DE2932553A1

DE2932553A1 - Hydraulikstossdaempfer

Info

Publication number: DE2932553A1
Application number: DE19792932553
Authority: DE
Inventors: Masao Hiruma; Takao Tomita
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1978-08-11
Filing date: 1979-08-10
Publication date: 1980-02-14
Also published as: JPS5524267A; US4284178A; NL180038C; JPS5813769B2; FR2433134B1; DE2932553C2; NL7906176A; FR2433134A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Di?l.-Phys. Dr, K. Fincke

Dipl.-Ing. RA-Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LisKA 2^32553

SBrt 8000 MÜNCHEN 86, DEN t

POSTFACH 860 820
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 9S 39 21/22

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
6-27-8, Jingumae, Sfaibuya-kU/
Tokyo / Japan

Hydraulikstoßdämpfer

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Die Erfindung betrifft einen Hydraulikstoßdämpfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Stoßdämpfer dieser Art, bei denen ein Kolbenschaft durch eine Bohrung einer Teilungswand zur Abtrennung eines zylindrischen geschlossenen Raums hindurchgeführt ist, erfahren eine hydraulische Dämpfungskraft in dem Raum zwischen dem Kolbenschaft und der Teilungswand beim Zusammenschieben oder Auseinanderziehen. Diese Zustände sind für einen Stoßdämpfer bekannter Art in Fig. 17 bis 19 dargestellt, und im folgenden werden einige Nachteile dieser Anordnungen erläutert.

In Fig. 17 und 18 ist ein Hydraulikstoßdämpfer schematisch dargestellt, der einen Außenzylinder 1 und einen Innenzylinder 2 aufweist. Der Innenzylinder 2 hat eine obere Trennwand 3 und eine untere Trennwand 4, in der öldurchgangsöffnungen 4a vorgesehen sind. Der Außenzylinder 1 enthält einen Kolbenschaft 5, der in Richtung seiner Achse von der Oberseite ausgeht und durch Öffnungen 3a und 4b hindurchgeführt ist, die in den Trennwänden 3 und 4 vorgesehen sind. Der Kolbenschaft 5 ist an seinem unteren Ende mit einem Kolben 6 versehen, der öldurchgangsöffnungen 7 aufweist. Ferner ist ein verschiebbares Einwegventil 8 vorgesehen, das unter einem Abstand zwischen dem radial äußeren Rand einer jeden öldurchgangsöffnung 7 angeordnet ist.

Wird ein solcher Hydraulikstoßdämpfer zusammengedrückt und dabei der Kolben 6 abwärts bewegt, so hebt das Hydrauliköl in einem unteren Raum S₁ das Einwegventil 8 an und strömt durch die Öffnungen 7 in einen ersten Zwischenraum S- und von dort durch die Öffnungen 4a in einen zweiten Zwischenraum S₃ sowie von dort durch den Abstand S, zwischen dem Kolbenschaft 5 und der Öffnung 3a der Trennwand 3 in einen oberen Raum S₄, wie aus Fig. hervorgeht. Die Geschwindigkeit dieser Strömung wird praktisch

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durch den Abstand S₅ bestimmt, und es ergibt sich eine Dämpfungskraft in Kompressionsrichtung in diesem Teil des Stoßdämpfers. Der Abstand S₅ hat die Wirkung einer Querschnittsverengung.

Andererseits wird das Hydrauliköl beim Auseinanderziehen des Stoßdämpfers von dem oberen Raum S₄ durch den Abstand S₅ und die öffnungen 4a der unteren Trennwand 4 sowie am Einwegventil 8 vorbei in den unteren Raum S. geführt, wie es in Fig. 18 dargestellt ist. Dabei tritt eine Dämpfungskraft entgegen dem Auszugsvorgang auf.

Bei diesem Stoßdämpfer kommt der Abstand S₁. in beiden Arbeitsrichtungen zur Wirkung. Da er für beide Vorgänge ein und denselben Strömungsquerschnitt hat, ist es schwierig, eine ausreichende Dämpfungskraft in Auszugsrichtung zu verwirklichen. In der Praxis sind unterschiedliche Dämpfungseigenschaften für das Zusammendrücken und das Auseinanderziehen erforderlich. Bei dem bekannten Stoßdämpfer kann jedoch eine zufriedenstellende Leistung nur in einer Arbeitsrichtung verwirklicht werden.

