DE2232282C3 - Verfahren zum Einbau eines temperaturgesteuerten Droselelementes in einen hydraulischen Stoßdämpfer - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem rohrförmig ausgebildeten Drosselelement (84; 98) vor dem Einführen des Schneidewerkzeuges (94) ein mit einer Formhöhlung (92) versehener Dorn (90) in den axialen Kanal (78; 102) so eingeführt wird, daß die Formhöhlung (92) mit dem radialen Kanal (80) fluchtet, und daß danach mit dem Schneidewerkzeug (94) im Zusammenwirken mit der Formhöhlung (92) des Domes (90) ein Segment aus der Rohrwand des Drosselelementes (84; 98) ausgeschnitten wird.

20

25

30

40

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbau eines temperaturgesteuerten Drosselelementes in einen hydraulischen Stoßdämpfer mit einem Zylinder, der durch einen in ihm verschiebbaren und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben in zwei mindestens teilweise mit einem Fluid gefüllte Kammern unterteilt ist, die über einen in der Kolbenstange ausgebildeten axialen und an seinem inneren Ende geschlossenen Kanal und einen diesen schneidenden radialen Kanal miteinander verbunden sind, wobei das aus einem Material mit gegenüber dem Material der Kolbenstange größeren Temperaturkoeffizienten bestehende und mit seinen Querschnittsabmessungen an den Querschnitt des axialen Kanals angepaßte Drosselelement derart in den axialen Kanal eingesetzt wird, daß es mit einer Endkante die Öffnung des radialen Kanals mindestens teilweise versperren kann. so

Das Dämpfungsvermögen eines hydraulischen Stoßdämpfers beruht im wesentlichen darauf, daß bei einer Relativbewegung zwischen Zylinder und Kolben die Strömung des Fluides durch die Verbindungskanäle zwischen den beiden Kammern des Zylinders gedrosselt wird. Der Strömungswiderstand der Verbindungskanäle hängt in hohem Maße von der Viskosität und Dichte der in dem Stoßdämpfer verwendeten Flüssigkeit ab.

Viskosität und Dichte von Fluiden für heute gebräuchliche Stoßdämpfer ändern sich umgekehrt proportional mit der Temperatur. Das bedeutet, daß bei hoher Temperatur das hydraulische Fluid eine niedrige Viskosität und Dichte besitzt, wodurch das Dämpfungsvermögen des hydraulischen Stoßdämpfers beeinträchtigt wird.

Das hydraulische Fluid des Stoßdämpfers absorbiert Wärme nicht nur aus der Umgebung, sondern auch aufgrund der Tatsache, daß die Temperatur eines Fluids ansteigt, wenn das Fluid einem Druck unterworfen wird. Im Hinblick auf die Fahrsicherheit von mit hydraulischen Stoßdämpfern ausgerüsteten Fahrzeugen ist es jedoch erstrebenswert, daß das Dämpfungsvermögen der Stoßdämpfer über einen weiten Temperaturbereich möglichst gleich gehalten wird.

Zu diesem Zweck wird gemäß dem eingangs genannten und beispielsweise aus der US-PS 28 99 023 bekannten Verfahren ein Drosselelement in die Verbindungskanäle eingesetzt, das sich aufgrund seines großen Wärmekoeffizienten bei einer Erwärmung des Fluides relativ zur Kolbenstange ausdehnt und dabei mit seiner Endkante den radialen Kanal mindestens teilweise versperrt, so daß bei Temperaturanstieg des Fluides und der damit verbundenen Abnahme der Viskosität desselben die Strömung zwischen den Kammern des Stoßdämpfers stärker gedrosselt wird.

