DE2659281C3 - Stoßdämpfer mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung - Google Patents

Description

65

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung bestehend aus einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitszylinder, einem im Arbeitszylinder durch eine aus diesem herausragende Kolbenstange verschiebbaren, als Plunger mit gleichbleibendem Außendurchmesser ausgebildeten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder umgebenden Außenzylinder, der einen Flüssigkeitsraum bildet, der mit dem durch den Arbeitszylinder, den Arbeitskolben und eine Lagerscheibe gebildelen Dämpfungsraum durch ein in Arbeitsrichtung des Arbtstskolbens schließendes Rückschlagventil sowie durch Überströmöffnungen verbunden ist, die die hubabhängige Dämpfung gewährleisten und deren Ausströmquerschnitt stufenlos veränderbar ist

Ein Stoßdämpfer der voranstehend beschriebenen An mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung ist aus der US-PS 28 46 029 bekannt Bei diesem Stoßdämpfer sind die Überströmöffnurigen durch eine Vielzahl von Radialbohrungen mit kleinem Durchmesser gebildet, die im Arbeitszylinder angebracht sind. Eine Verstellung der Dämpfung erfolgt durch Verschließen eines mehr oder weniger großen Teils der Radialbohrungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpfer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, dessen Dämpfung hubabhängig und stufenlos verstellbar ist und bei dem eine schnelle Kolbenrückführung stattfindet

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Überströmöffnungen als von der kolbenstangenseitigen Stirnfläche des Arbeitszylinders ausgehende Axialnuten unterschiedlicher Länge ausgebildet sind, deren Ausströmquerschnitt durch Verändern des Abstandes zwischen der kolbenstangenseitigen Stirnfläche und einem Verstellglied verstellbar ist wobei die vom gegen vollständigen Austritt aus dem Arbeitszylinder gesicherten Arbeitskolben verdrängte Flüssigkeit über einen von einem Trennzylinder und dem Arbeitszylinder gebildeten Ringraum zu einem Ausgleichsraum gelangt, der durch den Trennzylinder und den Außenzylinder gebildet und in dem tin federbelasteter Ringkolben als Trennwand zwischen Flüssigkeit und Gas angeordnet ist.

Mit diesem Vorschlag der Erfindung ergibt sich ein stufenlos verstellbarer Stoßdämpfer, dessen Arbeitszylinder keine schwächenden Bohrungen aufweist, so daß er mit normaler Wandstärke hergestellt werden kann, wodurch sich nicht nur der Materialaufwand, sondern auch das Gewicht diis erfindungsgemäßen Stoßdämpfers gegenüber den bekannten Ausführungen verringert. Durch die unterschiedliche axiale Länge der Axialnuten besteht die Möglichkeit, die hubabhängige Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers zu verändern, insbesondere um eine progressive Dämpfungskennlinie zu erzielen. Die Verstellung der Stoßdämpfercharakteristik erfolgt auf einfache Weise dadurch, daß der Abstand zwischen der kolbenstangenseitigen Stirnfläche der Ausströmöffnungen und einem Verstellglied verändert wird, indem dieses als Führungsbuchse ausgebildete Verstellglied gegenüber dem Außenzylinder gedreht wird. Die Führungsbuchse dient hierbei nicht nur als Verstellglied zum Einstellen der Stoßdämpfercharakteristik, sondern zugleich als Führung für die Kolbenstange. Durch die Anordnung eines Trennzylinders und die hiermit verbundene Bildung eines Ausgleichraumes, in welchem ein federbelasteter Ringkolben als Trennwand zwischen Flüssigkeit und Gas dient, wird ein hermetischer Verschluß des

Stoßdämpfers erzielt, weil die vom Arbeitskolben aus dem Dämpfuiigsraum verdrängte Flüssigkeit über den inneren Ringraum in den äußeren Ringraum gedruckt wird, der je nach Stellung des Arbeitskolbens sein Aufnahmevolumen verändert, indem sich der Ringkolben entgegen der Kraft einer Feder verschiebt

