DE2711161A1

DE2711161A1 - Stossdaempfer

Info

Publication number: DE2711161A1
Application number: DE19772711161
Authority: DE
Inventors: Dale Alexander Palmer
Original assignee: Monroe Auto Equipment Co
Current assignee: Tenneco Automotive Inc
Priority date: 1976-03-22
Filing date: 1977-03-15
Publication date: 1977-10-06
Also published as: AU502119B2; BR7701761A; BE852567A; ES457080A1; US4113072A; DE2711161C2; GB1546334A; IT1078249B; FR2345625B1; FR2345625A1; AU2225377A; CA1058643A

Description

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ZÜSTELLUXnSAJfSCnniFT: 2OOO HAMBURO 30 · NEUEIl WALL 41 I* T V 4 S V H F P Γ V TO*

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One International Drive Monroe, Michigan k8 161/USA

Hamburg, 3. März 1977

"Stoßdämpfer"

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Fahrzeugstoßdämpfer, insbesondere auf eine neue und verbesserte Kolbenkonstruktion für direkt wirkende teleskopartige Stoßdämpfer.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß in der Schaffung einer neuen und verbesserten Stoßdämpferkonstruktion·

Bei dieser neuen und verbesserten Stoßdämpferkonstruktion gemäß der Erfindung ist eine neuartige Kolbenkonstruktion mit vollständiger Verdrängung gegeben. Bei dieser Konstruktion kommen Mehrfachfedern zur Anwendung zur Steuerung des Strömungsmittelflusses durch die Kolbendurchflußöffnungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

Ein besonderes Merkmal der neuartigen Stoßdämpferkolbenkonstruktion gemäß der Erfindung besteht darin, daß bei einer ersten

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Strömungsmittelflußgröße durch den Kolben eine Steuerung durch die in dem Kolbenventilkörper verkörperte Federkraft stattfindet und eine zweite Größe der Ströraungsmittelkraft durch eine zweite Feder gesteuert wird, die im Bereiche des Kolbenventilkörpers angeordnet ist.

Die Erfindung bietet den besonderen Vorteil, daß bei dieser Stoßdämpferkolbenkonstruktion in der Ventilanordnung verschiedene Federstärken benutzt werden können, um eine vielseitige Anwendung sicherzustellen·

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Druckflußöffnungen in vergrößerte Ausnehmungen einmünden, deren Abmessungen in einem vorgegebenen Verhältnis zur Größe der Öffnungen bestehen«

Ferner ist gemäß der Erfindung die Stoßdämpferkolbenkonstruktion von relativ einfacher Bauart, wirtschaftlich herzustellen und hat eine lange Lebensdauer im Betrieb.

Voitere Vorzüge und Merkmale der E^Rfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor. Es zeigern

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Fahrzeugstoßdämpfer unter Verkörperung der neuen und verbesserten Kolbenkonstruktion gemäß der Erfindung,

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Fig· 2 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung der Kolbenkonstruktion, bei der die Grundsätze der Erfindung verwirklicht sind,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Kolbenkonstruktion,

Fig· k einen Längsschnitt ähnlich demjenigen der Fig· 1 durch

eine wahlweise mögliche Ausführungsform der Stoßdämpferkolbenkonstruktion gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der in Fig. k gezeigten Kolbenkonstruktion,

Fig· 6 einen vergrößerten Schnitt der in Fig· h und 5 gezeigten Kolbenkonstruktion, und

FdLg. 7 eine vergrößerte Teildraufsicht auf die in dem Stoßdämpfer nach Fig. k verkörperte Kolbenkonstruktion·

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Es wird nunmehr im einzelnen auf die Zeichnungen, und
zwar insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen. Diese Figur zeigt einen rohrförmigen, direkt wirkenden hydraulischen Stoßdämpfer 10, bestehend aus einem langgestreckten rohrförmigen Druckzylinder 12, der eine ein hydraulisches
Strömungsmittel enthaltende Arbeitskammer 14 begrenzt.
Innerhalb der'Kammer 14 ist ein hin- und herbeweglicher
Kolben 16 angeordnet, der an einem Ende einer sich axial

erstreckenden Kolbenstange 18 befestigt ist. Die Kolbenstange wird zur Ausführung einer Bewegung innerhalb des
Druckzylinders 12 gelagert und geführt und zwar mittels
einer kombinierten Anordnung 20 aus Strömungsmitteldichtung und Stangenführung, die in dem oberen Ende des Zylinders 12 angeordnet ist und eine axial verlaufende Mittelbohrung 22 aufweist, durch welche sich die Kolbenstange 18 hindurch erstreckt. In dem unteren Ende des Druckzylinders 12 ist ein Bodenventil angeordnet, das allgemein mit 24 bezeichnet ist; dieses Ventil bewirkt eine Steuerung der hydraulischen Strömungsmittelverbindung zwischen der Arbeitskammer ik und dem Strömungsmittelreservoir 26, das zwischen dem Außenumfang des Zylinders 12 und dem Innenumfang eines rohrförmigen Reserverohrs 28 begrenzt ist, welches konzentrisch um die Außenseite des Druckzylinders 12 herum angeordnet ist. Die Konstruktion sowie der Betrieb des Bodenventils können von der in dem US-Patent Nr. 3 771 626 gezeigten
und beschriebenen Art sein; das genannte Patent wird dürft

