DE3002948A1

DE3002948A1 - Hydraulischer stossdaempfer mit binghamscher fluessigkeit als druckmedium

Info

Publication number: DE3002948A1
Application number: DE19803002948
Authority: DE
Inventors: Fritz R. Dipl.-Ing. 8871 Haldenwang Stolberg
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHUERMANN, HELMUT, 8060 DACHAU, DE
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1981-07-30

Description

Hydraulischer Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigkeit
als Druckmedium Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigksit als Druckmedium.
Hydraulische Stoßdämpfer sind bekanntlich Geräte, in welchen eine Dämpfkraft einen Flüssigkeitsstrom durch eine Drosselstelle bewirkt, dessen Strömungsverluste in Wärme verwandelt werden.
Binghamsche Flüssigkeiten sind bekanntlich pastenartige Flüssigkeiten, die in begrenztem Maß Schubspannungen aufnehmen können, ohne zu fließen.
Die Drosselstelle bisher bekannter hydraulischer Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigkeit als Druckmedium besteht entweder aus einer oder mehreren, geometrisch und somit strömungstechnisch gleichen Bohrungen mit konstantem oder längs der Bohrungsachse variierendem Durchmesser, in welchen eine laminare Rohrströmung erzeugt wird, so daß vorwiegend viskositätsbedingte Strömungsverluste entstehen.
Binghamsche Flüssigkeiten fließen in einem Rohr nur, wenn die durch Druckdifferenz, Rohrquerschnittsabmessungen und Rohrlänge gekennzeichnete Wandschubspannung größer ist als die Fließgrenze der Flüssigkeit.
Bei sinkender Druckdifferenz hört folglich die Durchströmung geometrisch gleicher Drosselkanäle gleichzeitig auf sobald die Wandschubspannung die Fließgrenze der Binghamschen Flüssigkeit unterschreitet. Dieser Effekt, der auch schon den Verlauf der Dämpfungscharakteristik im Bereich höherer Geschwindigkeiten und Druckdifferenzen weitgehend festlegt, ist aber in vielen Anwendungsfällen, in welchen ein besonderer Verlauf dar Dämpfcharakteristik gefordert wird, unerwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde diesen Nachteil zu beseitigen. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man eine Drosselstelle aus strömungstechnisch unterschiedlichen Strömungskanälen bildet.
Dadurch erreicht man nämlich, daß je nach Druckdifferenz eine größere oder kleinere Zahl von Strömungskanälen eigener Durchflußcharakteristik durchströmt werden.
Man erhält somit ein Zusammenwirken mehrerer parallelgeschalteter Einzeldrosseln unterschiedlichen Öffnungsdruckes und unterschiedlicher Durchflußcharakteristik.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als Strömungskanäle runde Bohrungen zu verwenden, weil sie fertigungstechnisch am einfachsten herzustellen und bei der Strömungsberechnung am einfachsten @rfaßbar sind.
Zweckmäßigerweise hält man die Länge aller Kanäle einer Drossel gleich und variiert den Querschnitt der einzelnen Kanäle. Dadurch lassen sich solche Drosseln nämlich mit dem geringsten Aufwand herstellen.
Es kann sich aber zur Erreichung der gewünschten Dämpfercharakteristik als notwendig erwisen, einzelne Kanäle unterschiedlicher Länge zu kombinieren.
Schließlich kann man auch noch Kanäle mit mehreren abgestuften Querschnitten in die Kombination mit aufnehmen.
Im filgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher beschrieben.
Figur 1 zeigt einen Stoßdämpfer mit je 3 Bohrungen von zwei verschiedenen Durchmessern und gleicher Länge als Drossel.
