DE19701385C2 - Stoßdämpfer - Google Patents
StoßdämpferInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit
einem achssymmetrischen Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet, einem Kol
ben, der die Arbeitskammer in einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt
unterteilt, und einem Zugventil mit einem im Kolben beweglich angeordneten Dros
selglied, das einen im Kolben gebildeten Drosselkanal steuert, dessen Durchfluss
querschnitt von einem Einlass zu einem Auslass stetig zunimmt, so dass bei einer
Bewegung des Drosselgliedes in der Zugstufe der vom Drosselglied freigegebene
Durchflussquerschnitt des Drosselkanals entsprechend größer wird.
Ein Stoßdämpfer dieser Gattung ist aus der DE 12 72 640 B bekannt. Bei
diesem Stoßdämpfer ist das Zugventil so ausgebildet, dass in der Zugstufe der
Durchflussquerschnitt des Zugventils größer wird, um die Drosselwirkung und da
mit den Dämpfungsgrad entsprechend zu verringern. Das bewegliche Drosselglied
ist hierbei als Federscheibe ausgebildet, die jeweils mit einer auf der Kolbenstange
fest angeordneten Buchse zusammenwirkt. Jede Buchse ist mit einem axialen
Schlitz versehen, der gemäß einer Ausführungsform einen dreiecksförmigen Ver
lauf hat. Die Verwendung einer Federscheibe zur Steuerung des Durchflussquer
schnitts des Zugventils ermöglicht keine große Steuerungsgenauigkeit. Insbeson
dere ist der Ventilhub auf den Auslenkhub der Federscheibe beschränkt, so dass die
Vergrößerung des Durchflussquerschnitts des Drosselkanals relativ abrupt erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungs
dämpfer der eingangs angegebenen Gattung so weiterzubilden, dass die Vergröße
rung des Durchflussquerschnitts des Zugventils und damit die Verringerung der
Dämpfungswirkung in der Zugstufe mit möglichst hoher Genauigkeit gesteuert
werden können.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass das Drosselglied ein durch
eine Feder in Schließrichtung vorgespannter gleitend verschiebbarer Ventilring ist
und der Drosselkanal von mindestens einem radialen Schlitz im Kolben gebildet
wird, der radial innen von dem Ventilring und radial außen von einer Wand mit ei
ner Kontur begrenzt wird, deren Verlauf die Vergrößerung des Durchflussquer
schnitts des Drosselkanals vom Einlass zum Auslass bewirkt.
Das Zusammenwirken der konturierten Wand mit dem gleitend verschiebba
ren federbelasteten Ventilring erlaubt eine präzise Steuerung der Querschnittsver
größerung des Drosselkanals in der Zugstufe. Insbesondere lässt sich hierdurch ein
dreistufiger Verlauf der Dämpfungscharakteristik in der Zugstufe erzielen. In einer
erste Zugstufe ist der Durchflussquerschnitt konstant, solange die Kraft der den
Ventilring vorspannenden Feder noch nicht überwunden ist. Wenn sich der Ventil
ring in einer zweiten Stufe entgegen der Kraft der Feder verschoben hat, wird der
Durchflussquerschnitt und damit die Dämpfungswirkung durch den Verlauf der
Kontur der Wand bestimmt. In einer dritten Stufe, in der die Feder maximal zu
sammengedrückt ist, ist der Durchflussquerschnitt - wie in der ersten Stufe - kon
stant.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Stoßdämpfer zeichnet sich durch
konstruktive Einfachheit, hohe Betriebssicherheit und kostengünstige Herstellbar
keit aus.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nä
her erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung von Stoß
dämpfern in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Stoßdämpfer;
Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils eines Stoßdämpfers gemäß ei
nem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, bei der sich jedoch der
Kolben in der Zugstufe befindet;
Fig. 5 eine Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines
Stoßdämpfers;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Zugstufenseite des Kolbens des Stoß
dämpfers nach Anspruch 5;
Fig. 7 eine Seitenansicht einer Ventilcodeplatte mit einer bevorzug
ten Kontur für einen Kolben des Ausführungsbeispiels der Fig. 5;
Fig. 8 eine Endansicht der Ventilcodeplatte in Fig. 7;
Fig. 9 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer
Ventilcodeplatte für einen Kolben des Ausführungsbeispiels der Fig. 5;
Fig. 10 ein Diagramm, das eine mit dem Stoßdämpfer erzielbare
Dämpfungskurve darstellt.
