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Hydraulischer Teleskopstoßdämpfer mit kontinuierlich veränderbarem
Drosselquerschnitt für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen
Teleskopstoßdämpfer mit kontinuierlich veränderbarem Drosselquerschnitt für Fahrzeuge
mit Luftfederung oder Drucklufteinrichtung, bei dem ein in die hohle Dämpferkolbenstange
ragender, in dieser beweglicher Einstellstab mit seinem dämpferseitigen Ende mit
einer Querbohrung der Dämpferkolbenstange innerhalb des Dämpferarbeitsraumes zur
Bestimmung des Drosselquerschnittes für die Dämpferflüssigkeit zusamtnenarbeitet
und ein mit dem steuernden Druckmittel entgegen einer Federbelastung beeinflußbarer
Stellkolben auf das andere Ende des Einstellstabes einwirkt.
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Es ist ein Teleskopstoßdämpfer dieser Bauart bekannt, dessen Änderung
des Durchflußquerquerschnittes durch axiale Verschiebung eines Einstellstabes in
einer hohlen Kolbenstange erreicht wird (deutsches Gebrauchsmuster 1725 682).
Der Steuerkolben und der EinsteRsiab müssen zur Vermeidung von Doppelzentrierung
voneinander getrennt sein, dabei muß die Druckfeder zur Rückführung des Steuerkolbens
in das Innere der Kolbenstange verlegt werden, um eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen dem Steuerkolben und dem Einstellstab zu erreichen. Der Aufbau der Kolbenstange
wird dadurch kompliziert, daß mehrere abgesetzte Bohrungen vorgesehen werden müssen,
und es ist unter Umständen gar nicht möglich, die erforderliche Rückholfeder für
den Regelkolben innerhalb der Kolbenstange anzuordnen, wenn die Kolbenstange sehr
dünn ist.
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Weiter ist bekannt, die Steuerung eines Teleskopstoßdämpfers durch
einen auf dem Einstellstab befestigten Handhebel vorzunehmen und dadurch diesen
Einstellstab in der Kolbenstange zu drehen (französische Patentschrift
1120 363). Außerdem ist es bekannt, diesen Einstellstab durch einen
Elektromagneten zu drehen oder zu verschieben und dadurch die Durchflußöffnungen
für die Flüssigkeit im Stoßdämpfer zu verändern (deutsche Auslegeschrift
1084 528). Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß zu jedem Stoßdämpfer
besondere mechanische oder elektrische Betätigungsleitungen nötig sind die im Betrieb
eine erhebliche Störquelle darstelien'und die ganze Konstruktion verteuern. Bei
der Anordnung eines Handhebels auf dem Einstellstab für die Steuerung ist eine zentrale
Einstellung vom Fahrer nicht möglich.
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Bei einem weiteren bekannten durch Druckluft steuerbaren Teleskopstoßdämpfer
beeinflußt ein Steuerkolben den Schließdruck eines Ventils, wodurch die Dämpfung
des Stoßdämpfers nur in einer Richtung, also entweder die Zug- oder Druckdämpfung
beeinflußt wird (Zeitschrift LAST-AUTO und OMNIBUS vom 1. 4.59,
S. 158 und 159). Um sowohl die Druck- als auch Zugdämpfung zu beeinflussen,
wäre bei dieser Anordnung ein sehr großer Bauaufwand erforderlich, da die Reguliereinrichtungen
verdoppelt werden müssen.
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Weiter ist ein druckluftgesteuerter Doppelkolbenstoßdämpfer mit Hebelübertragung
zwischen Dämpfer und Achse bekannt, wobei durch einen druckluftbeaufschlagten Stellkolben
über eine Zahnstange und eine Zahnscheibe die Federvorspannung der Dämpfungsventile
verändert wird (französische Patentschrift 1214 330). Diese Konstruktion
ist auf Grund ihres großen Platzbedarfs und ihres großen Bauaufwandes bei Teleskopstoßdämpfern
nicht anwendbar, ohne dabei den Aufbau des Teleskopstoßdämpfers erheblich zu komplizieren.
Weiter ist ein Hebelstoßdämpfer bekannt, der einen verstellbaren Drosselquerschnitt
aufweist (deutsche Patentschrift 5 88 548). Der Einstellstab ist mit einem
Gewinde versehen und besitzt eine kegelförmige Spitze, durch welche der Durchflußquerschnitt
einer Bohrung verändert wird. Das Drehen des Einstellstabes erfolgt durch ein Druckmedium,
welches auf einen napfförmigen Teil '
der mit einem Dichtungsbalg verbunden
ist, und auf einen weiteren Teil mit Spiralnuten einwirkt, in welchem der Einstellstab
in einem Vierkant geführt ist. Auch diese Konstraktion'erfordert einen großen Platzbedarf
und wird infolge des großen Bauaufwandes sehr teuer.
