DE1925612A1

DE1925612A1 - Hydraulischer Teleskopstossdaempfer

Info

Publication number: DE1925612A1
Application number: DE19691925612
Authority: DE
Inventors: Dickinson Ronald Sidney
Original assignee: Armstrong Patents Co Ltd
Current assignee: Armstrong Patents Co Ltd
Priority date: 1968-05-25
Filing date: 1969-05-20
Publication date: 1969-11-27
Also published as: ES367639A1; FR2009346A1; GB1232236A; US3584712A

Description

Hydraulischer Teleskopstoßdämpfer,

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugstoßdämpfer und insbesondere einen !Teleskopstoßdämpfer, in welchem ein Kolben, der an einer von dem einen Ende eines Druckrohrs ausgehenden Kolbenstange befestigt ist, innerhalb des Druckrohrs verschiebbar geführt und das letztere koaxial innerhalb eines äußeren Vorratsrohrs angeordnet ist und mit diesem einen Ringraum begrenzt, der einen Vorratsraum für hydraulische Flüssigkeit bildet, in welchem in dem Kolben und zwischen dem von der Kolbenstange abgewandten Ende dek Rohrs Ventile angeordnet sind, die zur Regelung des Durchflusses von hydraulischer Flüssigkeit zwischen Druckrohr und Vorratsbehälter dienen.

Es sind bereits mehrere Ausführungen von Teleskopstoßdämpfern des vorstehend beschriebenen Typs vorgeschlagen worden. Beispielsweise weist eine weit verbreitete Stoßdämpferausführung innerhalb des Kolbens ein federbeaufschlagtes hydraulisches Dämpfungsventil zur Durchflußregelung der hydraulischen Flüssigkeit durch den Kolben, wenn sich dieser während eines Kompressionshubes, des sogenannten "Einfederns¹· des Stoßdämpfers weiter in das Druckrohr hineinbewegt, sowie ein zweites Dämpfungsventil zur Dämpfung von Kolbenbewegungen während der Ausdehnung des Stoßdämpfers, des sogenannten "Ausfederns¹¹ in einem Durchflußweg zwischen dem Vorratsraum und dem hinter

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dem Kolben befindlichen Raum des Druckrohrs auf. Infolge dieser Ventilanordnung erfolgt bei dieser Stoßdämpferausführung der Durchfluß innerhalb des Stoßdämpfers stets nur in einer Richtung. In einer anderen Stoßdämpferausführung dient das innerhalb des Kolbens angeordnete Dämpfungsventil zur Regelung des Durchflusses durch den Kolben von dem hinter dem Kolben zu dem vor dem Kolben liegenden Raum, wenn sich der Kolben innerhalb des Druckrohrs nach außen bewegt, d.h. während eines Ausdehnungshubes oder des Ausfederns des Stoßdämpfers, während ein zweites Dampfungsventil, das zur Regelung des Rückflusses von dem vor dem Kolben liegenden Raum des Druckrohrs zu dem Vorratsraum dient, an dem Ende des Druckrohrs, welches der Kolbenstange abgewandt ist, innerhalb eines Ventilblockes angeordnet ist. Innerhalb des Ventilblockes und des Kolbens sind außerdem zusätzliche Rückschlagventile vorgesehen, die ihrerseits dazu dienen, während des Ausfederns des Stoßdämpfers einen Zufluß von hydraulischer Flüssigkeit von dem Vorratsraum in den vor dem Kolben liegenden Baum des Druckrohrs, und während des Einfederns einen Durchfluß durch den Kolben zu gestatten. Bei dieser Ausführung erfolgt daher innerhalb des Stoßdämpfers ein Durchfluß in zwei Riehtungen.