In Fig. 1 sind vier, Stoßdämpfer gemäß einem bevorzugten Ausführungsbei
spiel dargestellt. Die Stoßdämpfer 10 sind einem herkömmlichen Kraftfahrzeug 12
mit einem Chassis 14 zugeordnet. Das Kraftfahrzeug 12 besitzt eine hintere Auf
hängung 16 mit einer quer verlaufenden hinteren Radachse (nicht gezeigt), die den
Hinterrädern 18 des Fahrzeuges zugeordnet sind. Die Hinterradachse ist mit dem
Kraftfahrzeug 12 durch zwei Stoßdämpfer 10 und zwei Schraubenfedern 20 verbun
den. In der gleichen Weise besitzt das Kraftfahrzeug 12 eine vordere Aufhängung
22 mit einer quer verlaufenden Vorderradachse (nicht gezeigt) für die Vorderräder
24. Die Vorderradachse ist mit dem Chassis 14 durch zwei Stoßdämpfer 10 und
zwei weitere Schraubenfedern 20 verbunden. Die Stoßdämpfer 10 dienen dazu, die
Relativbewegungen zwischen dem ungefederten Teil (der vorderen und hinteren
Aufhängung 22 bzw. 16) und dem gefederten Teil (Chassis 14) des Kraftfahrzeuges
12 zu dämpfen. Wenn auch das Kraftfahrzeug 12 als Personenwagen dargestellt ist,
kann der Stoßdämpfer 10 auch mit anderen Fahrzeugen oder bei anderen Schwin
gungsdämpfungsanwendungen verwendet werden. Ferner ist der Ausdruck
"Stoßdämpfer" im weitesten Sinn zu verstehen und umfaßt beispielsweise MacPher
son-Federbeine.
Es wird nun auch auf Fig. 2 Bezug genommen. Der dort dargestellte Stoß
dämpfer 10 besitzt ein erstes rohrförmiges Ende 26 und ein zweites rohrförmiges
Ende 28. Ein Anschluß 30 ist an dem unteren Ende des ersten rohrförmigen Endes
26 befestigt, um den Stoßdämpfer 10 an der Achse des Fahrzeuges 12 in herkömm
licher Weise anbringen zu können. Eine Kolbenstange 32 besitzt ein Gewindeende
33, das durch das zweite rohrförmige Ende 28 verläuft und an dem Chassis 14 in
herkömmlicher Weise befestigt ist.
Es wird nun außerdem auf die Fig. 3 und 4 Bezug genommen, die Schnitt
ansichten eines vergrößerten Abschnittes des Stoßdämpfers 10 darstellen. Fig. 3
zeigt den Stoßdämpfer 10 in seiner neutralen Stellung, während Fig. 4 den Stoß
dämpfer in der Zugstufe zeigt, in der Dämpfungsflüssigkeit durch den Stoßdämpfer
fließen kann. Der Stoßdämpfer 10 besitzt ein Druckrohr 34, das eine Dämfpungs
flüssigkeit enthaltende Arbeitskammer 36 bildet. Das Druckrohr 34 ist in dem
zweiten rohrförmigen Ende 28 (in Fig. 2) in üblicher Weise untergebracht.
