DE102010041248A1

DE102010041248A1 - Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE102010041248A1
Application number: DE102010041248A
Authority: DE
Inventors: Ryousuke Kanagawa Kamae
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2011-08-25
Also published as: US20110101585A1; JP2011094749A; DE102010041248A8; CN102052424A

Abstract

Es wird ein Stoßdämpfer geschaffen, der umfasst: einen Zylinder, einen Kolben, der gleitend in den Zylinder eingeführt ist, eine Kolbenstange, die durch eine an einem Endabschnitt des Zylinders angebrachte Stangenführung verläuft, um sich nach außen zu erstrecken, einen Dämpfungskrafterzeuger, der durch Fluss des Arbeitsfluids, welcher durch die Gleitbewegung des Kolbens im Zylinder verursacht wird, eine Dämpfungskraft erzeugt, und eine Zuganschlagfeder, die im Zylinder vorsehen ist, um einen ausfederungsseitigen Hub der Kolbenstange zu beschränken, wobei die Zuganschlagfeder an einem Umfang der Kolbenstange vorgesehen ist, wobei ein Ende der Zuganschlagfeder an einer Seite des Zylinders befestigt ist, während das andere Ende der Zuganschlagfeder ein freies Ende ist, das einem an einer Seite der Kolbenstange befestigten Zuganschlag zugewandt ist, und das freie Ende der Zuganschlagfeder mit einem elastischen Element versehen ist, das gleitend an die Kolbenstange anstößt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer, der an einer Aufhängevorrichtung oder dergleichen eines Fahrzeugs angebracht ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Einen an einer Aufhängevorrichtung eines Fahrzeugs wie etwa eines Autos angebrachten zylinderförmigen hydraulischen Stoßdämpfer betreffend ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2004-124993 (im Folgenden als ”Patentdokument 1” bezeichnet) die folgende Technik offenbart. Nämlich, durch Vorsehen einer Zuganschlagfeder ist es möglich, Stöße und Schlagschall, die auftreten, wenn im Zustand, in dem eine Kolbenstange maximal ausgefahren ist, ein seitlich an einem Kolben befestigter Zuganschlag auf eine am Endabschnitt eines Zylinders befestigte Stangenführung auftrifft, abzuschwächen. Die Zuganschlagfeder ist eine Schraubenfeder, die in den zwischen dem Zuganschlag und der Stangenführung befindlichen Umfang der Kolbenstange eingebaut ist. Während des Ausfahrens der Kolbenstange, beginnt, bevor diese maximal ausgefahren ist, die Zuganschlagfeder sich zusammenzudrücken. Infolge der Federkraft der Zuganschlagfeder lässt sich die Kolbengeschwindigkeit verringern, wodurch Stöße und Schlagschall, die auftreten, wenn bei maximal ausgefahrener Kolbenstange der Zuganschlag auf die Stangenführung auftrifft, abgeschwächt werden können.
Jedoch besteht gemäß der im Patentdokument 1 beschriebenen Technik das Problem, dass bei einem Vibrieren der Zuganschlagfeder die Vibration oder das Geräusch zumeist durch ein direkt an der Kolbenstange befestigtes Federlager auf die Fahrzeugkarosserie übertragen wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist angesichts des obigen Problems ausgeführt worden, wobei es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Stoßdämpfer zu schaffen, der Vibration und Geräusch einer Zuganschlagfeder, die auf ein Fahrzeug übertragen werden, maximal reduziert.
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Stoßdämpfer geschaffen, der umfasst: einen Zylinder, der mit Arbeitsfluid befüllt ist, einen Kolben, der gleitend in den Zylinder eingeführt ist, eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist und durch eine an einem Endabschnitt des Zylinders angebrachte Stangenführung verläuft, um sich nach außen zu erstrecken, einen Dämpfungskrafterzeuger, der durch Fluss des Arbeitsfluids, welcher durch die Gleitbewegung des Kolbens im Zylinder verursacht wird, eine Dämpfungskraft erzeugt, und eine Zuganschlagfeder, die im Zylinder vorsehen ist, um einen ausfederungsseitigen Hub der Kolbenstange zu beschränken, wobei die Zuganschlagfeder an einem Umfang der Kolbenstange vorgesehen ist, wobei ein Ende der Zuganschlagfeder an einer Seite des Zylinders befestigt ist, während das andere Ende der Zuganschlagfeder ein freies Ende ist, das einem an einer Seite der Kolbenstange befestigten Zuganschlag zugewandt ist, und das freie Ende der Zuganschlagfeder mit einem elastischen Element versehen ist, das gleitend an die Kolbenstange anstößt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist die Längsschnittsansicht eines hydraulischen Stoßdämpfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Längsschnittsansicht, die den oberen Endabschnitt einer Zuganschlagfeder des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 größer darstellt;
