DE1281865B

DE1281865B - Stufenlos verstellbarer Stossdaempfer, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1281865B
Application number: DEB81235A
Authority: DE
Inventors: Erwin Hausmann; Jean Herbert Willich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-03-30
Filing date: 1965-03-30
Publication date: 1968-10-31

Description

Stufenlos verstellbarer Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen stufenlos verstellbaren Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der im wesentlichen aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder und einem darin verschieblich angeordneten, am Ende einer hohl ausgebildeten Kolbenstange sitzenden Arbeitskolben besteht, der mit zwei Gruppen von axial verlaufenden Flüssigkeitsdurchtrittskanälen versehen ist, von denen jede Kanalgruppe austrittsseitig durch mehrere an ihrem Innenumfang fest am Kolben eingespannte, ringförmige Federplattenventile oder an der Kolbenstange federnd abgestützte Ventilplatten abgedeckt ist, wobei in der hohlen Kolbenstange eine ein Drosselglied bildende Verstellstange vorgesehen ist, die den wirksamen Drosselquerschnitt der die beiden beidseitig des Arbeitskolbens gelegenen Arbeitsräume mittels Öffnungen in der Kolbenstange miteinander verbindenden Kolbenstangenbohrung stufenlos zu verstellen erlaubt. Dadurch kann die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers kontinuierlich geändert werden.
Bei bekannten Stoßdämpfern obiger Art (mit Federplattenventilen, französische Patentschrift 1300 013, mit starren Ventilplatten, französische Zusatzpatentschrift 69 441 zum französischen Patent 1120 363) mündet die in ihrem wirksamen Drosselquerschnitt zu verstellende Kolbenstangenbohrung unmittelbar in den kolbenstangenseitig gelegenen Arbeitskammerraum aus. Das hat zur Folge, daß der auf die Kolbenstangendurchtrittsbohrung entfallende Dämpfungsanteil in beiden Bewegungsrichtungen des Arbeitskolbens, also in der Druck- wie auch in der Zugstufe, gleich ist. Da nun aber Stoßdämpfer normalerweise in der Zugstufe eine größere Dämpfung als in der Druckstufe besitzen, wird bei fest eingestellten Dämpfungsventilen für beide Arbeitsrichtungen durch die Verstellung des wirksamen Querschnitts der Kolbenstangendurchtrittsbohrung das Dämpfungsverhältnis in der Druck- und in der Zugstufe jeweils geändert, was für die Praxis unerwünscht ist. Bei harter Einstellung, also bei geschlossener Kolbenstangendurchtrittsbohrung, arbeitet der stufenlos verstellbare Stoßdämpfer wie ein normaler Stoßdämpfer. Bei weicher Einstellung, also bei mehr oder weniger weit geöffnetem Kolbenstangendurchlaß wird dagegen ein entsprechend großer zusätzlicher Durchtrittsquerschnitt für die Dämpfungsflüssigkeit am Arbeitskolben freigegeben. Dieser zusätzliche, für beide Arbeitsrichtungen gleich wirksame Durchlaß führt dann dazu, daß das Kräfte- bzw. Dämpfungsverhältnis »hart zu weich« in der Druckstufe des Dämpfers kleiner ist als in der Zugstufe. Beim Dämpfer nach der französischen Zusatzpatentschrift 69 441 ist zwar das Widerlager der Schraubenfeder für das Zugstufenventil als Mutter ausgebildet und mittels Gewindes auf der drehbaren, unverschieblichen Verstellstange einstellbar, so daß dadurch an sich das Dämpfungsverhältnis an den veränderbaren Durchflußquerschnitt angepaßt werden könnte. Jedoch ist für den bekannten Dämpfer eine zwingende Zuordnung der Federvorspannung für das Zugstufenventil zum einstellbaren Durchflußquerschnitt weder beschrieben noch dargestellt. Der Durchgang durch die Kolbenstangenbohrung kann mit Verkleinern, aber auch Vergrößern der Federvorspannung gedrosselt oder gesperrt werden. Die Konstruktion ist ferner nur für ein federbelastetes Plattenventil geeignet.
Mit der französischen Patentschrift 1375 503 ist schließlich ein verstellbarer Stoßdämpfer bekanntgeworden, bei dem durch hydraulischen Druck von außen mittels eines in der Kolbenstangenbohrung gleitenden Verstellkolbens der zusätzliche Flüssigkeitsdurchlaß durch die Kolbenstange geschlossen und das Dämpfungsverhältnis dadurch beeinflußt und konstant gehalten werden kann, daß bei harter Einstellung ein besonderer Stützring in Form eines haubenartigen, auf der Kolbenstange gleitenden, zum Arbeitskolben zu hohlen und vom Verstellkolben mitgenommenen Kolbens gegen die Federplatten der Druckstufe gedrückt wird, wodurch deren Federhärte in der Druckstufe erhöht wird: Dieser Stoßdämpfer ermöglicht jedoch nur zwei Einstellungen, nämlich »hart« und »weich«, ist also nicht stufenlos verstellbar. Außerdem wirkt der Arbeitsdruck der Druckstufe unmittelbar entgegen dem Steuerdruck auf den Verstellkolben, so daß die Stellkraft aus dem Steuerdruck für den hydraulischen Verstellkolben entweder höher sein muß als die Gegenkraft aus dem höchsten im Stoßdämpfer erzeugten Arbeitsdruck (etwa 150 bis 200 atü), oder aber das Druckstufenventil gibt bei niedrigerem Steuerdruck nach. Dieser Dämpfer ist ferner nur für solche Fahrzeuge geeignet, die eine eigene Hochdruck-Hydraulikanlage haben, ferner ermöglicht er keine Zwischenstufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stufenlos verstellbaren Stoßdämpfer der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, der von einer Hydraulikanlage unabhängig und für alle üblichen Ventilkonstruktionen geeignet ist und bei dem trotz seiner stufenlosen Verstellbarkeit das Kräfte- bzw. Dämpfungsverhältnis von harter zu weicher Einstellung für beide Arbeitsrichtungen, also sowohl in der Zugstufe als auch in der Druckstufe, erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das auf der Kolbenstangenseite liegende Federplattenventil bzw. die entsprechende Ventilplatte durch einen auf der Kolbenstange verschiebbaren, nach dem Arbeitskolben zu hohlen Stützkolben abgestützt ist - wie an sich bekannt -, der seinerseits federnd an der Kolbenstange abgestützt ist und dessen Hohlraum in flüssigkeitsleitender Verbindung einerseits mit der Kolbenstangenbohrung und andererseits mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum steht.