Aus der FR-PS 8 2t 516 war zwar ein Stoßdämpfer bekannt, dessen Arbeitszylinder mit von der kolbenstangenseitigen Stirnfläche ausgehenden Axialnuten unterschiedlicher Länge und gegebenenfalls Form versehen war; dieser Stoßdämpfer besaß jedoch keine Möglichkeit zur Verstellung des Abströmquerschnittes einiger oder aller Axialnuten, so daß die durch den Axialnutenquerschnitt und durch die unterschiedlichen Längen der Axialnuten gegebene Dämpfungscharakteristik nicht einstellbar veränderlich waren.

Schließlich war es aus der US-PS 38 43 107 bekannt, den Abstand zwischen der Stirnseite des Arbeitszylinders und einem Verstellglied zu ändern. Diese Veränderung erfolgte jedoch zur Veränderung des Ausströmquerschnittes beim Rückhub des Arbeitskolbens.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eine Konstruktionsvereinfachung dadurch erreicht, daß das Verstellglied eine Führungsbuchse ist, die mittels eines Gewindes im Außenzylinder axial verstellbar gelagert und in der der Arbeitskolben verschiebbar geführt ist. Hierdurch wird nicht nur eine einfache Verstellung von außen ermöglicht, sondern eine Verbesserung der Kolbenlagerung.

Um ein schnelleres Rückführen des Arbeitskolbens in die Ausgangslage zu erreichen, wird in Weiterbildung des Hauptgedankens der Erfindung vorgeschlagen, die Lagerscheibe mit axialen Sacklochbohrungen zu versehen, die jeweils den inneren Ringraum mit dem Ausgleichraum verbinden und die durch Radialbohrungen mit Axialbohrungen verbunden sind, deren dem Dämpfungsraum zugewandte öffnungen durch einen Ventilteller eines Rückschlagventils verschließbar sind. Hierdurch ergibt sich nicht nur eine einfache Ausbildung und strömungsgünstige Anordnung des zwischen Dämpfungsraum und Flüssigkeitsraum angeordneten Rückschlagventils, sondern durch ein öffnen dieses Rückschlagventils bei einem Rückzug des Arbeitskolbens ein schnelles Nachströmen der Dämpfungsflüssigkeit in den Dämpfungsraum.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Arbeitskolben mit einer durchgehenden Zentralbohrung versehen, die am außenliegenden Ende des Arbeitskolbens durch eine Verschlußschraube verschlossen ist. Weiterhin liegt der Arbeitskolben in der kolben.stangenseitigen Endstellung an einem Anschlag an, der an einer in die Zentralbohrung des Arbeitskolbens hineinragenden, mit dem Arbeitszylinder verbundenen Stange ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, das Volumen für die Dämpfungsflüssigkeit ohne Volumenvergrößerung des Stoßdämpfers zu vergrößern und ein schnelles Füllen oder Leeren des Stoßdämpfers durch den Arbeitskolben vorzunehmen. Gleichzeitig wird eine einfache Konstruktion geschaffen, um sieherzustellen, daß der Arbeitskolben nicht aus dem Arbeitszylinder herausgezogen werden kann.

Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, den Anschlag durch einen in der Zentralbohrung des Arbeitskolbens angeordneten Sprengring und einen auf der Stange befestigten Sicherungsring zu bilden, wodurch sich eine besonders einfache Konstruktion unter Verwendung handelsüblicher Bauteile ergibt.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Stoßdämpfer,

F i g. 2 eine Abwicklung der Innenfläche des Arbeitszylinders,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Lagerscheibe und F i g. 4 eine Ansicht der Lagerscheibe nach F i g. 3.

