DE1188451B - Hydraulischer Stossfaempfer, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B62d

F06f
Deutsche Kl.: 63 c - 42

Nummer: 1188451

Aktenzeichen: R 2567811/63 c

Anmeldetag: 4. Juni 1959

Auslegetag: 4. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, an dessen an der einen Stirnseite ringförmig ausgespartem und mit Durchlaßöffhungen versehenem Kolben eine ringförmige, durchlöcherte, je nach der Bewegungsrichtung des Kolbens in der einen oder anderen Richtung verformbare Ventilklappe anliegt, die einen mit wachsendem Druckunterschied auf beiden Kolbenseiten vergrößerten Durchlaßquerschnitt für die Dämpfungsflüssigkeit freigibt.

Hydraulische Stoßdämpfer, deren Ventilklappe sich je nach Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Kolbens infolge des Druckunterschiedes in der einen oder anderen Richtung unter Freigabe eines die Dämpfung für die entsprechende Richtung beeinflussenden Querschnittes verformt, sind bekannt. Bei einer Ausführung liegt die zentral am Kolben eingespannte Ventilklappe im Ruhezustand mit ihrem Rand an Kolbenteilen an. Sein zweiteiliger Kolben schließt die aus zwei oder mehr federnden Platten bestehende Ventilklappe ein, die aus zwei Bereichen verschiedener Federkraft besteht. Jeder dieser Ventilklappenbereiche deckt je einen Durchströmkanal des Kolbens für die Dämpfungsflüssigkeit ab und ist mit einer stets offenen Durchbohrung für die Dämpfung bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten und für weichen Einsatz bei Richtungsumkehr ausgestattet. Je nach der Richtung der Kolbenbewegung wird der eine oder der andere Ventilklappenbereich unter gleichzeitiger Verbiegung von seinem Durchströmkanal abgehoben und die Dämpfungsflüssigkeit durchströmt den Kolben durch seinen einen oder anderen Durchströmkanal. Für jede Bewegungsrichtung wird nur etwa die Hälfte der Ventilklappe ausgenützt. Dies ist ungünstig, wenn wenigstens in einer Richtung ein großer Durchlaßquerschnitt zur Begrenzung der Dämpfung möglich sein soll. Ferner ist der Kolben mehrteilig und kompliziert geformt.

Ein weiterer bekannter hydraulischer Stoßdämpfer mit ebenfalls jeweils halbseitiger Verformung der Ventilklappe für jede Richtung weist eine aus zwei dünnen, ungelochten Metallscheiben bestehende Ventilklappe auf, die in den beiden Endstellungen mit dem einen oder anderen Teil an je einer profilierten Scheibe anliegt. Der Stoßdämpfer erfordert eine Anzahl von nicht völlig zylindrischen Teilstücken, deren Fertigung teuer ist.

Die ringförmige, zentral am Kolben eingespannte Ventilklappe eines anderen bekannten Stoßdämpfers, die sich über ihren ganzen Umfang für beide Bewegungsrichtungen nach der einen, oder anderen Hydraulischer Stoßf ämpfer,
insbesondere für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Regie Nationale des Usines Renault,
Billancourt, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap

und Dipl.-Ing. H. Mitscherlich, Patentanwälte,

München 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 18. Juli 1958 (770 647)

Richtung verformt, ist mit einem Kranz von stets offenen Löchern ausgestattet. Sie liegt am Umfang jedoch nicht an Kolbenteilen an, sondern gibt zum umschließenden Kolbenmantel einen Ringquerschnitt frei. Der Durchgangsquerschnitt für die Bremsflüssigkeit wird durch die axiale Bewegung des Randes der Ventilklappe an einer konvergent-divergenten Begrenzungswand des Kolbenmantels eingestellt, deren Profil das Gesetz des Flüssigkeitsdurchtrittes nach beiden Richtungen bestimmt. Die Herstellung des Kolbens mit seinem profilierten Kolbenmantel ist teuer.