Eine hin- und herbewegbare Kolbenanordnung 38 umfaßt einen Kolben 40
mit mehreren Strömungskanälen 41. Die Kolbenanordnung 38 unterteilt die Ar
beitskammer 36 in einen unteren Abschnitt 42 (Druckseite) und einen oberen Ab
schnitt 44 (Zugseite). Der Kolben 40 ist an einem Ende eines axial verlaufenden
Kolbenansatzes 46 in üblicher Weise befestigt. Der Kolbenansatz 46 seinerseits ist
an der axial verlaufenden Kolbenstange 32 befestigt, die durch das zweite rohrför
mige Ende 28 (siehe Fig. 2) verläuft. Eine Nut 47 ist am Außenumfang des Kolbens
40 gebildet. Innerhalb der Nut 47 befindet sich eine Dichtung 48 in Form beispiels
weise eines Streifens aus Polytetrafluoräthylen (PTFE). Die Dichtung 48 ermöglicht
eine Hin- und Herbewegung der Kolbenanordnung 38 bezüglich des Druckrohres
34, ohne daß unnötig große Reibkräfte erzeugt werden.
Die Kolbenanordnung 38 umfaßt ferner ein kappenförmiges Gehäuseteil 49
mit einer Reihe von Strömungsmittelöffnungen 50 in einer Umfangswand 51. Das
Gehäuseteil 49 umfaßt eine Basis 52 mit einer oberen Seite 54. Das Gehäuseteil 49
ist mit Preßsitz im Kolben 40 angeordnet oder in anderer Weise an ihm befestigt.
Bewegungen der Kolbenanordnung 38 in einer ersten Richtung wird von einer ra
dial verlaufenden Schulter 35 begrenzt, die an dem Ende des Kolbenansatzes 46
gebildet ist. Bewegungen der Kolbeanordnung 38 in einer zweiten Richtung werden
durch ihre Übereinstimmung mit dem Kolbenansatz 46 begrenzt.
Zwischen dem Kolben 40 und dem Gehäuseteil 49 befindet sich eine
Ventilanordnung 56. Die Ventilanordnung 56 umfaßt ein Druckventil bzw. Einlaß
ventil 58 und ein Zugventil 60. Die beiden Ventil 58 und 60 sind entlang der Achse
der Kolbenanordnung 38 axial zueinander ausgerichtet.
Das Druckventil 58 umfaßt eine Druckstufenfeder 62, die sich innerhalb
einer Sackbohrung 64 am Ende des Kolbenansatzes 46 befindet. Die Druckstufenfe
der 62 besitzt ein erstes Ende 66 und ein zweites Ende 68. Es umfaßt ferner ein
Ventilglied 70 mit einer Zugstufenseite 72 und einer Druckstufenseite 74. Ein Bol
zen 76 ist an der Zugstufenseite 72 des Druckventils 70 gebildet. Das erste Ende 66
der Druckstufenfeder 62 ist an dem Bolzen 76 befestigt, während das zweite Ende
68 der Druckstufenfeder 62 an der Stirnwand der Sackbohrung 64 anliegt.
Das Zugventil 60 umfaßt ein Abstandsstück 78 und ein strömungsdrosseln
des Teil 80. Das Abstandsstück 78 besitzt eine zentrale Strömungsmittel-Durchlaß
öffnung 81 und mehrere Strömungsmittel-Durchlaßöffnungen 82, die eine Strömung
zwischen der Zug- und Druckseite des Stoßdämpfers ermöglichen (wenn dies nicht
durch ein Ventil unterbunden wird). Eine radial verlaufende Fläche 83 ist an der
dem Teil 80 zugewandten Seite des Abstandsstückes 78 gebildet. Das Abstands
stück 78 ist zwischen der Innenwand des Kolbens 40 und dem Teil 80 angeordnet.
Ein Durchlaßkanal 84 ist in dem Teil 80 zentral angeordnet. Innerhalb des
Kanals 84 sind ein hin- und herbewegbarer Ventilring 86 (mit einem zentralen
Durchgangskanal 87) und ein hin- und herbewegbares Stützteil 88 hin- und herbe
wegbar angeordnet. Der Ventilring 86 besitzt eine Oberseite 90 und eine Unterseite
92. Das Stützteil 88 besitzt eine Oberseite 94 und eine Unterseite 96 mit einer aus
genommenen radialen Wand 98. Das Stützteil 88 umfaßt ferner einen zentral ange
ordneten Strömungskanal 99.