Der anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellte Stoßdämpfer besitzt einen Befestigungsflansch 1, an welchem ein Außenzylinder 2 mittels eines Sprengringes 3 befestigt ist. In das vordere Ende des Außenzylinders 2 ist eine Führungsbuchse 4 mittels eines Gewindes 4a eingeschraubt, durch welche ein stangenförmig ausgebildeter Arbeitskolben 5 mit seinem als Kolbenstange dienenden Teil hindurchragt. Dieser Arbeitskolben 5 besitzt eine Zentralbohrung 5a, die durch eine Verschlußschraube 5b unter Zwischenfügen eines Dichtringes 5c nach außen flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist In der Führungsbuchse 4 sind Dichtringe 4b sowie ein Abstreifring »c angeordnet, um die Führungsbuchse einerseits gegenübe: dem Arbeitskolben 5 und andererseits gegenüber dem Außenzylinder 2 flüssigkeitsdicht abzudichten.

Im hinteren Ende des Außenzylinders 2 ist eine Lagerscheibe 6 angeordnet weiche unmittelbar an dem Befestigungsflansch 1 anliegt Diese Lagerscheibe 6 ist als Einzelteil in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Sie ist durch Dichtringe 6a gegenüber dem Außenzylinder 2 abgedichtet und besitzt beim dargestellten Ausführungsbeispiel sechs axiale Sacklochbohrungen 6b, welche durch Radialbohrungen 6c miteinander verbunden sind. Außerdem sind in der Lagerscheibe 6 sechs Axialbohrungen 6c/ kleineren Durchmessers angeordnet, deren Lage wie die der voranstehend erwähnten Bohrungen am besten in den F i g. 3 und 4 zu erkennen ist.

Mittels der Lagerscheibe 6 und eines im anderen Ende des Außenzylinders 2 angeordneten Lagerringes 7 sind innerhalb des Außenzylinders 2 ein Treiinzylii.der 8 sowie ein Arbeitszylinder 9 axial unverschiebbar angeordnet. Dies wird beim dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen Sprengring 10 erreicht, der den Lagerring 7 und mit diesem den Trennzylinder 8, den Arbeitszylinder 9 und die Lagerscheibe 6 in axialer Richtung festhält.

Der Trennzylinder 8 teilt den den Arbeitszylinder 9 umgebenden Flüssigkeitsraum in einen inneren Ringraum 11 und einen äußeren Ausgleichraum 12. Im Ausgleichraum 12 ist ein Ringkolben 13 verschiebbar angeordnet, der mittels Dichtringen 13a gegenüber dem Außenzylinder 2 und dem Trennzylinder 8 abgedichtet ist. Dieser Ringkolben 13 ist durch eine Rückstellfeder 14 belastet, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel a's Wendelfeder ausgebildet ist und sich am Lagerring 7 abstützt. Auch dieser Lagerring 7 ist durch Dichtringe 7a sowohl gegenüber dem Außenzylinder ?. als auch gegenüber dem Trennzylinder 8 abgedichtet. Er besitzt Bohrungen Tb für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit.

Um infolge der stangenförmigen Ausbildung des Arbeitskolbens 5 ein vollständiges Herausziehen dieses Arbeitskotbens 5 aus dem Arbeitszylinder 9 zu verhindern, ist an der Lagerscheibe 6 eine Stange 15 befestigt, die in die Zentralbohrung 5a des Arbeitskolbens 5 hineinragt Diese Stange 15 ist mittels Dichtringen 15a im Bereich der Lagerscheibe 6 abgedichtet. Sie trägt an ihrem vorderen Ende einen Sicherungsring 15Z>, an dem ein Sprengring 5d zur

Anlage kommt, wenn sich der Arbeitskolben 5 in seiner am weitesten ausgefahrenen Stellung befindet, wie dies in F ig. I dargestellt ist.

Am hinteren Ende ist auf der Stange 15 ein ringförmiger Ventilteller 16 angeordnet, der durch eine Ventilfeder 17 belastet ist, die als Wendelfeder ausgebildet und auf die Stange 15 aufgeschoben ist und sich an einem Sicherungsring 15c abstützt. Der Ventilteller 16 mit Ventilfeder 17 bilden zusammen mit den Axialbohrungen (yd in der l.agerscheibe 6 ein Rückschlagventil, welches in Arbeitsrichturig des Arbeitskolbens 5 schließt.

