DE2412946B2 - Stoßdämpfer - Google Patents
StoßdämpferInfo
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- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
- B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
- B60R19/32—Fluid shock absorbers, e.g. with coaxial coil springs
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen über den Kolbenhub mit veränderlicher Dämpfkraft ausgestatteten
Stoßdämpfer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angespiochenen Gattung.
Bekannnte Stoßdämpfe./ zum /-.bfangen der von den
Rädern auf das Fahrgeste!! wirkenden Stöße weisen einen Zylinder auf, in dem ein Kotl :n in Abhängigkeit
von dem auftreffenden Stoß gleitet, wobei auf beiden Seiten des Kolbens unterschiedliche Drücke auftreten.
Bei einem Stoßdämpfer der eingangs erwähnten Gattung (FR-PS 8 21 516) ist der Zylinder innen mit
einer Auskleidung versehen, in der mindestens ein Überströmschlitz ausgebildet ist, über den das Arbeitsmittel
(Fluid) von der einen Seite des Kolbens zu dessen anderer Seite innerhalb des Zylinders strömen kann.
Der Überströmschlitz ist dabei so ausgebildet, daß die Überströmmenge des Arbeitsmittels in Abhängigkeit
von der Lage des Kolbens im Zylinder sich während des Hubs ändert Damit kann zwar an jedem Punkt des
Kolbenhubs eine genau vorbestimmte Menge an Arbeitsmittel überströmen; es besteht aber keine
Möglichkeit, diese Menge in irgendeiner Form zu w variieren und so die Charakteristik des Stoßdämpfers zu
beeinflussen.
Eine vereinfachte Variante eines derartigen Stoßdämpfers
ist auch bekannt (DE-PS 9 69 377), bei dem der Überströmschlitz direkt in die Zylinderininenwand
eingebracht ist.
Bei einem anderen bekannten Stoßdämpfer (DE-PS 8 45 125) gleitet der Kolben an einer durchgehend
glatten Zylinderwand, und der Überströmweg ist durch einen Durchgangskanal im Kolben gebildet. In diesem Μ
Kanal ist ein elastisches Element mit einer Durchgangsbohrung angeordnet, durch deren Querschnitt die
durchströmende Menge festgelegt ist. Da dieses Element elastisch verformbar ist, kann «ich bei
unterschiedlichen Drücken die durchströmende Menge ändern. Diese Änderung ist aber dabei dann unabhängig
von der Kolbenstellung im Zylinder.
35 56 268), bei dem der Kolben in einem starren inneren
Zylinder gleitet, dessen Wand mit Löchern versehen ist und an dessen Außenseite ein biegsamer Schlauch dicht
anliegt, wobei der innere Zylinder mit Abstand von einem äußeren starren Zylinder umschlossen wird. Der
Zwischenraum zwischen dem umkleideten Innenzylinder und dem Außenzylinder ist mit Druckgas gefüllt
Wird der Kolben durch einen auf ihn wirkenden Druck im Innenzylinder verschoben, wird durch den ich vor
dem Kolben aufbauenden Druck der Schlauch vom Innenzylinder gegen den auf ihn wirkenden Gasdruck
abgehoben und so ein Oberströmweg für das Arbeitsmittel freigegeben. Der Schlauch wird also aufgeweitet,
was notwendig über die Länge des Innenzylinders bzw. des Schlauches in unterschiedlicher Form erfolgt Damit
ist unabhängig von dem erheblichen Aufwand nicht unbedingt eine gewünschte Charakteristik erzielbar.
