DE250476C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 250476 ~ KLASSE 63 b. GRUPPE

gefüllter Kompressionszylinder.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. September 1910 ab.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Abfederung von Fahrzeugen. Hierzu hat man bereits Kompressionszylinder benutzt, bei denen sich ein zusammendrückbares Gas, ζ. B. Luft, und eine unzusammendrückbare Flüssigkeit, z. B. Öl oder Glyzerin, in einer Kammer, die durch einen Zylinder und einen Tauchkolben gebildet wird, befindet. Das Besondere der vorliegenden Einrichtung besteht

ίο darin, daß die in Form von Teleskopröhren hergestellten Kompressionszylinder, welche gegeneinander gedichtet sind, gestatten, daß das Druckmittel, welches durch die Gleitdichtung entweicht, wieder in die Kompressionskammer zurückgegeben wird. Das kleinere, innere der beiden teleskopartig ineinander verschiebbaren Rohre ist oben durch einen Verschlußdeckel, unten durch den Kolben geschlossen, während das äußere Rohr durch einen unteren Verschlußdeckel abgeschlossen ist. Der Kolben hat eine verhältnismäßig enge Durchgangsöffnung zwischen der oberen und unteren Kammer, so daß das Druckmittel beim Übergang von dem in seiner Größe unveränderlich bleibenden Kompressionsraum im oberen Zylinder zu dem veränderlichen Raum im unteren Zylinder mehr oder weniger gedrosselt wird. Das Druckmittel in den Zylindern besteht, wie bereits erwähnt, aus einem zusammenpreßbaren Mittel, z. B. Luft oder aus anderen Gasen, im oberen Teil, und aus einem nicht zusammenpreßbaren Mittel, wie öl, Glyzerin u. dgl., im unteren Teil, welcher zweckmäßig bis zu einem Niveau oberhalb der Kolbendichtung gefüllt ist. Die Drosselung am unteren Ende des Tauchzylinders ist infolge Anordnung eines Rückschlagventils unsymmetrisch. Das Rückschlagventil bleibt bei der Kompressionsbewegung offen, drosselt aber einen Teil der Durchgangsöffnung bei der Expansionsbewegung ab. Dadurch, daß das Ventil unterhalb des normalen Niveaus der Flüssigkeit liegt, wird alle Flüssigkeit, die vom oberen Kompressionsraum zu- oder abströmt, der unsymmetrischen Drosselwirkung des Ventils unterworfen. Das Ventil befindet sich bei normaler Stellung der Zylinder, d. h. wenn sich die Vorrichtung in Ruhe befindet, unter der Oberfläche der Flüssigkeit, so daß das Ventil zuerst in der nicht zusammendrückbaren Flüssigkeit arbeitet. Der normale innere Druck in den Zylindern ist hoch zu wählen, aber aus praktischen Gründen bei dem Betriebe eines Automobils nicht höher, als er durch eine Luftpumpe der üblichen Art erzielt werden kann.

Das besondere Merkmal der Erfindung besteht in der Benutzung einer Pumpe, welche alles überschüssige öl, das seinen Weg durch die Dichtung zwischen den Zylindern gefunden hat, aufnimmt und wieder in den unteren Zylinder zurückbefördert. Die Pumpe ist so angeordnet, daß sie eine Saugwirkung zwischen den gleitenden Oberflächen der Zylinder in einem Punkt oberhalb der Dichtung ausübt. An der Außenseite des Tauchzylinders ist in einem Punkt oberhalb der Dichtung eine rinnenförmige Nut angeordnet, und deren

Kanten sind so beschaffen, daß sie von den Wänden des äußeren Zylinders das öl, welches durch die Dichtung entweicht, abstreifen und der Pumpe zuführen. Die Pumpe wird vorteilhafterweise innerhalb des Zylinders angebracht und durch die hin und her gehende Bewegung der Teile bei der Benutzung angetrieben. In der besonderen Form, welche zeichnerisch dargestellt ist, wird das Ende

ίο der Ventilstange des Drosselventils als Pumpenkolben benutzt. Die hin und her gehende Bewegung für die Pumpe wird dabei durch die hin und her gehenden Bewegungen des Drossel- bzw. Rückschlagventils infolge des Durchströmens der Flüssigkeit gewonnen. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Pumpenkolben in normaler Stellung die Durchgangsöffnungen schließt, so daß, falls die Vorrichtung nicht gebraucht wird, Verluste durch die Pumpenventile wie auch durch den Pumpenkolben vermieden werden. Das Ventil ist lose auf seiner Ventilstange befestigt, um einen gewissen toten Gang oder Spiel zwischen Ventil und Ventilstange zu gewinnen. Hierdurch wird das Ventil in seinen Bewegungen empfindlicher und erlaubt überdies, daß die Bewegung in der einen oder anderen Richtung eine gewisse Größe erreicht, ehe der Widerstand an der Ventilstange auftritt. Dieser Widerstand setzt sich aus der Trägheit der Ventilstange, der gleitenden Reibung und der Pumpenarbeit zusammen.