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Außerdem ist bei Stoßdämpfern zur Steuerung des Flüssigkeitsdurchlaufes
ein konischer Regelstab bekannt, wobei durch Einfahren desselben in eine-Bohrung
mittels einer hydraulischen Fernsteuerung der Durchflußquersch-nitt verändert wird
(französische Patentschrift 1043 657). Nachteilig bei dieser
Konstruktion
ist, daß ein derartiger Konus mit einem flachen öffnungswinkel fertigungstechnisch
sehr schwierig herzustellen ist, wenn ein enger Toleranzbereich eingehalten werden
muß. Die Einhaltung eines engen Toleranzbereiches ist aber erforderlich, wenn bei
einer Serienfertigung eine bestimmte Dämpfungskennlinie am Stoßdämpfer eingehalten
werden soll.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Steuervorrichtungen
für Teleskopstoßdämpfer zu verm- eiden und für mit Luftfederungen oder Drucklufteinrichtungen
ausgerüstete Fahrzeuge eine Steuervorrichtung zu schaffen, die im Betrieb unempfindlich
ist und in einfacher Weise eine Steuerung des Stoßdämpfers ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe, ausgehend von einem Teleskopstoßdämpfer
der eingangs erwähnten Bauart, dadurch gelöst, daß das dämpferseitige zylindrische
Endstück des in der Dämpferkolbenstange ausschließlich drehbaren Einstellstabes
eine sich in. Umfangsrichtung erstreckende und verflachende, der Querbohrung der
Dämpferkolbenstange gegenüberliegende Steuernut aufweist und der Einstellstab über
eine Schraubenführunc, mit dem Stellkolben verbunden ist, der in einem auf die Dämpferkolbenstange
außerl ' ialb des Dämpferzylinders aufgesetzten Gehäuse verschieblich und
mittels einer kolbenstangehartigen, die Schraubenverbindung zum Einstellstab enthaltenen
Verlängerung drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die in diesem Gehäuse
untergebrachte Feder unm- ittelbar den Stellkolben belastet.
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Durch die Gesamtkom bination dieser Merkm ale, die ausschließlich
unter - Schutz gestellt sein soll,
ergibt sich ein kompakter Aufbau
eines mit einer Steuervorrichtung versehenen hydraulischen Stoßdämpfers. Durch den
großen Hub des Stellkolbens ist eine feinfühlige Verstellung des Drosselquerschnittes
möglich, wobei die übersetzung zwischen Stellkolben und Einstellstab beliebig wählbar
ist. Ebenso ist eine exakte Einstellung der Dämpfung dadurch möglich, daß der Druck
der Arbeitsflüssigkeit des Stoßdämpfers nicht auf den Stellkolben wirkL Bei Fahrzeugen
mit Luft- oder Gasfederung kann die Regeleinrichtung für den Stoßdämpfer direkt
an die Luft- bzw. Gasfeder angeschlossen werden und eine automatische Regelung des
Stoßdämpfers in Abhängigkeit von der Fahrzeuglast wird ermöglicht.
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Eine Ausführungsforin der Erfindung in verschiedenen Varianten ergibt
sich aus'den nachfolgend beschriebenen Zeichnungen. Diese stellen jedoch nur Ausführungsbeispiele
dar.
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F i g. 1 stellt einen mit einer Steuervorrichtung versehenen
hydraulischen Teleskopstoßdämpfer im Längsschnitt dar; F i g. 2 zeigt eine
gegenüber F i g. 1 geänderte Verbindung zwischen Stellkolben und Einstellstab,
ebenfalls iin Längsschnitt; F i g. 3 zeigt gegenüber F i g. 1 eine
Abwandlung der Steuernut im Längsschnitt.
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Der beispielsweise Aufbau eines mit einer Steuervorrichtung gemäß
der Erfindung ausgestatteten hydraulischen Teleskopstoßdämpfers ergibt sich aus
F ig.1. Der Stoßdämpfer, der aus der Dämpferkolbenstange 1, dem Dämpferkolben
2, dem Dämpferzylinder 3 und dem äußeren Schutzrohr 4 besteht, ist mittels
einer auf der Dämpferkolbenstange 1 aufgeschraubten Mutter 19 über
zwei elastische Gummiringe 20 am Chassisteil 5 des Fahrzeugs befestigt. Die
Dämpferkolbenstange 1 des Stoßdämpfers ist hohl ausgeführt, und in ihrem
Inneren ist der Einstellstab 14 gelagert. Durch die Mutter 19 des Stoßdämpfers
wird gleichzeitig ein die Stelleinrichtung enthaltendes Gehäuse 6, 8, das
in Verlängerung der Dämpferkolbenstange 1 oberhalb der Befestigung am Chassisteil
5 aufgesetzt ist, gehalten. Das Gehäuse besteht aus einem unteren Gehäuse
6 und einem oberen Gehäuse 8. In das untere Gehäuse 6 ist die
Führung 7 des Stellkolbens 9 sowie das obere Gehäuse 8 eingeschraubt.