Eine schraubenförmige Zugstufenfeder 100 ist konzentrisch innerhalb der
Umfangswand 51 des Gehäuseteils 49 angeordnet. Die Feder 100 hat ein erstes
Ende 102, das an der Oberseite 54 der Basis 52 um einen erhabenen Zentrierring
104 an der Oberseite 54 herum angreift. Die Feder 100 hat ferner ein zweites Ende
106, das an der ausgesparten radialen Wand 98 der Unterseite 96 des Stützteiles 88
anliegt.
Das strömungsdrosselnde Teil 80 besitzt eine Reihe von radial verlaufenden
Drosselkanälen 108, von denen in den Fig. 3 und 4 nur eine gezeigt ist. Vorzugs
weise sind mehrere der Drosselkanäle 108 gleichmäßig verteilt um die zentrale
Achse des Zugventils 38 herum angeordnet. Eine bevorzugte Anzahl der Drosselka
näle 108 ist drei, wenngleich eine größere oder kleinere Anzahl verwendet werden
könnte. Unabhängig von der Anzahl besitzt jeder der Drosselkanäle 108 einen Ein
laß 110, einen Auslaß 112 und eine mit einer Kontur versehene Wand 114. Wie dar
gestellt, ist die Breite bzw. Weite des Einlasses 110 kleiner als die Breite bzw.
Weite des Auslasses 112. Diese Weitenbeziehung und die Kontur der Wand 114
bestimmen die Dämpfungseigenschaften des speziellen Stoßdämpfers. Das Ver
hältnis der Weiten des Einlasses 110 und des Auslasses 112 wie auch die Kontur der
Wand 114 können je nach Anwendung des Stoßdämpfers 10 geändert werden. Je
weiter der Auslaß 112 ist, desto größer ist der Durchsatz des Dämpfungsfluids und
desto kleiner ist dessen Drosselung. In diesem Zusammenhang beeinflußt die Kon
tur der Wand 114 die Strömung, indem sie beispielsweise Turbulenz in der Strö
mung erzeugt oder minimiert.
Die Fig. 3 zeigt sowohl das Druckventil 58 wie auch das Zugventil 60 in
ihren Schließstellungen, in denen sie keine Durchströmung zulassen. Bezüglich des
Druckventils 58 liegt die Druckseite 74 des Ventilgliedes 70 an der Oberseite 90 des
Ventilringes 86 an. In der Druckstufe gelangt Dämpfungsfluid in den Strömungska
nal 99 des Stützteiles 88 und in den Strömungskanal 87, bis ein ausreichender Druck
erreicht ist, der den Widerstand der Feder 62 überwindet. An diesem Punkt wird das
Ventilglied 70 in seine Öffnungsstellung gedrückt (nicht gezeigt), so daß Dämp
fungsfluid durch das Ventil strömen kann. Was das Zugventil 60 betrifft, so wirkt
die Feder 100 über das Teil 88 auf den Ventilring 86, um ihn in seine Schließstel
lung zu drücken, in der er an der radialen Fläüche 83 des Abstandsstückes 78 an
liegt.
In Fig. 4 ist das Zugventil 60 in einer Öffnungsstellung gezeigt, in der sich
auf der Zugseite des Druckventils 70 ein ausreichender Druck aufgebaut hat, um
den Widerstand der Feder 100 zu überwinden. An diesem Punkt wird der Ventilring
86 von der Fläche 83 getrennt, und Dämpfungsfluid kann in die Drosselkanäle 108
strömen, wie dies durch den Pfeil "RF" angedeutet ist.
Die Fig. 5 bis 8, die ein anderes Ausführungsbeispiel zeigen, stellen
eine Schnittansicht des Kolbens innerhalb des Gehäuses eines Stoßdämpfers 10'
dar. Der Stoßdämpfer 10' besitzt eine axial verlaufende Kolbenstange 32' und ein
Druckrohr 34', das eine Arbeitskammer 36' bildet. Das Druckrohr 34' befindet sich
innerhalb des zweiten rohrförmigen Endes 28 (siehe Fig. 2). Die Strömung des
Dämpfungsfluids in der Zugstufe wird durch den Pfeil "RF" angedeutet.
