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Ventilscheibenanordnung für hydraulische Stossdämpfer Die Erfindung
betrifft eine Ventilscheibenanordnung für hydratlische Stossdämpfer mit mehreren
übereinander gelagerten Ventilscheiben beiderseits der Ventildurchtrittsöffnungen
im Kolben.
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Bei den bisherigen hydraulischen Stossdämpfern dieser Art wurde an
den gegenüberliegenden Ventilsitzflächen des Stossdämpferkolbens gegenüber den Ventilscheiben
Vertiefungen oder Ausbuchtungen vorgesehen, welche die Herstellung der Stossdämpfer
schwierig und kostspielig machten oder die Anwendung von Zinkiruckguss oder Sintereisenteilen
erforderlich machten. Soll zur billigen Herstellung Eiefziehblech für den Kolben
verwendet werden, so lassen sich die Vertiefungen oder Ausbuchtungen in der nur
wenige Millimeter dicken Kolbenbodenwand nicht mehr anbringen, Zweck der Erfindung
ist die Beseitigung dieser Schwierigkeiten una die Schaffung einer leicht und billig
herstellbaren Ventilscheibenanordnung, bei der die Vertiefungen im Kolbenboden nicht
mehr erforuerlich sind und bei der durch günstige Ausbildung und Anordnung aer Ventilscheiben
die Herstellung vereinfacht und verbilligt wird una der Stossdampfer den jeweiliä;en
unterschiedlichen
Anforderungen leichter und besser angepasst werden
kann.
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Erreicht wird dies dadurch, dass bei einem hydraulischen Stossdämpfer
der vorerwähnten Art bei Verwendung eines Kolbens aus Giefziehblecht mit ununterbrochenen
stirnseitigen Ventilscheibenanschlagflächen die Ventilscheiben als sich gegenseitig
beeinflussende Federscheiben, Anschlagscheiben für diese, mit Öffnungen oder Durchtrittsschlitzen
in beiden, -sowie als starre Abstands- oder Stützscheiben zwischen Federscheiben
und Anschlagscheiben ausgebildet sind. Dabei werden die Anschlagscheiben vorzugsweise
als federnde Anschlagscheiben mit grösserer Dicke als die Federscheiben ausgebildet.
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Im weiteren Verfolg der Erfindung werden die Ventilscheiben an unterschiedlichen
Stellen derart mit Durchtrittsöffnungen und Durchtrittsschlitzen versehen, dass
für den Zughub des Stossdämpfers weniger, zoBe halb so viel Durchtrittsöffnungen
und -schlitze wirksam werden, als beim Druckhub des Stossdampfers.
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Die stirnseitigen Anschlagsflächen für die Ventilscheiben am Kolben
köirnen zur weiteren leichten Anpassungsmöglichkeit an jeweilige Fälle der Praxis
beiderseitig als flache konkave Flächen ausgebildet werden. Es empfiehlt sich, die
Ventilscheibenanornung so auszubilden, dass beim Zughub des Stossdämpfers auf der
in Richtung der SughubströmungttoF~dem Kolben liegende Seite desselben in Hintereinanderfolge
eine federnde Anschlagscneibe mit zwei Durchtrittsöffnungen für den Zughub, eine
Abstands- oder Stützscheibe und eine Federscheibe mit zwei Durchtrittsöffnungen
für den Saughub des Stossdämpfers und hinter dem Kolbenboden eine Vorlaufsoneibe
mit zwei Durchtrittsrandschlitzen für den Saughub und vier Durchtrittsöffnungen
fur den Druckhub des Stossdänipfers
eine Abstand- und Stützscheibe
und eine federnde Anschlagscheibe mit vier Durchtrittsrandschlitzen für den Druckhub
des Stossdämpfers anzuordnen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung an einem Kolbenstossdämfer schematisch dargestellt.
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Es zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform des Stossdämpferkolbensomit
der erfindungsgemässen Ventilscheibenanordnung im Längsmittelschnitt, Fig. 2 die
gleiche Ausführung mit dem Kolben während des Saughubes des Stossdämpfers, Fig.
