DE1281865B

DE1281865B - Infinitely adjustable shock absorber, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1281865B
Application number: DEB81235A
Authority: DE
Inventors: Erwin Hausmann; Jean Herbert Willich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-03-30
Filing date: 1965-03-30
Publication date: 1968-10-31

Description

Stufenlos verstellbarer Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen stufenlos verstellbaren Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der im wesentlichen aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder und einem darin verschieblich angeordneten, am Ende einer hohl ausgebildeten Kolbenstange sitzenden Arbeitskolben besteht, der mit zwei Gruppen von axial verlaufenden Flüssigkeitsdurchtrittskanälen versehen ist, von denen jede Kanalgruppe austrittsseitig durch mehrere an ihrem Innenumfang fest am Kolben eingespannte, ringförmige Federplattenventile oder an der Kolbenstange federnd abgestützte Ventilplatten abgedeckt ist, wobei in der hohlen Kolbenstange eine ein Drosselglied bildende Verstellstange vorgesehen ist, die den wirksamen Drosselquerschnitt der die beiden beidseitig des Arbeitskolbens gelegenen Arbeitsräume mittels Öffnungen in der Kolbenstange miteinander verbindenden Kolbenstangenbohrung stufenlos zu verstellen erlaubt. Dadurch kann die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers kontinuierlich geändert werden.Infinitely adjustable shock absorber, especially for motor vehicles The invention relates to a continuously adjustable shock absorber, in particular for motor vehicles, which essentially consists of a damping fluid filled Cylinder and one displaceably arranged therein, at the end of a hollow one Piston rod seated working piston consists of two groups of axially extending Liquid passage channels are provided, each group of channels on the outlet side by several ring-shaped spring plate valves clamped firmly to the piston on their inner circumference or is covered on the piston rod resiliently supported valve plates, wherein an adjusting rod forming a throttle member is provided in the hollow piston rod is the effective throttle cross-section of the two sides of the working piston connecting working spaces with one another by means of openings in the piston rod The piston rod bore can be continuously adjusted. This can reduce the damping characteristics of the shock absorber can be changed continuously.

Bei bekannten Stoßdämpfern obiger Art (mit Federplattenventilen, französische Patentschrift 1300 013, mit starren Ventilplatten, französische Zusatzpatentschrift 69 441 zum französischen Patent 1120 363) mündet die in ihrem wirksamen Drosselquerschnitt zu verstellende Kolbenstangenbohrung unmittelbar in den kolbenstangenseitig gelegenen Arbeitskammerraum aus. Das hat zur Folge, daß der auf die Kolbenstangendurchtrittsbohrung entfallende Dämpfungsanteil in beiden Bewegungsrichtungen des Arbeitskolbens, also in der Druck- wie auch in der Zugstufe, gleich ist. Da nun aber Stoßdämpfer normalerweise in der Zugstufe eine größere Dämpfung als in der Druckstufe besitzen, wird bei fest eingestellten Dämpfungsventilen für beide Arbeitsrichtungen durch die Verstellung des wirksamen Querschnitts der Kolbenstangendurchtrittsbohrung das Dämpfungsverhältnis in der Druck- und in der Zugstufe jeweils geändert, was für die Praxis unerwünscht ist. Bei harter Einstellung, also bei geschlossener Kolbenstangendurchtrittsbohrung, arbeitet der stufenlos verstellbare Stoßdämpfer wie ein normaler Stoßdämpfer. Bei weicher Einstellung, also bei mehr oder weniger weit geöffnetem Kolbenstangendurchlaß wird dagegen ein entsprechend großer zusätzlicher Durchtrittsquerschnitt für die Dämpfungsflüssigkeit am Arbeitskolben freigegeben. Dieser zusätzliche, für beide Arbeitsrichtungen gleich wirksame Durchlaß führt dann dazu, daß das Kräfte- bzw. Dämpfungsverhältnis »hart zu weich« in der Druckstufe des Dämpfers kleiner ist als in der Zugstufe. Beim Dämpfer nach der französischen Zusatzpatentschrift 69 441 ist zwar das Widerlager der Schraubenfeder für das Zugstufenventil als Mutter ausgebildet und mittels Gewindes auf der drehbaren, unverschieblichen Verstellstange einstellbar, so daß dadurch an sich das Dämpfungsverhältnis an den veränderbaren Durchflußquerschnitt angepaßt werden könnte. Jedoch ist für den bekannten Dämpfer eine zwingende Zuordnung der Federvorspannung für das Zugstufenventil zum einstellbaren Durchflußquerschnitt weder beschrieben noch dargestellt. Der Durchgang durch die Kolbenstangenbohrung kann mit Verkleinern, aber auch Vergrößern der Federvorspannung gedrosselt oder gesperrt werden. Die Konstruktion ist ferner nur für ein federbelastetes Plattenventil geeignet.In known shock absorbers of the above type (with spring plate valves, French patent specification 1300 013, with rigid valve plates, French additional patent specification 69 441 to French patent 1 120 363), the piston rod bore to be adjusted in its effective throttle cross section opens directly into the working chamber space on the piston rod side. This has the consequence that the damping component allotted to the piston rod passage bore is the same in both directions of movement of the working piston, that is, in the compression as well as in the rebound stage. However, since shock absorbers normally have greater damping in the rebound stage than in the compression stage, the damping ratio in the compression stage and in the rebound stage is changed when the damping valves are set for both working directions by adjusting the effective cross-section of the piston rod passage, which is practical is undesirable. With a hard setting, i.e. with the piston rod through-hole closed, the continuously adjustable shock absorber works like a normal shock absorber. In the case of a soft setting, that is to say with the piston rod passage open to a greater or lesser extent, on the other hand, a correspondingly large additional passage cross-section is released for the damping fluid on the working piston. This additional passage, which is equally effective for both working directions, then leads to the fact that the force or damping ratio "hard to soft" is smaller in the compression stage of the damper than in the rebound stage. In the damper according to the French additional patent specification 69 441, the abutment of the helical spring for the rebound valve is designed as a nut and can be adjusted by means of a thread on the rotatable, non-displaceable adjusting rod, so that the damping ratio itself could be adapted to the variable flow cross-section. However, for the known damper, a mandatory assignment of the spring preload for the rebound valve to the adjustable flow cross-section is neither described nor shown. The passage through the piston rod bore can be reduced or blocked by reducing or increasing the spring preload. The construction is also only suitable for a spring-loaded plate valve.