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Bezugnahme darauf in diese Anmeldung aufgenommen. Wie in der Technik üblich, ist innerhalb des Strömungsmittelreservoirs eine schneckenförmige Prallplatte 30 vorgesehen, um die Belüftung des zwischen dem Reservoir 26 und der Arbeitskammer 14 übetragenden hydraulischen Strömungsmittels zu steuern. Die oberen und unteren Enden des Stoßdämpfers 10 sind mit allgemein becherförmigen oberen und unteren .Endkappen 32 bzw. 34 versehen, die beispielsweise durch Schweißen an den gegenüberliegenden Enden des Reserverohrs 28 befestigt sind, wie gezeigt. Der Stoßdämpfer 10 wird als mit einem Schmutzschild 36 versehen gezeigt, welcher mit seinem oberen Ende an dem oberen Ende der Kolbenstange 18 befestigt ist, wobei geeignete Endfittings 38 an dem oberen Ende der Kolbenstange 18 und der unteren Endkappe 34 befestigt sind, um den Stoßdämpfer 10 für seinen Betrieb zwischen den gefederten und ungefederten Abschnitten eines Kraftfahrzeugs festzulegen. Wie für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich, wird bei einer Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 18 und des darauf getragenen Kolbens 16 hydraulisches Strömungsmittel innerhalb der Kammer 14 zwischen den oberen und unteren Enden des Zylinders 12' und zwischen der Kammer 14 und dem Strömungsmittelreservoir 26 übertragen, um dadurch die relative Bewegung zwischen dem gefederten Abschnitt des zugeordneten Fahrzeugs und seinem ungefederten Abschnitt zu dämpfen. Zu diesem Zweck ist der Kolben 16 mit einer neuen und verbesserten Ventilanordnung

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zur wahlweisen Steuerung des Flusses hydraulischen Strömungsmittels zwischen den oberen und unteren Enden der Kammer 14 während seiner Hin- und Herbewegung versehen, wie im Anschluß hieran ausführlich beschrieben wird.

Nach den Grundsätzen der Erfindung enthält der Stoßdämpferkolben 16 einen.allgemein zylinderförmigen Kolbenkörper 40, der mit einer axial verlaufenden Mittelbohrung 42 ausgestattet ist, innerhalb derer ein Endabschnitt 44 der Kolbenstange von vermindertem Durchmesser aufgenommen wird. Die untere oder Unterseite des Kolbenkörpers 40 ist mit einer Ausnehmung oder Gegenbohrung 46 von erweitertem Durchmesser versehen, innerhalb derer eine mit Gewinde versehene Mutter oder ein ähnliches Befestigungselement 48 auf den Endabschnitt 44 aufgeschraubt wird, um den Kolbenkörper 40 auf der Kolbenstange 18 zu halten. Der Kolbenkörper 40 ist mit ersten und zweiten Sätzen axial verlaufender, mit ümfangsabstand angeordneten Durchflußöffnungen 50, 52 versehen, von denen jeder Satz vorzugsweise vier mit Ümfangsabstand angeordnete öffnungen enthält und der zweite Satz öffnungen 52 von dem ersten Satz Durchflußöffnungen 50 radial nach außen auf Abstand gehalten und konzentrisch zu ihm angeordnet ist. Innerhalb der Gegenbohrung 46 ist ein ringförmiger unterer Ventilsitz 54 .angeordnet und erstreckt sich darin axial nach unten, während er von dem inneren Satz Durchflußöffnungen 50 radial

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nach außen und von dem äußeren Satz Durchflußöffnungen 52 radial nach innen auf Abstand gehalten ist. Der Ventilsitz 54 begrenzt eine allgemein radial verlaufende Sitzfläche 56, die wahlweise von der Oberseite eines allgemein scheibenförmigen Ventilkörpers 58 erfaßt werden kann. Der Ventilkörper 58 ist mit einer mittleren öffnung 60 versehen, durch welche sich der untere Endabschnitt 44 der Kolbenstange 18 hindurch erstreckt. Der Innenumfang der Ventilscheibe 58 kann durch festes Verklemmen zwischen einer ringförmigen Schulter 62 auf dem Körper 40 und einer

