DE10324746B4

DE10324746B4 - Stossdämpfer

Info

Publication number: DE10324746B4
Application number: DE10324746A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yamauchi; Nakaaki Himeki; Toshihiko Sugahara; Akiyoshi Yanagita; Yuzu Niina
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2023-05-31
Also published as: US20040026197A1; JP2004003562A; DE10324746A1; KR20030094000A; KR100546950B1; US7367435B2

Abstract

Stossdämpfer mit
einem Kolben (1),
einem Arbeitszylinder (2), in dem der Kolben (1) untergebracht ist, und
einer Stange (3), deren eines Ende an dem Kolben (1) befestigt ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder (2) vorsteht,
wobei der Radius r des Kolbens (1), die Höhe 2h des Kolbens (1), und die Länge l eines Abschnitts der Stange (3), der in dem Arbeitszylinder (2) untergebracht ist, wenn die durch den Kontakt des Kolben (1) mit dem Arbeitszylinder (2) auf den Kolben (1) wirkenden Reibungskräfte (F_l, F_r) mit der Biegesteifigkeit der Stange (3) im Gleichgewicht liegen, so gewählt sind, dass Formel μ ≤ 3h2/rlerfüllt ist, wobei μ der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Kolben (1) und dem Arbeitszylinder (2) ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stossdämpfer, der vorzugsweise bei einer Aufhängung eines Fahrzeugs, wie z. B. ein Automobil verwendet wird.
2. Beschreibung des Standes der Technik:
Die beigefügte 6a ist ein Querschnitt, der einen herkömmlichen Stossdämpfer zeigt, der allgemein bekannt ist. Der in der Zeichnung gezeigte Stossdämpfer umfasst einen Arbeitszylinder 2 und ein Reservoir 5. In dem Inneren des Arbeitszylinders 2 ist ein Kolben 1 verschiebbar eingesetzt. An dem Kolben 1 ist eine Stange 3 befestigt. Außerdem ist einer als Dichtelement dienender Kolbenring 4 um den Kolben 1 angeordnet, um eine Flüssigkeitsdichtheit zu dem Arbeitszylinder 2 aufrechtzuerhalten.
Wenn sich der Kolben 1 aufgrund einer durch die Stange 3 aufgebrachten äußeren Kraft nach oben und nach unten bewegt (in anderen Worten verursacht die Aufbringung einer äußeren Kraft eine Bewegung des Arbeitszylinders 2 nach oben und nach unten), bewegt sich Öl zwischen dem Inneren des Arbeitszylinders 2 und dem Inneren des Reservoirs 5 entsprechend der Volumenänderung in dem Arbeitszylinder 2. Zu diesem Zeitpunkt verringert der Viskositätswiderstand des sich bewegenden Öls eine Vibration.
Wie es in der beigefügten 6b gezeigt ist, umfasst ein herkömmlicher Stossdämpfer jedoch einen Kolbenring 4 mit einer kurzen Berührungsspanne bezüglich eines Arbeitszylinders 2, so dass das Problem besteht, dass eine Erzeugung von Geräuschen (insbesondere von Klopfgeräuschen) von dem Ausmaß des Kontaktwiderstands des Kolbenrings 4 abhängt.
In einem Stossdämpfer erzeugt ein Kontakt des Kolbenrings 4 mit dem Arbeitszylinder 2 eine Widerstandskraft, die außerdem ein Moment in dem Kolben 1 verursacht, so dass eine kurze Spanne eine instabile Vibration verursachen kann. Eine instabile Vibration resultiert häufig in einer selbst induzierten Vibration, wie es in 7 gezeigt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hinsichtlich der oben erwähnten Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stossdämpfer zu schaffen, mit dem es möglich ist, Geräusche zu verhindern, die durch selbst induzierte Vibration erzeugt werden. Ein Stangen-Kolben-System, das dazu neigt, ein instabiles Vibrationssystem zu sein, soll zu einem stabilen Vibrationssystem werden.