3 ist eine Längsschnittsansicht, die den Basisendabschnitt der Zuganschlagfeder des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 größer darstellt;
4 ist eine Längsschnittsansicht, die das modifizierte Beispiel einer Federführung, welche am oberen Endabschnitt der Zuganschlagfeder des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 angebracht ist, größer darstellt;
5 ist eine Längsschnittsansicht, die ein weiteres modifiziertes Beispiel einer Federführung, welche am oberen Endabschnitt der Zuganschlagfeder des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 angebracht sind, größer darstellt;
6 ist eine Längsschnittsansicht, die modifizierte Beispiele des Federlagers und der Stangenführung, welche am Basisendabschnitt der Zuganschlagfeder des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 angebracht sind, größer darstellt;
7 ist eine Längsschnittsansicht, die ein weiteres modifiziertes Beispiel des Federlagers und der Stangenführung, welche am Basisendabschnitt der Zuganschlagfeder des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 angebracht sind, größer darstellt;
8 ist eine Längsschnittsansicht, die das modifizierte Beispiel eines Kolbenabschnitts des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 größer darstellt;
9 ist eine Längsschnittsansicht, die modifizierte Beispiele der Stangenführung und eines Ölabdichtungsabschnitts des hydraulischen Stoßdämpfers von 1 größer darstellt; und
10 zeigt eine Lissajous-Wellenform, die auf einer Dämpfungskraft, die Reibung mit einschließt, basiert, in Verbindung mit dem hydraulischen Stoßdämpfer von 1.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFOHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf die beigefügten Figuren werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich erläutert. Wie in 1 gezeigt ist, lässt sich der hydraulische Stoßdämpfer in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als hydraulischer aufrecht stehender Zweirohrstoßdämpfer einstufen, wobei am Außenumfang eines Zylinders 2 ein Außenzylinder 3 vorgesehen ist und zwischen dem Zylinder 2 und dem Außenzylinder 3 ein Behälter 4 ausgebildet ist. Im Innenraum des Zylinders 2 ist ein Kolben 5 gleitend eingepasst, derart, dass der Kolben 5 den Innenraum des Zylinders 2 in zwei Kammern unterteilt, nämlich eine obere Zylinderkammer 2A und eine untere Zylinderkammer 2B. Ein Ende einer Kolbenstange 6 ist mittels einer Mutter 7 mit dem Kolben 5 verbunden, während das andere Ende der Kolbenstange 6 in eine Stangenführung 8 eingeführt ist und am oberen Endabschnitt des Zylinders 2 und des Außenzylinders 3 eine Öldichtung 9 angebracht ist. Das andere Ende der Kolbenstange 6 steht somit vom oberen Endabschnitt des Zylinders 2 nach außen vor, indem es durch die Stangenführung 8 und die Öldichtung 9 verläuft. Ferner ist das andere Ende der Kolbenstange 6 durch eine Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie angebracht. Am unteren Endabschnitt des Zylinders 2 ist ein Basisventil bzw. Bodenventil 10 vorgesehen, um so die untere Zylinderkammer 2B und den Behälter 4 abzuteilen. Die obere Zylinderkammer 2A und die untere Zylinderkammer 2B sind mit Ölfluid als Arbeitsfluid befüllt, während der Behälter 4 mit Ölflüssigkeit und Gas befüllt ist.
Am Kolben 5 sind ein erster Ausfederungsdurchgang 11 und ein erster Einfederungsdurchgang 12 vorgesehen, um so die obere Zylinderkammer 2A mit der unteren Zylinderkammer 28 zu verbinden. Der erste Ausfederungsdurchgang 11 und der erste Einfederungsdurchgang 12 sind mit einem ersten Ausfederungs-Dämpfungskrafterzeuger 13 bzw. einem ersten Einfederungs-Dämpfungskrafterzeuger 14 versehen, die aus einem Durchlass und einem Tellerventil bestehen und die Dämpfungskraft durch Steuern des Fluiddurchflusses durch die Dämpfungskrafterzeuger 13 und 14 erzeugen. Ferner sind am Basisventil 10 ein zweiter Ausfederungsdurchgang 15 und ein zweiter Einfederungsdurchgang 16 vorgesehen, um so die untere Zylinderkammer 2B mit dem Behälter 4 zu verbinden. Der zweite Ausfederungsdurchgang 15 ist mit einem Rückschlagventil 17 versehen, das nur den Fluss der Ölflüssigkeit vom Behälter 4 zur unteren Zylinderkammer 28 zulässt, während der zweite Einfederungsdurchgang 16 mit einem zweiten Einfederungs-Dämpfungskrafterzeuger 18 versehen ist, der aus einem Durchlass und einem Tellerventil besteht, welche einen Widerstand gegen den Fluss der Ölflüssigkeit von der unteren Zylinderkammer 28 zum Behälter 4 schaffen.
