DE2351449C3 - Stossdämpfer für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einem äußeren und einem in diesem teleskopartig verschieben gelagerten inneren Zylinder, der eine mit Gas gefüllte, durch einen im inneren Zylinder verschieblichen Kolben begrenzte Kammer enthält, und der äußere Zylinder eine erste, eine Druckflüssigkeit enthaltende Kammer aufweist, die von einer zweiten Kammer im inneren Zylinder über ein Ventilelement verbunden ist, durch das bei einer Relativbewegung zwischen dem äußeren und inneren Zylinder ein Flüssigkeitsstrom erfolgt.

Bei einem derartigen Stoßdämpfer (US-PS 37 00 273) weist das Ventil einen ringförmigen Durchflußquerschnitt auf, der durch eine ortsfeste öffnung und ein in dieser axial bewegliches Glied bestimmt wird, das sich zu einem Zumeßstift selbsttätig einstellt, wenn während des Betriebes ein Flüssigkeitsstrom von der einen zur anderen Kammer eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stoßdämpfer der eingangs erwähnten Art Zusammenstoßenergie durch Kürzen des Stoßdämpfers zu vernichten und beim Ruckhub eine weitere Energieverzehrung zu bewirken und hierbei die Größe des möglichen Energieverzehrs mit einfachen Mitteln einstellbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das beim Kürzen des Stoßdämpfers sich öffnende Ventilelement am inneren Zylinder angeordnet ist und es in an sich bekannter Weise als im Bereich ihres Außenrandes gehalterte, federnde Metallscheibe mit einer zentralen Öffnung ausgebildet ist. in die ein Bund mit allseitigem geringen Spiel zur Bildung einer Drosselstelle ragt, und daß der Bund durch eine Schraubverbindung zur öffnung axial einstellbar ist.

An sich sind Ventilelemente in Form von federnden Metallscheiben mit einer zentralen Öffnung zur Geräuschdämpfung bekannt (FR-ZPS 86 286). Es ist jedoch dort die Drosselstelle nicht einstellbar. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird das Ventilelement aus einer spannungsfreien Mittelstellung, in der die Drosselstelle einen Kleinstwert aufweist, bei der Teleskopbewegung der beiden Zylinder ausgebogen, und zwar beim Kürzen des Stoßdämpfers unter Vergrößerung des Querschnittes der Drosselstelle proportional dem höheren Druck in der einen Kammer in der einen Richtung und beim Rückhub in der anderen Richtung.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Metallscheibe zwischen zwei ringförmigen Flächen eingespannt ist, wobei die eine als Leiste ausgebildet in Linienberührung und die andere in Flächenberührung mit der Metallscheibe steht. Beim Kürzen des Stoßdämpfers wird der radial innerhalb der Einspannungslinie befindliche Ringteil gegen die radial innere Kante der ringförmigen Fläche abgestützt ausgeb.ogen, wobei der radial außerhalb der Einspannungslinie liegende Ringteil in entgegengesetzter Richtung bewegt wird und dies von der Ringfläche fort auch ohne Widerstand ausführen kann. Beim Lungen des Stoßdämpfers dagegen wird der radial innenliegende Ringteil an der Schneide abgestützt ausgebogen und der radial außenliegende Ringteil kann nicht die natürlich gegebene Bewegung in entgegengesetzter Richtung ausführen, da er gegen die ringförmige Fläche gehalten bleibt. Das Ausbiegen der Metallscheibe erfolgt daher beim Kürzen des Stoßdämpfers bei geringerer Kraft als bei dessen I ängen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht des vorderen Teilen eines Kraftf hrzcugs mit Stoßdämpfern nach der Erfindung,

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch einen Stoßdämpfer nach der Erfindung nach der Linie 2-2 in Fig. 1,

F i g. 3 einen vergrößerten Ausschnitt aus F i g. 2 und

Fig.4 einen weiterhin vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3.

In Fig. 1 ist in vereinfachter Weise ein Kraftfahrzeugrahmen 10 dargestellt, der zwei Längsträger 12 und 14 aufweist, die am vorderen Ende durch einen starren Querträger 16 miteinander verbunden sind. Eine Stoßdämpfvorrichtung 18 besteht aus einer Stoßstange 20, die mit dem Rahmen über zwei gleiche hydro-pneumatische Stoßdämpfer 22 zur Energieverzehrung verbunden ist. Jeder der Stoßdämpfer 22 ist mit einem der Längsträger 12 bzw. 14 über je einen vorderen Winkel 24 und einen hinteren Winkel 26 verbunden. Da die Stoßdämpfer 22 einander gleich sind, genügt die Beschreibung eines der Stoßdämpfer.