Bei dem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art ist der axiale Kanal als Sackbohrung ausgebildet. Das Drosselelement besteht aus einem Kunststoffstab, der an seinem einen Ende einen mit dem axialen Kanal durchmessergleichen Kolben trägt. Das Drosselelement wird so in den axialen Kanal eingesetzt, daß das dem Kolben ferne Stabende an dem geschlossenen Ende des axialen Kanals anstößt und die dem geschlossenen Kanalende ferne Kolbenkante im kalten Zustand des Stoßdämpfers genau mit der dem geschlossenen Kanalende nahen Kante des radialen Kanals fluchtet.

Dieses Einbauverfahren setzt eine sehr präzise Fertigung voraus, da sowohl bei der Herstellung des axialen Kanals als auch bei der Herstellung des Drosselelementes sehr enge Toleranzen eingehalten werden müssen. Andernfalls nimmt die Kolbenkante nicht ihre dem jeweiligen Temperaturbereich entsprechende Lage relativ zu der Öffnung des radialen Kanals ein. Diese hohe Maßgenauigkeit verteuert die Herstellung eines derartigen Stoßdämpfers erheblich.

Der Erfindung liegt die Aufgebe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dessen Hilfe das Drosselelement auf einfache Weise so montiert werden kann, daß seine steuernde Endkante genau die gewünschte Lage relativ zu den Öffnungsrändern des radialen Kanals einnimmt, ohne daß dazu die entsprechenden Teile mit hoher Präzision gefertigt werden müßten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Drosselelement mit seinem der Mündung des radialen Kanals fernen Ende in dem axialen Kanal so befestigt wird, daß seine freie Endkante den radialen Kanal mindestens teilweise abdeckt, und daß danach mittels eines durch den radialen Kanal eingeführten Schneidewerkzeuges mindestens ein Teil des die Öffnung des radialen Kanals abdeckenden Abschnittes des Drosselelementes abgeschnitten wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren macht es möglich, auch ohne die Einhaltung enger Toleranzen bei der Fertigung der Verbindungskanäle und des Drosselelementes beispielsweise eine exakte Deckung zwischen

der steuernden Kante des Drosselelementes und dem Öffnungsrand des radialen Kanals in kaltem Zustand des Stoßdämpfers zu erreichen. Das Drosselelement wird durch das Zuschneiden seiner steuernden Kante nach seinem Einbau in den axialen Kanal exakt an die Abmessungen der Verbindungskanäle angepaßt, so daß trotz eines minimalen Fertigungsaul wandes eine präzise Funktion des Drosselelementes gewährleistet ist

Bei einer rohrförmigen Ausbildung des Drosselelementes wird vor dem Einführen des Schneidewerkzeuges vorzugsweise ein mit einer Formhöhlung versehener Dorn in den axialen Kanal so eingeführt, daß die Formhöhlung mit dem radialen Kanal fluchtet Erst danach wird mit dem Schneidewerkzeug im Zusammenwirken mit der Formhöhlung des Domes ein Segment aus der Rohrwand des Drosselelementes ausgeschnitten. Dadurch wird vermieden, daß die Rohrwand von dem Schneidewerkzeug nach innen gedrückt wird, da dies zu einem ungenauen Schnitt führen würde.

Anhand der Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Aufriß Lm Schnitt eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stoßdämpfers;

Fig.2 einen Vertikalschnitt durch ein Detail eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herzustellenden Stoßdämpfers während einer Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens;

F i g. 3 eine gegenüber F i g. 1 vergrößerte Schnittansicht des Drosselelementes;

Fig.4 eine Seitenansicht nach der Linie 4-4 der Fig.3;

F i g. 5 einen Seitenriß im Schnitt einer zweiten Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stoßdämpfers.