Diese Aufgabe wird bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung durch einen Stossdämpfer gelöst, der einen Kolben, einen Arbeitszylinder, in dem der Kolben untergebracht ist, und eine Stange umfasst, deren eines Ende an dem Kolben angebracht ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder vorsteht, wobei ein Reibungskoeffizient μ zwischen dem Kolben und dem Arbeitszylinder durch die Formel μ ≤ 3h²/rl dargestellt wird (wobei r der Radius des Kolbens ist, 2h die Höhe des Kolbens ist, l die Länge eines Abschnitts der Stange ist, der in dem Arbeitszylinder untergebracht ist, wenn der Kolben neutral ist).
Ein so konstruierter und geformter Stossdämpfer macht aus einem Stangen-Kolben-System ein stabiles Vibrationssystem, so dass eine Geräuscherzeugung verhindert wird.
Vorzugsweise liegt der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0 < μ ≤ 0,1.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann bei dem Stossdämpfer die Formel 0,1 ≤ 3h²/rl erfüllt sein.
Zusätzlich kann der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0,05 ≤ μ ≤ 0,08 liegen.
Bei einer zweiten Ausführungsform zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe umfasst ein Stossdämpfer einen Kolben, einen Arbeitszylinder, in dem der Kolben untergebracht ist, eine Stange, deren eines Ende an dem Kolben angebracht ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder hervorsteht, und eine Kolbenringeinrichtung, die um den Umfang des Kolbens angeordnet ist, und wenigstens einen oberen Ring und einen unteren Ring umfasst.
Bei einer dritten Ausführungsform wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Stossdämpfer gelöst, der einen Kolben, einen Arbeitszylinder, in dem der Kolben untergebracht ist, eine Stange, deren eines Ende an dem Kolben angebracht ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder vorsteht, und einen Kolbenring auf, der um den Außenumfang des Kolbens angeordnet ist, wobei ein Reibungskoeffizient μ zwischen dem Kolben und dem Arbeitszylinder durch die Formel μ ≤ 3S²/rl dargestellt wird (wobei r der Radius des Kolbens, 2S die Intervalllänge zwischen dem oberen Kontaktende des Kolbenrings bezüglich des Arbeitszylinders und dem unteren Kontaktende des Kolbenrings bezüglich des Arbeitszylinders ist, und l die Länge eines Abschnitts der Stange ist, der in dem Arbeitszylinder untergebracht ist, wenn der Kolben neutral ist).
Bevorzugt kann der Kolbenring aus wenigstens zwei Teilen, einschließlich eines obersten Kolbenringteils und eines untersten Kolbenringteils gebildet sein, wobei das obere Kontaktende der oberste Punkt des obersten Kolbenringteils ist, der in Kontakt mit dem Arbeitszylinder steht, und das untere Kontaktende der unterste Punkt des untersten Kolbenringteils sein kann, der in Kontakt mit dem Arbeitszylinder steht.
Vorzugsweise liegt der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0 < μ ≤ 0,1.
Zweckmäßigerweise wird bei dem Stossdämpfer die Formel 0,1 ≤ 3S²/rl erfüllt.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform liegt der Reibungskoeffizient in einem Bereich von 0,05 ≤ μ ≤ 0,08.
Bei einer vierten Ausführungsform, durch die die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst wird, umfasst ein Stossdämpfer einen Kolben, einen Arbeitszylinder, in dem der Kolben untergebracht ist, eine Stange, deren eines Ende an dem Kolben befestigt ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder vorsteht, einen Ring mit einem Umfangskontaktabschnitt, der in Kontakt mit dem Innenumfang des Arbeitszylinders steht und oberhalb oder unterhalb des Kolbens angeordnet ist, und ein Koppelteil, dessen eines Ende an dem Umfangskontaktabschnitt und dessen anderes Ende an der Stange oder dem Kolben angebracht ist.
