DE3323405C2

DE3323405C2 -

Info

Publication number: DE3323405C2
Application number: DE19833323405
Authority: DE
Inventors: Rudolf 5208 Eitorf De Schmidt
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1983-06-29
Filing date: 1983-06-29
Publication date: 1988-03-17
Also published as: BE900058A; DE3323405A1; JPS6014628A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen, regel baren Stoßdämpfer mit einem an einer hohlen Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammerhälften unter teilt und mindestens ein Drosselorgan aufweist, wobei über eine oberhalb des Dämpfungskolbens angeordnete Querbohrung und dem Hohlraum der Kolbenstange ein konstanter Öldurchlaß gegeben ist und zur Verstellung der Dämpfungskraft im Hohl raum der Kolbenstange eine mit einem aus Spule und Anker be stehenden Elektromagneten verbundenen axial verschiebbare Zugstange angeordnet ist.

Es sind Stoßdämpfer dieser Art bekannt (z. B. DE-OS 29 11 768), bei denen eine Regelung über einen Elektromagneten erfolgt und durch den die Verstellung der Dämpfungskraft bei niedriger Kolbengeschwindigkeit möglich ist. Nachteilig ist dabei, daß keine Veränderung der Dämpfungskräfte bei mittlerer und hoher Kolbengeschwindigkeit und somit auch keine Ventilkraftänderung bei mittlerer Kolbengeschwindigkeit möglich ist, da durch die Zugstange ein entsprechender Bypass lediglich offen gehalten oder geschlossen werden kann.

Um Dämpfungskräfte auch bei niedriger und mittlerer Kolben geschwindigkeit zu verstellen, wurde bereits unterschiedlicher Oldruck vorgeschlagen (z. B. DE-PS 8 94 965). Bei einer der artigen Konstruktion wird außer der Veränderung des Durchström querschnitts die Ventilfedervorspannung mittels Öldruck verändert, wozu in nachteiliger Weise Drosseleinstell vorrichtungen und entsprechende Leitungssysteme erforder lich sind.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Stoß dämpfer so weiterzubilden, daß die Charakteristik der Dämpfungskräfte über den gesamten Kolbengeschwindigkeits bereich elektrisch regelbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Zugstange mit der inneren Mantelfläche der Kolben stange direkt oder über eine entsprechende Vorrichtung einen als Drossel arbeitenden Ringspalt bildet, wobei im benachbarten Bereich des Ringspaltes auf der Außenfläche der Zugstange mindestens eine Ausnehmung vorgesehen ist, die über eine entsprechende Arbeitsstellung des Ankers ei nen im Querschnitt größeren Ringspalt freigibt und daß der Endbereich der Zugstange einen Steuerkolben aufnimmt, der in der zylindrischen Innenfläche eines topfartigen Ven tiltellers axial verschiebbar geführt ist, dabei weist der durch eine Ventilfeder beaufschlagte Ventilteller zwischen der Stirnfläche und dem dem Dämpfungskolben zugewandten Be reich einen ständigen Öldurchlaß und im Ventiltellerboden einen durch den Steuerkolben verschließbaren weiteren Öl durchlaß auf.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausführung, daß über den Elektro magneten die Dämpfungskraft und damit die Ventilkraft bei mittlerer Kolbengeschwindigkeit verändert werden kann, wobei gleichzeitig die Dämpfungskraft bei niedriger Kolben geschwindigkeit über einen zusätzlichen konstanten Durch laß sowie die Dämpfungskraft bei hohler Kolbengeschwindig keit durch Veränderung des Durchströmquerschnittes verändert werden kann. Dabei wurden die konstanten Öldrosseldurch lässe und die beaufschlagte Ventiltellerfläche veränderbar gestaltet, so daß ein kleinbauender Elektromagnet aus reicht, da die relativ hohen Ventilfeder- und Dämpfungs kräfte selbst nicht zu steuern sind.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die auf der Außenfläche der Zugstange vorgesehene Ausnehmung als Ringnut ausgebildet ist. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführung, daß durch eine rotationssymmetrische Nut eine einfache Bearbeitung der Zugstange möglich ist. Nach axialer Lagerveränderung dieser Ausnehmung durch den Magneten wird ein größerer Drosselquerschnitt freigegeben. Mit dem Außendurchmesser der Zugstange können somit unter schiedliche Drosselquerschnitte für die Zugstufenwerte bei hoher Kolbengeschwindigkeit erreicht werden.