befestigt Zvischenlegscheibe 64 fest an dem Kolbenkörper 40 gehalten oder / werden, wobei die Zwischenlegscheibe 64 unmittelbar auf das obere Ende der Gewindemutter 48 drückt. Konzentrisch zu der Mutter 48 ist eine Schraubenfeder 60 angeordnet und an ihrem unteren Ende durch einen radial nach außen verlaufenden Flansch 68 auf dem unteren Ende der Mutter 48 gelagert. Das obere Ende der Feder 66 drückt gegen eine Federhalterung 70, die wiederum gegen die Unterseite der Ventilscheibe 58 drückt, um dadurch die Ventilscheibe 58 elastisch in Dichtungseingriff mit der Sitzfläche 56 des Ventilsitzes 54 zu drücken. Hie für Fachleute auf diesem Gebiet ersichtlich, strömt bei Bewegung des Kolbenkörpers 40 nach oben innerhalb der Arbeitskammer 14 des Druckzylinders 12 Strömungsmittel durch den inneren Satz Durchflußöffnungen 50 nach unten und drückt dadurch den Außen-

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umfang der Ventilscheibe 58 entgegen dem Widerstand der Feder 66 nach unten, wodurch Strömungsmittel aus den Durchflußöffnungen 50 ausströmen, zwischen die Sitzfläche 56 und die Oberseite der Ventilscheibe 58 und in das untere Ende der Arbeitskammer 14 hineinströmen kann.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, ist das obere Ende des Kolbenkörpers 40 mit zwei konzentrisch ausgerichteten, axial nach oben gerichteten ringförmigen Ventilsitzen 72 und 74 versehen, von denen der erstere sich radial außerhalb des äußeren Satzes Durchflußöffnungen 52 um den Außenumfang des oberen Endes des Kolbenkörpers 40 herum erstreckt. Der Ventilsitz 74 liegt allgemein axial oberhalb des zuvor beschriebenen Ventilsitzes 54 und erstreckt sich von dem Kolbenkörper 40 axial nach oben bei radialem Abstand von den Durchflußöffnungen 52 nach innen. Die Ventilsitze 72, 74 begrenzen allgemein radial angeordnete Sitzflächen 76 bzw. 78, die von einer unmittelbar oberhalb des Kolbenkörpers 40 angeordneten flachen Ventilscheibe 80 wahlweise dichtend erfaßt werden können, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Ventilscheibe 80 ist vorzugsweise aus geeignetem Federstahlmaterial hergestellt und, wie in Fig. 2 gezeigt, mit einem allgemein C-förmigen oder auf dem Umfang verlaufenden Schlitz oder Durchflußkanal 82 versehen, der sich fast ganz, jedoch nicht vollständig, um die Ventilscheibe 80 herum erstreckt und die Scheibe 80 in radial innere und äußere ümfangsab-

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schnitte 84 bzw. 86 unterteilt. Der radial innere Abschnitt 84 der Ventilscheibe 80 ist mit einer geeigneten öffnung versehen, durch welche der Kolbenstangenendabschnitt 44 sich hindurch erstreckt, um die Ventilscheibe 80 in ihrer Arbeitsstellung relativ zu dem Kolbenkörper 40 zu halten. Der radial innere Abschnitt 84 der Ventilscheibe 80 ist mit einer geeigneten öffnung versehen, durch welche sich der Kolbenstangenendabschnitt 44 hindurch erstreckt, um die Ventilscheibe 80 in ihrerArbeitsstellung relativ zu dem Kolbenkörper zu halten. Der radial äußere Abschnitt 86 drückt auf die Ventilsitzflächen 76, 78 oder erfaßt diese und sperrt dadurch den Strömungsmittelfluß von den öffnungen 52 in das obere Ende der Kammer 14, was im weiteren Verlauf dieser Beschreibung beschrieben wird.

Unmittelbar über der Ventilscheibe 80 ist ein Ventilführungskörper 88 angeordnet, der mit einer Mittelbohrung 90 ausgestattet ist, durch welche sich der Kolbenstangenendabschnitt 44 hindurch erstreckt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Ventilführung 88 von allgemein viereckigem Querschnitt mit teilweise abgerundeten Ecken, um vier mit Umfangsabstand angeordnete Kontaktpunkte zu bilden, die allgemein mit 94 bezeichnet sind. Radial außerhalb des Führungskörpers 88 ist eine allgemein mit 96 bezeichnete Druckplatte angeordnet, die sich in einer allgemein radialen Ebene dort herum erstreckt und eine mittlere öffnung

