DE102010040226B4 - Fluiddruckstoßdämpfer - Google Patents

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Abstract

Fluiddruckstoßdämpfer (D), der umfasst: einen mit einem Fluid gefüllten Zylinder (5); einen Kolben (8), der so in dem Zylinder (5) untergebracht ist, dass er ungehindert gleiten kann und eine erste Fluidkammer (R1) und eine zweite Fluidkammer (R2) im Zylinder (5) voneinander trennt; ein Gehäuse, das durch eine Kolbenstange (2) gebildet wird, an deren einer Spitze (2a) der Kolben (8) mittels einer Halterung (11) befestigt ist; und ein Rohrelement (3), das in das Gehäuse in eine Befestigungsbohrung (16) eingesetzt ist, so dass ein Hohlraum (4) zwischen dem Rohrelement (3) und dem Gehäuse gebildet wird, wobei das Rohrelement (3) die erste Fluidkammer (R1) oder die zweite Fluidkammer (R2) direkt mit dem Hohlraum (4) verbindet, ohne dass der Fluss des Fluids durch ein Ventil hindurchgeht während der Hohlraum (4) mit der anderen von der ersten Fluidkammer (R1) und der zweiten Fluidkammer (R2) verbunden ist, gekennzeichnet durch die Halterung (11), die von einem Ende (3a) des Rohrelements (3) derart durchdrungen wird, dass das Rohrelement (3) in der Lage ist, sich in axialer und radialer Richtung innerhalb eines Bereichs eines leicht größer gewählten Innendurchmessers der Befestigungsbohrung (16) zu bewegen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Dämpfungsmechanismus, der in einem Fluiddruckstoßdämpfer gemäß dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs ausgebildet ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Ein Fluiddruckstoßdämpfer, wie er im Oberbegriff des ersten Patentanspruchs beschrieben wird, ist bereits aus der DE 33 09 042 C2 bekannt.
  • Ein hydraulischer Stoßdämpfer für ein Fahrzeug umfasst beispielsweise einen Kolben, der zwei Ölkammern in einem Zylinder voneinander abgrenzt, einen Ölkanal, der durch den Kolben hindurch führt und die beiden Ölkammern miteinander verbindet und ein Dämpfungsventil. Das Dämpfungsventil kann aus einem laminierten Klappenventil bestehen, das sich in einer Austrittsöffnung des Ölkanals befindet.
  • Wenn sich der Kolben im Zylinder bewegt, werden die entsprechenden Ölkammern ausgedehnt oder komprimiert und das Arbeitsöl fließt durch den Ölkanal. Gleichzeitig mit dieser Bewegung erzeugt das Dämpfungsventil eine Dämpfungskraft, die auf einen Strömungswiderstand zurückgeführt werden kann, den das Dämpfungsventil auf das Arbeitsöl ausübt und dadurch einen Stoß oder eine Schwingung, die auf den Stoßdämpfer einwirkt, dämpft.
  • Da das laminierte Klappenventil in einem geschlossenen Zustand bleibt bis ein festgelegter Öffnungsdruck erreicht wird, kann die Dämpfungskraft, die erzeugt wird, wenn sich die Kolbenhubgeschwindigkeit in einem niedrigen Kolbenhubgeschwindigkeitsbereich befindet, zu groß werden. Im Hinblick auf den Fahrkomfort des Fahrzeugs ist es vorzuziehen, dass die erzeugte Dämpfungskraft linear in Bezug auf die Kolbenhubgeschwindigkeit variiert, insbesondere im niedrigen Kolbenhubgeschwindigkeitsbereich.
  • Im Hinblick auf die Dämpfungskrafteigenschaften eines Stoßdämpfers im niedrigen Kolbengeschwindigkeitsbereich wird in der Patentschrift JP2001-165224 A , die 2001 vom japanischen Patentamt veröffentlicht wurde, vorgeschlagen, Unterklappenventile zu laminieren, die Einkerbungen und Bohrungen auf einem Klappenventil aufweisen. In der im Jahr 2007 vom japanischen Patentamt veröffentlichten Patentschrift JP2007-132389 A wird vorgeschlagen, einen Kolben mit einem Drosselventil von geringem Durchmesser zu durchziehen, um das laminierte Klappenventil zu umgehen und somit die Dämpfungskrafteigenschaften im niedrigen Hubgeschwindigkeitsbereich zu verbessern.
  • Übersicht über die Erfindung
  • Der erste Vorschlag verwendet ein laminiertes Klappenventil, das ein Klappenventil, ein Unterklappenventil, in dem sich Bohrungen befinden, und ein Unterklappenventil umfasst, in dem sich Einkerbungen befinden. Dadurch wird der Aufbau des Dämpfungsventils kompliziert, was wiederum zu einem Anstieg der Produktionskosten für den hydraulischen Stoßdämpfer führt.