Wenn nun ein Stoßdämpfer in Verbindung mit einem Stoßfänger an einem Fahrzeug verwendet werden soll,
gelten noch zusätzliche Bedingungen. Fährt nämlich ein Fahrzeug sanft auf ein Hindernis auf, könnte ein
bekannter Stoßdämpfer die Aufprallenergie bei entsprechender Ausbildung seines Überströmschlitzes
auffangen. Prallt das Fahrzeug aber mit erheblicher Energie auf ein Hindernis auf, reicht ein Oberströmschlitz
allein nicht mehr aus, da bei dem starken Stoß und der großen Aufceffgeschwindigkeit nicht genügend
Arbeitsmittel überzuströmen vermag und so der Kolben durch einen Stau des Arbeitsmitteis blockiert werden
kann. Es muß in jeder Stellung des Kolbens auf seinem Arbeitsweg siehe/gestellt sein, daß Arbeitsmittel in
einer solchen Geschwindigkeit und Menge überströmen kann, daß ein Durchfluß zuverlässig erhalten bleibt und
während des gesamten Hubs des Kolbens ein Blockieren verhindert wird. Bei dem letztgenannten bekannten
Stoßdämpfer (US-PS 35 56 268) ist dieses Problem im mittleren Bereich des Kolbenhubs in etwa gelöst, in den
beiden Endbereichen aufgrund der Art der Anordnung des Abdeckschlauches aber mit Sicherheit nicht
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Stoßdämpfer zu vermeiden und ausgehend
von einem Stoßdämpfer der eingangs erwähnten Gattung eine über den gesamten Kolbenhub wirksame
druckabhängige Dämpfungscharakteristik zu erzielen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1
gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen festgelegt.
Der Stoßdämpfer gemäß der Erfindung löst das vorstehend angesprochene Problem bei einfachster
Ausbildung in optimaler Weise. Bei sanfteren auf ihn wirkenden Stößen ist als Überströmweg der Überströmschlitz
wirksam, der in der gewünschten Charakteristik ausgelegt werden kann. Tritt ein erheblicher Stoß
auf, wirkt zusätzlich die elastisch nachgebende Schwächungszone, deren Schwächungsgrad in jedem Bereich
des Kolbenhubs ebenfalls entsprechend der gewünschten Charakteristik gewählt werden kann. Ein Blockieren
des Kolbens ist also an jeder Stelle seines Hubs wirkungsvoll verhindert.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert
wobei noch auf Ausführungsvarianten verwiesen wird. Es zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Stoßdämpfer und
Der als Träger eines Stoßfängers eines Straßenfahrzeugs dienende Stoßdämpfer weist einen Zylinder 1 und
einen Kolben 2 in Form eines Rohrs 3 auf, das an seinem inneren Ende mit einem Kolbenboden 4 abgeschlossen
ist Das freie Ende 5 des Zylinders 1 ist durch ein Bauteil
6 verschlossen, und der Kolben 2 ragt am anderen Ende
7 aus dem Zylinder 1 heraus. Der Zylinder 1 ist mit zwei
konzentrischen Buchsen ausgekleidet, an deren erster
innerer Buchse 8 der Kolben gleitet und deren zweite Buchse 9 an der innenwand des Zylinders 1 anliegt
Die erste Buchse 8 besteht aus einem im wesentlichen festen Werkstoff wie Metall, z. B. Stahl oder Aluminium,
oder Kunststoff, wie z.B. Polytetrafluoräthylen. Sie weist einen Schlitz Ha auf, der einen Teil der
Überströmeinrichtung bildet, damit das Fluid im Zylinder 1 am Kolbenkopf 4 vorbei auf dessen andere
Seite strömen kann. Der Querschnitt des Schlitzes 8a ist so abgestimmt, daß bei jeder einzelnen Lage des
Kolbens 2 bei seinem Hub im Zylinder 1 das Fluid abhängig von den gewünschten Eigenschaften des
Stoßdämpfers überströmt
Der Schlitz 8a verändert seine Breite entlang seiner Länge und erstreckt sich entweder über einen Teil oder
den ganzen Hub des Kolbenkopfs 4.
Zu dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel beginnt der Schlitz 8a am Ende 5 oder nahe dem
Ende 5 des Zylinders und erweitert sich in einem Bereich 1! symmetrisch schräg zu seiner Mittellinie,
wobei die Schräge laufend geringer wird, bis die Seiten im Bereich 12 im wesentlichen parallel verlaufen. Von
diesem Bereich 12 wird der Schlitz 8a im Bereich 13 stark enger bis zu einem sehr engen Durchlaß 14 und
erweitert sich zunächst im Bereich 15 wieder gering und anschließend im Bereich 16 wesentlich stärker, bis er
den in der Ausgangslage stehende Kolbenkopf 4 erreicht
In einer alternativen Ausbildungsform weist der Schlitz 8a parallele Seiten über einen wesentlichen Teil
seiner Länge auf und verengt sich dann an dem einen oder an beiden Enden. Das Aussehen des Schlitzes 8a
hängt vollkommen von den für den Stoßdämpfer gewünschten Eigenschaften entsprechend seiner Einsatzart
ab.
