DE1784991U

DE1784991U - Daempfungseinrichtung.

Info

Publication number: DE1784991U
Application number: DE1958K0027949
Authority: DE
Original assignee: FRIED KRUPP MOTOREN und KRAFTW
Current assignee: FRIED KRUPP MOTOREN und KRAFTW
Priority date: 1958-01-24
Filing date: 1958-01-24
Publication date: 1959-03-12

Description

Fried. Krupp Motoren-und Kraftwagenfabriken G. m. b. H. in Essen

Dämpfungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungseinrichtung,

inobooondere für Luftfederungen mit einem in einem sich

bei Federbewegungen verformenden Behälter mit elastischen

Wandungen und einem mit diesem verbundenen Zusatzbehälter mit starren Wandungen eingeschlossenen Luftpolster.

Es ist bekannt, die Federbewegungen von Luftfedern, bei denen ein Luftpolster in einem verformbaren Behälter mit elastischen Wandungen und einem Zusatzbehälter eingeschlossen ist, dadurch zu dämpfen, daß zwischen dem Behälter mit elastischen Wandungen und dem Zusatzbehälter ein Drosselorgan vorgesehen wird. Bei diesen bekannten Einrichtungen haben die Drosselorgane starre Querschnitte, die sich bei Druckdifferenzen, die bei Federbewegungen zwischen dem Behälter mit elastischen Wandungen und dem Zusatzbehälter auftreten, nicht verändern. Die Dämpfungswirkung, die mit solchen Drosselorganen zu erzielen ist, ist abhängig von der Amplitude und der Frequenz der auftretenden Schwingungen, und zwar derartig, daß sich das Maximum der Dämpfung mit wachsendem Drosselquerschnitt in Bereiche größerer Amplituden und höherer Frequenzen verschiebt. Dabei stimmt jedoch die Wirkungsweise bei einem derartigen Drosselorgan mit konstantem Querschnitt nicht mit der insbesondere für Fahrzeugtederungen zweckmäßigen Dämpfungscharakteristik überein. Bei schnellen Federbewegungen eines der beiden gegeneinander abzufedernden Teile, beispielsweise bei Fahrzeugen der Achse, strömt infolge der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit nur wenig Luft von dem sich verformenden Behälter mit elastischen Wandungen durch das Drossel-

organ in den Zusatzbehälter über. Infolgedessen entstehen ins-

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besondere bei gleichzeitig großen Amplituden in der Luft-

b4*r toS Dr spt n, die etne unenrUnschte K ther-

tragung und daatit Besehleunigungsubertragung von einem

auf das andere der gegeneinander abzufedernden Teile be-

wirken.Dieser Castand tritt besonders nachteilig bei Fahr-

ze<men in Erecheisung wo unerwünachte Kraftübertragungen

unddaait Beschleunigungsübertragungen von den Achsen auf

den Pahr<eugaufbau erfolgen. Auch der Versuchs den Quer-

schnitt des Dronnelorganea entsprechend größer zu dien-

sionieren bringt insofern keine Abhilfe des genannten Um-

standes als mit einer solchen QuerschnittsvergrSßerung

gleichseitig eine Verringerung der Dämptungswirkung verbun-

denist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nach-

teil der bekannten Dämpfungseinriehtungen auf einfache

Weise zu vermeiden. BrfindungsgemSLS wird hierzu in er-

ster Linie vorgeschlagen daß in der Verbindung zwischen

dea Behälter mit elastischen Wandungen und dem Zusatze-

halter einer Luftfederung ein unter der Einwirkung von

zwischen diesen beiden Behältern entstehenden Differenz-

drucken verstellbares, bei Verstellungen einen Drosselquer-

sohnitt veränderndes Drosselorgan vorgesehen ist. Insbe-

sondere kann erfindungsgeaSR zur Änderung des Drossel-

Querschnittes ein unter der Einwirkung von Differenzdruk-

ken zwischen dem Behälter und dem Zusatzbehälter verstell-

bares Tellerventil zur Anwendung gelangen, das in seiner

durchswei gegeneinander wirkende Federn bestimmten Null-

lage mit seinem Ventilteller in einen zwischen Behälter

undZUsatzbehSIter angeordneten Drosaelring hineinragt.

Dies ermöglicht es datt bei auftretenden Differenzdrucken

~ische du Bebi1lter und dem u8&tsbehäl ter das Teller-

ventil entgegen dem Druck einer der beiden Federn ver-

stellt wirdj, und 4aduroh der Ventilteller in dem Drossel-

ringeinen Querschnitt treigibt dessen Große abhängig 1st

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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in weiterer Ausgestaltung

der Erfindung in einem zwischen dem Behälter und dem Zusatz-

behalter angeordnetem Drosselring eine durch zwei gegeneinander wirkende Federn geführte und in ihrer Nullstellung gehaltene Ventilkugel angeordnet ist, die vorzugsweise aus nichtmetallischem elastischem Werkstoff bestehen kann. Durch Verwendung einer solchen Kugel kann nämlich auf eine bei einem Tellerventil erforderliche Führung verzichtet werden.

Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung wird dabei noch vorgeschlagen, daß der Drosselring beiderseits der von dem Ventilteller bzw. der Ventilkugel in der Nullstellung eingenommenen Querschnittsebene mit sich konisch erweiterndem lichten Durchmesser ausgebildet ist. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Drosselwirkung um so schwächer ist, je weiter das Tellerventil aus seiner Nullage verschoben wird, d. h. je größer der Differenzdruck zwischen dem Behälter und dem Zusatzbehälter ist. Dies hat den Vorteile daß bei hohen Druckspitzen in der Luftfederung eine Ubertragung großer Kräfte und damit großer Beschleunigungen von einem auf das andere der beiden gegeneinander abzufedernden Teile vermieden wird und ferner den Vorteil, daß sich über einen ausreichend großen Frequenz-und Amplituden-Bereich eine richtig abgestimmte Dämpfungswirkung ergibt.
Insbesondere ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, wenn der Winkel, mit dem sich der lichte Durchmesser des Drosselringes konisch erweitert, auf beiden Seiten der von dem Ventilteller bzw. der Ventilkugel in der Nullstellung eingenommenen Querschnittsebene des Drosselringes ein anderer ist. Hierdurch kann erreicht werden, daß die Dämpfungwirkung beim Einfedern des Federorganes eine andere ist, als bei Ausfedern.

Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung wird vorge-

schlagen, daß als Drosselorgan eine ringförmige Membrane

dient, die in der Verbindung zwischen dem Behälter mit elastischen Wandungen und des Zusatzbehälter angeordnet ist, an ihrem äußeren Rand eingespannt ist und sich unter der Einwirkung von Dltterenzdrucken zwischen den beiden Behältern elastisch verformen kann. Hierzu wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgeschlagen, daß zum Einspannen der Membrane ein Ventilkörper und ein mit diesem verschraubbarer Spannring dienen, die zur Verbindung des Behälters mit elastischen Wandungen mit dem Zusatzbehälter Bohrungen aufweisen, deren Durchmesser großer als der Durchmesser der freien Öffnung in der ringförmigen Membrane ist. Zweckmäßig sind hierbei die der Membrane zugewandten Kanten der Bohrungen im Ventilkörper und Spannring abgerundet und dienen zur Begrenzung der elastischen Verformungen der Membrane. Auch bei einer derartigen Einrichtung kann erfindungsgemäß auf einfache Weise erreicht werden, daß die Dämpfungswirkung beim Einfedern des Federorganes eine andere ist als beim Ausfedern, und zwar dadurch, daß die Bohrungen in dem Ventilkörper und dem Spannring unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Um die Querschnittsvergrößerungen des Drosselorganes und die hierzu erforderlichen elastischen Verformungen der ringförmigen Membrane zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die Membrane an ihrem inneren Rand mit radialen Einschnitten versehen ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 ein Drosselorgan unter Verwendung eines Tellerventiles, Fig. 2 ein Drosselorgan unter Verwendung einer Membrane, Fig. 3 ein Drosselorgan unter Verwendung einer Ventilkugel und Fig. 4 ein Schaubild.

In Figur 1 ist in einer Führung 1 ein Tellerventil 2

gelagert. Die Fuhrung 1 ist in einem Käfig 3 befestigt,

der mit einem nicht dargestellten Zusatzbehälter einer Luftfederung in Verbindung steht. Zwischen der Führung 1 und einem auf dem Tellerventil befestigten Widerlager 4 ist eine Feder 5 vorgesehen. Ebenso ist zwischen der Führung 1 und dem Ventilteller 6 eine weitere Feder 7 vorgesehen. Durch die beiden Federn 5 und 7 wird das Tellerventil in einer Nullstellung, d. h. der in der Zeichnung dargestellten Lage, gehalten. An dem Käfig 3 ist ferner ein Drosselring 8 befestigt, der andererseits mittels eines Gewindes 9 an einem nicht dargestellten Behälter mit elastischen Wandungen, beispielsweise einem Luftbalgen, befestigt ist. Der Drosselring 8 ist beiderseits der von dem Ventilteller 6 in der Nullstellung des Tellerventiles eingenommenen Querschnittsebene mit sich konisch erweiterndem lichten Durchmesser ausgebildete und zwar erweitert sich der Durchmesser des Drosselringea 8 in Richtung auf den Käfig 3, also den Zusatzbehälter mit einem größeren Winkel als in Richtung auf den Behälter mit elastischen Wandungen. Bei auftretenden Differenzdrucken zwischen dem nicht darge-

