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Stoß- und Schwingungsdämpfer in Teleskopform.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoß-und Schwingungsdämpfer
in Teleskopform, mit einem Zylinderrohr, mit einer im Zylinderrohr hin- und her
beweglich gelagerten Stange, mit einem Verdrängungskörper, der in Zylinderrohr mit
der Stange verbunden ist und Flächen aufweist, die zum äußeren Ende der Stange hin
geneigt sind, mit einer auf dem Verdrängungskörper aufsitzenden relativ zu diesem
längs der Stange hin- und her bejeglichen, durch den Verdrängungskörper aufweitbaren
Reibungsvorrichtung, die mit der Innenwand des Zylinderrohrs in Reibungsschluß bringbar
ist, mit einer im Abstand von der Reibungsvorrichtung in Richtung auf das äußere
Ende der Stange an der Stange vorgesehenen Schulter und mit einer Kraftspeichervorrichtung,
die zwischen die Schulter und die Reibungsvorrichtung gespannt ist.
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Bei bekannten Stoß- und Schwingungsdämpfern dieser Art drückt die
Kraftspeichervorrichtung beständig auf die Reibungsvorrichtung, unabhängig davon,
ob die Stange in den Zylinder hineingeschoben oder aus ihm herausgezogen wird.
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Wegen der zur Stange hin geneigten Flächen tritt zwar die Wirkung
ein, daß sich die Reibungsvorrichtung ein wenig zum äußeren Ende der Stange und
beim Herausziehen zum inneren Ende der Stange verschiebt, so daß ganz merkliche
Unterschiede beim Betätigen der Stange kräftemäßig auftreten. Von dem idealen Zustand
sind diese Stoß- und Schwingungsdämpfer jedoch noch erheblich
entfernt,
der darin bestehen würde, daß zum Hineinschieben der Stange in das Zylinderrohr
praktisch Keine Kraft aufzubringen ist und die Kraft nur beim Herausziehen auftritt
(Französische Patentschrift 1 127 154, 1 122 015, 1 092 327, 1 077 611).
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mit der
man dieses Ideal möglichst erreichen oder zumindest sehr stark annähern kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der
Kraftspeichervorrichtung und der Reibungsvorrichtung eine Mitnehmervorrichtung angeordnet
ist, deren Umfangsbereich reibend im Zylinderrohr anliegt und die axial zur Stange
verschieblich angeordnet ist. Die Kraft, mit der die Mitnehmervorrichtung wegen
der Reibung an Ort und Stelle im Zylinderrohr halten will, sobald sich die Stange
bewegt, subtrahiert sich beim Hineinschieben der Stange von der Kraftspeichervorrichtung
und addiert sich zu dieser beim Herausziehen der Stange0 Günstig ist, wenn die Mitnehmervorrichtung
mindestens eine Ringscheibe umfaßt. Dies stellt die einfachste und am leichtesten
zu verwirklichende Mitnehmervorrichtung dar Vorteilhaft ist, wenn die Ringscheibe
eine Umfangsnut aufweist, in die ein ORing eingelegt istO Ein O-Ring an dieser Stelle
hat sich auch wegen seiner luftabdichtenden Eigenschaften sehr bewöhrt.
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Förderlich ist, wenn zwei Ringecheiben in geringem Abstand voneinander
vorgesehen sind, deren einander zugekehrte Randbereiche Viertelskehlen auf -weisen,
die sich zu einer Umfangsnut ergänzen und wenn in der Umfangsnut de eineingelegt
ist0 Zweckmäßig ist, wenn zwischen die Mitnehmervorrichtung die und Reibungsvorrichtung
eine Platte geschaltet ist, die in Dickenrightung Durchlässe aufweist, welche von
der Mitnehmervorrichtung abdeckbar sind.Zieht
man die Stange heraus,
so deckt die Reibungsvorrichtung die Platte ab und zwischen dem Boden des Zylinderrohrs
und der Platte bildet sich ein Unterdruck. Hierdurch wird die Stange progressiv
daran gehindert, sich aus dem Zylinderrohr herauszubewegen. Gerade diese Progressivitäl;
versucht man anzustreben, damit bei kleinen Amplituden der Stange geringe und bei
großen Amplituden größere Säfte auftreten.
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Günstig ist, wenn die Durchlässe mit Querverbindungen kommunizieren,
die Jene mit dem UmSang der Platte verbinden. Es wird hierdurch erreicht, daß die
Reibungsvorrichtung die Durchlässe nicht abdecken kann und es gleichgültig ist,
welche Lage die Durchlässe zu der Reibungsvorrichtung haben.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels hervor.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes
Ausführungsbeispiel; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3
einen Verdrängungskörper; Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Längsschnitt
ohne Zylinderrohr; Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel im Längsschnitt ohne Zylinderrohr;
Fig; 6 eine Flatterscheibe in der Draufs1it.