Am Außenumfang der Kolbenstange 6 in der oberen Zylinderkammer 2A ist eine Zuganschlagfeder 19 eingeführt. Die Zuganschlagfeder 19 besitzt einen Basisendabschnitt (einen oberen Endabschnitt), der mittels eines Federlagers 20 an der Stangenführung 8 befestigt ist, und außerdem den anderen Endabschnitt (einen unteren Endabschnitt), der ein freies Ende ist, wobei am oberen Endabschnitt des anderen Endabschnitts eine Federführung 21 angefügt ist. Die Kolbenstange 6 ist mit einem ringförmigen Zuganschlag 22 versehen, der aus einem elastischen Element gefertigt ist, das an einem zum Kolben 5 benachbarten Abschnitt angeordnet ist und der am freien Ende des Zuganschlagfeder 19 ausgebildeten Federführung 21 zugewandt ist. Wenn die Kolbenstange 6 in eine gegebene Position ausfährt, stößt der Zuganschlag 22 an die Federführung 21 an, wobei sich die Zuganschlagfeder 19 zusammendrücken lässt. Wie in 1 gezeigt ist, kann der Zuganschlag 22 an einem Abschnitt in der Nähe des Kolbens 5 an diesem angestückt sein. Ebenso kann auch ein Kolbenabschnitt als Zuganschlag 22 wirken. Ferner kann, wie später beschrieben wird, der Zuganschlag 22 an einem vom Kolben 5 entfernten Abschnitt der Kolbenstange 6 vorgesehen sein (siehe 8). Hier bei den vorliegenden Ausführungsformen ist, um ein Beispiel zu nennen, die Zuganschlagfeder 19 so definiert, dass ihre freie Länge 120 mm beträgt, der Durchmesser des Linearmaterials 3,7 mm beträgt und es 17,5 aktive Windungen gibt.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 2 die obere Endstruktur der Zuganschlagfeder 19, an der die Federführung 21 angebracht ist, ausführlich erläutert. Wie in 2 gezeigt ist, besteht die Federführung 21 aus: einem zylindrischen Hauptkörpergehäuse 23 mit Stufen, das eine konvexe Kontur besitzt, die durch einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23A und einem Abschnitt mit großem Durchmesser 23B gebildet ist, einem ringförmigen elastischen Element 24, das in das Hauptkörpergehäuse gepresst ist, und einem ringförmigen Stoßelement 25 (einem Stoßabschnitt), das (der) am Endabschnitt der Seite des Hauptkörpergehäuses 23 mit großem Durchmesser angebracht ist.
Das Hauptkörpergehäuse 23 betreffend ist der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23A (ein Koppelabschnitt) in die Innenseite der Zuganschlagfeder 19 eingepresst, wobei der Stufenabschnitt an den Endabschnitt der Zuganschlagfeder 19 anstößt, womit das Hauptkörpergehäuse 23 am freien Ende der Zuganschlagfeder 19 angebracht ist. Der obere Endabschnitt des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 23A ist verjüngt, um so das Einpressen dieses Abschnitts in die Zuganschlagfeder 19 zu erleichtern. Ferner verhindert die verjüngte Gestaltung, dass beim Ausdehnen/Zusammendrücken der Zuganschlagfeder der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23A das Linearmaterial behindert. Der Innendurchmesser des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 23A ist so festgelegt, dass er etwas größer ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange 6, um nicht mit dem Außenumfang der Kolbenstange 6 in Kontakt zu kommen. Am inneren Bodenabschnitt des Abschnitts mit großem Durchmesser 23B ist am Umkreis einer Öffnung, in die die Kolbenstange 6 eingeführt ist, ein ringförmiger, konkaver Abschnitt ausgebildet.
Das elastische Element 24 ist so ausgebildet, dass ein ringförmiger elastischer Körper 28, etwa aus Nitrilkautschuk oder dergleichen, der elastische oder viskoelastische Eigenschaften besitzt, innen an einer Aufnahme bzw. Halterung 27 angebracht ist, die beispielsweise aus einem zylindrischen Abschnitt 27A und einem Flanschabschnitt 27B, der sich von einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 27A in seiner radialen Richtung nach innen erstreckt, besteht, wobei die Aufnahme 27 beispielsweise mit ringförmigen Elementen aus starrem Metall ausgebildet ist. Das elastische Element 24 ist durch Einpressen des zylindrischen Abschnitts 27A der Aufnahme 27 in den Abschnitt mit großem Durchmesser 23B des Hauptkörpergehäuses 23 befestigt. Ferner ist das elastische Element 24 in axialer Richtung der Kolbenstange 6 dadurch positioniert, dass der Endabschnitt der Aufnahme 27 gegen den Bodenabschnitt des Abschnitts mit großem Durchmesser 236 stößt. Mit dieser oben besprochenen Struktur besteht aufgrund des konkaven Abschnitts 26, der am Bodenabschnitt des Abschnitts mit großem Durchmesser 23B angeordnet ist und als Auslauf wirkt, keine Behinderung des elastischen Körpers 28. Die Seitenwand des Endabschnitts des Abschnitts mit großem Durchmesser 23B, die eine gegenüberliegende Seite in Bezug auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 23A ist, ist dünner gehalten, womit der Abschnitt mit großem Durchmesser an seinem Innenumfang einen Stufenabschnitt 29 besitzt. Das Stoßelement 25 ist in den dünner gehaltenen Abschnitt eingepasst, um so gegen den Stufenabschnitt 29 zu stoßen und dadurch in axialer Richtung der Kolbenstange 6 positioniert zu werden. Ferner ist das obere Ende des dünner gehaltenen Abschnitts in radialer Richtung nach innen aufgespreizt, um so das Stoßelement 29 zu fixieren. Hier ist zwischen der Aufnahme 27 des elastischen Elements 24 und dem Stoßelement 25 in axialer Richtung der Kolbenstange 6 ein kleiner Zwischenraum gebildet, womit dem Stoßelement 25 auferlegte axiale Lasten durch den Stufenabschnitt 29 aufgenommen werden und verhindert wird, dass die Last auf das elastische Element 24 übertragen wird. Der Innendurchmesser des Stoßelements 25 ist so festgelegt, dass er etwas größer als der Außendurchmesser der Kolbenstange 6 ist, womit der Innendurchmesser des Stoßelements 25 nicht in Kontakt mit dem Außendurchmesser der Kolbenstange 6 ausgebildet ist. Der elastische Körper 28 des elastischen Elements 24 ist so ausgebildet, dass es möglich ist, die Kolbenstange 6 mit einer gewissen Behinderung gleitend in den elastischen Körper 28 einzuführen, wodurch beim Verschieben der Kolbenstange 6 eine gegebene Reibungskraft ausgeübt wird.
