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Hydraulischer - Stoßdämpfer
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Die Erfi.ndung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer mit einem
an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der zumindest ein Drosselorgan,
bestehend aus mindestens einer Drosselbohrung und einem in der Zugstufe angeordneten
Ventilteller, wobei in einer im Hohlraum der Kolbenstange angeordneten Kammer ein
den Dämpfungskolben beaufschlagendes ediurr vorgegehen ist.
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Bei derartigen Stoßdämpfern wird die temperaturabhängige Viskosität
und somit die Dichteänderung der Däimpfungsflüssigkeit durch ein Steuerelement,
mit dem der Drosselquerschnitt verändert wird, kompensiert. Dabei wird angestrebt,
über einen möglichst großen Temperaturbereich weitestgehend konstant'e Dämpfungskräfte
zu erzeugen.
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Es sind Stoßdämpfer bekannt (z.B. DE-OS 22 32 282), bei denen ein
Verbindungskanal durch die hohle Kolbenstange zur Oberbrückung des Dämpfungskolbens
vorgesehen'ist, wobei die obere Eiraangsöffnung durch ein Drosselblech. teilweise
abgedeckt wird. Das Drosselblech besteht aus einem tetall mit relativ hohem Wärgeausdehnungskoeffizieten,
so daß sich die.
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Abdechung der Eingangsöffnung durch das Drosselblech entsprechend
der Temperatur der Do.mpfungsflüssigkeit ändert.
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Darüber hinaus ist in einer älteren Anmeldung vorgeschlagen (P 31
21 91£), daß da's Steuerelement mit einem beweglichen Steuerkolben in einer Kammer
angeordnet ist, wobei bei Temperaturschwankungen ein volumenändernder Stoff den
bei der Där@fung winksamen Querschnitt verändert.
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Diese Ausführungsformen erlauben lediglich eine Kompensation und darüber
hinaus sogar eine Oberkompensation der Dämpfungskräfte durch das zur Verfügung stehende
SToßdämpfer-Öl und der damit verbundenen temperaturabängigen Dichte. Es wird also
die Wärmenusdehnungsfähigkeit des in einer kanner eingeschlossenen Stoffes für die
Bewegung des Steuerelementes durch Kopplung mit einem beweglichen Steuerkolben dieser
Karmer genutzt.
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Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zu
schaffen, den Stoßdämpfer in das Druckluftsystem eines luftgefederten Fahrzeuges
zu integrieren, so daß durch zusätzliche Beladung eines Fahrzeuges eine erforderliche
Druckerhöbong auf den Stoßdämpfer wirkt und wobei eine eventuell vorhandene temperaturgesteuerte
Dämpfungskraftbeeinflussung unabhängig vom Druckluftsystem arbeitet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgessehen, daß der Ventil -teiler
auf der der Kolbenstange zugewandten Seite des Dämpfungkolbens angeordnet ist und
daß der Ventilteller mit einer. eine Stirnwand der Kammer bildende, axial verschiebbar
angeord@eten Ventil kolben zusammenarbeitet und daß der bei der C'ãmpfuns in der
Zugstufe wirksame Querschnitt des Ventiltellers über den durch Druck beaufschlagten
Ventilkolbe-n veränderbar ist.
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Vorteilhaft ist hierbei, daß durch ene direkte DruckluftbeauTscrlagung
in das Innere der Kolbenstange eine zusätzliche Dämpfungskraf@erhöhung in der Zugstufe
möglich ist, so daß becoric'ere Betriebszustände und eine zusätzliche Beladung aus
-geglichen werden können.
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nach direkt wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, da; eine Druckbesufschlagung
des Ventilkolbens durch von aufen zugeführte Druckluft und/oder durch einen bei
Temperaturschwankungen volumenändernden Stoff erfolct. Besonders vorteilhaft wirkt
sich dabei aus, daß die temperaturgesteuerte Dämpfungskraftbeeinflussung unabhängig
vom Luftdruck der Druckluftanlage des Fahrzeuges arbeitet.