Die beiden, vorstehend beschriebenen Stoßdampferausführungen, wie auch andere, ähnliche Ausführungen weisen stets zwei hydraulische Dämpfungsventile und ggf. weitere zusätzliche Ventile zur Steuerung der Durchflußrichtung der hydraulischen Flüssigkeit innerhalb des Stoßdämpfers auf. Üblicherweise enthalten die beiden hydraulischen Dämpfungsventile federbeaufschlagte Absperrglieder, die gegen entsprechende Ventilsitze beaufschlagt sind, wobei der auf die Absperrglieder ausgeübte Federdruck den Widerstand bestimmt, welcher dem Durchfluß der hydraulischen Flüssigkeit während des Ein- und Ausfederns entgegengesetzt wird. In den meisten Fällen werden die Federeinstellungen bereits bei der Herstellung so berechnet und eingestellt, daß sie dem Flüssigkeitsdurchfluß während des Ausfederns des Stoßdämpfers einen größeren Widerstand entgegensetzen und damit eine größere Dämpfung hervorruf en als während

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des Einfederns, wobei die Dämpfungen in beiden Richtungen in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander stehen. Wenn es für eine besondere Anwendung erwünscht ist, dem Benutzer des Stoßdämpfers die Möglichkeit einzuräumen, die Dämpfungseigenschaften zu verändern, kann, wie bereits vorgeschlagen wurde, ein entsprechendes Absperrglied eines Ventils durch eine Durchfluß-Drosselvorrichtung wie beispielsweise ein sogenanntes Nadelventil ersetzt und ein von außen her zugängliches Einstellglied an dem Stoßdämpfer vorgesehen werden, das dazu dient, die Einstellung der Drosselvorrichtung in bezug auf einen Ventilsitz zu verändern. Da es jedoch normalerweise nicht durchführbar ist, die Einstellung von mehr als einem Dämpfungsventil durch den Benutzer von Hand vornehmen zu lassen, ist der für den Benutzer zugängliche Einstellbereich durch die Notwendigkeit eingeschränkt, einen allzu großen Dämpfungsunterschied zwischen den Hüben beim Einfedern und beim Ausfedern zu vermeiden.

In einem Teleskopstoßdämpfer des beschriebenen Typs sind daher entsprechend der Erfindung die Ventile in dem Kolben und an dem Ende des Rohrs, welches der Kolbenstange abgewandt ist, in der Form einfacher Absperrventile ausgebildet, die dazu dienen, beim Ausfederη des Stoßdämpfers einen Flüssigkeitsdurchfluß durch den Kolben, und beim Einfedern einen Flüssigkeitsdurchfluß von dem vor dem Kolben liegenden Teil des Druckrohrs zu dem Vorratsraum zu verhindern, und es ist eine zur Begrenzung des Durchflusses von hydraulischer Flüssigkeit aus dem hinter dem Kolben befindlichen Teil des Druckrohrs zu dem Vorratsraum auf einen einzigen Durchflußweg dienende Durchlaßvorrichtung und in diesem Durchflußweg ein einziges hydraulisches Dämpfungsventil zur Drosselung des Durchflusses und zur Dämpfung von Kolbenbewegungen in beiden Richtungen innerhalb des Druckrohrs vorgesehen, wobei das Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen des Kolbens und der Kolbenstange so gewählt ist, daß zwischen den Volumina der durch identische Kolbenverschiebungen in den beiden einander entgegengesetzten Richtungen verdrängten Flüseig-

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keit ein vorbestimmtes Differential "bestellt und dadurch zwischen den hydraulischen Dämpfungsverhältnissen für die "beiden Richtungen ein vorbe stimmt es Differential vorgegeben wird.

Das einzige hydraulische Dämpfungsventil kann einstellbar ausgebildet sein, um die Einstellung des beim Ein- und Ausfedern auf den Kolben einwirkenden hydraulischen Dämpfungsgrades zu gestatten und das auf diese Weise vorgegebene Dämpfungsverhältnis beizubehalten. Dadurch unterscheidet sich der erfindungsgemäße Stoßdämpfer von den vorstehend beschriebenen Ausführungen, welche die Veränderung der Dämpfung nur in einer Richtung der Kolbenbewegung gestatten. Das in der erfindungsgemäßen Ausführung verwendete hydraulische Dämpfungsventil ist der Einfachheit halber ein Nadelventil oder ein Drehventil mit mehreren, kreisförmig verteilt angeordneten Öffnungen unterschiedlichen Querschnitts. Die Einstellung kann auf elektrischem Wege wie beispielsweise vermittels eines Elektromagneten, der eine aus einer Kugel und einer Sperrvorrichtung bestehende Anordnung betätigen kann, die mechanisch mit dem Nadelventil oder dem Drehventil gekoppelt ist, oder auch auf mechanischem Weg vermittels eines Kabelzuges erfolgen.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:

Fig. 1A und 1B die beiden Teile eines vollständigen Axialquerschnittes durch einen Teleskopstoßdämpfer nach der Erfindung, und

Pig. 2 eine zweite Ausführungsform des Dämpfungsventils in einem vergrößerten Ausschnitt eines entsprechenden Axialquerschnittes.

Der in den Pig. 1A undiB der Zeichnungen dargestellte , hydraulische Stoßdämpfer besteht aus einem inneren zylindrischen Rohr oder einem Druckrohr 10, das koaxial innerhalb

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eines äußeren Vorratsrohrs 12 angeordnet ist, wobei die beiden Rohre an ihren oberen Enden durch, eine aus einem Kolbenstangenlager oder einer Führung 14 und einem Dichtflansch 16 bestehenden Anordnung verschlossen und in ihrer gegenseitigen Lage festgelegt sind. Die Führung 14 und der Dichtflansch 16 werden gemeinsam durch, eine endseitige Verschlußseheibe 18 in ihrer Lage gehalten, welche ihrerseits unter einer nach innen umgekragten Umfangslippe 20 des Vorratsrobrs 12 gehalten wird.

Ein mit dem inneren Ende einer Kolbenstange 24 verbundener Kolben 22 ist innerhalb des Druckrohrs 10 verschiebbar geführt,, die Kolbenstange 24 wird ihrerseits innerhalb der aus Kolbenstangenlager und Dichtflansch. 14 bzw. 16 bestehenden Anordnung geführt und hydraulisch abgedichtet, steht an ihrem freien Ende über das Druckrohr 10 hinaus vor und ist an ihrem Ende mit einem Ring 26 verbunden, durch welchen der Stoßdämpfer mit einem geeigneten Teil eines Fahrzeugs verbunden werden kann. Ein gleichartig ausgebildeter Ring 28 ist an der Krone einer allgemein halbkugelig ausgebildeten Deckplatte 30 befestigt, welche das entgegengesetzte Ende des Torratsrohrs verschließt. Ein Mantel 32 steht von der kreisförmigen Endplatte 34, welche an dem freien.Ende der Kolbenstange 24 befestigt ist, nach innen vor und umschließt koaxial das benachbarte Ende des Vorratsrohrs, um dieses gegen das Eindringen von Verunreinigungen zu schützen. Der Kolben 22 ist mit einer Axialbohrung mit Innengewinde 36 versehen, durch welche er an dem mit einem entsprechenden Gewinde versehenen inneren Ende der Kolbenstange 24 befestigt ist. Der Kolben 22 weist außerdem einen in Axialrichtung verlaufenden Durchlaß 38 auf, der an der in Axialrichtung oberen Stirnseite des Kolbens in eine in dieser Stirnseite angeordnete Ringnut 40 mündete Die Ringnut 40 ist in der Stirnseite des Kolbens angeordnet und bildet einen Ventilsitz 42, der mit einem federbeaufschlagten Absperrglied 44 in der Form eines Klappventils zusammenwirkt, wenn sich der Kolben 22 innerhalb des Druckrohrs 10 nach

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außen bewegt, wobei sich das federbeaufschlagte Absperrglied 44 gegen den Ventilsitz 42 anlegt und den Durchfluß hydraulischer Flüssigkeit durch den Durchlaß 38 verhindert.

