NL1005765C2 - Dubbelwerkende demper met stangslag-volumecompensatie. - Google Patents

Description

Dubbelwerkende demper met stangslag-volumecompensatie.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een dubbelwerkende demper omvattende een eerste deel, dat van bevestigingsmiddelen 5 voor bevestiging aan een eerste orgaan van een voertuig voorzien is en een cilinder omvat, een tweede deel dat van bevestigingsmiddelen voor bevestiging aan een tweede orgaan van dat voertuig voorzien is en een zuiger omvat, ingericht om zich binnen die cilinder te bewegen en daarmee aan tegenoverliggende zijden van de zuiger een eerste 10 en tweede kamer begrenst, waarbij tussen die bevestigingsmiddelen van dat tweede deel en die zuiger een zuigerstang is aangebracht, die zich in die eerste kamer bevindt, een vloeistof aangebracht in die eerste en tweede kamer voor het overbrengen van krachten van die zuiger naar die cilinder of omgekeerd, stromingskanalen die beweging 15 van die vloeistof van de eerste naar de tweede kamer of omgekeerd mogelijk maken.

Dergelijke dempers zijn in de stand der techniek algemeen bekend en worden gebruikt voor het dempten van allerlei soorten slingerende, trillende en stotende bewegingen. Daarbij is het krachtenspel 20 bij ingaande en uitgaande slag niet symmetrisch omdat zich in de eerste kamer de zuigerstang bevindt waardoor het vloeistofoppervlak dat werkt aan die zijde van de zuiger kleiner is dan het werkzame oppervlak in de tweede kamer. Om dit nadeel te vermijden is in de stand der techniek voorgesteld de zuigerstang te verlengen zodat 25 deze zich voortdurend geheel door de cilinder uitstrekt. Dit heeft als nadeel dat in verdere afdichtmiddelen voorzien moet worden bij het uit de cilinder stekende verder niet functionerende deel van de zuigerstang. Bovendien is het bij een dergelijke constructie niet langer mogelijk op de hartlijn van de slagbeweging de bevestigings-30 middelen zoals ogen aan te brengen. Dergelijke bevestigingsmiddelen dienen dan zijdelings aangebracht te worden. Daardoor wordt enerzijds meer ruimte gevraagd en anderzijds de overbrenging van krachten ongunstiger omdat een moment ontstaat. Daarom wordt bij vele toepassingen het nadeel van het niet gelijke werkzame opp>ervlak aan 35 weerszijden van de zuiger geaccepteerd, tenzij men het bevestigingsmiddel zover in de hartlijn verplaatst dat de uittredende zuigerstang geen obstructie meer ondervindt.

Echter worden steeds vaker in de stand der techniek demp>ers 1005765 2 toegepast voor het dempen van bewegingen met zeer geringe amplitude, d.w.z. bewegingen met een amplitude die wezenlijk kleiner is dan 1 cm en in de ordegrootte van millimeters ligt. Om in dergelijke gevallen optimale demping te verkrijgen is een zeer stijve demper 5 nodig. Omdat de demper bemeten wordt op de kleinste daardoor uit te voeren demping, d.w.z. met het kleinste zuigeroppervlak, d.w.z. daar waar zich de zuigerstang bevindt, betekent dat uitgaande van deze situatie de demper overgedimensioneerd moet worden. Immers de demper moet berekend zijn op de grootste belasting en deze wordt juist 10 opgewekt door het aan het daar tegenoverliggende oppervlak van de zuiger. Deze verzwaarde uitvoering gaat het streven naar het voorzien in lichtere constructies tegen en wordt in bepaalde toepassingen niet langer geaccepteerd.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het hierboven be-15 schreven nadeel te vermijden en in een dubbelwerkende demper te voorzien die ruimtebesparend is, op optimale wijze voor zowel de ingaande als de uitgaande slag met betrekking tot de sterkte daarvan uitgevoerd kan worden en waarbij het bovendien mogelijk is de bevestigingsmiddelen op elke plaats naar wens aan te brengen.

20 Dit doel wordt bij een dubbelwerkende demper zoals hierboven beschreven verwezenlijkt doordat tussen dat eerste en tweede deel een derde kamer begrensd wordt, waarvan het volume bij het verder in de eerste kamer bewegen van de zuigerstang toeneemt, welke derde kamer verbonden is met de tweede kamer. Door de aanwezigheid van een 25 derde kamer wordt in compensatie van de aanwezigheid van de zuigerstang voorzien. Dat wil zeggen, bij gelijke belasting tijdens de in-en uitgaande slag worden gelijke krachten binnen de demper opgewekt. Dit is met name van belang voor dempers die een geringe slag uitvoeren en daarom bijzonder (olie)stijf moeten zijn.