Bei einem anderen bekannten hydraulischen Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge stehen die gelochte Ventilklappe und die in der Mitte fest mit ihr verbundene Stützscheibe, die in der Ruhelage die Löcher der Ventilklappe abdeckt, unter dem Einfluß einer besonderen Feder, die die Ventilklappe gegen einen Sitz drückt. Bei der einen Richtung der Kolbenbewegung bewegen sich Ventilplatte und Stützscheibe als Ganzes entgegen dem Federdruck vom Sitz weg, bei der anderen Richtung der Kolbenbewegung hebt sich die Ventilplatte unter gleichzeitiger Durchbiegung und Freigabe der Löcher vom Rande der Stützscheibe ab. Diese Anordnung ist nachteilig und aufwendig.

Schließlich ist noch ein hydraulischer Stoßdämpfer bekannt, der für jede Bewegungsrichtung des Kolbens eine besondere Ventilklappe aufweist. Die Stützplatte der unteren Ventilklappe kann gegen eine anders geformte Stützplatte ausgetauscht werden, um die Federcharakteristik und damit den Dämpfungsverlauf für dieses Ventil zu beeinflussen.

509 517/252

3 4

Mit der Erfindung soll unter Verwendung einer des Dämpfers ist mit den nicht federnd angeord-

einzigen Ventilklappe für beide Bewegungsrichtun- neten Teilen verbunden, und das Gehäuse 2, das mit

gen der Aufbau dieser bekannten hydraulischen Stoß- der abgefederten Masse verbunden ist, enthält in

dämpfer für Kraftfahrzeuge vereinfacht und die Her- seinem oberen Teil eine Ausgleichkammer 3. An der

stellung verbilligt werden, wobei für beide Bewegungs- 5 Kolbenstangel sitzt ein Kolben 4, der mit einer

richtungen der Dämpfungsverlauf gesondert festleg- Ventilklappe 5 und einer ringförmigen Stützscheibe 6

bar und jeweils die Arbeitsfähigkeit der ganzen Ven- versehen ist. Der Kolben 4 weist einen mittleren

tilklappe ausnützbar sein soll. hülsenartigen Teil 41, einen mit Öffnungen 42.1 ver-

Ausgehend von der eingangs erwähnten Ausbil- sehenen Boden 42 und einen ringförmigen Mantel 43 dung besteht die Erfindung darin, daß bei einem 10 auf. Die Öffnungen 42.1 haben einen verhältnissolchen hydraulischen Stoßdämpfer die ringförmige, mäßig kleinen Durchlaßquerschnitt,
elastische Ventilklappe im Bereich der ringförmigen Die Ventilklappe 5 besteht aus einer elastisch Kolbenaussparung zwei konzentrische Kränze von verformbaren metallischen Scheibe, die zwischen Löchern aufweist und mit ihrem innen gelegenen dem mittleren hülsenartigen Teil 41 des Kolbens 4 Teil durch eine Stützscheibe von solchen Abmessun- 15 und der starren Stützscheibe 6 durch die Kolbengen gegen den Kolben gedrückt wird, daß die einen stange 1 eingespannt ist, die z. B. in den Kolben 4 kleineren Durchmesser aufweisenden Löcher des eingeschraubt ist. Die Ventilklappe 5 liegt im Ruheäußeren Kranzes ständig offen bleiben, während im zustand mit ihrem äußeren Rand auf der Stirnfläche Ruhezustand die einen größeren Durchmesser auf- des ringförmigen Kolbenmantels 43 auf und ist mit weisenden Löcher des inneren Kranzes von der 20 zwei konzentrischen Lochkränzen versehen. Der Stützscheibe abgedeckt sind, wobei durch einen außenliegende Lochkranz ist von einer oder mehreren Druckanstieg auf der einen Kolbenseite der äußere Reihen von Löchern 51 von geringem Durchlaß-Rand der Ventilklappe bei ihrer Verformung von querschnitt gebildet, die im Bereich der ringförmigen dem Rand der ringförmigen Kolbenaussparung ab- Aussparung zwischen den Kolbenteilen 41 und 43 gehoben wird und bei der Verformung der Ventil- 25 liegen, von der Stützscheibe 6 nicht mehr überdeckt klappe durch einen Druckanstieg auf der anderen werden und daher dauernd offen sind. Die Ventil-Kolbenseite die Löcher des inneren Kranzes frei- klappe 5 weist ferner als innenliegenden Lochkranz gelegt werden. eine oder mehrere Reihen von Löchern 52 auf, die

Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung zwar noch im Bereich der ringförmigen Kolbenist in an sich bekannter Weise die Stützscheibe der 30 aussparung liegen, aber im Ruhezustand durch die elastischen Ventilklappe gegen eine andere mit einem Stützscheibe 6 verschlossen sind und etwas größer als anderen Außendurchmesser oder mit einem anderen die Löcher 51 sind.
Abstützprofil auswechselbar. Der Kolben des Stoßdämpfers wirkt in folgender

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Er- Weise: Wenn sich der Kolben 4 in dem Gehäuse 2

findung an Hand von F i g. 1 bis 4 näher beschrie- 35 des Stoßdämpfers in der einen oder der anderen

ben. Es zeigt Richtung mit geringer Geschwindigkeit bewegt, so

Fig. 1 schematisch den Kennlinienverlauf des strömt die Dämpfungsflüssigkeit in der Hauptsache

Dämpfers, durch die Löcher 51 hindurch, ohne daß die Ventil-

F i g. 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines klappe 5 von ihren durch die Stirnfläche des Kolben-Dämpferkolbens mit einfacher Ventilklappe, wobei 40 mantels 43 und die Innenfläche der starren Stützdas Gehäuse, die Kolbenstange und die Zwischen- scheibe 6 gebildeten Sitzen abgehoben wird. Die wand der Ausgleichskammer des Dämpfers nur sehe- durch den Dämpfer ausgeübte Bremsung zeigt dabei matisch dargestellt sind, einen parabolischen Verlauf entsprechend der Kurve

Fig. 3 den mittleren Teil des Stoßdämpfers bei O-A der Fig. 1.

Aufwärtsbewegung des Kolbens und 45 Wird der Kolben 4 bei einer Druckbeanspruchung

F i g. 4 den mittleren Teil des Stoßdämpfers bei des Dämpfers bzw. bei einem Stoß durch seine

Abwärtsbewegung des Kolbens. Kolbenstange 1 mit einer eine bestimmte Bewegungs-

Die in F i g. 3 und 4 gezeigten Verformungen sind geschwindigkeit überschreitenden Geschwindigkeit im

nur schematisch aufzufassen und richten sich jeweils Sinne der F i g. 3 nach oben bewegt, so fängt die

nach dem verwendeten Ventilklappenmaterial. 50 Ventilklappe 5 an, sich unter der Wirkung des auf

Das Diagramm von F i g. 1 zeigt die Dämpfungs- ihre Innenfläche 53 ausgeübten Überdruckes von

kraft des Stoßdämpfers in Abhängigkeit von der ihrem Sitz auf dem Kolbenmantel 43 abzuheben,

Bewegungsgeschwindigkeit des Dämpferkolbens. wobei eine zusätzliche Durchlaßöffnung für die

Das graphisch dargestellte Dämpfungsgesetz ist Dämpfungsflüssigkeit in Form des in F i g. 3 ge-

dadurch gekennzeichnet, daß 55 zeigten Ringspaltes gebildet wird. Hierdurch wird

a) sein Verlauf von O bis A für kleine Bewegungs- das Bremsgesetz des Stoßdämpfers geändert. Bei grogeschwindigkeiten des Kolbens, wie sie bei ver- ßen Bewegungsgeschwindigkeiten des Kolbens 4 in tikalen Schwingungen des Wagenkastens gegen- diesem Sinne erweitert sich der Ringspalt so weit, über dem Boden auftreten, parabolisch ist, daß sein Durchlaßquerschnitt gegenüber dem Durch-

b) sein Verlauf von A bis B bei mittleren Be- 60 laßquerschnitt der Löcher 51 der Ventilklappe 5 Wegungsgeschwindigkeiten des Kolbens, wie sie überwiegt. Die elastsiche Ventilklappe 5 wirkt dabei beim Rückprall der Räder auf den Boden auf- als wichtiges Durchlaßventil.

