DE2827513A1

DE2827513A1 - Vorrichtung zur steuerung der daempfungskraft in hydraulischen stossdaempfern

Info

Publication number: DE2827513A1
Application number: DE19782827513
Authority: DE
Inventors: Masao Nishikawa; Hitoshi Yamamoto
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1978-02-18
Filing date: 1978-06-22
Publication date: 1979-08-23
Also published as: FR2417684A1; DE7818806U1; US4191281A; DE2827513C2; JPS5758541B2; JPS54111064A; GB2014693B; FR2417684B1; GB2014693A

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. rer.not. W. KÖRBER "& '⁰⁸⁹J '29 668*

Dipl.-Ing. J.SCHM1DT-EVERS 2827513

PATENTANWÄLTE

HONDA GIKEM KOGYO KABUSHIKI KAISHA
27-8, 6-chome", Jingumae, Shibuya-ku
Tokio / Japan

Vorrichtung zur Steuerung der Dämpfungskraft in hydraulischen Stoßdämpfern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Dämpfungskraft in hydraulischen Stoßdämpfern zur Verwendung im Aufhängungssysteai eines Kraft fahrzeuges.

Bei hydraulischen Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge kann.die Dämpfungskraft vorzugsweise gemäß der Vorliebe des Fahrers, der Laufbedingung des Fahrzeuges, dem Ladezustand und dgl. gesteuert werden. Eine Steuerung der Dämpfungskraft ist insbesondere bei solchen Fahrzeugen erforderlich wie zum Beispiel Motorrädern, da ein solches Fahrzeug ein geringes Gewicht hat, aber einer beachtlichen Belastungsschwankung unterworfen ist, d.h. ein Lastfahrzeug, ein Mehrzweckfahrzeug und dgl.

Es ist bereits ein Versuch zur Befriedigung des oben beschriebenen Bedarfs unternommen worden durch Schaffung einer Anordnung, bei der ein Teilungsglied wie beispielsweise ein in dem Stoßdämpfer angeordneter Kolben mit Durchlaßöffnungen versehen ist, durch die bei Betätigung des Stoßdämpfers das

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darin enthaltene Öl fließt. Eine schrittweise drehbare Lochplatte ist über einer Endfläche des Teilungsgliedes angeordnet, zu der hin die Durchlaßöffnungen offen sind; die Lochplatte ist mit einer Vielzahl von im Durchmesser unterschiedlichen Löchern versehen, die bei Drehung der Lochplatte wahlweise mit der Durchlaßöffnung in Verbindung gesetzt werden, und die Dämpfungskraft kann mit der Änderung im Strömungswiderstand eines mit der Durchlaßöffnung in Verbindung stehenden Loches gesteuert werden. Diese geschilderte Steuervorrichtung für die Dämpfungskraft hat aber den Fachteil, daß ein Fehler bei der Herstellung der Löcher eine erhebliche Unregelmäßigkeit j in der Größe der Dämpfungskraftänderung verursachen kann, j die bei jedem Drehschritt der Lochplatte; erzeugt wird.

Das Hauptziel der Erfindung ist die Vermeidung der. Mangel der bekannten Vorrichtung.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Steuerungsvorrichtung für die Dämpfungskraft in dem hydraulischen

Stoßdämpfer, die die Dämpfungskraft genau steuern kann, wobei die oben vermerkten Nachteile der bekannten Vorrichtung beseitigt werden.

Die Hauptmerkmale der Erfindung sind auf eine Vorrichtung zur Steuerung der Dämpfungskraft in hydraulischen Stoßdämpfern gerichtet, die gekennzeichnet ist durch einen Kolben, der in einem Zylindergehäuse angeordnet ist und darin zwei hydraulische Kammern definiert, durch eine Durchlaßeinrichtung, die in dem Kolben ausgebildet ist, um den Durchfluß von Fluid zwischen den entsprechenden Kammern zu ermöglichen, durch eine Lochplatte, die drehbar an dem Kolben angebracht und relativ zu diesem schrittv/eise verstellbar ist, und durch eine öffnungseinrichtung, die zur Zusammenarbeit mit der Lochplatte ausgebildet ist, wobei eine Relativbewegung der Lochplatte bezüglich der öffnungseinrichtung eine Widerstandskraft bildet, die dem Durchfluß von hydraulischem Fluid entgegengerichtet ist.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Figur 2 einen wesentlichen Teil davon in vergrößertem Längsschnitt ;

Figuren 3 (A), (B) und (C) Querschnitte längs der Linie III-III in Figur 2, wobei die Lochplatte oder Scheibe auf entsprechende verschiedene Drehstellungen eingestellt ist; und

Figur ij. ein Diagramm, das die Dämpfungscharakteristiken darstellt.

