DE3542700C2 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
- F16F9/0209—Telescopic
- F16F9/0245—Means for adjusting the length of, or for locking, the spring or dampers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/06—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
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- F16F9/48—Arrangements for providing different damping effects at different parts of the stroke
- F16F9/49—Stops limiting fluid passage, e.g. hydraulic stops or elastomeric elements inside the cylinder which contribute to changes in fluid damping
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gasstoßdämpfer mit einem
Zylinder, einem in dem Zylinder gleitend verschiebbaren
Betätigungskolben, der mit einer Stirnwand des Zylinders
eine Kammer begrenzt und dessen Kolbenstange sich aus
dem Zylinder heraus erstreckt, sowie einer Anzahl von
Druckausgleichs-Bohrungen in der Umfangswand des Zylin
ders im Bereich der Kammer.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Gas
stoßdämpfer, der verwendbar ist für die Steuerung der
Öffnungs- und Schließbewegung eines verschließbaren
Kastens, etwa eines Handschuhfachs eines Kraftfahrzeugs.
Ein Gasstoßdämpfer der eingangs genannten Art ist bereits
aus dem offengelegten japanischen Gebrauchsmuster
59-27 558 bekannt. Grundsätzlich ähnliche Lösungen zeigen
die deutschen Gebrauchsmuster 18 34 295 und 71 40 516.
Das japanische Gebrauchsmuster beschreibt einen Gasstoß
dämpfer mit einem Zylinder, der an einem Ende durch eine
Stirnwand verschlossen ist. Ein Betätigungskolben weist
einen Kolbenkopf auf, der gleitend in dem Zylinder ange
ordnet ist, sowie eine Kolbenstange, die sich aus dem
offenen Ende des Zylinders heraus erstreckt. Der Kolben
kopf bildet zusammen mit der Stirnwand des Zylinders
eine Kammer. Die Stirnwand ist mit einer Verbindungs
bohrung versehen, in die eine Einstellschraube eingreift
und die einen Fluidkanal zwischen der Kammer und der
Umgebung bildet. Der Kolbenkopf weist ein Ventilelement
auf, das aus einem fest an diesem angebrachten elasti
schen Teil besteht. Das Ventilelement besitzt einen
rohrförmigen Basisbereich, der in eine umlaufende Nut
des Kolbenkopfes eingelegt ist, und eine angeformte,
tassenförmige Dichtlippe. Die Dichtlippe wird radial
innerhalb der Bohrung des Zylinders zusammengedrückt und
steht daher in Verbindung mit der Umfangswand, so daß
sie den Abstand um den Kolbenkopf herum abdichtet. Die
tassenförmige Dichtlippe wird beim Einschieben des
Kolbens umgebogen, so daß die Dichtwirkung abnimmt. Bei
der Auszugsbewegung des Kolbens legt sich die Dichtlippe
fest gegen die Innenwand des Zylinders an. Der Kolben
läßt sich daher weich einfahren, während der Ausfahr
bewegung ein erheblicher Widerstand entgegengesetzt wird,
der zu einer langsamen Bewegung führt.
Wenn der Gasstoßdämpfer in seiner vollständig zusammen
geschobenen Stellung für einen längeren Zeitraum ver
bleibt, hat die Dichtlippe das Bestreben, an der Umfangs
wand anzuhaften, so daß die Bewegung des Betätigungs
kolbens erschwert werden kann oder die Funktionsfähigkeit
sogar beeinträchtigt wird. Daher ist eine Anzahl von
Vorsprüngen auf der Innenwand des Zylinders in demjenigen
Bereich vorgesehen, in dem sich die Dichtlippe bei voll
ständig zusammengeschobenem Stoßdämpfer befindet.
Bei diesem bekannten Stoßdämpfer ist die Durchlaßfläche
der Verbindungsbohrung zwischen der Zylinderkammer und
der Umgebung zwar durch eine Schraube einstellbar, sodann
aber konstant. Bei der Ausfahrbewegung nimmt deren
Geschwindigkeit daher mit der aufgewendeten Kraft zu.