Eine relativ einfache Fertigungsmöglichkeit zur Bildung eines entsprechenden Ringspaltes für die Zugstufe bei hoher Kolbengeschwindigkeit wird darin gesehen, wenn eine Scheibe im Hohlraum der Kolbenstange oder in der Innen wandung einer mit der Kolbenstange verbundenen Befestigungs mutter vorgesehen ist.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß der ständige Öldurchlaß durch einen Kragen des topfartigen Ventiltellers und der Stirnfläche einer Befestigungsmutter gebildet wird, wobei sich die Ventilfeder einerseits an der Unterseite des Kragens und andererseits an einer Abstützfläche eines mit der Befestigungsmutter verbundenen Gewinderinges abstützt. Der konstante Öldurchlaß wird dabei mit Vorteil an der um laufenden Steuerkante gebildet und ist bei niedrigen Kolben geschwindigkeiten wirksam.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß der Ventilteller ausgehend von der zylindrischen Innen fläche in Richtung des ständigen Öldurchlasses einen sich erweiternden Innendurchmesser aufweist. Dieser erweiternde Bereich wird dann wirksam, wenn die Zugstange und somit der Steuerkolben mittels eingeschaltetem Elektromagnet in eine vorbestimmte Stellung nach oben gezogen wird, so daß ein Durchlaß zwischen dem Steuerkolben und dem Ventil teller frei wird. Dieser Durchlaß läßt den Öldruck auf die gesamte innere Fläche des Ventiltellers wirken, so daß durch die dann größere beaufschlagte Fläche im gleichen Kolbengeschwindigkeitsbereich niedrigere Dämpfungskräfte entstehen. Gleichzeitig wird auch der im Boden des Ven tiltellers befindliche weitere konstante Öldurchlaß frei, so daß auch bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten niedrigere Dämpfungskräfte erzeugt werden.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Fig. 1 dargestellt.

Der in Fig. 1 dargestellte Ausschnitt eines hydraulischen, regelbaren Stoßdämpfers zeigt im wesentlichen das Zylinder rohr 21, die hohle Kolbenstange 1, an deren Ende der Dämpfungs kolben 11 befestigt ist. Der Dämpfungskolben 11 teilt den Innenraum des Zylinderrohres 21 in die beiden Kammerhälften 24 und 25 auf. Auf der Oberseite des Dämpfungskolbens 11 be findet sich das Druckventil 20.

Am oberen Ende der hohlen Kolbenstange 1 ist in deren Hohl raum ein Elektromagnet 2 ortsfest angeordnet, in den die axial verschiebbare und unter Vorspannung einer Rückholfeder 3 stehende Zugstange 4 hineinragt. Die unter Vorspannung der Rückholfeder 3 stehende Zugstange 4 stützt sich über eine Sicherungsscheibe 5 gegenüber dem Zugstangenlager 7 ab. Zur Abdichtung des Zugstangenlagers 7 gegenüber der Zugstange 4 und der hohlen Kolbenstange 1 sind die O-Ringe 6 und 26 vor gesehen. Das Zugstangenlager 7 wird in seiner axialen Lage durch eine Schraubenfeder 8 gehalten, die sich unterseitig gegen eine Scheibe 9 der Befestigungsmutter 10 des Dämpfungs kolbens 11 abstützt. Zwischen der Zugstange 4 und der Scheibe 9 wird der als Drossel arbeitende Ringspalt 27 gebildet, der die Zugstufenwerte bei hoher Kolbengeschwindigkeit bestimmt.

Wird die Zugstange 4 durch den Elektromagneten 2 nach oben gezogen, so entsteht zwischen der Scheibe 9 und der in der Zugstange 4 angeordneten Ausnehmung 23 ein größerer Ring spalt 27, der bei hoher Kolbengeschwindigkeit kleinere Zug stufenwerte erlaubt. Es werden also bei eingeschaltetem Elektromagneten 2 und damit einer Zugstange 4 in der oberen Position in allen Geschwindigkeitsbereichen des Dämpfungs kolbens 11 in der Zugstufe niedrige Dämpfungskräfte erzeugt.

Die Zugstange 4 sieht an ihrem unteren Ende einen Steuerkolben 12 vor, der im Ventilteller 13 axial beweglich geführt ist. Die über den Umfang des Ventiltellers 13 verlaufende Steuer kante 14 ist mit einer Ausnehmung zur Bildung eines konstanten Öldurchlaß 16 versehen. Im Ventiltellerboden 15 ist ein weiterer konstanter Öldurchlaß 28 angeordnet, der bei Stellung des Steuerkolbens 12 in der oberen Position zusätzlich für den Ölstrom freigegeben wird.

In der dargestellten Stellung des Steuerkolbens 12 wird eine im Verhältnis kleine, durch den Öldruck beaufschlagte Fläche gebildet. Diese Fläche entspricht einer Ringfläche, deren Außendurchmesser der Steuerkante 14 und deren Innendurch messer dem Außendurchmesser des Steuerkolbens 12 entspricht, so daß hiermit im mittleren Kolbengeschwindigkeitsbereich hohe Dämpfungskräfte erzeugt werden. Gleichzeitig ist nur der konstante Öldurchlaß 16 des Ventiltellers 13 wirksam, so daß auch bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten hohe Dämpfungskräfte erzeugt werden. Weiterhin wird gleichzeitig zwischen der Zugstange 4 und der Scheibe 9 ein kleiner konstanter Öldurchlaß gebildet, so daß auch bei hoher Kolben geschwindigkeit hohe Dämpfungskräfte erzeugt werden. Wird durch den Elektromagneten 2 die Zugstange 4 und damit der Steuerkolben 12 in eine obere Position gezogen, so lassen freiwerdende Taschen 18 im Steuerkolben 12 den Öldruck auf die gesamte innere Fläche des Ventiltellers 13 wirken, so daß durch die dann größere be aufschlagte Fläche im mittleren Kolbengeschwindigkeits bereich niedrigere Dämpfungskräfte entstehen. Gleichzei tig ist auch der im Ventiltellerboden 15 befindliche konstante Öldurchlaß 28 zusätzlich geöffnet, so daß auch bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten niedrigere Dämpfungskräfte erzeugt werden. Weiterhin werden durch die Ausnehmung 23 und dem größer gebildeten Ringspalt 27 niedrigere Dämpfungskräfte bei hoher Kolbengeschwindig keit erzeugt.

