-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur amplitudenabhängigen Dämpfung von
Stößen, insbesondere
eines Fahrzeugrades, mit mindestens einem innerhalb eines Dämpfergehäuses angeordneten,
mit einer Kolbenstange verbundenen, das Dämpfergehäuse in zwei Dämpfungsräume teilenden
Arbeitskolben, der mit einem hydraulisch parallel angeordneten Element
zur Beeinflussung kleinerer Amplituden zusammenwirkt.
-
In
der Regel ist die Bewegung der Kolbenstange für kleinere Amplituden eher
schwach gedämpft,
wobei sich die Größe der Dämpfung in
der Regel nur über
die Widerstände
der Strömungskanäle beeinflussen
läßt.
-
Die
EP-A 0 848 182 beinhaltet einen Stoßdämpfer für Fahrzeugräder, der mit einem Element zur
Beeinflussung kleiner Amplituden eines Fahrzeugrades zusammenwirkt.
In der EP-A 0 848 182 wird nun eine Lösung vorgeschlagen, bei welcher
u.a. im Bereich des Arbeitskolbens ein Dämpfungselement aus Elastomermaterial
vorgesehen ist, das innerhalb eines im Bereich der inneren Umfangsfläche vorgesehenen
Raumes angeordnet ist und kleinere Radstöße aufnimmt. Über Flüssigkeitskanäle steht
das Dämpfungselement,
das vorzugsweise als Ring ausgebildet ist, zum einen mit dem oberen
und zum anderen mit dem unteren Dämpfungsraum in Wirkverbindung.
Scheibenventile begrenzen die beiden Stirnflächen des Arbeitskolbens. Im
Falle geringer Stöße kann
Hydraulikmedium von oben bzw. unten in Richtung des Dämpfungselementes
strömen
und somit kleinere Amplituden ohne wesentliche Dämpfung ausgleichen. Im Falle
größerer Strömungen kommen die
Scheibenventile in bekannter Weise zum Einsatz. Nachteilig ist hier
festzustellen, daß der
Arbeitskolben in aufwendiger Weise bearbeitet werden muß, um den
ringförmigen
elastischen Körper
aufzunehmen, wobei auch die Zu- und Abflußkanäle nachträglich mechanisch eingebracht
werden müssen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Stand der Technik
dergestalt weiterzubilden, daß die
Dämpfung
für Schwingungen
mit kleinen Amplituden gering sein soll und die Dämpfung erst
bei größeren Bewegungen
des Arbeitskolbens im Dämpferrohr
einsetzen soll, wobei der Arbeitskolben selber in seiner Bauform
nicht verändert wird.
-
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Vorteilhafte
Aus- und Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
-
Mit
dem Erfindungsgegenstand wird ein durch eine Membran oder eine verschiebliche
feste Scheibe geteilter Raum vorgeschlagen, der parallel zum Stoßdämpfer hydraulisch
mit dem oberen und/oder unteren Dämpfungsraum verbunden ist. Die
durch die Membran oder die verschiebliche feste Scheibe erzeugten
Raumbereiche sind derartig ausgelegt, daß sie vom Hydraulikmedium des
zugehörigen
Dämpfungsraumes
angeströmt
werden können. Von
daher ist es nun möglich,
daß der
jeweilige durch die Membran oder die verschiebliche feste Scheibe getrennte
Zusatzraum außerhalb
des Arbeitskolbens als Ausgleichsraum für geringe Stoßdämpferbewegungen
fungieren kann. Der jeweilige Ausgleichsraum (geteilter Raumbereich)
kann von oben oder von unten beispielsweise über etwa siebartig ausgebildete Öffnungen
ohne wesentliche Dämpfung
mit Hydrauliköl
gefüllt
werden bis die Membran oder die verschiebliche feste Scheibe sich
an einer der beiden gegenüberliegenden,
vorzugsweise gekrümmt
ausgebildeten Wände,
des jeweiligen Raumbereiches anlegt. Durch diese Maßnahme wird
eine relativ ungedämpfte
Bewegung im Bereich kleiner Amplituden erzielt. Erst nach Ausschöpfung dieser
geringen Wege setzt die eigentliche Dämpfung, wie bereits im Stand
der Technik beschrieben, nämlich über die
bekannten Ventilscheiben ein.
