DE4023355C1 - Hydraulic shock absorber for vehicle - incorporates elastic body with grooves, enclosing sleeve - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer, ins­ besondere für Kraftfahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbe­ griffes von Patentanspruch 1.

Ein Stoßdämpfer dieser Ausbildung ist bekannt (GB-PS 7 48 469 - Fig. 7 -). Mit Hilfe seines zwischen der den Ausgleichsraum umschließenden Hülle und dem zur Schaffung eines Puffervolumens die Hülle mit radialem Abstand umgebenden Mantel vorgesehenen, die Hülle umschließenden, elastisch rückstellenden Körpers wird erreicht, daß in der Zugstufe des Stoßdämpfers im kolbenstan­ genfreien Arbeitsraum der Druck auch dann nicht unter Atmos­ phärendruck absinkt, wenn die schlauchförmige Hülle nicht mehr ihr ursprüngliches Rückkstellvermögen besitzt, indem der ela­ stisch rückstellende Körper die zuvor in der Druckstufe durch die aus diesem Arbeitsraum verdrängte Hydraulikflüssigkeit ra­ dial gedehnte Hülle wieder zusammendrückt.

Es ist dadurch sichergestellt, daß über die Kolbenstangendich­ tung keine Luft in den Arbeitszylinder eindringen und dadurch mit der Zeit das Ansprechverhalten des Stoßdämpfers beeinträch­ tigt werden kann.

Dabei bietet die Verwendung des elastisch rückstellenden, Zell­ struktur aufweisenden Körpers den Vorteil, daß der diesen auf­ nehmende, zwischen elastischer Hülle und Mantel vorhandene Raum nicht mehr gasdicht ausgebildet werden muß, wie dies bei solchen Stoßdämpfern erforderlich ist, bei denen der das Puffervolumen aufnehmende Raum mit unter Druck stehendem Gas gefüllt ist (vgl. DE-ASen 11 81 565; 23 12 445; Jp-OS 58-1 84 333). Dabei läßt sich die wirksame Rückstell- bzw. Ausschubkraft durch geeignete Quer­ schnittsbemessungen und Materialauswahl für den elastisch rück­ stellenden Körper sowie durch entsprechende Querschnittsbemes­ sungen des diesen aufnehmenden Ringraums definiert bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Stoß­ dämpfer dahingehend weiterzubilden, daß sich in der Druckstu­ fe ein gewünschter Verlauf seiner Kennlinie aufprägen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung nach Patentanspruch 2 läßt sich ein linearer Kennlinienverlauf vorteilhaft durch einen rechteckförmigen Querschnitt der am elastisch rückstel­ lenden Körper vorgesehenen Vertiefungen erzielen, während ein V-förmiger Querschnitt der Vertiefungen einen progressiven Kennlinienverlauf ermöglicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ gestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teillängsschnitt eines Stoßdämpfers mit ei­ nem ersten Ausführungsbeispiel eines elastisch rückstellenden Körpers,

Fig. 2 und 3 jeweils Teillängsschnitte durch weitere Ausfüh­ rungsbeipiele elastisch rückstellender Körper.

Der hydraulische Stoßdämpfer gemäß Fig. 1 weist einen in einem Arbeitszylinder 10 verschiebbar geführten, in bekannter Weise mit nicht näher dargestellten Drosselventilen ausgestatteten Arbeitskolben 12 auf, der den Innenraum des Arbeitszylinders 10 in einen oberen Arbeitsraum 14 und einen unteren Arbeitsraum 16 unterteilt.

Der Arbeitskolben 12 ist am inneren Ende einer den oberen Ar­ beitsraum 14 durchsetzenden Kolbenstange 18 gehalten, die aus dem oberen, verschlossenen Ende des Arbeitszylinders 10 abge­ dichtet herausgeführt ist. Das untere Ende des Arbeitszylinders 10 ist mittels eines Bodens 20 verschlossen, der ein unteres Stoßdämpferlager 22 trägt.

Der Arbeitszylinder 10 ist entlang eines unteren Zylinderteil­ stückes von einer hochelastischen, schlauchförmigen Hülle 24 umschlossen, die mit ihren Endstücken 24′ und 24′′ druckdicht auf den Außenumfang des Arbeitszylinders 10 aufgespannt ist. Dies ist beispielsweise mittels eines diese aufnehmenden und auf dem Arbeitszylinder 10 gehaltenen, formsteifen Gehäuseman­ tels 26 bewerkstelligt, wozu dieser beispielsweise mit seinen zylindrischen Mantelendstücken 26′ und 26′′ mit radialer Vor­ spannung die Hülle 24 umschließt. Die Mantelendstücke 26′; 26′′ greifen hierbei in jeweils eine Zylinderumfangsnut 28 bzw. 30 ein und übergreifen somit zu Abdichtzwecken auch die Hüllen­ stirnenden.