  • Bezugnehmend auf den zweiten Vorschlag haben die Drosselventile, die den Kolben durchziehen, eine relativ kurze Durchgangslänge und einen kleinen Querschnittbereich. Bei einer hohen Kolbenhubgeschwindigkeit ist es deshalb schwierig, lineare Dämpfungskrafteigenschaften zu erhalten, die proportional zur Kolbenhubgeschwindigkeit und spezifisch für ein Drosselventil sind. Im hohen Kolbenhubgeschwindigkeitsbereich können in Bezug auf die Kolbenhubgeschwindigkeit in zweiter Ordnung ansteigende Dämpfungskrafteigenschaften auftreten, die den Eigenschaften einer Düse ähneln. Demzufolge müssen die Drosselventile mit einem laminierten Klappenventil verwendet werden, das im hohen Kolbenhubgeschwindigkeitsbereich öffnet. Das sorgt wiederum für hohe Produktionskosten für den Stoßdämpfer.
  • Beide Vorschläge benötigen ein laminiertes Klappenventil. Wenn ein Fahrzeug beispielsweise über eine Bodenwelle fährt, bekommt der Stoßdämpfer eine vorübergehende Schwingung als Eingabe. Das laminierte Klappenventil kann darauf mit einer geringen Verzögerung reagieren, woraus eine Erzeugung einer zu starken Dämpfungskraft entsteht.
  • Ziel dieser Erfindung ist es deshalb, einen Stoßdämpfer bereit zu stellen, der ohne den Einsatz eines laminierten Klappenventils eine zur Kolbengeschwindigkeit proportionale Dämpfungskraft erzeugt.
  • Die obige Aufgabe wird durch den Fluiddruckstoßdämpfer gemäß dem ersten Patentanspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen werden in den abhängigen Patentansprüchen beansprucht.
  • Der Fluiddruckstoßdämpfer nach dieser Erfindung erzeugt eine Dämpfungskraft, die auf einen Reibungswiderstand des Fluiddurchgangs zurückzuführen ist und somit eine Dämpfungskraft, die proportional zu einer Fluiddurchflussrate des Fluiddurchgangs ist, oder anders ausgedrückt, proportional zur Kolbenhubgeschwindigkeit ist. Da der Fluiddruckstoßdämpfer nach dieser Erfindung keinen Ventilkörper benötigt, der normalerweise einen Durchgang verschließt, tritt des Weiteren keine plötzliche Zunahme der Dämpfungskraft auf Grund der verzögerten Öffnung des Ventils auf. Er erzielt somit eine schnelle Reaktion bei simplem Aufbau, was die Produktionskosten senkt.
  • Genaue Angaben und weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden nachfolgend beschrieben und an Hand der beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen hydraulischen Stoßdämpfer nach dieser Erfindung.
  • 2 zeigt einen Längsschnitt durch die wesentlichen Bestandteile des hydraulischen Stoßdämpfers.
  • 3 zeigt ein Diagramm mit den Dämpfungskrafteigenschaften des hydraulischen Stoßdämpfers.
  • 4 zeigt den Längsschnitt durch einen hydraulischen Stoßdämpfer, der nicht Teil der Erfindung, aber hilfreich für das Verständnis der Erfindung ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen umfasst ein Fluiddruckstoßdämpfer D für ein Fahrzeugaufhängungssystem einen Kolben 8, der in einem Zylinder 5 so untergebracht ist, dass er ungehindert gleiten kann, und eine Kolbenstange 2, die mit dem Kolben 8 verbunden ist und in axialer Richtung aus dem Zylinder 5 herausragt.
  • Der Zylinder 5 ist mir Arbeitsöl gefüllt. Der Innenraum des Zylinders 5 wird durch den Kolben 8 in eine erste Ölkammer R1 und eine zweite Ölkammer R2 getrennt. Die erste Ölkammer R1 wird rund um die Kolbenstange 2 gebildet und die zweite Ölkammer R2 wird auf der zur Kolbenstange 2 entgegengesetzten Seite des Kolbens 8 gebildet.
  • Weiterhin wird im Zylinder 5 zwischen der zweiten Ölkammer R2 und dem Deckel 7, der das untere Ende des Zylinders 5 abschließt, eine Gaskammer G gebildet. Die zweite Ölkammer R2 und die Gaskammer G sind durch einen frei beweglichen Kolben 9 getrennt, der in den Innenumfang des Zylinders 5 so eingepasst ist, dass er in axialer Richtung frei gleiten kann. Die Gaskammer G dehnt sich aus und verkürzt sich in Übereinstimmung mit einer Veränderung des Eintrittsvolumens der Kolbenstange 2 in den Zylinder 5, wodurch eine Veränderung des Raumvolumens im Zylinder 5 ausgeglichen wird.