Bei einer fünften Ausführungsform, durch die die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst wird, umfasst ein Stossdämpfer einen Kolben, einen Arbeitszylinder, in dessen Gehäuse der Kolben untergebracht ist, eine Stange, deren eines Ende an dem Kolben angebracht ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder vorsteht, und einen Ring, der in Kontakt mit dem Innenumfang des Arbeitszylinders steht und oberhalb oder unterhalb des Kolbens angeordnet ist, wobei ein Reibungskoeffizient μ zwischen dem Kolben und dem Arbeitszylinder durch die Formel μ ≤ 3T²/rl dargestellt wird (wobei r der Radius des Kolbens, 2T die Intervalllänge zwischen dem Kontaktpunkt zwischen dem Arbeitszylinder und dem Ring und dem zwischen dem Arbeitszylinder und dem Kolben ist, und l die Länge eines Abschnitts des Kolbens ist, der in dem Arbeitszylinder untergebracht ist, wenn der Kolben neutral ist).
Bevorzugt liegt der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0 < μ ≤ 0,1.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist bei dem Stossdämpfer die Formel 0,1 ≤ 3T²/rl erfüllt.
Der Reibungskoeffizient μ kann zweckmäßigerweise in einem Bereich von 0,05 ≤ μ ≤ 0,08 liegen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Frontansicht, die ein physikalisches Modell eines Stossdämpfers für eine theoretische Analyse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
2 eine vergrößerte Ansicht des Details b von 1,
3 ein Diagramm, das ein physikalisches Modell eines Stossdämpfers für eine theoretische Analyse zeigt, um das Kraftgleichgewicht in dem Stossdämpfer gemäß der ersten Ausführungsform zu erläutern,
4a bis 4c Diagramme, die den Aufbau eines Kolbenrings des erfindungsgemäßen Stossdämpfers zeigen,
5 ein Diagramm, das die Beseitigung einer selbst induzierten Vibration des Stossdämpfers der ersten Ausführungsform zeigt,
6a und 6b Querschnitte eines bekannten Stossdämpfers, und
7 ein Diagramm, das ein Problem beim Stand der Technik zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Stossdämpfer einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stossdämpfers einen Kolben (Kolbenkopf) 1, einen Arbeitszylinder 2, in dem der Kolben 1 untergebracht ist, und eine Stange 3, deren eines Ende an dem Kolben 1 angebracht ist, und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder 2 vorsteht.
Eine Untersuchung der Kraft, die auf den Stossdämpfer wirkt, wird nun anhand des physikalischen Modells von 1 durchgeführt. Die Widerstandskraft und die Reibungskraft, die auf den Kolbenkopf 1 wirken, werden verteilt auf den gesamten äußeren Umfang des Kolbens 1 aufgebracht, wobei für eine vereinfachte Erläuterung angenommen wird, dass die Widerstandskraft (N_r, N_l) und die Reibungskraft (μ N_r, μ N_l) in großem Ausmaß auf zwei Abschnitte des Kolbenkopfs 1 aufgebracht werden, wie es in der Zeichnung gezeigt ist.
Der in 3 gezeigte Drehwinkel θ stellt den komplementären Winkel dar, der durch die Mittelachse der Stange 3 und die Mittelachse des Arbeitszylinders 2 definiert wird, er stellt jedoch nicht den Drehwinkel der Mittelachse der Stange 3 bezüglich der vertikalen Achse dar. Die Verschiebung x in der Translationsrichtung repräsentiert die Verschiebung von der Referenzachse des Kolbenkopfs 1. Die Referenzachse verläuft parallel zu der Mittelachse des Arbeitszylinders 2 und wird mit dem Abstand e parallel zu der Mittelachse des Arbeitszylinders 2 bewegt.
Außerdem wird der Anfangsdrehwinkel θ₀ und die Anfangsverschiebung x₀ durch das Anfangsmoment bestimmt, das auf dem Stossdämpfer aufgebracht wird und hängen außer von dem aufgeteilten Fahrzeuggewicht und der Schraubenfeder von einer Rückwärts- und Vorwärtsverschiebung des ungefederten Abschnitts ab, die während der Bewegung eines Fahrzeugs erzeugt wird. Die Anfangsverschiebung x₀ ist eine Verschiebung, die durch Anbringung der Stange 3 an dem Arbeitszylinder 2 erzeugt wird, und stellt deshalb eine Verschiebung zwischen dem Eingriffsabschnitt des Kolbens 3 mit dem Arbeitszylinder 2 und dem Schwerpunkt des Kolbenkopfs 1 dar.