Jeder Stoßdämpfer 22 besteht aus einem äußeren Zylinder 28 und einem inneren Zylinder 30, die verschieblich ineinander gelagert sind und teleskopartig zueinander bewegbar sind. Der äußere Zylinder 28 hat einen Mantel 32, an dessen linkem Ende ein Flansch 34 angeschweißt ist, über den die Verbindung mit dem Winkel 24 des Rahmens 10 erfolgt. Im Bereich des Flansches 34 weist der Mantci .12 einen Teil 35 größeren Durchmessers auf, der an beiden Seiten kegelstumpfmantelförmige Teile 36 bzw. 38 zum Mantel 32 aufweist. Das rechte Ende des Mantels 32 ist durch einen Deckel 40 verschlossen, der mit dem Mantel verschweißt ist. Der Deckel 40 hat an seiner Außenseite einen

Schraubzapfen 42, der durch ein Loch in den Winkel 26 lies Rahmens tritt und auf den eine Schraube zum Befestigen des äußeren Zylinders aufschrauhbar ist.

Wie Fig.2 zeigt, hat der innere Zvlinder 30 einen Mantel 44, der an der linken Seite durch einen Kopf 46 abgedichtet verschlossen ist. Der Kopf 46 ist mit dem Mantel verschweißt und dient dem Anschluß :1er Stoßstange 20 über ein Anschlußstück 48 (Fig. 1). Neben der rechten Stirnfläche U; der Mantel 44 arTder Außenfläche mit einer Schulter 50 (Fig. 3 und 4) versehen, so daß sich ein Kranz 52 geringerer Dicke an dieser Stirnseite ergibt Ein ringförmiger Anschlagrinü 54 ist beispielsweise durch Schweißen starr mit dem Mantel 44 verbunden und hat einen erhöhten Bund, über den ein Lagerring 56 aus Nylon geschoben ist. Der Anschlagring hat ferner einen Anschlag in Form einer kcgelstumpfmantelförmigen Flache 58. Der Mantel 44 ist von einem O-Ring 60 umschlossen, der einen überlappenden Teil des Lagerringes 56 berührt.

Der innere Zylinder 30 enthält ferner ein Veniilelement 62 in Form einer Scheibe mit einer zentralen kreisförmigen Öffnung 64 (Fi g. 2 und 3). Das Y'cntilelement wird anfänglich lose an einer Stirnkappe 66 befestigt und an dieser durch mehrere Lappen 68 (Fig. 4) festgehalten. Die Stirnkappe 66 enthält ein zentrales Gewindcloch 69 und einen Kran/ \on in Abstand voneinander liegenden Löchern 70 sowie eine ringförmige Leiste 72. deren Durchmesser dem äußeren Durchmesser des Kranzes 52 am Mantel 44 entspricht. Die Slirnkappc 66 wird mit der rechten Stirnfläche des Mantels 44 starr, beispielsweise durch Schweißen, verbunden. Hierdurch wird das Ventilelement lest /wischen der ringförmigen Fläche des Kran/es 52 des Mantels 44 und der Leiste 72 an der Stirnkappe festgespannt (F i ij. 4).