Die zweite Buchse 9 ist zwischen der ersten Buchse 8 und der Wand des Zylinders I mit einer Feinpassung,
jedoch vorzugsweise mit einer Gleitpassung, zwischen der Buchse 8 und der Wand des Zylinders 1 angeordnet.
Sie weist eine oder mehrere, sich über einen Teil oder die gesamte Länge des die Schlitze 8a in der ersten
Buchse 8 abdeckenden Bereichs erstreckende Schwächungszonen auf und besteht aus einem Werkstoff, der
unter dem auf ihn von dem Inneren des Zylinders 1 durch den Schlitz 8a der ersten Buchse 8 wirkenden
Fluiddruck elastisch nachgibt Sie besteht vorzugsweise aus einem nachgiebigen festen oder geschäumten
Werkstoff wie Gummi, synthetischer Gummi, Polyvinylchlorid, Polyäthylen, Polyurethan oder aus einer
Mischung oder einer Anzahl von Laminaten dieser Werkstoffe oder zwei oder mehreren vor. ihnen. Sie ist
entweder in Folienform oder in Rohrform hergestellt oder zu den gewünschten Abmessungen spanlos
geformt.
Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Schwächungszonen in der Buchse 9 als Vertiefungen 17 ausgebildet sind, die
in der Buchse 9 entlang ihres Umfangs eingeformt, eingeschnitten oder cingcschliffen sind. Die Vertiefungen
17 sind entsprechend der gewünschten Stoßdämpfungscharakteristik in gleicher Form und gleichen
Abmessungen oder aber in Form und/oder Abmessungen unterschiedlich ausgebildet und sind tiefer oder
weniger tief in die Wandung der Buchse 9 eingearbeitet Wenn erwünscht, können einige oder alle der
Vertiefungen vollkommen hindurchreichen, um öffnungen
in der Buchse 9 zu bilden, oder sie können zur Verbindung mit dem Inneren des Zylinders 1 kleine
öffnungen am Grund besitzen.
Das freie Ende des Kolbens 2 ist mit einem
Das freie Ende des Kolbens 2 ist mit einem
ίο Befestigungsglied 18 versehen, das mit einem Drehbolzen
19 an einem Träger 20 verschraubt ist, der fest mit dem Stoßfänger 21 eines Fahrzeuges oder anderer
Geräte verbunden ist an denen Stöße aufzunehmen sind. Sie sind auch an den Planken der entlang von
Fernstraßen angebrachten Leitplanken von großem Vorteil.
Innerhalb des Rohrs 3 des Kolbens 2 ist eine Feder 22 angebracht durch die der Kolben 2 aus einer in den
Zylinder 1 eingefahrenen Lage wieder in seine ursprüngliche Lage zurückführbar ist wobei das Fluid
aus der Kammer 10 des Kolbens 2 dv.eh den Schlitz 8a
in das Innere des Zylinders 1 zurückström'.
Über dem Rohr 3 des Kolbens 2 ist ein Mantel 23 angebracht um unerwünschten Schmutz und andere
Stoffe von der Berührung der gleitenden Oberflächen des Kol!:?ns 2 abzuhalten.
Eine Dichtung 24 ist zwischen dem Ende des Zylinders 1 und dem Rohr 3 des Kolbens 2 vorgesehen,
um den Austritt des Druckfluids aus dem Stoßdämpfer zu verhindern.
