of aggregation in the shock absorber and the generation of pressurized gas using heat or chemical reaction effect of the shock absorber fluid. With these shock absorber types with compressed gas filling but if the pressurized gas is in constant direct contact with the damping fluid, so that here again the aforementioned, on the foam or. Mixture formation attributable difficulties, with a view to achieving as much as possible consist of constant damping characteristics.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsstoßdämpfer zu schaffen, der die den. vorbekannten bzw. vorgeschlagenen Stoßdämpfern anhaftenden Mängel nicht aufweist, hingegen deren Vorzüge in sich vereinigt. Das wird ausgehend von einem Flüssigkeitsstoßdämpfer mit in einem Zylinder verschiebbaren Dämpfungskolben und einem im Zylinder angeordneten, verformbaren Zellkörper, der in seinen Zellen Gas enthält, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das in den Zellen des Körpers befindliche Gas in an sich bekannter Weise unter hohem, auch bei ausgefahrenem Dämpfungskolben noch einen Überdruckergebenden Druck steht. Während die Anordnung und das Einbringen von Zellkörpern, in deneu sich das eingeschlossene Gas unter normalem Druck befindet, in Stoßdämpfern verhältnismäßig einfach ist, müssen zur Anordnung und zum Einbau von erfindungsgemäß beschaffenen, also mit Gas von hohem Überdruck gefüllten Zellkörpern besondere Vorkehrungen getroffen w-erden. Je nach den Eigenarten der in den Stoßdämpfern unterzubringenden Zellkörper ist auch deren Verhalten sehr verschieden. Es wird am besten charakterisiert durch das zum Einbringen der Zellkörper in die Stoßdämpfer jeweils angewendete Verfahren. Im allgemeinen wird dabei so vorgegangen, daß die Zellkörper in unfertigem Zustand in den Stoßdämpfer gebracht und anschließend darin aufgebläht werden. Das kann im einzelnen auf sehr verschiedene Weise geschehen.The invention is now based on the object of a liquid shock absorber to create who the den. previously known or proposed shock absorbers adhering Does not have defects, but combines their advantages. That will be starting out from a liquid shock absorber with damping pistons that can be displaced in a cylinder and a deformable cell body which is arranged in the cylinder and which is contained in its cells Contains gas, achieved according to the invention in that that in the cells of the body located gas in a known manner under high, even with extended damping piston there is still a pressure generating overpressure. During the arrangement and the bringing in of cell bodies in which the trapped gas is under normal pressure, Relatively simple in shock absorbers, must be arranged and installed of cell bodies constructed according to the invention, that is to say filled with gas at high excess pressure special precautions must be taken. Depending on the peculiarities of the shock absorbers The cell bodies to be accommodated also have very different behavior. It will best characterized by that for introducing the cell bodies into the shock absorbers procedures used in each case. In general, the procedure is such that the Cell bodies in an unfinished state placed in the shock absorber and then in it become bloated. This can be done in very different ways.

Ein einfaches Verfahren zum Einbringen solcher Körper besteht beispielsweise darin, einen fertigen thermoplastischen, Gas unter normalem Druck enthaltenden Zellkörper auf einen Bruchteil seines Volumens zu komprimieren, ihn in diesem Zustand durch Unterkühlung zu fixieren und ihn danach in den Stoßdämpfer einzubringen, worauf der Zellkörper im Dämpfer zusammen mit den anderen darin angeordneten Körpern dicht verschlossen, auf Normal- bzw. Betriebstemperatur zurückgebracht und dabei wieder verformbar wird, so daß schließlich das in seinem Inneren in Bläschen komprimierte Gas seinen Überdruck auf den übrigen Inhalt des Stoßdämpferraumes zur Wirkung bringt. Während der Arbeitsweise des Stoßdämpfers expandiert und komprimiert der Zellkörper im Rhythmus der Kolbenbewegungen. Das vorerwähnte Beispiel läßt erkennen, daß durch Variieren der relativen Volumina, beispielsweise der Stellung der Kolbenstange bei der Füllung und dem Verschluß des Stoßdämpferraumes in Abhängigkeit von der jeweiligen Beschaffenheit des Zellkörpers und der Art seines Einbringers die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers in weiten Grenzen variiert werden kann.There is, for example, a simple method for introducing such bodies therein, a finished thermoplastic cell body containing gas under normal pressure to compress it to a fraction of its volume, it in this state by To fix hypothermia and then bring it into the shock absorber, whereupon the cell body in the damper together with the other bodies arranged therein tightly closed, brought back to normal or operating temperature and again becomes deformable, so that finally compressed into bubbles in its interior Gas brings its overpressure to the rest of the content of the shock absorber space. During the operation of the shock absorber, the cell body expands and compresses in the rhythm of the piston movements. The above example shows that through Varying the relative volumes, for example the position of the piston rod at the filling and the closure of the shock absorber space depending on the respective The nature of the cell body and the nature of its introducer, the damping characteristics the shock absorber can be varied within wide limits.