In einem Zylinderrohr 1, das an beiden Enden durch Endstücke 2 und 3 verschlossen ist, ist ein Kolben 4 mit einer Kolbenstange 5 axial verschiebbar angeordnete Ein Schwimmkolben 6 trennt den Zylinderruam in eine Flüssigkeitskammer 7 und eine Gaskammer 8. Die mit Binghamscher Flüssigkeit gefüllte Flüssigkeitskammer 7 wird durch den Kolben 4 in eine obere Flüssigkeitskammer 9 und eine untere Flüssigkeitskammer 10 unterteilt. Die obere Flüssigkeitskammer 9 ist mit der unteren Flüssigkeitskammer 10 durch 3 Bohrungen 11 mit großem Durchmesser und durch 3 weitere Bohrungen 12 mit kleinerem Durchmesser jedoch gleicher Länge wie die Bohrungen 11 verbunden.
Das Endstück 3 ist mit einem Gelenkauge 13 versehen.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Treten zwischen Kolbenstange 5 und Gelenkauge 13 stoßartige Zugkräfte auf, so wird die Flüssigkeitskammer 9 unter hohen Druck gesetzt. Dadurch fließt Binghamsche Flüssigkeit aus der oberen Flüssigkeitskammer 9 durch die Drossslbohrungen 11 und 12 in die untere Flüssigkeitskammer 10. Klingt die Zugkraft allmählich ab, so sinkt der Überdruck in der oberen Flüssigkeitskammer 9 soweit ab, bis er einen Wert erreicht, der nicht mehr ausreicht, um die Binghamsche Flüssigkeit durch die Bohrungen 12 mit dem kleinen Durchmesser zu drücken, während er für die Durchströmung der Bohrungen 11 mit dem größeren Durchmesser noch ausreicht.
Man kann diese Blockade der Bohrungen 12 als eine durch die rheologischen Eigenschaften der Binghamschen Flüssigkeit bestimmte, druckabhängige Veränderung des Drosselquerschnittes ansehen.
Figur 2 zeigt einen vom Aufbau her gleichen Stoßdämpfer wie Figur 1, jedoch sind andere Bohrungen 14, 15 und 16 als Drossel angeordnet. Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Bohrungen 14 ist weit größer als das der Bohrungen 15.
Die Bohrungen 16 sind Stufenbohrungen mit einer Stufe.
Setzt man für die gezeichneten Bohrungen 14,15 und 16 Maßstäblichkeit voraus, so wird das für den Strömungsbeginn in Rechnung zu setzende Längen- Durchmesserverhältnis der Bohrung 16 wird zwischen dem der Bohrung 14 und der Bohrung 15 liegen.
Nehmen die im Funktionsbeispiel beschriebenen stoßartigen Zugkräfte ab, so werden demzufolge erst die Bohrungen 14, dann die Bohrungen 16 und letztlich bei Stillstand auch die Bohrungen 15 durch die Binhameche Flüssigkeit blockiert.
Aus den in der Fachliteratur über die Strömung Binghamscher Flüssigkeiten angeführten Gesetzmäßigkeiten geht hervor, daß die geometrische Form der Drosselbohrungen natürlich nicht nur die druckabhängige Blockade einzelner Teilquerschnitte der Drossel sondern auch die gesamte Dämpfercharakteristik des Stoßdämpfers beeinflußt, sodaß durch geschickte Kombination geometrisch verschiedener Bohrungsformen eine unendliche Vielzahl von Dämpfcharakteristiken erreicht werden kann.

Claims

Schutzansprüche Hydraulischer Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigkeit als Druckmedium, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drosselstelle aus strömungstechnisch unterschiedlichen Strömungskanälen gebildet ist.
2. Hydraulischer Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigkeit als Druckmedium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungskanäle aus runden Bohrungen bestehen.
3. Hydraulischer Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigkeit als Druckmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle glsich lang sind.
4. Hydraulischer Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigkeit als Druckmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle unterschiedlich lang sind.
5. Hydraulischer Stoßdämpfer mit Binghamscher Flüssigkeit als Druckmedium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Kanäle in Strömungsrichtung variierende Strömungsqußrschnitte aufweisen.