DE2609247A1

DE2609247A1 - TWO-STAGE SHOCK ABSORBER

Info

Publication number: DE2609247A1
Application number: DE19762609247
Authority: DE
Inventors: Desmond Charles Cachart; Frank Zdemek Ceska
Original assignee: Menasco Aerospace Ltd; Menasco Manufacturing Co
Current assignee: Menasco Aerospace Ltd; Menasco Manufacturing Co
Priority date: 1975-06-13
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1976-12-30
Also published as: FR2314403B3; FR2314403A1

Description

Menasco Manufacturing of Canada, Ltd. Montreal 382, Quebec, CanadaMenasco Manufacturing of Canada, Ltd. Montreal 382, Quebec, Canada

Zweistufiger StoßdämpferTwo-stage shock absorber

Die üblichen heute verwendeten zweistufigen Stoßdämpfer sehen keine Dämpfung im Bereich des Hubes der zweiten Stufe und im Bereich der zweiten Stufe vor und die Belastungskurve wird der Luftfederung der zweiten Stufe folgen. Die Vorteile einer Dämpfung in der zweiten Stufe werden nur dann sichtbar, wenn größere als übliche Sinkgeschwindigkeiten angetroffen werden. Derartige Gegebenheiten herrschen bei STOL-Flugzeugen und bei Flugzeugen vor, die übermäßig harte Landungen abfangen können. Wenn Flugzeuge über eine nur schlecht präparierte Landebahn rollen, wird der Hub des Kolbens groß und das Federbein könnte versagen, weil eine Dämpfung in der zweiten Stufe nicht vorhanden ist. Ein zwei-The two-stage shock absorbers commonly used today do not see any damping in the area of the stroke of the second stage and in the area of the second stage and the load curve will follow the air suspension of the second stage. The advantages A damping in the second stage will only be visible if the sink rate is greater than usual be encountered. Such conditions prevail in STOL aircraft and in aircraft that are excessively harsh Intercept landings. When planes roll over a poorly prepared runway, the hub of the The piston is large and the shock absorber could fail because there is no damping in the second stage. A two-

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st figer Stoßdämpfer mit einer Dämpfung in der zweiten Stufe ist in der US-PS 264 79o offenbart. Die Dämpfungskammer der zweiten Stufe steht mit der Kammer der ersten Stufe über Druckventile in Verbindung, so daß wenn der Fluiddruck in der verformbaren Kammer der ersten Stufe auf ein vorbestimmtes Niveau steigt, eine weitere Dämpfung durch eine offene Verbindung zwischen den Kammern der ersten und der zweiten Stufe bewirkt wird. Diese Druckventile sind vorhanden, damit eine verhältnismäßig große Menge des Fluids von der Kammer der ersten Stufe in die Kammer der zweiten Stufe überströmen kann, sobald ein erwünschter Druck in der ersten Kammer erreicht worden ist, ohne daß sich ein erheblicher Druckanstieg in der ersten Kammer ergibt. Das Vorhandensein von Druckventilen zwischen den Kammern macht die Vorrichtung unnötig kompliziert und es müssen Rückströmventile vorgesehen sein, damit das Fluid in die Kammer der ersten Stufe zurückkehren kann, wenn das Federbein sich wieder in die Ausgangslage zurückbewegt.Stable shock absorber with a damping in the second Stage is disclosed in US Pat. No. 264,790. The damping chamber of the second stage coincides with the chamber of the first Stage via pressure valves in communication so that when the fluid pressure in the deformable chamber of the first stage increases to a predetermined level, further damping through an open connection between the chambers of the first and second stage is effected. These pressure valves are available, so a relatively large amount of the fluid can overflow from the chamber of the first stage into the chamber of the second stage, as soon as a desired Pressure in the first chamber has been reached without a significant increase in pressure in the first Chamber results. The presence of pressure valves between the chambers makes the device unnecessarily complicated and backflow valves must be provided so that the fluid can return to the first stage chamber when the The shock absorber moves back to its original position.