Der vorn Arbeitskolben 5 und Arbeitszylinder 9 gebildete Dämpfungsraum 18 steht über mehrere Axialnuten 9,i. die in der Innenfläche des Arbeitszylinders 9 ausgebildet sind, mit einem Uberleitungsraum 19 in Verbindung. Dieser Uberleitungsraum 19 wird in r;:d:;:!cr Richtung durch den Arbei!ski;!ben 5 bzw düfh den Außenzyiinder 2 und in axialer Richtung durch die Stirnfläche 4c/ der Führungsbuchse 4 bzw. durch die vordere Stirnfläche Ib des Arbeits/.ylinders 9 begrenzt. Wie die Abwicklung der Axialniiten 9.1 in F ι g. 2 zeigt. besitzen diese zwar gleiche Breite und Tiefe, jedoch unterschiedliche axiale Lungen. Hierdurch kann eine progressive Dämpfungscharakteristik erzielt werden.

Die Wirkung des voranstehend bezüglich seines Aufbaus beschriebenen Stoßdämpfers, der entweder nach F.ntfernen der Verschlußs^hraiib' Sb durch den •Xrbeitskolben S oder durch eine Anschlußbohrung 2a im Außenz\linder 2 mit Dämpferflussigkcit gefüllt wird. is· wie folgt:

In der Ausgangs- oder Ruhelage befindet sich der Arbeitskolhen 5 in seiner ausgefahrenen F.ndposititon. Bei einer Belastung des Arbc'szylinders 5 in Längsrichtung des Stoßdämpfers wird der Arbeitskolben 5 in I ι g. 1 nach links bewegt. Hierdurch wird Dämpferflüssigkcit d'irch die Axialnuten 9,i aus dem Dämpfungs- -aum 18 in den I .'beriei'.ungsraum 19 gedrückt. Durch \t-stellen des Abstandes zwischen der Stirnfläche 4d der f-'ihrjrgsbiichse 4 und der vorderen Stirnfläche 9f> des Arbe::'z\hnders 9 kam der Strömungsquerschnitt der Axialnuten 9a verändert werden, und zwar durch einfaches Drehen der Führungsbuchse 4 mittels des Gewindes 4a gegenüber dem Außenzylinder 2.
Aus dem Uberleitungsraum 19 gelangt die Dämpfer-

ϊ flüssigkeit über die Bohrungen Tb im Lagerring 7 in den inneren Ringraum II, den sie in F i g. I von rechts nach links durchströmt. Am hinteren Ende des inneren Ringraumes 11 tritt die Dämpfungsflüssigkeit in die axialen Sacklochbohrungen 66 der Lagerscheibe 6 ein.

in die zum Zwecke eines Ausgleiches des Druckes über den gesamten Umfang miteinander durch die Radialbohrungen 6c verbunden sind. Der in den axialen Sacklochbohrungen 6t' sich aufbauende Druck verschiebt den Ringkolben 13. sobald die Druckkraft die

'■-, Kraft der Rückstellfeder 14 übersteigt. Nach einem gewissen Druckaufbau wird somit durch axiales Verschieben des Ringkolbens 13 Raum für die durch den Arljpitslfnlhpn 5 vprrlrängtp Däninferflüssigkeit geschaffen.

:o Durch die unterschiedliche axiale Länge der Axiainuten 9<) verringert sich der Abstromquerschnitt mit zunehmender Eintauchtiefe des Arbeitskolbens 5 in ilen Arbeitszylinder 9. da die Anzahl der für den Abstromquerschnitt zur Verfügung stehenden Axialnu-

:-. ten 9a nach und nach abnimmt. Auf diese Weise wird eine progressive Kennung des Stoßdämpfers erzielt.

und z\>vr unabhängig von der Stellung der Fuhrungsbuchse 4.