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Ein Stoß- und Schwingungsdämpfer weist ein Zylinderrohr 10 auf, das
unten durch eine Bodenplatte 11 verschlossen ist, die über eine Gewindeverbindung
12 mit dem Zylinderrohr 10 verbunden ist. Die Bodenplatte 11 weist eine Sechskantausnehmung
13 auf und besitzt in ihrem unteren Bereich ein Auge 14, in das ein Gummiring 15
eingesegtzt ist, in den wiederum eine HUlse 16 eingelassen ist. Durch diese Hülse
16 kann man einen Bolzen
stecken und so den Stoß- und Schwingungsdämpfer
an einem Fahrzeugteil befestigen.
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Das gemäß Fig. 1 obere Ende des Zylinderrohrs 10 ist mit einer Stopfbüchse
17 verschlossen, die einen einschraubbaren Einsatzring 18, mehrere elastische Ringscheiben
19, einen Deckring 20, einen Sprengring 21 und eine Führungshülse 22 umfaßt.
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Eine zylindrische Stange 23 hat in ihrem unteren Endbereich einen
abgesetzten Teil 24 und eine zentrale Gewindebohrung 25. Am Ubergang zum Teil 24
ist eine Ringschulter 26 vorhanden. In die Gewindebohrung 25 ist eine Schraube 27
eingeschraubt, die mit ihrem Kopf eine Scheibe 28 trägt. Auf dieser Scheibe 28 liegt
eine Führungsscheibe 29, deren Durchmesser wesentlich größer ist als derjenige des
Teils 24. Die Führungsscheibe 29 hat einen Durchmesser, der etwa dem Innendurchmesser
des Zylinderrohrs 10 entspricht und ist aus einem geeigneten Kunststoff, wie Polyamid-Kunststoff,
mit Harz getränktem Gewebe o.dgl. hergestellt.
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Auf der Führungsscheibe 29 liegt ein Verdrängungskörper 30 auf, der
eine durchgehende Innenbohrung 31 hat, die etwas größer als der Durchmesser des
Teils 24 ist und mit einem ringförmigen Ansatz 52 durch dei Führungsscheibe 29 hindurch
bis zur Scheibe 28 reicht, auf dieser aufsitzt und die Innenbohrung der Führungsscheibe
29 passend ausfüllt.
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Der Verdrängungskörper hat etwa pilzförmige Gestalt.
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Seine nach oben gerichtete Fläche hat die Gestalt eines Pyramidenstumpfs
mit sechs ebenen Flächen 49. Die Seitenwände 50 und 51 der Bremsklötze 37 verlaufen
etwa radial und liegen, wie Fig. 2 zeigt, parallel zueinander und in dichtem Abstand.
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Man sieht hier ohne weiteres, daß die Außenflächen 39 sehr groß sind,
ebenso wie die Gleitflächen 38.
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Zwischen die Tellerfedersäule 43 und die obere Stirnfläche 40 der
Bremsklötze 37 ist hier eine
Mitnehmervorrichtung 52 geschaltet,
die eine obere Platte 53 und eine untere Platte 54 in Ringform umfaßt.
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Auf ihrem Außenumfang im einander benachbarten Bereich weisen die
beiden Platten 53 und 54 Viertelskehlen 55 und 56 auf, die zusammen eine Ringnut
ergeben, in der ein O-Ring 57 sitzt. Dieser leigt im Bereich ständig auf der Innenseite
des Zylinderrohrs 10 an. Wird die Stange 25 in das Zylinderrohr 10 hineingeschoben,
so versucht wegen der entstehenden Reibung die Mitnehrnervorrichtung 52 stehen zu
bleiben. Dabei wird die Teller-Feuersäule 45 etwas zusammengepreßt und in gleichem
Maß wird die KCt der Tellerfedersäule 43 von den Bremsklötzen 57 ferngehalten, die
sich nunmehr noch besser von dem Zylinderrohr 10 lösen können.
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Die umgekehrte Wirkung tritt auf, werin die Stange 23 aus dem Zylinderrohr
10 herausgezogen wird.
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Es drückt dann die Stirnfläche 40 der Bremsklötze 57 nicht nur die
Kraft der Tellerfedersäule 45, sondern auch diejenige Kraft, mit der die Mitnehmervorrichtung
52 im Zylinderrohr 10 reibt. Dadurch nähert isan sich noch mehr dem Ideal eines
Stoß- und Schwingungsdämpfers, dessen Stange 25 möglichst otine Kraft aus dem .7ylinclerrshs
10 herausziehbar sein soll und nur mit erhebLiciler Kraft in das Zylinderrohr 10
hineinschiebbar sein soll.
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Gelmäß Fig. 4 können anstelle des O-Etings56 auch mehrere Reibscheiben
57 verwendet werden, die von einer Stützscheibe 58 abgestützt werden.
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Bem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist zusätzlich eine
Platte 59 vorgesehen, deren Außenurifang nicht im Zylinderrohr 10 anliegt. Sie hat
senkrecht zur Stange 23 Durchlässe 60, die durch Querverbindungen 61 mit dem Umfang
62 der Platte 59 verbunden sind. Abgedeckt wird die Platte 59 durch eine Flatterscheibe
65, die mit ihrem Umfang 64 im Zylinderrohr 10 anliegt und die Durchlässe 60 abzudecken
vermag.
