DE10047878B4 - Stossdämpfer mit amplitudenabhängiger Dämpfung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur amplitudenabhängigen Dämpfung von Stößen, insbesondere eines Fahrzeugrades, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- In der Regel ist die Bewegung der Kolbenstange für kleinere Amplituden eher schwach gedämpft, wobei sich die Größe der Dämpfung in der Regel nur über die Widerstände der Strömungskanäle beeinflussen läßt.
- Die
EP 0 848 182 A2 einhaltet einen Stoßdämpfer für Fahrzeugräder, der mit einem Element zur Beeinflussung kleiner Amplituden eines Fahrzeugrades zusammenwirkt. In derEP 0 848 182 A2 nun eine Lösung vorgeschlagen, bei welcher u.a. im Bereich des Arbeitskolbens ein Dämpfungselement aus Elastomermaterial vorgesehen ist, das innerhalb eines im Bereich der inneren Umfangsfläche vorgesehenen Raumes angeordnet ist und kleinere Radstöße aufnimmt. Über Flüssigkeitskanäle steht das Dämpfungselement, das vorzugsweise als Ring ausgebildet ist, zum einen mit dem oberen und zum anderen mit dem unteren Dämpfungsraum in Wirkverbindung. Scheibenventile begrenzen die beiden Stirnflächen des Arbeitskolbens. Im Falle geringer Stöße kann Hydraulikmedium von oben bzw. unten in Richtung des Dämpfungselementes strömen und somit kleinere Amplituden ohne wesentliche Dämpfung ausgleichen. Im Falle größerer Strömungen kommen die Scheibenventile in bekannter Weise zum Einsatz. Nachteilig ist hier festzustellen, daß der Arbeitskolben in aufwendiger Weise bearbeitet werden muß, um den ringförmigen elastischen Körper aufzunehmen, wobei auch die Zu- und Abflußkanäle nachträglich mechanisch eingebracht werden müssen. - Aus der älteren, jedoch nachveröffentlichten
DE 100 22 029 A1 ist eine Einrichtung zur amplitudenabhängigen Dämpfung von Stößen bekannt mit einem innerhalb eines Dämpfungsgehäuses angeordneten, mit einer Kolbenstange verbundenen, das Dämpfungsgehäuse in zwei Dämpfungsräume aufteilenden Arbeitskolben, der mit einem hydraulisch parallel angeordneten Element zur Beeinflussung kleiner Amplituden zusammenwirkt, wobei das Element eine axial frei verschiebliche feste Scheibe aufweist. Das Element in dieser Druckschrift weist hingegen keinen abgesehen von hydraulischen Verbindungen zum oberen und unteren Dämpfungsraum geschlossenen Raum auf, welcher über die feste Scheibe als bewegliches Trennelement in zwei Raumbereiche getrennt ist. Vielmehr steht die feste Scheibe mit dem unteren Dämpfungsraum direkt und nicht nur über hydraulische Verbindungen in Kontakt. Ferner ist die feste Scheibe zumindest abschnittsweise direkt im unteren Dämpfungsraum angeordnet. - Aus der
DE 40 02 882 C1 ist eine Einrichtung zur amplitudenabhängigen Dämpfung von Stößen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Hierbei ist als bewegliches Trennelement eine Membran vorgesehen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem gattungsbildenden Stand der Technik alternativ ausgestaltete Einrichtung zur amplitudenabhängigen Dämpfung zu schaffen, bei der die Dämpfung für Schwingungen mit kleinen Amplituden gering sein soll und die Dämpfung erst bei größeren Bewegungen des Arbeitskolbens im Dämpferrohr einsetzen soll, wobei der Arbeitskolben selber in seiner Bauform nicht verändert wird.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Raum zylindrisch und das Trennelement als axial frei verschiebliche feste Scheibe gebildet ist.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Mit dem Erfindungsgegenstand wird ein durch eine feste Scheibe geteilter Raum vorgeschlagen, der parallel zum Stoßdämpfer hydraulisch mit dem oberen und/oder unteren Dämpfungsraum verbunden ist. Die durch die feste Scheibe erzeugten Raumbereiche sind derartig ausgelegt, daß sie vom Hydraulikmedium des zugehörigen Dämpfungsraumes angeströmt werden können. Von daher ist es nun möglich, daß der jeweilige durch die feste Scheibe getrennte Zusatzraum außerhalb des Arbeitskolbens als Ausgleichsraum für geringe Stoßdämpferbewegungen fungieren kann. Der jeweilige Ausgleichsraum (geteilter Raumbereich) kann von oben oder von unten über Öffnungen ohne wesentliche Dämpfung mit Hydrauliköl gefüllt werden bis die feste Scheibe sich an einer der beiden gegenüberliegenden Wände des jeweiligen Raumbereiches anlegt. Durch diese Maßnahme wird eine relativ ungedämpfte Bewegung im Bereich kleiner Amplituden erzielt. Erst nach Ausschöpfung dieser geringen Wege setzt die eigentliche Dämpfung, wie bereits im Stand der Technik beschrieben, nämlich über die bekannten Ventilscheiben ein.
- Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der
3 dargestellt.1 und2 zeigen gattungsgemäße Einrichtungen nach dem Stand der Technik. Es zeigen: -
1 Prinzipskizze eines Stoßdämpfers nach Stand der Technik mit Arbeitskolben und Element zur Beeinflussung kleiner Amplituden im Abwärtshub; -
2 Prinzipskizze nach Stand der Technik in Analogie zu1 , jedoch mit Arbeitskolben im Aufwärtshub; -
3 Prinzipskizze gemäß der Erfindung mit einem gegenüber den1 und2 anders gestalteten Element zur Beeinflussung kleiner Amplituden. - Die
1 und2 zeigen die aus dem Stand der Technik bekannte gattungsgemäße Einrichtung1 , in diesem Beispiel dargestellt als Einrohrdämpfer, wobei jedoch auch Zweirohrdämpfer in gleicher Weise zum Einsatz gelangen können. Die Einrichtung1 beinhaltet ein rohrförmiges Dämpfergehäuse2 , innerhalb dessen ein mit einer Kolbenstange3 zusammenwirkender Arbeitskolben4 angeordnet ist. Ferner ist ein Element5 zur Dämpfung kleinerer Amplituden vorgesehen. Das Element5 wird gebildet durch eine einen Raum6 in zwei Raumbereiche7 ,8 unterteilende Membran9 , die gestrichelt in ihrer Mittelposition angedeutet ist. Die Kolbenstange3 ist mit einer Sacklochbohrung10 versehen, in welche von der äußeren Umfangsfläche derselben radial nach innen verlaufende Bohrungen11 ,12 einlaufen. Der Arbeitskolben4 weist eine obere Stirnfläche13 sowie eine untere Stirnfläche14 auf und wirkt im Bereich des oberen Dämpfungsraumes15 mit mehreren, ein Ventil bildenden Ventilscheiben16 zusammen. Ein gleichartiges Ventil ist im unteren Dämpfungsraum17 vorgesehen, das ebenfalls aus mehreren Ventilscheiben18 gebildet ist. -
1 zeigt den Abwärtshub des Arbeitskolbens4 , und zwar im Bereich kleiner Amplituden, d.h. geringer Auslenkungen des Arbeitskolbens4 . Beim Abwärtshub wird das im unteren Dämpfungsraum17 vorhandene Hydrauliköl durch siebartig im Element5 vorhandene Öffnungen19 in den Raumbereich8 geleitet, wodurch die gestrichelt dargestellte, in diesem Beispiel aus Elastomer bestehende Membran9 in Richtung der gegenüberliegenden, gekrümmt ausgebildeten Wand20 elastisch verformt wird. Erst wenn die Membran9 , so wie in1 dargestellt, an der Wand20 zur Anlage kommt, wird die weitere Dämpfung, in an sich bekannter Weise, durch die Ventilscheiben18 des Ventiles übernommen. -
2 zeigt nun den Aufwärtshub des Arbeitskolbens4 , wobei für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen Gültigkeit haben. - Beim Aufwärtshub des Arbeitskolbens
4 wird das im oberen Dämpfungsraum15 vorhandene Hydraulikmedium über die Bohrungen11 ,12 in die Sacklochbohrung10 verdrängt, wobei das Hydraulikmedium in den Ringraum21 des Elementes5 gelangt. Auch hier sind siebartig ausgebildete Durchgangsöffnungen 22 vom Ringraum21 in Richtung des Raumes6 , insbesondere des Raumbereiches7 , gegeben. Im Falle geringer Auslenkungen des Arbeitskolbens4 nach oben beaufschlagt das verdrängte Hydraulikmedium die gestrichelt dargestellte Membran9 , die dann elastisch in Richtung der gegenüberliegenden Wand23 des Raumbereiches8 verformt wird. Auch hier ist die Anlage der Membran9 an der Wand23 dargestellt, wobei in dieser Situation der herkömmliche Dämpfungsvorgang eingeleitet wird. - Über die Geometrie des Raumes