  • Es ist ebenso möglich, einen Ausgleichsbehälter zur Speicherung des Arbeitsöls bereit zu stellen, um die Veränderung des Raumvolumens im Zylinder auszugleichen. Wenn an Stelle des nicht komprimierbaren Arbeitsöls ein komprimierbares Gas als Fluid zum Befüllen des Zylinders 5 verwendet wird, so können der Ausgleichsbehälter oder die Gaskammer weg gelassen werden, da die Volumenänderung des Gases die Änderung des Raumvolumens im Zylinder 5 ausgleicht.
  • Die Kolbenstange 2 ragt mittels einer Stangenführung 6, die an einem oberen Ende des Zylinders 5 befestigt ist, in axialer Richtung aus dem Zylinder 5 heraus. An der Stangenführung 6 ist ein Dichtungselement 10 befestigt, damit die Kolbenstange 2 daran entlang gleiten kann, wodurch ein Austreten des Arbeitsöls vermieden wird.
  • Mit Bezug auf 2 ist der Kolben 8 scheibenförmig ausgebildet und mittels einer Halterung 11 an einer Spitze 2a der Kolbenstange 2 befestigt.
  • Die Kolbenstange 2 ist hohl und an der Spitze 2a als Schraube mit Außengewinde 2b ausgeformt, damit die Basis 13 der Halterung 11 daran festgeschraubt werden kann. Die Basis 13 besitzt einen Flansch 19. Eine Spitze 15 der Halterung 11 geht durch den Kolben 8 hindurch. Die Spitze 15 hat eine Schraube mit Außengewinde 18, an der eine Mutter 22 befestigt ist, um den Kolben 8 mittels der Halterung 11 an der Kolbenstange 2 zu befestigen.
  • Über die Halterung 11 wird ein Rohrelement 3 in die hohle Kolbenstange 2 eingesetzt. Das Rohrelement 3 besteht aus einem Werkstoff mit einem höheren linearen Ausdehnungskoeffizienten als die Kolbenstange 2. Beim Einsetzen in die Kolbenstange 2 entsteht ein Hohlraum 4 mit einem ringförmigen Querschnitt zwischen der Kolbenstange 2 und dem Rohrelement 3.
  • Das Rohrelement 3 durchdringt eine Befestigungsbohrung 16, die axial so durch die Mitte der Halterung 11 verläuft, dass es ungehindert gleiten kann, und ragt von unten in den Innenraum der Kolbenstange 2 hinein.
  • Wiederum bezugnehmend auf 1 öffnet sich ein hervorstehendes Ende des Rohrelements 3, das in die Kolbenstange 2 ragt, in den Hohlraum 4 in einem oberen Teil der Kolbenstange 2. Zwischen dem herausragenden Ende des Rohrelements 3 und einer Basis 2c der Kolbenstange 2 wird ein geeigneter Raum so festgelegt, dass der Fluss des Arbeitsöls zwischen dem Innenraum des Rohrelements 3 und dem Hohlraum 4 nicht unterbrochen wird.
  • Wiederum mit Bezug auf 2 ist an einem unteren Ende der Befestigungsbohrung 16 des Rohrelements 3 ein kegelförmiger Abschnitt 16a ausgebildet, der sich nach unten hin verbreitert. Auch an einem unteren Ende 3a des Rohrelements 3 befindet sich ein kegelförmiger Abschnitt 16a, der sich nach unten hin verbreitert. Durch das Anpassen des unteren Endes 3a an den kegelförmigen Abschnitt 16a wird vermieden, dass das Rohrelement 3 nach oben aus der Halterung 11 herausgezogen wird.
  • Durch die Mitte der Mutter 22 wird in axialer Richtung eine Durchgangsbohrung 22b angebracht. Der Durchmesser der Durchgangsbohrung 22b wird kleiner gewählt als der Außendurchmesser des Rohrelements 3, um zu vermeiden, dass das Rohrelement von der Halterung 11 abfällt. Zwischen dem Unterteil 22a der Mutter 22 und dem unteren Ende 3a des Rohrelements 3 bildet sich vorzugsweise ein schmaler Spalt, und zwar dann, wenn die Mutter 22 auf der Schraube mit Außengewinde 18 befestigt ist. Darüber hinaus ist ein Innendurchmesser der Befestigungsbohrung 16 vorzugsweise leicht größer gewählt als ein Außendurchmesser des Rohrelements 3. Nach dieser Anordnung ist das Rohrelement 3 in der Lage, sich in axialer und in radialer Richtung mit Bezug auf die Kolbenstange 2 zu bewegen.