stellten Behälter mit elastischen Wandungen und dem Zusatz-

behälter, wird das Tellerventil 2 entgegen dem Druck einer

oder

der beiden Federn 5 7 verstellt. Bei Verstellungen gegen

den Druck der Feder 7 erweitert sich der Drosselquerschnitt

wegen des großen Winkels, mit dem sich der lichte Durchmesser des Drosselringes erweitert, schnell, d. h. die Drosselwirkung wird eine geringe sein. Wird aber das Tellerventil 2 entgegen dem Druck der Feder 5 verstellt, so nimmt die Größe des Drosselquerschnittes nur langsam zu, d. h. die Drosselwirkung wird auch bei größeren Verstellungen des Tellerventiles nur wenig verringert werden. Wie aus Figur 1 ersichtlich istj, bleibt auch in der Nullstellung des Tellerventiles 2 ein ringförmiger Grundquerschnitt des Drosselorganes zwischen Ventilteller 6 und Drosselring 8 offen.

I

Das in ? igur 2 dargestellte Drosselorgan besteht aus

einemVent1lkorper 10 und einem Spannring 11 zwischen

denen eine ringförmige Membrane 12 eingespannt ist.
Hierbei ist der Ventilkörper 10 wieder mittels eines Gewindes 13 mit einem nicht dargestellten Behälter mit elastischen Wandungen, also beispielsweise einem Luftbalgen.. verbunden, während er mittels eines Flanschen 14 an einem nicht dargestellten Zusatzbehälter befestigt ist.

In dem Ventilkörper 10 ist eine Bohrung 15 und in dem Spannring11 eine Bohrung 16 vorgesehen. Hierbei sind die der Membrane 12 zugewandten Kanten 17 der Bohrung 15 und 18 der Bohrung 16 abgerundet und dienen zur Begrenzung der elastischen Verformung der Membrane. Bei auftretenden Differenzdrucken zwischen Federbalg und Zusatzbehälter kann sich die Membrane 12 in die strichpunktiert dargestellten Lagen verformen. Hierbei vergrößert sich die in der Membrane ausgesparte Öffnung 19 entsprechend. Infolge der untersd@@edlichen Durchmesser der Bohrungen 15 bzw. 16 kann sich die Membrane 12 nach beiden Seiten verschieden weit durchwölben, wodurch wieder verschieden starke Drosselwirkungen beim Binfedern und beim Ausfedern erzielt werden. Um die elastischen Verformungen der Membrane 12 zu erleichtern, kann diese an ihrem inneren Rand 22 mit radialen Einschnitten versehen sein.

Die in Figur 3 dargestellte Dampfungseinriohtung besteht

wiederum aus ein Drosselring 8". der an seinem oberen Ende

mit einem nicht dargestellten Zusatzbehälter einer Luftfederung

und an seinem unteren Ende mit dem ebenfalls nicht dargestellten Behälter mit elastischen Wandungen, beispielsweise einem Luft-

balgen, in Verbindung steht. Am oberen Ende des Drosselringes 8

isteine Scheibe 23 mit diesem fest verbunden, in der sich

eine Durchtrittsötfaung 24 in den Zusatzbehälter befindet.

Bbenso ist am unteren Ende des Drosselringes 8 eine Scheibe 25

mit diesem erbund. n. die eine in den Luftbalg führende

v

öffnung 26 aufweist. In dem Drosselring 8 ist eine Ventil

kugel 27 vorgesehen, die vorzugsweise aus einem elastischen nichtmetallischen Werkstoff besteht. Diese Ventilkugel 27 wird in ihrer dargestellten Nullstellung durch zwei gegeneinander wirkende Federn 28, 29 gehalten, die sich andererseits an den Scheiben 23 und 25 abstützen. Um zu gewährleisten, daß die Ventilkugel 27 sich zwischen den Federn 28, 29 nicht verschieben kann, ist ein Stift 30 vorgesehen, der durch die Ventilkugel 27 hindurchreicht und mit dieser auf geeignete Weise, z. B. durch Vulkanisieren, verbunden ist. Ein derart ausgebildetes Drosselorgan weist den Vorteil auf, daß besondere Führungen für das Kugelventil 27 nicht erforderlich sind. Der Drosselring 8 ist wieder auf beiden Seiten der von der Ventilkugel 27 in ihrer Nullstellung eingenommenen Querschnittsebene mit einem sich konisch erweiternden lichten Durchmesser ausgebildet. wobei die Winkel, unter denen sich der Durchmesser des Drosselt'enges 8 erweitert, auf beiden Seiten der Nullstellung des Kugelventiles 27 verschieden sind.