Um eine Vibration zu simulieren, die wie bei dem vorhandenen Modell durch eine Reibungskraft begleitet wird, ist die Verwendung einer Kontaktfeder (mit einer Federkonstanten k_h) geeignet. Bei einer Untersuchung des erfindungsgemäßen Stossdämpfers wird eine solche Kontaktfeder eingeführt (siehe 2).
Nachfolgend wird die Untersuchung durchgeführt, wobei angenommen wird, dass der ungefederte Abschnitt sich nach unten bewegt (d. h. der Arbeitszylinder 2 wird nach unten bewegt). Der Radius des Kolbenkopfes 1 wird durch r, die Höhe des Kolbenkopfes 1 durch 2h, ein Reibungskoeffizient zwischen dem Kolbenkopf 1 und dem Arbeitszylinder 2 durch μ und die Länge eines Abschnitts der Stange 3, der in dem Arbeitszylinder 2 untergebracht ist, durch l dargestellt. Die Länge l der Stange 3 stellt den Abstand zwischen dem Schwerpunkt des Kolbenkopfes 1 und dem Eingriffsabschnitt (Dichtabschnitt) der Stange 3 und dem Arbeitszylinder 2 dar, wenn der Kolbenkopf 1 neutral ist, während der Kolbenkopf 1 nicht vibriert.
Hier wird der neutrale Punkt des Kolbenkopfes 1 untersucht, wenn der Kolbenkopf 1 nicht vibriert. Wie es in 3 gezeigt ist, sorgt das Vorhandensein der Exzentrizität e dafür, dass der Kolbenkopf 1 an der Position neutral ist, die von der vertikalen Mittellinie des Gehäusezylinders des Stossdämpfers abweicht, so dass die Stange 3 in dem Zustand neutral ist, in dem die Stange 3 durch Aufbringung der Anfangslast gebogen ist.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Widerstandskräfte N_l und N_r an den Kontaktpunkten durch die folgenden Formeln dargestellt, wenn die Anfangsverschiebung des Kolbenkopfes 1 in 3 durch x₀, die nach rechts gerichtete Verschiebung aus der Anfangsverschiebung x₀ in den Zeichnungen durch x, der Anfangsdrehwinkel durch θ₀ und der Drehwinkel gegen die Uhrzeigerrichtung in der Zeichnung durch θ dargestellt wird. Nl = kh(e – x0 – x + hθ + hθ0) Nr = kh(–e + x0 + x + hθ + hθ0)
Außerdem werden die Reibungskräfte F_l und F_r, die durch den Kontakt verursacht werden, durch die folgenden Formeln dargestellt. Fl = μNl Fr = μNr
Die Stellung, in der diese Reibungskräfte mit der Biegesteifigkeit der Stange 3 im Gleichgewicht liegen, sind die neutralen Stellen des Kolbenkopfes 1. In einem statischen Zustand erfüllen die Anfangsverschiebung x₀ des Kolbenkopfes 1 und der Anfangsdrehwinkel θ₀ die Formeln (1) bzw. (2), wenn das Trägheitsmoment eines Bereichs der Stange 3 durch l_z dargestellt wird.
wobei F = 2(e – x₀), M = –2hk_nθ₀, und E der Young Modulus der Stange 3 ist.
Die oben stehenden Bedingungen führen die folgende Bewegungsgleichung bezüglich der Vibration ein, die sich auf den neutralen Punkt des Systems konzentriert.
Bei dem oben genannten System mit zwei Freiheitsgraden besteht eine notwendige Bedingung, die das System instabil macht, darin, dass die Koeffizienten (–6EI_z/l²) und (–6EI_z/l² + 2μk_hr) der Kopplungseffekte umgekehrte Vorzeichen haben.