  • Wenn beim Durchfluss des Arbeitsöls durch den Hohlraum 4 das Rohrelement 3 mit Bezug auf die Kolbenstange 2 exzentrisch wird, wird die Druckverteilung im Rohrelement 3 in radialer Richtung ungleichmäßig. Durch die Möglichkeit einer geringfügigen Verschiebung des Rohrelements 3 in radialer Richtung mit Bezug auf die Kolbenstange 2 wird das Rohrelement 3 durch den Differenzdruck, der durch die ungleichmäßige Druckverteilung erzeugt wird, in der Kolbenstange 2 zentriert. Demzufolge hat der Hohlraum 4 immer einen gleichbleibenden Querschnitt, mit dem eine stabile Dämpfungskraft im Ölkanal erzeugt wird, der aus dem Rohrelement 3 und dem Hohlraum 4 gebildet wird.
  • In der Halterung 11 über dem Kolben 8 wird in radialer Richtung ein Anschluss 14 ausgebildet. Der Anschluss 14 verbindet die erste Ölkammer R1 dauerhaft mit dem Hohlraum 4.
  • Eine Vielzahl von Durchgängen 8a, die den Kolben 8 axial durchdringen, werden im Kolben 8 in regelmäßigen Winkelintervallen in Umfangsrichtung angeordnet. Die Durchgänge 8a sind dauerhaft mit der zweiten Ölkammer R2 verbunden. Ein Klappenventil 21 ist angeordnet, um die Austrittsöffnungen der Durchgänge 8a zur ersten Ölkammer R1 hin zu verschließen.
  • Das Klappenventil 21 besteht aus einer einzelnen, scheibenförmigen Klappe und verfügt über einen Mittelabschnitt, der von einem Kolben 8 erfasst wird, sowie über einen Absatz 17 in der Halterung 11, der durch eine Scheibe 20 erzeugt wird. Wenn das Klappenventil 21 auf einem äußeren peripheren Teil des Kolbens 8 sitzt, verschließt es die Durchgänge 8a, die zur ersten Ölkammer hin ausgerichtet sind. Das Klappenventil hält die Durchgänge 8a geschlossen, wenn sich der Kolben 8 in der Abbildung nach oben bewegt oder wenn sich der hydraulische Stoßdämpfer in Dehnungsrichtung bewegt.
  • Wenn sich der Kolben 8 in der Abbildung nach unten bewegt oder wenn sich der hydraulische Stoßdämpfer in Kontraktionsrichtung bewegt, verformt sich ein äußerer peripherer Teil des Klappenventils 21 nach oben, je nach dem Differenzdruck zwischen einem Öldruck in der zweiten Ölkammer R2, der durch die Durchgänge 8a geleitet wird, und einem Öldruck in der ersten Ölkammer R1, wodurch die Durchgänge 8a mit der ersten Ölkammer R1 verbunden werden.
  • Der für die Fahrzeugaufhängung bereit gestellte hydraulische Stoßdämpfer D erfordert in einer Kontraktionsphase eine geringere Dämpfungskraft als in der Dehnungsphase. Da das Klappenventil 21 die Durchgänge 8a nur in der Kontraktionsphase öffnet und die Durchgänge 8a dabei als Bypass-Passage wirken, ist eine erzeugte Dämpfungskraft in der Kontraktionsphase kleiner als in der Ausdehnungshase. Das Klappenventil 21 ist vorzugsweise nicht vorgespannt, so dass das Klappenventil 21 öffnet, sobald der Druck in der zweiten Ölkammer R2 größer ist als der Druck in der ersten Ölkammer R1.
  • Bezugnehmend auf 1 wird an einer unteren Fläche der Stangenführung 6 eine Dämpfungsscheibe 23 befestigt, die am Ende der Dehnungsbewegung des hydraulischen Stoßdämpfers D mit dem Flansch 19 der Halterung 11 in Kontakt kommt, wodurch ein Stoß gedämpft wird, der entsteht, wenn die Halterung 11 mit der Stangenführung 6 kollidiert.
