DE2325247A1

DE2325247A1 - Schwingungsdaempfer fuer fahrzeugabfederungen mit einer lastabhaengig arbeitenden hydraulischen daempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2325247A1
Application number: DE19732325247
Authority: DE
Inventors: Klaus Kurrat
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-05-18
Filing date: 1973-05-18
Publication date: 1974-12-05
Also published as: IT1011345B; FR2229567B1; GB1476353A; FR2229567A1

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daitn

Stuttgart 16. Mai I973

Schwingungsdämpfer für Fahrzeugabfederungen mit einer lastabhängig arbeitenden hydraulischen Dämpfungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf ©inen Schwingungsdämpfer für Fahrzeugabfederungen mit einer hydraulischen Dämpfungsvorrichtung, bei dem das . Ventilschlie-ßglie'd wenigstens eines der den Dämpfungewiderstaiad durch Drosselung des verdrängten hydraulischen Druckmittels einstellenden Dämpfungeventile mit einem Stellkolben mit eimer von einem von der statischen Fahrzeuglast abhängigen Druck bsaufschlagbaren Kolbendruckfläche so zusammenarbeitet, daß sur Vergrößerung des Dämpfungswiderstandes bei erhöhter statischer Fahrzeuglast die lastabhängige Druckkraft, des Stellkolbens der Öffnungsbewegung des Ventilschließgliedes QsntgsgQsiwlrkt ₀ und bei dem das mit dem Stellkolben zusammenarbeitende Dämpfungsventil- mit einer geschwindigkeitsabhängig -arbeitcmden- Entlastussgsvorrichtung versehen ist, die beiaä Übarsehire.iten v&n höheren kritischen SchwinggeschwiEtdigkeitsn d@n 'Säaip-fungawiderstand in vermindertem Maße gegenüber d®r Schwiaggissehwiiadigkelt ansteigen läßt.

Bei derartigen Schwingusigsdämpf@m ist durch.die Entlastungävorrichtung venai@d©si, daß ®isa© plötzlich© schnelle Radeinfederbewegung als harter Stoß auf den-abgefederten Fahrzeugaufbau übertragen wird, d®ir andernfalls besonders bei hoher

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Fahrzeuglast und damit sehr harter Dämpfereinstellung den Fahrkomfort wesentlich beeinträchtigen würde.

Bei einem in ein hydropneumatisches Federbein integrierten bekannten Schwingungsdämpfer' der eingangs genannten Art (DT-OS 1 575 191) besteht die Entlastungsvorrichtung aus einer an sich frei von ihrem Ventilsitz abhebbaren Ventilschließplatte des Dämpfungsventiles und' einer wirkungsmäßig zwischen Stellkolben und Ventilschließplatte eingeschalteten Feder. Bei höheren, in bezug auf die Übertragung von harten Stoßen auf den Fahrzeugaufbau kritischen Schwinggeschwindigkeiten wird die Federkraft durch den an der Ventilschließplatte auftretenden hohen Dämpfungswiderstand überwunden, so daß die Ventilschließplatte abhebt und der Dämpfungswiderstand wegen des dadurch plötzlich erweiterten Drosselquerechnittes in stark vermindertem Maße gegenüber der Schwinggeschwindigkeit ansteigt. Dabei ist es nachteilig, daß die hohen Dämpfungskräfte zum Abheben der Ventilschließplatte in der Feder gespeichert werden und die Ventilschließplatte unter harten Schlagen wieder gegen ihren Ventilsitz zurückschnellen. Ferner hat das Abheben der Ventilschließplatte einen unerwünschten scharfen Knick im Kurvenverlauf des Däepfungswideratandes zur Folge.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die aufgezeigten Nachteile des bekannten Schwingungsdämpfer« nicht auftreten. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch geläst, daß der Stellkolben eine zu der vom lastabhängigen Druck beaufschlagbaren Kolbendruckfläche gegensinnig·, von einem geschwindigkeitsabhängigen Druck be-

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aufschlagbare Kolbendruckfläche aufweist und ao±n zugehöriges Ventilschließglied in an sich bekannter Weiss unabhängig vom Stellkolben am Ventilkörper eingespannt ist.