Wenn deshalb das System die folgende Formel (3) erfüllt, besteht die Möglichkeit, dass das System eine selbst induzierte Vibration ins Leben ruft.
Die Formel (3) kann außerdem in die unten stehende Formel (4) geschrieben werden, wenn die vorstehenden Formeln (1) und (2) eingeführt werden, die erfüllt werden, wenn das System neutral ist.
Wenn der Reibungskoeffizient groß genug ist, um die Formel (4) zu erfüllen, d. h. wenn μ > 0 ist, besteht die Möglichkeit einer selbst induzierten Vibration, wenn der nicht gefederte Abschnitt sich abwärts bewegt. Wenn sich dahingegen der ungefederte Abschnitt nach oben bewegt, ist μ < 0 erfüllt, so dass die Formel (4) nicht erfüllt wird und das System stabil ist. Dies wird wie folgt zusammengefasst:
Wenn die Formel μ ≤ 3h²/rl auch dann erfüllt wird, wenn sich der ungefederte Abschnitt nach unten bewegt, wird keine selbst induzierte Vibration erzeugt. Eine solche Vibration wird in der Form einer Rück- und Vorwärtsvibration der Stange 3 gemessen und diese Theorie ist in Übereinstimmung mit der Tendenz der Daten, die in einem tatsächlichen Fahrtest eines Fahrzeugs erhalten werden.
Auf der Basis der oben genannten Tatsachen kann eine Einstellung, die μ ≤ 3h²/rl erfüllt, eine Erzeugung von Geräuschen (insbesondere von Klopfgeräuschen) an dem Stossdämpfer verhindern.
Aus der oben stehenden Formel wird es klar, dass die folgenden bevorzugten Bedingungen 1 bis 3 eine Erzeugung von Klopfgeräuschen effektiv verhindern:

1. Eine größere Höhe des Kolbenkopfs 1;
2. Eine kürzere Distanz zwischen dem Kolbenkopf 1 und dem Dichtabschnitt:
3. Ein kleinerer Durchmesser des Kolbenkopfs 1.

Wenn der Stossdämpfer die oben erwähnten Bedingungen erfüllt, wird eine selbst induzierte Vibration in großem Ausmaß verhindert.
Nachstehend wird ein Funktionsbeispiel des Kolbenkopfes 1 beschrieben. Wie es in 4a gezeigt ist, ist ein als Dichtelement dienender Kolbenring 4 normalerweise um den Außenumfang des Kolbenkopfes 1 angeordnet. Da die Intervalllänge (eine Spanne mit einer Länge 2S) der Kontaktabschnitte zwischen dem Kolbenring 4 und dem Arbeitszylinder 2 der Höhe 2h des Kolbenkopfes 1 entspricht, kann in diesem Fall die Formel μ ≤ 3h²/rl in eine andere Formel μ ≤ 3S²/rl geschrieben werden. Wenn die Länge des Kolbenrings 4 so eingestellt ist, dass sie die oben erwähnte Formel erfüllt, ist es möglich, eine selbst induzierte Vibration zu verhindern, wenn sich der ungefederte Abschnitt nach unten bewegt.
Wie es in 4b gezeigt ist, kann der Kolbenring 4 auch in zwei Teile geteilt werden, einen oberen Ringteil 41 und einen unteren Ringteilteil 42. Unter der Annahme, dass die Höhe des Kolbenkopfes 1 konstant ist, sorgt der in zwei Teile geteilte Ring dafür, dass die Spanne hinsichtlich der Intervalllänge der Kontaktabschnitte des Ringes mit dem Arbeitszylinder 2 länger definiert wird, als dies bei dem nicht geteilten Kolbenring 4 von 4a der Fall ist. Der in zwei Teile geteilte Ring von 4b kann als dasselbe betrachtet werden, wie eine Vergrößerung der Höhe des Kolbenkopfes 1, woraufhin es möglich ist, eine selbst induzierte Vibration noch weiter zu verhindern.