In Figur 1 ist ein Stoßdämpfer 1 gezeigt, der einen in einem Rohrgehäuse 2 'fest angeordneten und mit Hydrauliköl gefüllten Zylinder 3 sowie einen Kolben 5 aufweist, der gleitend in dem Zylinder 3 angeordnet und einteilig mit einer Kolbenstange ,

4 verbunden ist, welche sich nach oben über das Rohrgehäuse 2 ι hinaus ei streckt. Der Raum in dem Zylinder 3 ist durch den Kolben 5 in zwei Bereiche unterteilt, nämlich die obere und die untere Fluidkammer 6 bzw. 7. Zwischen dem Zylinder 3 und

dem Rohrgehäuse 2 ist ein Ölreservoir definiert. An dem Kolben

5 ist ein oberes Dämpfungsventil 9 vorgesehen. Während der Ausdehnung des Stoßdämpfers 1 steuert der Kolben 5 den ölfluß von der oberen Fluidkammer 6 zur unteren Fluidkammer 7 und entwickelt einen Dämpfungseffekt auf die Ausdehnungsbewegung des Stoßdämpfers. An einer Bodenwandung 3a des Zylinders 3 sitzt ein unteres Dämpfungsventil 1o, das während der Kontraktion des Stoßdämpfers 1· den Ölfluß von der unteren Fluidkammer 7 in das Ölreservoir 8 steuert und auf diese Weise einen Dämpfungseffekt auf die Kontraktionsbewegung des Stoßdämpfers ausübt.

An dem oberen Ende der Kolbenstange 4 ist mittels einer Federklemme 12 ein augapfeiförmiges oberes Montageglied 11 zur.

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Verbindung mit dem Fahrzeugrahmen fest angebracht. An dem unteren Ende des Rohrgehäuses 2 ist ein unteres Montageglied 13 befestigt, das mit einem Radtrageglied zu verbinden ist, beispielsweise mit der schwingenden Hintergabel eines Motorrades. Eine Schraubendruckfeder 16 ist zwischen einem ringförmigen oberen Feder sitz 1Jf, der an dem oberen Montageglied I 11 gehaltert ist, und einem unteren Federsitz 15 angeordnet, der vertikal verstellbar an der äußeren Peripherie des Rohr- | gehäuses 2 mit bekannten Mitteln angebracht ist. I

Der obere Federsitz 1if hat die Gestalt einer Dämpfungskraft-Einstellscheibe, die in drei Schritten drehbar ist. Diese Einstellscheibe 1if ist über eine obere Klauenkupplung 18 mit einer Hülse 17 verbunden, die drehbar über dem äußeren Umfang der Kolbenstange if angeordnet ist. Die Hülse 17 ist, wie später j

beschrieben wird, über eine untere Klauenkupplung 19 mit dem oberen Dämpfungsventil 9 verbunden, so daß dieses nach Wunsch durch Drehen der Einstellscheibe gesteuert werden kann. ;

Wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt, weist die Kolbenstange if I einen verjüngten unteren Endabschnitt i+a auf, auf dem eine ί Anzahl von Teilen angeordnet ist, nämlich ein Anschlag 2o, I eine Blattfeder 21, eine Lochplatte 22, der Kolben 5, ein Abstandsrohr 23,- ein Plattenventilglied 2if, eine Ventilfeder 25 und ein Federsitz 26, in der dargestellten Reihenfolge. Schließlich ist eine Mutter 27 fest auf den Eidabschnitt der Kolbenstange aufgezogen, um diese Teile darauf in ihrer Stellung zu halten, und der Endabschnitt Ifa ist an seinem äußersten Ende belegt, -um ein Lösen zu verhindern. Bei dieser Anordnung sind der verjüngte Endabschnitt ^a und der Kolben 5 einteilig miteinander verbunden mittels eines an den Endabschnitt ^a angesetzten Stiftes 28 und einer in dem Kolben 5 ausgebildeten Stiftnut 29, mit der der Stift 28 in festem Eingriff steht. Die Lochplatte 22- ist auf dem Nabenabschnitt 2oa. des Anschlags 2o drehbar und gleitend zu diesem angeordnet.