Der Schwingungsdämpfer nach der' Erfindung kann isit einer gegenüber dem bekannten Schwingungsdämpfer relativ weicheren, rein geschwindigkeitsabhängigen Grunddämpfung ausgelegt werden, der durch den Stellkolben ein lastabhängiger Dämpfungsanteil überlagert wird. Die die Entlastungsvorrichtung bildende, vom geschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbare Kolbendruckfläche arbeitet im Gegensatz zum bekannten Schwingungsdämpfer so, daß die geschwindigkeitsabhängige weiche Grunddämpfung auch bei harten Stößen erhalten bleibt und nur der überlagerte lastabhängige Dämpfungsanteil des Gesamtdämpfungswiderstand©s bei plötzlichen Stoßen abgebaut wird. Dadurch 'sind ein zu scharfer Knick im Verlauf des Gesamtdämpfungswiderstendos über d@r Schwinggeschwindigkeit sowie harte Schläge im Däeupfuragsvosutil b®± eisaor plötzlichen Radeinfederbewegung vermiedene Für d®n Sc-hwäiagmagedäeipfer' . nach der Erfindung können die üblichen Federscheibesapakate ^v als Ventilschließglieder verwendet werden, durch di@ eine genaue Abstimmung des Verlaufes des; Gesasntdämpfungstriderstandes über der Schwinggeschwindigkeit an die unterschiedlichen Bedingungen bei den einzelnen Fahrzeugtypest möglich ist.

Zur Erzielung einer hohen Druckdifferenz und dadurch kleinen Kolbendruckfläche am Stellkolben ist es zweckmäßig, daß der Stellkolben eine zu der vom geschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbaren Kolbendruckflash© g@g©nsinnige Kolbendruckfläche aufweist, die von einem !niedrigeren Druck, vorzugsweise Atmosphärendruck, beaufschlagbar ist.

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Um für eine bestimmte Fahrzeugbelastung die kritische Schwing geschwindigkeit festzulegen, bei der die Entlastungsvorrichtung arbeitet, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß die vom geschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbare Kolbendruckfläche gegen zwischen Stellkolben und dessen Gehäuse abstützbare federnde Mittel arbeitet.

Wie ein Schwingungsdämpfer nach der Erfindung beispielsweise im einzelnen ausgeführt sein kann, ist im folgenden anhand des in der Zeichnung in einem Axialschnitt schematisch und in vergrößertem Maßstab dargestellten hydraulischen Einrohrschwingungsdämpfers beschrieben.

In einem Dämpferzylinder 1, der mit dem einen der beiden gegeneinander schwingenden Teile der Fahrzeugabfederung - z.B. mit dem Rad - verbunden sein kann, ist ein an einer Kolbenstange 2 befestigter Dämpferkolben 3 verschiebbar geführt. Die Kolbenstange 2 ist mit dem anderen schwingenden Teil der Fahrzeugabfederung - z.B. mit dem abgefederten Fahrzeugaufbau - verbunden.

Der Dämpferkolben 3 unterteilt den Innenraum des Dämpferzy-■ linders 1 in die beiden Arbeitsräume 4 und 5· Beim Ausfedern des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau wird Druckmittel aus dem Arbeitsraum 4 über eine Reihe gleichmäßig über den Ringquerschnitt des Dämpferkolbens 3 verteilter Durchtrittskanäle 6 in den Arbeitsraum 5 verdrängt. Beim Einfedern strömt das aus dem Arbeitsraum 5 verdrängte Druckmittel über eine weitere Reihe gleichmäßig über den Kolbenringquerschnitt verteilter Durchtrittekanäle 7 in den Arbeitsraum 4.

Die Durchtrittekanäle 6 sind auf der d®m Arbeitsraum 5 benachbarten Kolbenstirnseite durch ein Oämpfumgsventil 8 verschlossen,

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das im wesentlichen aus alraesi Paket von drei in Durchmesser und Dicke^gestuftem Ventilfcderseheiben 9*10 und 11 besteht· In entsprechender Weise sind die Ourchtrittskanäle 7 auf der anderen Kolbenstirnseite durch ein Dämpfung»ventil 12 aus einem Paket von drei Ventilfedarecheiben 13.» 14- und 15 verschlossen. Der Däsapferkolhen J und seine beiden Dämpfungsventile 8 und 12 sind auf einen verjüngten Zapfenabschnitt 16 der Kolbenstange 2 aufgesteckt und über je einen Einspannring 17 bzw. 18 zwischen einer radialen Schulter 19 der Kolbenstange 2 und einer auf den Zapfenabschnitt 16 aufgeschraubten Schraubmutter 20 verspannt. Aufgrund dieser Anordnung liefern beide Dämpfungsventile 8 und 12 zunächst grundsätzlich einen ausschließlich geschwindigkeitsabhängig©?! Grunddämpfungswiderstand." .