-
Über die
Geometrie des jeweiligen geteilten Raumbereiches, der Einbauteile
und der Zuströmöffnungen,
wie beispielsweise die Steifigkeit der Membran sowie die Anordnung
der Sieböffnungen
läßt sich das
Verhalten im Übergangsbereich
zur härteren Dämpfung variieren,
so daß sich
ein weicher Übergang
erreichen läßt.
-
Der
Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung
dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
-
1 Prinzipskizze
eines Stoßdämpfers mit Arbeitskolben
und Element zur Beeinflussung kleiner Amplituden im Auwärtshub;
-
2 Prinzipskizze
in Analogie zu 1, jedoch mit Arbeitskolben
im Aufwärtshub;
-
3 Prinzipskizze
in Analogie zu 1 mit einem anders gestalteten
Element zur Beeinflussung kleiner Amplituden;
-
4 Prinzipskizze
in Analogie zu 1 mit einem wiederum anders
gestalteten Element zur Beeinflussung kleiner Amplituden.
-
Die 1 und 2 zeigen
die erfindungsgemäße Einrichtung 1,
in diesem Beispiel dargestellt als Einrohrdämpfer, wobei jedoch auch Zweirohrdämpfer in
gleicher Weise zum Einsatz gelangen können. Die Einrichtung 1 beinhaltet
ein rohrförmiges Dämpfergehäuse 2,
innerhalb dessen ein mit einer Kolbenstange 3 zusammenwirkender
Arbeitskolben 4 angeordnet ist. Ferner ist ein Element 5 zur
Dämpfung
kleinerer Amplituden vorgesehen. Das Element 5 wird gebildet
durch eine einen Raum 6 in zwei Raumbereiche 7,8 unterteilende
Membran 9, die gestrichelt in ihrer Mittelposition angedeutet
ist. Die Kolbenstange 3 ist mit einer Sacklochbohrung 10 versehen,
in welche von der äußeren Umfangsfläche derselben
radial nach innen verlaufende Bohrungen 11,12 einlaufen.
Der Arbeitskolben 4 weist eine obere Stirnfläche 13 sowie
eine untere Stirnfläche 14 auf und
wirkt im Bereich des oberen Dämpfungsraumes 15 mit
mehreren, ein Ventil bildenden Ventilscheiben 16 zusammen.
Ein gleichartiges Ventil ist im unteren Dämpfungsraum 17 vorgesehen,
das ebenfalls aus mehreren Ventilscheiben 18 gebildet ist.
-
1 zeigt
den Abwärtshub
des Arbeitskolbens 4, und zwar im Bereich kleiner Amplituden,
d.h. geringer Auslenkungen des Arbeitskolbens 4. Beim Abwärtshub wird
das im unteren Dämpfungsraum 17 vorhandene
Hydrauliköl
durch siebartig im Element 5 vorhandene Öffnungen 19 in
den Raumbereich 8 geleitet, wodurch die gestrichelt dargestellte,
in diesem Beispiel aus Elastomer bestehende Membran 9 in Richtung
der gegenüberliegenden,
gekrümmt
ausgebildeten Wand 20 elastisch verformt wird. Erst wenn die
Membran 9, so wie in 1 dargestellt,
an der Wand 20 zur Anlage kommt, wird die weitere Dämpfung,
in an sich bekannter Weise, durch die Ventilscheiben 18 des
Ventiles übernommen.
-
2 zeigt
nun den Aufwärtshub
des Arbeitskolbens 4, wobei für gleiche Bauteile gleiche
Bezugszeichen Gültigkeit
haben.
-
Beim
Aufwärtshub
des Arbeitskolbens 4 wird das im oberen Dämpfungsraum 15 vorhandene
Hydraulikmedium über
die Bohrungen 11, 12 in die Sacklochbohrung 10 verdrängt, wobei
das Hydraulikmedium in den Ringraum 21 des Elementes 5 gelangt.