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Die Blattfeder 21, die Lochplatte 22, das Plattenventilglied ! 2*f und die Ventilfeder 25 bilden also das obenerwähnte Dämpfungs- ; ventil 9. !

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! Die Lochplatte 22 ist aus dünnem Stahlblech hergestellt und !

mit zwei Sätzen von Löchern a versehen, von denen der eine Satz drei Niedergeschwindigkeitslöcher a, bis a, von unterschiedlichem Durchmesser und der andere Satz fünf Hochgeschwindigkeitslöcher b, bis bc von.unterschiedlichem Durchmesser umfaßt. Die Niedergeschwindigkeitslöcher a, bis a, sind in

ι vorgegebenen Winkelabständen längs eines zur Lochplatte 22 konzentrischen ersten Kreises C^ angeordnet, während die Hochgeschwindigkeitslöcher b, bis b,- auf ähnliche Weise in gegebenen Winkelabständen längs eines zweiten Kreises C- angeordnet

j sind, der konzentrisch zur Lochplatte 22 ist und einen klei- ! neren Durchmesser als der erste Kreis C. hat.

Der Kolben 5 ist bei dem ersten Kreis C₁ mit einer Niederge-ί schwindigkeitsöffnung A und einer Einwegdffnung D ausgebildet, die sich vertikal durch den Kolben 5 hindurch erstrecken, und bei dem zweiten Kreis C-, mit zwei Hochgeschwindigkeitsöffnungen B und B, die sich ähnlich (vertikal) durch den Kolben 5 hindurch erstrecken und symmetrisch zueinander angeordnet sind.

Die Durchmesser der Niedergeschwindigkeitslöcher a-j bis a, nehmen in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn allmählich ab, so daß, wenn die Lochplatte 22 Schritt für Schritt in Figur 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Löcher nacheinander eines nach dem anderen in Verbindung mit der Niedergeschwindigkeitsöffnung A gesetzt werden, um so nacheinander den Strömungswiderstand in dem Niedergeschwindigkeitssystem zu erhöhen. Auf ähnliche Art sind die Hochgeschwindigkeitslöcher b^ bis b, so ausgelegt, daß, wenn die Lochplatte 22 Schritt für Schritt in Figur 3 im Uhrzeigersinn gedreht wird, die Löcher oder drei Löcher nacheinander in Verbindung mit den Hochgeschwindigkeitsöffnungen B und B gesetzt werden, um nacheinander den

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Strömungswiderstand in dem Hochgeschwindigkeitssystem zu erhöhen. Ferner stehen zwei von drei Hochgeschv/indigkeitslö ehern, die auf diese Weise mit den Hochgeschwindigkeitsöffnungen B und B in Verbindung gesetzt sind, weiterhin mit diesen in Verbindung, wenn die Lochplatte 22 ihre nächste Drehstellung annimmt.

In dem äußeren Umkreis der Lochplatte 22 sind zwei Einschnitte 3o und 3o' zum Eingriff mit den Klauen der unteren Klauenkupplung 19 ausgebildet. Dementsprechend kann bei Drehung der Einstellscheibe W+ die Lochplatte 22 in geeigneter V/eise über die obere Klauenkupplung 18, die Hülse 17 und die untere j Klauenkupplung 19 gedreht werden.

ι Eine ringförmige Rille 31, die in der Unterseite des Kolbens j 5 ausgebildet ist, sorgt für eine Verbindung zwischen den j zwei Hochgeschwindigkeitsöffnungen B, B. Das Ventilglied Zk j wird durch die Federkraft der Ventifeder 25 normalerweise j

ί gegen die untere Oberfläche des Kolbens 5 gedruckt, um die

ringförmige Rille 31 zu schließen.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau sinkt bei Ausübung einer axialen Kompressionsbelastung auf den Stoßdämpfer 1 der Kolben 5 innerhalb des Zylinders 3> der Druck in der unteren Fluidkammer 7 wird erhöht, und auf die untere Oberfläche der Lochplatte 22 v/ird durch die Niedergeschwindigkeitsöffnung A und die Einwegöffnung D hindurch ein Druck ausgeübt, der bewirkt, daß die Lochplatte 22 sich gegen die eingestellte Last der Blattfeder 21 hebt und die öffnungen A und D geöffnet werden. Dies gestattet den freien Durchfluß von Öl von der unteren Fluidkammer 7 zur oberen Fluidkammer 6 durch die öffnungen A und D.