Lin Kolben 76 ist in dem Mantel 44 des inneren Zylinders verschieblich und gegen diesen durch einen O-Ring 78 od. dgl. abgedichtet. Das Ventilelement 62 und die Stirnkappe 66 bilden mit dem Mantel 32 des äußeren Zylinders und der Kappe 40 cmc erste Flüssigkeitskammer 80. wahrend der Kolben 7h mit dem Ventilelement 62 der Stirnkappe 66 und dem Kopf 46 eine zweite Flüssigkeitskammer 82 und eine Gaskammer 84 begrenzen. Wie F i g. 2 zeigt, sind die erste und zweite Kammer 30 und 82 vollständig mit einer nicht /usammcndrückb.tren Arbeitsflüssigkeit, beispielsweise üblicher hydraulischer Flüssigkeil, gefüllt, während die Gaskammer 84 mil einem Gas unter Druck, beispielsweise Stickstoff, gefüllt ist. Dieses Gas wird durch eine Öffnung 86 im Kopf 46 eingefüllt, worauf die Öffnung durch eine eingesetzte und eingeschweißte Kugel 88 verschlossen wird. Der Gasdruck in der Gaskammer 84 drückt den Kolben 76 nach rechts, so daß Arbeitsflüssigkeit von der zweiten Kammer 82 durch die Öffnung 64 im Ventilelemen; 62 und die Löcher 70 in der Stirnkappe zur ersten Kammer 80 fließt, wenn eine teleskopartige Relativbewegung zwischen dem äußeren Zylinder 28 und dem inneren Zylinder 30 zum Längen der Vorrichtung erfolgt. Hierbei gelangt die kegelstiimpfniantelförniige Anschlagfläche 58 gegen die entspre- 6c ehende Innenfläche des Teiles 38 des Mantels 32. Zusammenstoßkräfte werden von der Stoßstange 20 über den Kopf 46 auf den inneren Zylinder 30 übertragen, um eine teleskopartige Verlagerung nach rechts zu bewirket), wodurch ein Kürzen des Stoßt!.imp- 6s fers eintritt. Hierbei wird der Druck in der ersten Kammer erhöht und die Druckflüssigkeit «us der ersten Kammer 80 über die Öffnungen 70 und die öffnung 64 zur zweiten Kammer 82 verdrängt. Die Verdrängung von Flüssigkeit aus der ersten Kammer bewirkt eine Vergrößerung der zweiten Kammer, wodurch der Kolben 76 nach links im Mantel 44 verstellt wird und das Gas in der Gaskammer 84 verdichtet. Das verdichtete Gas wirkt in bekannter Weise als Rückstellfeder für den inneren Zylinder und bewirkt die Rü^kbewegung des Stoßdämpfers in die gestteckte Lage, wenn die Zusammcnstoßkraft endet.

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, enthält die Stirnkappe 66 ein zentrales Gewindeloch 69. in das ein Gewinde/apten 94 eines Einstellstückes 90 eingeschraubt ist. Das Einstellstück hat auf der dein Ventile'ement 62 zugewandten Seite einen im Durchmesser vergrößerten Bund 92. der mit Spiel in die Öffnung 64 des Ventilelementes 62 paßt Zwischen der Öffnung 64 und dem Bund 92 bildet sich eine ringförmige Drosselstelle 96. durch die der Austausch der Druckflüssigkeit /wischen den beiden Kammern 80 und 82 erfolgt.

Das Ventilelement 62 ist aus einem üblichen federnden Werkstoff, beispielsweise Federstahl hergestellt, so daß es normalerweise eine in einer Fbt. ;e liegende Gestalt annimmt. In dieser befindet sieh das Ventilelement in der Schließstellung. Das Ventilelement 62 ist dem Druck von über die Öllniingen 70 zuströmender Druckflüssigkeit aus der ersten Kammer 80 ausgesetzt. Die Löcher 70 haben einen ausreichenden Querschnitt, daß kein wesentlicher Druckabiall heim Durchströmen .ler Slimkappe 66 eintritt Bei in der ersten Kammei 80 ansteigendem Druck wird das Ventilelement 62 nach links /um inneren /v linder 30 nach Art eines Kraghebels ausgebogen, so daß seine Öffnung b4 relativ /ur Stirnkappe 66 nach links verschoben w ird.

Befindet sich der innere /\linder 50 in der normalen Stellung bei gestreckter Lage ties Stoßdample: ■■· (I i g. 2), so gleicht der Druck m der ( uskammcr 84 den Flüssigkeitsdruck in der ernten und /weiten Kammer SO und 82 aus. so daß das Ycniiielement 62 die Schließstellung einnimmt, wobei die ringlörmige Drosselstelle 96 /wischen dem Bund 42 und dem Rand der Öffnung 64 einen Kleinstwert aufweist Beim Aufnehmen einer /usammenstoßkral't über die Stoßstange 20 tritt ein Kürzen ties Stoßdämpfers 22 ein. indem sich der innere Zylinder 30 /um äußeren /v linder 28 verschiebt. /11 Beginn der Verlagerung des inneren Zylinders 30 erhöht sich der Druck der Flüssigkeit in der ersten Kammer 80 und es beginnt ein Durehstrom der Flüssigkeit durch die Drosselstelle 96. Hierdurch tritt ein Druckabfall /wischen der ersten und der /weiten Kammer ein, so daß der Abstrom der Flüssigkeit durch die gedrosselte Verbindung eine erste Stufe des Energiever/chrs darstellt. Aul die rechte Seite des Ventilelementes 62 wirkt der Druck in der ersten Kammer, so daß mit in der ersten Kammer steigendem Druck das Ventilelement 62 fortschreitend aus der Schließstellung in eine linke Grenzlage der Öffnung 64 aiisgebogen wird. Die endgültige Stellung des Ventilele-11; .'Tiles 62 hängt mn dem Druck in der ersten Kammer ab und diese Stellung bestimmt den Querschnitt der Drosselstelle 96. vier eegenuhei ..lern in der Schließstellung großer ist. Line direkt proportionale Vergrößerung des Drosselquerschnittes entsprechend dem Druck in der ersten Kammer, der wiederum der Größe der Zusammenstoßkraft proportional ist, ergibt sich aus der jeweiligen Stellung des Ventilelementes 62.