Die Kraft, welche das Ventil bewegt, kann dadurch vergrößert werden, daß eine Verengung der Durchströmungsöffnung ungefähr in der Mitte des Ventilhubes vorgesehen wird.

Wenn bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung die beschriebene Pumpe benutzt wird, so braucht der luftdichte Abschluß des Tauchkolbens nicht so gut zu sein als sonst. Da aber die Vorrichtung auch während der Zeit der Nichtbenutzung betriebsbereit sein muß, ist es zweckmäßig, um immer eine genügende Menge von öl mit der Dichtung in Berührung zu bringen, eine Hilfsdichtung unterhalb der Hauptdichtung anzubringen, so daß das Öl durch die Schwere in den zwischen den beiden Dichtungen befindlichen Raum eintreten kann. Auf diese Weise sind die Hauptdichtung und die als Expansionsringe ausgebildete Hilfsdichtung in öl getaucht, wie auch immer der ölstand in der Vorrichtung sein mag. Da der Druck auf beiden Seiten der unteren Hilfsdichtung derselbe ist, so genügt es, wenn diese Dichtung so eingerichtet ist, daß sie den Übertritt von Öl durch die Schwere verhütet.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar ist
Fig. ι ein Querschnitt längs der Linie A-B von Fig. 3.

Fig. 2 stellt die wirksamen Teile von Fig. ι in vergrößertem Maßstabe bei geschlossenem Rückschlagventil und bei der Stellung des Kolbens in der zurückgezogenen Stellung dar.

Fig. 3 ist eine Aufsicht von Fig. i, aber in vergrößertem Maßstabe.

In Fig. 4 und 5 ist die Ventilwirkung besonders dargestellt.

Der untere Zylinder ist durch einen verschraubbaren Deckel 2 verschlossen, welcher eine Austrittsöffnung 3 mit Verschlußstopfen 4 enthält. Dieser Zylinder bildet den veränderlichen Raum 5, dessen Größe durch die Auf- und Abbewegungen des Tauchzylinders 6 verändert wird. Der Zylinder 6 ist an seinem oberen Ende durch einen einschraubbaren Deckel 7 luftdicht abgeschlossen. An dem unteren Ende ist der Zylinder· innen mit einem Schraubengewinde 8 versehen, und in dieses ist ein Z3?linderkopf mit den verengten Flüssigkeitsdurchlässen 9, die durch den Doppelpfeil 10 angedeutet sind, eingeschraubt.

Die Hauptdichtung des Tauchkolbens 6 besteht aus einer Manschette 12, die gegen ihren Sitz 11 durch einen Klemmring 13 mittels des Schraubstückes 14 gepreßt wird, welches auf die zentrale zylindrische Wand 15 geschraubt wird. Das freie Ende der Manschette 12 wird gegen die Wand des äußeren Zylinders ι durch federnde Expansionsringe 16, 16 gepreßt. Diese Ringe sind stark genug, um den zylindrischen Teil der Dichtung beständig in vollkommener Berührung mit den Zylinderwandungen zu halten. Der ringförmige Raum, der an das freie Ende der Manschette 12 stößt, einschließlich des Raumes, der die Expansionsringe 16 aufnimmt, wird von dem ringförmigen Behälter 17 mit öl gespeist. Dies geschieht durch einen Kanal 18 im Gußstück, einen Kanal 19 im Klemmring 13, den Kanal 20, der durch Einfeilen einer Nut in den inneren Ring 16 gewonnen wird, und durch den Kanal 21. Diese Kanäle und Leitungen sorgen für eine beständige Speisung mit öl, welches den ganzen Raum in der Nähe der Dichtung 12 ausfüllt. Ein Entweichen des Öles soll durch die Hilfsdichtung 22 unter der Hauptdichtung nach Möglichkeit verhütet werden. Diese Dichtung wird durch den Expansionsring 23 gegen die Zylinderwand gepreßt. Damit Öl aus dem ringförmigen Behälter 17 nicht nach innen ablaufen kann, ist auf dem ringförmigen Teil 15 ein Rand 24 vorgesehen, so daß eine reichliche Menge von öl in den Behälter selbst in dem Falle ■ verbleibt, daß das normale Niveau des Öles unterhalb der Dichtung liegt.