Wenn daher der Gasstoßdämpfer für das Handschuhfach eines
Kraftfahrzeuges verwendet wird, öffnet sich dieses mit
hoher Geschwindigkeit bis zum Anschlag, wenn schwere
Gegenstände in dem Fach liegen. Da andererseits die
Bohrung so groß sein muß, daß sich der Gasstoßdämpfer
weich zusammenschieben läßt, beruht die Steuerung der
Bewegungsgeschwindigkeit im wesentlichen auf dem Ventil
element.
Der Gasstoßdämpfer erfüllt daher nicht das Erfordernis
daß der Betätigungskolben im wesentlichen mit der selben
langsamen Geschwindigkeit unabhängig von der Belastung
ausgefahren werden kann. Wegen der speziellen Umfangs
form ist das Ventilelement im übrigen schwierig zu
montieren und wenig dauerhaft.
Die japanische Patentanmeldung 58-1 74 038 beschreibt
einen ähnlichen Gasstoßdämpfer mit Bohrungen in der
Umfangswand des Zylinders, über die ein Gummischlauch
gezogen ist. Beim Einschieben des Kolbens hebt sich
der Gummischlauch ab und läßt die Luft austreten,
während bei der Auszugsbewegung der Schlauch angesaugt
wird und zu einem Unterdruck in der Kammer führt, so daß
sich eine langsame Auszugsbewegung ergibt. In diesem Fall
tritt Luft lediglich durch eine Bohrung in der Stirnwand
des Zylinders ein. Auch hier ist die Auszugsgeschwindig
keit abhängig von der einwirkenden Kraft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungs
gemäßen Gasstoßdämpfer so zu gestalten, daß die Ausfahr
bewegung des Stoßdämpfers unabhängig von der Belastung
im wesentlichen mit der selben langsamen Geschwindigkeit
erfolgt, während andererseits stets ein weiches Zusammen
schieben möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Gasstoß
dämpfer der eingangs genannten Art gelöst durch einen
Einstellkolben, der gleitend in der Kammer des Zylinders
angeordnet ist und zusammen mit einem Kolbenkopf des
Betätigungskolbens eine Einstellkammer begrenzt und durch
dessen Bewegung in der Kammer die Durchlaßfläche der
Druckausgleichs-Bohrungen veränderlich ist, und durch
eine Feder, die den Einstellkolben in eine vorgegebene
Position im Zylinder vorspannt.
Bei geringer Auszugskraft verbleibt der Einstellkolben
im wesentlichen in seiner Position, während er bei
höherer Auszugskraft unter Überwindung der Federkraft
der mit dem Einstellkolben verbundenen Feder über die
Reihe der Druckausgleichs-Bohrungen hinweg im Sinne
einer Verringerung der Gesamtfläche der Durckausgleichs-
Bohrungen verschoben wird.
Die DE-PS 27 57 711 zeigt und beschreibt einen hydrau
lischen Motorrad-Stoßdämpfer mit zwei teleskopierbaren
Zylindern. Einer der Zylinder nimmt einen Kolben auf,
dessen hohle Kolbenstange als Verbindungskanal zwischen
den Zylindern dient. In diesem Verbindungskanal befindet
sich ein federbelastetes Stellglied, das in Abhängigkeit
von dem Druckgefälle zwischen den Zylindern einen unter
schiedlich großen Durchlaß freigibt. Das federbelastete
Stellglied ist zwar in seiner Funktion grundsätzlich mit
dem erfindungsgemäßen Einstellkolben vergleichbar, jedoch
sind bei Hydraulikstoßdämpfern Regelventile in einem
zwei Zylinderkammern trennenden Kolben in zahlreichen
Ausführungsformen bekannt. Dabei handelt es sich stets
um geschlossene Systeme, da ein Austritt des Hydrauliköls
naturgemäß verhindert werden muß.