Die vorliegende Erfindung benutzt eine in der ersten Stufe vorgesehene Kammer, die ein Fluid unterhalb eines Raumes mit Gas unter hohem Druck enthält und das Fluid steht durch eim öffnung der ersten Stufe mit einem Raum in der Kolbenhülse oberhalb der Kolbentrennwand in Verbindung, die die Öffnungen für die zweite Stufe enthält. Ein Gehäuse für die zweite Stufe ist unterhalb der Trennwand angeordnet und ent-The present invention utilizes a first stage chamber that holds fluid beneath a space with gas under high pressure and the fluid is available through an opening of the first stage with a space in the piston sleeve above the piston partition in connection, which contains the openings for the second stage. A housing for the second stage is arranged below the partition wall and

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hält einen freischwimmenden Kolben, der in Richtung auf die Kolbentrennwand beaufschlagt wird durch einen Gasdruck im Gehäuse der zweiten Stufe, wobei dieser Gasdruck wesentlich höher ist als der Gasdruck in der ersten Stufe. Indem ein höherer Gasdruck auf der Seite der zweiten Stufe des schwimmenden Kolbens gewählt wird, wird die Stoßdämpferanordnung wesentlich einfacher, weil es nicht notwendig ist, Druckentlastungs- und Rückkehrventile in der Kolbentrennwand zu verwenden, um die Strömung des Fluids zwischen der ersten und der zweiten Stufe zu steuern.holds a free-floating piston, which is urged in the direction of the piston partition wall by a gas pressure in the housing of the second stage, this gas pressure being significantly higher than the gas pressure in the first stage. By choosing a higher gas pressure on the second stage side of the floating piston, the shock absorber assembly becomes much easier because it is not necessary to have pressure relief and return valves in the piston partition to be used to control the flow of fluid between the first and second stages.

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt eines erfindungsgemäßen zweistufigen Stoßdämpfers, wobei die Kolbenhüls« in der ausgefahrenen Stellung gezeigt ist;Fig. 1 is a vertical section of a two-stage shock absorber according to the invention, with the piston sleeve «in the extended position is shown;

Fig. 2 ist eine vereinfachte schematische Darstellung derFIG. 2 is a simplified schematic illustration of FIG

Anordnung nach Fig. 1 nachdem die Kolbenhülse in ' den Hauptzylinder hineinbewegt worden ist; undThe arrangement according to FIG. 1 after the piston sleeve has been moved into the master cylinder; and

Fig. 3 ist eine Kurve, die die Belastung über dem Hub zeigt, wobei die Funktionsweise des Anmeldungsgegenstandes mit einem herkömmlichen zweistufigen Federbein verglichen wird.Fig. 3 is a graph showing the load versus the stroke, the operation of the subject application is compared to a conventional two-stage shock absorber.

In der Beschreibung beziehen sich Jeweils gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile in den Fig. 1 und 2. Der Stoßdämpfer 9 weist einen äußeren Zylinder 1o auf, an dem einIn the description, the same reference numerals relate to the same parts in FIGS. 1 and 2. The shock absorber 9 has an outer cylinder 1o on which a

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Ansatz 11 befestigt ist, der eine Öffnung 12 besitzt, um den Stoßdämpfer mit einem anderen Teil zu verbinden, so etwa dem Rumpf eines Flugzeuges. Innerhalb des äußeren Zylinders 1o ist ein Hauptzylinder 14 angeordnet, der von dem äußeren Zylinder 1o durch einen Raum 15 getrennt auf Abstand steht. Der Zylinder 14 ist an beiden Enden mit dem äußeren Zylinder 1o verbunden, wobei das untere Ende mit Hilfe eines Befestigungsteils 16 festgelegt ist, das am Vorsprung 17 angreift.Approach 11 is attached, which has an opening 12 to to connect the shock absorber to another part, such as the fuselage of an airplane. Inside the outer A master cylinder 14 is arranged in the cylinder 1o and is separated from the outer cylinder 1o by a space 15 Distance stands. The cylinder 14 is connected at both ends to the outer cylinder 1o, the lower end is set with the help of a fastening part 16 that engages the projection 17.

