DE3403847A1

DE3403847A1 - Fluessigkeitsverstaerkter stossdaempfer mit den rueckhub versteifender konstruktion

Info

Publication number: DE3403847A1
Application number: DE19843403847
Authority: DE
Inventors: Douglas Paul North Tonawanda N.Y. Taylor
Original assignee: Tayco Developments Inc
Current assignee: Tayco Developments Inc
Priority date: 1983-02-03
Filing date: 1984-02-03
Publication date: 1984-08-09
Also published as: GB2134623B; GB2134623A; US4558767A; JPS59147131A; FR2540588B1; FR2540588A1; GB8401139D0

Description

Flüssigkeitsverstärkter Stoßdämpfer mit den Rückhub versteifender Konstruktion

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer, insbesondere einen Stoßdämpfer, der Flüssigkeitsverstärkung benutzt, um für eine stoßfreie Einfederung zu sorgen, und welcher abgewandelt ist, um für einen steifen Rückhub zu sorgen.

Die US-Patentschrift 3 726 368 offenbart einen Stoßdämpfer mit einem Stoßdämpferkolbenkopf, der für Flüssigkeitsverstärkung sorgt, was zu einer sehr stoßfreien Einfederung

, _ führt. Dennoch ist es unter gewissen Umständen wünschens-15

wert einen vergleichsweise steifen Rückhub zu erhalten, wie er in Stoßdämpfern von Kraftfahrzeugen gebraucht wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Stoßdämpfer vorgesehen, mit einem Gehäuse, einer kompressiblen Flüssigkeit in diesem Gehäuse, einer Kolbenstange, einem Kolbenkopf auf dieser Kolbenstange, der so in dem Gehäuse angeordnet ist, daß er das Gehäuse in eine erste Kammer auf der einen Seite des Kolbenkopfes und in eine zweite Kammer auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbenkopfes unterteilt, Flüssigkeitsverstärkungsmittel an dem Kolbenkopf, um den Flüssigkeitsstrom um den Kolbenkopf von der ersten Kammer in die zweite Kammer zu verstärken, wenn sich der Kolbenkopf in die erste Kammer bewegt,und in den Kolbenkopf eingebauten, Verwirbelungen erzeugenden Mittel, das zwischen 30

einer Ruhelage am Kolbenkopf, die es einnimmt, wenn der

Kolbenkopf sich in die erste Kammer bewegt, und einer Verwirbelungen erzeugenden Lage am Kolbenkopf, die es einnimmt, wenn sich der Kolbenkopf in die zweite Kammer bewegt*, bewegbar ist.
35

Die Erfindung wird nun anhand eines Beispieles besonders beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines herkömmlichen flüssigkeitsverstärkten Stoßdämpfers ,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt einer teilweise geschnittenen Seitenansicht des Stoßdämpferkolbenkopfes, der im Gehäuse angeordnet ist, mit dem sich in einer Ruhelage befindenden Verwirbelungen erzeugenden Teil der vorliegenden Erfindung,
15

Fig. 3 als gleiche Ansicht wie Fig. 2 wobei sich aber das Verwirbelungen erzeugende Teil in einer aktiven, den Rückhub versteifenden Lage befindet,

*Q Fig. 4 eine Graphik der Kraftwegkurve eines herkömmlichen Stoßdämpfers des Typs aus Fig. 1 und Fig. 5 eine"Kraftwegkurve für einen Stoßdämpfer aus den Fig. 2 und 3-

Ein herkömmlicher flüssigkeitsverstärkter Stoßdämpfer 10 ist in Fig. 1 gezeigt. Er schließt ein Gehäuse 11 ein, das am einen Ende eine Endwand 12 und an dem gegenüberliegenden Ende eine Endwand 13 hat, durch die sich die Kolbenstange 14 in abgedichteter Weise erstreckt. Ein Kolbenkopf 15 ist auf der Kolbenstange 14 befestigt. Die Kammern 16 und 22 auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Kolbenkopfes 15 sind mit einer entsprechenden kompressiblen Flüssigkeit gefüllt, so wie eine Silikone Flüssigkeit des Typs.wie sie in Flüssigkeitsfedern gebraucht wird. Abhängig yon deren Parametern kann die Vorrichtung aus Fig. 1 ein.

