DE3643056A1 - Shock absorber - Google Patents

Abstract

A twin-tube shock absorber (damper) (1) has at the bottom (11) of its compression-stage chamber (8) a spring element (16, 16'), composed of a foamed plastic, which is prestressed (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 genannten und aus der FR-PS 11 14 439 hervorgehenden Art.The invention relates to a shock absorber in the upper part handle of claim 1 and from FR-PS 11 14 439 emerging art.

Bei dem bekannten Stoßdämpfer besteht das druckelastische Feder­ element aus einem geschäumten Kunststoffelement, das von einem flüssigkeitsdichten Überzug umgeben und über eine Grundplatte am Boden der Druckstufenkammer befestigt ist. Hierbei kann sich in der Druckstufe des Stoßdämpfers das Volumen des Kunststoffele­ ments durch dessen Ölbeaufschlagung etwas verkleinern, so daß ein Ausgleichsraum für ein größeres Ölvolumen in der Druckstufen­ kammer geschaffen und dadurch letztlich der Kolben tiefer und damit sehr gedämpft einschiebbar ist.In the known shock absorber, the pressure-elastic spring element made of a foamed plastic element made by a liquid-tight coating surrounded and on a base plate on Bottom of the compression chamber is attached. Here, in The pressure level of the shock absorber is the volume of the plastic element reduce its size by applying oil to it, so that a compensation room for a larger oil volume in the pressure stages created chamber and thereby ultimately the piston deeper and so that it can be inserted very damped.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, einen Stoßdämpfer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art mit einfachen Mitteln derart auszubilden, daß eine in ihn eingeleitete hohe Aufprallenergie mindestens größtenteils vom druckelastischen Federelement vernichtet wird.In contrast, it is an object of the invention to provide a shock absorber the type mentioned in the preamble of claim 1 to train simple means such that one introduced into it high impact energy at least largely from the pressure elastic Spring element is destroyed.

Zur Lösung der Aufgabe ist das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dargelegte Merkmal vorgesehen. To solve the problem, this is in the characterizing part of the Claim 1 provided feature.  

Durch die erfindungsgemäße Vorspannung des druckelastischen Federelements in axialer oder radialer Richtung des Stoßdämpfers kann in dessen Druckstufe vom Federelement unabhängig vom jeweils vorhandenen Temperaturbereich eine sehr hohe Aufprall­ energie verzehrt werden. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf den Fahrkomfort eines Kraftfahrzeugs aus, insbesondere auch im niedrigen Temperaturbereich, in dem wegen des hierbei im Stoß­ dämpfer vorhandenen, sehr zähflüssigen Dämpferöls dieses übliche Drosselventile nur sehr träge passiert. Darüber hinaus sind im niedrigen Temperaturbereich bei einem Kraftfahrzeug auch die Gummilager etwas verhärtet, so daß von diesen vergleichsweise wenig Aufprallenergie - welche beim Überfahren von Fahrbahnun­ ebenheiten in die Stoßdämpfer eingeleitet wird - verzehrt werden kann und diese sich damit in den Fahrzeugaufbau unter Erzeugung von Vibrationsschwingungen fortpflanzt. Dabei kann das druck­ elastische Federelement in einem Einrohrstoßdämpfer oder Zweirohr­ stoßdämpfer angeordnet werden.Due to the prestressing of the pressure-elastic spring element according to the invention in the axial or radial direction of the shock absorber, a very high impact energy can be consumed by the spring element in its pressure stage regardless of the temperature range present in each case. This has a particularly advantageous effect on the driving comfort of a motor vehicle, in particular also in the low temperature range, in which, due to the very viscous damper oil present in the shock absorber, this usual throttle valve happens only very slowly. In addition, in the low temperature range in a motor vehicle, the rubber bearings are also somewhat hardened, so that comparatively little impact energy - which is introduced into the shock absorbers when driving over bumpy roads - can be consumed and thus propagates into the vehicle body with the generation of vibration vibrations . The pressure-elastic spring element can be arranged in a single-tube shock absorber or two-tube shock absorber.