Der Kolbenring 4 kann in zwei oder mehrere Teile unterteilt werden, die vertikal angeordnet sind. In diesem Fall entspricht die Länge 2S dem Intervall zwischen dem Kontaktabschnitt zwischen dem obersten Ringteil und dem Arbeitszylinder 2 und dem zwischen dem untersten Ringteil und dem Arbeitszylinder 2. Ein bevorzugter Reibungskoeffizient beträgt 0,1 oder weniger und bevorzugt liegt er in einem Bereich von 0,05 bis 0,08.
Als andere Alternative kann ein hohler Ring 7 in Kontakt mit dem Innenumfang des Arbeitszylinders 2 über dem Kolbenkopf 1 angeordnet werden. Der Ring 7 umfasst einen Umfangskontaktabschnitt 9, der sich in Kontakt mit dem Innenumfang des Arbeitszylinders 2 befindet, und einen Koppelteil 11, der in zwei Teile geteilt ist, wobei jeder Teil ein an dem Kontaktumfangsteil 9 befestigtes Ende aufweist und das andere Ende sich zur Mitte des Arbeitszylinders 2 erstreckt, um an der Stange 3 befestigt zu werden. Der in nur zwei Teile geteilte Koppelteil 11 bildet ein Raum 13, in dem Öl in dem Arbeitszylinder 2 strömt.
Da die Intervalllänge 2T zwischen dem Kontaktpunkt des Ringes 7 mit dem Arbeitszylinder 2 und dem des Kolbenrings 4 mit dem Arbeitszylinder 2 der Höhe 2h des Kolbenkopfes 1 entspricht, kann die Formel μ ≤ 3h²/rl in eine andere Formel μ ≤ 3T²/rl geschrieben werden. Wenn die Position des Rings 7 so eingestellt ist, dass sie die oben erwähnte Formel erfüllt, ist es möglich, eine selbst induzierte Vibration zu verhindern, wenn der ungefederte Abschnitt sich nach unten bewegt. Die Konfiguration des die oben genannte Formel erfüllenden Stossdämpfers kann als Vergrößerung der Höhe des Kolbenkopfes 1 betrachtet werden, wodurch eine selbst induzierte Vibration weiter verhindert werden kann.
Alternativ kann ein Ende jedes Teils des Kopplungsteils 11 des Rings 7 an dem Umfangskontaktabschnitt 9 und gleichzeitig das andere Ende des Teils an der oberen Fläche des Kolbenkopfes 1 befestigt werden, so dass der Ring 7 an dem Kolbenkopf 1 angebracht ist. Außerdem kann der Ring 7 alternativ unter dem Kolbenkopf 1 angeordnet und an der Bodenfläche des Kolbenkopfes 1 durch den Koppelteil 11 befestigt werden.
Wie es oben stehend erwähnt wurde, ist es möglich, ein Stangen-Kolben-System zu einem stabilen Vibrationssystem zu machen, indem einfach die Teile des Stossdämpfers der ersten Ausführungsform so gestaltet werden, dass sie die folgende Formel μ ≤ 3h²/rl erfüllen, wobei r der Radius des Kolbenkopfes 1, 2h die Höhe des Kolbenkopfes 1, μ ein Reibungskoeffizient zwischen dem Kolbenkopf 1 und dem Arbeitszylinder 2 und l die Länge eines Abschnitts der Stange 3 ist, die in dem Arbeitszylinder 2 untergebracht ist, so dass vorteilhafterweise eine selbst induzierte Vibration des Kolbenkopfes 1 verhindert werden kann. Genauer gesagt ist es möglich, eine Erzeugung von Geräuschen (sogenannten Klopfgeräuschen) zu verhindern, wenn ein Fahrzeug auf einer Kopfsteinpflasterstraße fährt.