Stoßdämpfer oder eine Flüssigkeitsfeder sein. Die Vorrichtung kann auch ein Flüssigkeitsfederstoßdämpfer sein, welcher eine Kombination einer Flüssigkeitsfeder und eines Stoßdämpfers ist und welche wie eine Flüssigkeitsfeder dadurch wirkt, daß das Arbeitsfluid durch die Kolbenstange verdichtet ist, und so eine Federenergie abgibt, während sich zur gleichen Zeit eine Drosselung ergibt, . die eine Dämpfungskraft hinzufügt, die der Federkraft überlagert ist. Eine Vorrichtung dieses Typs ist in Einzelheiten in der US-Patentschrift 3 726 368 beschrieben, auf die hier bezug genommen wird.

Die vorliegende Erfindung

bezieht sich auf eine verbesserte Kolbenkopfkonstruktion

15' für einen flüssigverstärkten Stoßdämpfer, wie. er in Fig. 1 gezeigt ist. Die vorliegende Erfindung kann benutzt werden als flüssigkeitsverstärkter Stoßdämpfer oder flüssigkeitsverstärkte Flüssigkeitsfeder oder als Kombination von beiden, wobei beide eine kompressible Flüssigkeit be-

nutzen. Die Bezeichnung Stoßdämpfer, wie sie im folgenden benutzt wird, schließt all das vorangegangene ein.

Der verbesserte Kolbenkopf 15' beinhaltet eine äußere ringförmige an der Außenseite befindliche Oberfläche 17,welche durch eine Nut 19 in eine ringförmige an der Außenseite befindliche Oberfläche 20 auf der einen- Seite des Kolbenkopfes 15', die an die Kammer 16 anschließt, und eine ringförmige an der Außenseite befindliche Oberfläche 21 auf der Seite des Kolbenkopfes 15', die an die Kammer 22

° angrenzt, unterteilt ist. Es gibt eine ringförmige Ausnehmung oder einen Spalt 23 zwischen der an der Außenseite liegenden Oberfläche 17 und der inneren. Oberfläche 24 des Gehäuses 11 und es gibt auch einen ringförmigen Spalt 25 zwischen der an der Außenseite liegenden Oberfläche

21 und der ringförmigen inneren Oberfläche 24 des Gehäuses 11. Eine Vielzahl von Bohrungen 26 ist kreisförmig in dem rechts der Nut 19 liegenden Teil des Kolbenkopfes 15'

angeordnet, und die Bohrungen 26 erstrecken sich zwischen der vorderen Oberfläche 27 des Kolbenkopfes und der Wand 29 der Nut 19.

Während der Bewegung des Kolbenkopfes 15' in Richtung des Pfeiles 31, so daß der Kolbenkopf in Kammer 16 gedrückt wird, gibt es einen Hauptflüssigkeitsstrom durch Spalt 23, wie durch Pfeil 18 dargestellt, und dieser erzeugt einen Nebenflüssigkeitsstrom durch die Bohrungen 26, wie durch Pfeil dargestellt. Die kombinierten Haupt-und Nebenströme, wie durch Pfeil 38 dargestellt, strömen durch Spalt 25, so daß die Flüssigkeit in Kammer 22 gelangt. Die kleinste Querschnittsfläche des ringförmigen Spaltes 25 ist kleiner als die Summe der kleinsten Querschnittsflächen des Spaltes 23 und der Summe der Flächen der Querschnitte der Vielzahl der ringförmige angeordneten Bohrlöcher 26. Dadurch ergibt sich eine Verdichtung der Flüssigkeit, wenn sie durch den ringförmigen Spalt 25 fließt. Die Verdichtungskraft, wenn Kolben 15' sich in Kammer 16 bewegt, ist durch Kurve 62 in Fig. 4 dargestellt. Die Kurve 64 zeigt den Rückhub des Kolbenkopfes, wenn er sich in Richtung des Pfeiles zurück in Kammer 22 bewegt. So kann aus Fig. 4 gesehen werden, daß beide, die Verdichtungskraft und die Rückhubkraft halbwegs gleich sind.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Nut 19 ein Verwirbelungen erzeugendes Teil angeordnet. Teil 35 ist von einer ringförmigen Gestalt und im Querschnitt L-förmig. Es hat eine senkrechte Wange 36 und eine waagerechte Wange

37. Die waagerechte Wange 37 hat eine Oberfläche 39, welche auf der ringförmigen Bodenfläche 40 der Nut 19 gleitet. Wenn sich der Kolbenkopf 15' in Richtung des Pfeiles 31 in Fig. 2 bewegt, nimmt das Verwirbelungen erzeugende Teil 35 eine Position wie in Fig. 2 gezeigt ein, wobei die Wange 36 an der Wand 41 der Nut anliegt. So ist das

Verwirbelungen erzeugende Teil während dieser Arbeitsbedingung in einer Ruhelage, wobei es nicht den flüssigkeitsverstärkten Fluß verändert.