Eine hin- und herbewegbare Kolbenanordnung 138 umfaßt einen Kolben
140. Der Kolben 140 unterteilt die Arbeitskammer 36' in eine Druckseite 142 und
eine Zugseite 144. Die Kolbenanordnung 138 ist an einem Ende eines axial verlau
fenden Kolbenansatzes 146 durch eine Mutter 148 befestigt. Der Kolbenansatz 146
seinerseits ist an der axial verlaufenden Kolbenstange 32' befestigt, die durch das
zweite rohrförmige Ende 28 hindurch verläuft.
Die Kolbenanordnung 138 besitzt ferner eine Abstandshülse 152 und einen
Federfänger 154. Innerhalb des Kolbens 140 sind radial verlaufend mehrere aus
tauschbare Ventilcodeplatten 155 angeordnet, deren Form und Funktion weiter un
ten beschrieben werden. Mehrere Durchgangsöffnungen 156 sind in dem Federfän
ger 154 gebildet.
Der Kolben 140, die Abstandshülse 152 und der Federfänger 154 sind durch
mehrere Nietstifte 157 miteinander verbunden. Jeder der Stifte 157 verläuft durch
eine Öffnung 158 in der Mutter 148, eine Öffnung 160 im Kolben 140 und eine
Öffnung 162 im Federfänger 154. Andere Verfahren zum Befestigen der Elemente
der Kolbenanordnung 138 sind möglich und dem Fachmann bekannt.
Der Außendurchmesser des Kolbens 140 und der Außendurchmesser des
Federfängers 154 sind im wesentlichen gleich, während der Außendurchmesser der
Abstandshülse 152 kleiner ist, wodurch ein Raum zwischen dem Außenumfang der
Abstandshülse 152 und der inneren Umfangswand des Druckrohres 34' gebildet
wird. Innerhalb dieses Raumes befindet sich eine Dichtung 164, beispielsweise in
Form eines PTFE-Streifens. Die Dichtung 164 ermöglicht Hin- und Herbewegungen
der Kolbenanordnung 138 bezüglich des Druckrohres 34', ohne daß unnötig große
Reibkräfte erzeugt werden.
Bewegungen der Kolbenanordnung 138 in einer ersten Richtung werden
von einer radial verlaufenden Schulter 166 am Ende des Kolbenansatzes 146 be
grenzt. Bewegungen der Kolbenanordnung 138 in einer zweiten Richtung werden
von der Mutter 148 (oder einem entsprechenden Befestigungselement) begrenzt,
welche mit dem Kolbenansatz 146 verschraubt ist oder mit Preßsitz auf diesem an
geordnet ist.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Zugseite des Kolbens 140. Die die
Nietstifte aufnehmenden Öffnungen 160 sind deutlich zu sehen. Eine zentrale
Durchgangsöffnung 168 ist im Kolben 140 gebildet. Mehrere beabstandete, radial
verlaufenden Schultern 170 sind an der Oberfläche der Zugseite des Kolbens 140
vorgesehen. Jede der Schultern 170 besitzt eine Kontaktfläche 172, die an der radial
verlaufenden Schulter 166 am Ende des Kolbenansatzes 146 anliegt. Diese Bezie
hung ist in Fig. 5 deutlich zu sehen.
Wie in Fig. 6 dargestellt ist, ist ein als Strömungskanal dienender Raum 174
zwischen benachbarten Schultern 170 vorgesehen. In der Zugstufe kann Dämp
fungsfluid wahlweise zuerst durch die Räume 174 und dann durch die zentrale
Durchgangsöffnung 168 strömen, wie noch genauer beschrieben wird.
Zwischen jedem Paar benachbarte Öffnungen 160 befindet sich eine Öff
nung 176, die zu einem Schlitz 178 kontinuierlich ist (wobei der Schlitze 178) in
gestrichelten Linien angedeutet ist). Die Lasche der Ventilcodeplatte 155 (die weiter
unten anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben wird) erstreckt sich in die Öffnung
176, während der Körper der Ventilcodeplatte 155 in dem Schlitz 178 sitzt.