Mit der französischen Patentschrift 1375 503 ist schließlich ein verstellbarer Stoßdämpfer bekanntgeworden, bei dem durch hydraulischen Druck von außen mittels eines in der Kolbenstangenbohrung gleitenden Verstellkolbens der zusätzliche Flüssigkeitsdurchlaß durch die Kolbenstange geschlossen und das Dämpfungsverhältnis dadurch beeinflußt und konstant gehalten werden kann, daß bei harter Einstellung ein besonderer Stützring in Form eines haubenartigen, auf der Kolbenstange gleitenden, zum Arbeitskolben zu hohlen und vom Verstellkolben mitgenommenen Kolbens gegen die Federplatten der Druckstufe gedrückt wird, wodurch deren Federhärte in der Druckstufe erhöht wird: Dieser Stoßdämpfer ermöglicht jedoch nur zwei Einstellungen, nämlich »hart« und »weich«, ist also nicht stufenlos verstellbar. Außerdem wirkt der Arbeitsdruck der Druckstufe unmittelbar entgegen dem Steuerdruck auf den Verstellkolben, so daß die Stellkraft aus dem Steuerdruck für den hydraulischen Verstellkolben entweder höher sein muß als die Gegenkraft aus dem höchsten im Stoßdämpfer erzeugten Arbeitsdruck (etwa 150 bis 200 atü), oder aber das Druckstufenventil gibt bei niedrigerem Steuerdruck nach. Dieser Dämpfer ist ferner nur für solche Fahrzeuge geeignet, die eine eigene Hochdruck-Hydraulikanlage haben, ferner ermöglicht er keine Zwischenstufen.With the French patent specification 1375 503 finally an adjustable one Shock absorbers become known in which by means of hydraulic pressure from the outside an adjusting piston sliding in the piston rod bore provides the additional fluid passage closed by the piston rod and the damping ratio is thereby influenced and can be kept constant that with a hard setting a special support ring in the form of a hood-like, sliding on the piston rod, to the working piston to hollow and driven by the adjusting piston against the spring plates of the Pressure stage is pressed, whereby the spring stiffness is increased in the pressure stage: This shock absorber allows only two settings, namely "Hard" and "soft", so it is not infinitely adjustable. In addition, the work pressure has an effect the pressure stage directly against the control pressure on the adjusting piston, so that the actuating force from the control pressure for the hydraulic adjusting piston either must be higher than the counterforce from the highest working pressure generated in the shock absorber (about 150 to 200 atü), or the pressure stage valve gives at lower control pressure after. This damper is also only suitable for vehicles that have their own Have high-pressure hydraulic system, furthermore, it does not allow intermediate stages.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stufenlos verstellbaren Stoßdämpfer der eingangs erwähnten Gattung zu schaffen, der von einer Hydraulikanlage unabhängig und für alle üblichen Ventilkonstruktionen geeignet ist und bei dem trotz seiner stufenlosen Verstellbarkeit das Kräfte- bzw. Dämpfungsverhältnis von harter zu weicher Einstellung für beide Arbeitsrichtungen, also sowohl in der Zugstufe als auch in der Druckstufe, erhalten bleibt.The invention is based on the object of providing a continuously adjustable To create shock absorbers of the type mentioned by a hydraulic system is independent and suitable for all common valve constructions and in spite of that its infinitely variable adjustability, the force or damping ratio of hard too soft setting for both working directions, i.e. both in the rebound stage as well as in the pressure stage.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das auf der Kolbenstangenseite liegende Federplattenventil bzw. die entsprechende Ventilplatte durch einen auf der Kolbenstange verschiebbaren, nach dem Arbeitskolben zu hohlen Stützkolben abgestützt ist - wie an sich bekannt -, der seinerseits federnd an der Kolbenstange abgestützt ist und dessen Hohlraum in flüssigkeitsleitender Verbindung einerseits mit der Kolbenstangenbohrung und andererseits mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum steht.This object is achieved in that the on the The spring plate valve on the piston rod side or the corresponding valve plate by a slidable on the piston rod, to be hollowed after the working piston Support piston is supported - as known per se -, which in turn is resilient to the Piston rod is supported and its cavity in fluid-conducting connection on the one hand with the piston rod bore and on the other hand with the piston rod side Work area is.