Wird eine variable Querschnittsverengung durch einen Kolbenschaft der in Fig. 19 gezeigten Art vorgesehen, bei dem sich der Querschnitt über die Länge kontinuierlich bzw. konisch ändert, so wird der Abstand S₅ progressiv verkleinert, und die Dämpfungskraft nimmt beim Zusammendrücken des Stoßdämpfers und bei Abwärtsbewegung des Kolbenschaftes progressiv zu. Hierdurch kann eine zufriedenstellende Dämpfungseigenschaft beim Zusammendrükken erzielt werden. Bei Auseinanderziehen bzw. bei Aufwärtsbewegung des Kolbenschaftes wird jedoch der Querschnitt des Abstandes S₅ vergrößert. Deshalb wird die Dämpfungskraft schnell verringert, wodurch der Außenzylinder 1 und der Innenzylinder schnell auseinandergezogen werden. Auf diese Weise tritt eine plötzliche Impulswirkung in Auszugsrichtung auf. Es ist somit

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schwierig, bei diesem Stoßdämpfer eine zufriedenstellende Dämpfungswirkung in Auszugsrichtung zu erzeugen.

Bei einer variablen Querschnittsverengung zwischen dem Kolbenschaft 5 und der öffnung 3a, die mit einem konischen Kolbenschaft verwirklicht wird, tritt also der vorstehend erläuterte Nachteil in einer der beiden Arbeitsrichtungen auf, obwohl in der anderen Arbeitsrichtung eine zufriedenstellende Leistung erzielt wird. Es ist also schwierig, eine ausreichende Dämpfungswirkung für beide Arbeitsrichtungen zu erzielen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Hydraulikstoßdämpfer anzugeben, der diese Probleme vermeidet und in Kompressionsrichtung wie in Auszugsrichtung zufriedenstellende Dämpfungswirkungen erzeugt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einem Stoßdämpfer nach der Erfindung wird der Abstand zwischen einer öffnung in einer Trennwand und einem Kolbenschaft, der durch diese öffnung hindurchgeführt ist, in der einen Arbeitsrichtung geöffnet und in der anderen Arbeitsrichtung geschlossen, so daß unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken für die beiden Arbeitshübe verwirklicht werden. Dies geschieht in konstruktiv sehr einfacher Weise lediglich durch Befestigung eines ringförmigen elastischen Elements auf dem Kolbenschaft. Die Erfindung kann besonders vorteilhaft bei solchen Hydraulikstoßdämpfern angewendet werden, bei denen eine variable Querschnittsverengung durch einen konischen Kolbenschaft vorgesehen ist, wobei sich der Querschnitt über die Länge des Kolbenschaftes ändert.

Zur Kompensation eines Dämpfungsverlustes beim Schließen des Abstandes zwischen dem Kolbenschaft und der öffnung üer Trennwand

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durch das elastische Element in einer Arbeitsrichtung ist der Kolbenschaft mit einem inneren ölkanal versehen, in dem ein Einwegventil angeordnet ist.

Ein Stoßdämpfer nach der Erfindung kann mit einer zweiten Trennwand versehen sein, an der eine zylindrische Wand vorgesehen ist, die das elastische Element umgibt und schädliche Auswirkungen der ölströmung auf das Element während des Dämpfungsvorgangs verhindert, wodurch eine Störung der fehlerfreien Funktion des elastischen Elements vermieden wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Hydraulikstoßdämpfers nach der Erfindung,

Fig. 2 den Stoßdämpfer nach Fig. 1 beim Kompressionsvorgang, Fig. 3 den Stoßdämpfer nach Fig. 1 beim Ausziehen,

Fig. 4 bis 9 vergrößerte Teilschnitte von Beispielen des elastischen Elements,

Fig. 10 einen vergrößerten Teilschnitt zur Darstellung der Wechselwirkung zwischen einer turbulenten Strömung und dem elastischen Element,

Fig. 11 bis 14 Darstellungen ähnlich Fig. 10, jedoch für andere Ausführungen der gezeigten Anordnung,

Fig. 15 einen teilweise gebrochenen Längsschnitt einer praktischen Ausführungsform eines Stoßdämpfers nach der Erfindung,

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Fig. 16 eine Darstellung ähnlich Fig. 15, jedoch für ein anderes Ausführungsbeispiel, und

Fig. 17 bis 19 Hydraulikstoßdämpfer vorbekannter Art.

In Fig. 1 bis 3 ist ein Stoßdämpfer nach der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt den Stoßdämpfer in seiner Mittelstellung, Fig. 2 in der zusammengedrückten Kompressionsstellung und Fig. 3 in der Auszugsstellung.

Der Hydraulikstoßdämpfer 10 hat einen Außenzylinder 11 und einen Innenzylinder 12. Der Außenzylinder 11 kann beispielsweise mit dem Rahmen eines Kraftfahrzeugs verbunden säin, während der Innenzylinder 12 mit einer Radachse verbunden ist, so daß der Stoßdämpfer einen Teil der Rahmenaufhängung des Fahrzeugs bildet.