Das Dämpfungeventil 12 jedoch erzeugt zusätzlich ©inen lastabhängigen Dämpf ungswiderstasadj, so daß sich sein Ge samt dämpf ungswiderstand aus dem Grunddämpfungawiderstand und dem letzteren überlagerten lastabhäragigan Dampfungswideretand zusammensetzt. Die Bildung des lastabhängig©^ Dämpfungswiderstandes und die Entlastung des Dätspfungsirantiles 12 voss lastabhängigen Dämpfungswiderstand w®rd©2j. dtarcls iTolges&d© Anordnung erreicht:

Die Öffnungsbewegung d©s BMmp£ungsw®ntH®® 12 - dia durch ein federndes Umstülp©» der.Veatiifodorseheibesa 13 bis 15 gekennzeichnet ist - wird durch ©in© auf der Kolbenstange 2 konzentrisch und axial v@rsehiebbar© Aiischlagglock© 21 begrenzt, die an der Ventilf@d©rseheib® Ik ±m Bereich der Durchtrittskanäle 7 anliegt und mittels ein©s ©lsi© Radialbohrung 22 der Kolbenstange 2 durchsetzenden vQuerstift©© .2.3 mit ©inem Stellkolben 2k fest verbunden i&t_o D@r St@llkolbe-n Zk weist, ©inen weiten

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mittleren Kolbenabschnitt 25 und zwei engere Endabschnitte

26 und 27 auf. Der mittlere Kolbenabechnitt 25, der mit dem Querstift 23 verbunden ist, gleitet in einer axialen Zylinderbohrung 28 der Kolbenstange 2 und überdeckt in allen Stellungen die Wandabschnitte der Querbohrung 22, so daß keine Druckmittelverbindung zwischen 28 und k besteht.

Die Zylinderbohrung 28 endet an einem Ende in einem verengten Dohrungsabschnitt 29 , der über einen axialen Kanal 30 der Kolbenstange 2 mit einem lastabhängigen Druck versorgt wird. In dem Bohrungsabschnitt 29 gleitet der Endabschnitt 26 des Stellkolbens 2k\

In die Zylinderbohrung 28 ist ferner ein Führungsstopfen 3I mit einer gegenüber dem Arbeitsraum 5 geschlossenen zentrischen Sackbohrung 32 fest eingesetzt, in der der Endabschnitt

27 des Stellkolbens 2k gleitet.

In die den Endabschnitt 26 des Stellkolbens 2k umgebende Ringkammer 33 der Zylinderbohrung 28 mündet ein weiterer, unter Atmosphärendruck stehender axialer Kanal 3k der Kolbenstange 2. Die Ringkammer 33 steht über einen Kolbenkanal 35 mit der auf der Stirnseite des Endabschnittes 27 des Stellkolbens Zk liegenden Kammer 36 in der Sackbohrung 32 des Führungsstopfens 31 in Verbindung.

In die den Endabschnitt 27 des Stellkolbens 2k umgebende Ringkammer 37 der Zylinderbohrung 28 mündet ein Durchtrittskanal 38 des Führungestopfens 311 so daß diese Kammer unter dem Druck des Arbeitsraumes 5 steht.

Die druckbeaufschlagten Kolbenflächen des Stellkolbens 2k

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sind mit 39,4o,4l und 42 bezeichnet.

Die vom Druck des Arbeitsraumes 5 beaufschlagte Kolbendruckfläche 4l arbeitet gegen eine zwischen Kolbenstange 2 und dem mittleren Kolbenabschnitt 25 abstützbare Druckfeder 43.

Die Stirnfläche 39 des Endabschnittes 26 begrenzt eine Kammer 44 des Bohrungsabschnittes 29, in der lastabhängiger Druck herrscht, so daß diese Stirnfläche die lastabhängig arbeitende Kolbendruckfläche des Stellkolbens 24 darstellt, während die gleichgroße, jedoch gegensinnig liegende Stirnfläche 42 des anderen Endabschnittes 27 vom Atmosphärendruck der Kammer 36 beaufschlagt ist. Infolgedessen wird durch den Stellkolben 24 über die Anschlagglocke 21 ein zusätzlicher lastabhängiger Dämpfungswiderstand selbsttätig eingestellt.