3 eine Ausführungsform des Kolbens des Stossdämpfers in Draufsicht, Fig. 4 eine
Ausführungsform der in den Fig. 1 und 2 obersten federnden Anschlagscheibe, in Draufsicht,
Fig. 5 die in Fig. 1 unterhalb der obersten Scheibe liegende Abstands- oder Stützscheibe,
in Draufsicht, Fig. 6 die zwischen der Abstandsscheibe nach Fig. 5 und dem Kolbenboden
liegende Federscheibe, in Draufsicht, Fig. 7 die zwischen dem Kolbenboden und der
unteren Ventilseneibenanordnung liegende Feaerscheibe, in Draufsicht,
Fig.
8 die an der Federscheibe nach Fig. 6 anliegende erste federnde Anschlagscheibe,
in Draufsicht, Fig. 9 die an der federnden Anschlagscheibe nach Fig. 8 anliegende
Abstands- oder Stützscheibe, in Draufsicht, Fig. 1o die an die Abstandsscheibe nach
Fig. 9 anliegende zweite federnde Anschlagscheibe, in Draufsicht.
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In Fig. 1 und 2 ist 1 der Stossdämpferzylinder, in welchem der Stossdämpferkolben
2 mit der Kolbenstange 3 und dem Dichtungsring 4 eingebaut ist. Beiderseits des
Kolbenbodens 5 sind gegenüber ebenen Ventilstirnflächen 6 und 7 und Kolbendurchtrittsöffnungen
8,9 für den Zughub des Stossdämpfers und 10 bis 13 für den Druckhub des Stossdämpfers
(Fig. 3) Ventilscheiben 14 bis 20 mit zentralen Durchstecköffnungen für die Kolbens
tange 3 angeordnet. Die als federnde Anschlagscheibe 14 ausgebildbte oberste Vehtilscheibe
besitzt nach Fig. 4 ausser der zentralen Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange
3 zwei diametral gegenüberliegende Durchtrittsschlitze 21, 22.Die anschliessende
Abstands- oder Stützscheibe 15 (Fig. 5) beeinflusst durch ihre Dicke den Abstand
der federnden Anschlagscheibe von der nachfolgenden Federscheibe 16, die zwei, mi.t
den Randschlitzen 21, 22 der federnden Anschlagscheibe 14 übereinstiininende Durchtrittsöffnungen
23, 24 aufweist. Von den auf der ent0'egengesetzten Seite des Kolbenbodens 5 befindliche
Ventilscheioen besitzt die an der ebenen Ventilsitzfläche 9 anliegende-Vorlautscheibe
17 zwei mit den Durchtrittsöffnungen 23, 24 der Federscheibe 16
übereinstimmende
Randschiitze 25,26 und vier zusammen mit den Durchtrittsschlitzen 25, 26 gleichmässig
über den Umfang der Ventilscheibe 17 verteilte Durchtrittsöffnungen 27 bis S0.
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Danach folgt die an der Vorlaufscheibe 17 anliegende federnde Anschlagscheibe
18, die vier mit den Durchtrittsöffnungen 2« bis AB der Vorlaufscheibe 17.-.j (Fig.
7) übereinstimmende Durchtrittsöffnungen 31 bis 3 aufweist. Die folgende Abstands-
oder Stützscheibe 19 beeinflusst mit ihrer Dicke den Abstand der zweiten federnden
Anschlagscheibe 20 von der ersten federnden Anschlagscheibe 18 und durch ihren Durchmesser
den Grad der Randumbiegung der ersten federnden Anschlagscheibe 18. Die folgende
federnde Anschlagscheibe 20 besitzt vier mit den Durchtrittsöffnungen 3> bis
34 in der. Vorlaufscheibe 17 übereinstimmende Randschlitze 33 bis 37.
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Die Wirkungsweise des Stossdämpfers mit der erfindungsgemässen Ventilanordnung
ist wie folgt: Beim Zughub des Stossdämpfers bewegt sich der Kolben 2 in den Fig.