Die Ventilfeder 17 stützt sich unterseitig gegen den Ge windering 19 ab, wobei an der Oberseite des Dämpfungs kolbens 11 das Druckventil 20 vorgesehen ist. Um das Dämpfungsmittel in der Zugstufe von der oberen Kammer hälfte 24 in die untere Kammerhälfte 25 zu führen, sind in der hohlen Kolbenstange 1 Querbohrungen 22 über den Umfang verteilt angeordnet.

Bezugszeichenliste 1 - hohle Kolbenstange
2 - Elektromagnet
3 - Rückholfeder
4 - Zugstange
5 - Sicherungsscheibe
6 - O-Ring
7 - Zugstangenlager
8 - Schraubenfeder
9 - Scheibe
10 - Befestigungsmutter
11 - Dämpfungskolben
12 - Steuerkolben
13 - Ventilteller
14 - Steuerkante
15 - Ventiltellerboden
16 - konstanter Öldurchlaß
17 - Ventilfeder
18 - Taschen
19 - Gewindering
20 - Druckventil
21 - Zylinderrohr
22 - Querbohrungen
23 - Ausnehmung
24 - Kammerhälfte
25 - Kammerhälfte
26 - O-Ring
27 - Ringspalt
28 - konstanter Öldurchlaß

Claims

1. Hydraulischer, regelbarer Stoßdämpfer mit einem an einer hohlen Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammerhälften unterteilt und mindestens ein Drosselorgan aufweist, wobei über eine oberhalb des Dämpfungskolbens angeordnete Querbohrung und dem Hohlraum der Kolbenstange ein konstanter Öldurchlaß gegeben ist und zur Verstellung der Dämpfungskraft im Hohlraum der Kolbenstange eine mit einem aus Spule und Anker bestehenden Elektromagneten ver bundene, axial verschiebbare Zugstange angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (4) mit der inneren Mantelfläche der Kolbenstange (1) direkt oder über eine entsprechende Vorrichtung (9) einen als Drossel arbeitenden Ringspalt (27) bildet, wobei im benachbarten Bereich des Ringspaltes (27) auf der Außenfläche der Zugstange (4) mindestens eine Ausnehmung (23) vorgesehen ist, die über eine entsprechende Arbeitsstellung des Ankers einen im Querschnitt größeren Ringspalt freigibt und daß der Endbereich der Zugstange (4) einen Steuerkolben (12) aufnimmt, der in der zylin drischen Innenfläche eines topfartigen Ventiltellers (13) axial verschiebbar geführt ist, dabei weist der durch eine Ventilfeder (17) beaufschlagte Ventilteller (13) zwischen der Stirnfläche und den dem Dämpfungskolben (11) zugewandten Bereich einen ständigen Öldurchlaß (16) und im Ventil tellerboden (15) einen durch den Steuerkolben (12) ver schließbaren weiteren Öldurchlaß (28) auf.

2. Hydraulischer, regelbarer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Außenfläche der Zugstange (4) vorgesehene Ausnehmung (23) als Ringnut ausgebildet ist.

3. Hydraulischer, regelbarer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Ringspaltes (27) eine Scheibe (9) im Hohlraum der Kolbenstange (1) vorgesehen ist.

4. Hydraulischer, regelbarer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung des Ringspaltes (27) in der Innenwandung einer mit der Kolbenstange (1) verbundenen Befestigungs mutter (10) vorgesehen ist.

5. Hydraulischer, regelbarer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ständige Öldurchlaß (16) durch einen Kragen des topfartigen Ventiltellers (13) und der Stirnfläche einer Befestigungsmutter (10) gebildet wird, wobei sich die Ventilfeder (17) einerseits an der Unterseite des Kragens und andererseits an einer Abstützfläche eines mit der Befestigungsmutter (10) verbundenen Gewinderinges (19) abstützt.

6. Hydraulischer, regelbarer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilteller (13) ausgehend von der zylindrischen Innenfläche in Richtung des ständigen Öldurchlasses (16) einen sich erweiternden Innendurchmesser aufweist.

7. Hydraulischer, regelbarer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (4) in einen im Innenraum der Kolben stange (1) aufgenommenen Zugstangenlager (7) geführt und abgedichtet ist.