DE1160315B - Stossdaempfer, insbesondere an Radaufhaengungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

W 27755 Π/63 c

ANMELDETAG: 29. A P R I L 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 27. DEZEMBER 1963

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer, insbesondere an Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, der im wesentlichen aus einem Zylinder und einem darin geführten Kolben besteht, der in seiner Längsrichtung Durchtrittsöffnungen und beiderseits derselben auf jeweils nur eine Durchflußrichtung ansprechende, federnde Scheibenventile aufweist, wobei im Kolben der volle Durchtrittsquerschnitt aller Durchtrittsöffnungen für beide Durchflußrichtungen zur Verfügung steht und zwischen den beiden Scheibenventilen ein axial bewegliches, dem Strömungsdruck nachgebendes, für jede Strömungsrichtung nur ein Scheibenventil zur Wirkung bringendes Steuermittel vorgesehen ist.

Bei neuzeitlichen Stoßdämpfern ist es erwünscht, daß der Dämpferkolben bei der Arbeit des Stoßdämpfers möglichst große Durchtrittsquerschnitte in beiden Richtungen freigeben kann. Dazu kommt noch die Forderung, daß die die Durchtrittsöffnungen des Kolbens steuernden Ventile eine möglichst stoßfreie und geräuschlose Arbeit des Stoßdämpfers zulassen. Eine gleichzeitige Erfüllung beider Forderungen bereitet jedoch Schwierigkeiten und wird von den bisher bekanntgewordenen Stoßdämpfern noch nicht befriedigend erreicht.

Ein bekannter Stoßdämpferkolben, dessen Durchtrittsöffnungen in beiden Durchtrittsrichtungen durchströmt werden, arbeitet beiderseits seiner Durchtrittsöffnungen mit durch Schraubenfedern in ihre Schließstellungen vorgespannten, in ihrem Schließwege durch Anschläge an der Kolbenstange begrenzten starren Scheibenventilen zusammen und ist auf der Kolbenstange um einen gewissen Betrag längsverschiebbar. Zu jeder seiner beiden Endstellungen sind seine Durchtrittsöffnungen vom zunächstliegenden Scheibenteil verschlossen. Da die Kolbenlänge kleiner ist als der kleinstmögliche Abstand der Scheibenventile, sind die Durchtrittsöffnungen vom jeweils anderen Scheibenventil freigegeben. Dadurch trägt der Kolben selbst zur Steuerung der beiden Ventile bei. Nachteilig ist hier, daß sich durch die schlagartige Hin- und Herbewegung des Kolbens verhältnismäßig großer Masse gegenüber der Kolbenstange und durch die ebenfalls schlagartigen Rückbewegungen der starren Scheibenventile in ihre Schließstellungen plötzliche Stöße und entsprechende Geräusche nicht vermeiden lassen. Auch ist durch die große Masse erheblicher Verschleiß zu erwarten.

Bei einem anderen bekannten Stoßdämpfer ist einerseits einer großen axialen Durchtrittsöffnung des Kolbens ein doppeltwirkendes Scheibenventil angeordnet, das in der einen Durchflußrichtung entlang Stoßdämpfer,

insbesondere an Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen

Anmelder:

William Kenneth Wasdell, Sutton CoIdMd, Warwick (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt, München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 6. Mai 1959 (Nr. 15 467)