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98 aufweist. Der Durchmesser der öffnung 98 ist etwa gleich und etwas größer als die diagonale Abmessung des Ventilführungskörpers 88, wodurch die Druckplatte 96 relativ zu dem Führungskörper 88 axial gleitbar oder beweglich ist und für eine solche Bewegung durch die Kontaktpunkte 94 geführt wird. Die Unterseite der Druckplatte 96 ist mit einer Anzahl mit Umfangsabstand angeord-• neter, radial nach innen verlaufender und axial nach oben vorspringender Kerbmoder Ausnehmungen 100 versehen, von denen vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt acht vorhanden sind, und welche eine Strömungsmittelflußverbindung zwischen dem Durchflußkanal 82 und dem oberen Ende der Arbeitskammer 14 zulassen. Die Unterseite der Druckplatte 96 ist radial nach oben und bei einem Winkel von etwa 2° radial nach außen ausgenommen, wie in Fig. 3 bei 102 etwas übertrieben gezeigt. Aus Fig. 3 ist am besten ersichtlich, daß der unterste Abschnitt der Platte 96 an einem Punkt unmittelbar axial oberhalb des Ventilsitzes 74 gegen die Oberseite der Ventilscheibe 80 drückt, wodurch der radial innerste Teil des Scheibenabschnitts 86 lösbar mit der Oberfläche 78 in Eingriff gehalten wird; jedoch ist wegen der nach oben und nach außen geneigten Oberfläche 102 die Unterseite der Platte 96 an einem Punkt oberhalb des Ventilsitzes 72 axial von der Oberseite der Scheibe 80 auf Abstand gehalten und gestattet es dadurch dem radial äußeren Teil des Scheibenabschnitts

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86, sich unter bestimmten Arbeitsbedingungen des Stoßdämpfers 10 leicht von der Oberfläche 76 fort nach oben durchzubiegen, was im Anschluß hieran in Verbindung mit dem Gesamtbetrieb des Kolbens 16 beschrieben wird.

Unmittelbar oberhalb des Ventilführungskörpers 88 und der Druckplatte 96 sind zwei Federscheiben angeordnet, die allgemein mit 104 bezeichnet sind und koaxiale Kittel bohrungen 106 aufweisen, durch welche sich der Endabschnitt 44 der Kolbenstange 18 hindurch erstreckt. Die untere der Federscheiben 104 drückt unmittelbar auf die Oberseite oder Oberfläche 110 der Druckplatte 96 und ebenso gegen die Oberseite 111 des Führungskörpers 88. Unmittelbar oberhalb der Federscheiben 104 ist ein geeigneter ringförmiger Abstandskörper 112 angeordnet, und zwischen der Oberseite des Abstandshalters 110 und der radialen Schulter 116, die an der Verbindung des Haupteils der Kolbenstange 18 und eines unteren Endabschnitts 44 derselben gebildet ist, wird eine ringförmige Zwischenlegscheibe 114 gehalten. Wie ersichtlich, sind die Zwischenlegscheibe 114, der Abstandshalter 112, die Federscheiben 104, der Führungskörper 88 sowie der Kolbenkörper 40 alle mittels der Gewindemutter 48 auf der Kolbenstange 18 gehalten. Die Federscheiben 104 sind in der Lage, einerAufwärtsbewegung der Druckplatte 96

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Ab

relativ zu dem Führungskörper 88 elastisch Widerstand entgegenzusetzen, gestatten jedoch eine derartige Aufwärtsbewegung der Druckplatte 96 unter bestimmten Betriebsbedingungen des Kolbens 16. Der jeweils von den Scheiben 104 gebildete Widerstand kann daher durch deren Anzahl und/oder deren Konstruktion und deren Material gesteuert werden. Obwohl in dieser Anmeldung zwei derartige Scheiben 104 gezeigt und beschrieben sind, sind doch Bereich und Bedeutung der beigefügten Ansprüche keineswegs auf eine derartige Konstruktion zu begrenzen, da eine, zwei oder mehr derartige Scheiben benutzt werden könnten, je nach der betreffenden Anwendungsart und der erwünschten Betriebskennlinie. Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß die axiale Dicke des Abstandshalters 112 verändert werden kann, um das Ausmaß der Aufwärtsbewegung der Feder scheiben 104 und damit das Ausmaß der axialen Aufwärtsbewegung der Druckplatte 96 zu steuern.

Im- Betrieb des Stoßdämpfers 10 steht der Außenumfang der Ventilscheibe 80 normalerweise mit den Oberflächen 76, 78 in Eingriff oder sitzt darauf auf, um den Strömungsmittelfluß durch die Durchflußöffnungen 52 zu sperren. Während der langsamen Abwärtsbewegung des Kolbens 16 innerhalb der Arbeitskammer 14 strömt hydraulisches Strömungsmittel nach oben durch die Durchflußöffnungen

