DE19734619C2

DE19734619C2 - Zylindrischer Arbeitskolben für einen hydraulischen Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE19734619C2
Application number: DE19734619A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Hoelscher; Milorad Vukcevic
Original assignee: Krupp Bilstein GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 1997-08-09
Filing date: 1997-08-09
Publication date: 2000-10-26
Anticipated expiration: 2017-08-10
Also published as: DE19734619A1

Abstract

Um bei einem zylindrischen Arbeitskolben (2) für einen hydraulischen Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge mit umlaufend auf den Stirnflächen endenden Durchströmöffnungen (8) zum Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit, die vorzugsweise abwechselnd an den jeweils gegenüberliegenden Stirnflächen enden und deren jeweilige Ausströmöffnungen (11) beidseitig durch federbelastete oder federnde Ringscheiben (12) verschließbar sind, die Stoßdämpferkennlinien, bezogen auf die Kolbenstangenkraft und die Durchflußgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit, durch das Zusammenstellen unterschiedlicher Federpakete nicht nur planparallel verschieben zu können, sondern auch nur oder auch zusätzlich hinsichtlich ihrer Steigung, stützt sich wenigstens eine der die jeweiligen Ausströmöffnungen (11) verschließenden Ringscheiben (12) gegen ein am Umfang konturiertes federnd nachgebendes Druckblech (14) ab.

Description

Die Erfindung betrifft einen zylindrischen Arbeitskolben nach dem Oberbegriff des An spruchs 1. Beim Einsatz von Arbeitskolben für hydraulische Stoßdämpfer an Kraftfahr zeugen wird die Hauptventilfunktion erreicht, indem federbelastete oder federnde Ring scheiben die jeweilige Ausströmöffnung von Durchströmöffnungen in einem zylindri schen Grundkolbenteil verschließen. Durch ihre federnde Ausbildung können sie bei entsprechender Belastung des Stoßdämpfers die Austrittsöffnungen zum Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit mehr oder weniger freigeben. Dabei ist es üblich, federnde Ring scheiben unterschiedlicher Abmessungen zu Federpaketen zusammenzufassen, um den gewünschten Kennlinienverlauf des Stoßdämpfers zu erzielen, der abhängig von den Fahrzeugdaten ist, dessen Aufbau gegenüber dem Rad gedämpft werden soll. Die DE-OS 23 26 983 zeigt einen derartigen Stoßdämpferkolben.

Nachteilig bei dieser Art des Kolbenaufbaus ergibt sich, daß die Stoßdämpferkennlinien, bezogen auf die Kolbenstangenkraft und die Durchflußgeschwindigkeit der Hydraulik flüssigkeit, nur planparallel verschoben werden können, wenn unterschiedliche Feder pakete aus Ringscheiben zusammengestellt werden.

Auch eine Federpaketanordnung nach dem DE-GM 18 60 872 unterscheidet sich hin sichtlich ihrer Wirkung nicht gegenüber Federpaketen, die mit kreisförmigen Feder scheiben ausgebildet sind, da auf alle Ausströmöffnungen ein gleicher Federdruck der abdeckenden Kreisscheibe ausgeübt wird. Durch Verdrehen des in dem DE-GM 18 60 872 gezeigten Druckbleches kann ebenfalls nur eine Parallelverschiebung der Durch flußkennlinien erzielt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpferkolben derartig zu ge stalten, daß die Stoßdämpferkennlinien nur oder auch zusätzlich hinsichtlich ihrer Stei gung durch die Anordnung unterschiedlicher Federpakete verändert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß mit einfa chen Mitteln eine Anpassung der Stoßdämpferkennung nicht nur hinsichtlich der Höhe der Kraftgeschwindigkeitskennlinie verändert werden kann, sondern auch hin sichtlich der Steigung.