Sobald die auf den Arbeitskolben 5 ausgeübte

κ, Krafteinwirkung beendet ist oder die von der Rückstellfeder 14 gespeicherte Energie unterschreitet, schiebt die Rückstellfeder 14 den Ringkolben 13 in seine in F i g. 1 dargestellte Ausgangslage zurück. Da sich die Strömungsrichtung der Dämpferflüssigkeit bei dieser

η Bewegung des Ringkolbens 13 umkehrt, wird das durch die Teile 16 und 17 gebildete Rückschlagventil hierbei geöffnet, wodurch sich eine sehr schnelle Füllung des Dämpfungsraumes i8 ergibt. Diese Füllung erfolgt ohne den Umweg über den inneren Ringraum 11 und den

in Uberleitungsraum 19 unmittelbar über die Axialbohruneen bd.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stoßdämpfer mit hubabhängiger, stufenlos verstellbarer Dämpfung bestehend aus einem flüssigkeitsgefüllten Arbeitszylinder, einem im Arbeitszylinder durch eine aus diesem herausragende Kolbenstange verschiebbaren, als Plunger mit gleichbleibendem Außendurchmesser ausgebildeten Arbeitskolben und einem den Arbeitszylinder umgebenden Außenzylinder, der einen Flüssigkeitsraum bildet, der mit dem durch den Arbeitszylinder, den Arbeitskolben und eine Lagerscheibe gebildeten Dämpfungsraum durch ein in Arbeitsrichlung des Arbeitskolbens schließendes Rückschlagventil sowie durch Überströmöffnungen verbunden ist, die die hubabhängige Dämpfung gewährleisten und deren Ausströmquerschnitt stufenlos veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberströmöffnungen als von der kolbenstangenseitigen Stirnfläche (9b) -Cts Arbeitszylinders (9) ausgehende Axialnuter. (9a) unterschiedlicher Länge ausgebildet sind, deren Ausströmquerschnitt durch Verändern des Abstandes zwischen der kolbenstangenseitigen Stirnfläche (9Z>) und einem Verstellglied (4) verstellbar ist, wobei die vom gegen vollständigen Austritt aus dem Arbeitszylinder (9) gesicherten Airbeitskolben (5) verdrängte Flüssigkeit über einen von einem Trennzylinder (8) und dem Arbeitszylinder (9) gebildeten Ringraum (11) zu einem Ausgleichraum (12) gelangt, der durch den Trennzylinder (fl) und den Außenzylinder (2) gebildet und in dem ein federbelasteter Ringkolben (13) als Trennwand zwischen Flüssigkeit uno Gas angeordnet ist

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verst. ilglied eine Führungsbuchse (4) ist, die mittels eines Gewindes (4a) im Außenzylinder (2) axial verstellbar gelagert und in der der Arbeitskolben (5) verschiebbar geführt ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder '?., dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerscheibe (6) mit axialen Sacklochbohrungen (6b) versehen ist, die jeweils den inneren Ringraum (11) mit dem Ausgleichraum (12) verbinden und die durch Radialbohrungen (6c) mit Axialbohrungen (6d) verbunden sind, deren dem Dämpfungsraum (18) zugewandte Öffnungen durch einen Ventilteller (16) eines Rückschlagventils verschließbar sind.

4. Stoßdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (5) mit einer durchgehenden Zentralbohrung (5a) versehen ist, die am außenliegenden Ende des Arbeitskolbens (5) durch eine Verschlußschraube (5b) verschlossen ist, daß der Arbeitskolben (5) in der kolbenstangenseitigen Endstellung an einem Anschlag anliegt, der an einer in die Zcntralbohrung (5a) des Arbeitskolbens (5) hineinragenden, mit dem Arbeitszylinder (9) verbundenen Stange (15) ausgebildet ist.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag durch einen in der Zentralbohrung (5a) des Arbeitskolbens (5) angeordneten Sprengring (5d) und einen auf der Stange (15) befestigten Sicherungsring (15/)) gebildet i:st.