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S t o ß d ä m U f e r
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Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer mit einem flüssigkeitsgefüllten
Arbeitszylinder,einem im Arbeitszylinder durch eine aus diesem herausragende Kolbenstange
verschiebbaren Arbeitskolben und einem mit radialem Abstand zum Arbeitszylinder
angeordneten Außenzylinder,der zusammen mit dem Arbeitszylinder einen im Querschnitt
ringförmigen Flüssigkeitsraum bildet,welcher mit dem durch Arbeitszylinder und Arbeitskolben
gebildeten Dämpfungsraum durch ein in Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens schließendes
Rückschlagventil sowie durch Uberströmöffnungen verbunden ist.
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Stoßdämpfer der voranstehend beschriebenen Art sind bekannt. Bei ihnen
bestehen die Uberströmöffnungen zwischen dem Dämpfungs- und dem Flüssigkeitsraum,der
zur Aufnahme der durch den Arbeitskolben verdrängten Flüssigkeit bestimmt ist,entweder
aus Bohrungen oder aus Schlitzen. Die Bohrungen sind hinsichtlich ihres Abströmquerschnittes
durch im Abstand angeordnete und bezüglich ihres Abstandes verstellbare Prallplatten
veränderlich. Eine Veränderung des Abströmquerschnittes bei den Schlitzen erfolgt
dadurch,daß diese unterschiedliche axiale Längen besitzen,so daß mit zunehmendem
Kolbenweg die Anzahl der durch die Schlitze gebildeten Uberströmöffnungen abnimmt,wodurch
sich auch der Abströmquerschnitt verringert, so daß sich insgesamt eine progressive
Dämpfungscharakteristik ergibt.
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Diesen bekannten Ausbildungen von Stoßdämpfern haftet übereinstimmend
der Nachteil an,daß ihre Dämpfungscharakteristik nicht gezielt und präzise einstellbar
ist. Bei den mit Schlitzen versehenen Stoßdämpfern kommt der Nachteil hinzu, daß
der durch die unterschiedliche axiale Länge der Schlitze sich einseitig aufbauende
Druck den Arbeitskolben seitlich an die Zylinderwand andrückt,wodurch Klemmungen
auftreten können. Bei der Verwendung von Bohrungen als Uberströmöffnungen ergibt
sich nicht nur ein beträchtlicher Aufwand bei der Herstellung,sondern auch eine
Schwächung des Arbeitszylinders. Die verstellbare Anordnung von Prallplatten für
die Abströmbohrungen birgt die Gefahr einer unbeabsichtigten Verstellung der Dämpfungscharakteristik.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,einen Stoßdämpfer der eingangs
beschriebenen Art derart weiterzubilden,daßbei einfachem und funktionssicherem Aufbau
eine exakt einstellbare Dämpfungscharakteristik erzielt wird und unbeabsichtigte
Verstellungen ausgeschlossen sind.
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Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet,daß im Dämpfungsraum ein Dämpferstab angeordnet ist, der in eine
zylindrische Bohrung der Kolbenstange hineinragt und dessen axialer Querschnittsverlauf
im Zusammenwirken mit einer Abströmkante am vorderen Ende des Arbeitskolbens die
Dämpfungscharakteristik bestimmt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Stoßdämpfers wird allein
durch die Außenkontur des Dämpferstabes die Dämpfungscharakteristik bestimmt,so
daß diese exakt auf den jeweiligen Bedarfsfall abgestellt werden kann,ohne daß die
Gefahr einer Verstellung bzw.eine einseitige Belastung des Arbeitskolbens besteht.
Der erfindungsgemäße Vorschlag ergibt eine einfache Konstruktion bei geringstmöglicher
Lagerhaltung, dWhUr unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken nur die Dämpferstäbe
unterschiedlich sind..
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind der Arbeitskolben
und die Kolbenstange einstückig ausgebildet. Weiterhin sind im Arbeitskolben
radiale
Uberströmöffnungen sowie axiale Rückströmöffnungen für das an der Stirnseite des
Arbeitskolbens angeordnete Rückschlagventil ausgebildet. Hierdurch ergibt sich ein
besonders einfacher und funktionssicherer Aufbau.
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Um dasVolumen des Flüssigkeitsraumes in Abhängigkeit von irStellung
des Arbeitskolbens verändern zu können, ist erfindungsgemäß im Flüssigkeitsraum
ein kompressibles Material,vorzugsweise ein mit einer flüssigkeitsdichten Außenhaut
versehenes Schaumstoffelement,angeordnet.
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Der Dämpferstab ist erfindungsgemäß in einen den Außenzylinder und
den Arbeitszylinder stirnseitig verschließenden Zylinderboden eingeschraubt.