Andererseits sind Gasstoßdämpfer in technischer Hinsicht
verhältnismäßig einfache Gebilde. Da das Dämpfungsmedium
Luft ist, muß dieses nicht innerhalb eines geschlossenen
Systems zwischen zwei Zylinderkammern bewegt werden,
sondern es kann der Atmosphäre entnommen und an diese
zurückgegeben werden. Bei einer derart einfachen
Konstruktion läßt sich die verhältnismäßig aufwendige
Lösung gemäß der DE-PS 27 57 711 zumindest nicht ohne
wesentliche Änderungen einsetzen.
Die DE-OS 22 37 914 zeigt einen Hydraulikstoßdämpfer,
der einen möglichst einfachen Stellmechanismus zur Ver
änderung des Dämpfungsverhaltens aufweisen soll. Der
Innenraum zweier teleskopisch verschiebbarer Rohre ist
über einen verstellbaren Durchlaß mit dem Innenraum
eines elastischen Balges verbunden, der die Rohre
umgibt. Zur Verstellung wird entweder ein als Verschluß
dienendes Stellglied über eine Lochreihe hinweg ver
schoben, oder bei einer anderen Ausführungsform wird
ein Stellkonus verwendet. Ein federbelastetes Stell
glied, das sich selbständig verstellt, ist nicht vorge
sehen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher
erläutert.
Fig. 1(a) ist eine perspektivische Darstellung ei
ner ersten Ausführungsform eines Stoß
dämpfers;
Fig. 1(b) ist ein Schnitt und zeigt die Position der
Teile in einer zusammengezogenen, stabilen
Stellung;
Fig. 1(c) zeigt die entsprechenden Teile bei der
Ausdehnung des Stoßdämpfers unter gerin
ger Belastung;
Fig. 1(d) ist eine Schnittdarstellung der Teile des
Stoßdämpfers bei der Ausdehnung unter
starker Belastung;
Fig. 1(e) zeigt die Position der Teile beim Zusammen
schieben des Stoßdämpfers mit geringer Ge
schwindigkeit;
Fig. 1(f) ist eine entsprechende Darstellung bei
hoher Geschwindigkeit des Zusammenschie
bens;
Fig. 2(a) bis 2(e) sind Schnittdarstellungen entsprechend
Fig. 1(b) bis 1(f) und zeigen eine
zweite Ausführungsform eines Stoßdämpfers;
Fig. 3(a) bis 3(f) sind Schnittdarstellungen entsprechend
Fig. 1(a) bis 1(f) und zeigen eine drit
te Ausführungsform des Stoßdämpfers;
Fig. 4(a) bis 4(e) sind Schnittdarstellungen entsprechend
Fig. 3(b) bis 3(e) und zeigen eine vier
te Ausführungsform eines Stoßdämpfers.
Anhand von Fig. 1(a) bis (f) soll eine erste Ausführungs
form eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers beschrieben wer
den. Ein Stoßdämpfer 10 umfaßt einen Zylinder 12 mit einer
zylindrischen Bohrung 14 und einer Umfangswand 16, die die
Bohrung begrenzt. Der Zylinder 12 weist an einem Ende eine
Stirnwand 18 auf, die mit einer Anzahl von Luft-Bohrungen
20 versehen ist, im übrigen aber ein Ende der Bohrung 14
verschließt. Das gegenüberliegende Ende der Bohrung 14, das
mit 22 bezeichnet ist, ist offen. Die Stirnwand 18 ist mit
einem Befestigungsring 24 verbunden.