Zwar ist es nach der US-PS 775 221 bekannt, kreisförmige Federscheiben mit abge schnittenen Segmenten in Federpaketen an Arbeitskolben für hydraulische Stoß dämpfer einzusetzen. Nach der vorgenannten US-PS werden diese Federscheiben jedoch als Abdeckscheiben zum Verschließen der Durchströmöffnungen eingesetzt, da bei dem hier gezeigten Stoßdämpferkolben im wesentlichen nur jeweils zwei ge genüberliegende Durchströmöffnungen zu verschließen sind. Die Charakteristik bei einem derartigen Stoßdämpferkolben unterscheidet sich jedoch nicht gegenüber einem Stoßdämpferkolben, bei dem nur kreisförmige Federscheiben eingesetzt sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Stoßdämpferkolben,

Fig. 2 die Draufsicht auf einen Stoßdämpferkolben nach Fig. 1,

Fig. 3 Dämpfungskennlinien eines Stoßdämpferkolbens nach dem Stand der Technik und

Fig. 4 Dämpfungskennlinien eines erfindungsgemäßen Stoßdämpferkolbens.

Hydraulische Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge werden als Einrohr- oder als Zwei rohrstoßdämpfer ausgebildet, je nachdem, wo das Gaspolster zum Ausgleich des durch die eintauchende Kolbenstange veränderten Innenvolumens im Stoßdämpfer angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel ist ein Einrohrstoßdämpfer dargestellt. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf derartige Einrohrstoßdämpfer.

Hydraulische Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge weisen allgemein ein zylindrisches Stoßdämpferrohr auf, das an einer Seite mit einem Boden verschlossen ist und an der anderen Seite eine Öffnung zum Durchtritt der ein- und austauchenden Kolben stange aufweist. Am eintauchenden Ende der Kolbenstange ist der Arbeitskolben angebracht. Fig. 1 zeigt lediglich einen Bereich des Stoßdämpfers um den Arbeits kolben.

Es ist erkennbar, daß am eintauchenden Ende der Kolbenstange 1 ein Arbeitskolben 2 angebracht ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Ende der Kolbenstange 1 mit einem Gewinde ausgebildet. Über eine Mutter 3 wird der Arbeitskolben 2 am Ende der Kol benstange 1 befestigt. Der Arbeitskolben 2 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebil det, wobei seine Höhe geringer ist als sein Durchmesser. Mit einem am Außenum fang des Arbeitskolbens 2 angebrachten Gleitring 4 gleitet der Arbeitskolben 2 am Innenmantel des Stoßdämpferrohrs 5 und trennt mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Ar beitsräume 6, 7 voneinander. Durchströmöffnungen 8, die im Ausführungsbeispiel als Kreisbohrungen dargestellt sind und auf einem Kreisbogen gleichmäßig verteilt achsparallel zur Stoßdämpferachse verlaufen, verbinden die Arbeitsräume 6, 7 mit einander. In Fig. 1 ist ein 150° abgewinkelter Schnitt durch Fig. 2 dargestellt, um die Funktion der Durchströmöffnungen besser darstellen zu können.

Die Durchströmöffnungen 8 weisen an ihrer Einströmseite 9 eine abgesetzte Boh rung 10 mit vergrößertem Durchmesser auf. Die Ausströmöffnungen 11 weisen den Durchmesser der Durchströmöffnungen 10 auf. Eine kreisförmig ausgebildete Ringscheibe 12 weist einen Durchmesser auf, der die Ausströmöffnungen 11 gerade noch verdecken kann, aber Bereiche der abgesetzten Bohrung 10 an der Einström seite 9 freiläßt. Von daher ist ein Durchströmen der Durchströmöffnungen 8 mit Hydraulikflüssigkeit in jeweils eine Richtung möglich. Der Vollständigkeit halber wird angemerkt, daß die Durchströmöffnungen 8 selbst, ihre Öffnungen an der Einström seite 9 oder ihre Ausströmöffnungen 11, auch völlig andere Richtungen und Quer schnitte haben können, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt. Dieses ist fachnotorisch bekannt.

Auf der Ringscheibe 12 liegen federnde Bleche 13 und abschließend ein Druckblech 14 auf. Ringscheibe 12, Bleche 13 und Druckblech 14 bilden somit ein Federblech paket. Sowohl die Bleche 13 als auch das Druckblech 14 sind symmetrisch als Ringscheibe mit zwei gegenüberliegend abgeschnittenen Segmenten ausgebildet. Von daher entstehen parallele Seitenflächen 15.