William Kenneth Wasdell, Sutton Coldfield, Warwick

(Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

seinem äußeren Rand mit der die Bohrung umgebenden Kolbenfläche und in der anderen Durchflußrichtung mit einer in der Durchtrittsbohrung unmittelbar an ihm anliegenden weiteren Ventilscheibe zusammenwirkt, die dortige Löcher des Scheibenventils erst nach einer entsprechenden elastisch federnden Durchbiegung des Scheibenventils freigeben soll. Ungünstig ist hierbei, daß das ganze Scheibenventil nebst der weiteren Ventilscheibe durch eine Schraubenfeder gegen den Rand der Durchtrittsöffnung des Kolbens gespannt ist und die Durchtrittsöffnung in der einen Durchflußrichtung somit nur durch eine axiale Bewegung beider Abschlußkörper in der Durchflußrichtung freigeben kann. Auch hier entsteht beim Rückhub ein stoßweises Arbeiten des Ventils, welches unvermeidbar mit Geräuschen verbunden ist. Ein weiterer Nachteil liegt aber auch darin, daß die richtige Zusammenarbeit der weiteren Ventilscheibe mit dem Scheibenventil an eine ganz bestimmte Form des Scheibenventils gebunden ist, so daß im Falle einer im Laufe der Zeit kaum vermeidbaren, mehr oder weniger großen bleibenden Verformung des elastisch verformbaren Scheibenventils die Arbeit der weiteren Ventilscheibe beeinflußt und beeinträchtigt wird. Es muß ζ. Β. befürchtet werden, daß das Scheibenventil durch die ständig wirksame Kraft der

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Schraubenfeder im Laufe der Zeit schon von vom- Ventilen versehen, sondern hat nur drosselnde Durchherein mehr als ursprünglich durchgebogen und die flußöffnungen. In der einen Arbeitsrichtung sind diese weitere Ventilscheibe dadurch an jeglichem dichten von der Ringscheibe freigegeben, so daß der Dämpfer Abschluß gehindert wird. nur einen geringen Widerstand ergibt. In der anderen

Bei einem weiteren bekannten Stoßdämpferkolben 5 Arbeitsrichtung wird für eine starke Dämpfung der ist ein einerseits der Durchtrittsöffnungen des Kolbens größte Teil der Durchflußöffnungen abgedeckt. Inangeordnetes doppeltwirkendes Ventil als kegel- folgedessen hat diese Ventilsteuerung mit der vormantelförmige Ringscheibe ausgebildet, die in der liegenden Erfindung nichts zu tun. einen Durchflußrichtung entlang ihrem äußeren und Es sind auch schon Stoßdämpfer bekannt, deren

in der anderen Durchflußrichtung entlang ihrem io Durchtrittsöffnungen an ihren beiden Enden in inneren Rand die Durchströmung freigibt. Abgesehen dortige konzentrische Ringkanäle des Kolbens überdavon, daß auch in Verbindung mit diesem Ventil gehen, wobei die äußere Ringschulter, auf der das empfindliche und dadurch störanfällige Schrauben- Federplattenventil elastisch aufliegt, gegenüber der federn benötigt werden, ist nachteilig, daß der größt- inneren, der Befestigung dienenden Ringschulter ermögliche Öffnungsquerschnitt am inneren Umfang 15 höht ist, so daß sich ein Aufliegen unter Vorspannung des Scheibenventils wesentlich kleiner als der mög- ergibt. Desgleichen bekannt ist es, mit den Durchliche Gesamtquerschnitt der Durchtrittsöffnungen des trittsöffnungen eines Stoßdämpferkolbens zusammen-Kolbens ist, so daß sich der Vorteil der beiderseitigen wirkende elastisch verformbare Federplattenventile Durchströmung aller Durchtrittsöffnungen des mit kleinen, eine bestimmte Voröffnung ergebenden Kolbens in der entsprechenden Durchströmungs- 20 Löchern zu versehen; die Vorteile beider bekannten richtung nicht auswirken kann. Konstruktionen sind jedoch bisher noch nicht für

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ein- solche Stoßdämpferkolben ausgenutzt worden, deren gangs genannten Stoßdämpfer so zu vervollkommnen, Durchtrittsöffnungen in beiden Richtungen durchdaß die genannten Mangel vermieden werden und eine strömt werden können.