Als Nächstes wird mit Bezug auf 3 die Struktur des Basisendabschnitts der Zuganschlagfeder 19, der am Federlager 20 befestigt ist, ausführlich erläutert. Die Stangenführung 8 besteht aus: einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 8A, der in den Zylinder 2 eingepasst ist, und einem Abschnitt mit großem Durchmesser 88, der in den Außenzylinder 3 eingepasst ist, wobei die Stangenführung 8 zu einem Stufenzylinder ausgebildet ist. Ein ringförmiger Halteabschnitt 9A der Öldichtung 9 stößt an den oberen Endabschnitt der Stangenführung 8 an und ist dadurch fixiert, dass der obere Endabschnitt des Außenzylinders 3 in radialer Richtung aufgespreizt ist. Am Innenumfang der Stangenführung 8 ist eine Buchse 30 eingepresst, um so die Kolbenstange 6 gleitend führen zu können. Die Öldichtung 9 betreffend sind mittels eines lippenförmigen Dichtelements 9B, das am Halteabschnitt 9A befestigt ist, die Gleitfläche der Kolbenstange 6 sowie ein Raum, der zwischen dem Außenzylinder 3 und der Stangenführung 8 definiert ist, abgedichtet. Am Abschnitt mit großem Durchmesser 88 der Stangenführung 8 verläuft in axialer Richtung der Kolbenstange 6 ein Abflussdurchgang 31, durch den Ölflüssigkeit, die zwischen dem Abschnitt mit großem Durchmesser 88 und der Öldichtung 9 durch die Buchse 30 entweicht, zum Behälter 4 zurückkehren kann. Außerdem ist am oberen Endabschnitt des Außenzylinders 3 außen eine Kappe 32 aufgesetzt, um so die Öldichtung 9 zu schützen.
Am oberen Ende des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 8A der Stangenführung 8, der in den Zylinder 2 eingepasst ist, ist ein ringförmiger, konkaver Bereich 33 ausgebildet, wobei das Federlager 20 in den konkaven Bereich 33 eingepresst ist. Das Federlager 20 besitzt eine konvexe Gestalt, die aus einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser 20A und einem Abschnitt mit großem Durchmesser 20B besteht, wobei das Federlager 20 somit zu einem Stufenzylinder ausgebildet ist. Ferner besitzt das Federlager 20 an seinem Mittelabschnitt eine Öffnung, in die die Kolbenstange 6 mit einem gegebenen Spiel eingeführt ist. Das Federlager 20 betreffend ist der Abschnitt mit großem Durchmesser 20B in den konkaven Bereich 33 der Stangenführung 8 eingepresst, während der obere Endabschnitt der Zuganschlagfeder 19 außen auf den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 20A aufgepresst ist. Des Weiteren stößt der obere Endabschnitt der Zuganschlagfeder 19 zur Fixierung an den Stufenabschnitt an. Der obere Endabschnitt des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 20A ist verjüngt, womit er sein Einpressen in die Zuganschlagfeder 10 erleichtert, wobei die verjüngte Gestaltung auch verhindert, dass er beim Ausdehnen/Zusammendrücken der Zuganschlagfeder 19 das Linearmaterial behindert.
Aufgrund dessen, dass der Zuganschlag 22 die Zuganschlagfeder 20 zusammendrückt und deren Leitungsmaterialien aneinander anstoßen, um so die Verschiebung der Kolbenstange 6 zu beschränken, kann beispielsweise an einer Seite, an der die Kolbenstange 6 ausfährt, ein Hubende definiert sein. In diesem Fall ist, um den Stoß- und Schlagschall, der durch den Kontakt der Leitungsmaterialien miteinander erzeugt wird, zu reduzieren, die Oberfläche der Leitungsmaterialien mit Stoß auffangenden Materialien wie etwa Gummi oder dergleichen überzogen oder beschichtet. Neben dem oben Genannten ist es auch möglich, das Hubende aufgrund dessen zu definieren, dass irgendeine Art von Anschlag, der den Hub an einer Seite, an der die Kolbenstange 6 ausfährt, beschränkt, vorgesehen ist.