Der Innenzylinder 12 hat eine Oberwand bzw. erste Trennwand 13, in der eine mittlere Durchgangsöffnung 14 vorgesehen ist. Ferner hat er eine zweite Trennwand 15, die unter der ersten Trennwand 13 mit Abstand angeordnet und mit einer mittleren Durchgangsöffnung 16 versehen ist. Die zweite Trennwand 15 hat ferner mehrere radial zur Mitte beabstandete Durchgangsöffnungen 17. Der Innenzylinder 12 ist unten durch einen Boden 12a verschlossen.

Der Außenzylinder 11 hat eine Oberwand 11a. Ein Kolbenschaft 18 geht von dieser Wand 11a aus und ist durch die öffnungen 14 und der Trennwände 13 und 15 des Innenzylinders 12 hindurchgeführt. Der Kolbenschaft 18 hat an seinem unteren Ende einen Kolben 19, der unter der zweiten Trennwand 15 liegt. Der Kolben 19 hat mehrere radial zur Mitte liegende öldurchgangsöffnungen 20 sowie ein verschiebbares Einwegventil 21 über diesen öffnungen 20. Der Durchmesser

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des Einwegventils 21 ist kleiner als der Durchmesser eines Umkreises der öldurchgangsöffnungen 20, wodurch Abstände für eine ölströmung zwischen dem Außenumfang des Einwegventils 21 und der jeweiligen Außenkante einer öldurchgangsöffnung 20 ausgebildet sind. Durch diese Abstände kann Hydrauliköl hindurchfließen, wenn der Stoßdämpfer in seinen beiden Arbeitsrichtungen bewegt wird. Anstelle dieser Abstände können auch Nuten am Außenumfang des Einwegventils oder an der Innenkante der jeweiligen öldurchgangsöffnung 20 vorgesehen sein, wodurch sich eine ähnliche Wirkung ergibt. Das Einwegventil 21 wird in Schließrichtung durch eine Feder 22 vorgespannt, die zwischen einem Anschlag 18a am unteren Teil des Kolbenschaftes 18 und dem Ventil 21 angeordnet ist.

Der Kolbenschaft 18 ist konisch ausgebildet, so daß er von seinem einen zu seinem anderen Ende eine progressive Durchmesserverringerung aufweist. In Fig. 1 bis 3 ist er jedoch mit konstantem Durchmesser dargestellt, da die Konizität extrem übertrieben dargestellt werden müßte. Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel gilt also für einen konischen Kolbenschaft. Es ist jedoch auch möglich, einen Kolbenschaft mit konstantem Durchmesser zu verwenden.

Der Kolbenschaft 18 hat einen Längskanal 23, der zur Führung von Hydrauliköl dient. Er verbindet eine untere Kammer S.. über eine öffnung 25 mit einer oberen Kammer S₄ über einen Querkanal 24 nahe seinem oberen Ende. Der Längskanal 23 hat an seinem unteren Ende einen Raum 26 vergrößerten Durchmessers, der durch die mit der öffnung 25 versehene Abschlußwand begrenzt ist und an seiner Oberseite eine konische Wand 27 hat, die als Ventilsitz dient. Ein Einwegventil 28 beispielsweise in Form eines Kugelventils ist in dem Raum 26 angeordnet. Normalerweise wird das Ventil 28 gegen den Ventilsitz 27 durch eine Feder 29 gedrückt, die zwischen dem Ventilkörper und der mit der öffnung 25 versehenen

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Wand angeordnet ist. Durch das Ventil 28 wird dann das untere Ende des Längskanals 23 verschlossen. Die öffnung 25 hat einen Durchmesser, der kleiner als derjenige des Ventils 28 ist. Bei 27a sind im Ventilsitz 27 Nuten vorgesehen, die ein dauerhaftes Schließen des Ventilsitzes 27 durch die Kugel 28 verhindern.

Ein elastischer Ring 30 aus Gummi oder einem ähnlichen Material ist in einem engen Sitz, jedoch verschiebbar, auf einem Abschnitt des Kolbenschaftes 18 zwischen der ersten und der zweiten Trennwand 13 und 15 angeordnet, so daß er auf dem Kolbenschaft 18 begrenzt verschoben werden kann.

Das Hydrauliköl ist in dem abgedichteten Raum angeordnet, der durch den Außenzylinder 11 und den Innenzylinder 12 umschlossen ist.

Im folgenden wird die Arbeitsweise dieses Stoßdämpfers beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Stoßdämpfer in seiner Mittelstellung, d.h. in der keine hydraulische Dämpfungswirkung auftritt, wobei das elastische Element 30 innerhalb der Kammer S₃ in der Mitte zwischen der ersten und der zweiten Trennwand 13 und 15 sitzt.

Fig. 2 zeigt den Stoßdämpfer 10 beim Kompressionshub. In diesem Zustand werden der Außenzylinder und der Innenzylinder 11 und 12 relativ zueinander verschoben, wobei der Kolbenschaft 18 gemeinsam mit dem Kolben 19 nach unten bewegt wird. Der Kolben 19 nähert sich dabei dem Boden 12a des Innenzylinders 12, und die Trennwand 13 des Innenzylinders 12 nähert sich der Deckfläche 11a des Außenzylinders 11.