Im Kolben 2 ist ein weiterer Kolben 25 vorgesehen, der durch Dichtungen 26 gegen das Rohr 3 des Kolbens
2 abgedichtet ist und der Raum zwischen dem weiteren Kolben 25 und dem Kolbenkopf 4 steht über Öffnungen
27 mit der Kammer 10 in Verbindung, so daß dann, wenn der Kolben 2 in den Zylinder 1 einfährt und dabei auf das
Fluid drückt das Fluid nicht nur dem Schlitz 8a folgt der den Überströmweg in die Kammer 10 bildet sondern
auch Fluid durch die öffnung 27 strömt unJ den weiteren Kolben 25 zwingt die Feder 22 zusammenzudrücken,
wodurch der Widerstand gegen Zusammendrücken des gesamte.i Stoßdämpfers zunimmt
Bei Betrieb mit geringen Druckstößen auf das Arbeitsfluid im Zylinder 1, das z. B. öl sein kann, gibt es
nur eine geringe Verformung der Buchse 9 in den Schwächungszonen, so daß im wesentlichen der Schlitz
8a in der Buchse 8 von vorbestimmter Form die Strömung des Fluids am Kolbenkopf 4 vorbei regelt und
so die gewünschte Stoßdämpfercharakteristik erzielt wird. Bei höheren Drücken auf das Fluid dringt dieses
durch den Schlitz 8<? und veranlaßt die Buchse 9, sich in
den Schwächungszonen in einer von der Elastizität oder Nachgiebigkeit und der Form der Vertiefungen 17
abhänjijjen Art auszudehnen, wodurch die Größe der
Fluidregelöffnung in den einzelnen Abschnitten des Schlitzes 8a in der Buchse 8 entlang dem Kolbenweg
zunimmt
je größer die Öffnung ist, um so großer ist die Abnahme des Innendrucks in dem Zylinder 1, wodurch
eine Kraft/Hub-Charakteristik der Vorrichtung erreicht wird, die die Auswirkung der Schlitzvergrößerung und
die Ausdehnung der nachgiebigen Buchse 9 in den Schwächungszonen umfaßt Bei extrem hohen Kräften
ist der Fluiddruck sehr hoch, und die Ausdehnung der
Buchse 9 in den Schwächungszonen kann die Überströmregelöffnung so sehr zunehmen lassen, daß die
Kraft/Hub-Charakteristik hauptsächlich von der Ausdehnung der Buchse 9 in den Schwächungsronen
abhängig ist.
Beim Aufbau eines Stoßfängers für ein Fahrzeug werden zwei der genannten Stoßdämpfer am Fahrzeug
an jeder Seite des Rahmens befestigt. An seinen inneren Enden 5 weist jeder Stoßdämpfer einen Träger 28 auf,
durch den der Stoßdämpfer an einem Rahmen oder einem anderen fest mit dem Fahrzeug verbundenen Teil
schwenkbar verbunden werden kann. Auf diese Weise sind die Achsen des Bolzens 19 und des Trägers 28
senkrecht, wodurch eine im wesentlichen steife oder starke Befestigung für den Stoßfänger des Fahrzeugs in
senkrechter Lage ermöglicht ist, die aber geringe horizontale Bewegungen zuläßt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Ober den Kolbenhub mit veränderlicher Dämpfkraft ausgestatteter Stoßdämpfer mit einem
in einem Zylinder gleitenden Kolben und mit mindestens einem in einer Auskleidung in axialer
Richtung verlaufenden Oberströmweg, dadurch
gekennzeichnet, daß der Oberströmweg eine sich in einer gummielastischen Auskleidung erstrekkende,
bei vorgegebenem Druck elastisch nachgebende Schwächungszone aufweist
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung aus zwei
konzentrisch ineinander angeordneten Buchsen (8,
9) besteht, von denen die innere Buchse (S), wie an
sich bekannt, mindestens einen Überström-Längsschlitz
(Sa) und die äußere, die Zylinderinnenwand berührende gummielastische Buchse (9) den Schlitzen
(Sa)zugeordnete Schwächungszonen aufweist
3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch 2"
gekennzeichnet, daß die Schwächungszonen durch an der Außenwand der Buchse (9) mit Abstand
zueinander angeordnete Vertiefungen (17) gebildet sind.
25
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