Das druckelastische Federelement ist dabei derart vorgespannt, daß es ab einer Kolbenkraft wirksam wird, die etwa ein Fünftel bis etwa ein Zehntel der maximalen Dämpfungskraft des Stoßdämpfers entspricht (Merkmal des Patentanspruchs 2).The pressure-elastic spring element is prestressed in such a way that that it is effective from a piston force that is about a fifth to about a tenth of the maximum damping force of the shock absorber corresponds (feature of claim 2).

Das in bekannter Weise aus einem geschäumten Werkstoff bestehen­ de Federelement ist von einem flüssigkeitsdichten und ölresistenten Überzug umschlossen, wobei dieser in Ausgestaltung der Erfindung dem Federelement die jeweilige Vorspannung verleiht. Dabei kann als Werkstoff für das Federelement ein geschäumtes Elastomer oder ein geschäumter Kunststoff dienen (Merkmal des Patentanspruchs 3).That consist of a foamed material in a known manner The spring element is of a liquid-tight and oil-resistant Cover enclosed, this in an embodiment of the invention gives the spring element the respective bias. It can as a material for the spring element, a foamed elastomer or serve a foamed plastic (feature of claim 3).

Andere Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.Other embodiments of the invention are in the further sub sayings marked.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigt: An embodiment of the invention is shown in the drawing represents and is explained below. It shows:  

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers mit einem scheibenförmigen Feder­ element, Fig. 1 a longitudinal section of a shock absorber element according to the invention with a disc-shaped spring,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsart des Feder­ elements von Fig. 1. Fig. 2 shows a modified embodiment of the spring element of Fig. 1,.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte hydraulische Zweirohr­ stoßdämpfer 1 besteht im wesentlichen aus einem innenliegenden Arbeitszylinder 2 und einem diesen koaxial über einen Ringraum 3 umgebenden, äußeren Zylindermantel 4. Im Arbeitszylinder 2 ist ein längs dessen Innenwandung 2′ verschiebbarer und von einer Kolbenstange 5 getragener Kolben 6 angeordnet, der den Arbeits­ zylinder 2 in eine Zugstufenkammer 7 und Druckstufenkammer 8 unterteilt, welche jeweils Öl enthalten. Dabei ist der Kolben 6 mit zwei Durchgangsbohrungen 9 versehen, die jeweils mit einem federbelasteten Kolbenventil 9′ versehen sind. Ferner hat auch der Boden 11 der Druckstufenkammer 8 zwei Durchgangsbohrungen 12, an denen sich jeweils ein federbelastetes Bodenventil 13 befindet.The hydraulic two-tube shock absorber 1 shown in FIGS. 1 and 2 consists essentially of an internal working cylinder 2 and an outer cylinder jacket 4 surrounding it coaxially via an annular space 3 . In the working cylinder 2 is arranged along its inner wall 2 'displaceable and carried by a piston rod 5 piston 6 , which divides the working cylinder 2 into a rebound chamber 7 and compression chamber 8 , each containing oil. The piston 6 is provided with two through bores 9 , each of which is provided with a spring-loaded piston valve 9 '. Furthermore, the bottom 11 of the compression chamber 8 also has two through bores 12 , each of which has a spring-loaded bottom valve 13 .