An den vor dem Kolben liegenden Enden der Rohre 10 und 12 ist das Druckrohr 10 durch einen Ventilblock 46 verschlossen, der auf der Deckplatte 30 aufsitzt, wobei die Deckplatte 30 zu diesem Zweck mit einem unter einem Winkel geneigten Bundring 31 versehen ist, der die Lage des Ventilblockes formschlüssig festlegt und dabei auch die lage des Druckrohrs 10 innerhalb und in bezug auf das Vorratsrohr 12 festlegt. Der Ringraum 11 zwischen den Rohren 10 und 12 bildet einen Vorratsraum für hydraulische Flüssigkeit. Eine Verbindung zwischen dem Vorratsraum 11 und dem vor dem Kolben liegenden Raum des Druckrohrs ist durch einen in Axialrichtung verlaufenden Durchlaß 48 gegeben, der innerhalb des Ventilblockes 46 ausgebildet ist. Der Durchlaß 48 mündet in eine Ringnut 50 in der in Axialrichtung innen liegenden Stirnfläche des Ventilblockes 46 und die Ringnut bildet zusammen mit der bereits erwähnten Stirnfläche einen Ventilsitz, der normalerweise durch ein federbeaufschlagtes Absperrglied 52 in der Form eines Einweg-Klappventils verschlossen ist. Wie ersichtlich ist, kann sich das Absperrglied 52 öffnen und einen Rückfluß von hydraulischer Flüssigkeit in den vor dem Kolben liegenden Raum des Druckrohrs gestatten, wenn der Kolben ausgefahren wird. Das Absperrglied 52 schließt sich jedoch und verhindert den Flüssigkeitsdurchfluß in entgegengesetzter Richtung während eines Kompressionshubes, d.h. während des Einfahrens des Kolbens in das Druckrohr.

Wie bereits erwähnt, sind die beiden Absperrglieder oder Ventile 44 und 52 einfache Einweg-Absperrventile, zu denen zusätzlich innerhalb des Kolbens 22 und des Ventilblockes 46 federbeaufschlagte Sicherheitsventile 54 und 56 angeordnet sind.

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Das Ventil 54 enthält ein auf einem Schaft 55a befestigtes konisches Absperrglied 55» das durch eine Druckfeder 55b gegen einen Ventilsitz 25a beaufschlagt wird, welcher das freie Ende einer Axialbohrung 25 kreisförmig umgibt, die an dem inneren Ende der Kolbenstange 24 ausgebildet ist. Die Axialbohrung 25 steht mit dem hinter dem Kolben liegenden Raum des Druckrohrs durch radiale Öffnungen 25"b in Verbindung, die ebenfalls in der Kolbenstange ausgebildet sind. Die Ausführung dieser Anordnung ist dabei so, daß sich das Sicherheitsventil 54 nur während einer nach außen gerichteten Verschiebung des Kolbens öffnen kann. Das Ventil 56 hat im allgemeinen den gleichen Aufbau und besteht aus einem an einem Schaft 57a befestigten konischen Absperrglied 57» dae durch eine Druckfeder 57b gegen einen Ventilsitz 46a beaufschlagt wird. Der Ventilsita 46a stellt dae Ende einer Axialbohrung 46b einer Gewindemutter 46c dar, die in den Ventilblock 46 eingeschraubt ist und vermittels einer gewölbten !Federscheibe 52a außerdem dazu dient, das federbeaufschlagte Absperrglied 52 in seiner Lage zu halten. Die Axialbohrung 46b innerhalb der Gewindemutter 46c wirkt mit einer radialen Öffnung 46d der Mutter und mit einer radialen Öffnung 48a des Ventilblockes in einer solchen Weise zusammen, daß eine Verbindung zwischen dem Vorratsraum 11 und dem vor dem Kolben liegenden Raum des Druckrolirs entsteht. Es läßt sich ersehen, daß eine solche Verbindung nur während einer nach, innen gerichteten Verschiebung des Kolbens, d.h. während des Einfederns möglich ist. Die durch die 3?edern 55b und 57b auf die Absperrglieder 55 bzw. 57 der entsprechenden Ventile ausgeübte Druckkraft wird vorher so bemessen, daß sich die Ventile nur bei einer plötzlich auftretenden Verschiebung des Kolbens innerhalb des Druckrohrs 10 öffnen, beispielsweise wenn das Fahrzeug auf eine größere Bodenunebenheit in der Pahrbahnflache trifft.

