DE2659281B2 - Stoßdämpfer mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung bestehend aus einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitszylinder, einem im Arbeitszylinder durch eine aus diesem herausragende Kolbenstange verschiebbaren, als Plunger mit gleichbleibendem Außendurchmesser ausgebildeten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder umgebenden Außenzylinder, der einen Flüssigkeitsraum bildet, der mit dem durch den Arbeitszylinder, den Arbeitskolben und eine Lagerscheibe gebildeten Dämpfungsraum durch ein in Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens schließendes Rückschlagventil sowie durch Überströmöffnungen verbunden ist, die die hubabhängige Dämpfung gewährleisten und deren Ausströmquerschnitt stufenlos veränderbar ist.

Ein Stoßdämpfer der voranstehend beschriebenen Art mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung ist aus der US-PS 28 46 029 bekannt. Bei diesem Stoßdämpfer sind die Überströmöffnungen durch eine Vielzahl von Radialbohrungen mit kleinem Durchmesser gebildet, die im Arbeitszylinder angebracht sind. Eine Verstellung der Dämpfung erfolgt durch Verschließen eines mehr oder weniger großen Teils der Radialbohrungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpfer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Dämpfung hubabhängig und stufenlos verstellbar ist und bei dem eine schnelle Kolbenrückführung stattfindet.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmöffnungen als von der kolbenstangenseitigen Stirnfläche des Arbeitszylinders ausgehende Axialnuten unterschiedlicher Länge ausgebildet sind, deren Ausströmquerschnitt durch Verändern des Abstandes zwischen der kolbenstangenseitigen Stirnfläche und einem Verstellglied verstellbar ist, wobei die vom gegen vollständigen Austritt aus dem Arbeitszylinder gesicherten Arbeitskolben verdrängte Flüssigkeit über einen von einem Trennzylinder und dem Arbeitszylinder gebildeten Ringraum zu einem Λusgleichsraum gelangt, der durch den Trennzylinder und den Außenzylinder gebildet und in dem ein federbelasteter Ringkolben als Trennwand zwischen Flüssigkeit und Gas angeordnet ist.

Mit diesem Vorschlag der Erfindung ergibt sich ein stufenlos verstellbarer Stoßdämpfer, dessen Arbeitszylinder keine schwächenden Bohrungen aufweist, so daß er mit normaler Wandstärke hergestellt werden kann, wodurch sich nicht nur der Materialaufwand, sondern auch das Gewicht des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers gegenüber den bekannten Ausführungen verringert. Durch die unterschiedliche axiale Länge der Axialnuten besteht die Möglichkeit, die hubabhängige Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers zu verändern, insbesondere um eine progressive Dämpfungskennlinie zu erzielen. Die Verstellung der Stoßdämpfercharakteristik erfolgt auf einfache Weise dadurch, daß der Abstand zwischen der kolbenstangenseitigen Stirnfläche der Ausströmöffnungen und einem Verstellglied verändert wird, indem dieses als Führungsbuchse ausgebildete Verstellglied gegenüber dem Außenzylinder gedreht wird. Die Führungsbuchse dient hierbei nicht nur als Verstellglied zum Einstellen der Stoßdämpfercharakteristik, sondern zugleich als Führung für die Kolbenstange. Durch die Anordnung eines Trerinzylinders und die hiermi! verbundene Bildung eines Ausgleichraumes, in welchem ein federbelasteter Ringkolben als Trennwand zwischen Flüssigkeit und Gas dient, wird ein hermetischer Verschluß des

Stoßdämpfers erzielt, weil die vom Arbeitskolben aus dem Dämpfungsraum verdrängte Flüssigkeit über den inneren Ringraum in den äußeren Ringraum gedruckt wird, der je nach Stellung des Arbeiiskolbens sein Aufnahmevolumen verändert, indem sich der Ringkolben entgegen der Kraft einer Feder verschiebt

Aus der FR-PS 8 21 516 war zwai ein Stoßdämpfer bekannt, dessen Arbeitszylinder mit von der kolbenstangenseitigen Stirnfläche ausgehenden Axialnuten unterschiedlicher Länge und gegebenenfalls Form versehen war; dieser Stoßdämpfer besaß jedoch keine Möglichkeit zur Verstellung des Abströmquerschnittes einiger oder aller Axialnuten, so daß die durch den Axialnutenquerschnitt und durch die unterschiedlichen Längen der Axialnuten gegebene Dämpfungscharakteristik nicht einstellbar veränderlich waren.