Vom Boden 11 der Druckstufenkammer 8 steht ein sich in diese erstreckender, zentrisch angeordneter Tragbolzen 14 ab, der in einem parallelen Abstand b vom Boden 11 eine Tragplatte 15 trägt. Diese ist an ihrer vom Boden 11 abgewandten Oberseite mit einem scheibenförmigen Federelement 16 versehen, das aus einem ge­ schäumten Elastomer oder geschäumtem Kunststoff besteht und dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Arbeitszylinders 2. Das Federelement 16 ist seinerseits von einem flüssigkeitsdichten und ölresistenten Überzug 17 überdeckt. Mittels diesem wird das druckelastische Federelement 16 derart vorge­ spannt, daß dieses ab einer maximal gewünschten Kolbenkraft wirksam wird, die etwa ein Fünftel bis etwa ein Zehntel der maxi­ malen Dämpfungskraft des Zweirohrstoßdämpfers 1 entspricht. Hierzu wird nach Anordnen des Überzugs 17 auf dem Federele­ ment 16 dieses zweckmäßigerweise durch eine Presse komprimiert und nach Erreichen der gewünschten Vorspannkraft, also der wirksamen Federrate des Federelements 16, der untenliegende, freie Randabschnitt des Überzugs 17 umgebogen und an der Unter­ seite der Tragplatte 15 befestigt; der Randabschnitt des Über­ zugs 17 kann dabei umlaufend oder auch abschnittsweise ausge­ bildet sein. Das Federelement 16 kann natürlich auch auf einen Wert vorgespannt sein, der größer oder kleiner als die erwähnte Kolbenkraft ist.From the bottom 11 of the compression chamber 8, there extends a centrally arranged support bolt 14 which extends therein and carries a support plate 15 at a parallel distance b from the base 11 . This is provided on its top facing away from the bottom 11 with a disc-shaped spring element 16 which consists of a ge foamed elastomer or foamed plastic and whose diameter is smaller than the inner diameter of the working cylinder 2nd The spring element 16 is in turn covered by a liquid-tight and oil-resistant coating 17 . By means of this, the pressure-elastic spring element 16 is pre-tensioned such that it takes effect from a maximum desired piston force, which corresponds to approximately one fifth to approximately one tenth of the maximum damping force of the two-tube shock absorber 1 . For this purpose, after arranging the coating 17 on the Federele element 16, this is expediently compressed by a press and, after reaching the desired pretensioning force, that is to say the effective spring rate of the spring element 16 , the underlying free edge portion of the coating 17 is bent and on the underside of the support plate 15 attached; the edge portion of the train 17 can be formed all the way round or in sections. The spring element 16 can of course also be biased to a value that is greater or less than the piston force mentioned.

Der in Fig. 2 dargestellte Zweirohrdämpfer 1 ist vollkommen bau­ gleich wie der in Fig. 1 dargestellte Zweirohrdämpfer 1; deshalb sind gleiche Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern versehen. Wie in Fig. 2 ersichtlich, sitzt auf dem Boden 11 der Druckstufenkam­ mer 8 eine aus Metall oder Kunststoff bestehende Aufnahmehülse 20 auf, die an der Innenwandung 2′ des Arbeitszylinders 2 befestigt ist. Diese hat an ihrem freien Endabschnitt eine umlaufende und nach außen offene Umfangsnut 21, welche zur Aufnahme des aus geschäumten Elastomer oder Kunststoff bestehenden Federelements 16′ dient. Dieses ist im Herstellzustand als ein Torus ausgebildet und mit radialer Vorspannung zwischen der Umfangsnut 21 der Aufnahmehülse 20 und der zugewandten Innenwandung 2′ des Arbeitszylinders 2 eingesetzt. Das Federelement 16′ ist dabei auf einen solchen Wert radial vorgespannt, daß es ab einer Kolbenkraft wirksam wird, die etwa ein Fünftel bis etwa ein Zehntel der maxi­ malen Dämpfungskraft des Zweirohrstoßdämpfers 1 entspricht. Das aus geschäumtem Kunststoff bestehende Federelement 16′ hat dabei einen flüssigkeitsdichten Außenmantel, der durch geschlossene außenliegende Zellen des geschäumten Kunststoffs oder auch durch einen dünnen, flüssigkeitsdichten und ölresistenten Überzug gebil­ det sein kann.The two-pipe damper 1 shown in FIG. 2 is completely identical to the two-pipe damper 1 shown in FIG. 1 ; therefore the same parts are provided with the same reference numerals. As can be seen in Fig. 2, sits on the floor 11 of the Druckstufenkam mer 8 on a metal or plastic receiving sleeve 20 which is attached to the inner wall 2 'of the working cylinder 2 . This has at its free end portion a circumferential and outwardly open circumferential groove 21 which serves to receive the spring element 16 'made of foamed elastomer or plastic. This is formed in the manufacturing state as a torus and used with radial prestress between the circumferential groove 21 of the receiving sleeve 20 and the facing inner wall 2 'of the working cylinder 2 . The spring element 16 'is biased radially to such a value that it becomes effective from a piston force which corresponds to about a fifth to about a tenth of the maximum damping force of the two-tube shock absorber 1 . The spring element made of foamed plastic 16 'has a liquid-tight outer jacket which can be formed by closed outer cells of the foamed plastic or by a thin, liquid-tight and oil-resistant coating.