Am Bodenabschnitt, d. h. am unteren Endabschnitt des Außenzylinders 3 ist ein Befestigungsösenabschnitt 34 vorgesehen, um so die Aufhängungsmaterialien auf der Fahrzeugradseite (untere Seite einer Feder) zu verbinden, wobei am oberen Endabschnitt der Kolbenstange 6 ein Befestigungsabschnitt 35 (Schraubenabschnitt) ausgebildet ist, um so eine Fahrzeugkarosserieseite (obere Seite einer Feder) zu verbinden.
Im Folgenden werden die Funktionen der besprochenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. In einem Prozess, in dem die Kolbenstange 6 zusammen mit dem Gleiten des Kolbens im Zylinder 2 ausfährt, wird Ölflüssigkeit auf Seiten der oberen Zylinderkammer 2A mit Druck beaufschlagt, was sie zur unteren Zylinderkammer 2B hin strömen lässt, indem sie sich durch den ersten Ausfederungsdurchgang 11 und den Ausfederungs-Dämpfungskrafterzeuger 13 des Kolbens 5 bewegt. Aufgrund des Ausfederungs-Dämpfungskrafterzeugers 13 wird dementsprechend eine Dämpfungskraft erzeugt. Hierbei strömt Ölflüssigkeit, welche aus dem Zylinder 2 austritt, vom Behälter 4 zur unteren Zylinderkammer 2B, indem das Rückschlagventil 17 des zweiten Ausfederungsdurchgangs 15 des Basisventils 10 geöffnet wird. Dann wird durch Expandierenlassen von Gas im Behälter 4 eine den Volumenänderungen im Zylinder 2 entsprechende Volumenkompensation ausgeführt.
Andererseits wird in einem Prozess, in dem die Kolbenstange 6 zusammen mit dem Gleiten des Kolbens 5 im Zylinder 2 einfährt, Ölflüssigkeit auf Seiten der unteren Zylinderkammer 26 mit Druck beaufschlagt, was sie zur oberen Zylinderkammer 2A hin strömen lässt, indem sie sich durch den ersten Einfederungsdurchgang 12 und den ersten Einfederungs-Dämpfungskrafterzeuger 14 des Kolbens 5 bewegt. Aufgrund des ersten Einfederungs-Dämpfungskrafterzeugers des Kolbens 5 wird dementsprechend eine Dämpfungskraft erzeugt. Da die Kolbenstange 6 in den Zylinder 2 eingeführt ist, wird ferner die in der unteren Zylinderkammer 2B verbleibende Olflüssigkeit dazu gebracht, zum Behälter 4 zu strömen, indem sie sich durch den zweiten Einfederungsdurchgang 16 des Basisventils 10 bewegt, womit aufgrund des zweiten Einfederungs-Dämpfungskrafterzeugers 18 eine Dämpfungskraft erzeugt wird. Insgesamt werden dann während des Einfederungsprozesses beide Dämpfungskräfte zur Dämpfungskraft. Da im Behälter 4 Gas in dem Maße zusammengedrückt wird, wie die Kolbenstange 6 in den Zylinder 2 eingeführt wird, ist es hier möglich, eine den Volumenänderungen im Zylinder 2 entsprechende Volumenkompensation auszuführen.
Dann stößt in einem Prozess, in dem die Kolbenstange 6 ausführt, der Zuganschlag 22 gegen das Stoßelement 25 der Federführung 21. Dementsprechend wird die Zuganschlagfeder 19 in Abhängigkeit vom Hub der Kolbenstange 6 zusammengedrückt, womit die Federkraft als Widerstandskraft wirken kann. Da diese Federkraft im Verhältnis zur Zusammendrückung der Zuganschlagfeder 19 zunimmt, ist es möglich, Hubgeschwindigkeiten zu verzögern, um so Stöße zu abzuschwächen, wenn die Kolbenstange 6 ihr Hubende erreicht. Durch Ausüben der Federkraft der Zuganschlagfeder 22 auf die Kolbenstange 6 ist es ferner möglich, die Resonanz der Kolbenstange 6 zu verringern, um so die Erzeugung unvorteilhaften Schalls aufgrund der Resonanz zu minimieren.
In einem Zustand, in dem der Zuganschlag 22 nicht an die Federführung 21 anstößt (siehe 1), wird der untere Endabschnitt der Zuganschlagfeder 19 zu einem freien Ende. Da der untere Endabschnitt der Zuganschlagfeder 19 mittels des elastischen Elements 24 der Federführung 21 längs der Kolbenstange 6 gleitend geführt und in seiner radialen Richtung eingeschränkt wird, ist die Zuganschlagfeder 19 jedoch nie mit dem Außenumfang der Kolbenstange 6 oder dem Innenumfang des Zylinders 2 in Kontakt, so dass keine unvorteilhaften Geräusche erzeugt werden. Ferner ist die Zuganschlagfeder 19 an der Stangenführung 8 angebracht, die auf der Seite des Zylinders 2 befestigt ist, die mit der Radseite (unteren Seite einer Feder) eines Fahrzeugs verbunden ist, wobei das elastische Element 24 an der mit der Fahrzeugseite (oberen Seite einer Feder) verbundenen Kolbenstange 6 vorgesehen ist. Dementsprechend würden selbst dann, wenn die Zuganschlagfeder 19 in Resonanz tritt, Vibrationen und Geräusche, die erzeugt werden können, schwerlich zur Fahrzeugkarosserieseite übertragen, womit der Fahrkomfort und die Laufruhe verbessert werden.