Dennoch, wenn sich der Kolbenkopf 15' während des Rückhubs in die Richtung des Pfeiles 33 bewegt, bewirkt die Kraft der in Richtung des Pfeiles 31 durch Spalt 25 fließenden Flüssigkeit, daß sich das Verwirbelungen erzeugende Teil 35 aus seiner Ruhelage der Fig. 2 in die aktive Lage ^ der Fig. 3 aufgrund der gleitenden Verbindung zwischen den Oberflächen 39 und 40 bewegt. Die senkrechte Wange 36 des Teiles 35 teilt also die Nut 19 in zwei Nuten 42 und 43. Die scharfen Kanten 44, 45, 55 und 56 erzeugen Verwirbelungen,wie sie schematisch durch die Linien 46 und 47 dar-

¹^ gestellt sind, bzw. verzögern dabei den durch Pfeil 48 dargestellten,unverstärkten Flüssigkeitsstrom, der durch die ringförmigen Spalte 25 und 23 strömt. Dies sorgt beim Rückweg für eine größere Rückhubwiderstandskraft, wie sie durch Linie 69 in der Kurve von Fig. 5 dargestellt ist,

^O während die verstärkte Flußkurve 62 identisch mit der in Fig. 4 gezeigten ist. Die praktische Bedeutung des vorangegangenen ist, daß die Stoßdämpfung vergleichsweise stoßfrei und weich ist, wenn der Kolbenkopf 15' sich in die Richtung des Pfeiles 31 bewegt, daß sich aber eine sehr steife Rückhubwiderstandskraft ergibt, wenn der Kolbenkopf 15' sich in die Richtung des Pfeiles 32 bewegt. Wenn sich der Kolbenkopf 15' nach den Rückhub wieder in die Richtung des Pfeiles 31 bewegt, wird das Teil 35

wieder die gleiche Lage wie in Fig. 2 einnehmen. 30

Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, hat das ringförmige Teil 50 des Kolbenkopfes 15' ein Gewinde 51, das auf das Gewinde 52 des Kolbenkopfes paßt. Das ringförmige Teil

ist Jiinter dem ringförmigen Verwirbelungen erzeugenden Teil 35

35 befestigt, welches auf dem Kolbenkopf mit seiner Oberfläche 39 gleitend zur Oberfläche 40 angeordnet ist. Das Verwirbelungen erzeugende Teil 35 kann auf mehrere Arten angeordnet werden, wie durch Zusammenfügen zweier Hälften in einer Nut, wenn die verschraubte Verbindung 51-52 nicht benutzt wird. Darüber hinaus kann angenommen werden, daß während das Teil 35 gleitend gezeigt ist, es auch im Zapfen drehbar gelagert sein kann, so daß die senkrechte Wange 36 eine' Position einnimmt, wie in Fig. 2 gezeigt, oder es kann in eine Lage schwenken, wo es die Nut 19 in zwei Nuten unterteilt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Im letzteren Fall würde die Gleitverbindung verschwinden.

Wie in der besonderen Ausführungsform gezeigt, bewegt sich die Front 53 der waagerechten Wange 37 in eine Lage, in der sie die Enden 54 der Vielzahl der ringförmigen Bohrungen 26 verdeckt, so daß dadurch der Flüssigkeitsstrom durch die Löcher 26 weiter eingeschränkt ist. Dennoch ist, diese überdeckende Lage nicht der Hauptgrund für den Erhalt der Rückhubkurve 6 9 der Fig. 5, denn es ist die erzeugte Verwirbelung, welche für dieses Verhalten sorgt.