Ein Einstellkolben 26 liegt gleitend in der Bohrung 14 in
der Nähe der Stirnwand 18. Im übrigen befindet sich in der
Bohrung 14 ein Betätigungskolben 28 mit einem Kolbenkopf
30 und einer Kolbenstange 32, die an einem Ende fest mit
dem Kolbenkopf 30 verbunden ist und am anderen Ende eine
Befestigungsöffnung 34 aufweist. Die Kolbenstange 32 er
streckt sich aus dem Zylinder 12 durch das offene Ende 22
heraus.
Damit der Einstellkolben 26 federnd in einer in Fig. 1(b)
gezeigten, vorgegebenen Position gehalten werden kann, ist
eine Rückholfeder 36 an einem Ende mit der Stirnwand 18
und am gegenüberliegenden Ende mit dem Einstellkolben 26
verbunden. Der Einstellkolben 26 bildet zusammen mit dem
Kolbenkopf 30 des Betätigungskolbens 28 eine Einstellkam
mer 38.
Zwei O-Ringe 40, 42 liegen in Nuten 44, 46 des Kolbenkopfes
30 und stehen in gleitender Berührung mit der Umfangswand
16, während zwei O-Ringe 48, 50 in Nuten 52, 54 des Ein
stellkolbens 26 liegen und diesen gleitend an der Umfangs
wand 16 führen.
Zur Herstellung einer Luftverbindung zwischen der Einstell
kammer 38 und der Umgebung sind mehrere, im dargestellten
Beispiel drei Bohrungen 56, 58, 60 in der Umfangswand 16
vorgesehen. Von diesen besitzt die Bohrung 56 den größten
Öffnungsdurchmesser, während die anderen Bohrungen 58, 60
einen kleineren Durchmesser aufweisen. Die Bohrungen 56, 58
und 60 sind in Längsrichtung des Zylinders 12 von links
nach rechts in Fig. 1(a) bis 1(f) in der genannten Rei
henfolge angeordnet. Obgleich drei getrennten, in Längs
richtung hintereinander liegende Bohrungen in dem Zylin
der 12 bei dieser Ausführungsform gezeigt sind, kann auch
eine einzelne, in Längsrichtung des Zylinders 12 langge
streckte Öffnung verwendet werden. Wie aus Fig. 1(b) bis
1(f) hervorgeht, ist der Einstellkolben 26 aus einer in
Fig. 1(b) gezeigten Position in eine in Fig. 1(d) darge
stellte Position verschiebbar. Die rechtsgerichtete Bewe
gung des Einstellkolbens 26 verschließt die Bohrung 58
der Einstellkammer 38 gegenüber der Umgebung, so daß die
in die Einstellkammer 38 eintretende Luftmenge verringert
wird. Der Einstellkolben 26 kann andererseits aus der in
Fig. 1(b) gezeigten Position in die in Fig. 1(f) darge
stellte Position verschoben werden. Diese Linksverschie
bung des Einstellkolbens 26 führt dazu, daß die Bohrung
56 der Einstellkammer 38 ebenfalls geöffnet wird, so daß
eine größere Luftmenge die Einstellkammer 38 verlassen
kann. Wenn der Einstellkolben 26 in der in Fig. 1(b) ge
zeigten, vorgegebenen Position gehalten wird, liegt die
Bohrung 56 zwischen den O-Ringen 48 und 50, so daß diese
Öffnung der Einstellkammer 38 geschlossen ist.
Der Stoßdämpfer 10 arbeitet wie folgt. Es soll angenommen
werden, daß der Befestigungsring 24 des Zylinders 12 ge
lenkig in einem Gehäuse befestigt ist, in dem sich ein
schwenkbarer Handschuhkasten befindet, und daß die Kol
benstange 32 des Betätigungskolbens 28 schwenkbar mit dem
Handschuhkasten mit Hilfe der Öffnung 34 in der Kolben
stange 32 verbunden ist.