Das obere Gehäuse 8 enthält an seiner Stirnseite eine Zuleitungsbohrung
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für die Druckluft oder das Druckgas. Der Stellkolben 9 steht unter
der Vorspannung einer Feder 18,
die ihn entgegen der Wirkung der Druckluft
bzw. des Druckgases nach oben drückt. Der Stellkolben 9
setzt sich in Richtung
Dämpfer in einer kolbenstangenartigen Verlängerung ILI, nachstehend Stellkolbenstange
genannt, fort, die in ihrem Inneren mit einer Spiralnut 12 versehen ist. In diese
Spiralnut 12 greifen Kugeln 13, die sich am Einstellstab 14 befinden. Die
Spiralnut 12 und die Kugeln 13 bilden eine Schraubenführung bzw. Schraubenverbindung
zwischen dem Stellkolben 9 und dem Einstellstab 14. Der Stellkolben
9 wird durch die Führung 7, die mit mehreren, sich in Achsrichtung
erstreckenden Nuten 17 versehen ist, in welche ebenfalls Kugeln
13 eingreifen, gegen Drehung gesichert. An seinem unteren, dämpferseitigen
Ende trägt der Einstellstab 114 ein Endstück 22, das mit einer sich in Umfangsrichtung
verflachenden Steuernut 24 versehen ist. Diese Steuermit 24 steht mit einer Axialbohrung
27 in Verbindung und arbeitet mit Diner Querbohrung 23 in der Dämpferkolbenstange
zusammen.
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In F i g. 2 ist eine von F i g. 1 abweichende Ausführungsform
dargestellt. Dort ist der Einstellstab 15
an seinem oberen Ende mit einer
Spiralnut 16 versehen, in die Kugeln 13 eingreifen, welche in der
Stellkolbenstange 21 eingebettet sind.
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In F i g. 3 trägt der Einstellstab 14 an seinem unteren, dämpferseitigen
Ende ein zylindrisches Endstück 25 und eine als Schrägfläche 26 abgewandelte
Steuernut.
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Die Steuervorrichtung für den Stoßdämpfer wirkt folgendermaßen: Durch
die Zuleitungsbohrung 10 im oberen Gehäuse 8 wird der Stellkolben
9 mit Druckluft bzw. Druckgas beaufschlagt. Je nach dem herrschenden Druck
der Druckluft bzw. des Druckgases wird der Stellkolben 9 entgegen der Kraft
der Feder 18
nach unten gedrückt. Der Stellkolben 9 wird dabei durch
die an der Stellkolbenstange 11 befindlichen Kugeln 13, welche in
die Nuten 17 eingreifen, geführt, so daß er nur eine axiale und keine radiale Bewegung
ausführen kann. Die im Einstellstab 14 angeordnete Kugel 13 greift in die
Spiralnut 12, und das bewirkt, daß bei einer axialen Verschiebung des Stellkolbens
9 der Einstellstab 14 gedreht wird. Diese Drehung hat zur Folge, daß durch
die sich in Umfangsrichtung verflachende Steueraut 24 im Endstück 22 des Einstellstabes
14, die mit der Querbohrung 23 zusammenarbeitet und mit der Axialbohrung
27 in Verbindung steht, der Durchfluß des Dämpfungsmittels von der einen
Seite des Dämpferkolbens 2 auf die andere Seite - je nach der Größe der Drehung
des Einstellstabes 14 - mehr oder
weniger gebremst wird.
Dadurch ergeben sich bei verschieden starkem Luftdruck oberhalb des Stellkolbens
9 und damit bei verschieden starker Drehung des Einstellstabes 14 verschiedenstarke
Dämpfungswirkungen des Teleskopstoßdämpfers.
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Die Zuleitungsbohrung 10 kann an eine Druckluftleitung angeschlossen
werden, die durch ein vom Fahrer zu betäti-endes Ventil an den Druckluftbehälter
angeschlossen ist. Der Fahrer kann durch verschiedene Einstellungen des Ventils
den Teleskopstoßdämpfer je nach den Erfordernissen des Belastungszustandes,
der Fahrzeuggeschwindigkeit und des Straßenzustandes beeinflussen. Wird die Zuleitungsbohrung
10 über eine Leitung direkt an die Gas- bzw. Luftfeder angeschlossen, so
paßt die Steuervorrichtung die Stoßdämpferwirkung automatisch dem momentanen Belastungszustand,
d. h. dem Druck in der Luftfeder an.
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Die Wirkungsweise einer Anordnung entsprechend F i g. 2 ist
die gleiche wie bei der nach F i g. 1.
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Bei der in F i g. 3 dargestellten anderen Möglichkeit der Durchflußsteuerung
bewirkt ein Drehen des Einstellstabes 14 und somit auch der die Steuernut darstellenden
Schrägfläche 26 des Endstückes 25
eine Änderung des Durchflußquerschnittes
der Querbohrung 23. Dadurch wird der Durchflußwiderstand und damit.
die Dämpfungswirkung gesteuert. Im übrigen ist die Wirkungsweise der Anordnung nach
F i g. 3 die gleiche wie die einer Anordnung nach Fig. 1.