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Bei einer erfindungsgemäßen Weiterbildung weist der Dämpferstab an
seinem Lagerende eine zylindrische Verdickung auf,die in der Endlage des Arbeitskolbens
in eine gegenüber der Abströmkante im Durchmesser vergrößerte Anbohrung im Arbeitskolben
eintritt und den Abströmquerschnitt verschließt. Durch diese Ausbildung wird ein
Durchschlagen des Kolbens bei überhöhter Belastung verhindert.
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Schließlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen,in der zylindrischen
Bohrung der Kolbenstange eine sich am freien Ende des Dämpferstabes abstützende
Rückstellfeder anzuordnen, um eine zuverlässige RückführunX des Arbeitskolbens in
die Ausgangslage sicherzustellen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen
Stoßdämpfers in einem Längsschnitt dargestellt.
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Der Stoßdämpfer besitzt einen Arbeitszylinder 1,in welchem ein Arbeitskolben
2 verschiebbar gelagert ist,der einstückig mit einer aus dem Arbeitszylinder 1 hinausragenden
Kolbenstange 3 ausgeführt ist Die Kolbenstange 3 ist in einer Dichtungsbuchse 4
geführt,die jeweils mittels eines Dichtringes 5 gegenüber dem Arbeitszylinder 4
bzw.
der Kolbenstange 3 abgedichtet ist und stirnseitig einen Abstreifring 6 trägt,der
mittels eines Sprengringes 7 am stangenseitigen Ende des Arbeitszylinders 1 gehalten
ist.
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Das andere Endendes Arbeitszylinders 1 ist durch einen Zylinderboden
8 verschlossen,der zugleich als Verschluß für einen Außenzylinder 9 dient,der mit
radialem Abstand zum Arbeitszylinder 1 angeordnet ist und zusammen mit diesem Arbeitszylinder
1 einen im Querschnitt ringförmigen Flüssigkeitsraum 10 bildet. Dieser Flüssigkeitsraum
10 steht durch mehrere Radialbohrungen 11 im Arbeit szylinder 1 ständig mit dem
stangenseitigen Zylinderraum 12 in Verbindung,und zwar unabhängig von der jeweiligen
Stellung des Arbeitskolbens 2. Dieser stangenseitige Zylinderraum 12 wird durch
die Innenwand des Arbeitszylinders 1, eine Stirnwand der Dichtungsbuchse 4, die
Oberfläche der Kolbenstange 3 und die ringförmige Kolbenfläche des Arbeitskolbens
2 gebildet,welche sich zwischen Arbeitskolben 2 und Kolbenstange 3 ergibt. Die stangenseitige
Stirnfläche des Flüssigkeitsraumes 10 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel
durch ein Ringstück 13 verschlossen.
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Durch die Innenseite des Zylinderbodens 8,die Innenwand des Arbeitszylinders
1 und die Stirnfläche des Arbeitskolbens 2 wird ein DämpXngsraum 14 gebildet,der
über den stangenseitigen Zylinderraum 12 mit dem Flüssigkeitsraum 10 in Verbindung
steht. Im Dämpfungsraum 14 ist ein Dämpferstab 15 angeordnet,der beim Ausführungsbeispiel
mittels eines Gewindeansatzes 16 in eine zentrische Gewindebohrung 17 des Zylinderbodens
8 eingeschraubt ist Der Dämpferstab 15 ragt in eine zylindrische Bohrung 18 hinein,die
durch den Arbeitskolben hindurch in der Kolbenstange 3 ausgebildet ist. An der vorderen
Stirnfläche des Arbeitskolbens 2 wird auf diese Weise eine Abströmkante 19 gebildet,die
einen ringförmigen Uberströmquerschnitt zwischen der Oberfläche des Dämpferstabes
15 und der zylindrischen Bohrung 18 zur Folge hat.
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Um diesen Uberströmquerschnitt in Abhängigkeit vom Weg des Arbeitskolbens
2 zu verändern,weicht der axiale Querschnittsverlauf des Dämpferstabes 15 von einer
zylindrischen Form ab Er ergibt beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
eine konische Form,so daß die Dämpfungswirkung des dargestellten Stoßdämpfers in
Arbeitsrichtung des Arbeitskolbens 2 zunimmt,weil sich der ringförmige Uberströmquerschnitt
verringert,wenn der Arbeitskolben 2 sich in Richtung auf den Zylinderboden 8 bewegt.
Durch die Formgebung des Dämpferstabes 15 kann auf diese Weise jede gewünschte Dämpfungscharakteristik
erreicht werden,wobei nicht nur lineare oder progressiv zunehmende Charakteristiken
erreicht werden können. Es ist beispielsweise möglich,durch einen gewellten Verlauf
der Oberfläche des Dämpferstabes 15 eine an- und abschwellende Dämpfung zu erreichen.