Da eine Geräuscherzeugung einfach dadurch verhindert werden kann, dass die Größe jedes Teils des Stossdämpfers so gestaltet ist, dass die oben genannte Formel erfüllt ist, sind keine zusätzlichen Teile erforderlich, so dass eine Kostenerhöhung und eine Erhöhung des Fahrzeuggewichtes minimiert werden können. Wenn der Reibungskoeffizient μ in der oben genannten Formel gleich oder weniger als 0,1 ist, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,05 und 0,08 liegt, ist es insbesondere vorteilhaft möglich, die Beseitigung einer Geräuscherzeugung sicherzustellen.
Eine Teilung des Kolbenrings 4 in zwei Teile in vertikaler Richtung erhöht die Kontaktspanne S (den Kontaktabstand) zwischen dem Kolbenkopf 1 und dem Arbeitszylinder 2, so dass die Teilung die gleiche Wirkung sicherstellt, wie die Vergrößerung der Höhe des Kolbenkopfes 1.
Hinsichtlich der Herstellung des erfindungsgemäßen Stossdämpfers ist es im Allgemeinen schwierig, einen genauen Reibungskoeffizienten zwischen dem Kolbenkopf 1 und dem Arbeitszylinder 2 einzustellen, wenn die Stossdämpferteile, wie z. b. ein Kolben, eine Stange und ein Arbeitszylinder konstruiert werden. Auch nach Herstellung des Stossdämpfers durch Zusammensetzung der Stossdämpferteile ist es schwierig, den genauen Reibungskoeffizienten zwischen dem Kolbenkopf 1 und dem Arbeitszylinder 2 zu messen.
Wenn der Kolben, die Stange, der Arbeitszylinder und andere Teile so konstruiert werden, dass die rechte Seite der oben genannten Formel auf einen relativ geringen Wert (z. B. 3h²/rl = 0,05) eingestellt wird, ist es daher unmöglich, eine Erzeugung einer selbst induzierten Vibration zu verhindern, wenn der Reibungskoeffizient zwischen dem Kolben und dem Arbeitszylinder nach dem Zusammenbau größer ist, als die gesetzte rechte Seite (z. B. 3h²/rl = 0,07).
Aus dem Stand der Technik ist es in der Zwischenzeit bekannt, dass es relativ einfach ist, den Reibungskoeffizienten zwischen dem Kolben und dem Arbeitszylinder auf 0,08 oder weniger zu bringen.
Deshalb ist es möglich, die Formel μ ≤ 3h²/rl definitiv durch Gestaltung des Kolbens, des Arbeitszylinders, der Stange und anderen Teilen zu erfüllen, so dass die rechte Seite der Formel gleich oder größer als 0,1 wird (z. B. 0,1 ≤ 3h²/rl) wobei ein Fehler beim Zusammenbau bei der Herstellung berücksichtigt wird. Obwohl es schwierig ist, einen genauen Reibungskoeffizient zwischen dem Kolben 1 und dem Arbeitszylinder 2 einzustellen, wenn der Stossdämpfer konstruiert wird, ist es deshalb möglich, eine Erzeugung selbst induzierter Vibration definitiv zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung sollte außerdem auf keinen Fall auf die vorstehende Ausführungsform begrenzt werden. Es sind verschiedene Veränderungen oder Modifikationen möglich ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen.

Claims

Stossdämpfer mit einem Kolben (1), einem Arbeitszylinder (2), in dem der Kolben (1) untergebracht ist, und einer Stange (3), deren eines Ende an dem Kolben (1) befestigt ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder (2) vorsteht, wobei der Radius r des Kolbens (1), die Höhe 2h des Kolbens (1), und die Länge l eines Abschnitts der Stange (3), der in dem Arbeitszylinder (2) untergebracht ist, wenn die durch den Kontakt des Kolben (1) mit dem Arbeitszylinder (2) auf den Kolben (1) wirkenden Reibungskräfte (F_l, F_r) mit der Biegesteifigkeit der Stange (3) im Gleichgewicht liegen, so gewählt sind, dass Formel μ ≤ 3h2/rlerfüllt ist, wobei μ der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Kolben (1) und dem Arbeitszylinder (2) ist.