In Figur 4 ist der mit der Dämpfungseinrichtung erzielbare

aem

Drosselquerschnitt über dem zwischen Behälter mit elastischen

Wandungen und dem Zusatzbehälter auftretenden Differenzdruck

dargestellt, und zwar bezieht sich die Kurve 20 auf das Ein-

federn und die Kurve 21 auf das Ausfedern einer Luftfederung.

Entsprechend dem sich mit einem größeren Winkel konisch in Richtung auf den Käfig 3 erwe@@ernden lichten Durchmesser des Drosselringes 8 (Fig. 1 und 3) bzw. entsprechend dem größeren Durchmesser der Bohrung 16 des Spannringes 11 (Fig. 2) nimmt der Drosselquersehnitt entsprechend dem Verlauf der Kurve 20 bei steigendem Differenzdruck schneller zu, als dies beim Ausfedern des Pederorganes entsprechend der Kurve 21 der Fall ist. Diese Kurve 21 entspricht dem kleineren Winkel, mit dem sich der lichte Durchmesser des Drosselringes 8 unterhalb des Ventiltellers 6 bz@w. der Ventilkugel 27 erweitert (Fig. 1 und@

bzw. dem kleineren Durchmesser der Bohrung 15 des Ventil-

körpers 10 (Fig. 2).

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Claims

1. Dämpfungseinrichtung, inaboGondcro für Luftfederungen

mit einem in einem sich bei Federbewegungen verformenden Behälter mit elastischen Wandungen und einem mit diesem

verbundenen Zusatzbehälter mit starren Wandungen eingeschlossenen Luftpolster, dadurch gekennzeichnete daß in der Verbindung zwischen dem Behälter mit elastischen Wandungen und dem Zusatzbehälter ein unter der Einwirkung von zwischen den beiden Behältern entstehenden Differenzdrucken verstellbares, bei Verstellungen einen Drosselquerschnitt veränderndes Drosselorgan vorgesehen ist.

2. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, Ei gekennzeichnet durch ein unter der Einwirkung von Differenzdrucken zwischen dem Behälter und dem Zusatzbehälter verstellbares Tellerventil (2), das in seiner durch zwei gegeneinander wirkende Federn (5*7) bestimmten Nullstellung mit seinem Ventilteller (6) in einen zwischen Behälter und Zusatzbehälter angeordneten Drosselring (8) hineinragt.'

3. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet 3 zwischen daß in einem Behälter und Zusatzbehälter angeordneten Drossel-

ring (8) eine durch zwei gegeneinander wirkende Federn (28, 29) geführte und in ihrer Nullstellung gehaltene Ventilkugel (27)

vorzugsweise aus nichtmetallisehem elastischem Werkstoff angeordnet ist.

4. Dämpfungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselring (8) beiderseits der von dem Ventilteller (6) bzw. der Ventilkugel (27) in der Nullstellung eingenommenen Querschnittsebene mit sich konisch erweiterndem lichten Durchmesser ausgebildet ist. 5.MMpfwseiariehtuag nach Anspruoh 4, dadurch gekesn- » iobfttt, t, d** dar Winkelo Mit dem sich der lichte Durch- mouMMr 4* BroasdriBges (8) konisch erweiterte auf beiden Seiten der T<m dCN Ventilteller (6) bzw. der Ventilkugel (27) in der wmiwttllung eingenomenen Querschnittsebene des Droaa<lring<< (8 <tin nderwr iet. 6.DMpfungeiarichtUBg n&ch Ansprach 1 gekennzeichnet durch eine ringförmige in der Verbindung zwischen dem Behälter mit elaat1aohen Wandungen und dem Zuaatzbehãlter angeordnete, an ihrem XuSeren Rnd eingespannte und sich unter der Einwirkung von Differenzdrucken zwischen den beiden Behältern elastisch verformende Kebr&ne (12 1-Dbptungae1nr1ohtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeioh- not, daß zum Einspannen der Membrane (12) ein VentilkSrper (10) und ein mit dieses verschr*ubbarer Spannring (n) dienen die zur Verbindung des Behälters mit elastischen Wandungen mit dem Zuatsbehälter Bohrungen (15. 16) aufweisen, deren Durchmesser großer, als der Durchmesser der öffnung (19) in der ringförmigen Mebrane (12) ist. 8.DXmpfungseinrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeich- net, <laI die der Membrane (12) zugewandten Kanten (17 j, 18) der Bohrungen (1$ 16) in VentilkSrper (10) und Spannring (11) ab- gerundet sind und zur Begrenzung der elastischen Verformungen der Membrane (12) dienen. 9. Dastpfungseinr1chtung nach Anspruch 7 oder a. dadurch gekennzeichnete da8 die Bohrungen (15 16) in dem Ventil- kCrper(10) und demSpannring(11) unterschiedlicheDurch- messer aufweisen. 10. Dämpfüng » inrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Membrane (12) an ihreM lanenrand (22) ait radialen Einschnitten versehen ist