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Um bei einer temperaturgesteuerten Ventileinrichtung bestimmte Betriebszustände
von außen vorzugeben, ist desweiteren vorgesehen, daß die Temperatursteuerung durch
eine Steuereinheit geregelt wird, deren Sollwertgeber außerhalb des Stoßdämpfers
angeordnet ist.
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Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß bei der
Temperatursteuerung der Ventilkolben über eine Ventilfeder an einem Steuerkolben
abgestützt ist und der Steuerkolben eine Mittelbohrung aufweist, in der eine hohle
Steuerkolbenstange aufgenommen ist'und daß' der Steuerkolben.
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und die hohle Kolbenstange in einer Stangenführung in der hohlen Kolbenstange
des Dämpfers axial verschieblich angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist
von Vorteil, daß der Steuerkolben mit der Steu rkolbenstange eine in sich bewegliche
Einheit bilden und über eine Temperatursteuerung angesprochen werden kann. Unabhängio
davon kann durch die Bohrung der hohlen Steuelrkolbenstange das Fluid direkt über
das Druckluftsystem auf den Ventilteller wirken.
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Nach einer wesentlichen Ausführungsform ist desweiteren vorgesehen,
daß zwischen dem Steuerkolben und dessen hohlen Steuerkolbenstange, der Stangenfúhirung
und der hohlen Kolbenstange des Dämpfers eine durch Temperatursteuerung beeinflußte
Fluid-Säule aufgenommen ist. Diese Fluid-Säule kann durch eine Temperaturschwankung
derart beeinflußt werden, daß durch die Volumenänderung ein Druck auf die Ventil
feder und damit auf den Ventilteller ausgeübt werden kann. Ober die Ventilfed'er
ist gewährleistet, daß die beiden Systeme unabhangig voneinander arbeiten können.
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Diese temperaturgesteuerte Druckbeaufschlagung auf die @entileinrichtung
wird nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel dadurch gewährleistet, daß der
Ventilteller über den Ventilkolben, dr Nentilfeder, dem Steuerkol@en und er durch
die Temperatursteuerung erfolgten \ ci r n ce ru ng der Fluid-Säule lie aufs ch
lagt ist.
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Um unabhängig von der Temperatursteuerung des Steuerkolbens eine zusätzlIche
Beeinflussung der Dämpfungskräfte zu erreichen, ist nach einem wesentlichen Merkmal
vorgesehen, daß der Ventilkolten, der Steuerkolben, die hohle Steuerkolbenstange
und die hohle Yol benstange des Dämpfers das Medium einschließt, welches über von
außen eingebrachte Druckluft den Ventilkolßen beaufschlagt. Erfindungsgemäß wird
also die Druckluft aus der Druckluftanlage des Fahrzeuges benutzt, u bei einer höheren
Eeladung einen entsprechenden Druck in den Stoßdämpfer einzugeben, der dann über
die hohle Steuerkolbenstange direkt den Ventilteller beeinflußt.
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Um die Kammer vor Korrosion zu schützen ist desweiteren vorgesehen,
daß als Medium U1 vorgesehen ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daS
in der hohlen Steuerkolbenstcnge eir, Stößel mit Radialspiel angeordnet ist, der
sich ar Ventil kolben und am entgegengesetzten Ende an Federplatten abstützt. Durch
diese Ventilkombination körben in vorteilhafter Weise auch lineare und progressive
Dämpfungskennlinien erreicht werden.
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Eine Einstellmöglichkeit fü die entsprechend gewünschte Dämpfungskennlinte
ist dadurch voraesehen, daß die Federplatten durch einen in'der hohlen Kolbenstange
anceoràr-ten Schraubring vorspannbar sind.
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Es ist desweiteren vorgesehen, daß de.r Ventil teller und der Ventilkolben
einteilig ausgebildet sind.