Stossdämpfer nach Anspruch 1, bei dem der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0 < μ ≤ 0,1 liegt.
Stossdämpfer nach Anspruch 2, bei dem die Formel 0,1 ≤ 3h²/rl erfüllt ist.
Stossdampfer nach Anspruch 1, bei dem der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0,05 ≤ μ ≤ 0,08 liegt.
Stossdämpfer mit einem Kolben (1), einem Arbeitszylinder (2), in dem der Kolben (1) untergebracht ist, einer Stange (3), deren eines Ende an dem Kolben (1) angebracht ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder (2) vorsteht, und einem Kolbenring (4), der um den Außenumfang des Kolbens (1) angeordnet ist, wobei der Radius r des Kolbens (1), die Intervalllänge 2S zwischen dem oberen Kontaktende des Kolbenrings (4) bezüglich des Arbeitszylinders (2) und dem unteren Kontaktende des Kolbenrings (4) bezüglich des Arbeitszylinders (2), und die Länge l eines Abschnitts der Stange (3), der in dem Arbeitszylinder (2) untergebracht ist, wenn die durch den Kontakt des Kolben (1) mit dem Arbeitszylinder (2) auf den Kolben (1) wirkenden Reibungskräfte (F_l, F_r) mit der Biegesteifigkeit der Stange (3) im Gleichgewicht liegen, so gewählt sind, dass die Formel μ ≤ 3S2/rlerfüllt ist, wobei μ der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Kolben (1) und dem Arbeitszylinder (2) ist.
Stossdämpfer nach Anspruch 5, bei dem der Kolbenring (4) die Form von wenigstens zwei Teilen aufweist, die einen obersten Ringteil und einen untersten Ringteil umfassen, das obere Kontaktende der oberste Punkt des obersten Ringteils ist, der in Kontakt mit dem Arbeitszylinder (2) steht, und das untere Kontaktende der unterste Punkt des untersten Ringteils ist, der in Kontakt mit dem Arbeitszylinder (2) steht.
Stossdämpfer nach Anspruch 5, bei dem der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0 < μ ≤ 0,1 liegt.
Stossdämpfer nach Anspruch 7, bei dem die Formel 0,1 ≤ 3S²/rl erfüllt ist.
Stossdämpfer nach Anspruch 5, bei dem der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0,05 ≤ μ ≤ 0,08 liegt.
Stossdämpfer mit einem Kolben (1), einem Arbeitszylinder (2), in dem der Kolben (1) untergebracht ist, einer Stange (3), deren eines Ende an dem Kolben (1) befestigt ist und deren anderes Ende aus dem Arbeitszylinder (2) vorsteht, und einem Ring (7), der mit dem Innenumfang des Arbeitszylinders (2) in Kontakt steht und oberhalb oder unterhalb des Kolbens (1) angeordnet ist, wobei der Radius r des Kolbens (1), die Intervalllänge 2T zwischen dem Kontaktpunkt des Arbeitszylinder (2) und dem Ring (7) und dem Kontaktpunkt zwischen Arbeitszylinder (2) und dem Kolben (1) und die Länge l eines Abschnitts der Stange (3), der in dem Arbeitszylinder (2) untergebracht ist, wenn die durch den Kontakt des Kolben (1) mit dem Arbeitszylinder (2) auf den Kolben (1) wirkenden Reibungskräfte (F_l, F_r) mit der Biegesteifigkeit der Stange (3) im Gleichgewicht liegen, so gewählt sind, dass die Formel μ ≤ 3T2/rlerfüllt ist, wobei μ der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem Kolben (1) und dem Arbeitszylinder (2) ist.
Stossdämpfer nach Anspruch 10, bei dem der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0 < μ ≤ 0,1 liegt.
Stossdämpfer nach Anspruch 10, bei dem Formel 0,1 ≤ 3T²/rl erfüllt ist.
Stossdämpfer nach Anspruch 10, bei dem der Reibungskoeffizient μ in einem Bereich von 0,05 ≤ μ ≤ 0,08 liegt.