Bei diesem Kompressionshub schließt das Einwegventil 28 den ölkanal 23, und das in der unteren Kammer S₁ unter c·... Kolben 19

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befindliche Hydrauliköl wird nach oben verlagert und strömt durch die Öldurchgangsöffnungen 20 in die Zwischenkammer S~, indem das Einwegventil 21 gegen die Kraft der Feder 22 angehoben wird, Mit dem Absenken des Kolbenschaftes 18 wird dabei der Abstand, der durch die Durchgangsöffnung 16 in der Trennwand 15 gebildet ist, mit dem elastischen Element 30 verschlossen, so daß das Hydrauliköl in eine weitere Zwischenkammer S., über die Öldurchgangsöffnungen 17 eingeführt wird- Bei dem Kompressionshub wird der Abstand S₁- zwischen der öffnung 14 der Trennwand und dem Kolbenschaft 18 offen gehalten, so daß das Hydrauliköl durch diesen Abstand S₅ in die obere Kammer S₄ fließt. Beim Kompressionshub wird also die Strömungsgeschwindigkeit des Hydrauliköls durch ein System gesteuert, das als wesentliches Element den Abstand S_c umfaßt. Da der Außendurchmesser des KoI-benschaftes 18 über seine Länge variabel ist, wird der Abstand S,- hinsichtlich seines Strömungsquerschnitts allmählich mit dem Absenken des Kolbenschaftes 18 in Kompressionsrichtung verringert, so daß er eine variable Querschnittsverengung darstellt. Mit der Weiterbewegung des Kolbenschaftes 18 wird die Geschwindigkeit der Hydraulikölströmung so gesteuert, daß die Dämpfungskraft progressiv zunimmt. Auf diese Weise kann eine vorgegebene Dämpfungscharakteristik beim Kompressionshub verwirklicht werden.

Fig. 3 zeigt den Auszugsbetrieb. In diesem Betrieb werden der Außenzylinder 11 und der Innenzylinder 12 relativ zueinander in Auszugsrichtung verschoben, und der Kolbenschaft 18 sowie der Kolben 19 werden angehoben. Mit dem Anheben des Kolbenschaftes 18 wird gleichfalls das elastische Element 30 angehoben, bis es an die Trennwand 13 anschlägt und den Abstand S₅ verschließt. Bei weiterem Anheben des Kolbenschaftes 18 und des Kolbens 19 wird das elastische Element 30 nun längs des Kolbenschaftes 18 verschoben. Dies bedeutet, daß beim Ausziehen des Stoßdämpfers das elastische Element 30 als Einwegventil zum Schließen des

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Abstandes S₅ dient. Eine schnelle Verringerung der Dämpfungskraft in Auszugsrichtung durch die Querschnittszunähme der variablen öffnung wird somit vermieden.

Zu diesem Zeitpunkt bewirkt jedoch das elastische Element 30 eine Sperrung des Stoßdämpfers gegen ein Auseinanderziehen, was in folgender Weise kompensiert wird.

Im Anfangszustand des Ausziehens, d.h. vor dem Schließen des Abstandes S₅ durch das elastische Element 30, wird die Dämpfungskraft durch den Abstand S₅ und die öldurchgangsöffnungen 20 erzielt, die durch das Einwegventil 21 teilweise verschlossen sind. Wird der Abstand S₅ geschlossen, so strömt das öl der oberen Kammer S. nun abwärts durch den Querkanal 24 und den Längskanal 23 und drückt dabei das Einwegventil 28 gegen die Feder 29, so daß es vom Ventilsitz 27 entfernt wird und die obere Kammer S₄ mit der unteren Kammer S₁ unter dem Kolben 19 verbindet. Auf diese Weise wird ein weiches,gleichmäßiges Auseinanderziehen des Stoßdämpfers erreicht.

Bei dem vorstehen beschriebenen Ausführungsbeispiel wird eine gesteuerte Dämpfungskraft durch den Abstand zwischen der Durchgangsöffnung in der oberen Trennwand und dem Kolbenschaft nur beim Kompressionshub erreicht. Beim Ausziehen wird das System gewissermaßen zu einem separaten System umgeschaltet, das eine erwünschte stetige Dämpfungskraft erzeugt, wobei der elastische Ring als Einwegventil zur öffnung der Querschnittsverengung nur dann dient, wenn der Stoßdämpfer auseinandergezogen wird.

Bei dem vorstehen beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Einwegventil nahe dem unteren Ende des im Kolbenschaft vorgesehenen Hydraulikölkanals angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, ein Einwegventil nahe dem oberen Ende des Längskanals 23 vorzusehen.