stoßfreie, geräuschlose Arbeit des Stoßdämpfers in 25 Weitere, in den Unteransprüchen enthaltene Auseiner zuverlässig gleichbleibenden Weise und ins- gestaltungen betreffen konstruktive Einzelheiten der besondere ohne Verwendung von Schraubenfedern Erfindung, gewährleistet wird. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch veranschaulicht; es zeigt

gelöst, daß bei einer an sich bekannten Ausbildung 30 Fig. 1 den Stoßdämpfer in einem die Konstruktion jedes Scheibenventils als zum Kolben konzentrisches des mit den Ventilen versehenen Kolbens zeigenden elastisch verformbares gelochtes Federplattenventil, axialen Teilschnitt,

das an seinem Innenrand gegen den Kolben fest- Fig. 2 den eigentlichen Kolben des Stoßdämpfers

gespannt ist und in der einen Durchflußrichtung ent- in einer axialen Ansicht (in gegenüber Fig. 1 verlang seinem Außenrand mit einer eine konzentrische 35 kleinertem Maßstab),

Kolbenausnehmung umgebenden Ringschulter des Fig. 3 eine Ventilscheibe desselben Stoßdämpfers in

Kolbens — wie an sich bekannt—und in der anderen einer der Fig. 2 entsprechenden Ansicht, Durchflußrichtung an der Stelle seiner Löcher mit Fig. 4 ein Federplattenventil desselben Stoßeiner weiteren, gegenüber der Kolbenausnehmung im dämpfers in gleicher Ansicht,

Durchmesser kleineren Ventilscheibe zusammenwirkt, 40 Fig. 5,6 und 7 je eine weitere Einzelheit desselben diese kleineren Ventilscheiben als jeweils kolbenseitig Stoßdämpfers in einer der Fig. 2 entsprechenden der Federplattenventile angeordnete und entlang der Ansichtsdarstellung.

zylindrischen Außenwand eines zugleich die innere Der in Fig. 1 sichtbare Teil eines Stoßdämpfers

Begrenzung der dortigen Kolbenausnehmung bilden- umfaßt einen Zylinder 1 und einen darin längsden axialen Bundes des Kolbens in an sich bekannter 45 verschiebbaren Kolben 2, der mit einer einerseits Weise frei verschiebbare Ringscheiben ausgebildet (in nicht besonders dargestellter Weise) aus dem sind, die die Durchtrittsöffnungen des Kolbens auch Zylinder 1 herausgeführten Kolbenstange A verin ihrer kolbenseitigen Endstellung im wesentlichen bunden ist.

freilassen. Der im wesentlichen zylindrische Kolben2 ist an

Bei einer solchen Ausbildung und Anordnung der 50 seinen gegenüberliegenden Stirnseiten mit je einem die zusammenwirkenden Federplattenventile und Ventil- Kolbenstange A umgebenden sowie radial nach außen scheiben erübrigt sich jede Anbringung von Schrau- vertieften Ringkanal 3 bzw. 4 versehen. Die Ringbenfedern und die einzigen, als ganzes hin- und her- kanäle3,4 stehen über eine Anzahl den Kolben 2 im verschiebbaren Teile bestehen aus den verhältnis- Außenbereich der Ringkanäle durchsetzende Durchmäßig leichten ringförmigen Ventilscheiben, die 55 trittsöffnungen 5 (vgl.. Fig. 2) miteinander in Verlediglich durch den Strömungsdruck der Flüssigkeit bindung. Jede Durchtrittsöffnung 5 weist einen Querbewegt werden. Die bekannten, gelochten und schnitt in Form eines Kreisbogenabschnitts auf, woscheibenf örmigen Federplattenventile kommen in durch sich insgesamt ein großer Durchtrittsquerschnitt Verbindung mit Kolben zur Anwendung, die für jede für die Dämpferflüssigkeit und — selbst bei schnellen Durchflußrichtung eigene Durchflußöffnungen haben. 60 Kolbenbewegungen — nur ein geringer Durchström-Die Löcher der Federplattenventile dienen dazu, den widerstand ergibt.