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52 und lenkt den Außenumfang der Ventilscheibe 80 nach oben in eine Stellung ab, wo er die geneigte Unterseite 102 der Druckplatte 96 erfaßt, woraufhin eine vorgegebene Größe eines derartigen Strömungsmittels anschließend in das obere Ende der Arbeitskammer 14 einströmt. Wenn die Abv/ärtsgeschwindigkeit des Kolbens 16 einen vorgegebenen Wert überschreitet _t wirkt das durch den Satz öffnungen 52 hindurch nach oben strömende hydraulische Strömungsmittel zur Beaufschlagung des äußeren Umfangsabschnitts der Ventilscheibe 80 nach oben und veranlaßt auch die Druckplatte 96, sich entgegen dem Widerstand der Federscheiben 104 nach oben zu bewegen, woraufhin zwischen der Unterseite der Ventilscheibe und den Sitzoberflächen 76, 78 ein verstärkter Strömungsmittelfluß auftritt, wobei das Ausmaß des Widerstandes gegenüber einem derartigen zusätzlichen Strömungsmittelfluß abhängig ist von der Anzahl und der Konstruktion der Federscheiben 104. Es ist somit ersichtlich, daß bei einer Bewegung des Kolbens 16 bei niedriger Geschwindigkeit zwischen der äußeren Sitzfläche 76 und der Unterseite der Ventilscheibe 80 ein begrenztes Ausmaß eines Strömungsmittelflusses auftritt, da der Außenumfang der Ventilscheibe 80 sich nur so weit nach oben bewegt, wie es die geneigte oder ausgenommene Oberfläche 102 gestattet; bei einer größeren Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens 16, bewegt sich jedoch die Druckplatte 96 selbst nach oben

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und gestattet es damit dem äußeren Umfangsabschnitt 86 der Ventilscheibe 80, sich vollständig von beiden Sitzflächen 76, 78 herunterzubewegen, um den oben erwähnten verstärkten Strömungsmittelfluß zuzulassen. Wie bereits erwähnt, fließt natürlich bei Aufwärtsbewegung des Kolbens 16 innerhalb des Druckzylinders 12, das heißt während des Rückwärtshubes oder Rückstoßtaktes, Strömungsmittel durch die Kerben 100 und danach über den auf dem Umfang verlaufenden Durchflußkanal 82 durch den inneren Satz Durchflußöffnungen 50, woraufhin die Ventilscheibe 58 entgegen dem Widerstand der Schraubenfeder 66 verdrängt wird, um einen Strömungsmittelfluß von dem oberen Ende der Arbeitskammer 14 zu deren unterem Ende zuzulassen.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung eine neue und verbesserte Stoßdämpferkolbenkonstruktion schafft, in der die Größe des Strömungsmittelflusses und daher das Ausmaß der Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers durch Verwendung von Mehrfachfederelementen in der Kolbenventilanordnung erzielt wird. Aufgrund dessen, daß die Konstruktion und die Anzahl der Federscheiben 104 leicht verändert werden kann, ist eine selektive Anwendung des Stoßdämpfers möglich, ohne daß übermäßige Kosten für Werkzeuge, Lagerhaltung, Einbau usw. entstünden. Außerdem eignet sich die Kolbenkonstruktion gemäß der Erfindung für die Verwendung von Pulver- oder Sinter-

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metallverfahren, da der Führungskörper 88, die Druckplatte 96 usw. so konstruiert werden können, was zu einer erheblichen Verminderung der Kosten In der eigentlichen Kolbenkonstruktion führt.

Die Figuren 4-7 zeigen eine wahlweise mögliche Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, und die verschiedenen Bestandteile derselben, die analog zu dem oben beschriebenen Stoßdämpfer 10 sind, werden mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und beschrieben, jedoch unter Zusatz eines Striches zu den Zahlen. Wie am besten aus Flg. 4 ersichtlich, umfaßt ein Stoßdämpfer 10* einen Druckzylinder 12', welcher eine hydraulische Arbeitskammer 14* bildet. Innerhalb der Kammer 14' ist eine Kolbenanordnung 16* angeordnet und an einem Ende einer Kolbenstange 18* befestigt. Die Kolbenstange 18' ist zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung innerhalb des Zylinders 12* mittels einer Strömungsmitteldichtung- und Stangenführungsanordnung 20' gelagert und geführt, welche eine Mittelbohrung 22' begrenzt, durch die sich die Stange 18 hindurch erstreckt. An dem unteren Ende des Zylinders 12* ist eine Bodenventilanordnung 24* angeordnet und steuert die hydraulische Strömungsmittelverbindung zwischen der Kammer 14' und dem Reservoir 26', welches .zwischen dem Zylinder 12' und einem äußeren Reservoir 28* gebildet ist. Innerhalb des Reservoirs

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26' ist eine geeignete Gegenlüftungsplatte 30' angeordnet. Die oberen und unteren Enden des Stoßdämpfers 10' sind mit Endkappen 32' bzw. 34' versehen, und der Stoßdämpfer 10* ist mit einem Schmutzschild 36* ausgestattet; auf dem oberen Ende der Kolbenstange 18' und unteren Endkappe 34' sind geeignete Verbindungsfittings 38' gelagert.