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Der elastische Ring 30 ist auf dem Kolbenschaft mit einer solchen Kraft aufgezogen, daß er längs des Kolbenschaftes verschoben werden kann. Sein Querschnitt muß also entsprechend ausgewählt sein. Wird ein Q-Ring verwendet, so bildet sich ein Ölfilm zwischen dem O-Ring und dem Kolbenschaft und bewirkt eine wesentliche Verringerung der Reibungskraft zwischen beiden Elementen. Aus diesem Grund muß die Haltekraft des O-Ringes sehr stark erhöht werden, jedoch können auch dann ausreichende Wirkungen nicht erwartet werden.

In Fig. 4 bis 9 sind verschiedene Ausführungsformen eines elastischen Ringes dargestellt, der bei einem Stoßdämpfer nach der Erfindung eingesetzt werden kann.

Bei dem in Fig. 4 gezeigten elastischen Ring 3OA sind an der Innenseite eine obere und eine untere Lippe 30A-1 und 3OA-2 vorgesehen, deren scharfe Kanten radial nach innen gerichtet sind und die über eine innere flache Auswölbung 30A-3 miteinander verbunden sind. Dabei sind Vertiefungen 30A-4 auf den beiden Seiten der Auswölbung ausgebildet, um eine Biegung der Lippen zu erleichtern.

Bei dieser Konstruktion ragen die Lippen 30A-1 und 30A-2 jeweils in den Abstand S₅ hinein und dichten ihn ab. Ferner ragen sie in den Abstand zwischen der öffnung 16 der zweiten Trennwand 15 und der Kolbenstange 18 während deren Hin- und Herbewegung hinein.

Das in Fig. 5 gezeigte Beispiel 3OB hat eine innere konkave Fläche 30B-3 mit Lippen 30B-1 und 30B-2 an der Ober- bzw. Unterkante.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten elastischen Element 3OC sind eine untere und obere Lippe 30C-1 und 30C-2 sowie ein konvexer Zwischenabschnitt 30C-3 an der Innenseite vorgesehen.

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Das in Fig. 7 gezeigte Element 3OD hat einen ovalen Ouerschnitt, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Kolbenschaftes liegt. Eine innere Auswölbung 30D-5 ist mit einer oberen bzw. unteren Lippe 30D-1 bzw. 30D-2 und einer konvexen Zwischenfläche 30D-3 versehen. Die axiale Abmessung zwischen den Kanten der Lippen 30D-1 und 30D-2 ist kleiner als die Länge des äußeren Hauptkörpers 30D-6 des elastischen Ringes 3OD, und eine Vertiefung 30D-7 ist zwischen dem Hauptkörper 30D-6 und jeder Lippe vorgesehen, um deren Verbiegung zu erleichtern. Bei dieser Konstruktion liegen die Lippenabschnitte 30D-1 und 30D-2 eng am Außenumfang des Kolbenschaftes an, während die oberen und unteren Kanten 30D-8 des Hauptkörpers 30D-6 eng an der unteren Fläche der ersten Trennwand 13 und an der oberen Fläche der zweiten Trennwand 15 anliegen, wodurch eine weitere Dichtungswirkung gemeinsam mit der jeweiligen Dichtungslippe erzielt wird.

Das in Fig. 8 gezeigte elastische Element 3OE ist eine Abänderung des in Fig. 7 gezeigten Elements, und ähnliche Teile dieses Elements sind mit zu den vorherigen Beispielen gleichartigen Bezugszeichen versehen. Der Hauptkörper 30E-6 ist mit einer oberen bzw. unteren Rippe 30E-9 versehen.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel 30F handelt es sich um eine weitere Abänderung des in Fig. 7 gezeigten Elements, und ähnliche Teile dieses Elements sind mit zu den vorherigen gleichartigen Bezugszeichen versehen. Bei dieser Abänderung ist der Hauptkörper 30F-6 mit einer äußeren ringförmigen Nut' 30F-10 versehen, in der ein Federring 30F-11 angeordnet ist. Durch diese Konstruktion ist es möglich, eine permanente Spannungsbeanspruchung zu korrigieren, die bei Verwendung von Gummi als elastisches Element auftreten kann. Ferner wird dabei die Haltekraft des elastischen Elements auf dem Kolbenschaft verbessert.

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Die vorstehend beschriebenen Beispiele des elastischen Ringelementskönnen je nach Anwendungszweck ausgewählt werden, sollen die Erfindung jedoch in keiner Weise einschränken.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 10 bis 14 beschrieben.

Fig. 10 zeigt eine Anordnung, die ein ggf. auftretendes weiteres Problem lösen kann. Die bereits beschriebenen Trennwände 13 und 15 sowie der Kolbenschaft 18 sind in Fig. 10 dargestellt.