- AP-Leerseite -

Claims

Patentansprüche

25\ 1y Stoßdämpfer mit einem Gehäuse, einer kompressiblen Flüssigkeit in dem Gehäuse, einer -Kolbenstange, einem in dem Gehäuse angeordneten Kolbenkopf auf der Kolbenstange zur Unterteilung des Gehäuses in eine erste Kammer auf der einen Seite des Kolbenkopfes und in eine

30 zweite Kammer auf der gegenüberliegenden S^ite des Kolbenkopfes, Flüssigkeitsverstärkungsmittel an dem Kolbenkopf zur Verstärkung des Flüssigkeitsstroms um den Kolbenkopf von der ersten Kammer zu der zweiten Kammer, wenn sich der Kolbenkopf in Richtung der ersten Kammer bewegt,

gekennzeichnet durch Verwirbelungen erzeugendes Mittel (35), das an dem Kolbenkopf (15') angeordnet und bewegbar ist zwischen einer Ruhelage, welche es einnimmt, wenn der Kolbenkopf sich in Richtung der ersten Kammer (16) bewegt, und einer aktiven,Verwirbelungen erzeugenden Lage am Kolbenkopf, welche e§ einnimmt, wenn der Kolbenkopf sich in die zweite Kammer (22) bewegt.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, gelkennzeich-η e t durch eine Vielzahl von Bohrutagen (26) in dem Kolbenkopf für die Durchleitung des Flü::3igkeitsstroms, wenn der Kolbenkopf sich in Richtung der ersten Kammer bewegt, und Mittel zur Verstopfung dieser Bohrungen, wenn sich das Verwirbelungen erzeugende Mittel in der aktiven Lage befindet. ·
3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei das Flüssigkeitsverstärkungsmittel an der an der Außenseite liegenden Oberfläche des Kolbenkopfes eine Nut enthält, die die an der Außenseite liegende Oberfläche unterteilt in eine erste an der Außenseite liegende Oberfläche auf der Seite des Kolbenkopfes, die an die· erste Kammer angrenzt, und in eine zweite an der Außenseite liegende Oberfläche auf der Seite des Kolbenkopfes, die an die zweite Kammer angrenzt, wobei die Nut einen Boden hat, eine erste Wand, die sich von der ersten an der Außenseite liegende Oberfläche zu dem Boden erstreckt, eine zweite Wand, die sich von der zweiten, an der Außenseite liegenden Oberfläche zu dem Boden erstreckt, einen ersten Spalt zwischen der ersten an der Außenseite liegenden Oberfläche und der inneren Oberfläche des Gehäuses, flüssigkeitsdurchlassende Mittel in dem Kolbenkopf zur Verbindung zwischen der ersten Kammer und der Nut und einen zweiten Spalt zwischen der zweiten an der Außenseite-liegenden Oberfläche und der inneren Oberfläche des Gehäuses, dadurch . g e k e η η -

zeichne Mittel (35) ir an der zweiter keitsstrom dui (26) durchfli« Richtung auf Verwirbelungei bewegbar ist und der zweil eine Mehrzahl' der Flüssigke! Spalt in die in Richtung aui
4. Stoßdämpfer zeichne die Bohrungen j lungen erzeuge
5- Stoßdäa^Iei zeichne Mittel einen der Nut gleitl

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daß das Verwirbelungen erzeugende Jr Nut (19) in der Ruhelage unmittelbar ind (41) angeordnet ist, wenn der Flüssig-[den ersten Spalt (23) und die Bohrungen

wenn der Kolbenkopf (15¹) sich in einer gerste Kammer (16) zu bewegt, und daß das zeugende Mittel von der zweiten Wand (41) weg Lne aktive zweite Lage zwischen der ersten ind (29,41), um die Nut tatsächlich in Nuten zu unterteilen, um Verwirbelungen jiu erzeugen, die sich durch den zweiten

Kammer bewegt, wenn der Kolbenkopf sich lie zweite Kammer zu bewegt.

ich Anspruch 3, dadurch g e k e η η daß das Verwirbelungen erzeugende Mittel ) wirksam erschließt, wenn das Verwirbe-Mittel in der aktiven Lage ist.

lh Anspruch 3, dadurch g e k e η η -

daß das Verwirbelungen erzeugende idkörper (37) hat, welcher auf dem Boden fist.
6. Stoßdämpfer Tfach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet^, daß das Verwirbelungen erzeugende Mittel ein im Querschnitt L-förmiges Teil einschließlich einer abstehenden Wange (36) umfaßt, wobei der Grundkörper eine waagerecht!® Wange (37) des im Querschnitt L-förmigen Teiles umfaßt .*

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