Fig. 3 zeigt ein Durchflußdiagramm eines Kolbens nach dem Stand der Technik mit kreisförmigen Federblechpaketen. Durch Variation der Federblechpakete kann eine Parallelverschiebung der Durchflußkennlinien erzielt werden, wie dieses aus Fig. 3 zu entnehmen ist. Demgegenüber ist in Fig. 4 ein Durchflußdiagramm für einen Ar beitskolben 2 nach der Erfindung mit dem vorbeschriebenen Federblechpaket ge zeigt. Hieraus ist erkennbar, daß die Durchflußkennlinien in der Steigung verändert werden können. Eine diesbezügliche Veränderung kann besonders durch die Varia tion des Abstandes der Seitenflächen 15 erzielt werden. Aber auch die Steifigkeit der Ringscheibe 12 und/oder der Bleche 13 bzw. des Druckblechs 14, beeinflussen die Steigung der Durchflußkennlinien. Das veränderte Verhalten des Hydraulik durchflusses beim erfindungsgemäßen Kolben erklärt sich dadurch, daß sich bei geringer Kraft die Ringscheibe 12 um die Seitenflächen 15 der Bleche 13 bzw. des Druckblechs 14 nach oben biegt. Erst bei höherer Kraft werden auch die Bleche 13 bzw. das Druckblech 14 hochgebogen, wodurch auch die Ausströmöffnungen 11, die durch sie abgedeckt sind, freigegeben werden.

Als weitere Variante der Erfindung kann vorgesehen werden, daß ein Federblech paket aus mehreren aufeinanderliegenden Ringscheiben 12 und darauf angeordne ten Blechen 13 bzw. Druckblech 14 mit abgeschnittenen Segmenten zusammenge setzt ist.

Die beidseitig auf dem Arbeitskolben 2 aufliegenden Federblechpakete stützen sich zentral gegen Spannscheiben 16 ab. Diese Spannscheiben 16 stützen sich wie derum gegen einen Bund 17 der Kolbenstange 1 ab bzw. liegen unter der Mutter 3.

Bezugszeichenliste

1

Kolbenstange

2

Arbeitskolben

3

Mutter

4

Gleitring

5

Stoßdämpferrohr

6

Arbeitsraum

7

Arbeitsraum

8

Durchströmöffnung

9

Einströmseite

10

Bohrung

11

Ausströmöffnung

12

Ringscheibe

13

Blech

14

Druckblech

15

Seitenfläche

16

Spannscheibe

17

Bund

Claims

1. Zylindrischer Arbeitskolben (2) für einen hydraulischen Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge mit umlaufend auf den Stirnflächen endenden Durchström öffnungen (8) zum Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit, die vorzugsweise abwechselnd an den jeweils gegenüberliegenden Stirnflächen enden und deren jeweilige Ausströmöffnungen (11) beidseitig durch federbelastete oder federnde Ringscheiben (12) verschließbar sind, wobei sich wenigstens eine der die jeweiligen Ausströmöffnungen (11) verschließenden Ringscheiben (12) gegen ein am Umfang konturiertes Druckblech (14) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckblech (14) federnd nachgebend ausgebildet ist und sich seine Kontur über wenigstens eine der Ausströmöffnungen (11) weiter erstreckt als über die anderen Ausströmöffnungen (11) der zuge hörigen Gruppe von Durchströmöffnungen (8).

2. Arbeitskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ringscheibe (12) und Druckblech (14) ein oder mehrere am Umfang konturierte federnd nachgebende weitere Bleche (13) unterschiedlicher Kontur, unter schiedlichen Durchmessers und/oder unterschiedlicher Dicke angeordnet sind.

3. Arbeitskolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der weiteren Bleche (13) die gleiche Form, jedoch andere Maße als die des Druck bleches (14) aufweist.

4. Arbeitskolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckblech (14) als Ringscheibe mit einem oder mehreren abgeschnittenen Segmenten ausgebildet ist.

5. Arbeitskolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckblech (14) symmetrisch als Ringscheibe mit zwei gegenüberliegend abgeschnittenen Segmenten ausgebildet ist.