  • Nach der oben beschriebenen Anordnung sind die erste Ölkammer R1 und die zweite Ölkammer R2 dauerhaft über einen langen Durchgang miteinander verbunden, der aus dem Anschluss 14, dem Hohlraum 4 mit ringförmigem Querschnitt, einem Rohrelement 3 und der Durchgangsbohrung 22b besteht. Dieser Durchgang ermöglicht den Fluss des Arbeitsöls zwischen der ersten Ölkammer R1 und der zweiten Ölkammer R2 mit einer Fließgeschwindigkeit, die der Hubgeschwindigkeit des Kolbens 8 bei einem Reibungswiderstand entspricht, der proportional zur Fließgeschwindigkeit ist. Der Reibungswiderstand erzeugt eine Dämpfungskraft im hydraulischen Stoßdämpfer D, wenn sich dieser ausdehnt und zusammenzieht.
  • In der Dehnungsphase des hydraulischen Stoßdämpfers D bewegt sich der Kolben 8 in der Abbildung nach oben, die erste Ölkammer R1 zieht sich zusammen und die zweite Ölkammer R2 dehnt sich aus. Das Arbeitsöl in der ersten Ölkammer R1 fließt vom Anschluss 14 durch den Hohlraum 4 mit ringförmigem Querschnitt auf der Innenseite der Kolbenstange 2 über das obere Ende des Rohrelements 3 zu dessen Innenraum und dann vom unteren Ende 3a des Rohrelements 3 über die Durchgangsbohrung 22b in die zweite Ölkammer R2. Während der Dehnungsphase hält das Klappenventil 21 die Durchgänge 8a geschlossen.
  • Dementsprechend erfolgt die Bewegung des Arbeitsöls von der ersten Ölkammer R1 zur zweiten Ölkammer R2 ausschließlich über den Hohlraum 4 und das Rohrelement 3. Im Zylinder 5 entsteht ein zusätzlicher Raum, der dem Volumen entspricht, mit dem sich die Kolbenstange 2 aus dem Zylinder 5 zurückzieht. Diese Volumenänderung wird durch die Gaskammer G ausgeglichen, die sich ausdehnt, während der freie Kolben 9 sich nach oben bewegt.
  • Mit Bezug auf den Arbeitsölfluss, der die Dehnungsbewegung des hydraulischen Stoßdämpfers D begleitet, bildet der Hohlraum 4 zusammen mit dem Rohrelement 3 einen langen Ölkanal. Ein Energieverlust, der durch diesen Ölkanal im Arbeitsöl erzeugt wird, entspricht ungefähr der Summe des Energieverlusts, der entsteht, wenn das Arbeitsöl durch das Rohrelement 3 fließt, und dem Energieverlust, der entsteht, wenn das Arbeitsöl durch den Hohlraum 4 fließt.
  • Diese Energieverluste entstehen hauptsächlich durch Reibung und der Energieverlust, der durch das Fließen des Arbeitsöls im Ölkanal verursacht wird, ist proportional zur Fließgeschwindigkeit des Arbeitsöls. Die Durchflussrate im Ölkanal ist ein Wert, bei dem die Summe des Energieverlusts gleich dem Differenzdruck zwischen der ersten Ölkammer R1 und der zweiten Ölkammer R2 ist.
  • Bezugnehmend auf 3 erzeugt der hydraulische Stoßdämpfer D nach der oben beschriebenen Anordnung eine Dehnungs-Dämpfungskraft, die im Bezug zur Kolbengeschwindigkeit mit einer im Wesentlichen konstant bleibenden Zuwachsrate steigt.
  • Wenn sich der Kolben 8 mit einer hohen Hubgeschwindigkeit bewegt, oder anders ausgedrückt, wenn die Durchflussgeschwindigkeit im Ölkanal groß ist, können die Eigenschaften des Strömungswiderstands des Ölkanals eher den Eigenschaften der zweiten Ordnung einer Düse ähneln als linearen Eigenschaften. Vorzugsweise werden ein Innendurchmesser des Rohrelements 3 und ein Innendurchmesser der Kolbenstange 2 so gewählt, dass der Strömungswiderstand im Ölkanal lineare Änderungseigenschaften innerhalb eines brauchbaren Hubgeschwindigkeitsbereichs des hydraulischen Stoßdämpfers D aufweist.
  • In der Kontraktionsphase des hydraulischen Stoßdämpfers D bewegt sich der Kolben 8 in 1 nach unten, die zweite Ölkammer R2 zieht sich zusammen und die erste Ölkammer R1 dehnt sich aus. Das Arbeitsöl in der zweiten Ölkammer R2 fließt über den Ölkanal, bestehend aus dem Hohlraum 4 und dem Rohrelement 3 sowie über einen Ölkanal, der durch die Durchgänge 8a und das Klappenventil 21 gebildet wird, in die erste Ölkammer R1.