Der Kolbeneinbau 16' enthält einen Kolbenkörper 40' mit einer Mittelbohrung 42', innerhalb derer das untere Ende 44' der Kolbenstange 18' angeordnet ist. Die untere Seite des Kolbenkörpers 40' enthält eine Gegenbohrung 46', innerhalb derer eine Verbindungsmutter 48* angeordnet ist, welche eine Schraubverbindung mit dem Endabschnitt 44' der Kolbenstange 18' aufweist. Der Kolbenkörper 40' ist mit ersten und zweiten Sätzen axial verlaufender, mit UmfangsabstHnden angeordneter Durchflußöffnungen 50* und 52' versehen, die vorzugsweise acht mit gleichmäßigen ümfangsabständen angeordnete Rückprallöffnungen 50' und vier mit gleichmäßigen ümfangsabständen angeordnete Drucköffnungen 52' enthalten, die relativ zu den öffnungen 50' mit radialem Abstand nach außen und konzentrisch zu ihnen angeordnet sind. Innerhalb der Gegenbohrung 46' ist ein nach unten verlaufender Ventilsitz '54' mit Abstand von den öffnungen 50' nach außen angeordnet, der eine radial verlaufende Sitzfläche 56' begrenzt, die von der Ober-

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seite eines scheibenförmigen Ventilkörpers 58' erfaßt werden kann. Der Ventilkörper 58' weist eine mittlere öffnung 60' auf, und sein Innenuinfang ist durch Verklemmen zwischen der Schulter 62· und der Abstandsscheibe 64' fest an dem Kolbenkörper 40' befestigt. Zwischen einer Schulter 68' auf der Mutter 48* und einer Federhalterung 70' erstreckt sich eine Schraubenfeder 66', die gegen die Unterseite der Ventilscheibe 58' drückt. Wie am besten aus den Figuren 6 und 7 ersichtlich, ist die Oberseite des Kolbenkörpers 40' mit einer Oberfläche 122 versehen, in welcher vier mit gleichen Umfangsabständen angeordnete, allgemein trapezförmige, nach oben gerichtete Ventilsitze 124 gebildet sind. Jeder der Ventilsitze 124 bildet eine innere Ventilkammer 126, welche das obere Ende der zugeordneten Ventilöffnung 22' allgemein umgibt. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, enthält jeder der Ventilsitze 124 einen allgemein auf dem Umfang verlaufenden radialen Außenabschnitt 128, einen radial inneren Abschnitt 130 und zwei radial verlaufende Endabschnitte 132, die sich zwischen den inneren und äußeren Abschnitten 128, 130 erstrecken. Die Abschnitte 128 bis 130 jedes der Ventilsitze 128 begrenzen eine Ventilsitzfläche 134, diese Oberflächen 134 liegen alle in einer gemeinsamen radial verlaufenden Ebene, die lotrecht zur Achse der Kolbenstange 18' liegt. Unmittelbar oberhalb des Kolbenkörpers liegt eine allgemein flache Ventilscheibe 136,

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deren Unterseite auf die Ventilsitzflächen 134 der Ventilsitze 124 drückt, um die Oberseiten der darin gebildeten Kammern 126 zu schließen. Die Ventilscheibe 136 ist mit einer mittleren öffnung 138 versehen, durch welche sich der Kolbenstangenabschnitt 44' hindurch erstreckt, wie gezeigt. Unmittelbar oberhalb der Ventilscheibe 136 ist ein ringförmiger Abstandsring 140 angeordnet, und unmittelbar über dem Ring 140 befindet sich ein Paar Federscheiben 142 und 144. Unmittelbar über den Federscheiben 142, 144 befindet sich ein ringförmiger Abstandsring 146 analog zu dem oben genannten Abstandsring 112 des Kolbens 40. Unmittelbar über dem Abstandsring 146 ist eine ringförmige Zwischenlegscheibe 148 angeordnet und drückt auf die Unterseite der Schulter 116', die durch die Kolbenstange 18" begrenzt ist. Die Körper 140 bis 148 sind alle konzentrisch zur Achse der Kolbenstange 118 ausgerichtet und mit mittleren öffnungen 150, 152, 154, 156 bzw. 158 versehen, durch welche sich der Kolbenstangenabschnitt 44' hindurch erstreckt.

Beim Betrieb des Stoßdämpfers 10' ist der Äußenumfang der Ventilscheibe 136 normalerweise mit den Ventilsitzflächen 134 in Eingriff, die durch die Anzahl Ventilsitze 124 gebildet werden, um dadurch den Strömungsmittelfluß durch die öffnungen 52 hindurch zu sperren. Während der langsamen Abwärtsbewegung des Kolbens 16' strömt hydraulisches

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Strömungsmittel durch die öffnungen 52* nach oben und biegt den Außenumfang der Ventilscheibe 136 von den Ventilsitzflächen 134 fort nach oben durch. Wenn die Abwärtsgeschwindigkeit des Kolbens 16* eine vorgegebene Höhe überschreitet, bewirkt das durch die oberen öffnungen 52' strömende hydraulische Strömungsmittel eine Beaufschlagung des Außenumfangs der Ventilscheibe 136 nach oben in eine Stellung, in welcher ihre Oberseite die Ventilscheibe 144 berührt, was wiederum zu einer Durchbiegung der Ventilscheiben 142 und 144 zusammen mit der Ventilscheibe 136 nach oben führt, wobei der Strömungswiderstand durch die öffnungen 52' durch die Konstruktion, das heißt durch die Dicke des Materials der Scheiben 142, 144 bestimmt wird, wie bereits erörtert.