1 und 2 von unten nach oben, wobei das Dämpfungsöl zunächst bei anfänglicher geringer
Geschwindigkeit der Stossdämpferzugbewegung aus dem Raum oberhalb des Kolbens 2
durch die zwei Randschlitze 21, 22 der federnden Anschlagscheibe 14, die Durchtrittsöffnungen
23, 24 der Bederscheibe 16, die Kolbendurchtrittsbohrungen 8,9. die Randschlitze
25,26 der Vorlaufscheibe 17 mit eingestelltem Vorlaufquerschnitt in den Raum unterhalb
des Kolbens 2 fliesst. Mit zunetender Durchflussgeschwindigkeit entsprechend der
Steigerung der Zugbewegungsgeschwindigkeit des Stossdämpfers wird, wie in Fig. 1
linke Hälfte durch eingezeichnete Pfeile dargestellt, dietrste federnde Anschlagscheibe
18
gegen die zweite federnde Anschlagscheibe 20 am Rand durchgebogen
und zwischen Vorlaufscheibe 17 und erster federnder Anschlagscheibe 18 ein Durchströmspalt
gebildet, der mehr Dämpfungsflüssigkeit durchlässt.
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Bewegt sich der Kolben 2 beim Druckhub des Stossdämpfers von oben
nach unten, so fliesst anfangs Dämpfungsöl aus dem Raum unterhalb des -Kolbens 2
durch vier Randschlitze 35 bis 36 der zweiten federnden Anschlagscheibe 20, die
Durchtrittsöffnungen 29 bis 38 der ersten federnden Anschlagscheibe 18, die Durchtrittsöffnungen
4 bis 28 der Vorlaufscheibe 17, die Durchtrittsöffna1nÖen 1o bis 13 im Kolbenboden
5 bis zur oberen Federscheibe 16. Mit zunenemendem Strömungsdruck beim Druckhub
des Stossdämpfers hebt sich Federscheibe 16 mehr und mehr vom Ventilsitz am Kolben
2 ab und bildet einen Durchlassspalt, der durch die Anlage der Federscheibe 16 am
Rand der federnden Anschlagscheibe 14 begrenzt wird, wie diew in Fig. 2 rechte Seite
durch eingezeichnete Strömungspfeile angedeutet wird.
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Die Ventilscheiben werden auf der KolDenstange.3 ebenso wiF der Kolben
2 durch starkes Anziehen der Kolbenstangenmutter 4o fest aneinander gepresst und
in der eingestellten Lage gehalten.
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Beim Normalfall ist die Zugkraft des Stossdämpfers etwa viermal so
gross wie die Druckkraft beim Druckhub des Stossdämpfers. Daher sind bei dem Ausführun0sbeispiel
für den Zughub des Stossdämpfers (Fig. 1) in den Ventilscheiben unlim Kolbenboden
5 je zwei Durchtrittsöffnungen oder -schlitze vorgesehenO Die Federscheibe 16 und
die Vorlaufscheibe 17 sind verhältnissmässig ciünn ausgeführt.
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Die übrigen Ventilscheiben sind ebenfalls federnd (Federbanstahl)
ausgebildet und je nach der Aufgabe inrer Dämpfungswirkung entsprechend dicker ausgebildet.
Durch Durchmesser, Dicke, Anordnung der sich gegenseitig beeinflussenden Ventilscheiben
kann leicht
jede jeweils gevanschte Dämpfungscharakteristik hergestellt,
eingestellt und auch durch Austausch der Ventilscheiben verändert werden. Die Vorlaufscheibe
17 bildet aurch ihre Dicke und die Breite ihrer Durchtrittsschlitze einen Vorlaufquerschnitt,
durch den auch bei geschlossener Ventilanordnung, bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten
Dänpfungsöl aurchfliessen kann. Der aus gezogenem Blech hergestellte Kolben 2 ermöglicht
ebenso wie die Ventilscheiben eine billige Fertigung und weniger Verschleiss, genaue
Einstellung der Dämpfungscharakteristik und lange Aufrechterhaltung derselben.
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Das c£argestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel kann in Anpassung
an die jeweiligen Fälle der Praxis in den Einzelheiten zahlreiche Abänderungen erfahren,
ohne dass der Bereich der Brfindung verlassen wird. Diese kann überall da zur Anwendung
kommen, wo Bewegungen gedämpft oder gebremst werden sollen und eine leicht herstellbare
Dämpfungscharakteristik gewünscht wird.
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Die Wirkungsweise des Stossdämpfers mit der erfindungsgemässen Ventilsch-e£oenanordnung
ist wie folgt: Beim Zughub des Stossdämpfers bewegt sich der Kolben 2 in den Fig.