Auf diese Weise ist es möglich, das für die Druckstufe wirksame Ventil bei vollständiger oder teilweiser Freigabe der Kolbenstangendurchtrittsbohrung gleichsam hydraulisch zu schwächen, da der Stützkolben dabei von der die Kolbenstangenbohrung passierenden Dämpfungsflüssigkeit durchspült bzw. beaufschlagt wird. Es entsteht dabei ein Druckgefälle zwischen der Innen- und Außenseite des Stützkolbens, wodurch am Stützkolben eine zusätzliche Kraft angreift, die entgegen seiner eigenen Federstützkraft gerichtet ist. Auf diese Weise wird das kolbenstangenseitig gelegene Ventil entsprechend entlastet, so daß bei entsprechender Dimensionierung der vorerwähnten Bauelemente ein gleichbleibendes Dämpfungsverhältnis zwischen der Druck- und Zugstufeneinstellung erzielt werden kann.In this way it is possible to use the valve that is effective for the pressure stage with complete or partial release of the piston rod passage bore, as it were to weaken hydraulically, since the support piston thereby from the the piston rod bore passing damping fluid is flushed or acted upon. It arises thereby a pressure gradient between the inside and outside of the support piston, whereby an additional force acts on the support piston, which counteracts its own spring support force is directed. In this way, the valve located on the piston rod side becomes accordingly relieved, so that with appropriate dimensioning of the aforementioned components a constant damping ratio between the compression and rebound setting can be achieved.

Der Stützkolben ist vorteilhaft haubenartig aus- ; gebildet - wie an sich bekannt -, wobei er mit seinem in der Kolbenstange vorhandene Querbohrungen mit Abstand umgreifenden Haubenrand auf dem kolbenstangenseitig angeordneten Federplattenventil aufliegt und unter Wirkung eines an seiner Hauben- ; decke angreifenden, an der Kolbenstange befestigten Ringfederpaketes steht.The support piston is advantageously designed like a hood; formed - like known per se - he with his existing cross bores in the piston rod at a distance encompassing the hood edge on the spring plate valve arranged on the piston rod side rests on and under the action of one at its hood; attacking ceiling, on the Piston rod attached ring spring assembly is.

Die in der Kolbenstange befindlichen Querbohrungen sind zweckmäßig schräg gegen die Haubendecke des Stützkolbens gerichtet, wodurch die angestrebte hydraulische Entlastungswirkung des Stützkolbens auf die Ventilfederplatten noch entsprechend gesteigert wird.The cross bores in the piston rod are useful directed diagonally against the cover of the hood of the support piston, whereby the desired hydraulic relief effect of the support piston on the valve spring plates is increased accordingly.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers nach der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt F i g. 1 die erfindungswesentlichen Bauteile des Stoßdämpfers in axial geschnittener Teilansicht und F x g. 2 einen Schnitt durch die Kolbenstange in Höhe des Stützkolbens.In the drawing is an embodiment of the shock absorber according to of the invention shown. F i g. 1 the components essential to the invention of the shock absorber in an axially sectioned partial view and F x g. 2 a section through the piston rod at the level of the support piston.