Innerhalb des hydraulischen Vorratsraums ist eine Zapf-, leitung 58 vorgesehen, die an dem Kolbenstangenlager 14 befestigt ist und mit dem Innenraum des Druckrohrs 10 über

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einen Kanal 60 innerhalb des Kolbenstangenlagers 14 in Verbindung steht. Der Kanal 60 und die Zapfleitung 58 bilden den einzigen Durchflußweg für die Flüssigkeit von dem hinter dem Kolben liegenden Raum des Druckrohrs zu dem Vprratsraum 11. Wie "Pig. 1B zeigt, ist das Torratsrohr 12 mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Ventilgehäuses 62 versehen und die Zapfleitung 58 weist einen freien Endabsehnitt kleineren Durchmessers auf, der in eine Buchse 64 eingepaßt werden kann, welche ihrerseits in einem flüssigkeitsdichten Gleitsitz innerhalb einer radialen Öffnung 66 des Gehäuses 62 steht. Das Ventilgehäuse 62 ist mit einer Axialbohrung 68

" versehen, welche die radiale Öffnung 66 schneidet. Innerhalb der Axialbohrung 68 ist ein drehbares Ventilglied 70 angeordnet, das mehrere kreisförmig verteilt angeordnete Radialöffnungen 72 aufweist, von denen eine Öffnung 72 in Fig. 1B dargestellt ist. Das äußere Ende des drehbaren Ventilgliedes 70 steht über das Ventilgehäuse 62 hinaus vor, ist von der Außenseite des Stoßdämpfers her zugänglich und weist eine endseitige Stirnfläche mit einer Schlitzausnehmung 74 zur Aufnahme eines Schraubenziehers auf. Die innerhalb des Ventilgliedes 70 ausgebildeten Radialöffnungen haben unterschiedliche Querschnitte, so daß es durch Drehen des Ventilgliedes vermittels eines Schraubenziehers oder eines ahnli-

k chen Werkzeuges, das in die Schlitzausnehmung 74 eingeführt wird, möglich ist, den Durchflußwiderstand für die von der Zapfleitung 58 in den Vorratsraum 11 zurückströmende hydraulische Flüssigkeit zu verändern und dadurch den auf den Kolben 22 ausgeübten hydraulischen Dämpfungsgrad zu verändern.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Dämpfungsventils, in welchem das Ventilglied, welches zur Einstellung des Durchflußwiderstandes für den Durchfluß der hydraulischen Flüssigkeit durch die Zapfleitung 58 dient, ein konisches Ventilglied 76 ist, welches in ein Ventilgehäuse 78 eingeschraubt ist und mit einem konischen Ventilsitz 80 zusammenwirken kann, der zwischen einer Einlaßöffnung

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82 und einer Auslaßöffnung 84 des TTentilgehäuses 78 angeordnet ist, wobei die Auslaßöffnung 84 zu dem Vorratsraum 11 führt. Das Ventilglied 76 ist von der Außenseite des Ventilgehäuses 78 her zugänglich und seine endseitige Stirnfläche ist mit einer Schlitzausnehmung 86 zur Aufnahme eines Schraubenziehers oder dgl. versehen. Im Vergleich zu dem in Pig. 1B dargestellten Dämpfungsventil, das eine stufenweise Einstellung gestattet, ermöglicht das in Pig. 2 dargestellte Dämpfungsventil eine kontinuierliche Einstellung zwischen vorgegebenenEndwerten.

Es ist gleichfalls möglich, die von Hand erfolgende Einstellung vermittels eines Schraubenziehers durch eine ferngesteuerte Einstellung zu ersetzen, beispielsweise vermittels eines mechanischen Zabelzuges oder auf elektrischem Wege.

