DE2426326A1

DE2426326A1 - Hydraulischer stossdaempfer

Info

Publication number: DE2426326A1
Application number: DE19742426326
Authority: DE
Inventors: Chikaaki Yoshida
Original assignee: SHOWA Manufacturing
Current assignee: SHOWA Manufacturing
Priority date: 1973-05-31
Filing date: 1974-05-29
Publication date: 1974-12-19
Also published as: FR2231895B1; FR2231895A1; JPS508975A

Description

DIPL.-ING. KXAUS RUPPRECHT PATENTANWALT

D-6 FRANKFURT (MAIN) 1, 28.5.1974 XJXMENSTHASSE 37 MoCANN HAUS TELEFON 72 61 92

SHOWA MANUFACTURING CO., LTD. Tokio, Japan

HYDRAULISCHER STOSSDÄMPFER

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stossdämpfer.

Bei hydraulischen Stossdämpfern, die zur Aufhängung des Chassis von Automobilen und bei Motorrädern verwendet werden, spielt die Verbesserung des Fahrkomforts eine sehr wesentliche Rolle'. Bisher wurde deshalb beispielsweise ein Ventil mit einer eine Dämpfungskraft erzeugenden Ausnehmung verwendet, die sich mit zunehmender Geschwindigkeit des Kolbens ausdehnt, sofern dieser einen bestimmten

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Wert überschreitet. Andere bekannte Stoßdämpfer sind so ausgebildet, daß sie bei der Verstellung des Kolbens im Gefolge der Hochfrequenz-Mikroamplituden keine Dämpfungskraft erzeugen. Es wurde bisher jedoch noch kein ausreichender Fahrkomfort erreicht. Eine der Gründe dafür ist, daß im Falle einer schnell angelegten Schwingung ein Stoß ungedämpft bleibt und daß der Stoßdämpfer sogenanntes steifes Verhalten zeigt.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der schematischen Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung charakteristischer Kurven eines herkömmlichen hydraulischen Stoßdämpfers zur Aufhängung eines Fahrzeugkörpers oder Chassis;

Fig. 2 einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen wesentlichen Teil eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie A-A der Fig. 3 und

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung charakteristischer Kurven eines hydraulischen Stoßdämpfers nach der Erfindung.

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Zunächst sei auf die Fig. 1 eingegangen. Dort zeigen die Kurven A^ und A„ die Verschiebung oder den Weg χ des Kolbens über die Zeit T bei einem herkömmlichen Stoßdämpfer. Es ergibt sich daraus, daß beim schnellen Beaufschlagen eines Stoßdämpfers mit einer bestimmten Kraft bei einer Zeit T , wobei der Stoßdämpfer ein unter hohem Druck stehendes Gas einschließt, der Kolben mit einer im wesentlichen bestimmten Geschwindigkeit gemäß Kurve A₁ verschoben wird und daß deshalb eine Dämpfungskraft gemäß Kurve B₁ erzeugt wird. Entsprechend dem hohen Ausschlag b des wellenförmigen Verlaufs dieser Kurve erzeugt der Stoßdämpfer im Moment des Anlegens einer Kraft eine große Dämpfungskraft. Die Kurven A_? und B„ geben die Verhältnisse wieder, wenn kein Hochdruckgas eingeschlossen ist. Sie zeigen kein solch starkes Ansteigen der Wellenform wie vorstehend beschrieben und lassen eine gewisse Zeitverzögerung t bei der Erzeugung der Dämpfungskraft erkennen. Hinsichtlich des schnellen Erzeugens der Dämpfungskraft F sind sie jedoch gleich. Somit erzeugen herkömmliche Stoßdämpfer schnell eine beabsichtigte Dämpfungskraft, die der Geschwindigkeit des Kolbens entspricht. Diese Erzeugung der Dämpfungskraft erfolgt gleichzeitig mit dem Arbeitsbeginn des Kolbens, wodurch das oben beschriebene steife Verhalten bewirkt und der Fahrkomfort nachteilig beeinflusst wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen hydraulischen Stoßdämpfer zur Aufhängung des Chassis eines Kraftfahrzeugs so auszubilden/daß der Fahrkomfort unter Vermeidung der vorbeschriebenen Nachteile verbessert wird.

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In Fig. 2 ist ein Äusführungsbeispiel der Erfindung erläutert, fcin Kolben 3 ist verschiebbar in einem Zylinder 2 angeordnet, der mit Öl 1 gefüllt ist. Der Kolben 3 ist mit ölwegen 4 und 5 versehen, die beide Seiten des Kolbens miteinander verbinden. Ein ringförmiges Ventil 6 oder eine Ventilscheibe, das aus einer elastischen Platte gebildet ist, ist an einem Ende der Ölwege vorgesehen. Weiterhin sind radiale Öffnungen 7 angeordnet, welche liege für Lecköl bilden, wenn das Ventil geschlossen ist. Weiterhin ist eine Ventilkammer im Verlauf des ölweges 5 im axialen Teil vorgesehen. Sie enthält ein Scheibenventil 8 oder eine Ventilscheibe, das eine Anzahl von Vorsprüngen aufweist, um die Stellung in radialer Richtung an der peripheren Kante zu regulieren. Dieses Ventil ist im zentralen Teil der Ventilkammer dadurch angeordnet, daß es von beiden Seiten mit den Federn 9 und 10 beaufschlagt wird.