Flüssigkeitseintritt in die nicht von diesem Feder- Die beiden Ringkanäle 3, 4 sind innen durch je

plattenventil gesteuerten Durchflußöffnungen zu ge- einen axialen Bund 6 und außen durch je einen axialen statten. Bund 7 des Kolbens 2 begrenzt und nach außen durch

Es ist auch bereits ein Stoßdämpfer bekannt- 65 je ein aus Federstahl hergestelltes, scheibenförmiges geworden, der eine auf seiner Kolbenstange innerhalb Federplattenventil 8 bzw. 8' abgedeckt. Wie aus der eines gewissen Weges frei verschiebbare Ringscheibe nachstehenden weiteren Beschreibung noch hervoraufweist. Der Kolben ist jedoch nicht mit federnden geht, werden diese Federplattenventile 8,8' von außen

der Stelle X vorhandene Überdruck bewirkt zunächst eine axiale Verschiebung der dortigen Ventilscheibe 10' (gemäß Fig. 1) nach links in die dargestellte Offenstellung, so daß die Dämpferflüssigkeit durch die verhältnismäßig großen Löcher 9' des Federplattenventils 8' praktisch ungedrosselt über den Ringkanal 4 und die großen Durchtrittsöffnungen 5 in den gegenüberliegenden Ringkanal 3 einströmen kann. Hierdurch wird die dortige Ventilscheibe 10 zunächst

her axial gegen die Bunde 6,7 angedrückt und können lediglich durch einen jeweils vom zugeordneten Ringkanal 3 bzw. 4 her wirkenden Flüssigkeitsdruck nachgiebig federnd vom äußeren Bund 7 abgehoben werden.

Jedes Federplattenventil 8 bzw. 8' ist enüang einem
konzentrischen Kreisbogen noch mit Löchern 9 bzw.
9' versehen (vgl. Fig. 4), die jeweils durch eine weitere
Ventilscheibe 10 bzw. 10' abgedeckt werden können. Dabei sind die Ventilscheiben 10, 10' jeweils auf io gegen das dortige Federplattenventil 8 verschoben und der zugleich die innere Seitenwand des zugeordneten schließt dessen Löcher 9 ab. Daraufhin wirkt der Ringkanals 3 bzw 4 bildeneden Außenwand 11 des Überdruck der Dämpferflüssigkeit auf das Federdortigen inneren Bundes 6 axial verschiebbar ge- plattenventil 8 und bewirkt dessen elastisch nachführt. Außerdem sind die Ventilscheiben 10, 10' giebige Öffnungsbewegung, so daß die Dämpferim Durchmesser kleiner als die Federplattenventile 8, 15 flüssigkeit zwischen dem geöffneten Federplattenventil 8 und dem äußeren Bund 7 des Kolbens 2 auf die andere Seite des Kolbens 2 abströmen kann. Durch entsprechende Bemessung der Federeigenschaften des Federplattenventils 8 läßt sich der jeweils gewünschte Ventilscheiben 10,10' im Augenblick der Strömungs- 20 Durchströmungswiderstand beliebig einstellen,
umkehr noch nicht sofort am zugehörigen Feder- Während des Rückhubes des Kolbens 2 wird dieser

von der Dämpferflüssigkeit in entgegengesetzter Richtung, d. h. von Y nach X, durchströmt. Hierbei wird zunächst die Ventilscheibe 10 vom Federplattender Löcher 9 bzw. 9' mit sich, infolge der eine erste 25 ventil 8 abgehoben, wodurch die Dämpferflüssigkeit gegensätzliche Kolbenverschiebung auch schon ohne durch die Löcher 9 des Federplattenventils 8 praktisch

ungehindert über den Ringkanal 3 und die Durchtrittsöffnungen 5 des Kolbens 2 in den gegenüberliegenden Ringkanal 4 einströmen kann. Dort bewirkt