In der hohl ausgebildeten Kolbenstange 2 ist die Verstellstange 1 drehbar gelagert. Das untere Ende der Verstellstange 1 bildet das mit seinem Querschnitt in F i g. 2 erkennbare Drosselglied 7 zwischen der Kolbenstangenbohrung 16 und den davon abzweigenden Querbohrungen 14. Das unmittelbar auf dem im Zylinder 19 verschieblichen Arbeitskolben 10 liegende ringförmige Federplattenventil 9 für die Druckstufe ist durch die Mutter 18 fest mit dem Arbeitskolben 10 und der Kolbenstange 2 verbunden und stützt sich mit seinem Innenumfang gegen die Stützscheibe 8 ab. Auf dem Federplattenventil 9 liegt der haubenförmig ausgebildete Stützkolben 12 mit seinem zylindrischen Flansch 12' auf. In letzterem befinden sich die Bohrungen 15. Ein Ringfederpaket 6 liegt mit seiner äußeren Zone auf dem abgesetzten Rand an der Haubendecke des Stützkolbens 12 an und stützt sich nach oben gegen die Stützscheibe 5 und den darüberliegenden Seegerring 4 ab. Die in den Hohlraum 13 des Stützkolbens 12 einmündenden Querbohrungen 14 der Kolbenstange 2 sind schräg nach oben gegen die Haubendecke des Stützkolbens 12 gerichtet.The adjusting rod 1 is rotatably mounted in the hollow piston rod 2. The lower end of the adjusting rod 1 forms that with its cross section in FIG. 2 recognizable throttle member 7 between the piston rod bore 16 and the branching transverse bores 14. The ring-shaped spring plate valve 9 for the pressure stage, which is located directly on the working piston 10, which is displaceable in the cylinder 19, is firmly connected by the nut 18 to the working piston 10 and the piston rod 2 and is supported with its inner circumference against the support disc 8. The dome-shaped support piston 12 rests on the spring plate valve 9 with its cylindrical flange 12 '. The bores 15 are located in the latter. An annular spring assembly 6 rests with its outer zone on the stepped edge on the hood cover of the support piston 12 and is supported upwards against the support disk 5 and the Seeger ring 4 above. The transverse bores 14 of the piston rod 2 opening into the cavity 13 of the support piston 12 are directed obliquely upwards against the cover of the support piston 12.

Der Arbeitskolben 10 ist mit zwei Gruppen von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen 17,17' versehen, die austrittsseitig durch die Federplattenventile 9 bzw. 9' für die Druck- bzw. Zugstufe abgedeckt sind. Der Arbeitskolben 10 unterteilt das Innere des Zylinders 19 in die beiden mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Arbeitsräume 11,11'. Die Dämpfungsflüssigkeit steht unter hohem Druck, der durch ein nicht dargestelltes, im Zylinder 19 untergebrachtes und gegen die Flüssigkeit durch einen abdichtenden Trennkolben getrenntes Gasdruckpolster hervorgerufen wird.The working piston 10 is provided with two groups of liquid passage channels 17, 17 'which are covered on the outlet side by the spring plate valves 9 and 9' for the compression and rebound stage. The working piston 10 divides the interior of the cylinder 19 into the two working spaces 11, 11 'filled with damping fluid. The damping liquid is under high pressure, which is caused by a gas pressure cushion, not shown, accommodated in the cylinder 19 and separated from the liquid by a sealing separating piston.