Schließlich war es aus der US-PS 38 43 107 bekannt, den Abstand zwischen der Stirnseite des Arbeitszylinders und einem Verstellglied zu ändern. Diese Veränderung erfolgte jedoch zur Veränderung des Ausströmquerschnittes beim Rückhub des Arbeitskolbens.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Konstruktionsvereinfachung dadurch erreicht, daß das Verstellglied eine Führungsbuchse ist, die mittels eines Gewindes im Außenzylinder axial verstellbar gelagert und in der der Arbeitskolben verschiebbar geführt ist. Hierdurch wird nicht nur eine einfache Verstellung von außen ermöglicht, sondern eine Verbesserung der Kolbenlagerung.

Um ein schnelleres Rückführen des Arbeitskolbe;;s in die Ausgangslage zu erreichen, wird in Weiterbildung des Hauptgedankens der Erfindung vorgeschlagen, die Lagerscheibe mit axialen Sacklochbohrungen zu versehen, die jeweils den inneren Ringraum mit dem Ausgleichraum verbinden und die durch Radialbohrungen mit Axialbohrungen verbunden sind, deren dem Dämpfungsraum zugewandte öffnungen durch einen Ventilteller eines Rückschlagventils verschließbar sind. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine einfache Ausbildung und strömungsgünstige Anordnung des zwischen Dämpfungsraum und Flüssigkeitsraum angeordneten Rückschlagventils, sondern durch ein öffnen dieses Rückschlagventils bei einem Rückzug des Arbeitskolbens ein schnelles Nachströmen der Dämpfungsflüssigkeit in den Dämpfungsraum.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Arbeitskolben mit einer durchgehenden Zentralbohrung versehen, die am außenliegenden Ende des Arbeitskolbens durch eine Verschlußschraube verschlossen ist. Weiterhin liegt der Arbeitskolben in der kolbenstangenseitigen Endstellung an einem Anschlag an, der an einer in die Zentralbohrung des Arbeitskolbens hineinragenden, mit dem Arbeitszylinder verbundenen Stange ausgebildet ist. Hierdurch 'st es möglich, das Volumen für die Dämpfungsflüssigkeit ohne Volumenvergrößerung des Stoßdämpfers zu vergrößern und ein schnelles Füllen oder Leeren des Stoßdämpfers durch den Arbeitskolben vorzunehmen. Gleichzeitig wird eine einfache Konstruktion geschaffen. um sicherzustellen, daß der Arbeitskolben nicht aus dem Arbeitszylinder herausgezogen werden kann.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, den Anschlag durch einen in der Zentralbohrung des Arbeitskolbcns angeordneten Sprengring und einen auf der Stange befestigten Sicherungsring zu bilden, wodurch sich eine besonders einfache Konstruktion unter Verwendung handelsüblicher Bauteile ergibt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Stoßdämpfer,

F i g. 2 eine Abwicklung der innenfläche des Arbeitszylinders,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Lagerscheibe und F i g. 4 eine Ansicht der Lagerscheibe nach F i g. 3.

Der anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellte Stoßdämpfer besitzt einen Befesügungsflansch 1, an welchem ein Außenzylinder 2 mittels eines Sprengringes 3 befestigt ist. In das vordere Ende des Außenzylinders 2 ist eine Führungsbuchse 4 mittels eines Gewindes 4a eingeschraubt, durch welche ein stangenförmig ausgebildeter Arbeitskolben 5 mit seiaem als Kolbenstange dienenden Teil hindurchragt. Dieser Arbeitskolben 5 besitzt eine Zentralbohrung 5a, die durch eine Verschlußschraube 5b unter Zwischenfügen eines Dichtringes 5c nach außen flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist In der Führungsbuchse 4 sind Dichtringe 4b sowie ein Abstreifring 4c angeordnet, um die Führungsbuchse einerseits gegenüber dem Arbeitskolben 5 und andererseits gegenüber dem Außenzylinder 2 flüssigkeitsdicht abzudichten.

Im hinteren Ende des Außenzylinders 2 ist eine Lagerscheibe 6 angeordnet, welche unmittelbar an dem Befestigungsflansch 1 anliegt. Diese Lagerscheibe 6 ist als Einzelteil in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Sie ist durch Dichtringe 6a gegenüber dem Außenzylinder 2 abgedichtet und besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel sechs axiale Sacklochbohrungen 6b, welche durch Radialbohrungen 6c miteinander verbunden sind. Außerdem sind in der Lagerscheibe 6 sechs Axialbohrungen 6c/ kleineren Durchmessers angeordnet, deren Lage wie die der voranstehend erwähnten Bohrungen am besten in den F i g. 3 und 4 zu erkennen ist.

Mittels der Lagerscheibe 6 und eines im anderen Ende des Außenzylinders 2 angeordneten Lagerringes 7 sind innerhalb des Außenzylinders 2 ein Trennzylinder 8 sowie ein Arbeitszylinder 9 axial unverschiebbar angeordnet. Dies wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Sprengring 10 erreicht, der den Lagerring 7 und mit diesem den Trennzylinder 8, den Arbeitszylinder 9 und die Lagerscheibe 6 in axialer Richtung festhält.