In den Zeichnungen sind einander entsprechende Teile durchgehend mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. F i g. 1 zeigt einen Stoßdämpfer tO vom Typ der doppeltwirkenden hydraulischen Stoßdämpfer. Der Stoßdämpfer weist ein im wesentlichen zylindrisches äußeres Gehäuse 12 auf, das teleskopartig in einer zylindrischen Abdeckung 14 verschieblich ist, die in einem radialen Abstand außerhalb des Gehäuses 12 angebracht ist Am oberen Ende ist die Abdeckung 14 durch eine umgekehrte Kappe 16 verschlossen, die mit der Abdeckung auf geeignete Weise verbunden ist. Die Kappe kann etwa durch eine Schraubenverbindung oder durch Schweißen, Löten oder dergleichen befestigt sein. Die Kappe 16 kann ein übliches Befestigungsmittel, etwa eine nicht gezeigte öse, tragen, um die Montage des Stoßdämpfers in einer Fahrzeugaufhängung zu ermöglichen. Das untere Ende des Gehäuses 12 ist durch eine Kappe 18 verschlossen, die auf ihrer Außenseite mit einem üblichen, nicht gezeigten Mittel zum Befestigen des unteren Endes des Stoßdämpfers in einer Fahrzeugaufhängung versehen sein kann.

In dem Gehäuse 12 ist in einem Abstand und konzentrisch zum Gehäuse ein Arbeitszylinder 20 angeordnet, wobei der Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 12, der Wand des Arbeitszylinders 20, der Kappe 18 und einem Deckel für das Oberende des Zylinders, der noch beschrieben wird, ein Reservoir 22 für das hydraulische Fluid des Stoßdämpfers bildet.

Das untere Ende des Arbeitszylinders 20 ist mit einem umgekehrten topfförmigen Verschlußteil verbunden, das auch als Ventilkäfig dient. Das Verschlußteil bildet eine Endwand 24 für- die im Arbeitszylinder 20 ausseformte Arbeitskammer 26. Die Endwand 24 ist auch mit der Kappe 18 verbunden. Die Endwand 24 trägt ein Nachfüllventil 28 und ein Stoßventil 30. Während des Abwärtshubes des Stoßdämpferkolbens fließt das Fluid aus der Arbeitskammer 26 durch das Stoßventil 30, wenn ein bestimmter Fluiddruck herrscht und dann durch nicht gezeigte Kanäle zwischen der Endwand 24 und der Kappe 18 in das Reservoir 22. Während des aufwärts gerichteten Rückhubes des Kolbens, bezogen auf die Endwand 24, hebt das Nachfüllventil 28 ab und Fluid strömt aus dem Reservoir 22 durch das Nachfüllventil in die Arbeitskammer 26 unter den sich nach oben bewegenden Kolben.

Das obere oder Hochdruckende der Arbeitskammer 26 ist von einem Stöpsel 32 verschlossen, in dessen Mitte eine durchgehende Öffnung ausgebildet ist in der die ,Kolbenstange 34 verschieblich aufgenommen ist. Das obere Ende des Gehäuses 12 ist durch eine Haube 36 abgeschlossen, die am Gehäuse 12 in geeigneter Weise befestigt ist Die Haube 36 ist ebenfalls in der Mitte mit einer Vertiefung versehen, in der eine doppeltkonische Kolbenstangendichtung 38 angeordnet ist durch die die Kolbenstange tritt. Die Kolbenstange ragt durch eine zentrale Öffnung in der Haube 36 nach außen. Die Kolbenstangendichtung 38 wird von einer Schraubenfeder 40 unter Druck gehalten, die einerseits auf einen Ring 41 wirkt, der rund um das kegelige innere Ende der Dichtung angeordnet ist, und die andererseits sich gegen den Stöpsel 32 legt.

Das untere Ende 42 der Kolbenstange 34 ist mit einem Gewinde versehen. Auf das untere Ende 42 der Kolbenstange sind ein Federteller 44 und ein Kolben 46 aufgeschraubt, der einen unteren weiteren Teil 48 hat dessen Durchmesser so groß ist, daß er in dem Arbeitszylinder 20 gleitend verschieblich ist. Weiter hat der Kolben 46 einen oberen schmäleren Teil 50. Auf dem Umfang des unteren Teils 48 ist der Kolben mit mehreren beabstandeten axial laufenden Rinnen 52 versehen, die über eine Kammer 54 mit dem Raum unter dem Kolben und dem ringförmigen Raum zwischen dem oberen Kolbenteil 50 und der Innenwand des Arbeitszylinders 20 in Verbindung ist.