Andererseits findet eine Ölströmung aus der unteren Fluidkammer 7 in das ölreservoir 8 durch das untere Dämpfungsventil 1o

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hindurch als Ergebnis einer Zunahme des von der Kolbenstange

1+ in dem Zylinder 3 besetzten Raumes statt, und in dem unteren

Dämpfungsventil 1 ο wird eine Dämpfungskraft auf herkömmliche Weise erzeugt.

Wenn anschließend die' Kompressionslast entfällt und sich der Stoßdämpfer unter der Vorspannung der Druckfeder 16 ausdehnt, wird die Lochplatte 22 (wenn die Anstiegsgeschwindigkeit des i Kolbens 5 relativ niedrig ist) gegen die obere Oberfläche des Kolbens 5 unter dem erhöhten Druck in der Fluidkammer 6 gepreßt. Wenn die Lochplatte 22 auf die in Figur 3(A) gezeigte Stellung eingestellt ist, findet eine ölströmung von der oberen Fluidkammer 6 in die untere Fluidkammer 7 durch das Niedergeschwindigkeitsloch a. und die Niedergeschwindigkeitsoffnung A hindurch statt. Offensichtlich wird die ölströmung durch das Loch a. eingeschränkt und eine vorbestimmte Dämpfungskraft erhalten. In diesem Stadium folgt, wenn das Ventilglied 2if noch geschlossen gehalten wird, die Dämpfungscharakteristik des Dämpfungsventils einer in Figur If gezeigten quadratischen Kurve 1, die in einem Maß ansteigt, das durch den Durchmesser des mit der Niedergeschwindigkeitsöffnung A in Verbindung stehenden Loches a, bestimmt wird.

Wenn sich anschließend die Geschwindigkeit des Kolbens 5 in solchem Ausmaß erhöht hat, daß der Differenzdruck zwischen der oberen und der unteren Fluidkammer 6 bzw. 7 ein vorbestimmtes Niveau erreicht, wird das Ventilglied Zk bewegt und öffnet sich gegen die Spannung der vorgespannten Ventilfeder 25» so daß öl von den Hochgeschwindigkeitslöchern b-j, b? und bi durch die Hochgeschwindigkeitsöffnungen B, B strömt und die Zunahmerate der Dämpfungskraft verlangsamt, und folglich ist die Dämpfungscharakteristik geknickt und folgt der Kurve m. Es ist zu vermerken, daß der Knickpunkt der Kurve durch die im voraus eingestellte Spannung der Ventilfeder 25 bestimmt wird.

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; Wenn anschließend die Anstiegsgeschwindigkeit des Kolbens 5 ' ! ein höheres Niveau erreicht, wird die Ölströmung durch die Hochgeschwindigkeitsöffnungen B, B hindurch durch die Hochgeschwindigkeitslöcher b,, b^ und b, eingeschränkt, so daß J die Kurve m beginnt, wieder einer quadratischen Kurve zu folgen, j deren Neigung offensichtlich durch die Querschnittsfläche der ! drei Löcher b-j, b-z und b, bestimmt wird, die mit den öffnungen Iß, B in Verbindung stehen.

Wenn die Einstellscheibe I^ gedreht wird, um die Lochplatte 22 aus der in Figur 3(A) gezeigten Stellung in die in den Figuren 3(B) und (C) gezeigten Stellungen zu drehen, wird das mit der Niedergeschwindigkeitsöffnung A in Verbindung stehende Niedergeschwindigkeitsloch von a:-, nach a~ und a·-? verschoben, und folglich nimmt der Strömungswiderstand in dem Niedergej schwindigkeitssystem zu, und gleichzeitig werden die mit den

j Hochgeschwindigkeitsöffnungen B, B in Verbindung stehenden j drei Hochgeschwindigkeitslöcher von b.., b·, und b, nach b,, b~ j und b, und nach b^, b, und b,- verschoben. Als Folge davon. j ändert sich die Neigung der quadratischen Kurven 1 und m in S der in Figur k bei I, II und III angedeuteten Weise.