Das Ende der Kolbenhülse 18 ragt in den Zylinder 14 hinein und trägt eine Enddichtung 19, die an der Innenseite des Zylinders angreift. Das untere Ende des Zylinders 14 weist einen Befestigungsring 2o auf, der die untere Dichtung 21 und den Dichtungsträger 22 festlegt. Die Kolbenhülse 18 wird durch eine Trennwand 24 abgeschlossen und ein Zumeßstift 25 (metering pin) erstreckt sich von der Trennwand 24 nach aufwärts durch die Öffnung 26, die am Ende des Tragrohres 27 für die Öffnung angeordnet ist. Das obere Ende des Zylinders 14 besitzt einen Kanal 28, der eine Armatur 8o enthält, und der Kanal wird dazu verwendet, Gas unter hohem Druck in den Zylinder 14 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 29 einzuführen. Der Zumeßstift 25 ist derart geformt, daß er beim Zusammenschieben des Federbeins eine variable Öffnung 26 bedingt. Das Rohr 27 besitzt Öffnungen 3o, die das Innere des Rohres mit dem Inneren des Zylinders 14 verbinden. Die Trennwand 24 weist eine Anzahl von Öffnungen 32 für das Dämpfen in der zweiten Stufe auf.The end of the piston sleeve 18 protrudes into the cylinder 14 and carries an end seal 19 which engages the inside of the cylinder. The lower end of the cylinder 14 has a fastening ring 2o which fixes the lower seal 21 and the seal carrier 22. The piston sleeve 18 is closed off by a partition wall 24 and a metering pin 25 extends from the partition wall 24 upwards through the opening 26 which is arranged at the end of the support tube 27 for the opening. The top The end of the cylinder 14 has a channel 28 which contains a fitting 8o, and the channel is used to convey gas under high pressure in the cylinder 14 above the liquid level 29 to be introduced. The metering pin 25 is shaped such that when the strut is pushed together, it has a variable opening 26 conditional. The tube 27 has openings 3o which the interior of the tube with the interior of the Connect cylinder 14. The partition wall 24 has a number of openings 32 for steaming in the second stage.

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Ein Gehäuse 34 für die zweite Stufe ist an seinem oberen Ende mit der Kolbentrennwand 2o verbunden und an seinem unteren Ende mit der Kolbenhülse 18 und das untere Ende des Gehäuses 34 enthält einen Kanal 35, der mit einem Ventil 36 versehen ist, um das Gehäuse mit einem Gas zu beaufschlagen, das einen höheren Druck besitzt als das anfänglich im Zylinder 14 vorhandene. Das Gehäuse 34 enthält einen freischwimmenden Kolben 4o, der in dem Gehäuse 34 oberhalb des Gases frei auf und ab beweglich ist.A housing 34 for the second stage is at its upper End connected to the piston partition wall 2o and at its lower end to the piston sleeve 18 and the lower end of the housing 34 includes a channel 35 which is connected to a valve 36 is provided to pressurize the housing with a gas which has a higher pressure than that initially existing in cylinder 14. The housing 34 contains a free-floating piston 4o which is contained in the housing 34 is freely movable up and down above the gas.

Ein Ansatz 44 ist mit dem unteren Ende des Zylinders 14 verbunden und ein Ansatz 46 ist mit dem unteren Ende der Kolbenhülse 18 verbunden. Arme 47 und 49 sind an einem Ende durch einen Stift 5o miteinander verbunden und sind am jeweils gegenüberliegenden Ende an den Ansätzen 44 bzw. 46 durch Stifte 51 bzw. 52 angelenkt. Der untere Ansatz weist auch ein Lager für die Achse 54 eines Rades auf. Ein Kurbelarm 55 erstreckt sich nach oben von der Oberseite des Zylinders 14 aus und ist mit dem nicht gezeigten Lenkmechanismus für das Rad verbunden. Es liegt auf der Hand, das eine dem innneren Zylinder 14 über den Kurbelarm 55 erteilte Drehbewegung über die Arme 47 und 49 zu der Achse 54 des Rades übertragen wird, um das Rad zu lenken, wenn es als Bugrad eines Flugzeuges verwendet wird. Ein Ansatz 57 an der Kolbenhülse 18 dient als Anschlag beim Hochschwenken des Rades.A lug 44 is attached to the lower end of the cylinder 14 and a lug 46 is connected to the lower end of the piston sleeve 18. Arms 47 and 49 are on one End connected to each other by a pin 5o and are at the opposite end on the lugs 44 and 46 hinged by pins 51 and 52, respectively. The lower extension also has a bearing for the axle 54 of a wheel. A Crank arm 55 extends upward from the top of cylinder 14 and is associated with the steering mechanism, not shown connected for the bike. It is obvious that one of the inner cylinders 14 via the crank arm 55 imparted rotary motion is transmitted via arms 47 and 49 to axle 54 of the wheel to steer the wheel when it is used as the nose wheel of an airplane. A shoulder 57 on the piston sleeve 18 serves as a stop when pivoting up of the wheel.