Bei der Abwärtsbewegung des Kolbenschaftes 18 im Kompressionsbetrieb verschließt das elastische Element 30 den Abstand S,

zwischen der zweiten Trennwand 15 und dem Kolbenschaft '18, und das Hydrauliköl kann durch die ölkanäle 17, die Kammer S, und den Abstand S. zwischen der Öffnung 14 der ersten Trennwand 13 und dem Kolbenschaft 18 strömen, wodurch eine kontrollierte Dämpfungskraft erzielt wird. Da bei diesem Kompressionshub der Abstand S_g geschlossen ist, trifft das in die Kammer S₃ durch die Öffnungen 17 eintretende öl auf das elastische Element 30, so daß dieses möglicherweise seine Dichtungswirkung oder seine Haltekraft auf dem Kolbenschaft verschlechtern kann. Dies bedeutet, daß das elastische Element eine Haltekraft haben muß, die einen ggf. entsprechend gerichteten ölstrahl aushalten muß. In Fig. bis 14 sind Beispiele für eine Lösung dieses Problems dargestellt.

In dem in Fig. 11 gezeigten Beispiel ist die zweite Trennwand mit einer mittleren Abstufung 40 versehen, deren Boden 41 die bereits beschriebene Durchgangsöffnung 16 aufweist. Der Innendurchmesser der vertikalen Wand 42 ist größer als der Außendurchmesser des elastischen Elements 30. Die öldurchgangsöffnungen 17 sind in einem Abschnitt 43 der Trennwand 15 außerhalb der Abstufung 40 vorgesehen. Die Tiefe der Abstufung 40 ist gleich oder

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etwas größer als die Höhe des elastischen Elements 30.

Da bei dieser Anordnung der elastische Ring 30 der Abstufung 40 angepaßt und unterhalb der öldurchgangsöffnungen 17 angeordnet ist, wirkt der bereits beschriebene ölstrahl, der in die Kammer S^ durch die Durchgangsöffnungen 17 gerichtet wird, nicht direkt auf das elastische Element 30 ein, so daß es möglich ist, die richtige Haltekraft des elastischen Elements 30 beizubehalten.

Bei dem in Fig. 12 gezeigten Beispiel ist die zweite Trennwand 15 an der Innenseite der öldurchgangsöffnungen 17 mit einer ringartigen Wand 42A versehen, die vertikal von ihr absteht, so daß das elastische Element 30 beim Kompressionshub des Stoßdämpfers in dem Zwischenraum 40 angeordnet ist, der durch die ringförmige Wand 42A begrenzt ist. Auch bei dieser Anordnung wird das elastische Element 30 gegen einen ölstrahl geschützt.

Bei dem in Fig. 13 gezeigten Beispiel ist eine ringförmige Wand 42B ähnlich der in Fig. 12 gezeigten vorgesehen, sie hat jedoch eine gekrümmte Außenfläche 44B, so daß ihr Außendurchmesser progressiv in Aufwärtsrichtung verringert ist. Die gekrümmte Außenfläche 44B leitet den ölstrahl glatt durch die Durchgangsöffnungen 17 in die Kammer S₃, wodurch schädliche Einwirkungen auf das elastische Element 30 verhindert werden.

Das in Fig. 14 gezeigte Beispiel ist eine Kombination der in Fig. 11 und 13 gezeigten Ausführungsformen. Die zweite Trennwand 15 ist mit einer mittleren Abstufung 4OC versehen, deren ringartige Wand 42C auf der oberen Fläche der Trennwand 15 steht und eine gekrümmte Außenfläche 44C ähnlich derjenigen nach Fig. hat. Bei dieser Anordnung können ähnliche Effekte erzielt werden. Hinzu kommt, daß eine ausreichende Tiefe der Abstufung 4OC entsprechend dem elastischen Element 30 bei geringerer Höhe der

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Wand 42C erreicht werden kann, wobei gleichzeitig die glatte Strömung des Hydrauliköls gewährleistet wird.

Vorstehend wurde die prinzipielle Konstruktion eines Stoßdämpfers nach der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 14 beschrieben, die Prinzipdarstellungen zeigen. Im folgenden werden praktische Ausführungsbeispiele eines Stoßdämpfers nach der Erfindung erläutert.

Fig. 15 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Außenzylinder 111 und ein Innenzylinder 112 vorgesehen sind. Der Außenzylinder 111 hat einen oberen Verschlußeinsatz 151 mit einer einstückig angeformten oberen öse 152 zur Montage des Stoßdämpfer? am Fahrzeugkörper. Der Innenzylinder 112 ist an seinem unteren Ende mit einem Verschlußeinsatz 143 verschlossen, der einstükkig mit einer öse 154 zur Montage an der Radaufhängung des Fahrzeugs versehen ist und eine ölzuführungsöffnung 155 aufweist. Der Außenzylinder 111 hat einen Kolbenschaft 118, der in der Mitte der Unterseite des Verschlußes 151 angebracht ist. Der Kolbenschaft 118 umfaßt ein Rohr 156, das mit seinem oberen Ende an einer Halterung 157 verschraubt oder anderweitig befestigt ist. Die Halterung 157 ist wiederum an dem Verschluß 151 verschraubt oder anderweitig befestigt und mit einem Radialkanal 124 versehen, der eine obere Kammer S₄ mit einem Längskanal in dem Rohr 156 verbindet.