Der Trennzylinder 8 teilt den den Arbeitszylinder 9 umgebenden Flüssigkeitsraum in einen inneren Ringraurn 11 und einen äußeren Ausgleichraum 12. Im Ausgleichraum 12 ist ein Ringkolben 13 verschiebbar angeordnet, der mittels Oichtringen 13a gegenüber dem Außenzylinder 2 und dem Trennzylinder 8 abgedichtet ist. Dieser Ringkolben 13 ist durch eine Rückstellfeder 14 belastet, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Wendelfeder ausgebildet ist und sich am Lagerring 7 abstützt. Auch dieser Lagerring 7 ist durch Dichtringe 7a sowohl gegenüber dem Außenzylinder 2 als auch gegenüber dem Trennzylinder 8 abgedichtet. Er besitzt Bohrungen Ib für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit.

Um infolge der stangenförmigen Ausbildung des Arbeitskolbens 5 ein vollständiges Herausziehen dieses Arbeitskolbens 5 aus dem Arbeitszylinder 9 zu verhindern, ist an der Lagerscheibe 6 eine Stange 15 befestigt, die in die Zentralbohrung 5a des Arbeitskolbens 5 hineinragt. Diese Stange 15 ist mittels Dichtringen 15a im Bereich der Lagerscheibe 6 abgedichtet. Sie trägt an ihrem vorderen Ende einen Sicherungsring 15£>, an dem ein Sprengring Sd zur

Anlage kommt, wenn sich der Arbeitskolben 5 in seiner am weitesten ausgefahrenen Stellung befindet, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist.

Am hinteren Ende ist auf der Stange 15 ein ringförmiger Ventilteller 16 angeordnet, der durch eine Ventilfeder 17 belastet ist, die als Wendelfeder ausgebildet und auf die Stange 15 aufgeschoben ist und sich an einem Sicherungsring 15c abstützt. Der Ventilteller 16 mit Ventilfeder 17 bilden zusammen mit den Axialbohrungen 6d in der Lagerscheibe 6 ein Rückschlagventil, welches in Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens 5 schließt.

Der vom Arbeitskolben 5 und Arbeitszylinder 9 gebildete iDämpfungsraum 18 steht über mehrere Axialnuten 9a, die in der Innenfläche des Arbeitszylinders 9 ausgebildet sind, mit einem Überleitungsraum 19 in Verbindung. Dieser Überleitungsraum 19 wird in radialer Richtung durch den Arbeitskolben 5 bzw. durch den Außenzylinder 2 und in axialer Richtung durch die Stirnfläche 4c/ der Führungsbuchse 4 bzw. durch die vordere Stirnfläche 9b des Arbeitszylinders 9 begrenzt. Wie die Abwicklung der Axialnuten 9a in F i g. 2 zeigt, besitzen diese zwar gleiche Breite und Tiefe, jedoch unterschiedliche axiale Längen Hierdurch kann eine progressive Dämpfungscharakteristik erzielt werden.

Die Wirkung des voranstehend bezüglich seines Aufbaus beschriebenen Stoßdämpfers, der entweder nach Entfernen der Verschlußschraube 5b durch den Arbeitskolben 5 oder durch eine Anschlußbohrung 2a im Außenzylinder 2 mit Dämpferflüssigkeit gefüllt wird, ist wie folgt:

In der Ausgangs- oder Ruhelage befindet sich der Arbeitskolben 5 in seiner ausgefahrenen Endposititon. Bei einer Belastung des Arbeitszylinders 5 in Längsrichtung des Stoßdämpfers wird der Arbeitskolben 5 in F i g. 1 nach links bewegt. Hierdurch wird Dämpferflüssigkeit durch die Axialnuten 9a aus dem Dämpfungsraum 18 in den Überleitungsraum 19 gedrückt. Durch Verstellen des Abstandes zwischen der Stirnfläche 4t/ der Führungsbuchse 4 und der vorderen Stirnfläche 9b des Arbeitszylinders 9 kann der Strömungsquerschnitt der Axialnuten 9a verändert werden, und zwar durch einfaches Drehen der Führungsbuchse 4 mittels des Gewindes 4a gegenüber dem Außenzylinder 2.

Aus dem Überleitungsraum 19 gelangt die Dämpferflüssigkeit über die Bohrungen 76 im Lagerring 7 in den inneren Ringraum 11, den sie in F i g. 1 von rechts nach links durchströmt. Am hinteren Ende des inneren Ringraumes 11 tritt die Dämpfungsflüssigkeit in die axialen Sacklochbohrungen 6b der Lagerscheibe 6 ein,

ίο die zum Zwecke eines Ausgleiches des Druckes über den gesamten Umfang miteinander durch die Radialbohrungen 6c verbunden sind. Der in den axialen Sacklochbohrungen 6c sich aufbauende Druck verschiebt den Ringkolben 13, sobald die Druckkraft die Kraft der Rückstellfeder 14 übersteigt. Nach einem gewissen Druckaufbau wird somit durch axiales Verschieben des Ringkolbens 13 Raum für die durch den Arbeitskolben 5 verdrängte Dämpferflüssigkeit geschaffen.