Nach den Grundsätzen der Erfindung ist festgelegt worden, daß die optimale Leistung des Stoßdämpfers 10* erreicht wird, wenn die Summe der Querschnittsflächen der Durchflußöffnungen 52' zu der Summe der Querschnittsflächen der Kammern 126 in einem vorbestimmten Verhältnis steht. Es ist insbesondere festgestellt worden, daß zur Verhinderung eines zu harten Fahrens die Querschnittsgröße jeder der öffnungen 52' wenigstens 0,0045 Quadratzoll be- tragen und wenigstens 3 (jedoch vorzugsweise 4) derartige Durchflußöffnungen 52* vorhanden sein sollten, um eine

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Gesamtmindestfläche von 0,0135 Quadratzoll Strömungsmittelfluß während eines Drucktaktes (Abwärtsbewegung des Kolbens bei Darstellung in Fig. 4) sicherzustellen. Es ist auch festgestellt worden, daß eine optimale Leistung erreicht wird, wenn die Querschnittsfläche jeder der Kammern 126 annähernd 0,0409 Quadratzoll beträgt, so·daß die Summe der Flächen der Kammern 126 0,1227 Quadratzoll beträgt. Somit ist das Mindestverhältnis der Durchflußöffnungsgröße zur Kammergröße 0,0135 zu 0,1227 oder 0,11.

Während es in der Praxis möglich ist, die Durchflußöffnungen 52* im Querschnitt so groß zu machen wie die Kammern 126, so daß das maximale Verhältnis der Querschnittsfläche der Durchflußöffnungen 52' zu den Kammern 126 1:1 beträgt, wird es doch vom Standpunkt der Herstellung her bevorzugt, die Größe der öffnungen 52' etwas kleiner zu halten als die Größe der Kammern 126.

Quadratzoll Es wurde gefunden, daß eine Abmessung von 0,0103/eine bevorzugte maximale Größe für die öffnungen 52* ist, und es wird bevorzugt, eine maximale Anzahl von vier derartigen öffnungen 52* vorzusehen, was zu einer Flächen summe derselben von 0,412 Quadratzoll führt. Somit beträgt das maximale Verhältnis der Durchflußöffnungsgröße zur Kammergröße 0,0412 zu 0,1636 oder 0,25. Es ist zu beachten, daß die oben erwähnten Verhältnisse

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natürlich etwas verändert werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, obwohl festgestellt wurde, daß die oben erwähnten Verhältnisse vom Standpunkt des Betriebes wie auch vom Standpunkt der Herstellung her in hohem Maße zu bevorzugen sind.

Es ist zu beachten, daß der Stoßdämpfer 1O¹ gegenüber dem im vorhergehenden beschriebenen Stoßdämpfer 10 bestimmte Vorzüge aufweist, indem bei dem Kolben 40' eine geringere Anzahl an Teilen erforderlich ist. Demzufolge ist eine genauere Qualitätskontrolle bei der Herstellung aufrechtzuerhalten. Ein weiterer Vorteil der Kolbenanordnung 40' besteht darin, daß in der Ventilscheibe 136 keine Löcher oder öffnungen vorgesehen zu werden brauchen, um eine Strömungsmittelverbindung zu den Durchflußöffnungen 50' zu gewährleisten. Statt dessen ist durch eine Anzahl radial angeordneter Durchflußwege, die in dem Kolbenkörper zwischen den Ventilsitzen 124 gebildet sind, eine Strömungsmittelverbindung vorgesehen. Ein weiterer Vorteil der Stoßdämpferkonstruktion 10' besteht darin, daß, wenn die Kammern 126 im Querschnitt größer sind als die Durchflußöffnung 52, angrenzend an die Unterseite des Ventils 136 ein größerer Druckbereich gegeben ist. Daher kann das Ventil 136 aus einem Federmaterial geringerer Stärke hergestellt werden (wie beispielsweise Federstahl),als es

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der Fall wäre, wenn die Kammern 126 von derselben Größe wären wie die öffnungen 52'. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung bei Verkörperung in dem Stoßdämpfer 10' besteht darin, daß, weil der Kolben ein solcher mit voller Verdrängung ist, das heißt die gesamte Kolbenfläche während der Hin- und Herbewegung des Kolbens auf das hydraulische Strömungsmittel wirksam ist, innerhalb des Druckzylinders 12' geringere Drücke erzeugt werden, was wiederum das Dichtungsproblem und den beanstandungswerten "Schwund" (fade) herabsetzt, der aufgrund der ölbelüftung entsteht.