30 Bij voorkeur is het volume van de derde kamer en meer in het bijzonder de volumeverandering daarvan steeds in hoofdzaak gelijk aan de volumeverandering in de eerste kamer veroorzaakt door het binnentreden of uittreden van de zuigerstang daaruit. Dat wil zeggen, het totale volume van de eerste en tweede kamer blijft constant 35 ondanks het binnentreden of uittreden van de zuigerstang door de volumeverandering van de derde kamer. Een dergelijke volumecompen-satie kan bijzonder eenvoudig verwezenlijkt worden indien de derde kamer eveneens begrensd wordt door het eerste en tweede deel, d.w.z.

1005 7 6 5 3 dat de "lengte" daarvan met het ten opzichte van elkaar bewegen van het eerste en het tweede deel eveneens verandert. Door vervolgens het oppervlak gelijk aan het oppervlak van de zuigerstang te kiezen, kan in volledige compensatie van het volume van de zuigerstang voor-5 zien worden.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding is het uitwendige van de cilinder voorzien van een plunjer, en het tweede deel is voorzien van een cilindrisch omtreksdeel ingericht om samen te werken met die plunjer en nabij een vrij uiteinde voorzien 10 van verdere afdichtmiddelen om daartussen die derde kamer te begrenzen.

In een dergelijk geval kan het uitwendige van de cilinder, d.w.z. van het eerste deel, functioneren als plunjerstang voor de plunjer waarbij het omtreksdeel van het tweede deel van passende 15 afdichtmiddelen voorzien is. De hierboven beschreven plunjer en de gebruikelijke afdichtmiddelen voor de gebruikelijke zuigerstang kunnen een geheel omvatten. Bovendien kunnen daarin uitzettingscom-pensatiemiddelen voor de dempervloeistof zijn aangebracht. Immers door verwarming zal deze vloeistof enigszins uitzetten hetgeen met 20 name bij verhoudingsgewijs stijve dempers merkbaar is en gecompenseerd moet worden.

De eigenlijke demper, d.w.z. het zuiger-cilindersamenstel kan op alle in de stand der techniek bekende wijzen uitgevoerd zijn. Dit betreft met name de uitvoering van de doorstroomkanalen voor de olie 25 welke voorzien kunnen zijn van kleppen die al dan niet uitwendig be-dienbaar zijn. Elektrische instelling is mogelijk en tevens is het mogelijk een gasvolume ter ondersteuning van de vloeistoffunctie aan te brengen.

Hierboven is aangegeven dat de demper volgens de uitvinding 30 toepasbaar is bij elke constructie volgens de stand der techniek waarbij demping tussen twee bewegende delen noodzakelijk is. in het bijzonder is deze demper toepasbaar als slinger- of rotatiedemper voor wielstellen en meer in het bijzonder in de spoorwegen gebruikte wielstellen.

35 De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij tonen:

Fig. 1 in dwarsdoorsnede de demper volgens de uitvinding; 1005765 4

Fig. 2 de demper volgens fig. 1 bij verder naar binnen bewogen zuiger;

Fig. 3 detail III uit fig. 1 op vergrote schaal; en

Fig. 4 detail IV uit fig. 1 op vergrote schaal.

5 In fig. 1 is met 1 de demper volgens de uitvinding in een eer ste positie af geheeld. Deze bestaat uit een eerste deel 2 en een tweede deel 3 welke ten opzichte van elkaar heen en weer beweegbaar zijn. Met behulp van bevestigingsogen 4 kunnen de uiteinden van de demperdelen aan een voertuig bevestigd worden. Als niet beperkend 10 voorbeeld kan de bevestiging van een draaistel aan het chassis of frame van een spoorwegvoertuig genoemd worden om slingerbewegingen van wielstellen zoveel mogelijk te dempen.