Wenn der Handschuhkasten unter dem Einfluß einer geringen
Last geöffnet wird, bewegt sich der Betätigungskolben 28
aus der in Fig. 1(b) gezeigten Position nach rechts. Die
se Rechtsverschiebung des Betätigungskolbens 28 bewirkt,
daß der Kolbenkopf 30 das Volumen der Einstellkammer 38 ver
größert und damit in dieser einen Unterdruck erzeugt. Da
dieser Unterdruck nicht so stark ist, daß der Einstell
kolben 26 entgegen der Wirkung der Rückholfeder 36 nach
rechts verschoben wird, verbleibt der Einstellkolben 26
in der vorgegebenen Position, so daß Luft in die Einstell
kammer 38 durch die beiden Bohrungen 58, 60 mit vorgegebe
nem Strömungsdurchsatz eintreten kann, während sich der
Betätigungskolben nach rechts verschiebt, wie in Fig. 1(c)
gezeigt ist.
Dies hat eine Verzögerung des Betätigungskolbens 28 zur
Folge, so daß der Handschuhkasten langsam und allmählich
geöffnet wird.
Wenn der Handschuhkasten unter dem Einfluß einer starken
Belastung steht, bewegt sich der Betätigungskolben 28 aus
der in Fig. 1(b) gezeigten Position nach rechts, und zwar
anfangs mit hoher Geschwindigkeit, so daß das Volumen der
Einstellkammer 28 rasch ausgedehnt wird und ein hoher Un
terdruck in der Kammer entsteht. Dieser hohe Unterdruck
bewirkt, daß der Einstellkolben 26 entgegen der Federwir
kung der Rückholfeder 36 in die in Fig. 1(d) gezeigte
Position verschoben wird, in der die Bohrung 58 zwischen
den beiden O-Ringen 48, 50 des Einstellkolbens liegt. Die
Bohrung 58 der Einstellkammer 38 wird daher ebenfalls
geschlossen. Luft kann in die Einstellkammer 38 daher
nur durch die Bohrung 60 eintreten. Dies bewirkt eine
große Verzögerung des Betätigungskolbens 28 bei dessen
Verschiebung nach rechts. Folglich wird der Handschuh
kasten selbst bei starker Belastung langsam und allmählich
geöffnet.
Die Rückholfeder 36 ist so ausgewählt, daß der Einstell
kolben 26 in eine Position bewegt wird, in der die Kraft
der Rückholfeder 36 mit dem Unterdruck in der Einstell
kammer 38 während der Rechtsverschiebung des Betätigungs
kolbens 28 unter dem Einfluß einer starken Belastung im
Gleichgewicht steht.
Nachdem der Handschuhkasten seine vollständig geöffnete
Stellung eingenommen hat, in der der Betätigungskolben 28
in der in Fig. 1(c) gezeigten rechten Endposition liegt,
tritt Luft in die Einstellkammer 38 ein, so daß das darin
befindliche Vakuum abgebaut ist. Nachdem dies geschehen
ist, kehrt der Einstellkolben 26 in seine in Fig. 1(b)
gezeigte, vorgegebene Position unter dem Einfluß der Rück
holfeder 36 zurück.
Wenn der Handschuhkasten aus der vollständig geöffneten
Stellung geschlossen wird, wird der Betätigungskolben 28
aus der rechten Endstellung nach links verschoben. Wenn
eine langsame Schließbewegung des Handschuhkasten erwünscht
ist, kann sich der Betätigungskolben 28 mit langsamer Ge
schwindigkeit unter geringem manuellem Druck verschieben.
Obgleich sich ein positiver Druck in der Einstellkammer
38 entwickelt, tritt Luft durch die Bohrungen 58, 60 gemäß
Fig. 1(e) an die Umgebung in einer derartigen Menge aus,
daß eine übermäßige Druckerhöhung in der Einstellkammer
38 verhindert wird.