Auch hier sind siebartig ausgebildete Durchgangsöffnungen 22 vom Ringraum 21 in
Richtung des Raumes 6, insbesondere des Raumbereiches 7, gegeben.
Im Falle geringer Auslenkungen des Arbeitskolbens 4 nach
oben beaufschlagt das verdrängte
Hydraulikmedium die gestrichelt dargestellte Membran 9,
die dann elastisch in Richtung der gegenüberliegenden Wand 23 des
Raumbereiches 8 verformt wird. Auch hier ist die Anlage
der Membran 9 an der Wand 23 dargestellt, wobei
in dieser Situation der herkömmliche
Dämpfungsvorgang
eingeleitet wird.
-
Über die
Geometrie des Raumes 6 bzw. der Wandbereiche 20, 23,
die Steifigkeit der Membran 9 sowie die Anordnung der Sieblöcher 19, 22 läßt sich das
Verhalten im Übergangsbereich
zur härteren Dämpfung variieren,
so daß sich
durch den Erfindungsgegenstand ein weicher Übergang realisieren läßt. Dies
im Hinblick darauf, daß die
Membran 9 bei Auslenkung in Richtung des jeweiligen Wandbereiches 20 oder 23 die
siebartigen Öffnungen 19 oder 22 nicht
schlagartig sondern bereichsweise verschließt.
-
In 3 ist
das Element 5 zur Beeinflussung kleiner Amplituden zwischen
Kolbenstange 3 und Arbeitskolben 4 angeordnet,
also im oberen Dämpfungsraum 15.
Bei diesem Element 5 wird der Raum 6 durch eine
axial verschiebliche Scheibe 24 in zwei Raumbereiche 7, 8 unterteilt.
Die Scheibe 24 ist am Umfang gegenüber dem Mantel 25 des
zylindrisch ausgebildeten Raumes 6 abgedichtet. Federn 26, 27, im
Ausführungsbeispiel
Flachformfedern, halten die Scheibe 24 bei ausgeglichenem
Druck zwischen Raumbereich 7 und Raumbereich 8 in
der Mittellage. Bei unterschiedlichem Druck verschiebt sich die Scheibe 24 axial
entsprechend der Membran 9 in den 1 oder 2.
-
Der
obere Raumbereich 7 ist über Bohrungen 28, 29 mit
dem oberen Dämpfungsraum 15 hydraulisch
verbunden, der untere Raumbereich 8 über die Bohrungen 30, 31 mit
dem unteren Dämpfungsraum 17.
Eine mit der zentralen Bohrung 31 versehene Befestigungsschraube 32 dient
zum Anbinden des Arbeitskolbens 4 an das Element 5,
welches wiederum in bekannter Weise, beispielsweise durch Verschrauben
an der Kolbenstange 3, befestigt ist. Die in 3 gezeigte
Ausbildungsform, bei der das Element 5 zur Beeinflussung
kleiner Amplituden zwischen Kolbenstange 3 und Arbeitskolben 4 angeordnet
ist, ermöglicht
eine kurze Bauweise, vorzugsweise bei einem Einrohrstoßdämpfer.
-
In
der 4 ist das Element 5 zur Beeinflussung
kleiner Amplituden wiederum zwischen Kolbenstange 3 und
Arbeitskolben 4 angeordnet, also im oberen Dämpfungsraum 15.
Der Raum 6 wird wiederum durch eine axial verschiebliche
Scheibe 24 in zwei Raumbereiche 7, 8 unterteilt.
Die Scheibe 24 ist am Umfang gegenüber dem Mantel 25 des
zylindrisch ausgebildeten Raumes nicht abgedichtet. Bei dieser Ausbildung
wird ein geringer Ringspalt zugelassen. Das hat den Vorteil, dass
sich unter der Scheibe 24 eventuell ansammelnde Gasblasen durch
den Ringspalt nach oben steigen können, was eine sichere Funktion
des Elements 5 erst ermöglicht.