Während des Kür/ens des Stoßdämpfers bewirkt die Vergrößerung der /weiten Kammer 82 eine Verdien-

lung des Gases in tier Gaskammer 84. so daß beim Enden der Zusammensioßkrafi der Kolben 76 zurückbewegt wird und eine Druckdifferenz zwischen der zwciKMi Kammer 82 zur ersten Kammer 80 entsteht. Dann bewegt sich das Ventilelenient 62 aus der lew eiligen Offensiellung in die Schließstellung zurück, wobei der Rücksiroir der Flüssigkeit zur ersten Kammer 80 über die nunmehr kleinsten Querschnitt aufweisende Drosselstclle % erfolgt. Durch den gedrosselten Rückstrom wird, wie bereits erwähnt, eine /weite Stufe des Energieverzehrs bewirkt.

Das Einstellstück 90 gestaltet die Größe des möglichen Energieverzehrs des Stoßdämpfers 22 wahlweise einzustellen. Die Schraubverbindung zwischen dem Gewindezapfen 94 und der Stirnkappe 66 gestattet eine Einstellung des Einstcllsiückes 90 zum Venulclemem 62. wobei das Ausmaß des Eindringens des Bundes 92 in die Öffnung 64 ties Veni'lelementes 62 bestimmt wird. Es wird zwar nicht die Weise der Drosselstelle geändert, so daß die Drosselstelle % in der Schließstellung des Ventilelemenies den gleichen

s Querschnitt aufweist. Tritt jedoch der Bund 92 weiter in die Öffnung 64 ein. so wird der Querschnitt der Drosselsielle in den verschiedenen Olfenstellungen des Vemilelementes im Verhältnis zur möglichen Größe des Querschnittes verändert. Da bei einer l.inksbewegung

ίο des Einstellstückes 90 der Druchtrittsqucrschniii der Drosselstclle bei Offensiellung verkleinert wird, wird die mögliche Energievcr/ehrung der Vorrichtung erhöht. Die möglich Knergicvcr/chrung kann daher den jeweiligen Betriebsbedingungen durch einfach zu bewirkende Einstellung des Einsiellstückes 90 angepaßt werden, bevor der Stoßdämpfer endgültig zusammengebaut wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

't Patentansprüche:

1. Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einem äußeren und einem in diesem teleskopartig verschieblich gelagerten inneren Zylinder, der eine mit Gas gefüllte, durch einen im inneren Zylinder verschieblichen Kolben begrenzte Kammer enthält, und der äußere Zylinder eine erste, eine Druckflüssigkeit enthaltende Kammer aufweist, die von einer zweiten Kammer im inneren Zylinder über ein Ventilelement verbünde·¹ ist, durch das bei einer Relativbewegung zwischen dem äußeren und inneren Zylinder ein Flüssigkeitsstrom erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das beim Kürzen des Stoßdämpfers sich öffnende Ventilelement (62) am inneren Zylinder (30) angeordnet ist und es in an sich bekannter Weise als im Bereich ihres Außenrandes gehalterte, federnde Metallscheibe mit einer zentralen Öffnung (64) ausgebildet ist, in zo die ein Bund (92) mit allseitigem geringen Spiel zur Bildung einer Drosselstelle (96) ragt, und daß der Bund durch eine Schraubverbindung zur Öffnung (64) axial einstellbar ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch t. dadurch gekennzeichnet, daß die Metallscheibe (62) zwischen zwei ringförmigen Flächen (52, 72) eingespannt ist. wobei die eine als Leiste (72) ausgebildet in Linienberührung und die andere (52) in Flächenberührung mit der Metallschcibe steht.