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Stoß- und Schwingungsdämpfer in Teleskopform, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoß- und Schwingungsdämpfer in Teleskopform,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, welcher aus einem an dem einen Fahrzeugteil anzubringenden
Zylinderrohr und einer in dieses verschiebbar eingreifenden, an dem anderen Fahrzeugteil
anzubringenden Stange besteht, an welcher sich im Zylinderrohr ein an dessen Innenwand
anliegender, gegen Abschieben von der Stange gesicherte sowie zwischen Begrenzungen
an der Kolbenstange in deren Achsrichtung verschiebbarer Kolben befindet, der dem
Einschieben einen geringen Widerstand und dem Ausziehen einen großen Widerstand
entgegensetzt.
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Zur Erzielung der unterschiedlichen Bewegungswiderstände sind bei
deq mechanischen, mit Reibung arbeitenden Stoß- und.
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Schwingungsdämpfern in Teleskopform schon die verschiedensten Vorschläge
bekannt geworden. So ist bekannt, den Kolben als Spreizkolben auszubilden unreinen
kegeligen
Kolbenteil in einen relativ zu diesem verschiebbaren hohlkegeligen
Kolbenteil ein greifen zu lassen, wobei die Kegelgrundflächen beim Einschieben voreilen.
Ein anderer Vorschlag sieht die Anordnung von Sektoren als Bremselemente auf einem
kegelstumpfförmigen Kolbenkörper mit beim Einschieben voreilender Grundfläche vor,
wobei die Sektoren unter der Wirkung einer sich an der Stange abstützenden Federkraft
stehen, die auf Aufschieben der Sektoren auf den Kugelstumpf wirkt. Alle diese Vorschläge
sind mehr oder weniger verwickelt sowie aufwendig und bedingen verhältnismäßig große
Herstellungskosten.
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Ein weiterer, schwerwiegender Nachteil der mit einer Federbelastung
arbeitenden bekannten Dämpfer besteht darin, daß diese Dämpfer nicht frei von Schwingungen
und einer schlagartigen Wirkungsweise sind, was offenbar im wesentlichen auf ein
bisher unvermeidbares Spiel beim Arbeiten des Dämpfers zurückzuführen ist. Wenn
nämlich sich die Kolbenstange verschiebt, dann wird zunächst die Federkraft aufgeladen,
d.h. die Feder wird durch Verschieben der Kolbenstange gespannt, bis die Federkraft
der Haftung des Kolbens an der Innenwand des Zylinderrohres gewachse>tst, d.h.
eine Größe erreicht hat, bei welcher anstelle eines weiteren Zusammendrückens der
Feder eine Mitnahme des Kolbens erfolgt. Mit diesem Überwinden des Losbrechwiderstandes
des Kolbens schnellt der Kolben bei sich entspannender Feder und sich verschiebender
Stange
eine Wegstrecke vor, bis die Größe der Federkraft auf die Größe der die Bewegung
des Kolbens hemmende'Reibungskraft gefallen ist. Dieser Vorgang spielt sich schlagartig
ab. Das bei den Bewegungsumkehrungen in Erscheinung tretende, durch das Arbeiten
zwischen sich entspannender und spannender Feder bedingte Spiel äußert sich in unliebsamen
Schwingungen und beeinträchtigt den durch den Dämpfer erstrebten Erfolg.
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Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, einen Stoß-
und Schwingungsdämpfer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der sich durch besondere
Einfachheit, Unempfindlichkeit, lange Lebensdauer, einwandfreie Wirkungsweise durch
praktische Spielfreiheit sowie eine mögliche Regelbarkeit in weiten Grenzen auszeichnet.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kolben
durch einen Schrägschnitt geteilt ist und dieXTeile in Querrichtung zur Kolbenstange
relativ zueinander verschiebbar sind und daß zwischen beiden Kolbenteilen eine diese
in Achsrichtung auseinander zu schiebebrye,Stsrhtean den Schrägflächen abstützende
Federung angeordnet ist.