Der untere Kolbenteil 48 umschließt die Kammer 54, die an ihrem oberen Ende auch noch mit einem Durchlaß 58 in Verbindung steht der in der Mitte des Kolbens an der Stoßstelle des unteren Kolbenteils 48 mit dem schmäleren oberen Kolbenteil 50 ausgebildet ist. Der schmälere obere Kolbenteil 50 ist mit einer zentralen Bohrung 56 versehen, deren Durchmesser größer ist als derjenige des Durchlasses 58, die aber mit dem Durchlaß koaxial angeordnet ist. Die Innenwand der Bohrung 56 trägt ein Gewinde, so daß der Kolben auf das untere Ende 42 der Kolbenstange 34 aufgeschraubt werden kann, bis der obere Kolbenteil 50 mit seinem Oberende an dem Federteller 44 anstößt.

Auf dem oberen Kolbenteil 50 ist ein Halter 62 verschieblich, der einen flexiblen Dichtungs- und Ventilring 60 von normalerweise kreisförmigem Querschnitt trägt, der aus irgendeinem passenden Material, wie etwa Naturgummi oder synthetischem Gummi, bestehen kann. Der Halter 62 hat die Form eines Ringes mit winkelförmigem Querschnitt; sein in Achsrichtung sich erstreckender Flansch gleitet an dem Kolbenteil 50 entlang, während sein radialwärts stehender Flansch am Dichtungs- und Ventilring 60 anliegt. Eine Schraubenfeder 64 ist um den Kolbenteil 50 gewunden und liegt mit ihrem einen Ende auf dem Federteller 44 auf und mit ihrem anderen Ende am radialen Flansch des Halters 62. Auf diese Weise wird der Halter 62 und der

Dichtungs-und Ventilring 60 in der in Fig. 1 gezeigten Lage gehalten, in der der Halter auf dem weiteren, unteren Kolbenteil 48 aufsitzt, während der Ventilring 60 als ein Ventil wirkt, das die Fluidströmung von der Unterseite des Kolbens durch die Rinnen 52 zur Kolbenoberseite versperrt. Beim abwärts gerichteten Verdichtungshub des Kolbens, der durch die Kompression der Fahrzeugfedern zustandekommt, bewegen sich, sobald der Fluiddruck unter dem Kolben die Kraft der Feder 64 überwindet, der Ventilring 60 und der Halter 62 entlang dem Kolbenteil 50 nach oben und entfernen sich dabei vom Kolbenteil 48, so daß das Fluid durch die Rinnen 52 nach oben strömen kann. Der Ventilring 60 stellt das Stoßventil des Kolbens dar, insofern als er beim Verdichtungshub des Kolbens in der Arbeitskamfner 26 die Fiuidströmung vom unteren Teil des Kolbens zu dessen Oberseite steuert.

Um die Fluidströmung während des Rückhubes des Kolbens zu steuern, ist ein Rückprallventil vorgesehen, das aus einem Ventilteller 66 besteht, der auf einem Stiel 68 des Ventilschafles 70 sitzt. Ein Ende des Ventilschaftes 70 ist an einem Befestigungsteil 72 festgelegt, das im unteren Ende der Kammer 54 fixiert ist. In dem Befestigungsteil 72 sind Öffnungen vorgesehen, durch die Fluid fließen kann. I'm den Ventilschaft 70 ist eine Schraubenfeder 74 gelegt, deren eines Ende sich gegen die Innenseite des Befestigungsteils abstützt und deren anderes Ende an der Unterseite des Ventiltellers 66 anliegt, so daß der Ventilteller konstant an einen Ventilsitz 76 angepreßt wird, der rund um den Durchlaß 58 zur Kammer 54 ausgebildet ist.