Hier ist es gegebenenfalls möglich, die Erzeugung von durch gegenseitige Behinderung der Kolbenstange und des Zylinders verursachtem Schlagschall zu verhindern, indem beispielsweise der Basisendabschnitt der Zuganschlagfeder auf Seiten der Kolbenstange befestigt ist, die Federführung am oberen Endabschnitt der Zuganschlagfeder angebracht ist und das an der Federführung eingebaute elastische Element an der Innenwand des Zylinders gleiten kann, um so ein Schwingen der Zuganschlagfeder in ihrer seitlichen Richtung zu verhindern. Da bei dieser Struktur der Basisendabschnitt der Zuganschlagfeder auf Seiten der Kolbenstange befestigt ist, werden jedoch dort, wo an der Zuganschlagfeder erzeugte Vibrationen in Resonanz treten, Geräusche durch die mit der Fahrzeugkarosserieseite verbundene Kolbenstange auf die Fahrzeugkarosserie übertragen. Dieses Problem besteht weiterhin. Im Gegensatz dazu ist es durch Anwenden der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung möglich, insofern positive Auswirkungen zu erzielen, als Vibrationen und Geräusche schwerlich zur Fahrzeugkarosserieseite übertragen werden.
Wenn die Kolbenstange 6 kleine Hübe ausführt, kann die Dämpfungskraft, die am Ausfederungs-Dämpfungskrafterzeuger, am ersten Einfederungs-Dämpfungskrafterzeuger und am zweiten Einfederungs-Dämpfungskrafterzeuger durch Ölflüssigkeitsfluss erzeugt wird, infolge der Verformung von Abdichtungsabschnitten, der Kompression/Expansion von Ölflüssigkeit usw. im Zylinder 2 eine späte Motorreaktion verursachen. Andererseits setzt die Reibungskraft zwischen der Kolbenstange 6 und dem elastische Element 24 der Federführung 21 durch das Gleiten dieser Elemente schnell ein. Dementsprechend ist es, wenn die Kolbenstange 6 kleine Hübe ausführt, möglich, die späte Reaktion durch Dämpfungskrafterzeugung infolge des Flusses von Ölflüssigkeit zu kompensieren, womit die korrekte Dämpfungskraft erzeugt werden kann.
10 ist eine Darstellung, bei der die Reibungskraft des elastischen Elements 24 erzeugt wird. Da diese Darstellung nur ein Bild ist, ist hierbei keine Hubposition berücksichtigt worden. Die Abszissenachse gibt einen Hubbereich an, während die Längsachse eine axiale Kraft (Reibungskraft und Dämpfungskraft) angibt. In 10 geben durchgezogene Linien, wie sie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2007-205435 gezeigt sind, die Wellenform bzw. das Schwingungsverhalten eines hydraulischen Stoßdämpfers an, wobei ein elastisches Element an einer Aufnahme befestigt ist, die an einer Stangenführung, die ruht und gesichert ist, befestigt ist. Andererseits geben unterbrochene Linien die Wellenform des hydraulischen Stoßdämpfers 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an, bei denen durch die Reibungskraft des elastischen Elements 24 eine Dämpfungskraft aufgebracht wird. In einem Fall, in dem das elastische Element durch Befestigung eingerichtet ist, verändert sich die aufgrund von Reibungskraft erzeugte axiale Kraft stark, wenn von Ausfederungsprozessen zu Einfederungsprozessen umgesetzt wird oder umgekehrt (im Folgenden als ”Umsetzprozesse” bezeichnet). Im Gegensatz dazu nimmt bei der vorliegenden Erfindung aufgrund dessen, dass das elastische Element 24 an der Federführung 21, die axial beweglich ist, befestigt ist, in einem Fall, in dem die statische Reibung betreffende Einstellbeziehung zwischen der Federgegenkraft der Zuganschlagfeder und dem elastischen Element 24 derart ist, dass die statische Reibung größer als die Federgegenkraft ist, während der Umsetzprozesse die axiale Kraft, die infolge der Reibungskraft erzeugt wird, allmählich zu, womit bei Vonstattengehen der Umsetzprozesse die axiale Kraft moderat verändert werden kann. Ferner können beim hydraulischen Stoßdämpfer 1 der vorliegenden Ausführungsformen durch Kompensieren der Dämpfungskraft infolge von Ölflüssigkeitsfluss mit Reibungskraft nicht nur stabile Dämpfungseigenschaften erzielt werden, sondern auch eine Stärke der aufgebrachten Reibungskraft oder aktiven Hübe einstellbar werden, indem die Auslegungen oder die Eigenschaften des elastischen Elements und der Zuganschlagfeder verändert werden.