  • Da in diesem hydraulischen Stoßdämpfer D wie oben beschrieben das Klappenventil 21 nicht vorgespannt ist, fließt das Arbeitsöl bei niedriger Hubgeschwindigkeit hauptsächlich durch den kürzeren Ölkanal, der durch die Durchgänge 8a und das Klappenventil 21 gebildet wird, als durch den längeren Ölkanal, der durch den Hohlraum 4 und das Rohrelement 3 gebildet wird. Bei steigender Hubgeschwindigkeit steigt die Durchflussgeschwindigkeit im Ölkanal, der durch den Hohlraum 4 und das Rohrelement 3 gebildet wird in Bezug auf die Durchflussgeschwindigkeit im Ölkanal, der durch die Durchgänge 8a und das Klappenventil 21 gebildet wird.
  • Während der Kontraktionsbewegung des hydraulischen Stoßdämpfers D ist der Strömungswiderstand kleiner als während der Dehnungsbewegung, da Arbeitsöl durch den Ölkanal fließen kann, der durch die Durchgänge 8a und das Klappenventil 21 gebildet wird. Wie in 3 demzufolge gezeigt wird, ist die Zuwachsrate der erzeugten Dämpfungskraft im Bezug zur Zunahme der Kolbengeschwindigkeit kleiner als während der Dehnungsbewegung. Auch bleibt während der Kontraktionsbewegung die Zuwachsrate im Wesentlichen konstant.
  • Wie oben beschrieben, umfasst der hydraulische Stoßdämpfer D ein Rohrelement 3, das in die Kolbenstange 2 eingesetzt wird, um dazwischen so einen Hohlraum 4 zu bilden, dass ein langer Ölkanal, der aus dem Rohrelement 3 und dem Hohlraum 4 gebildet wird, für den Arbeitsölstrom zwischen der ersten Ölkammer R1 und der zweiten Ölkammer R2 benutzt wird.
  • Der so über eine lange Strecke gebildete Ölkanal erzeugt einen Strömungswiderstand, der über einen großen Hubgeschwindigkeitsbereich proportional zur Fließgeschwindigkeit des Arbeitsöls ist. Die vom hydraulischen Stoßdämpfer D in Dehnungs- und Kontraktionsrichtung erzeugte Dämpfungskraft kann so im Wesentlichen proportional zur Hubgeschwindigkeit gehalten werden und damit über einen großen Hubgeschwindigkeitsbereich linear variieren.
  • Weiterhin kann durch die Nutzung des langen Ölkanals als Hauptquelle der Dämpfungskraft des hydraulischen Stoßdämpfers D eine erforderliche Dämpfungskraft ohne den Einsatz eines komplizierten Dämpfungsventils, wie zum Beispiel eines laminierten Klappenventils, erzeugt werden. Der hydraulische Stoßdämpfer D ist daher einfach in der Konstruktion und kann kostengünstig hergestellt werden.
  • Darüber hinaus stammt die vom hydraulischen Stoßdämpfer D erzeugte Dämpfungskraft nicht von einem Ventilkörper, der normalerweise einen Durchgang verschließt. Es entsteht kein unmittelbarer Anstieg der Dämpfungskraft durch eine Verzögerung beim Öffnen des Ventils. Wenn das Fahrzeug beim Fahren über eine Unebenheit eine vorübergehende Schwingung an den Stoßdämpfer weiter gibt, erzeugt dieser hydraulische Stoßdämpfer D deshalb eine Dämpfungskraft mit einer ausreichend großen Resonanz, um die Schwingung zu unterdrücken.
  • Da der in der Kolbenstange 2 ausgebildete Ölkanal den Hub des Kolbens 8 nicht unterbricht, wird eine ausreichende Länge des Ölkanals in diesem hydraulischen Stoßdämpfer D sicher gestellt.
  • Da dieser hydraulische Stoßdämpfer D mit der Halterung 11 zwischen der Kolbenstange 2 und dem Kolben 8 ausgestattet ist, ist es nicht nötig, die Kolbenstange 2 mit dem Anschluss 14 oder einer speziellen Anordnung zum Halten des Rohrelements 3 zu versehen. Diese Ausführung ist zur Beibehaltung des einfachen Aufbaus der Kolbenstange 2 zu bevorzugen.
  • Das Rohrelement 3 in diesem hydraulischen Stoßdämpfer D besteht aus einem Werkstoff mit einem größeren linearen Ausdehnungskoeffizienten als die Kolbenstange 2. Mit dem Ansteigen der Temperatur des Arbeitsöls wächst auch die Länge des Rohrelements 3 in Bezug auf die Länge der Kolbenstange 2, wodurch auch der Fließwiderstand im Rohrelement 3 steigt. Weiterhin verengt sich durch den Temperaturanstieg des Arbeitsöls die Ringbreite des ringförmigen Querschnitts des Hohlraums 4, wodurch der Fließwiderstand im Hohlraum 4 ansteigt.