Durch die unterschiedliche axiale Länge der Axialnuten 9a verringert sich der Abströmquerschnitt mit zunehmender Eintauchtiefe des Arbeitskolbens 5 in den Arbeitszylinder 9, da die Anzahl der für den Abströmquerschnitt zur Verfügung stehenden Axialnuten 9a nach und nach abnimmt. Auf diese Weise wird eine progressive Kennung des Stoßdämpfers erzielt, und zwar unabhängig von der Stellung der Führungsbuchse 4.
Sobald die auf den Arbeitskolben 5 ausgeübte Krafteinwirkung beendet ist oder die von der Rückstellfeder 14 gespeicherte Energie unterschreitet, schiebt die Rückstellfeder 14 den Ringkolben 13 in seine in F i g. 1 dargestellte Ausgangslage zurück. Da sich die Strömungsrichtung der Dämpferflüssigkeit bei dieser

J5 Bewegung des Ringkolbens 13 umkehrt, wird das durch die Teile 16 und 17 gebildete Rückschlagventil hierbei geöffnet, wodurch sich eine sehr schnelle Füllung des Dämpfungsraumes 18 ergibt. Diese Füllung erfolgt ohne den Umweg über den inneren Ringraum 11 und den

Überleitungsraum 19 unmittelbar über die Axialbohrungen 6c/.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 Patentansprüche:

1. Stoßdämpfer mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung bestehend aus einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitszylinder, einem im Ar- s beitszylinder durch eine aus diesem herausragende Kolbenstange verschiebbaren, als Plunger mit gleichbleibendem Außendurchmesser ausgebildeten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder umgebenden Außenzylinder, der einen Flüssigkeitsraum bildet, der mit dem durch den Arbeitszylinder, den Arbeitskolben und eine Lagerscheibe gebildeten Dämpfungsraum durch ein in Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens schließendes Rückschlagventil sowie durch Überströmöffnungen verbunden ist, die die hubabhängige Dämpfung gewährleisten und deren Ausströmquerschnitt stufenlos veränderbar ist, d a durch gekennzeichnet, daß die Überströmöffnungen als von der kolbenstangenseitigen Stirnfläche (96) des Arbeitszylinders (9) ausgehende Axialnuten (9a) unterschiedlicher Länge ausgebildet sind, deren Ausströmquerschnitt durch Verändern des Abstandes zwischen der kolbenstangenseitigen Stirnfläche (9b) und einem Verstellglied (4) verstellbar ist, wobei die vom gegen vollständigen Austritt aus dem Arbeitszylinder (9) gesicherten Arbeitskolben (5) verdrängte Flüssigkeit über einen von einem Trennzylinder (8) und dem Arbeitszylinder (9) gebildeten Ringraum (11) zu einem Ausgleichraum (12) gelangt, der durch den Trennzylinder (8) und den Außenzylinder (2) gebildet und in dem ein federbelasteter Ringkolben (13) als Trennwand zwischen Flüssigkeit und Gas angeordnet ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellglied eine Führungsbuchse (4) ist, die mittels eines Gewindes (4a) im Außenzylinder (2) axial verstellbar gelagert und in der der Arbeitskolben (5) verschiebbar geführt ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die I .agerscheibe (6) mit axialen Sacklochbohrungen (6b) versehen ist, die jeweils den inneren Ringraum (11) mit dem Ausgleichraum (12) verbinden und die durch Radialbohrungen (6c) mit Axialbohrungen (6d) verbunden sind, deren dem Dämpfungsraum (18) zugewandte Öffnungen durch einen Ventilteller (16) eines Rückschlagventils verschließbar sind.

4. Stoßdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (5) mit einer durchgehenden Zentralbohrung (5a) versehen ist, die am außenliegenden Ende des Arbeitskolbens (5) durch eine Verschlußschraube (56) verschlossen ist, daß der Arbeitskolben (5) in der kolbenstangenseitigen Endstellung an einem Anschlag anliegt, der an einer in die Zentralbohrung (5a) des Arbeitskolbens (5) hineinragenden, mit dem Arbeitszylinder (9) verbundenen Stange (15) ausgebildet ist.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch einen in der Zentralbohrung (5a) des Arbeitskolbens (5) angeordneten Sprengring (5d) und einen auf der Stange (15) befestigten Sicherungsring (156) gebildet ist.