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Hierdurch ist erreicht, daß beim Kolbenrückzug der an dem in das Zylinderrohr
ein tauchenden Ende der Kolbenstange befind-liche in Querrichtung verschiebbare
Kolbenteil über die Schrägfläche in Querrichtung gegen die Innenwand des Zylinderrohres
gedrückt wird,
so daß der Kolben dem Ausziehen des Dämpfers einen
größeren Widerstand entgegensetzt als dem Zusammenschieben. Von besonderem Vorteil
ist es hierbei, daß die beiden Kolbenteile unter ständiger, sie auseinanderzudrücken
bestrebter Spannung stehen und daß zu keiner Zeit, auch nicht beim Wechsel in der
Bewegungsrichtung, sich ein Kolbenspiel in Achsrichtung ergeben kann oder ein vom
Federdruck entiasteter Zustand des Kolbens eintritt, so daß die hierdurch bedingten
Nachteile nicht eintreten können. Der eine Kolbenteil bildet eine ständig wirksame
Bremse, welche gleichfalls dem Auftreten von Schwingungen entgegenwirkt. Der nachteilige
Wirkschlag kann nicht auftreten. Durch die Wahl eines Schrägschnittes mit mehr oder
weniger großer Neigung läßt sich der über die Schrägflächen erzielbare Bewegungswiderstand
in weiten Grenzen fein auf eine gewünschte Größe einstellen.
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Der Dämpfer besitzt eine verblüffend gute und sicher Wirkungsweise.
Die Robustheit und Einfachheit der ihn bildenden Teile verbürgt eine große Lebensdauer
unter Aufrechterhaltung der einwandfreien Wirkungsweise. Die Teile sind billig und
lassen sich ohne großen Kostenaurwand auswechseln, was einer Verbilligung der Unterhaltskosten
für den Kraftwagen zugute kommt.
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Da der Dämpfer keinerlei Ventile oder dergleichen besitzt, ist er
nicht stanfällig. Er läßt sich auf mehr oder weniger große Bewegungswiderstände
einstellen. Es genügt, einen mehr oder weniger geneigten Teilschnitt zu wählen.
Die Höhe der Außentemperatur beeinflußt die Wirkungsweise des Dämpfers nicht. Der
Vorteil einer von der Geschwindigkeit der Kolbenbewegungen
unabhängigen
Wirkungsweise bleibt stets gewahrt, was deshalb von Bedeutung ist, weil dies eine
besondere Eigenart des von der Erfindung betroffenen Stoß- und Schwingungsdämpfers
ist und die mit O1 arbeitenden Dämpfer, welche störanfällige Ventile aufweisen,
diese Eigenart nicht besitzen, sondern bei denen bei einer langsamen Kolbenverschiebung,
wie sie z.B. bei Fahren durch Kurven eintritt, lediglich ein Überströmen von Öl
von der einen Kolbenseite nach der anderen Kolbenseite erfolgt. Ein Warmwerden des
Öls hat ein abträgliches Schäumen zur Folge. Ein besonderer Vorteil der Erfindung
besteht auch darin, daß sich der erfindungsgemäße Dämpfer sowohl für leichte und
schwere Personenwagen, mittelschwere und schwerste Lastkraftwagen als auch für schwere
Raupenkettenfahrzeuge, ggf. mit Panzerung, eignet. Gerade bei letztgenannten Fahrzeugen
müssen die Dämpfer unter Bedingungen arbeiten; die zur Folge haben, daß die bekannten
teueren öl dämpfer eine nur verhältnismäßig kurze Lebensdauer haben und häufig Ventilschäden
erleiden. Hier wirkt sich Ventilfreiheit, Einfachheit und Robustheit des erfindungsgemäßen
Dämpfers betrieblich und kostenmäßig besonders günstig aus.
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Als Federung kann jede geeignete Federanordnung, wie Gummifeder,
Schraubenfeder usw.
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vorgesehen sein.
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Zweckmäßig weist Jedoch die zwischen den Kolbenteilen angeordnete
Federung schwingungsdämpfende Eigenschaften auf. Dies kommt einer erstrebten ruhigen
Wirkungsweise des Dämpfers zugute und begünstigt ein gewissermaßen gleichmäßig
schwebendes
Fahren mit dem mit den erfindungsgemäßen Dämpfern ausgerüsteten Kraftfahrzeug.