Wenn der Handschuhkasten rasch geschlossen werden soll,
kann sich der Betätigungskolben 28 rasch verschieben. Die
nach links gerichtete Bewegung des Betätigungskolbens 28
bei hoher Geschwindigkeit bewirkt einen raschen Druckan
stieg in der Einstellkammer 38. Dieser rasche Druckan
stieg in der Einstellkammer 38 bewirkt eine Verschiebung
des Einstellkolbens 26 nach links entgegen der Kraft der
Rückholfeder 36, so daß der Einstellkolben 26 über die
vorgegebenen Position gemäß Fig. 1(e) in eine in Fig. 1
(f) dargestellte Position gelangt, in der die Bohrung 56
mit dem größten Öffnungsdurchmesser freigegeben wird. Da
Luft mit hoher Geschwindigkeit aus dieser Bohrung 56 aus
treten kann, ist eine rasche, links gerichtete Verschie
bung des Betätigungskolbens 28 möglich, ohne daß eine
hohe manuelle Kraft aufgebracht werden muß. Der Handschuh
kasten kann also ebenso rasch wie auch langsam geschlos
sen werden.
Fig. 2(a) bis 2(e) zeigen eine zweite Ausführungsform
eines Stoßdämpfers 10 A gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die zweite Ausführungsform stimmt im wesentlichen mit
der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1(a) bis 1(f)
überein, so daß für entsprechende Teile die selben Bezugs
ziffern verwendet werden.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der
ersten Ausführungsform jedoch dadurch, daß der Kolbenkopf
30 des Betätigungskolbens 28 und der Einstellkolben 26 ko
nische Vorsprünge 70, 72 aufweisen, die sich in die Ein
stellkammer 38 hinein erstrecken.
Fig. 2(a) entspricht Fig. 1(b) insofern, als sie dieje
nige Position zeigt, die der Stoßdämpfer 10 A einnimmt,
wenn das zuständige Handschuhfach geschlossen ist. Der
konische Vorsprung 70 des Kolbenkopfes 30 befindet sich in
Berührung mit dem konischen Vorsprung 72 des Einstellkol
bens 26. In dieser Stellung nimmt der Einstellkolben 26
eine Position ein, die in Richtung der geschlossenen Stirn
wand 18 gegenüber der vorgegebenen, in Fig. 2(b) gezeig
ten Position verschoben ist, in der die Bohrung 56 zwi
schen den O-Ringen 48, 50 des Einstellkolbens 26 liegt. In
dieser verschobenen Stellung des Einstellkolbens 26 ist
die Rückholfeder 36 vorgespannt, so daß sie Energie spei
chert, die den Einstellkolben 26 und den Betätigungskolben
28 nach rechts in Fig. 2(a) vorspannt.
Dieser Stoßdämpfer 10 A arbeitet im wesentlichen in der glei
chen Weise wie derjenige der ersten Ausführungsform, wie
aus einem Vergleich der Fig. 2(a) bis 2(e) mit den
Fig. 1(b) bis 1(f) hervorgeht.
Ebenso wie bei der ersten Ausführungsform soll angenommen
werden, daß der Befestigungsring 24 des Zylinders 12
schwenkbar im Gehäuse befestigt ist, das den Handschuhka
sten aufnimmt, und daß die Befestigungsöffnung 34 in der
Kolbenstange 32 zur schwenkbaren Befestigung der Kolben
stange 32 an dem Handschuhkasten benutzt wird.
Wie zuvor erwähnt wurde, nimmt der Stoßdämpfer 10 A die
in Fig. 2(a) dargestellte Position ein, wenn der Hand
schuhkasten geschlossen ist. Wenn in dieser Position eine
äußere Kraft auf den Betätigungskolben 28 in Richtung nach
rechts in bezug auf Fig. 2(a) ausgeübt wird, wie es der
Fall ist, wenn der Handschuhkasten mit der Öffnungsbewegung
beginnt, folgt zunächst der Einstellkolben 26 der Rechts
verschiebung des Betätigungskolbens 28 unter der Wirkung
der Rückholfeder 36, bis er seine vorgegebene Position
gemäß Fig. 2(b) einnimmt. Jenseits dieser Position trennt
sich der kegelförmige Vorsprung 70 des Kolbenkopfes 30 von
dem konischen Vorsprung 72 des Einstellkolbens 26, so daß
der Einstellkolben 26 in der vorgegebenen Position gemäß
Fig. 2(b) verbleibt, wenn die auf den Betätigungskolben
28 ausgeübte Belastung gering ist. Wenn die Last größer
ist, wird der Einstellkolben 26 in die in Fig. 2(c) gezeig
te Stellung mitgezogen.