Die Pumpe hat einen Einlaß 25, der in das Innere des Pumpenzylinders führt. Dieser Einlaß steht mit einer Ringkammer 26 in Verbindung, deren scharfe Kanten 27 und 28

das überschüssige öl von den Innenwandungen des Zylinders abstreifen. Die Kanten können aus starrem, nachgiebigem oder aus federndem Material bestehen. Der Einlaß besitzt ein Rückschlagventil 29, von dem aus ein Kanal 30 zum Pumpenzylinder führt, von wo das Öl durch, das Auslaßventil 32 und den Kanal 33 nach dem Innern des Hauptkolbens, und zwar nach dem Durchlaßkanal 9 befördert wird. Das Ende 34 des Pumpenkolbens reicht so weit, daß es den Einlaßkanal 30 bedeckt, wenn sich der Kolben am Ende seines ausstoßenden Hubes befindet. Auf diese Weise wird ein Verlust von Flüssigkeit unter Druck während der Zeit des Nichtgebrauch^ sowohl durch den Pumpenkolben 34 als 'auch durch die Pumpenventile 29 und 32 vermieden. Die Pumpe wird selbsttätig durch die relative Bewegung ihrer Teile bewegt.

Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, nimmt in der Normalstellung der Vorrichtung oder in der Ruhestellung das Ventil 35 etwa die Stellung wie in Fig. 4 gezeichnet ist ein, in der es durch die Mutter 41 am unteren Ende der Ventilstange gestützt wird. Sobald eine Bewegung der Zylinder 1 und 6 gegeneinander erfolgt, hebt der Flüssigkeitsstrom vom unteren Raum 5 nach dem oberen Zylinder 6 das Ventil in die Stellung, welche Fig. 1 zeigt, wobei der das Ventil umgebende Raum mit den öffnungen 37 und 38 in freier Verbindung steht. Der Pumpenkolben 34 steht unter der Wirkung einer Zugfeder 43, deren Enden an dem oberen Teil der Kolbenführung und dem Bund 40 der Ventilstange befestigt sind. Bei der Bewegungsumkehr der Zylinder 1 und 6 kehrt das Ventil 35 in die Stellung zurück, welche in Fig. 4 gezeigt ist, so daß die Flüssigkeit, welche vom Zylinder 6 nach dem Raum 5 zurückfließt, auf das Ventil 35 einwirken kann, und zwar infolge der kleinen öffnung, die zwischen dem Ventil und dem Durchgang 42 besteht. Wenn die Abwärtsbewegung des Zylinders ι weitergeht, so bringt die Flüssigkeit das Ventil 35 in die Stellung, welche Fig. 5 zeigt, und weiter, bis das Ventil seine unterste Stellung erreicht, in der es den Durchgang 37 schließt (Fig. 2). Der Durchfluß der Flüssigkeit vom oberen zum unteren Zylinder kann jetzt nur durch die verhältnismäßig engen Öffnungen 38 stattfinden. Bei einer nochmaligen Bewegungsumkehr der Zylinder 1 und 6 wird durch die Feder 43 das Ventil 35 und damit der Pumpenkolben 34 wieder in seine Normalstellung, welche die Fig. 4 zeigt, gehoben.

Das Ventil 35 kann sich also von seinem

Sitz 36 abheben, wodurch eine freie Bewegung des Druckmittels bei dem Konipressionshub . ermöglicht ist. Bei der Bewegungsumkehr oder beim Expansionshub dagegen legt es sich gegen den Ventilsitz 36, schließt dadurch den Kanal 37 und zwingt die Flüssigkeit, durch die engeren Durchgänge 38,38 hindurchzugehen.

Bei der gezeichneten Ausführungsform werden die Bewegungen des Ventils 35 dazu benutzt, den Pumpentauchkolben 34 zu bewegen. Zu diesem Zwecke ist das Ventil verschiebbar auf der Kolbenstange 34 angebracht, so daß eine Gleitbewegung zwischen dem Halsstück 40 und der Anschlagmutter 41 möglich ist. Vergleicht man Fig. 1 und 2, so folgt, daß sich durch diese Bewegungsfreiheit das Ventil frei in die unmittelbare Nähe der Verengung 42 (Fig. 2) begeben kann. Die Aufwärtsbewegung der Pumpe geschieht durch die Zugfeder 43.