6 bzw. der Wandbereiche20 ,23 , die Steifigkeit der Membran9 sowie die Anordnung der Sieblöcher19 ,22 läßt sich das Verhalten im Übergangsbereich zur härteren Dämpfung variieren, so daß sich durch den Erfindungsgegenstand ein weicher Übergang realisieren läßt. Dies im Hinblick darauf, daß die Membran9 bei Auslenkung in Richtung des jeweiligen Wandbereiches20 oder23 die siebartigen Öffnungen19 oder22 nicht schlagartig sondern bereichsweise verschließt. - In
3 ist die Erfindung dargestellt. Das Element5 zur Beeinflussung kleiner Amplituden ist zwischen Kolbenstange3 und Arbeitskolben4 angeordnet, also im oberen Dämpfungsraum15 . Bei diesem Element5 wird der Raum6 durch eine axial verschiebliche Scheibe24 in zwei Raumbereiche7 ,8 unterteilt. Die Scheibe24 ist am Umfang gegenüber dem Mantel25 des zylindrisch ausgebildeten Raumes6 abgedichtet. Federn26 ,27 , im Ausführungsbeispiel Flachformfedern, halten die Scheibe24 bei ausgeglichenem Druck zwischen Raumbereich7 und Raumbereich8 in der Mittellage. Bei unterschiedlichem Druck verschiebt sich die Scheibe24 axial entsprechend der Membran9 in den1 oder2 . - Der obere Raumbereich
7 ist über Bohrungen28 ,29 mit dem oberen Dämpfungsraum15 hydraulisch verbunden, der untere Raumbereich8 über die Bohrungen30 ,31 mit dem unteren Dämpfungsraum17 . Eine mit der zentralen Bohrung31 versehene Befestigungsschraube32 dient zum Anbinden des Arbeitskolbens4 an das Element5 , welches wiederum in bekannter Weise, beispielsweise durch Verschrauben an der Kolbenstange3 , befestigt ist. Die in3 gezeigte Ausbildungsform, bei der das Element5 zur Beeinflussung kleiner Amplituden zwischen Kolbenstange3 und Arbeitskolben4 angeordnet ist, ermöglicht eine kurze Bauweise, vorzugsweise bei einem Einrohrstoßdämpfer.
Claims (6)
- Einrichtung zur amplitudenabhängigen Dämpfung von Stößen, insbesondere eines Fahrzeugrades, mit mindestens einem innerhalb eines Dämpfungsgehäuses (
2 ) angeordneten, mit einer Kolbenstange (3 ) verbundenen, das Dämpfungsgehäuse in zwei Dämpfungsräume (15 ,17 ) aufteilenden Arbeitskolben (4 ), der mit einem hydraulisch parallel angeordneten Element (5 ) zur Beeinflussung kleiner Amplituden, das einen, abgesehen von hydraulischen Verbindungen (Bohrungen29 ,30 ) zum oberen (15 ) und unteren Dämpfungsraum (17 ) geschlossenen Raum (6 ), welcher über ein bewegliches Trennelement in zwei Raumbereiche (7 ,8 ) geteilt ist, aufweist, zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (6 ) zylindrisch und das Trennelement als axial frei verschiebliche feste Scheibe (24 ) gebildet ist. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (
24 ) an ihrem Umfang gegenüber dem Mantel (25 ) des Raumes (6 ) abgedichtet ist. - Einrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (
24 ) beidseitig axial über Federn (26 ,27 ) im Raum (6 ) gehalten wird. - Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (
24 ) über Elastomerkörper axial beweglich im Raum (6 ) gehalten und gegenüber den Raumbereichen (7 ,8 ) abgedichtet wird. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (
6 ) innerhalb des im unteren Dämpfungsraum (17 ) vorgesehenen Elementes (5 ) vorgesehen ist. - Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (
5 ) eine mit dem Arbeitskolben (4 ) zusammenwirkende, Ventilscheiben (16 ,18 ) vorspannende, Mutter ist.
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