Während offensichtlich die hier offenbarten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung das Problem lösen, ist doch darauf hinzuweisen, daß die Erfindung abwandlungsfähig ist und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von dem eigentlichen Bereich und der Bedeutung der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

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Claims

Ansprüche :

.j Stoßdämpferkolbenkonstruktion, gekennzeichnet durch einen Kolbenkörper mit darauf befindlichen Einrichtungen, die an ein Ende einer zugeordneten Kolbenstange angeschlossen sind, wobei dieser Kolbenkörper mit ersten und zweiten Sitzen von axial verlaufenden, mit ümfangsabstand angeordneten Durchflußöffnungen versehen ist, einen ersten ringförmigen axial verlaufenden Ventilsitz auf einer Seite des Körpers angrenzend an den ersten Satz Durchflußöffnungen, einen ersten Ventilkörper, der mit dem ersten Ventilsitz in Zusammenwirkung gebracht werden kann,um den Strömungsmittelfluß durch den ersten Satz Durchflußöffnungen hindurch zu sperren, eine Anzahl auf dem Umfang auf Abstand gehaltener Ventilsitze auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenkörpers, wobei diese Anzahl Ventilsitze radiale Durchflußwege zwischen

sich begrenzt, die mit dem ersten Satz Durchflußöffnungen verbindbar sind, und die Ventilsitze an den Enden des zweiten Satzes Durchflußöffnungen Kammern bilden, deren Querschnittsflächensumme zu der Summe der Querschnittsflächen des zweiten Satzes Durchflußöffnungen in einem vorgegebenen Verhältnis steht, einen zweiten Ventilkörper in Form einer

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flachen ringförmigen Ventilscheibe, die sich radial zu dem Körper unmittelbar angrenzend an die Anzahl Ventilsitze erstreckt und mit ihnen in Zusammenwirkung gebracht werden kann, um den Strömungsmittelfluß durch den zweiten Satz Durchflußöffnungen zu sperren, wobei der zweite Ventilkörper zwischen einer ersten Stellung, die eine erste Größe des Strömungsmittelflusses durch den zweiten Satz Durchflußöffnungen gestattet, und einer zweiten Stellung, die eine zweite Größe des Strömungsmitteldurchflusses durch den zweiten Satz Durchflußöffnungen zuläßt, beweglich ist, sowie wenigstens eine Federscheibe, die auf der axial gegenüberliegenden Seite des zweiten Ventilkörpers von dem Kolbenkörper aus angeordnet ist, um einer Bewegung des zweiten Ventilkörpers von der ersten Stellung in Richtung auf die zweite Stellung Widerstand entgegenzusetzen.
2. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 1, da-

der Ventilsitze durch gekennzeichnet, daß Je-der/innerhalb der

Anzahl Ventilsitze allgemein trapezförmig ist.
3. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche Jeder der Kammern größer ist als die Querschnittsfläche jeder der zweiten Durchflußöffnungen.

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4. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anzahl Ventilsitze sich axial zu dem Kolbenkörper erstreckt und Ventilsitzflächen begrenzt, die innerhalb einer gemeinsamen imaginären Ebene liegen, die sich im rechten Winkel zur Achse des Kolbenkörpers erstreckt.
5. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Satz Durchflußöffnungen wenigstens drei mit Umfangsabstand angeordnete Durchflußöffnungen enthält.
6. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestsumme der Querschnitts flächen der Kammern mit Bezug auf die Summe der Querschnittsbereiche des zweiten Satzes Durchflußöffnungen annähernd 0,11 ist.
7. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Summe der Querschnitts flächen der Kammern mit Bezug auf die Summe' der Querschnittsflächen des zweiten Satzes Durchfluß-Öffnungen annähernd 1,0 ist.
8. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Summe der

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Querschnittsflächen der Kammern mit Bezug auf die Summe der Querschnittsflächen des zweiten Satzes Durchflußöffnungen etwa 0,25 ist.
9. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Summe der Quefschnittsflächen der Kammern mit Bezug auf die Summe der Querschnittsflächen des zweiten Satzes Durchflußöffnungen zwischen 1,0 und 0,11 liegt.
10. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Kammern mit Bezug auf die Summe der Querschnittsflächen des zweiten Satzes Durchflußöffnungen zwischen 0,25 und 0,11 liegt.
11. Stoßdämpferkolbenkonstruktion nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Satz Durchflußöffnungen acht mit ümfangsabstand angeordnete Durchflußöffnungen enthält, und der zweite Satz Durchflußöffnungen vier mit ümfangsabstand angeordnete Durchflußöffnungen enthält.

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