Die Tatsache, daß der Einstellkolben 26 der Federkraft
der Rückholfeder 36 in der in Fig. 2(a) gezeigten Posi
tion ausgesetzt ist, dient dazu, zu verhindern, daß der
Kolbenkopf 30 des Betätigungskolbens 28 und der Einstell
kolben 26 mit der Umfangswand 16 der zylindrischen Boh
rung 14 verkleben, wie es der Fall sein könnte, wenn der
Handschuhkasten längere Zeit geschlossen bleibt. Dieses
Ankleben des Kolbenkopfes 30 und des Einstellkolbens 26
beruht im wesentlichen auf einem Anhaften der O-Ringe 40,
42, 48, 50 an der Umfangswand 16. Der Stoßdämpfer 10 A kann
daher nicht außer Betrieb gesetzt werden.
Die O-Ringe 40, 42, 48, 50 dichten die Einstellkammer 38
ab und bewirken eine Feineinstellung des Luftdurchsatzes
in die Einstellkammer 38 hinein oder aus dieser heraus.
Dies gewährleistet eine langsame und allmähliche Bewegung
des Betätigungskolbens 28 in bezug auf den Zylinder 12,
wenn der Stoßdämpfer ausgefahren wird. Die O-Ringe können
im Bedarfsfalle fortgelassen werden.
Wie zuvor erwähnt wurde, kann eine einzige, langgestreckte
Einstellöffnung anstelle der Vielzahl der Bohrungen 56, 58,
60 in Längsrichtung des Zylinders 12 verwendet werden. Die
gewünschte Ausfahrbewegung des Betätigungskolbens 28 in
bezug auf den Zylinder 12 wird jedoch ohne Schwierigkeiten
erreicht, wenn mehrere Bohrungen anstelle einer langgestreck
ten Öffnung vorgesehen sind.
Nun soll eine dritte Ausführungsform anhand von Fig. 3(a)
bis 3(f) beschrieben werden. Ein generell mit 10 B bezeich
neter Stoßdämpfer stimmt im wesentlichen mit dem Stoßdämpfer
10 gemäß Fig. 1(a) bis 1(f) überein, ausgenommen den Auf
bau des Einstellkolbens, der die Möglichkeit bietet, daß
eine Stange des Betätigungskolbens hindurchgeführt werden
kann. Auf diese Weise kann sich der Einstellkolben inner
halb eines Bereichs der zylindrischen Bohrung verschieben,
durch den sich die Kolbenstange des Betätigungskolbens
erstreckt.
Wie im einzelnen in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt ist, um
faßt der Stoßdämpfer 10 B einen Zylinder 80 mit einer zylin
drischen Bohrung 82 und einer Umfangswand 84, die die zy
lindrische Bohrung 82 begrenzt. Der Zylinder 80 weist
eine geöffnete Stirnwand 86 auf, die mit einer Anzahl von
Luft-Bohrungen 88 versehen ist, im übrigen aber ein Ende
der zylindrischen Bohrung 82 verschließt. Das gegenüberlie
gende Ende der Bohrung 82 wird ebenfalls durch eine Stirn
wand 90 verschlossen, die eine Mittelbohrung 92 aufweist,
die als Luftöffnung dient. Die Stirnwand 86 trägt einen
Befestigungsring 94.