Es wird nun wieder auf Fig. 5 Bezug genommen. Eine Schraubenfeder 180
ist konzentrisch innerhalb einer Gegenbohrung 182 angeordnet, die zentral inner
halb des Kolbens 140 vorgesehen ist. Eine angefaste Schulter 184 ist angrenzend an
der Gegenbohrung 182 vorgesehen. Die angefaste Schulter 184 und die Gegenboh
rung 182 bilden gemeinsam einen Ventilringsitz 186. Die angefaste Schulter 184
und die Gegenbohrung 182 bilden eine halb kontinuierliche Innenwand, deren Kon
tinuität durch die Schlitze 178 unterbrochen wird.
Die Feder 180 hat ein erstes Ende 188, das sich innerhalb einer Kappe 190
auf der Zugseite des Federfängers 154 befindet. Die Feder 180 hat ferner ein zweites
Ende 192, das an einer Druckseite 194 eines Ventilringes 196 anliegt. Der Ventil
ring 196 besitzt ebenfalls eine Zugseite 198. Der Ventilring 196 ist innerhalb der
Gegenbohrung 182 entgegen dem Ventilringsitz 186 beweglich gelagert. Die Feder
180 wirkt auf den Ventilring 196, um ihn in Anlage mit dem Ventilsitz 186 zu drüc
ken. Der Ventilring 196 besitzt eine zentral angeordnete Durchgangsöffnung 200,
die zwischen der Druckseite 194 und der Zugseite 198 kontinuierlich ist.
Zwischen der Kolbenanordnung 138 und dem Kolbenansatz 146 befindet
sich ein Druckventil 202. Das Druckventil 202 besitzt eine Feder 204, die innerhalb
einer Sackbohrung 206 am Ende des Kolbenansatzes 146 angeordnet ist. Die Feder
204 besitzt ein erstes Ende 208 und ein zweites Ende 210. Das Druckventil 202 um
faßt ferner ein Ventilglied 212, das innerhalb der Durchgangsbohrung im Kolben
140 hin- und herbewegbar gelagert ist. Ein Vorsprung 214 ist auf der Zugseite 216
des Druckventils 212 gebildet. Das Druckventil 212 hat ebenfalls eine Druckseite
218. Das erste Ende 208 der Feder 204 ist auf den Ansatz 214 aufgesetzt, während
das zweite Ende 210 der Feder 204 an der Stirnwand der Sackbohrung 206 anliegt.
Das Druckventil 212 ist in Fig. 5 in seiner Schließstellung dargestellt. Wie
gezeigt, liegt die Druckseite 218 des Druckventils 212 an der Zugseite 198 des
Ventilrings 196 an, um eine Strömung zu unterbinden. Die Druckseite 218 des
Druckventils 212 wird von der Zugseite 198 des Ventilrings 196 beim Druckhub
weggedrückt und hat somit einen Abstand hierzu, wie weiter unten beschrieben
wird.
Es wird nun auf die Fig. 5 bis 9 Bezug genommen. Die Ventilcodeplatte
155 (oder 155' in Fig. 9) besitzt eine Lasche 220 und einen Körper 222. Die Platte
155 wird aus einem Rohmaterial gestanzt, das z. B. 1 mm dick ist, wenngleich na
türlich auch andere Dickenwerte möglich sind. Beim Zusammenbau der Platte 155
mit dem Kolben 140 wird die Lasche 220 in die Öffnung 176 der Platte 155 einge
setzt und danach umgebogen (wie in Fig. 8 dargestellt ist). Die umgebogene Lasche
220 verhindert, daß die Platte 155 aus dem Schlitz 178 herausrutschen kann.
Die Platte 155 besitzt eine mit einer Kontur versehene Wand 224, die als
einer der Ränder des Körpers 222 ausgebildet ist. Die Wand 224 bildet eine Wand
eines Drosselkanals 225, dessen Einlaß enger als sein Auslaß ist, wie bei dem Dros
selkanal 108, der in Verbindung mit den Fig. 3 und 4 beschrieben wurde. Wie
am besten in Fig. 7 zu sehen ist, bildet die Wand 224 eine sanft gekrümmte Kurve.