Ein weiteres Verfahrensbeispiel für das Einbringen erfindungsgemäß beschaffener Zellkörper in Stoßdämpfer beruht auf der Verwendung solcher Zellkörper, die in Mehrstufenverfahren hergestellt werden, bei denen also ein an. sich bereits fertiger Zellkörper mittels nachgeordneter Verfahrensstufen durch Aufblähung der einzelnen Gasblasen in seinem Volumen vergrößert wird. Solche Mehrstufenverfahren sind an sich bekannt. Die Erfindung sieht aber vor, daß mindestens einer der zwecks weiterer Aufblähung des Zellkörpers nachgeordneten Verfahrensschritte im Stoßdämpferraum vorgenommen werden.Another example of the method for the introduction according to the invention The cell body in shock absorbers is based on the use of such cell bodies, which are manufactured in multi-stage processes, in which an on. already Finished cell body by means of subsequent process steps by inflating the individual gas bubbles is increased in volume. Such multi-step processes are known per se. The invention provides that at least one of the purpose Process steps in the shock absorber chamber that follow further inflation of the cell body be made.

Beispielsweise wird ein thermoplastischer, unfertiger Zeltkörper, in dessen relativ wandstarken und daher schwer verformbaren Zellen sich Gas unter Überdruck befindet, in den Dämpferraum eingebracht, dieser nach Einbringen der anderen Körper und bei völlig eingefahrener Kolbenstange verschlossen und sodann erwärmt. Die Plastizität der Zellwände erhöht sich mit steigender Temperatur, so daß die Zellwände dem Gasüberdruck nachgeben können. Die einzelnen Gasblasen und damit der Zeltkörper blähen sich unter Austreibung der Kolbenstange auf, deren Bewegung von außen unterstützt werden kann. Im aufgeblähten Zustand sind die Zellwände dünner gereckt, so daß sie demzufolge auch leichter verformbar sind, mithin der Zellkörper als Ganzes komprimierbar und expandierbar ist. Um im Dämpferraum weiteren Raum für die Aufblähung der Zellkörper zu schaffen, kann im Stoßdämpfer außerdem auch noch ein Gas (z. B. Luft, C02, N2 od. dgl.) eingeschlossen werden, das bei steigendem Druck von der Flüssigkeit gelöst wird oder aber mit dieser, namentlich bei Zugabe von Schaummitteln, Schaum bildet oder sich in Gasräumen sammelt. Die Volumverhältnisse werden ebenso wie der Werkstoff des Zellkörpers so gewählt, daß im Endzustand der Zellkörper über den gewünschten Temperaturbereich ausreichend plastisch ist, jedoch das Gas in seinem Inneren noch unter dem gewünschten Überdruck steht.For example, a thermoplastic, unfinished tent body, in its cells, which are relatively thick in walls and therefore difficult to deform, gas is absorbed Overpressure is introduced into the damper chamber, this after the other has been introduced Body and with the piston rod fully retracted closed and then heated. The plasticity of the cell walls increases with increasing temperature, so that the Cell walls can yield to the excess gas pressure. The individual gas bubbles and thus the Tent bodies inflate with expulsion of the piston rod, the movement of which by can be supported outside. When inflated, the cell walls are thinner stretched, so that they are consequently easier to deform, hence the cell body is compressible and expandable as a whole. In order to have more space in the damper room for Creating the bloating of the cell bodies can also be done in the shock absorber a gas (e.g. air, C02, N2 or the like) can be included, which with increasing Pressure is released from the liquid or with this, especially when added of foam concentrates, foam forms or collects in gas spaces. The volume ratios are chosen as well as the material of the cell body so that in the final state of the Cell body is sufficiently plastic over the desired temperature range, however the gas inside is still under the desired overpressure.