Hülle 24 und Gehäusemantel 26 begrenzen zwischen sich einen Ringraum 32, während Arbeitszylinder 10 und Hülle 24 zwischen sich einen Ausgleichsraum 34 definieren, der über die Zylin­ derwand des unteren Arbeitsraumes 16 durchdringende Verbin­ dungsöffnungen 36 mit diesem Arbeitsraum 16 ständig verbunden ist.

Bei ausgeglichenen Druckverhältnissen im Arbeitszylinder 10 weist der Ausgleichsraum 34 im vorliegenden Falle durch Anlie­ gen der Hülle 24 am Zylindermantel des Arbeitszylinders 10 beispielsweise das Volumen NULL auf. Ebensogut kann aber auch eine Reservemenge an Hydraulikflüssigkeit vorgesehen sein, durch die auch bei ausgeglichenen Druckverhältnissen im Ar­ beitszylinder 10 zwischen Hülle 24 und Zylindermantel bereichsweise ein den Ausgleichsraum 34 definierender Radial­ abstand verbleibt.

Mit 38 ist ein kompressibler Körper bezeichnet, der mit radi­ aler Vorspannung in den Ringraum 32 eingesetzt ist und sich dabei am Außenumfang der Hülle 24 und am Innenumfang des Ge­ häusemantels 26 abstützt. Dieser Körper 38 kann hohlzylin­ drisch, aus einem einzigen, um die Hülle 24 herum gelegten Zu­ schnitt oder beispielsweise aus zwei halbschalenförmigen, die Hülle 24 umgreifenden Teilstücken gebildet sein. Er ist vor­ zugsweise offenporig ausgebildet und besteht aus geschäumtem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyurethan.

Der Körper 38 bildet ein auf die Hülle 24 einwirkendes Druck­ polster, das in der Druckstufe des Stoßdämpfers, aufgrund der hierbei erfolgenden Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 16, über die Verbindungsöffnungen 36 in den Ausgleichsraum 34 verdrängt wird und dabei die Hülle 24 radial aufweitet bzw. in erhöhtem Maße vorspannt.

In der Zugstufe erzeugt dann der komprimierte Körper 38 zusam­ men mit der vorgespannten Hülle 24 eine auf den Arbeitskolben 12 wirkende Ausschubkraft, wobei der Körper 38 schließlich auch nach längerem Gebrauch des Stoßdämpfers eine einwandfreie Rückstellung der gegebenenfalls in ihrer Elastizität nachlas­ senden Hülle 24 und damit einen Überdruck im Stoßdämpfer si­ cherstellt. Hohe Laufleistung bei optimaler Dämpfungswirkung sind damit gewährleistet.

Ein aus geschäumtem Polyurethan bestehender elastischer Körper ändert seine Kennlinie in einem Temperaturbereich zwischen -3°C und +100°C kaum. Im Gegensatz dazu ist bei einem Gasdruckpol­ ster in diesem Temperaturbereich eine hohe Druckdifferenz ge­ geben, mit der Folge, daß die auf die Kolbenstange wirkende Ausschubkraft sich entsprechend verändert und z. B. im Falle eines Lenkungsdämpfers den Geradeauslauf des Fahrzeuges beein­ trächtigen wird. Bei einem aus Polyurethanschaum bestehenden Körper verändert sich hingegen in diesem Temperaturbereich die Ausschubkraft kaum.

Der Einsatz des elastomeren Körpers 38 erfordert keinen gasdichten Verschluß des Ringraumes 32; der Gehäusemantel 26 kann deshalb auch perforiert sein, wobei sich dennoch mit seiner Hilfe eine abgedichtete Befestigung der Hülle 24 auf dem sie tragenden Mantel, beispielsweise desjenigen des Arbeitszy­ linders 10, bewerkstelligen läßt.

Alternativ zur Ausführungsform des Körpers 38 mit einem ge­ schlossen ausgebildeten Außenumfang gemäß Fig. 1 kann dieser, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, am Außenumfang und/oder gege­ benenfalls am Innenumfang für einen gewünschten Kennlinienver­ lauf der Dämpfung beispielsweise mit im Querschnitt rechteck­ förmigen und/oder V-förmigen Umfangsnuten 40 bzw. 42 ausge­ stattet sein.

Claims (2)

1. Hydraulischer Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeu­ ge, mit einem mit einer Kolbenstange versehenen Arbeits­ kolben, der in einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitszylinder verschiebbar geführt ist und diesen in zwei Arbeitsräume unterteilt, mit einem den Arbeitszylinder umgebenden und mit dem kolbenstangefreien Arbeitsraum verbundenen Aus­ gleichsraum, der durch eine den Arbeitszylinder umschlie­ ßende, nachgiebige Hülle begrenzt ist, die von einem Man­ tel umschlossen und gegenüber dem Mantel über ein Puffer­ volumen abgestützt ist, das einen die Hülle umschließen­ den, elastisch rückstellenden Körper (38) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (38) am Außen- und/oder Innenumfang sich entlang von Mantel- oder Umfangslinien erstreckende, nut­ artige Vertiefungen (40; 42) aufweist.

2. Hydraulischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (40; 42) rechteck- und/oder V-förmigen Querschnitt aufweisen.