Sollte sich der Kolben 2 schnell bewegen, so wird 30 der Flüssigkeitsdruck zunächst eine entsprechende hierdurch die Drosselung gerade im ersten Augenblick Axialverschiebung der Ventilscheibe 10' gegen das der neuen Bewegung, in welchem sich das betreffende Federplattenventil 8', wodurch die dortigen Löcher 9' Federplattenventil 8, bzw. 8' noch nicht weit genug ge- abgeschlossen werden. Daraufhin bewirkt der Flüssigöt'fnet hat, erheblich herabgesetzt. keitsdrack ein Öffnen des Federplattenventils 8', wo-

Die Federplattenventile 8, 8' weisen außerdem noch 35 bei sich ein dessen Steifheit entsprechender Durchje zwei kleine, ständig offen bleibende Löcher 12, bzw. Strömungsquerschnitt zwischen dem äußeren Rand 12' auf, die bei kleinen Bewegungsgeschwindigkeiten des Federplattenventils 8' und dem dortigen äußeren des Kolbens dessen Durchströmung auch schon ohne Bund 7 ergibt.

ein Öffnen des Federplattenventils selbst zulassen. Die beschriebene Anordnung ist unter anderem

Dabei ist zu beachten, daß in jeder Strömungsrichtung 40 auch deshalb vorteilhaft, weil man die unterschiediche nur jeweils die am einen Federplattenventil 8 bzw. 8' Öffnungskraft an den beiden Federplattenventilen vorhandenen kleinen Löcher 12 bzw. 12' eine prak- 8,8' nicht nur durch unterschiedliche Eigenschaften tische Bedeutung haben, da an dem jeweils anderen oder Abmessungen ihrer Scheiben, sondern auch Federplattenventil 8' bzw. 8 zusätzlich noch die viel durch eine unterschiedliche gegenseitige Versetzung größeren Löcher 9' bzw. 9 von der dortigen Ventil- 45 der Stirnflächen der inneren Bunde 6 gegenüber den scheibe 10' bzw. 10 her geöffnet sind. Infolgedessen Stirnflächen der äußeren Bunde 7 des Kolbens 2 herkann man an den beiden Federplattenventilen 8,8' beiführen kann. Je mehr die Stirnfläche eines inneren ohne weiteres verschieden große Löcher 12 bzw. 12' Bundes 6 gegenüber der Stirnfläche des zugehörigen vorsehen und dadurch den ersten Verschiebewider- äußeren Bundes 7 nach der Mittelquerebene des stand des Kolbens 2 in den beiden Richtungen unter- 50 Kolbens 2 hin versetzt ist, um so größer wird der

8' bemessen, so daß sie die Durchströmung der Durchtrittsöffnungen 5, wie aus Fig. 1 unten ersichtlich, nicht verhindern können. Weiterhin ist zu beachten, daß die vorher in ihrer Offenstellung befindlichen

plattenventil 8 bzw. 8' anliegen können, sondern erst axial entsprechend verschoben werden müssen. Dies bringt eine angestrebte Verzögerung des Abschlusses

ein nennenswertes nachgiebiges Abheben des betreffenden Federplattenventils 8, bzw. 8' vom zugeordneten äußeren Bund 7 des Kolbens 2 möglich ist.

schiedlich wählen.

Wie aus Fig. 1 weiterhin hervorgeht, werden die Federplattenventile 8, 8' an ihrem inneren Umfang durch je eine mit einem äußeren Bund versehene Buchse 13 bzw. 14 axial am Kolben 2 festgehalten. Die beiden Buchsen 13,14 sind auf das abgesetzte und an seinem äußeren Ende mit einem Gewinde versehene Ende der Kolbenstange A aufgebracht, wobei die äußere Buchse 14 zugleich als Hutmutter mit einem Sackloch 17 ausgebildet ist. Gewünschtenfalls können — wie dargestellt — zwischen die Federplattenventile 8, 8' und die äußeren Bunde der Buchsen 13, 14 noch Unterlagscheiben 15, 16 bzw. 15', 16' eingeführt werden.