Auf diese Weise ist es möglich, das für die Druckstufe wirksame Ventil bei vollständiger oder teilweiser Freigabe der Kolbenstangendurchtrittsbohrung gleichsam hydraulisch zu schwächen, da der Stützkolben dabei von der die Kolbenstangenbohrung passierenden Dämpfungsflüssigkeit durchspült bzw. beaufschlagt wird. Es entsteht dabei ein Druckgefälle zwischen der Innen- und Außenseite des Stützkolbens, wodurch am Stützkolben eine zusätzliche Kraft angreift, die entgegen seiner eigenen Federstützkraft gerichtet ist. Auf diese Weise wird das kolbenstangenseitig gelegene Ventil entsprechend entlastet, so daß bei entsprechender Dimensionierung der vorerwähnten Bauelemente ein gleichbleibendes Dämpfungsverhältnis zwischen der Druck- und Zugstufeneinstellung erzielt werden kann.
Der Stützkolben ist vorteilhaft haubenartig aus- ; gebildet - wie an sich bekannt -, wobei er mit seinem in der Kolbenstange vorhandene Querbohrungen mit Abstand umgreifenden Haubenrand auf dem kolbenstangenseitig angeordneten Federplattenventil aufliegt und unter Wirkung eines an seiner Hauben- ; decke angreifenden, an der Kolbenstange befestigten Ringfederpaketes steht.
Die in der Kolbenstange befindlichen Querbohrungen sind zweckmäßig schräg gegen die Haubendecke des Stützkolbens gerichtet, wodurch die angestrebte hydraulische Entlastungswirkung des Stützkolbens auf die Ventilfederplatten noch entsprechend gesteigert wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers nach der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 die erfindungswesentlichen Bauteile des Stoßdämpfers in axial geschnittener Teilansicht und F x g. 2 einen Schnitt durch die Kolbenstange in Höhe des Stützkolbens.
In der hohl ausgebildeten Kolbenstange 2 ist die Verstellstange 1 drehbar gelagert. Das untere Ende der Verstellstange 1 bildet das mit seinem Querschnitt in F i g. 2 erkennbare Drosselglied 7 zwischen der Kolbenstangenbohrung 16 und den davon abzweigenden Querbohrungen 14. Das unmittelbar auf dem im Zylinder 19 verschieblichen Arbeitskolben 10 liegende ringförmige Federplattenventil 9 für die Druckstufe ist durch die Mutter 18 fest mit dem Arbeitskolben 10 und der Kolbenstange 2 verbunden und stützt sich mit seinem Innenumfang gegen die Stützscheibe 8 ab. Auf dem Federplattenventil 9 liegt der haubenförmig ausgebildete Stützkolben 12 mit seinem zylindrischen Flansch 12' auf. In letzterem befinden sich die Bohrungen 15. Ein Ringfederpaket 6 liegt mit seiner äußeren Zone auf dem abgesetzten Rand an der Haubendecke des Stützkolbens 12 an und stützt sich nach oben gegen die Stützscheibe 5 und den darüberliegenden Seegerring 4 ab. Die in den Hohlraum 13 des Stützkolbens 12 einmündenden Querbohrungen 14 der Kolbenstange 2 sind schräg nach oben gegen die Haubendecke des Stützkolbens 12 gerichtet.
Der Arbeitskolben 10 ist mit zwei Gruppen von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen 17,17' versehen, die austrittsseitig durch die Federplattenventile 9 bzw. 9' für die Druck- bzw. Zugstufe abgedeckt sind. Der Arbeitskolben 10 unterteilt das Innere des Zylinders 19 in die beiden mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Arbeitsräume 11,11'. Die Dämpfungsflüssigkeit steht unter hohem Druck, der durch ein nicht dargestelltes, im Zylinder 19 untergebrachtes und gegen die Flüssigkeit durch einen abdichtenden Trennkolben getrenntes Gasdruckpolster hervorgerufen wird.
Wenn der Arbeitskolben 10 nach unten fährt, d. h. also in der Druckstufe des Dämpfers, und das Drosselventil ? geschlossen ist, so daß keine Verbindung zwischen der Kolbenstangenbohrung 16 und dem Raum 13 besteht und der Stoßdämpfer somit auf härteste Einstellung gestellt ist, strömt das Stoßdämpfermedium aus dem Arbeitsraum 11 durch die Kanäle 17 gegen den Widerstand des durch das Ringfederpaket 6 unterstützten Federplattenventils 9 in den Arbeitsraum 11'. Der Dämpfer arbeitet somit auf übliche Weise. Werden dagegen durch Verstellen der Verstellstange 1 vom Drosselglied 7 die Querbohrungen 14 mehr oder weniger geöffnet und somit eine weichere Einstellung herbeigeführt, dann strömt das Medium in der Druckstufe nicht nur durch die Kanäle 17, sondern auch durch die Bohrungen 16 und 14 in den Hohlraum 13 im Stützkolben 12 und von dort durch die Bohrungen 15 in den Arbeitsraum 11'. Der Stützkolben 12 wird dabei durch das Druckgefälle zwischen seinem Hohlraum 13 und dem Arbeitsraum 11' nach oben gedrückt, wodurch die durch das Ringfederpaket 6 hervorgerufene Stützkraft für das Federplattenventil 9 ganz oder teilweise aufgehoben wird.
Es versteht sich, daß die Erfindung auch bei anderen Stoßdämpferventilarten Verwendung finden kann, so z. B. bei Ventilen, die aus Ventilplatten und Schraubenfedern bestehen. Auch kann die Bohrung 15, die den Hohlraum 13 mit dem Arbeitsraum 11' verbindet, als Kerbe am Rand des Stützkolbens 12 ausgebildet sein. Weiterhin kann der Stützkolben 12 auch konisch oder glockenförmig ausgebildet sein. Außerdem kann das drehbare Drosselventil durch ein innerhalb der Kolbenstange 2 längsverschiebbares Schieberventil ersetzt werden.