Es empfiehlt sich, noch einen äußeren Schutzzylinder 44 mit einer unteren Packung 46 anzuordnen, der an dem Deckel 7 des Zylinders 6 angeschraubt ist. Der verdickte Ring 45 des Zylinders 1 besitzt ein Kissen 47, das als ein Puffer wirkt, nämlich jedesmal, wenn der Kompressionshub so stark ist, daß er den Flanschenverschluß 7 in Berührung mit dem Kissen bringt. Der ringförmige Raum 48 zwischen der Packung 47 und dem Deckel 7 dient als Kompressionsraum, in welchem die Luft durch die Bewegungen der Teile komprimiert wird. Auf diese Weise gelingt es, einen Anfangsdruck größer als eine Atmosphäre innerhalb des ringförmigen Raumes 48 aufrechtzuerhalten.

Um ein übermäßiges Anwachsen des Druckes zu verhüten, ist ein selbsttätiges Entlastungs-Ventil angeordnet, welches in Fig. 3 dargestellt ist. Es besteht aus dem Ventil 56, der Feder 57 und der Schraubenstellvorrichtung 58, um den Anfangsdruck der Feder einzustellen und dadurch den Maximalinnendruck festzusetzen, den man bei der Vorrichtung aufrechtzuerhalten wünscht.

Die Ringsammeikammer 26 faßt eine beträchtlich größere Flüssigkeitsmenge als nötig ist, wenn die Vorrichtung in beständigem Gebrauch ist und die Pumpe mehr oder weniger andauernd arbeitet. Mit einer Kammer von der Gestalt, wie sie dargestellt ist, reicht die Vorrichtung für große Zeiträume unter sehr schweren Belastungen aus, und es kann eine beträchtliche Menge öl durch die Hauptdichtung entweichen, ohne daß etwa irgendwelches öl über die Sammelkammer geht.

Der Ölraum 17 liegt außerhalb des direkten Weges der Hin- und Herbewegung der Flüssigkeit. Daher kann die Hauptmasse des Öles zu Schaum geschlagen werden, während eine Menge von ungestörtem öl zurückbleibt, um die Kanäle 18 zu bedecken.

Die Flüssigkeit, welche benutzt wird, ist

vorzugsweise reines, freifließendes Mineralöl, welches mit reinem, vollkommen gepulvertem Graphit gemischt werden kann. Die Vorrichtung ist an beiden Enden mit Lagern 59, 59 für die Zapfen eines Universalgelenkes versehen.

Claims (5)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Vorrichtung zur Abfederung von Fahrzeugen, bei der sich ein zusammendrückbares Gas, ζ. B. Luft, und eine unzusammendrückbare Flüssigkeit, z. B. öl oder Glyzerin, in einer Kammer befindet, die durch einen Zylinder und einen Tauchkolben gebildet wird, gekennzeichnet durch eine selbsttätig wirkende Fördereinrichtung (Förderpumpe), durch welche das durch die Kolbendichtung entweichende Druckmittel wieder in die Kompressionskammer zurückgebracht wird.
2. 2. Ausführungsform der Vorrichtung nach

   Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben mit einem gegen die Wand des Zylinders (1) offenen ringförmigen Hohlraum (26) und mit einem einen Pumpenzylinder bildenden zentralen Teil ausgestattet ist, in welchem ein unter Wirkung einer Zugfeder (43) stehender Pumpenkolben (34) verschiebbar gelagert ist, wobei im Tauchkolben von dem Hohlraum (26) ein Einlaß (25) zur Pumpe und ein Auslaß (33), welcher in die Druckkammer der Kompressionsvorrichtung mündet, vorgesehen ist.
3. 3. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine den Pumpenkolben (34) beeinflussende Vorrichtung, welche durch die Flüssigkeitsströmung bei der Kompression oder der Expansion selbsttätig bewegt wird.
4. 4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Verlängerung des Pumpenkolbens ein Ventil (35) und weiter in dem Tauchkolben ein enger Kanal (9) und im unteren Teil desselben Durchlässe (42, 37, 38) angeordnet sind, deren Größe durch die Stellung des Ventils einer Änderung unterworfen ist.
5. 5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein toter Gang in der Verbindung zwischen der Ventilscheibe (35) und der Kolbenstange (34) der Pumpe vorgesehen ist, zum Zwecke, das Ventil empfindlicher zu machen und damit die Wirkung der Pumpe sicherzustellen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.