In dem unteren Ende 42 der Kolbenstange 34 ist eine axiale Bohrung 78 gebildet und in einem Abstand von deren geschlossenem Ende 82 ist eine radiale Öffnung 80 in der Kolbenstange angebracht. Die Öffnung 80 hat auch einen Abstand zum Federteller 44, so daß, wenn der Kolben seinen Rückhub ausführt, ein Fluidkissen entsteht, sobald die Öffnung 80 aus der Arbeitskammer 26 herausläuft und dadurch den Durchlaß für das über dem Kolben gefangene Fluid sperrt. Wenn der Kolben sich auf seinem Rückhub bewegt, baut sich über dem Ventilteller 66 ein Druck auf. bis die Kraft der Feder 74 überwunden wird, worauf das Fluid von der Kolbenoberseite durch die Öffnung 80 und die Bohrung 78. durch den Durchlaß 58 und die Kammer 54 abfließt. Wenn der Kolben sich auf seinem Kompressionshub befindet, bleibt selbstverständlich der Ventilteller 66 auf seinem Sitz und eine Fluidströmung durch den eben beschriebenen Weg wird verhindert.

In der Bohrung 78 ist ein rohrförmiges, temperaturempfindliches Drosselelement 84 angeordnet, das mit einem Ende am geschlossenen Ende 82 der Bohrung rnii einem geeigneten Mittel, etwa einer Schraube 86. befestigt ist. Das Drosselelement 84 ist so gebaut, daß sein anderes Ende 88 an der Öffnung 80 zu liegen kommt und diese einengt. Es muß aus einem Material gefertigt sein, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient hoch ist im Vergleich zu demjenigen des Werkstoffes, aus dem die Kolbenstange besteht. Wenn für die Kolbenstange Stahl verwendet wird, eignet sich für das Drosselelement 84 beispielsweise Nylon, etwa Polycaprolactam (Nylon 6), Polyhexamethylenadipamid (Nylon 6,6) oder Polyhexamethylensebacamid (Nylon 6,10). Die Expansion und Kontraktion des Drosselelementes 84 relativ zur Bohrung 78 als Folge von Temperaturänderangen der Stoßdämpferflüssigkeit läßt den wirksamen Strömungsquerschnitt der Öffnung 80 größer oder kleiner werden. Dadurch werden die Änderungen in der Viskosität und Dichte der Stoßdämpferflüssigkeit kompensiert, die sonst das Dämpfungsvermögen des Stoßdämpfers ungünstig beeinflussen würden. Selbstverständlich muß das zur Fertigung des Elementes 84 benutzte Material so gewählt werden, daß es in der Lage ist, die Viskositäts- und Dichteänderungen der speziellen Flüssigkeit in einem gegebenen Stoßdämpfer auszugleichen. Zu beachten ist, daß der Außendurchmesser des Elementes 84 dem Innendurchmesser des Teils der Bohrung 78 zwischen deren Ende 82 und der Öffnung 80 eng angepaßt ist. Der Innenraum des Elementes 84 muß weit genug sein, daß die hydraulische Flüssigkeit zirkulieren und so die erforderliche Wärmeübertragung bewirken kann.