Het eerste deel 2 omvat een cilinder 5 en is aan het uiteinde voorzien van een afdichtstop 6 waarvan nadere details uit fig. 3 15 blijken. In het kopse uiteinde van cilinder 5 is een opening 7 aangebracht die aansluit op boringen 8. Het tweede deel 3 is voorzien van een zuiger 10 aangebracht in cilinder 5. Deze zuiger 10 is voorzien van veerbelaste kleppen 11 die kanalen 13 afsluiten. Zuiger 10 is bovendien voorzien van een afdichting 12. Details van deze zuiger 20 zijn niet van belang voor de onderhavige aanvrage en kunnen elke in de stand der techniek bekende constructie omvatten. Zuiger 10 is via zuigerstang 14 verbonden met oog 4. Uit fig. 3 blijkt, dat de afdichtstop 6 van een lagerbus 15 is voorzien waarover zuigerstang 14 loopt. Een eerste hoge-druk-afdichting is met 16 aangegeven terwijl 25 de tweede lage-druk-afdichting met 17 aangegeven is. Bovendien bevindt zich in afdichtstop 6 een compensatie-inrichting die uitzetting en/of inkrimping van het vloeistofvolume door temperatuurstijging compenseert. Deze bestaat uit een compensatiekamer 19 die door afdichtstop 6 en opsluitring 18 begrensd wordt. Deze is verbonden 30 met een kanaal 22 dat afgesloten wordt door een met veer 20 belaste zuiger 21. Daarbij is de sterkte van veer 20 zodanig gekozen dat bij normaal bedrijf zuiger 21 zich nooit zodanig zal verplaatsen dat vloeistof in kamer 19 kan komen. Bovendien is een niet nader af geheeld onderdruksysteem aanwezig waardoor niet alleen vloeistof uit 35 eerste kamer 25 bij hoge druk in compensatiekamer 19 kan stromen, maar ook in het geval van onderdruk, d.w.z. afkoeling, vloeistof terug kan stromen. Het is duidelijk dat kamer 19 voor een deel gevuld zal zijn met een onder druk staand gas. Kanaal 23 is aanwezig 1005765 5 om lekvloeistof die zich tussen hoge-druk-afdichtring 16 en lage-druk-afdichtring 17 bevindt terug te voeren in het systeem om zo lekkage te voorkomen.

Een cilindrisch omtreksdeel 24 maakt eveneens deel uit van het 5 tweede deel 3. Dit is zodanig bemeten dat daarin het uitwendige deel van afdichtstop 6 dat werkt als plunjer afdichtend opgenomen is. Daartoe is dit uitwendige deel van afdichtstop 6, zoals uit fig. 3 blijkt, voorzien van een lageroppervlak 35, een hoge-druk-afdichting 36 en een lage-druk-afdichting 37. Ook hier is tussen de hoge- en 10 lage-druk-afdichting een retourkanaal aangebracht dat uitmondt op drukcompensatiekamer 19. Het vrije einde van het cilindrische omtreksdeel 24 is bijvoorbeeld door een schroefverbinding voorzien van een afdichtbus 28 (fig. 4). Deze is eveneens voorzien van een lageroppervlak 29, een hoge-druk-afdichtring 30, een lage-druk-afdicht-15 ring 31 en een zich tussen de twee afdichtringen uitstrekkend retourkanaal 32. Dit retourkanaal mondt uit op een veerbelaste klep 33. Afdichtbus 28, en meer in het bijzonder de zojuist beschreven delen, zijn ingericht om te lopen over het uitwendige oppervlak van cilinder 5. In het deel tussen afdichtbus 28 en afdichtstop 6 wordt 20 de derde kamer 27 begrensd. Zuiger 10 begrenst enerzijds de reeds eerder genoemde eerste kamer 25 en anderzijds de kamer 26. Boring 8 voorziet via opening 7 in verbinding tussen tweede kamer 26 en derde kamer 27.

Het oppervlak van de derde kamer 27, d.w.z. het oppervlak van 25 het ringvormige deel dat zich loodrecht op de hartlijn 9 uitstrekt, is in hoofdzaak gelijk aan het dwarsdoorsnede-oppervlak van de zui-gerstang 14.

Bij vergelijking van fig. 1 en 2 blijkt dat bij het verder naar binnen bewegen van de zuiger 10 in cilinder 5 het volume van tweede 30 kamer 26 enerzijds afneemt door het naar binnen bewegen van deze zuiger maar anderzijds schijnbaar toeneemt doordat een deel fluïdum weg kan stromen naar de groter wordende derde kamer 27. De omvang waarin deze derde kamer 27 groter wordt, komt exact overeen met het toegenomen volume van de zuigerstang 14 dat zich in de eerste kamer 35 25 bevindt.