Wie oben besprochen worden ist, wäre es aufgrund dessen, dass die Federkraft der Zuganschlagfeder 19 und die Reibungskraft des elastischen Elements 24 auf die Dämpfungskraft infolge von Ölflüssigkeitsfluss angewandt werden, möglich, die Dämpfungseigenschaften zu verändern, indem optional Reibungskrafteigenschaften wie etwa Auslegungen, Materialen und Linearität der Zuganschlagfeder 19, Federeigenschaften durch Nichtlinearität usw., Materialien, Gestaltungen und störende Beeinflussungen des elastischen Materials 24 und die Oberflächenrauheit der Kolbenstange 6 usw. festgelegt werden und dadurch die Abstimmungsflexibilität erhöht wird. Hier verschiebt sich dann, wenn sich die Kolbenstange 6 in ihrem Ausfederungsprozess befindet, die Federführung 21 zusammen mit der Kolbenstange 6, nachdem die Federführung 21 an den Zuganschlag 22 angestoßen ist, womit die Reibungskraft durch das elastische Element 24 nicht auf die Hübe der Kolbenstange 6 anwendbar wird. Dementsprechend wird es möglich. die Dämpfungseigenschaften entsprechend den Hüben der Kolbenstange 6 einzustellen. Beispielsweise wird dann, wenn ein Fahrzeug auf einer gut ausgebauten Straße fährt, d. h. relativ kleine Hübe benötigt, die Reibungskraft durch das elastische Element 24 angewandt. Andererseits wird dann, wenn das Fahrzeug auf einer schlecht ausgebauten Straße fährt, d. h. relativ große Hübe benötigt, einstellbar, die Reibungskraft durch das elastische Element 24 nicht anzuwenden. Dementsprechend wäre es zum Verbessern des Fahrkomforts und der Betriebsstabilität möglich, mehr Gelegenheiten zum Abstimmen der Dämpfungseigenschaften anzubieten.
Als Nächstes werden mit Bezug auf die 4 bis 9 einige modifizierte Beispiele der obigen Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert. Hier werden auf Teile, die zu jenen der obigen Ausführungsformen gleich sind, die gleichen Bezugszeichen angewandt, wobei Teile, die zu jenen der obigen Ausführungsformen nicht gleich sind, mit Bezug auf Figuren ausführlich erläutert werden.
In den modifizierten Beispielen, wie sie in 4 gezeigt sind, sind bei Betrachtung der Federführung 21 mehrere vorstehende Abschnitte an der Innenfläche des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 23A des Hauptkörpergehäuses 23 angeordnet, und zwar bei gleichen Abständen in Umfangsrichtung der Innenfläche, wobei die mehreren vorstehenden Abschnitte 36 beiderseits des Abschnitts mit kleinem Durchmesser 23A in axialer Richtung der Kolbenstange 6 angeordnet sind. Dementsprechend wird der zwischen den vorstehenden Abschnitten 36 und der Kolbenstange 6 definierte Zwischenraum enger. Mit dieser Struktur können auch dann, wenn die Zuganschlagfeder 19 zusammengedrückt ist und die Federführung 21 geneigt ist, die vorstehenden Abschnitte 36 an die Kolbenstange 6 stoßen, womit es möglich ist, die Neigung der Federführung 21 zu minimieren. Da ein normalerweise kleiner Zwischenraum zwischen den vorstehenden Abschnitten 36 und der Kolbenstange 21 vorhanden ist, besteht keine Notwendigkeit, sich um die Übertragung von Vibrationen und Geräuschen dazwischen zu kümmern.
In dem modifizierten Beispiel, wie es in 5 gezeigt ist, ist bei Betrachtung der Federführung 21 das Stoßelement 25 nicht durch Aufspreizen, sondern durch Einpressen am Hauptkörpergehäuse 23 fixiert. Das Stoßelement 25 ist zu einem Stufenzylinder ausgebildet. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 25A des Stoßelements 25 ist in den dünner gehaltenen Abschnitt des Abschnitts mit großem Durchmesser 238 des Hauptkörpergehäuses 23 eingepresst, wobei zur Fixierung der Stufenabschnitt des Stoßelements 25 an den Endabschnitt des Hauptkörpergehäuses 23 anstößt.
Bei den Ausführungsformen nach 6 ist bei Betrachtung der Federführung 8 am Umfang der Öffnung, in die die Kolbenstange 6 eingeführt wird, ein zylindrischer, konvexer Abschnitt 37 anstelle des ringförmigen, konkaven Abschnitts 33 ausgebildet. Durch Einpressen des konvexen Abschnitts 37 in ein ringförmiges, konkaves Teil 38, das an einer Seite des Federlagers 20 ausgebildet ist, ist das Letztere an der Stangenführung 8 befestigt.
In dem modifizierten Beispiel, wie es in 7 gezeigt ist, ist der ringförmige, konkave Abschnitt 33 der Stangenführung 8 entfernt und der Abschnitt mit großem Durchmesser des Federlagers 20, der zur Fixierung an den Endabschnitt der Stangenführung 8 anstößt, in den Zylinder 2 eingepresst.
In dem modifizierten Beispiel, wie es in 8 gezeigt ist, ist der Zuganschlag 22 an einem vom Kolben 5 entfernten Abschnitt mittels eines an der Kolbenstange 6 angebrachten konvexen Halteabschnitts 39 befestigt. Mit dieser Struktur ist es möglich, für den Zuganschlag 22 die Hubposition der Kolbenstange 6, die an die Federführung 21 anstößt, einzustellen.