treten, angenähert linear ist, und Bei der umgekehrten Kolbenbewegung, d. h. beim

c) sein Verlauf von B bis C bei größeren Be- Ausziehen des Kolbens 4 beim Rückprall im Sinne Wegungsgeschwindigkeiten asymptotisch einer 65 der F i g. 4 wirkt der Stoßdämpfer in ähnlicher Grenze D nähert. Weise. Wenn hierbei die Bewegungsgeschwindigkeit

Mit der Ausführung nach F i g. 2 wird dieser des Kolbens 4 eine bestimmte Größe überschreitet,

Dämpfungsverlauf ermöglicht. Die Kolbenstange 1 so wird die elastische Ventilklappe 5 durch den in

diesem Fall auf ihre äußere Fläche wirkenden Überdruck nach oben gepreßt, wobei sie mit ihrem freien Rand auf den Sitz am Kolbenmantel 43 aufgepreßt und im mittleren Teil im Sinne der Fig. 4 nach oben durchgebogen wird. Sie hebt sich dabei von dem freien Rand 61 der starren Stützscheibe 6 ab, wodurch die Löcher 52, wie in Fig. 4 gezeigt ist, teilweise freigegeben werden. Die Dämpfungsflüssigkeit strömt dann durch beide Lochreihen 51 und 52 hindurch.

Wird der Kolben 4 mit großer Geschwindigkeit ausgezogen, so werden die Löcher 52 ganz freigegeben, so daß ihr Durchlaßquerschnitt den Durchlaßquerschnitt der kleiner ausgebildeten Löcher 51 überwiegt und die Bremskraft verringert wird.

Bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung kann man die Bremscharakteristik des Stoßdämpfers in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens ändern und insbesondere auch verschiedene Wirkung beim Aufwärtsstoß und beim Rückprall erreichen, indem z. B. Stützscheiben 6 von verschiedenem Durchmesser oder verschiedenem Stützprofil angewendet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, an dessen an der einen Stirnseite ringförmig ausgespartem und mit Durchlaßöffnungen versehenem Kolben eine ringförmige, durchlöcherte, je nach der Bewegungsrichtung des Kolbens in der einen oder anderen Richtung verformbare Ventilklappe anliegt, die einen mit wachsendem Druckunterschied auf beiden Kolbenseiten vergrößerten Durchlaßquerschnitt für die Dämpfungsflüssigkeit freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige, elastische Ventilklappe (5) im Bereich der ringförmigen Kolbenaussparung zwei konzentrische Kränze von Löchern (51, 52) aufweist und mit ihrem innen gelegenen Teil durch eine Stützscheibe (6) von solchen Abmessungen gegen den Kolben gedrückt wird, daß die einen kleineren Durchmesser aufweisenden Löcher (51) des äußeren Kranzes ständig offen bleiben, während im Ruhezustand die einen größeren Durchmesser aufweisenden Löcher (52) des inneren Kranzes von der Stützscheibe abgedeckt sind, wobei durch einen Druckanstieg auf der einen Kolbenseite der äußere Rand (43) der Ventilklappe bei ihrer Verformung von dem Rand der ringförmigen Kolbenaussparung abgehoben wird und bei der Verformung der Ventilklappe durch einen Druckanstieg auf der anderen Kolbenseite die Löcher des inneren Kranzes freigelegt werden.

2. Hydraulischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Stützscheibe (6) der elastischen Ventilklappe (5) gegen eine andere mit einem anderen Außendurchmesser oder mit einem anderen Abstützprofil auswechselbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 838403, 905 098, 858, 958532;
britische Patentschrift Nr. 688 885;
USA.-Patentschrift Nr. 2782 876.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

509 517/252 2.65 © Bundesdruckerei Berlin