  • Dieser Anstieg des Fließwiderstands gleicht die Verringerung des Fließwiderstands auf Grund der geringeren Viskosität des Arbeitsöls aus, die durch den Temperaturanstieg verursacht wird, und bewirkt dadurch, dass die vom hydraulischen Stoßdämpfer D erzeugte Dämpfungskraft unabhängig von der Temperatur des Arbeitsöls konstant bleibt.
  • Wenn dieser Temperaturausgleich nicht erforderlich ist, so ist es möglich, ein oberes Ende des Rohrelements 3 an der Basis 2c der Kolbenstange 2 zu befestigen und eine Kerbe oder eine Bohrung im oberen Teil der Seitenwand des Rohrelements 3 zu formen. Dadurch wird eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Rohrelements 3 und dem Hohlraum 4 sicher gestellt.
  • Bezugnehmend auf 4 folgt die Beschreibung eines Beispiels für einen hydraulischen Stoßdämpfer D1, der nicht Teil der Erfindung, aber hilfreich für das Verständnis der Erfindung ist.
  • Der hydraulische Stoßdämpfer D gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt über das Rohrelement 3, das so in die Kolbenstange 2 eingesetzt ist, dass das Rohrelement 3 und der Hohlraum 4, der im Außenbereich des Rohrelements 3 geformt wird, einen Ölkanal bilden, der die erste Ölkammer R1 mit der zweiten Ölkammer R2 verbindet. In einem hydraulischen Stoßdämpfer D1 nach diesem Beispiel wird ein Ölkanal, der die erste Ölkammer R1 und die zweite Ölkammer R2 miteinander verbindet, auf der Außenseite des Zylinders 5 angebracht.
  • Der Aufbau des hydraulischen Stoßdämpfers D1 ist bis auf den Ölkanal identisch mit dem des hydraulischen Stoßdämpfers D nach der vorliegenden Erfindung.
  • Nach diesem Beispiel befindet sich auf der Außenseite des Zylinders 5 ein fest verschlossenes, zylindrisches Gehäuse 30. Ein Rohrelement 3 ist koaxial im zylindrischen Gehäuse 30 befestigt. Ein Ende des Rohrelements 3 wird durch eine Unterseite 30a des zylindrischen Gehäuses 30 verschlossen. Ein anderes Ende des Rohrelements 3 öffnet sich so zu einem Raum des zylindrischen Gehäuses 30, dass es mit einem Hohlraum 4 verbunden ist, der zwischen dem zylindrischen Gehäuse 30 und dem Rohrelement 3 gebildet wird und einen ringförmigen Querschnitt hat.
  • Ein unterer Abschnitt des Hohlraums 4 ist über eine Rohrleitung 31 mit der ersten Ölkammer R1 verbunden. Der Innenraum des Rohrelements 3 ist über eine Rohrleitung 32, die an den unteren Teil des Rohrelements 3 angeschlossen ist, mit der zweiten Ölkammer R2 verbunden. Der Hohlraum 4 und das Rohrelement 3 bilden einen Ölkanal, der die erste Ölkammer R1 und die zweite Ölkammer R2 miteinander verbindet.
  • Auch nach diesem Beispiel erhält man die bevorzugten Dämpfungskrafteigenschaften wie im Falle der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • So kann beispielsweise in der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und in dem Beispiel die erste Ölkammer R1 mit dem Rohrelement 3 verbunden sein, während die zweite Ölkammer R2 mit dem Hohlraum 4 verbunden ist. Der hydraulische Stoßdämpfer D oder D1 kann mit einer Doppelstange an Stelle einer einzelnen Stange ausgestattet sein.