Beim Verschieben des Kolbens 6 des Zweirohrstoßdämpfers 1 in Pfeilrichtung a (also in der Druckstufe) - beispielsweise wenn ein mit dem Zweirohrstoßdämpfer 1 ausgerüstetes Fahrzeug eine Fahr­ bahnerhöhung überfährt - wird eine hierbei in den Zweirohrstoß­ dämpfer 1 eingeleitete Dämpfungskraft, welche etwa dessen kon­ struktiv festgelegtem Dämpfungsgrad entspricht, durch die Wir­ kung der dabei ansprechenden Kolbenventile 9′ und Bodenventi­ le 13′ gedämpft. Falls jedoch die in den Zweirohrstoßdämpfer 1 eingeleitete Dämpfungskraft größer ist als die dämpfende Wirkung der Kolbenventile 9′ und Bodenventile 13, so spricht nunmehr die Dämpfungswirkung des erfindungsgemäß vorgespannten, druckelasti­ schen Federelements 16, 16′ an (wie erläutert wird dieses ab einer derartigen Kolbenkraft wirksam, die etwa ein Fünftel bis etwa ein Zehntel der maximalen Dämpfungskraft des Zweirohrstoßdämpfers 1 entspricht) und vernichtet durch seine wirksam werdende innere Reibung mindestens größtenteils die in den Zweirohrstoßdämpfern 1 eingeleitete, hohe Aufprallenergie, so daß sich diese nicht in den Fahrzeugaufbau oder dergleichen Trageinrichtung fortpflanzen kann. Bei der erläuterten Druckölbeaufschlagung des Federele­ ments 16, 16′ wird natürlich sein Volumen komprimiert.When moving the piston 6 of the two-tube shock absorber 1 in the direction of arrow a (i.e. in the compression stage) - for example, when a vehicle equipped with the two-tube shock absorber 1 drives over a roadway increase - a damping force introduced into the two-tube shock absorber 1 is applied , which, for example, determines its structurally defined degree of damping corresponds, by the effect of the responsive piston valves 9 'and Bodenventi le 13 ' damped. However, if the damping force introduced into the two-tube shock absorber 1 is greater than the damping effect of the piston valves 9 'and bottom valves 13 , the damping effect of the prestressed, pressure-elastic spring element 16 , 16 ' now speaks (as explained, this becomes effective from such a piston force , which corresponds to about a fifth to about a tenth of the maximum damping force of the twin-tube shock absorber 1 ) and at least largely destroys the high impact energy introduced into the twin-tube shock absorbers 1 by its internal friction, so that it cannot propagate into the vehicle body or similar supporting device . In the explained pressure oil application of the Federele element 16 , 16 'of course its volume is compressed.

Das erfindungsgemäß vorgespannte Dämpfungselement 16, 16′ kann auch am Boden eines Einrohrstoßdämpfers angeordnet werden, wobei jedoch die Dämpfungswirkung des Federelements 16, 16′ mit dem Dämpfungsgrad des in einem Einrohrstoßdämpfers üblicher­ weise vorgesehenen gasgefüllten Arbeitsraum abgestimmt werden muß.The inventive prestressed damping element 16 , 16 'can also be arranged on the bottom of a single-tube shock absorber, but the damping effect of the spring element 16 , 16 ' must be coordinated with the degree of damping of the gas-filled working space usually provided in a single-tube shock absorber.