Op deze wijze worden de krachten opgewekt in de vloeistof bij het ontstaan van onderlinge trek- of drukbewegingen tussen de beves-tigingsogen 4 gelijk gemaakt doordat in gelijkmatige belasting van 1005765 6 de demper voorzien wordt zodat deze op optimale wijze uitgevoerd kan worden. Dit is met name maar niet uitsluitend van belang bij dempers met een verhoudingsgewijs kleine slag van bijvoorbeeld 1-2 mm.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeurs-5 uitvoering beschreven is, zal begrepen worden dat daaraan talrijke wijzigingen aangebracht kunnen worden. Eenvoudigheidshalve is de sturing van de demping in de zuiger geplaatst. Begrepen zal worden dat deze op elke andere plaats in de demper aangebracht kan worden en bovendien op enigerlei wijze (elektrisch) verstelbaar uitgevoerd 10 kan zijn. Bovendien kan de derde kamer op andere wijze verwezenlijkt worden terwijl de overige onderdelen op algemeen in de stand der techniek bekende wijzen gewijzigd kunnen worden. Bovendien is het mogelijk eventuele problemen, die ontstaan door het overbepaald zijn van de constructie, op te heffen door gebruik te maken van een zwe-15 vende hydraulisch gebalanceerde zuiger ter plaatse van de bevestiging van de zuigerstang 14 aan het tweede deel 3. Al dergelijke variaties worden geacht binnen het bereik van de bijgevoegde conclusies te liggen.

1005768

Claims (10)

1. Dubbelwerkende demper (1) omvattende een eerste deel (2), dat van bevestigingsmiddelen (4) voor bevestiging aan een eerste orgaan van een voertuig voorzien is en 5 een cilinder (5) omvat, een tweede deel (3) dat van bevestigingsmiddelen (4) voor bevestiging aan een tweede orgaan van dat voertuig voorzien is en een zuiger (10) omvat, ingericht om zich binnen die cilinder (5) te bewegen en daarmee aan tegenoverliggende zijden van de zuiger een 10 eerste (25) en tweede (26) kamer begrenst, waarbij tussen die bevestigingsmiddelen van dat tweede deel en die zuiger een zuigerstang (14) is aangebracht, die zich in die eerste kamer (25) bevindt, een vloeistof aangebracht in die eerste en tweede kamer voor het overbrengen van krachten van die zuiger naar die cilinder of 15 omgekeerd, stromingskanalen (13) die beweging van die vloeistof van de eerste naar de tweede kamer of omgekeerd mogelijk maken, met het kenmerk. dat tussen dat eerste en tweede deel een derde kamer (27) begrensd 20 wordt, waarvan het volume bij het verder in de eerste kamer bewegen van de zuigerstang toeneemt, welke derde kamer verbonden is met de tweede kamer.

2. Demper volgens conclusie 1, waarbij het volume van de derde kamer wordt bepaald door het zich loodrecht op de slagbeweging van 25 de zuiger uitstrekkende oppervlak alsmede de door de zuiger(stang) afgelegde bewegingsbaan, waarbij dat oppervlak in hoofdzaak gelijk is aan het oppervlak van de zuigerstang loodrecht op de bewegingsrichting daarvan.

3. Demper volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het 30 uitwendige van de cilinder voorzien is van een plunjer, en het tweede deel voorzien is van een cilindrisch omtreksdeel (24) ingericht om samen te werken met die plunjer en nabij een vrij uiteinde voorzien van verdere afdichtmiddelen (28) om daartussen die derde kamer te begrenzen.

4. Demper volgens conclusie 3, waarbij het uitwendige van de cilinder als plunjerstang ingericht is om aan te grijpen op die verdere afdichtmiddelen (28).

5. Demper volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die 1005765 verbinding tussen de derde kamer en de tweede kamer een zich in de wand van de cilinder van het eerste deel uitstrekkende boring (8) omvat.

6. Demper volgens een van de voorgaande conclusies in combina-5 tie met conclusie 2, waarbij die afdichtmiddelen en die plunjer een geïntegreerd geheel omvatten waarin uitzettingscompensatiemiddelen (19-22) voor vloeistof zijn aangebracht.

7. Demper volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij die zuiger van klep (11) gestuurde stromingskanalen voorzien is.

8. Demper volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de doorlaat door die stromingskanalen uitwendig (langs elektrische weg) beïnvloedbaar is.

9. Demper volgens een van de voorgaande conclusies met een werkzame slag kleiner dan 1 cm.

10. Demper volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende een slingerdemper voor wielstellen. ******** 1005765