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Damit die bei einer Bewegung des Arbeitskolbens 2 in Arbeitsrichtung
aus dem Dämpfungsraum 14 in die zylindrische Bohrung 18 einströmende Flüssigkeit
in den Flüssigkeitsraum 10 überströmen kann, sind in der Kolbenstange 3 mehrere
radial verlaufende Uberströmbohrungen 20 ausgebildet,die die zylindrische Bohrung
18 in der Kolbenstange 3 mit dem stangenseitigen Zylinderraum 12 verbinden.
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Damit der Arbeitskolben 2 nach jedem Dämpfungsvorgang in seine in
der Zeichnung dargestellte Ausgangslage zurückkehrt,ist beim Ausführungsbeispiel
in der zylindrischen Bohrung 18 eine Rückstellfeder 21 angeordnet,die sich an einem
Ende am Fuße der zylindrischen Bohrung 18 und am anderen Ende an der freien Stirnfläche
des Dämpferstabes 15 abstützt. Zur Führung der Rückstellfeder 21 am Dämpferstab
15 ist dieser an seinem freien Ende mit einem Ansatz 22 versehen,auf den die als
Wendelfeder ausgebildete Rückstellfeder 21 aufgeschoben ist. Dieser Ansatz 22 besitzt
weiterhin einen Schlitz oder eine Schlüsselfläche zum Ansetzen eines Werkzeuges,mittels
welchem der Dämpferstab 15 in die Gewindebohrung 17 eingeschraubt werden kann.
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Bei der nach jedem Dämpfungsvorgang stattfindenden Rückstellbewegung
des Arbeitskolbens 2 in die in der Zeichnung dargestellte Ausgangslage ist es erforderlich,daß
der Dämpfungsraum 14 wieder mit Flüssigkeit gefüllt wird. Zu diesem Zweck ist an
der vorderen Stirnfläche des Arbeitskolbens 2 ein Rückschlagventil angeordnet.Dieses
Rückschlagventil besteht aus einem Ventilring 23,der in der Stirnseite des Arbeitskolbens
2 mündende Rückströmbohrungen 24 verschließt,die
bei geöffnetem
Rückschlagventil den Dämpfungsraum 14 mit dem stangenseitigen Zylinderraum 12 und
damit über die Radialbohrungen 11 mit dem Flüssigkeitsraum 10 verbinden. Der Ventilring
23 ist durch eine Ventilfeder 25 belastet,die sich mit ihrem anderen Ende an einem
Federteller 26 abstützt. Dieser Federteller 26 ist mittels eines Sprengringes 30
auf einem stirnseitigen Ansatz am Arbeitskolben 2 gehalten.
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Das voranstehend beschriebene Rückschlagventil dichtet bei einer Bewegung
des Arbeitskolbens 2 in Arbeitsrichtung die Rückströmbohrungen 24 ab,so daß bei
dieser Arbeitsbewegung nur der jeweils im Bereich der Abströmkanten 19 liegende
Uberströmquerschnitt zwischen der zylindrischen Bohrung 18 und dem Dämpferstab 15
zur Wirkung kommt. Bei einer durch die Rückstellfeder 21 bewirkten RUckwärtsbewegung
des Arbeitskolbens 2 öffnet sich dagegen das Rückschlagventil,so daß Flüssigkeit
aus dem Flüssigkeitsraum 10 über die Rückströmbohrungen 24 in den Dämpfungsraum
14 gelangt.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Flüssigkeitsraum 10
ein Schaumstoffelement 27 angeordnet,welches in Abhängigkeit von dem im Flüssigkeitsraum
10 herrschenden Druck dessen Aufnahmevolumen verändert. Das kompressible und mit
einer flüssigkeitsdichten Außenhaut versehene Schaumstoffelement 27 wirkt in der
Art eines frei verschiebbarenEolbens und kann auch durch einen derartigen Kolben
ersetzt werden.
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Um ein Durchschlagen des Stoßdämpfers bei überhöhter Belastung der
Kolbenstange 3 zu verhindern,besitzt der Dämpferstab 15 in seinem an den Zylinderboden
8 anschließenden Ende eine zylindrische Verdickung 28. Diese entspricht mit ihrem
Außendurchmesser unter Einhaltung einer geringen Toleranz dem Durchmesser einer
Anbohrung 29, die vor der Abströmkante 19 in der Stirnfläche des Arbeitskolbens
2 ausgebildet ist und deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der zylindrischen
Bohrung 18. Sobald diese Anbohrung 29 in den Bereich der zylindrischen Verdickung
28 des Dämpferstabes 15 gelangt, wird der Uberströmquerschnitt zwischen Dämpferstab
15 und Arbeitskolben
2 nahezu verschlossen. Hierdurch steigt der
Druck in der restlichen Flüssigkeit im Dämpfungsraum 14 derart stark an,daß die
Bewegung des Arbeitskolbens 2 beendet wird. Ein Auftreffen der Stirnfläche des Arbeitskolbens
2 auf den Zylinderboden 8 wird auf diese Weise verhindert.