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£le Erfindung sieht ferner vor. daß der Ventilteller und der Ventilkolben
über die ventilfeder direkt in der hohlen Kolbenstange abgestützt sind. Hierbei
besteht die Möglichkeit, daß lediglich eine Außensteuerung durch Druckluft verwendet
werden kann und eine zusätzliche
Steuerung über die Temperaturvorwahl
braucht nicht vorgesehen zu werden.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher veranschaulicht. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Teleskopstoßdämpfer,
Figur 2 eine weitere Ausführungsform des oberen Kolbens stangenendes des in Figur
1 dargestellten Stoßdämpfers und Figur 3 einen Längsschnitt durch einen Teleskopstoßdämpfer
mit zusätzlicher Federplattenbeaufschl agung.
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Der in Figur 1 gezeigte Teleskopstoßdßmpfer weist eine Zylinderrohr
auf (hier nicht dargestellt), eine darin CC-führte hohle Kolbenstänge 1 und an deren
unteren Ende einen Kolben 6. Die hohle Kolbenstange 1 ist über ein Gewinde mit der
Kolbenträgermuffe 2 verbunden, die mit einer Zentralbohrung 3 sowie radialen Öleintrittsbohrungeh
4 und ax'alen Ulaustrittsbohrungen 5 für die Zugstufendämpfung versehen ist. Die
Ölaustrittsbohrungen 5 sind mit einem Rückschlagventil 27 versehen. er Kolben 6
ist mit Eohrunqen 7 und einem Druckstufenventil 8 ausgerüstet und über eine Mutter
9 mit der Kolbenträgermuffe 2 kraftschlüssig verbunden. An der oberen Stirn seite
der Kolbens trägermuffe 2 ist eine Kontermutter 10 angeordnet.
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An der inneren Stirnseite der Kolbenträgermuffe 2 stützt sich der
Ventilteller 11 ab, der mit dem mittels Q-Ring abgedichteten Veritilkolben 13 koaxial
verbunden ist. Der Ventilkolben 13 ist über die Ventil feder 14 am Steuerkolben
1ff abgestützt. Der Steuerkolben 1F ist wiederum durch einen O-Ptinc 15 in der zylindrischen
Bohrung der hohlen Kolbenstange.
1 abgedichtet, jedoch axial verschiebbar
gehalten.
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In der Bohrung des Steuerkolbens 16 ist die hohle Steuerkolbenstange
17 aufgenommen und in der Stangenführung 20 durch den O-Ring 19 abgedichtet. Die
hohle Steuerkolbenstange 17 ist in der Stangenführung 20 axial und radial beweglich
gelagert. Die Stangenführung 2D ist wiederum durch den O-Ring 18 gegenüber der hohlen
Kolbenstange 1 abgedichtet.
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Zwischen der hohlen Kolbenstange 1 , der hohlen Steuerkolbenstange
17, dem Steuerkolben 1.6 und der Stangenführung 20 ist eine Fluid-Säule 21 eingeschlossen.
Diese Fluid-Säule 21 bewirkt bei Temperaturveränderung eine axiale Lag ev eränderung
des Steuerkolbens 16 und somit eine Vorspannungsveränderung der Ventilfeder 14 sowie
eine Änderung der Zugdämpfungswerte des Stoßdämpfers. Dadurch werden bei Kalte kleinere
und bei über der Ausgangstemperatur liegender Dämpferwärme gleiche oder höhere Dämpfungskräfte
ezeugt. Es kan also eine Kompensation bzw. Öberkempensation der Öldichteveränderung
erreicht wercen.
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Das obere runde der hohlen Kolbenstange 1 ist itit elrew O-F:ing 22
gegenüber dem Topf 23 abgedichtet und forrt:-schlüssig verbunden. Der Kopfdeckel
24 bildet gleichzeitig die obere Dämpferbefestigung. Der Topf 23 ist nach oen über
ein Verbindungsrohr 25 mittels einer Druckluftanlage des Fahrzeuges verbunden (hier
nicht dargestellt).