Die dargestellte Form ist eine von zahlreichen Formen, die verwendet werden
könnten, und andere Formen wie z. B. eine gerade oder konkave Form ließen sich
ebenfalls einsetzen. Die gewählte Form wird durch die erwünschte Dämpfungswir
kung diktiert. Die Platte 155 besitzt ferner eine eben Wand 226. Ein Drosselspalt
228 ist zwischen der ebenen Wand 226 und der Umfangswand des Ventilrings 198
gebildet, wie in Fig. 5 zu bilden ist.
In der Druckstufe bewegt sich der Kolben 140 innerhalb des Druckrohres
34' und komprimiert hierbei das darin befindliche Dämpfungsfluid. Dies drückt das
Dämpfungsfluid durch die Öffnungen 156 in dem Federfänger 154 und durch die
Öffnung 200 in dem Ventilring 196. Der Druck des Dämpfungsfluids wirkt auf die
Druckseite 218 des Druckventils 214, bis der Druck den Widerstand der Feder 204
überwindet; an diesem Punkt öffnet das Druckventil 214, so daß Dämpfungsfluid
hindurchströmen kann.
In der Zugstufe bewegt sich der Kolben 140 innerhalb des Druckrohrs 34'
in der entgegengesetzten Richtung und komprimiert hierbei das darin befindliche
Dämpfungsfluid. Hierdurch wird das Dämpfungsfluid durch die Räume 174 in die
Öffnung 168 und durch den Schlitz 178 zwischen die ebene Wand 226 und den
Ventilring 196 gedrückt. Die Größe des Spaltes 228 wie auch des innerhalb des
Schlitzes 178 verbleibenden Raumes, der nicht von der Platte 155 gefüllt wird
(dargestellt in Fig. 5), bestimmt die Drosselung des Dämpfungsfluids. Wenn das
Dämpfungsfluid einen höheren Druckwert erreicht, wird die Widerstandskraft der
Feder 180 überwunden.
Hierauf bewegt sich der Ventilring 196 in seine Öffnungsstellung, so daß
mehr Dämpfungsfluid hindurchströmen kann. Als Alternative kann eine Ven
tilcodeplatte wie z. B. die Ventilcodeplatte 155' in Fig. 9 mit einer im wesentlichen
ebenen Wand 230 verwendet werden.
Fig. 10 ist ein Diagramm mit einer Dämpfungskurve für einen Stoßdämpfer
mit den konturierten Wänden der Fig. 3 und 4 und den Ventilcodeplatten der in den
Fig. 7 und 8 gezeigten Konturen. Es versteht sich, daß die dargestellte Dämpfungs
kurve lediglich ein Beispiel ist und daß andere Kurven je nach Kontur der gewähl
ten Ventilcodeplatte möglich sind. Der Druck ist auf der Y-Achse aufgetragen, und
der Strom ist auf der X-Achse aufgetragen.
Wegen der Vorspannung der Zugstufenfeder ergibt sich anfangs eine typi
sche Dämpfungskurve, wie sie durch den Kurvenabschnitt I dargestellt ist. Ab ei
nem bestimmten vorgegebenen Druck über dem Ventilring (dieser Druck wird
durch die Vorspannung der Zugstufenfeder und den Arbeitsbereich des Ventilrings
und des Druckventils bestimmt) nimmt die Drosselung in Abhängigkeit von der
Kontur der konturierten Drosselwand ab. Diese verringerte Drosselung wird durch
den Kurvenabschnitt II dargestellt. Der Hub der Zugstufenfeder wird durch ihre
massive Höhe begrenzt, so daß sich bei hohen Kolbenstangengeschwindigkeiten
wiederum eine typische Dämpfungskurve ergibt, wie durch den Kurvenabschnitt III
angedeutet wird.