Um nun bei einzelnen schnellen Stößen (Radeinfederbewegungen) diesen lastabhängigeη Dämpfungswid©rstand abzubauen, arbeitet die vom geschwindigkeitsabhäsigigeiB. Druck d®s Arfoeitsrauiaes 5 beaufschlagte Kolbendruckfläche 4l der vom lastatofaäragigen Druck beaufschlagten Kolbendruckfläche 39 entgegen, wobei die gegensinnig liegende Kolbendruckfläche 4o ebenfalls vom Atmoephärendruck beaufschlagt ist, um mit kleinen Kolbenquerschnitten auszukommen. Die Entlastung des Dämpfungsventiles 12 vom lastabhängigen Dämpfungswiderstand setzt ein, wenn der Druck in der Kammer 37 so hoch ist, daß die aus der Beaufschlagung der Kolbendruckfläche 4l resultierende Kolbenkraft gleich oder größer als die Summe aus der Federkraft und der aus der Beaufschlagung der Kolbendruckfläch® 39 resultierenden Kolbendruckkraft ist.

Bei gegebenen Kolbenquerscfenitten ist ss durch den. Austausch

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der Druckfeder 43 gegen stärkere oder schwächere Federn in einfacher Weise möglich, den Einsatzpunkt für die Entlastung des Dätnpfungsventilee 12 bei einer bestimmten statischen Fahrzeugbelastung an eine beliebige Stelle des Verlaufes des Gesamt dämpfungswideratandes über der Schwinggeschwindigkeit des Dämpferkolbens 3 relativ zum Dämpferzylinder 1 zu verlegen.

Die erfindungsgemäße Entlastung eines lastabhängig arbeitenden Dämpfung·ventiles vom lastabhängigen Dämpfungsanteil kann auch in entsprechender Weise für das beim Ausfedern des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau arbeitende Dämpfungsventil 8 vorgesehen werden.

Die Erfindung ist auch bei einem in ein hydropneumatisch^ s Federbein integriertem Schwingungsdämpfer anwendbar, bei dem dann die Arbeitsräume 4 und 5 selbst unter einem lastabhängigen Druck stehen. In diesem Fall kann die Kammer 44 unmittelbar mit dem Arbeitsraum 4 verbunden sein.

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Claims

9 - Daim 97^2/4 l6. Mai 1973 Ansprüche:

1./Schwingungsdämpfer für Fahrzeugabfederungen mit einer hydrau- \_/ lischen Dämpfungsvorrichtung, bsi dem das Ventilschließglied wenigstens eines der den Dämpfungswiderstand durch Drosselung des verdrängten hydraulischen Druckmittels einstellenden Dämpfungsventile mit einem Stellkolben mit einer von einem von der statischen Fahrzeuglast abhängigen Druck beaufschlagbaren Kolbendruckfläche so zusammenarbeitet, daß zur Vergrößerung des Dämpfungswiderstandes bei erhöhter statischer Fahrzeuglast die lastabhängige Druckkraft des Stellkolbens der Öffnungsbewegung des Ventilschließgliedes entgegenwirkt_t und bei dem das mit dem Stellkolben zusammenarbeitende Dämpfungeventil mit einer geschwindigkeitsabhängig arbeitenden Eint-, lastungsvorrichtung versehen ist, die beim Überschreiten von höheren kritischen Schwinggeschwindigkeiten den Dämpfungewiderstand in vermindertetn Maße gegenüber der Schwinggeschwindigkeit ansteigen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (24) eine zu der vom lastabhängigen Druck beaufechlagbaren Kolbendruckfläche C39) gegsnsinnige, von einem geschwindigkeitsabhängiges Drück beaufschlagbare Kolberadruckflache ( 4l) aufweist und sein zugehöriges; Ysntilsehließglied (Ventilfederscheiben 13 hi© 15) in an sieh bekannter Weise unabhängig vom Stellkolben (2%) ata V© nil!körper (Dampfarkolben 3) eingespannt ist·

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (24) eine zu der vom geschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbareη Kolbendruckfläche (4l) gegensinnige Kolbendruckfläche (4o). aufweist, die von einem niedrigeren Druck, vorzugsweise Atmosphä-rendruck, beauf schlagbar ist.

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3« Schwingungsdämpfer nach einem oder beiden der Ansprüche 1

und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom geschwindigkeitsabhängigen Druck beaufschlagbare Kolbendruckfläche ('»1) jregen zwischen Stellkolben (24) und dessen Gehäuse (Kolbenstange 2) abstützbare federnde Mittel (Druckfeder 43) arbeitet.

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