Der Zylinder 14 weist einen Raum 6o über dem ölspiegel 29The cylinder 14 has a space 6o above the oil level 29

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auf, wobei dieser Raum 60 mit Gas gefüllt ist. Der Zylinder raum 62 enthält Öl, das über die Öffnung 26 mit dem öl in dem Raum 64 der Kolbenhülse oberhalb der Trennwand 24 in Verbindung steht. Der unterhalb der Trennwand 24 angeordnete Raum 66 enthält öl, das von der Kammer 64 durch die öffnungen 32 hindurchtritt. Der unterhalb des freischwimmenden Kolbens 4o angeordnete Raum 67 ist normalerweise mit Gas gefüllt, das unter einem Druck oberhalb demjenigen im Raum 60 steht. Die öffnung 26 dient als Öffnung der ersten Stufe und die Öffnungen 32 bewirken die Dämpfung in der zweiten Stufe. Zunächst wird öl in die Kammer 62 eingeströmt bis das Fluid die Kammern 64 und 66 füllt und das Niveau 29 erreicht. Der Raum 67 wird über das Ventil 36 mit einem Gas bis zu einem Druck von etwa 1o5 km/cm (15oo psi) beaufschlagt und der Raum 60 wird über das Ventil 80 mit einem Gas auf einen etwas niedrigeren Druck beaufschlagt, etwa auf 7o3 kg/cm (I000 psi). Der Druck im Raum 67 hält den schwimmenden Kolben 4o normalerweise in der oberen Stellung an der Trennwand 24.on, this space 60 being filled with gas. The cylinder space 62 contains oil, which through the opening 26 with the oil in the space 64 of the piston sleeve above the partition wall 24 is in communication. The arranged below the partition wall 24 Space 66 contains oil from the chamber 64 through the openings 32 passes through. The one below the free floating one Piston 40 arranged space 67 is normally filled with gas which is at a pressure above that in the space 60 stands. The opening 26 serves as the opening of the first stage and the openings 32 effect the damping in the second Step. First, oil is flowed into the chamber 62 until the fluid fills the chambers 64 and 66 and the level 29 achieved. The space 67 is pressurized via the valve 36 with a gas up to a pressure of about 10 5 km / cm (150 psi) and the space 60 is pressurized with a gas to a slightly lower pressure via the valve 80, for example to 703 kg / cm (1000 psi). The pressure in space 67 holds the floating piston 4o normally in the upper position on the partition wall 24.

In der schematischen Fig. 2 ist die Kolbenhülse 18 als in den Zylinder 14 hineinverschoben dargestellt, und zwar um einen Betrag, der ausreicht, um den Druck des Gases in der Kammer 60 über den Druck des Gases in der Kammer 67 anzuheben. Daher wird das Fluid innerhalb der Kammer 64 der Kolbenhülse 18 durch die Öffnungen 32 in die Kammer 66 eintreten, um die Dämpfung der zweiten Stufe zu bewirken.In the schematic FIG. 2, the piston sleeve 18 is shown as being displaced into the cylinder 14, namely by an amount sufficient to raise the pressure of the gas in chamber 60 above the pressure of the gas in chamber 67. Therefore, the fluid within the chamber 64 of the piston sleeve 18 is transferred through the openings 32 into the chamber 66 enter to effect the damping of the second stage.