Fig. 2 veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren, um das Drosselelemeni 84 genau und doch auf einfache Weise einzupassen. Wenn das Drosselelement 84 mit seinem einen Ende an dem geschlossenen Ende 82 der Bohrung 78 befestigt worden ist, blockiert das untere Ende 88 teilweise die öffnung 80, wenn sich das Element im ungedehnten Zustand befindet. Um eine genaue Deckung zwischen dem unteren Ende 88 des Drosselelementes 84 und der Öffnung 80 zu erzielen, wird ein Dorn 90 mit einer Formhöhlung 92 am einen Ende in die Bohrung 78 der Kolbenstange 34 eingeschoben. Die Formhöhlung 92 ist im Querschnitt kreisförmig und hat den gleichen Durchmesser wie die Öffnung 80. Das äußere Ende des Dorns 90 ist verschmälert, so daß es bündig in das untere Ende 88 des Drosselelementes 84 paßt. Dann wird ein Stanzstempel 94 durch die Öffnung 80 eingeführt, der das die Öffnung versperrende Segment des Elementes 84 ausschneidet. Wie die F i g. 3 und 4 erkennen lassen, bleibt eine schmale halbkreisförmige Lippe S6 stehen, die teilweise die Öffnung 80 einengt, so daß wenigstens ein Teil des Drosselelementes 84 ständig in Kontakt mit der strömenden hydraulischen Flüssigkeit ist. Infolge dieser Anordnung spricht das Drosselelement 84 auf Temperaturschwankungen in dem hydraulischen Fluid rascher an als wenn das Drosselelement von der Stelle, wo das Fluid gedrosselt wird, ganz zurückgezogen ist

Dieses Verfahren erspart Kosten und Arbeit, da die Fertigungsmaße, was die Länge des Drosselelementes 84. die Tiefe der axialen Bohrung 78 und die axiale Lage der öffnung 80 anlangt, nicht ganz genau eingehalten werden müssen und doch eine sehr genaue Deckung zwischen dem Rand des Drosselelementes und dem Rand der Öffnung erzielt wird.

In F i g. 5 ist eine zweite Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stoßdämpfers dargestellt, bei der das Drosselelement 98 in dem unteren Teil der Bohrung 102 angeordnet ist Bei diesem Beispiel hat das Drosselelement 98 an seinem unteren Ende einen verbreiterten Teil 100, der in dem Durchlaß 59 liegt und von dem unteren Ende der Kolbenstange 104 in seiner Lage gehalten wird. Das Drosselelement 98 erstreckt sich in der axialen Bohrung 102 über die Schnittstelle der axialen Bohrung mit der Öffnung 80 hinaus. Die Deckung zwischen dem Rand des Drosselelementes 98 und der Öffnung 80 wird durch Anwendung des oben für das Drosselelement 84 beschriebenen Verfahrens hergestellt, wobei man einen etwas anders geformten Dorn benützt. Bei der Ausführungsform der Fig.5 steht das hydraulische Fluid mit dem Drosselelement auf dessen ganzer Länge in unmittelbarem Kontakt so daß das Element praktisch sofort auf eine Temperaturänderung des hydraulischen Fluids anspricht

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche: 10

1. Verfahren zum Einbau eines temperaturgesteuerten Drosselelementes in einen hydraulischen Stoßdämpfer mit einem Zylinder, der durch einen in ihm verschiebbaren und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben in zwei mindestens teilweise mit einem Fluid gefüllte Kammern unterteilt ist, die über einen in der Kolbenstange ausgebildeten axialen und an seinem inneren Ende geschlossenen Kanal und einen diesen schneidenden radialen Kanal miteinander verbunden sind, wobei das aus einem Material mit gegenüber dem Material der Kolbenstange größeren Temperaturkoeffizienten bestehende und mit seinen Querschnittsabmessungen an den Querschnitt des axialen Kanals angepaßte Drosselelement derart in den axialen Kanal eingesetzt wird, daß es mit einer Endkante die Öffnung des radialen Kanals mindestens teilweise versperren kann, d a durch gekennzeichnet, daß das Drosselelement (84; 98) mit seinem der Mündung des radialen Kanals (80) ferner Ende (82; 100) in dem axialen Kanal (78; 102) so befestigt wird, daß seine freie Endkante (88) den radialen Kanal mindestens teilweise abdeckt, und daß danach mittels eines durch den radialen Kanal (80) eingeführten Schneidewerkzeuges (94) mindestens ein Teil des die Öffnung des radialen Kanals (80) abdeckenden Abschnittes des Drosselelementes (84; 98) abgeschnitten wird.