In dem modifizierten Beispiel, wie es in 9 gezeigt ist, ist am Endabschnitt des Abschnitts mit großem Durchmesser 8B der Stangenführung 8, in die die Kolbenstange 6 eingeführt ist, ein ringförmiger konkaver Bereich 40 ausgebildet. In den konkaven Bereich 40 ist ein elastisches Element 41, das wie das elastische Element 24 der Federführung 21 strukturiert ist, eingepresst Dann ist die Kolbenstange 6 in einen elastischen Körper 43 gleitend eingeführt, der mit einem gegebenen Spiel an einer Aufnahme 42 des elastischen Elements 41 befestigt ist, wodurch eine vorgegebene Reibungskraft entgegen der Verschiebung der Kolbenstange 6 verschafft wird. Mit dieser Struktur wird neben der Reibungskraft des elastischen Körpers 28 der Federführung 21 die Reibungskraft des elastischen Elements 41 normalerweise auf die Hübe der Kolbenstange 6 anwendbar. Durch Anwenden dieser Reibungskräfte ist es möglich, die Abstimmungsflexibilität der Dämpfungseigenschaften zu erhöhen.
Bei den obigen Ausführungsformen ist der hydraulische Stoßdämpfer 1 als Zweirohrtyp definiert, bei dem der Behälter 4 um den Außenumfang des Zylinders 2 vorgesehen ist und angesichts der Betriebsstabilität und einfachen Handhabung Ölflüssigkeit und Gas als Arbeitsfluid angewandt werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es ist möglich, einen Stoßdämpfer des Einrohrtyps anzuwenden oder Ölflüssigkeit, Luft oder Stickstoffgas als Arbeitsfluid, und zwar einzeln oder kombiniert, zu verwenden.
Ferner wird bei den vorliegenden Ausführungsformen ein stehender Typ, bei dem die Kolbenstangeseite an der Fahrzeugkarosserie angebracht ist, angewandt; jedoch kann im Fall, dass Auswirkungen der Reibungskraft durch das elastische Element 41 im Mittelpunkt des Interesses stehen, ein umgekehrter Typ, bei dem die Kolbenstange auf der Seite der Räder angebracht ist, angewandt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2004-124993 [0002]
JP 2007-205435 [0032]

Claims

Stoßdämpfer, der umfasst: einen Zylinder, der mit Arbeitsfluid befüllt ist; einen Kolben, der in den Zylinder gleitend eingeführt ist; eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist und durch eine an einem Endabschnitt des Zylinders angebrachte Stangenführung verläuft, um sich nach außen zu erstrecken; einen Dämpfungskrafterzeuger, der durch Fluss des Arbeitsfluids, welcher durch die Gleitbewegung des Kolbens im Zylinder verursacht wird, eine Dämpfungskraft erzeugt, und einen Zuganschlagfeder, die im Zylinder vorgesehen ist, um einen ausfederungsseitigen Hub der Kolbenstange zu beschränken, wobei die Zuganschlagfeder an einem Umfang der Kolbenstange vorgesehen ist, wobei ein Ende der Zuganschlagfeder an einer Seite des Zylinders befestigt ist, während das andere Ende der Zuganschlagfeder ein freies Ende ist, das einem an einer Seite der Kolbenstange befestigten Zuganschlag zugewandt ist, und das freie Ende der Zuganschlagfeder mit einem elastischen Element versehen ist, das gleitend an die Kolbenstange anstößt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei das elastische Element einen aus Nitrilkautschuk gefertigten elastischen Körper umfasst, der gleitend an die Kolbenstange anstößt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei das freie Ende der Zuganschlagfeder mit einer Federführung versehen ist, die gleitend an den Zuganschlag anstößt, das elastische Element in der Federführung vorgesehen ist, und zwischen der Federführung und der Kolbenstange ein Zwischenraum vorgesehen ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 3, wobei die Federführung an einer Stirnseite von ihr mit einem Verbindungsabschnitt versehen ist, welcher mit dem freien Ende der Zuganschlagfeder verbunden wird, und die Federführung außerdem an der anderen Stirnseite von ihr mit einem Stoßabschnitt versehen ist, welcher an den Zuganschlag anstößt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei der Zuganschlag an den Kolben angestückt ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei der Zuganschlag an einem vom Kolben entfernten Abschnitt angeordnet ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 4, wobei die Federführung aus einem Abschnitt mit kleinem Durchmesser, der mit dem freien Ende der Zuganschlagfeder verbunden ist, und einem Abschnitt mit großem Durchmesser, der an den Zuganschlag anstößt, besteht, wobei die Federführung zu einer konvexen Form ausgebildet ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 4, wobei das elastische Element besteht aus: einem starren ringförmigen Element, das einen zylindrischen Abschnitt, in den die Kolbenstange eingeführt ist, und einem Flanschabschnitt, der sich von zylindrischen Abschnitt in einer Richtung radial nach innen erstreckt, umfasst; und einem elastischen Körper der an einem Innenumfang des ringförmigen Elements befestigt ist, wobei das ringförmige Element an einem Hauptkörpergehäuse befestigt ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 8, wobei zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem elastischen Körper ein Zwischenraum gebildet ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei eine Stirnseite der Zuganschlagfeder an der Stangenführung befestigt ist.