Wenn der Arbeitskolben 10 nach unten fährt, d. h. also in der Druckstufe des Dämpfers, und das Drosselventil ? geschlossen ist, so daß keine Verbindung zwischen der Kolbenstangenbohrung 16 und dem Raum 13 besteht und der Stoßdämpfer somit auf härteste Einstellung gestellt ist, strömt das Stoßdämpfermedium aus dem Arbeitsraum 11 durch die Kanäle 17 gegen den Widerstand des durch das Ringfederpaket 6 unterstützten Federplattenventils 9 in den Arbeitsraum 11'. Der Dämpfer arbeitet somit auf übliche Weise. Werden dagegen durch Verstellen der Verstellstange 1 vom Drosselglied 7 die Querbohrungen 14 mehr oder weniger geöffnet und somit eine weichere Einstellung herbeigeführt, dann strömt das Medium in der Druckstufe nicht nur durch die Kanäle 17, sondern auch durch die Bohrungen 16 und 14 in den Hohlraum 13 im Stützkolben 12 und von dort durch die Bohrungen 15 in den Arbeitsraum 11'. Der Stützkolben 12 wird dabei durch das Druckgefälle zwischen seinem Hohlraum 13 und dem Arbeitsraum 11' nach oben gedrückt, wodurch die durch das Ringfederpaket 6 hervorgerufene Stützkraft für das Federplattenventil 9 ganz oder teilweise aufgehoben wird.When the working piston 10 moves down, ie in the pressure stage of the damper, and the throttle valve? is closed, so that there is no connection between the piston rod bore 16 and the space 13 and the shock absorber is thus set to the hardest setting, the shock absorber medium flows from the working space 11 through the channels 17 against the resistance of the spring plate valve 9 supported by the annular spring package 6 into the Work space 11 '. The damper thus works in the usual way. If, on the other hand, the transverse bores 14 are opened more or less by adjusting the adjusting rod 1 of the throttle member 7 and thus a softer setting is brought about, then the medium in the pressure stage does not only flow through the channels 17, but also through the bores 16 and 14 into the cavity 13 in the support piston 12 and from there through the bores 15 into the working space 11 '. The support piston 12 is pushed upwards by the pressure gradient between its cavity 13 and the working chamber 11 ', whereby the support force for the spring plate valve 9 caused by the annular spring assembly 6 is wholly or partially canceled.

Es versteht sich, daß die Erfindung auch bei anderen Stoßdämpferventilarten Verwendung finden kann, so z. B. bei Ventilen, die aus Ventilplatten und Schraubenfedern bestehen. Auch kann die Bohrung 15, die den Hohlraum 13 mit dem Arbeitsraum 11' verbindet, als Kerbe am Rand des Stützkolbens 12 ausgebildet sein. Weiterhin kann der Stützkolben 12 auch konisch oder glockenförmig ausgebildet sein. Außerdem kann das drehbare Drosselventil durch ein innerhalb der Kolbenstange 2 längsverschiebbares Schieberventil ersetzt werden.It will be understood that the invention can also be applied to other types of shock absorber valves Can be used, so z. B. in valves made of valve plates and coil springs exist. The bore 15, which connects the cavity 13 with the working space 11 ' connects, be designed as a notch on the edge of the support piston 12. Furthermore can the support piston 12 can also be conical or bell-shaped. aside from that can the rotatable throttle valve by a longitudinally displaceable within the piston rod 2 Slide valve to be replaced.

Claims

Claims: 1 .. Infinitely adjustable shock absorber, in particular for motor vehicles, consisting of a cylinder filled with damping fluid, a working piston arranged displaceably in it, seated at the end of a hollow piston rod, which is provided with two groups of axially extending fluid passage channels, each of which group of channels is covered on the outlet side by several ring-shaped spring plate valves firmly clamped on their inner circumference on the piston or spring-supported valve plates on the piston rod, with an adjusting rod forming a throttle element being provided in the hollow piston rod, which adjusts the effective passage cross-section of the two working spaces on both sides of the working piston by means of openings allow infinitely variable adjustment in the piston rod bore connecting the piston rod, characterized in that the spring plate valve (9) on the piston rod side or the corresponding The end of the valve plate is supported by a support piston ( 12) that is slidable on the piston rod (2) and hollowed after the working piston (10) - as is known per se - which in turn is resiliently supported on the piston rod and its cavity (13) in fluid-conducting connection stands on the one hand with the piston rod bore (16) and on the other hand with the working space (11 ') on the piston rod side.

2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that the support piston (12) is hood-like - as is known per se - with its in the piston rod (2) existing transverse bores (14) at a distance encompassing the hood edge (12 ') on the piston rod side arranged spring plate valve (9) and is under the action of an annular spring assembly (6) attached to the piston rod (2) and acting on its hood cover.

3. Shock absorber according to claims 1 and 2, characterized in that the transverse bores located in the piston rod (2) (14) are directed obliquely against the cover of the hood of the support piston (12).

4. Shock absorber according to claims 1 to 3, characterized in that the fluid-conducting connection between the support piston cavity (13) and the working chamber space (11 ') on the piston rod side via holes (15), edge incisions or the like provided in the hood edge (12') . Documents considered: French Patent Nos. 1300 013, 1,375,503; French patent specification No. 69 441 to French patent specification No. 1 120 363.