Der Zellkörper kann auch aus einem Werkstoff, beispielsweise Polyvinylchlorid bestehen, der von einem im Dämpfer enthaltenen Körper, beispielsweise Tricresylphosphat, plastiziert wird, so daß die Zellwände. gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, ausreichend verformbar werden, um die Aufblähung zu ermög lichen.The cell body can also be made of a material, for example polyvinyl chloride consist of a body contained in the damper, for example tricresyl phosphate, is plasticized so that the cell walls. possibly at elevated temperature, be sufficiently deformable to allow inflation.

Eine andere Verfahrensmöglichkeit besteht darin. im Dämpferraum unfertige Zellkörper anzuordnen. die Stoffe, wie beispielsweise Isocyanate, enthalten, die mit im Dämpferraum enthaltenen und in den Zellkörpern eindringenden Stoffen, wie beispielsweise H20, chemisch reagieren und Gas erzeugen, das die Zellen aufbläht, wobei die Anwendung erhöhter Temperaturen wesentlich sein kann.Another possibility is this. unfinished in the damper room To arrange cell bodies. the substances, such as isocyanates, contain the with substances contained in the damper chamber and penetrating into the cell bodies, such as for example H20, react chemically and generate gas that inflates the cells, the use of elevated temperatures can be significant.

Falls die eingebrachten, unfertigen Zellkörper verformbar sind, kann es vorteilhaft sein, sie vorher vorkomprimiert zu fixieren oder aber mittels Kolbenstange und Kolben zu komprimieren, bevor der Dämpferraum gefüllt und geschlossen wird.If the introduced, unfinished cell bodies are deformable, can it can be advantageous to fix it beforehand in a pre-compressed state or by means of a piston rod and compress the piston before filling and closing the damper chamber.

Die mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Stoßdämpfer erzielbaren Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß zusätzliche bisher für erforderlich gehaltene Einrichtungen, wie Gaskammern, Prallbleche, Siebe, Schwimmkolben, überflüssig werden, die Montage der Stoßdämpfer erleichtert wird und vor allem auch Gasverluste ausgeschlossen werden. Die Erfindung ermöglicht es, die mit unter Überdruck stehenden Gas gefüllten Zellkörper an beliebiger Stelle im Dämpfer anzuordnen, sowohl schwimmend als auch stationär, indem man sie beispielsweise mittels Klammern od. dgl. befestigt. Auch ist es möglich, die neuen Zellkörper als Platte in einem Hohlkolben oder als Zylinder oberhalb des Kolbens oder als die Kolben stange umfassenden Ring unterhalb des Kolbens oder auch in lNTebenräumen auszubilden bzw. anzuordnen.The achievable with the shock absorber designed according to the invention Advantages consist essentially in the fact that additional hitherto required Maintained facilities, such as gas chambers, baffle plates, sieves, floating pistons, are superfluous installation of the shock absorbers is made easier and, above all, gas losses be excluded. The invention makes it possible to use the pressurized To arrange gas-filled cell bodies at any point in the damper, both floating as well as stationary, for example by fastening them by means of clamps or the like. It is also possible to use the new cell body as a plate in a hollow piston or as a Cylinder above the piston or as the piston rod encompassing ring below of the piston or also to be formed or to be arranged in secondary spaces.

Claims

PATENT ANSYRUCHS: 1. Liquid shock absorber with in a cylinder sliding damping piston and a deformable one arranged in the cylinder Cell body which contains gas in its cells, characterized in that the in the cells of the body located gas in a manner known per se under high, also when the damping piston is extended, there is still pressure resulting in overpressure.

2. A method for filling shock absorbers according to claim 1, characterized in that that the tent body is brought into the shock absorber in an unfinished state and then become bloated in it.

3. The method according to claim 2, characterized in that that the inflation takes place by heating the shock absorber.

4. The method according to claim 2, characterized in that the expansion takes place by pulling out the piston rod.

5. Procedure according to. Claim 2, characterized in that the expansion by chemical Reaction takes place in the cell body.

6. The method according to claim 2, characterized in that that the inflation is supported by plasticizing the cell body in the shock absorber will.

7. The method according to claim 2, characterized in that a standing under normal pressure cell body is compressed, supercooled, brought into the shock absorber and this is then heated. Documents considered: French patent specifications No. 968 231, 995 003. Older patents considered: German patent No. 1 024 757.