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Eine Federung mit dämpfenden Eigenschaften läßt sich in einfacher
Weise durch aufeinandergeschichtete Tellerfedern bilden, welche eine dem Schrägschnitt
gleichgerichtete Lage haben. Die Tellerfedern liegen auch in dieser Schrägschnittslage
an den Schrägschnittsflächen der Kolbenteile an.
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Nach der Erfindung ist es auch möglich, daß der Kolben mehrfach,
insbesondere zweifach, durch einander gegenläufig geneigte Schrägschnitte geteilt
und in Jeder Teilstelle eine die Teile in Achsrichtung auseinanderzuschieben bestrebte
Federung angeordnet ist.
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Die Zeichnung veranschaulicht zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Abbildung 1 zeigt das 1. AusfUhrungsbeispiel im Längsschnitt.
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Abbildung 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II in Abbildung 1.
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Abbildung 5 läßt den oberen Kolben teil in Richtung des Pfeiles III
in Abbildung 1 erkennen.
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Abbildung 4 verdeutlicht die Draufsicht auf eine Tellerfeder.
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Abbildung 5 gibt einen Längsschnitt durch das 2. Ausführungsbeispiel
wieder.
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Die zeichnerische Wiedergabe beschrEnkt sich auf die zum Verständnis
der Erfindung notwendigen Teile.
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Der Stoß- und Schwingungsdämpfer besteht aus einem Zylinderrohr (1),
dessen unteres Ende in bekannter Weise mit dem einen Fahrzeugteil verbunden ist,
und dem Kolben (2) an der Kolbenstange (5), deren aus dem Zylinderrohr vorstehendes
Ende
an dem anderen Fahrzeugteil angebr t ist.
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Der Kolben, welcher vorzugsweise aus geeignetem Kunststoff besteht,
ist durch einen Schrägschnitt (4) in die Teile (5.u.6) geteilt.
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Die Kolbenstange durchgreift mit einem auf geringerer Durchmesser
abgesetzten Teil (16) den Kolben. Durch die Absetzung ergibt sich die Schulter (1)),
gegen welche die die auf den Stangenteil (16) aufgeschobene Scheibe (17) mit ihrer
Oberseite anliegt. Die Unterseite det Scheibe liegt gegen den Kolbenteil (5), welch
letzterer mit einer Bohrung spielfrei auf den Stangenteil (16) aufgeschoben ist.
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Der Teil (6) ist in Querrichtung zurKolbenstange verschiebbar und
weist eine dementsprechend große, vom Stangenteil (16) durchgriffene Lochung (18)
auf. Zwischen beiden Kolbenteilen ist ein Paket (19) vonTellerfedern angeordnet,
welche eine dem Schrägschnitt (4) entsprechend geneigte Lage haben. Die gegen das
Paket anliegenden Schrägschnittfläche des Kolbenteils (6) kann an der entsprechenden
Tellerfeder (20) gleiten. Der Kolben ist über die in das Stirnende der Kolbenstange
eingedrehte Schraube mit dem Schraubenkopf (21) sowie der Unterlegscheibe (22) festgelegt.
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Das Tellerfeder-Paket kann verspannt sein, ggf.
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bis zu einer den Losbrechwiderstand übersteigenden Größe.
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Der Außenumfang des Kolbens weist Nuten (25) zur Bildung von Reibungsrippen
(24) auf.
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Der Schrägstellung der Tellerfedern e,ntsprechend hat die von der
Kolbenstange durchgriffene Lochung (25) in den Tellerfedern die Form einer Elipse.
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Gemäß Abbildung 5 ist der Kolben in drei Teile (26, 27 u. 28) durch
einander gegenl#uTiRe Schrägschnitte (29 u. 30) geteilt.
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Zwischen den einander benachbarten Kolbentcilon sind die Tellerfedern-Pakete
(31 u. 32) angeordnet. Der Kolbenteil (27)ist quer zur Kolbenstange 3' verschiebbar.