Hier ist insbesondere anzumerken, daß die Löcher b. und b, , die in dem in Figur 3(A) gezeigten Fall mit den öffnungen B, B in Verbindung stehen, mit diesen öffnungen in Verbindung bleiben. Auch im Fall der nachfolgenden Stufe, die in Figur 3(B) gezeigt ist, bleiben die mit den öffnungen B, B in Verbindung stehenden Löcher b~ und b, in Verbindung mit diesen Öffnungen, wie es auch im Fall der nachfolgenden, in Figur 3(C) gezeigten Stufe der Fall ist. Dementsprechend wird in den entsprechenden Stufen nur ein Hochgeschwindigkeitsloch mit den Hochgeschwindigkeitsöffnungen B, B in Verbindung gesetzt, und der Änderungsbetrag der Dämpfungskraft in dem Hochgeschwindigkeitssystem wird nur von diesem einen Loch bestimmt. Es können also bei der Bildung

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der Löcher b- bis b^· die Größen dieser Löcher entsprechend dem Änderungsbetrag der vorbestimmten Dämpfungskraft aufeinanderfolgend gebildet werden.

Die Steuervorrichtung für die Dämpfungskraft, die den Erfindungsgegenstand ausmacht, ist auf den Dämpfungskraftgenerator in dem Hochgeschwindigkeitssystem in dem oberen Dämpfungsventil 9 angewandt v/orden; es versteht sich aber, daß die Vorrichtung ebenso auf das Niedergeschwindigkeitssystem als auch auf das untere Dämpfungsventil 1o angewandt werden kann.

Y/ie oben beschrieben, kann erfindungsgemäß eine Vielzahl von Löchern zur Steuerung der Dämpfungskraft in der Lochplatte derart ausgebildet sein, daß Löcher mit Größen aufeinanderfolgend gebildet werden, die nur dem Änderungsbetrag der Dämpfungskraft entsprechen, der in entsprechenden Drehstellungen der

ι Lochplatte erhalten v/erden kann. Dementsprechend kann selbst j bei Vorliegen eines kleinen Fehlers bei der Herstellung dieser | Löcher eine Ungleichmäßigkeit des Änderungsbetrages der Dämpfungskraft, der bei jedem Drehschritt der Lochplatte erzeugt wird, minimiert werden, und die Dämpfungskraft kann immer | genau gesteuert werden. j

Viele Modifikationen und Variationen.der Erfindung sind angesichts der obigen Erläuterungen mögliGh. Es.versteht sich . \ daher, daß die Erfindung im Rahmen der Ansprüche anders ausgeführt werden kann, als im einzelnen beschrieben.

Der Patentanwalt

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Claims

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH 0-8000 MÜNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10

Dr. rer.net.-W. KÖRBER ^ (089) '29 66 84

Dipl.-I ng. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

HONDA GIIvEN KOGYO KABUSKIKI KAISHA

27-8, 6-chome, Jingumae, Shibuya-ku 2827513

Tokio / Japan

Ansprüche:

1 _v Vorrichtung 2ur Steuerung der Dämpfungskraft in hydraulischen Stoßdämpfern, gekennzeichnet durch einen Kolben (5), der in einem Zylindergehäuse (2) angeordnet ist und darin zwei hydraulische'Kammern (6,7) definiert, durch eine Durchlaßeinrichtung (A,B), die in dem Kolben (5) ausgebildet ist, um den Durchfluß von Fluid zwischen den entsprechenden Kammern (6,7) zu ermöglichen, durch eine Lochplatte (22), die drehbar an dem Kolben (5) angebracht und relativ zu diesem schrittweise verstellbar ist, und durch eine Öffnungseinrichtung, die zur Zusammenarbeit mit der Lochplatte (22) ausgebildet ist, wobei eine Relativbewegung der Lochplatte bezüglich der Öffnungseinrichtung eine Widerstandskraft bildet, die dem Durchfluß von hydraulischem Fluid entgegengerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungseinrichtung eine Vielzahl von Löchern (a« bis a^, b, bis ¹O₁-) umfaßt, die in einer kreisförmigen Anordnung liegen und verschiedene Durchmesser aufweisen, die kleiner sind als der Durchmesser der Durchlaßeinrichtung (A,B).

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ORIGINAL

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Löcher (b. bis b,-) in schrittweiser Drehung bezüglich der Lochplatte (22) angeordnet sind und in Fluidverbindung mit der Durchlaßeinrichtung (B) stehen.

I₁.. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßeinrichtung (A) und eines der Löcher (a, bis a^) nach Drehung der Lochplatte (22) aufeinander eingestellt bleiben.

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