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Im Innenraum der hohlen Kolbenstange 1 und in einer Teilhöhe des Topfes
23 befindet sich eine weitere Ölsäule 26, die bei Druckluftbeaufschlaaunq des Ölspiegels
im Topf 23 eine kraft auf den Ventilkolben 13 und somit den Ventilteller ii ausübt.
Diese zusätzliche Kraft au der. lentilkolben 13 wirkt ergänzend auf die Feder-Kraft
der Ventil feder 14. Die Zugstufenkrc.-'fte werder dadurch zusätzlich erhöht.
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Die Ölsäule 26 ist hauptsächlich aus Korrosionsgründen in der hohlen
rolbenstange 1 eingelagert.
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In der Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform des oberen Endes
der Kolbenstange 1 dargestellt. Am oberen Ende der hohlen Kolbenstange 1 ist die
obere Dämpferbefestigung 28 eingeschraubt und mittels eines O-Ringes 22 abgedichtet.
In einer Bohrung der oberen Dämpferbefestigung 28 ist ein Rohr 25 für den Druckluftanschluß
eingeschweißt. Außerdem wird das über den O-Ring 19 abgedichtete Steuerkolbenrohr
17 in der Bohrung der oberen Dämpferbefestigung 28 geführt. Die hohle Steuerkolbenstange
17 ist a unteren Ende mit dem, über den O-Ring 15 abged-ichteten Steue kolben 16
formschlüssig verbunden. Die Fluid-Säule 21 ist wie bei der Figur l zwischen der
hohlen Kolbenstange 1 der hohlen Steuerkolbenstange 17, dem Steuerkolben 16 und
der Dämpferbefestigung 28 eingeschlossen und arbeitet wie im Prinzip der in Figur
1 dargestellte Stoßdämpfer.
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Die Figur 3 zeigt eine weitere Variante eines hydraulischen Sto,rdëmpfers,
bei dem in der hohlen Steuerkolbenstange 17 ein mit Fadialspiel geführter Stößel
29 angeordnet ist.
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Dieser Stößel 29 stützt sich gegen den Ventilkolben 13 ab und oben
gegen die vorcespa-nnten Fe derpl a tten 30. Die Federplatten 20 sind durch einen
Schraubring 31 gehalten. Durch den Schraubring 31 kann die gewünschte Vorspannung
erzielt werden. Diese Ventilkombination gewährleistet durch die zusätzliche Beaufschilagung
des Ventil kolbens 13 eine lineare oder auch progressive Vorwahl der gewünschten
Dämpfungskennlinie.
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Der gezeigte Teleskopstoudämpfer arbeit'et wie folgt: In der Druckstufe
strömt das Dänlpfungsöl über die Drosselkanäle 7 vorbei am sich öffenende n Druckst
ufe n ventil 8.
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In der Zugstufe flieht die Dämpfungsflüssigkeit durch die radiale
rlIeintrittsbohrung A, der Zentralbohrunc 3, vorbei am sich öffnenden Ventilteller
11 durch die axialen Ulaustrittsbohrungen 5 hindurch. Dieser Strömungsweg in der
Zugstufe wird durch die unabhängig voneinander wirkenden Kräfte auf den Ventilteller
beeinflußt.
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Bezugszeichenliste 1 hohle Kolbenstange 2 Kolbenträgermuffe 3 7entralbohrung
4 radiale Cleintrittsbohruna 5 axiale Ölaustrittsbohrung 6 Dämpfungskolben 7 Bohrungen
Druckstufenventil 9 Mutter lo Kontermutter 11 Ventilteller 12 O-Ring 13 Ventilkolben
14 Wentilfeder 15 O-Ring 16 Steuerkolben 17 hohle Steuerkolbenstange 18 O-Ring 19
O-Pving 20 Stangenführung 21 Fluid-Säule 22 O-Ring 23 Topf 24 Topfdeckel 25 Verbindungsrohr
26 Ölsäule 27 Pückschlagventil 28 Dämpferbefestigung 29 Stößel Frderplatten Schraubring