Claims (11)
1. Schwingungsdämpfer mit
einem achssymmetrischen Druckrohr (34; 34'), das eine Arbeitskammer (36; 36') bildet,
einem Kolben (40; 140), der die Arbeitskammer (36; 36') in einen oberen Abschnitt (42; 42') und einen unteren Abschnitt (44; 44') unterteilt, und
einem Zugventil mit einem im Kolben (40; 140) beweglich angeordneten Drosselglied (86; 196), das einen im Kolben gebildeten Drosselkanal (108, 225) steuert, dessen Durchflußquerschnitt von einem Einlaß (110) zu einem Auslaß (112) stetig zunimmt, so daß bei einer Bewegung des Drosselgliedes (86; 196) in der Zugstufe der vom Drosselglied freigegebene Durchflußquerschnitt des Drosselka nals entsprechend größer wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Drosselglied ein durch eine Feder (100; 180) in Schließrichtung vor gespannter gleitend verschiebbarer Ventilring (86; 196) ist und
der Drosselkanal (108; 225) von mindestens einem radialen Schlitz (178) im Kolben (40; 140) gebildet wird, der radial innen von dem Ventilring (86; 196) und radial außen von einer Wand (114; 224) mit einer Kontur begrenzt wird, deren Verlauf die Vergrößerung des Durchflußquerschnitts des Drosselkanals (86; 196) vom Einlaß (110) zum Auslaß (112) bewirkt.
einem achssymmetrischen Druckrohr (34; 34'), das eine Arbeitskammer (36; 36') bildet,
einem Kolben (40; 140), der die Arbeitskammer (36; 36') in einen oberen Abschnitt (42; 42') und einen unteren Abschnitt (44; 44') unterteilt, und
einem Zugventil mit einem im Kolben (40; 140) beweglich angeordneten Drosselglied (86; 196), das einen im Kolben gebildeten Drosselkanal (108, 225) steuert, dessen Durchflußquerschnitt von einem Einlaß (110) zu einem Auslaß (112) stetig zunimmt, so daß bei einer Bewegung des Drosselgliedes (86; 196) in der Zugstufe der vom Drosselglied freigegebene Durchflußquerschnitt des Drosselka nals entsprechend größer wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Drosselglied ein durch eine Feder (100; 180) in Schließrichtung vor gespannter gleitend verschiebbarer Ventilring (86; 196) ist und
der Drosselkanal (108; 225) von mindestens einem radialen Schlitz (178) im Kolben (40; 140) gebildet wird, der radial innen von dem Ventilring (86; 196) und radial außen von einer Wand (114; 224) mit einer Kontur begrenzt wird, deren Verlauf die Vergrößerung des Durchflußquerschnitts des Drosselkanals (86; 196) vom Einlaß (110) zum Auslaß (112) bewirkt.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer
Kontur versehene Wand (114, 220) bezüglich der Umfangsfläche des Ventilrings
(86; 196) schräg verlaufend angeordnet ist.
3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
mit einer Kontur versehene Wand (230) eben ist.
4. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Zugventil (60) ein hin- und her bewegbares Stützglied (88) auf
weist.
5. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Drosselkanal (108; 225) von einer Ventilcodeplatte (155) be
grenzt wird, die innerhalb des radialen Schlitzes (178) des Kolbens (140) angeord
net ist, wobei zumindest ein Teil der Ventilcodeplatte (155) die mit der Kontur ver
sehene Wand (224) bildet.
6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilcodeplatte (155) aus einem Flachmaterial gebildet ist.
7. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
mit einer Kontur versehene Wand (114) gekrümmt ausgebildet wird.
8. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch eine Kolbenstange (32), dessen eines Ende am Kolben (38) befestigt ist und
dessen anderes Ende längs der Achse des Druckrohres (34) durch den oberen Ab
schnitt (42) der Arbeitskammer (36) aus dem einen Ende des Druckrohres (34) her
aus verläuft.
9. Stoßdämpfer nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch
ein mit einer zentralen Durchgangsöffnung (84) versehenes Teil (80), in dem der
Drosselkanal (108) gebildet ist.
10. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in die zen
trale Durchgangsöffnung (84) das Drosselglied (86) mit Gleitsitz eingepasst ist.
11. Stoßdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das
Drosselglied (86) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung be
wegbar ist und mindestens ein Abschnitt des Drosselglieds (86) den Einlass (110)
berührt, wenn sich das Drosselglied (86) in der Schließstellung befindet.
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