  • Obwohl in der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung die Halterung 11 und die Kolbenstange 2 als unterschiedliche Elemente ausgebildet sind, können sie auch aus einem Stück geformt sein. Eine Öffnung an einem Ende der Kolbenstange 2 ist verengt, um ein Befestigungsstück zu bilden, welches das Rohrelement 3 aufnimmt. Durch eine Seitenwand der Kolbenstange 2 ist eine Bohrung als Anschluss 14 ausgeführt, der die erste Ölkammer R1 mit dem Hohlraum 4 verbindet.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung und im oben beschriebenen Beispiel kann an Stelle des Arbeitsöls eine beliebige wässrige Flüssigkeit verwendet werden. Weiterhin kann als Fluid ein komprimierbares gasförmiges Fluid für die Stoßdämpfer D und D1 verwendet werden. Die Kolbenstange 2 in der Ausführungsform und das Gehäuse 30 im Beispiel, das als Gehäuse zum Unterbringen des Rohrelements 3 dient, müssen nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Sie können einen beliebigen polygonalen oder ovalen Querschnitt haben, so lange es möglich ist, das Rohrelement 3 darin unterzubringen und einen Hohlraum 4 dazwischen sicher zu stellen.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung, für die ein ausschließlicher Anspruch oder ein ausschließliches Vorrecht gefordert wird, sind wie folgt definiert:

Claims (8)

  1. Fluiddruckstoßdämpfer (D), der umfasst: einen mit einem Fluid gefüllten Zylinder (5); einen Kolben (8), der so in dem Zylinder (5) untergebracht ist, dass er ungehindert gleiten kann und eine erste Fluidkammer (R1) und eine zweite Fluidkammer (R2) im Zylinder (5) voneinander trennt; ein Gehäuse, das durch eine Kolbenstange (2) gebildet wird, an deren einer Spitze (2a) der Kolben (8) mittels einer Halterung (11) befestigt ist; und ein Rohrelement (3), das in das Gehäuse in eine Befestigungsbohrung (16) eingesetzt ist, so dass ein Hohlraum (4) zwischen dem Rohrelement (3) und dem Gehäuse gebildet wird, wobei das Rohrelement (3) die erste Fluidkammer (R1) oder die zweite Fluidkammer (R2) direkt mit dem Hohlraum (4) verbindet, ohne dass der Fluss des Fluids durch ein Ventil hindurchgeht während der Hohlraum (4) mit der anderen von der ersten Fluidkammer (R1) und der zweiten Fluidkammer (R2) verbunden ist, gekennzeichnet durch die Halterung (11), die von einem Ende (3a) des Rohrelements (3) derart durchdrungen wird, dass das Rohrelement (3) in der Lage ist, sich in axialer und radialer Richtung innerhalb eines Bereichs eines leicht größer gewählten Innendurchmessers der Befestigungsbohrung (16) zu bewegen.
  2. Fluiddruckstoßdämpfer (D) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Rohrelement (3) zwei Enden besitzt, von denen das eine Ende des Rohrelements (3) an die erste Fluidkammer (R1) oder die zweite Fluidkammer (R2) angeschlossen ist, und das andere Ende des Rohrelements (3) an den Hohlraum (4) angeschlossen ist.
  3. Fluiddruckstoßdämpfer (D) nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Halterung (11) zylindrisch geformt ist und eine Basis besitzt, die auf die Kolbenstange (2) geschraubt ist und eine Spitze, die den Kolben (8) durchdringt, und der Stoßdämpfer (D) weiterhin eine Mutter (22) umfasst, die auf die den Kolben (8) durchdringende Spitze (15) geschraubt ist.
  4. Fluiddruckstoßdämpfer (D) nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Halterung (11) einen Anschluss (14) enthält, der das Rohrelement (3) mit der anderen von der ersten Fluidkammer (R1) und der zweiten Fluidkammer (R2) verbindet.
  5. Fluiddruckstoßdämpfer (D) nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass die andere von der ersten Fluidkammer (R1) und der zweiten Fluidkammer (R2) die erste Fluidkammer (R1) darstellt, die rund um die Kolbenstange (2) im Zylinder (5) ausgebildet ist, und die eine von der ersten Fluidkammer (R1) und der zweiten Fluidkammer (R2) die zweite Fluidkammer (R2) darstellt, die auf der zur Kolbenstange (2) gegenüberliegenden Seite des Kolbens (8) ausgebildet ist.
  6. Fluiddruckstoßdämpfer (D) nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Rohrelement (3) über eine in der Mutter (22) ausgebildete Durchgangsbohrung (22b) mit der zweiten Fluidkammer (R2) verbunden ist.
  7. Fluiddruckstoßdämpfer (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass der lineare Ausdehnungskoeffizient des Rohrelements (3) größer gewählt ist als der lineare Ausdehnungskoeffizient des Gehäuses.
  8. Fluiddruckstoßdämpfer (D) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass der Stoßdämpfer (D) eine Dehnungs- und eine Kontraktionsbewegung durchführt, wenn der Kolben (8) im Zylinder (5) gleitet, und der Stoßdämpfer (D) darüber hinaus umfasst: einen Bypass-Durchgang (8a) zur Umgehung eines Ölkanals, der durch das Rohrelement (3) und den Hohlraum (4) gebildet wird, um die erste Fluidkammer (R1) und die zweite Fluidkammer (R2) zu verbinden; und ein Ventil (21), das es einem Fluid ermöglicht, nur dann durch den Bypass-Durchgang (8a) zu strömen, wenn der Stoßdämpfer (D) eine Kontraktion durchmacht.
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