1 und 2 von unten nach oben, wobei das Dämpfungsöl zunächst bei anfänglicher geringer
Gesciiwindigkeit der Stossdämpferzugbewegung aus uem Raum obernalb des Kolbens 2
durch die zwei Randschlitze 21, 22 der federnden Anschlagscheibe 14, die Durchtrittsöffnungen
23, 24 der- Federscheibe 16 die Kolbendurchtrittsbohrungen 8, 9, die Randschlitze
25,26 der Vorlaufscheibe 17 mit eingestellten Vorlaufquerschnitt -in den Raum unterhalb
des Kolbens 2 fliesst. Mit zunanmender Durchflussgeschwindigkeit entsprechend
der
Steigerung der Zugsbewegungsgeschwindigkeit des Stossdämpfers wird, wie in Fig.
1 linke Hälfte durch gezeichnete Pfeile dargestellt, die erste federnde Anschlagscheibe
18 gegen die zweite federnde Anschlagscheibe 20 am Rand durchgebogen und zwischen
Vorlaufscheibe 17 uird erster federnder Anschlagscheibe 18 ein Durch strömspalt
gebildet, der mehr Dämpfungsflüssigkeit durchlässt.
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Bewegt sich der Kolben 2 beim ##### Druckhub des Stossdämpfers von
oben nach unten, so fliesst anfangs Dämpfungsöl aus dem Raum unterhalb des Kolbens
2 durch vier Randschlitze 3§ bis 38 der zweiten federnden Anschlagscheibe 20, die
Durchtrittsöffnungen ag bis oder ersten federnden Anschlagscheibe 18, die Durch
trittsöffnungen 2 bis 28 der Vorlaufscheibe 17, die Durchtrittslöcher 1o bis 13
im Kolbenboden 5 bis zur oberen Federscheibe 16.
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Mit zunehmendem Strömungsdruck beim Druckhub des Stossdämpfers hebt
sich Federscheibe 1-6 meist und mehr vom Ventilsitz am Kolben 2 ab und bildet einen
Durchlassspalts der durch die Anlage der Federscheibe 16 am Rand der federnden Anschlagscheibe
14 beÒrenst wird, wie dies in Fig. 2 rechte Seite durch eingezeichnete Strömungspfeile
angedeutet ist. Die Ventilscheiben werden auf der Kolbenstange 3 ebenso wie der
Kolben 2 durch starkes Anziehen der Kolbenstangenmutter 4o fest aneinander gepresst
und in der eingestellten Lage gehalten.
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Beim Normalfall ist die Zugkraft des Stossdämpfers etwa viermal so
gross wie die Druckkraft beim Druckhub des Stossdämpfers.
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Daher t . . sind bei dem Ausführungsbeispiel für den Zughub des Stossdämpfers
(Fig. 1) in den Ventilscheiben und im Kolbenboden 5 je zwei Durchtrittsöffnungen
oder -schlitze9 für den Druckhub dagegen vier Durchtrittöffnungen oder schlitze
vorgesehen.
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Die Federscheibe 16 und die Vorlaufscheibe 17 sind verhältnismässig
dünn ausgeführt. Die übrigen Ventilscheiben sind ebenfalls federnd (Federbandstahl)
ausgeführt und je nach der Aufgabe ihrer Dämpfungswirkung entsprechend dicker ausgebildet.
Durch Durchmesser, Dicke, Anordnung der sich gegenseitig beeinflussenden Ventilscheiben
kann leicht jede jeweils gewünschte Dämpfungscharakteristik hergestellt, eingestellt
und auch durch Austausch der Ventilscheiben verändert werden. Die Vorlaufscheibe
17 bildet durch ihre Dicke und die Breite ihrer Durchtrittsschlitze einen Vorlaufquerschnitt,
durch den auch bei geschlossener Ventilanordnung, bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten
Dämpfungsöl durchfliessen kann. Der aus gezogenem Blech hergestellte Kolben 2 ermöglichst
ebenso wie die Ventilscheiben eine billige Fertigung und weniger Verschleiss, genaue
Einstellung der Dämpfungsgharakta rig und lange Aufrechterhaltung derselben.
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Das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel kann in Anpassung
an die jeweiligen Fälle der Praxis in den Einzelheiten zahlreiche Abänderungen erfahren,
ohne dass der Bereich der Erfindung verlassen wlrd. Diese kann überall da zur Anwendung
kommen, wo Bewegungen gedämpft oder gebremst werden sollen und eine leicht herstellbare
Dämpfungscharakteristik gewünscht wird.