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Beim Verschwinden der die Verschiebung bewirkenden Belastung wird das Gas in den Kammern 60 und 67 auf den Ausgangsdruck expandieren und das Fluid wird auf den Flüssigkeitsspiegel 29 zurückkehren. Ein Abfedern und Dämpfen in der ersten Stufe wird durch die Kammer 60 und die öffnung 26 erhalten, die den geformten Zumeßstift 25 aufnimmt, um die Dämpfung je nach den Stellungen der Kolbenhülse zu variieren. Wenn der Druck in der Kammer 60 den maximalen Druck der ersten Stufe erreicht, ist der Druck in der Kammer 67 der zweiten Stufe erreicht und danach wird der Druck in der Kammer 67 fortfahren mit dem Druck in der Kammer 60 zu steigen, wenn der Stoßdämpfer weiter zusammengeschoben wird. Dieser Druckanstieg wird das Fluid veranlassen, durch die Öffnungen 32 der zweiten Stufe zu strömen und den schwimmenden Kolben 4o veranlassen, sich in dem Gehäuse 34 nach unten zu bewegen.When the load causing the displacement disappears, the gas in the chambers 60 and 67 is at the initial pressure expand and the fluid will return to the liquid level 29. A cushioning and dampening in the first stage is through the chamber 60 and the opening 26 received, which receives the shaped metering pin 25 to the damping depending on the positions of the piston sleeve vary. When the pressure in chamber 60 reaches the first stage maximum pressure, the pressure in the chamber is 67 of the second stage is reached and thereafter the pressure in the chamber 67 will continue with the pressure in the chamber 60 to increase as the shock absorber is pushed further together. This increase in pressure will cause the fluid to pass through the openings 32 of the second stage to flow and the floating Cause piston 4o to move down in housing 34 to move.

In der Fig. 3 stellt die voll ausgezogene Linie 7o die Kurve für eine statische Last und die voll ausgezogene Linie 72 die Kurve für eine dynamische Last dar. Die gestrichelte Linie 74 stellt die dynamische Kurve für ein herkömmliches zweistufiges Federbein ohne Dämpfung in der zweiten Stufe dar. Die statische Kurve 7o besitzt einen Abschnitt 7oa für die erste Stufe und einen Abschnitt 7ob für die zweite Stufe. Nachdem die Last des Flugzeuges auf den Stoßdämpfer aufgebracht wird, erhöht sich der Druck in der ersten Stufe entlang der Linie 7oa bis der Druck dem Druck in der zwei-In FIG. 3, the solid line 7o represents the curve for a static load and the solid line 72 represents the curve for a dynamic load. The dashed line 74 represents the dynamic curve for a conventional one two-stage strut without damping in the second stage. The static curve 7o has a section 7oa for the first stage and a section 7ob for the second stage. After the load of the aircraft is applied to the shock absorber the pressure increases in the first stage along the line 7oa until the pressure corresponds to the pressure in the second

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ten Stufe entspricht, was am Punkt 7oc erfolgt. Danach folgt die Kurve für statische Last dem Abschnitt 7ob wenn die statische Last beim Betrieb der zweiten Stufe zunimmt. Die Kurve 7o ist diejenige Kurve, der gefolgt würde, nachdem das Flugzeug landet und sich auf dem Boden befindet. Normalerweise stellt der Punkt 7oc die normale statische Last dar, nachdem das Flugzeug zum Stillstand gekommen ist. Die dynamische Lastkurve 72 illustriert, daß eine dynamische Dämpfung erzeugt wird sowohl in der ersten Stufe entlang des Abschnittes 72a und in der zweiten Stufe oberhalb des Abschnittes 72b. Wie durch die gestrichelte Linie der Kurve 74 angedeutet wird, ist keine Dämpfung in der zweiten Stufe bei einem herkömmlichen zweistufigen Stoßdämpfer erhältlich. Oberhalb des Punktes 7oc folgt die gestrichelte Linie der zweiten Stufe sehr genau der durchgezogenen Linie 7ob für statische Last und die Klammer 75 zeigt die zusätzliche Dämpfung an, die in der zweiten Stufe durch die öffnungen 32 erzeugt wird.th stage corresponds to what takes place at point 7oc. Thereafter, the static load curve follows the segment 7ob if the static load increases when operating the second stage. Curve 7o is the curve that would be followed after the aircraft lands and is on the ground. Usually the point 7oc represents the normal static Load after the aircraft comes to a standstill. The dynamic load curve 72 illustrates that a dynamic Damping is generated both in the first stage along section 72a and in the second stage above of section 72b. As indicated by the dashed line of curve 74, there is no attenuation in the second Stage available on a conventional two-stage shock absorber. The dashed line follows above point 7oc Line of the second stage very precisely the solid line 7ob for static load and the bracket 75 shows the additional Attenuation generated by the openings 32 in the second stage.