Der Kolbenschaft 118 ist an seinem unteren Ende mit einem Kolben 119 versehen, der als separates Element ausgeführt ist und an dem Rohr 156 mit einem Vorsprung 119a verschraubt ist. Der Kolben 119 hat eine untere zentrale öffnung 125, die in eine untere Kammer S₁ mündet und mit einem Raum 126 größeren Durchmessers verbunden ist, der am unteren Ende eines engen Kanals 128 vorgesehen ist, welcher zum Längskanal 123 führt. Ein

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Einwegventil 128 in Form einer Kugel ist in dem Raum 126 angeordnet und wird durch eine Feder 129 in seiner Ruhestellung gehalten.

Der Innenzylinder 112 ist in seinem oberen Abschnitt mit einer oberen Trennwand 113 versehen, die eine zentrale öffnung 114 aufweist. Ferner ist eine untere Trennwand 115 vorgesehen. Diese ist mit mehreren radial zur Mitte beabstandeten Öldurchgangsöffnungen 117 versehen, die die untere und die obere Zwischenkammer S- und S-, miteinander verbinden. Ein elastischer Ring ist auf dem Kolbenschaft 118 innerhalb der oberen Zwischenkammer S, verschiebbar befestigt.

Der Außenzylinder 111 umfaßt ein Innenelement 159, das auf dem Innenzylinder 112 teleskopisch gleitet, und ein Außenelement 160, welches einen geschlossenen Raum mit der Außenseite des Innenelements 159 begrenzt. Ein zylindrischer Film 161 aus einem flexiblen Material zwischen dem Innenelement 159 und dem Außenelement 160 ist so vorgesehen, daß eine hermetische Abdichtung zwischen beiden Elementen vorliegt. Das Innenelement 159 ist mit mehreren Durchgangsöffnungen 162 versehen, die die Kammer S^ mit der Außenseite des Innenelements 159 verbinden. Der durch einen oberen Abschnitt des Films 161 umschlossene Raum, der eine Kammer S bildet, ist mit einem Gas vergleichsweise geringen Drucks gefüllt, während der Raum außerhalb des Films 161 mit einem Gas vergleichsweise hohen Drucks gefüllt ist.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist ähnlich der bereits beschriebenen, wobei der elastische Ring als Einwegventil zum Schließen des Abstandes zwischen der öffnung 114 der Trennwand 113 und dem Kolbenschaft 118 beim Ausziehen des Stoßdämpfers dient.

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Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel ist ein Stoßdämpfer mit kombinierter pneumatisch-hydraulischer Arbeitsweise. Bei der Kompression wird das Gas innerhalb der oberen Kammer S. komprimiert und verursacht ein Anschwellen des zylindrischen Films 161, wodurch das Gas in einer Kammer S_c an der Außen-

seite des Films 161 komprimiert wird. Dadurch ergibt sich eine Dämpfungskraft unter kombinierter pneumatischer und hydraulischer Steuerung.

Fig. 16 zeigt eine Abänderung des in Fig. 15 dargestellten Ausführungsbeispiels. Grundsätzlich handelt es sich um dieselbe Konstruktion, weshalb ähnliche Teile mit gleichartigen Bezugszeichen versehen sind, gleichartige Funktionen jedoch nicht nochmals beschrieben werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Einwegventil an dem oberen Ende des Kanals 123 vorgesehen, der in dem Kolbenschaft 118 ausgebildet ist. Der Kolben 119 hat lediglich einen zentralen Kanal ohne ein Einwegventil. Ein Befestigungselement 157 des Kolbenschaftes 118 ist mit einer axialen Blindbohrung 263 versehen, die am oberen Ende geschlossen ist und einen Raum 226 vergrößerten Durchmessers enthält, der über öffnungen 225 mit dem Rohr 156 des Kolbenschaftes 118 verbunden ist. Das Element 159 ist ferner mit Querkanälen 224 versehen. Ein Einwegventil 228 ist in dem Raum 226 angeordnet und wird durch eine Feder 229 nach oben gedrückt.