Claims (5)

1. Stoßdämpfer, im wesentlichen bestehend aus wenigstens einem Öl enthaltenden Zylindermantel und einem längs dessen Innen­ wandung verschiebbaren sowie ihn in eine Zug- und Druckstu­ fenkammer unterteilenden Kolben mit Kolbenstange, wobei im Bereich des Bodens der Druckstufenkammer ein druckelasti­ sches Federelement angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das druckelastische Federelement (16, 16′) vorgespannt ist.1. Shock absorber, consisting essentially of at least one oil-containing cylinder jacket and a longitudinally displaceable inside its wall and dividing it into a tension and compression chamber with a piston rod, in the region of the bottom of the compression chamber a pressure-elastic spring element is attached, characterized that the pressure-elastic spring element (16, 16 ') is prestressed. 2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (16, 16′) ab einer maximal gewünschten Kolbenkraft wirksam wird, die etwa ein Fünftel bis etwa ein Zehntel der maximalen Dämpfungskraft des Stoßdämpfers (Zweirohrstoßdämpfer 1) entspricht.2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that the spring element ( 16 , 16 ') is effective from a maximum desired piston force, which corresponds to about a fifth to about a tenth of the maximum damping force of the shock absorber (two-tube shock absorber 1). 3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das aus einem geschäumten Werkstoff bestehende Federelement von einem flüssigkeitsdichten Überzug umschlossen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Überzug (17) als Mittel zum Vorspannen des Federelements (16) dient.3. Shock absorber according to claim 1 or 2, wherein the spring element made of a foamed material is enclosed by a liquid-tight coating, characterized in that the coating ( 17 ) serves as a means for biasing the spring element ( 16 ). 4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das scheibenförmig gestaltete Federelement (16) von einer Tragplatte (15) getragen ist, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylindermantels (Arbeitszylin­ der 2) und die von wenigstens einem Tragbolzen (14) in einem parallelen Abstand (b) vom Boden (11) der Druck­ stufenkammer (8) gehalten ist, wobei der Überzug (17) mit seinem Randabschnitt an der Unterseite der Tragplatte fest­ gelegt ist.4. Shock absorber according to claim 3, characterized in that the disc-shaped spring element ( 16 ) is carried by a support plate ( 15 ), the diameter of which is smaller than the inner diameter of the cylinder jacket (working cylinder 2 ) and by at least one support pin ( 14 ) at a parallel distance ( b ) from the bottom ( 11 ) of the pressure step chamber ( 8 ) is held, the coating ( 17 ) with its edge portion being fixed to the underside of the support plate. 5. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Federelement aus geschäumten Werkstoff, gekennzeichnet durch eine im Bereich des Bodens (11) der Druckstufenkammer (8) nahe der Innenwandung (2′) des Zylindermantels (Arbeitszylinder 2) befestigte Aufnahmehülse (20) mit einer umlaufenden und nach außen offenen Umfangsnut (21), wobei zwischen dieser und der zugewandten Innenwandung des Zylindermantels das im Herstellzustand als ein Torus ausgebildete Federelement (16′) mit radialer Vorspannung eingesetzt ist.5. Shock absorber according to claim 1 or 2, with a spring element made of foamed material, characterized by a in the region of the bottom ( 11 ) of the compression chamber ( 8 ) near the inner wall ( 2 ') of the cylinder jacket (working cylinder 2 ) attached receiving sleeve ( 20 ) a circumferential and outwardly open circumferential groove ( 21 ), between which and the facing inner wall of the cylinder jacket the spring element ( 16 '), which is designed as a torus, is inserted with radial prestress.