Wird der Kolben 2 gegenüber dem Zylinder 1 während der Stoßdämpfung beispielsweise gemäß Fig. 1 nach rechts bewegt, so wird er von der Dämpferflüssigkeit von X nach Y durchströmt. Der an

Schließdruck des betreffenden, axial am Kolben 2 festgespannten Federplattenventils 8 bzw. 8'. Diese Maßnahme ist jedoch für sich an Stoßdämpferkolben bekannt.

Im übrigen kann die Steifheit der einzelnen Federplattenventile 8, 8' außer durch deren Stärke auch noch durch die Größe der an diesen außen anliegenden Unterlagscheiben 16 beeinflußt werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Stoßdämpfer, insbesondere an Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, der im wesentlichen aus einem Zylinder und einem darin geführten Kolben besteht, der in seiner Längsrichtung Durchtrittsöffnungen und beiderseits derselben auf jeweils nur eine Durchflußrichtung

ansprechende, federnde Scheibenventile aufweist, wobei im Kolben der volle Durchtrittsquerschnitt aller Durchtrittsöffnungen für beide Durchflußrichtungen zur Verfugung steht und zwischen den beiden Scheibenventilen ein axial bewegliches, dem Strömungsdruck nachgebendes, für jede Strömungsrichtung nur ein Scheibenventil zur Wirkung bringendes Steuermittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer an sich bekannten Ausbildung jedes Scheibenventils als zum Kolben (2) konzentrisches, elastisch verformbares, gelochtes Federplattenventil (8 bzw. 8'), das an seinem Innenrand gegen den Kolben festgespannt ist und in der einen Durchflußrichtung entlang seinem Außenrand mit einer eine konzentrische Kolbenausnehmung (Ringkanal 3 bzw. 4) umgebenden Ringschulter (7) des Kolbens — wie an sich bekannt — und in der anderen Durchflußrichtung an der Stelle seiner Löcher (9 bzw. 9') mit einer weiteren, gegenüber der Kolbenausnehmung im Durchmesser kleineren Ventilscheibe (10 bzw. 10') zusammenwirkt, diese kleineren Ventilscheiben als jeweils kolbenseitig der Federplattenventile (8,8') angeordnete und entlang der zylindrischen Außenwand (11) eines zugleich die innere Begrenzung der dortigen Kolbenausnehmung (Ringkanal 3 bzw. 4) bildenden axialen Bundes (6) des Kolbens (2) in an sich bekannter Weise frei verschiebbare Ringscheiben ausgebildet sind, die die Durchtrittsöffnungen (5) des Kolbens

(2) auch in ihrer kolbenseitigen Endstellung im wesentlichen freilassen.

2. Stoßdämpfer nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die äußeren Ringschultern (7) des Kolbens (2) über die Bunde (6) des Kolbens (2) in axialer Richtung etwas hinausragen und die Federplattenventile (8,8') innen gegen die Bunde (6) unter einer entsprechenden nachgiebig federnden Anpressung an die Ringschultern (7) festgespannt sind.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede konzentrische Kolbenausnehmung als nach außen vertiefter Ringkanal (3 bzw. 4) des Kolbens (2) ausgebildet ist.

4. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federplattenventil (8 bzw. 8') außerhalb des Bereichs der zugeordneten weiteren kleineren Ventilscheibe (10 bzw. 10') in an sich bekannter Weise noch wenigstens ein kleines, ständig offen bleibendes Loch (12 bzw. 12') aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 428 520, 757065, 098, 907 858;

französische Patentschriften Nr. 844 168,
367;

britische Patentschrift Nr. 688 885;

USA-Patentschrift Nr. 2 676 676.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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