- Patentansprüche -

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Claims

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-Patentansprüche

1,)Teleskopstoßdämpfer, in welchem ein Kolben, der an einerron dem einen Ende eines Druckrohrs ausgehenden Kolbenstange befestigt ist, innerhalb des Druckrohrs verschiebbar geführt und das letztere koaxial innerhalb eines äußeren Torratsrohrs angeordnet ist und mit diesem einen Ringraum begrenzt, der einen Vorratsraum für hydraulische Flüssigkeit bildet, in welchem in dem Kolben und zwischen dem von der Kolbenstange abgewandten Ende des Rohrs Ventile angeordnet sind, die zur Regelung des Durchflusses von hydraulischer Flüssigkeit zwischen Druckrohr und Vorratsbehälter dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (44> 52) einfache Absperrventile sind, die dazu dienen, beim Ausfedern des Stoßdämpfers einen Flüssigkeitsöurchfluß durch den Kolben (22), und beim Einfedern einen Flüssigkeitsdurchfluß von dem vor dem Kolben liegenden Teil des Druckrohrs (10) zu dem Vorratsraum (11) zu verhindern, eine zur Begrenzung des Durchflusses von hydraulischer Flüssigkeit aus dem hinter dem Kolben (22) befindlichen Teil des Druckrohrs. (10) zu dem Vorratsraum (11) auf einen einzigen Durchflußweg dienende Durchlaßvorrichtung (zum Beispiel 58) und in diesem Durchflußweg ein einziges hydraulisches Dämpfungsventil (70 bzw. 76) zur Drosselung des Durchflusses und zur Dämpfung von Kolbenbewegungen in beiden Richtungen innerhalb des Druckrohrs (10) angeordnet ist, und daß das Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen des Kolbens (22) und der Kolbenstange (24) so gewählt ist, daß zwischen den Volumina der durch identische Kolbenverschiebungen in den beiden einander entgegengesetzten Richtungen verdrängten Flüssigkeit ein vorbestimmtes Differential besteht und dadurch zwischen den hydraulischen Dämpfungsverhältnissen für die beiden Richtungen ein vorbestimmtes Differential vorgegeben wird.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das einzige hydraulische Dämpfungsventil (70 bzw. 76)

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einstellbar ist und gestattet, den Widerstand, welcher der Flüssigkeit auf dem Durchflußweg entgegengesetzt wird, veränderlich, einzustellen.
3. Stoßdämpfer nach. Anspruch. 2, dadurch, gekennzeichnet, daß der einzige Durchflußweg durch, eine Zapfleitung (58) gebildet wird, die zwischen einem endseitigen Verschlußglied (14) eines Yorratsraums (11) und einem an dem Vorratsraum befestigten Ventilgehäuse (62) durch den Vorratsraum hindurchgeführt ist und in diesen zu dem anderen Ende des Vorratsraums hin vorsteht.
4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch, gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse 62 eine Axialbohrung (6£$ zur Aufnahme eines drehbaren Ventilgliedes (70) aufweist, das mit mehreren, kreisförmig verteilt angeordneten Öffnungen (72) unterschiedlichen Querschnitts versehen ist, die jeweils in Abhängigkeit von einer Drehung des drehbaren Ventilgliedes (70) mit der Zapfleitung in Verbindung gebracht oder in einen Eingriff mit dem Ventilgehäuse (62) gebracht werden können.
5. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein konisches Ventilglied (76) in das Ventilgehäuse (78) eingeschraubt ist und mit einem zwischen einer Einlaßöffnung (82)·«und einer Auslaßöffnung (84) des Ventilgehäuses (78) angeordneten konischen Ventilsitz so zusammenwirken kann, daß der Durchflußwiderstand für die Flüssigkeit durch die Zapfleitung (58) vergrößert oder verkleinert wird.
6. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Absperrventil (44 bzw. 52) ein federbeaufschlagtes Sicherheitsventil (54 bzw. 56) vorgesehen ist.

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7. Stoßdämpfer nach Anspruch. 2, dadurch, gekennzeichnet, daß der während des Einfederns erzeugte Flüssigkeitsdruck teilweise durch das innerhalb des Ventilgehäuses (62 "bzw. 78) angeordnete Dämpfungsventil (70 bzw. 76) und teilweise durch ein innerhalb' des Durchflußweges angeordnetes zusätzliches Sicherheitsventil (56) geregelt werden kann.

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