Die Luftkammern der zwei Stufen werden durch eine ölsäule getrennt, die eine angemessene Abdichtung zuläßt und die Probleme beseitigt, die sich aus einem Lecken von der Kammer niedrigen Luftdrucks zu der Kammer hohen Luftdrucks ergeben. Bei niedrigen Sinkgeschwindigkeiten ist die durch die öffnungen 32 der zweiten Stufe erzeugte Dämpfung nicht signifikant und die Last-Hub-Kurve nähert sich der statischen Kurve ohne Dämpfungsmöglichkeiten in der zweiten Stufe an. Wenn jedoch eine größere Sinkgeschwindigkeit auf-The air chambers of the two stages are separated by a column of oil which allows adequate sealing and eliminates the problems resulting from leakage from the low air pressure chamber to the high air pressure chamber. At low sinking speeds, the damping produced by the openings 32 of the second stage is not significant and the load-lift curve approaches the static curve without any damping possibilities in the second stage. However, if a greater rate of descent occurs

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tritt als üblich, zeigt es sich, daß die Dämpfung der zweiten Stufe von großem Nutzen ist. Dies trifft insbesondere für STOL-Flugzeuge zu als auch für Flugzeuge mifcrash attenuation capability" .Wenn ein Flugzeug über ein unebenes Flugfeld rollt, bewegt sich die Kolbenhülse in die zweite Stufe hinein und der Hub ist daher kleiner als derjenige eines konventionellen Federbeins. Konventionelle zweistufige Federbeine könnten unter derartigen Bedingungen versagen. Der Kurvenabschnitt 7od zeigt die Last-Hub-Kurve wenn beim Rollen eine starke Unebenheit überfahren wird und es ist offensichtlich, daß der zweistufige Stoßdämpfer nach der vorliegenden Erfindung einen steiferen Stoßdämpfer mit einem geringeren Hub darstellt, weil die Dämpfung der zweiten Stufe ins Spiel kommt.occurs as usual, the second stage attenuation is found to be of great benefit. This is particularly true for STOL aircraft too as well as for aircraft mifcrash attenuation capability ". If an aircraft rolls over an uneven airfield, the piston sleeve moves into the second stage and the stroke is therefore smaller than that of a conventional strut. Conventional two-stage struts could fail under such conditions. The curve section 7od shows the load-lift curve when rolling a severe bump is run over and it is obvious that the two-stage shock absorber is after of the present invention provides a stiffer shock absorber with a smaller stroke because the damping of the second stage comes into play.

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Claims

- Io - claims

1. ^ Two-stage shock absorber in which a cylinder on a Aircraft is attached and in which a piston sleeve is movable into the cylinder through its open end, wherein the sleeve is closed by a piston partition which carries a shaped or contoured metering pin which is directed into the cylinder, characterized in that an opening support tube is fixed to the closed End of the cylinder and includes an opening for the first stage at its end into which the metering pin protrudes when the piston sleeve moves into the cylinder that an opening for the first stage the interior of the Cylinder separates from the interior of the second piston sleeve that a housing for the second stage is connected to the piston sleeve is and includes a free-floating piston that the interior of the cylinder and the piston sleeve a fluid up to a predetermined fluid level in the cylinder contains that means are provided for acting on the cylinder above this level with a gas at a pressure of the first stage that facilities are provided to pressurize the housing below the floating piston with a gas to a pressure of the second stage, which is higher than the pressure in the first stage and that

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Fixed openings are provided in the partition wall to allow the fluid to flow past the partition wall into the housing the second stage above the floating piston to obtain second stage damping.

2. Two-stage shock absorber according to claim 1, characterized in that that the partition has an open extension in the direction of the floating piston to one To provide initial fluid chamber between the partition and the floating piston, and that the floating piston normally pressed against the extension by the pressure in the second stage housing.

3. Two-stage shock absorber according to claim 1, characterized in that that the sleeve with the opening contains side openings to allow a flow between the interior of the Allow sleeve with the opening and the inside of the cylinder.

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