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Es ist zwischen die Ringschulter 26 und die Mitnehmervorrichtung
52 eine Tellerfedersäule 43 geschaltet. Im Betrieb arbeiten die Vorrichtungen wie
folgt: Zur Führung des inneren Endes der Stange 25 dient die Führungsscheibe 29.
Bewegt sich die Stange 25 in das Zylinderrohr 10 hinein, so bewegen sich die Bremsklötze
D7 relativ zum Verdrängungskörper 50 in dessen Nuten 55 nach oben, weil ja deren
Außenflächen 59 im Zylinderrohr 10 anliegen und deshalb eine Neigung haben, sich
der Bewegung zu widersetzen. Indem die Bremsklötze D7 ein wenig nach oben gehen,
gehen sie auch zugleich nach irmen. Dieser Effekt verursacht, daß der Anpreßdruckzwischen
den Außenflächen 39 und dem Zylinderrohr 10 sich verkleinert und die Stange 2) trotz
der Tellerfedersäule 43 relativ leicht in das Zylinderrohr 10 hineingeschoben werden
kann. Zieht rnan dagegen die Stange 25 aus dem Zylinderrohr 10 heraus, so widersetzen
sich auch hier die Bremsklötze 7 dieser Bewegung, was zur Folge hat, daß sie sich
relativ zum Verdrängungskörper 50 nach unten bewegen, was wegen des schrägen Nutbodens
zugleich bedeutet, daß sie sich nach außen bewegen Hierdurch vergrößert sich, unterstützt
von der Tellerfedersäule 43, die Reibungskraft und man benötigt zum Herausziehen
der Stange 23 eine größere Kraft als zum Hineinschieben. Weil jedoch die Tellerfedersäule
47 keine lineare Kennlinie hat, werden zum Anfang der Bewegung die Bremsklötze 57
sanft gegen das Zylinderrohr 10 gepreßt, so daß der am Anfang der Bewegung sonst
entstehende Ruck ausbleibt. Je mehr die Tellerfedersäule 43 zusammengedrückt wird,
desto größer wird der Druck. Die T4llerredersäule 45 dient gleichzeitig auch als
Kissenersatz, weil sie selbst im ganz zusammengedrückten Zustand eine Federungskraft
hat und man so verhindert daß ein harter Anschlag entsteht, wenn die Stange
25
ganz herausgezogen wird. Das Zylinderrohr 10 hat auf seiner Innenseite eine sehr
glatte Oberfläche.
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Es wäre sehr schädlich, wenn diese Oberfläche beschädigt würde. Auch
hier bringt die Tellerfedersäule den Vorteil mit sich, daß sie sich nie auf der
Innenwand des Zylinderrohrs 10 anlegt und die Riefenbildung dadurch ausgeschlossen
ist. Außerdem benötigt man im Gegensatz zu Schraubenfedern für die Tellerfedersäule
43 keine weiteren Führungsmittel.
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Will man erreichen, daß der Dämpfer härter arbeitet, so schraubt
man die Schraube 27 weiter in die Gewindebohrung 25 hinein, so daß die Tellerfeder
45 mehr zusammengepreßt wird und die Bremsklötze 57 weiter nach außen drückt.
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Wird die Stange 23 in das Zylinderrohr 10 hineingeschoben, so versucht
wegen der entstehenden Reibung die Mitnehmervorrichtling 52 stehen zu bleiben und
dabei wird die Tellerfedersäule 43 etwas zusammengepreßt und im gleichen Maß wird
die Kraft der Tellerfedersäule 4) von den Bremsklötzen 57 ferngehalten, die sich
nunmehr noch besser von dem Zylinderrohr 10 lösen können.
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Die umgekehrte Wirkung tritt auf, wenn die Stange 25 aus dem Zylinderrohr
10 herausgezogen wird. Es drückt dann auf die Stirnfläche 40 der Bremsklötze 57
nicht nur die Kraft der Tellerfedersäule 43, sondern auch diejenige Kraft, mit der
die Mitnehmervorrichtung 52 im Zylinderrohr 10 reibt. Dadurch nähert man sich noch
mehr dem Ideal eines Stoß- und Schwingungsdämpfers, dessen Stange 25 möglichst ohne
Kraft aus dem Zylinderrohr 10 herausziehbar sein soll und nur mit erheblicher Kraft
in das Zylinderrohr 10 hineinschiebbar sein soll.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 tritt noch eine Zusatzwirkung
auf. Wird die Stange 25 aus dem Zylinderrohr 10 herausgezogen, so deckt die Flatterscheibe
63 die Durchlässe 60 ab und im Raum unterhalb
der Flatterscheibe
63 entsteht ein Unterdruck, der progressiv wächst, je mehr man die Stange 23 herauszieht.
Gerade eine solche Progressivität ist von großem Nutzen.
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Zieht man die Stange 23 wieder in das Zylinderrohr 10 hinein, so
hebt die Flatterscheibe 63 ab, d.h.
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die Luft wird unterhalb der Flatterscheibe 63 nicht komprimiert, sondern
kann vielmehr durch die Querverbindungen 61 und die Durchlässe 60 abfließen.