Claims

Patentansprüche: 1.. Stufenlos verstellbarer Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder, einem darin verschieblich angeordneten, am Ende einer hohl ausgebildeten Kolbenstange sitzenden Arbeitskolben, der mit zwei Gruppen von axial verlaufenden Flüssigkeitsdurchtrittskanälen versehen ist, von denen jede Kanalgruppe austrittsseitig durch mehrere an ihrem Innenumfang fest am Kolben eingespannte, ringförmige Federplattenventile oder an der Kolbenstange federnd abgestützte Ventilplatten abgedeckt ist, wobei in der hohlen Kolbenstange eine ein Drosselglied bildende Verstellstange vorgesehen ist, die den wirksamen Durchtrittsquerschnitt der die beiden beidseitig des Arbeitskolbens gelegenen Arbeitsräume mittels Öffnungen in der Kolbenstange miteinander verbindenden Kolbenstangenbohrung stufenlos zu verstellen erlaubt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das auf der Kolbenstangenseite liegende Federplattenventil (9) bzw. die entsprechende Ventilplatte durch einen auf der Kolbenstange (2) verschiebbaren, nach dem Arbeitskolben (10) zu hohlen Stützkolben (12) abgestützt ist - wie an sich bekannt -, der seinerseits federnd an der Kolbenstange abgestützt ist und dessen Hohlraum (13) in flüssigkeitsleitender Verbindung einerseits mit der Kolbenstangenbohrung (16) und andererseits mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum (11') steht.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkolben (12) haubenartig ausgebildet ist - wie an sich bekannt -, mit seinem in der Kolbenstange (2) vorhandene Querbohrungen (14) mit Abstand umgreifenden Haubenrand (12') auf dem kolbenstangenseitig angeordneten Federplattenventil (9) aufliegt und unter Wirkung eines an seiner Haubendecke angreifenden, an der Kolbenstange (2) befestigten Ringfederpaketes (6) steht.
3. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kolbenstange (2) befindlichen Querbohrungen (14) schräg gegen die Haubendecke des Stützkolbens (12) gerichtet sind.
4. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssigkeitsleitende Verbindung zwischen dem Stützkolbenhohlraum (13) und dem kolbenstangenseitigen Arbeitskammerraum (11') über im Haubenrand (12') vorgesehene Bohrungen (15), Randeinschnitte od. dgl. erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 1300 013, 1. 375 503; französische Zusatzpatentschrift Nr. 69 441 zur französischen Patentschrift Nr. 1120 363.