Beim erfindungsgemäßen Stoßdämpfer ist das Ventil 8, wenn der Kolben 3 stillsteht, wie vorstehend beschrieben, im Mittelteil der Ventilkammer angeordnet, und es hält den Ölweg 5 offen. Wenn eine bestimmte Druckkraft dann schnell an den Stoßdämpfer angelegt wird, wird zuerst die Feder 9 zusammengedrückt, und das Ventil 8 wird zur oberen Öffnung 11 des ölweges 5 bewegt, um diese Öffnung zu verschließen, so daß das Öl durch die Öffnungen 7 strömen kann. Dann

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wird das Ventil 6 gebogen, um eine öffnung an seiner äußeren Kante zu bilden. Auf diese Weise wird eine Dämpfungskraft erzeugt, die dieser öffnung entspricht. Wenn sich das Ventil 8 der Öffnung 11 nähert, steigt die Däinpfungskraft über den ölweg 5 allmählich an. Sobald die Öffnung 11 völlig geschlossen ist, wird eine beabsichtigte Dämpfungskraft durch die Ölwege 4 erzeugt. Im Falle der Beaufschlagung des Stoßdämpfers mit einer Zugkraft wird die Feder 10 zusairanengeüruckt, das Ventil 8 nähert sich der unteren öffnung 12, und auf diese Weise steigt die Däinpfungskraft allmählich an. Wenn der ölweg 5 über das Ventil 8 vollständig verschlossen ist, wird das öl nur durch die öffnungen 7 strömen; wenn die Kolbengeschwindigkeit groß ist, wird der innere periphere Teil des Ventils weitergebogen, so daß eine beabsichtigte Dämpfungskraft erzeugt wird.

Die Fig. 3 und 4 der Zeichnung zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Falle eines hydraulischen Zweirohr-Stoßdämpfers. Hierbei ist ein äußerer Zylinder 13 koaxial zur Außenseite des Zylinders 2 angeordnet, der mit dem Öl 1 angefüllt ist und mit dem Kolben 3 zusammenwirkt. Der Freiraum 14 zwischen dem äußeren Zylinder 13 und dem Zylinder 2 bildet einen Raum zur Kompensation der Volumenvariation der Kolbenstange. Der Kolben 3 ist mit einer Anzahl von ölausnehmungen 15 versehen, die in die öffnungen an den oberen Enden über eine ringförmige Nut 16 und konkave Nuten in radialer Richtung an der Kante der ringförmigen Nut 16 münden, um die öffnungen 7 zu bilden. Die ringförmige Nut 16 wiikt mit einer Scheibenfeder 17 zusammen, die ihrerseits eine Anzahl von

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VorSprüngen an ihrer Umfangskante aufweist, um das ringförmige Ventil 18 oder die Ventilscheibe mit der Scheibenfeder so zu beaufschlagen, daß bei einem Stillstand des Kolbens ein ölweg 19 an der Umfangskante des Ventils 18 gebildet wird. Obgleich nicht dargestellt, ist ein Ventil von im wesentlichen gleichem Aufbau zv/ischen dem Zylinder 2 und dein oben erwähnten Raum 14 im unteren Teil dieses Zylinders vorgesehen.

Wenn der vorbeschriebene Stoßdämpfer mit einer Zugkraft schnell beaufschlagt wird, wird zuerst die Scheibenfeder 17 gedrückt, um flach verformt zu werden. Auf diese Weise nähert sich das Ventil gleichmäßig der Endfläche des Kolbens, um den ölweg 19 zu verengen die Dämpfungskraft nimmt allmählich zu. Wenn das Ventil 18 vollständig an der Endfläche des Kolbens 3 anliegt, vgl. gestrichelte Darstellung a, dann ist der ölweg 19 völlig gesperrt, so daß das oberhalb des Kolbens 3 befindliche öl nur durch die öffnungen 7 fließen kann und dementsprechend eine Dämpfungskraft proportional dem Quadrat der Eolbengeschwxndigkeit erhalten wird. Im Falle größerer Kolbengeschwindigkeit wird der innere periphere Teil des Ventils 18 nach unten gebogen, vgl. gestrichelte Darstellung b in Fig. 3, so daß ein Ölweg in diesem Teil gebildet werden kann - es wird eine Dämpfungskraft proportional 2/3 der Kraft der Kolbengeschwindigkeit erzeugt. Wenn eine Druckkraft an den Stoßdämpfer angelegt wird, wird das im unteren Teil des Zylinders 2 vorgesehene Ventil in gleicher Weise wirksam, und die Dämpfungskraft wird

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allmählich bis auf einen festen Wert ansteigen, der der Kolbengeschwindigkeit entspricht.

Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele erläutert wurde, ist der erfindungsgemäße.hydraulische Stoßdämpfer mit Ventilen 6 oder Έ versehen, die normalerweise in den Ölwegen 5 oder 19 in geöffneter Stellung vorgesehen sind, welche beide Seiten des Kolbens so verbinden, daß, sobald der Kolben bewegt wird, sich das oben erwähnte Ventil allmählich schließt, um über die Öffnungen 7 eine bestimmte Dämpfungskraft zu erzeugen. Die zum Schließen des Ventils erforderliche Zeit ist auf etwa 0,01 bis 0,1 Sekunden eingestellt. In Fig. 5 sind die Kurven A und B zur Darstellung der Beziehungen zwischen der Zeit T_r der Kolbenverstellung χ und der Dämpfungskraft F in dem erfindungsgemäßen Stoßdämpfer dargestellt. Wenn eine bestimmte Kraft momentan an einen Stoßdämpfer zur Zeit T angelegt und der Kolben somit betätigt wird, ist während der anfänglichen Arbeitszeit der ölweg 5 oder 19 offen. Infolgedessen wird die Dämpfungskraft F nur einen sehr kleinen Wert haben, und der Kolben wird entsprechend der Fig. A schnell verschoben. Im Läufe der Zeit jedoch wird die Dämpfungskraft F allmählich ansteigen, um den beabsichtigten Maximalwert in 0,01 bis 0,1 Sekunden, wie oben beschrieben,zu erreichen. Somit wird die Bewegungs- oder Verschiebung sgeschwindigkeit des Kolbens allmählich verringert und damit die Dämpfungskraft F allmählich abfallen.

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Auf diese Weise wird bei dem erfindungsgemäßen Stoßdämpfer eine große Dämpfungskraft nicht schnell und gleichzeitig mit dem Beginn der Verstellung des Kolbens erzeugt; die Dämpfungskraft wird vielmehr allmählich mit einer angemessenen Geschwindigkeit ansteigen, um einen beabsichtigten Wert zu erreichen, der der Kolbengeschwindigkeit entspricht. Auf diese Weise werden, wenn der erfindungsgemäße Stoßdämpfer als Aufhängevorrichtung für das Chassis eines Automobils oder den Fahrzeugkörper eines Kraftrades verwendet wird, schnelle auf das Fahrzeug einwirkende Stöße reduziert, der Fahrkomfort und das steife Verhalten werden verbessert, welch letzteres sich bei herkömmlichen Stoßdämpfern sehr nachteilig ausgewirkt hat.

Darüber hinaus kann die Dämpfungskraft so eingestellt werden, daß sie hinreichend groß ist, urn Betriebsstabilität und Fahrkomfort miteinander in Einklang zu bringen.

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Claims

PATEWTAN S PRÜC HE

1.j Hydraulischer Stoßdämpfer mit einem Zylinder, in dem ein Kolben sowie Öl angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Seiten'des Kolbens über ölwege (4, 15) miteinander verbunden sind, daß diese ölwege mit sich radial erstreckenden Öffnungen (7) verbunden sind und daß ein Ventil (6, 18) zum öffnen und Schließen der Ölwege vorgesehen ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer sich durch den Mittelteil des Kolbens (3) erstreckender Ölweg (5) vorgesehen ist sowie ein weiteres Ventil (8) zum Öffnen und Schließen der Öffnung des weiteren Ölweges (5) .

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

das weitere Ventil (8) aus einer Ventilscheibe und zwei diese in einer Mittelstellung haltende Schraubenfedern (9, 10) besteht.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Ventil (8) eine Anzahl von Vorsprangen an seiner peripheren Kante zur Positionierung in radialer Richtung aufweist.

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5. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß das Ventil (18) zwischen der Öffnung des ölweges (15) und

'dem Ventil eine Scheibenfeder (17) aufweist, die ihrerseits an ihrem äußeren Umfang mit einer Anzahl von Vorsprüngen versehen ist.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Zylinder (2) ein äußerer Zylinder (13) sowie zur Kompensation der Volumenänderung der Kolbenstange
zwischen dem Zylinder (2) und dem äußeren Zylinder (13)
ein freier Raum (14) vorgesehen ist..

7. Stoßdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ventil im wesentlichen gleicher Bauart im Fußteil des Zylinders (2) zwischen diesen Zylinder (2) und dem Raum (14) vorgesehen ist.

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