-
Bei
der in 4 dargestellten Ausbildung wird auf Federn zur
Höhenzentrierung
der Scheibe 24 verzichtet. Es wird davon ausgegangen, daß sich die
mittige Höhenlage
der Scheibe 24 im laufenden Fahrbetrieb von alleine einstellt.
-
Die
in 4 dargestellte Scheibe 24 weist an beiden
Stirnflächen 33, 34 ringförmig umlaufende Nuten 35, 36 auf.
Die Breite dieser Nuten 35, 36 ist größer als
ihre Höhe.
In die Nuten sind elastisch nachgiebige Ringe 37, 38 eingelegt.
Diese Ringe 37, 38 können mit der Scheibe 24 verklebt
oder vulkanisiert sein. Sie überragen
die jeweiligen Stirnflächen 33, 34.
Bei Anlage der Scheibe 24 mit ihrer jeweiligen Stirnfläche 33, 34 an
eine der Bodenflächen 39, 40 des
Raumes 6 mit höchstmöglicher
Anlagekraft verformen sich die elastisch nachgiebigen Ringe 37, 38 soweit,
daß sie
die jeweilige Nut 35, 36 vollständig oder
nahezu vollständig
füllen.
Dadurch wird eine Spannung zwischen der jeweiligen Stirnfläche 33, 34 und
der zugehörigen
Bodenfläche 39, 40 erzielt,
die dazu führt,
daß sich
bei nachlassendem hydraulischem Druck die Scheibe 24 wieder
von der Bodenfläche 39, 40 löst und möglichst
sogar in die vorgesehene Mittelstellung beschleunigt wird. Durch
die Ausbildung von Nuten 35, 36 und Ringen 37, 38 kann
ein weicher Anlauf der Scheibe 24 gegen die Bodenflächen 39, 40 gestaltet
werden.
-
Es
ist auch denkbar, daß die
Ringe 37, 38 einteilig, beispielsweise in Form
von Lippen, die sich in die Nuten 35, 36 biegen
lassen, ausgebildet werden. Scheibe 24 und Ringe 37, 38 sind
vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt.
-
Um
ein Kleben der Scheibe 24 an den Bodenflächen 39, 40 zu
verhindern, kann außerdem vorgesehen
werden, daß die
Stirnflächen 33, 34 der Scheibe 24 und/oder
die Bodenflächen 39, 40 des Raums 6 uneben
ausgebildet werden. Vorzugsweise werden diese Flächen mit radial verlaufenden
Vertiefungen ausgebildet.
-
Sofern
eine sichere Ausgangspositionierung der Scheibe 24 in der
Mitte des Raums 6 gewährleistet
werden muß,
kann dieses auch bei der Ausbildung nach 4 durch
das Verwenden von Federn 26, 27 erreicht werden,
wie dieses in 3 gezeigt ist.
-
- 1
- Einrichtung
- 2
- Dämpfergehäuse
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Arbeitskolben
- 5
- Element
- 6
- Raum
- 7
- Raumbereich
- 8
- Raumbereich
- 9
- Membran
- 10
- Sacklochbohrung
- 11
- Bohrung
- 12
- Bohrung
- 13
- Stirnfläche
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Dämpfungsraum
- 16
- Ventilscheiben
- 17
- Dämpfungsraum
- 18
- Ventilscheiben
- 19
- Öffnungen
- 20
- Wand
- 21
- Ringraum
- 22
- Durchgangsöffnung
- 23
- Wand
- 24
- Scheibe
- 25
- Mantel
- 26
- Feder
- 27
- Feder
- 28
- Bohrung
- 29
- Bohrung
- 30
- Bohrung
- 31
- Bohrung
- 32
- Befestigungsschraube
- 33
- Stirnfläche
- 34
- Stirnfläche
- 35
- Nut
- 36
- Nut
- 37
- Ring
- 38
- Ring
- 39
- Bodenfläche
- 40
- Bodenfläche