Gemäß der Erfindung kann eine gewünschte Dämpfungskraftcharakteristik mit einem elastischen Ringelement erzielt werden, das als Einwegventil beispielsweise beim Auseinanderziehen des Stoßdämpfers wirkt. Insbesondere bei Verwendung eines konischen Kolbenschaftes verhindert das elastische Element eine plötzliche Verringerung der Dämpfungskraft beispielsweise beim Auseinander-

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ziehen, wobei die Dämpfungskraft in diesem Zustand durch eine separat vorgesehene Querschnittsverengung gesteuert wird. Somit ist es möglich, die bei bisherigen hydraulischen Stoßdämpfern dieser Art auftretenden Probleme zu verhindern und gleichzeitig die Leistung zu verbessern. Dies wird in sehr einfacher Weise erreicht, indem lediglich das elastische Ringelement auf dem Kolbenschaft in einem vorbestimmten Abschnitt sowie ein separater Kompensationsweg für das Hydrauliköl vorgesehen wird.

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Claims

2132553 Patentansprüche

1. Hydraulikstoßdämpfer mit teleskopartig ineinandergeführtem Innen- und Außenzylinder, mit einem in einem der Zylinder in Längsrichtung angeordneten Kolbenschaft, an dem ein Kolben vorgesehen ist, mit einer in dem anderen Zylinder vorgesehenen ersten Trennwand mit einer Durchgangsöffnung für den Kolbenschaft sowie einer zweiten Trennwand zwischen der ersten Trennwand und dem Kolben mit einer Durchgangsöffnung für den Kolbenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kolbenschaft (18) ein elastisches Ringelement (30) in engem Sitz verschiebbar zwischen der ersten und der zweiter; Trennwand (13, 15) angeordnet ist, das durch Bewegung des Kolbenschaftes (18) und Anschlagen an einer Trennwand (13, 15) auf dem Kolbenschaft (18) verschiebbar ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kplbenschaft (18) konisch ausgebildet ist und mit der Durchgangsöffnung (14) der ersten Trennwand (13) eine bei Bewegung variable Querschnittsverengung (Sj-) bildet.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Kolbenschaftes (18) in Richtung zum Kolben (19) progressiv verringert ist.

4. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Ringelement (30A) eine radial nach innen gerichtete obere und untere Dichtungslippe (30A-1, 30A-2) aufweist, die über eine nach innen gerichtete Auswölbung (30A-3) sowie jeweils eine Vertiefung (30A-4) miteinander verbunden sind.

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5. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Ringelement {3OB) mit einer oberen und einer unteren radial nach innen gerichteten Dichtungslippe (30B-1, 30B-2) versehen ist, die über eine innere konkave Fläche (30B-3) miteinander verbunden sind.

6. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Ringelement (30C) eine obere und eine untere Dichtungslippe (30C-1, 30C-2) aufweist, die über eine nach innen gerichtete konvexe Fläche (30C-3) miteinander verbunden sind.

7. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Ringelement (30D) einen ovalen Querschnitt mit parallel zur Längsachse des Kolbenschaftes (18) liegender großer Achse sowie eine radial nach innen gerichtete Auswölbung (30D-3) aufweist, die mit einer oberen bzw. einer unteren, radial nach innen stehenden Dichtungslippe (30D-1, 30D-2) verbunden ist, daß der Abstand zwischen den Außenkanten der beiden Dichtungslippen (30D-1, 30D-2) kleiner als die große Achse des Ellipsenquerschnitts ist und daß die Dichtungslippen (30D-1, 30D-2) jeweils an ihrer Außenseite über eine Vertiefung (30D-7) mit dem Ringkörper (30D-6) verbunden sind.

8. Stoßdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Ringkörper (30E-6) oben und unten mit einer Rippe (30E-9) versehen ist.

9. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Ringelement (30F) an seinem Außenumfang mit einer Ringnut (30F-10) versehen ist, in der ein Federring (30F-11) angeordnet ist.

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10. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Trennwand (15) eine ringartige Wand (42A) trägt, die das elastische Ringelement (30) umgibt.

11. Stoßdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartige Wand (43) durch eine Abstufung (40) der zweiten Trennwand (15) gebildet ist, wobei der Boden "(41) der Abstufung (40) die Durchgangsöffnung (16) für den Kolbenschaft (18) aufweist.

12. Stoßdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartige Wand (42A) auf der Oberseite der zweiten Trennwand (15) angeordnet ist.

13. Stoßdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartige Wand (42B) eine gekrümmte Außenseite (44B) hat.

14. Stoßdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die ringartige Wand (42C) teilweise auf der Oberseite der zweiten Trennwand (15) angeordnet ist und teilweise durch eine Abstufung (40C) der zweiten Trennwand (15) gebildet ist.

15. Stoßdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (44C) des auf der zweiten Teilungswand (15) angeordneten Teils der ringartigen Wand (42C) gekrümmt ist.

16. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschaft (18) einen Längskanal

(23) aufweist, der mit einer über der ersten Trennwand (13) angeordneten Kammer (S.) sowie mit einer unter dem Kolben (19)

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angeordneten Kammer (S₁) in Verbindung steht und ferner ein Einwegventil (28) enthält, welches ihn beim Ausziehen des Stoßdämpfers öffnet.

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