Der Betätigungskolben 96 liegt gleitend innerhalb der
Bohrung 82 und weist einen Kolbenkopf 98 sowie eine Kolben
stange 100 auf, die an einem Ende fest mit dem Kolbenkopf
58 verbunden ist und an ihrem anderen Ende mit einer Befe
stigungsbohrung 102 versehen ist. In Abweichung von dem
Stoßdämpfer 10 gemäß Fig. 1(b) liegt der Kolbenkopf 98
in der Nähe der Stirnwand 86, also tiefer innerhalb der
zylindrischen Bohrung 82. Die Kolbenstange 100 erstreckt
sich durch die Mittelbohrung 92 der Stirnwand 90 aus dem
Zylinder 80 heraus. Der Einstellkolben 104 liegt gleitend
innerhalb des Bereichs der Bohrung 82, durch den sich die
Kolbenstange 100 erstreckt, und weist eine axiale Bohrung
106 auf, durch die die Kolbenstange 100 verläuft.
Damit der Einstellkolben 104 federnd in einer in Fig. 3
(b) gezeigten, vorgegebenen Position gehalten werden
kann, ist eine Rückholfeder 108 mit einem Ende mit der
Stirnwand 90 und am gegenüberliegenden Ende mit dem Ein
stellkolben 104 verbunden. Der Einstellkolben 104 wirkt
mit dem Kolbenkopf 98 des Betätigungskolbens 96 zusammen
und bildet mit diesem eine Einstellkammer 110.
Zur Abdichtung der Einstellkammer 110 sind zwei O-Ringe
112, 114 auf dem Kolbenkopf 98 und zwei weitere O-Ringe
116, 118 auf dem Einstellkolben 104 befestigt.
Zur Begrenzung eines Luftkanals zwischen der Einstellkam
mer 110 und der Umgebung sind einige, im dargestellten
Beispiel drei Bohrungen 120, 122 und 124 in der Umfangswand
84 vorgesehen. Der Einstellkolben 110 ist mit einer um
laufenden Nut 126, die als radialer Kanal dient, und mit
einem axialen Kanal 128 versehen, der an einem Ende in
die Einstellkammer 110 und am gegenüberliegenden Ende
in die umlaufende Nut 126 mündet. Ein dritter O-Ring 130
umgibt eine Scheibe 132 des Einstellkolbens 104 und ver
hindert einen Luftaustritt aus der umlaufenden Nut 126
im Zusammenwirken mit dem O-Ring 118. Die Bohrung 120
weist den größten Öffnungsdurchmesser auf, während die
anderen Bohrungen 122 und 124 kleiner sind. Diese Bohrungen
120,122 und 124 liegen in Längsrichtung des Zylinders 80
hintereinander von links nach rechts in Fig. 3(a) in der
angegebenen Reihenfolge. In einer vorgegebenen Position
des Einstellkolbens 104, die in Fig. 3(b) dargestellt ist,
befindet sich die Bohrung 120 zwischen den beiden O-Ringen
116 und 118, während die umlaufende Nut 126 gegenüber den
beiden anderen Bohrungen 122 und 124 offen ist, so daß die
Einstellkammer 110 mit der Umgebung über den axialen Kanal
128, die umlaufende Nut 126 und die beiden Bohrungen 122,
124 in Verbindung steht. Wie aus Fig. 3(b) bis 3(f) her
vorgeht, ist der Einstellkolben 104 beweglich aus einer
Position, die in Fig. 3(b) gezeigt ist, in eine Position
gemäß Fig. 3(d), in der die Bohrung 122 ebenfalls zwischen
den O-Ringen 116 und 118 liegt und eine Verringerung der
gesamten Strömungsmenge der Luft bewirkt, die aus der
Einfüllkammer 110 austreten kann. Der Einstellkolben 104
kann sich aus der in Fig. 3(b) gezeigten Stellung in
eine Stellung gemäß Fig. 3(f) verschieben, in der die
umlaufende Nut 126 nicht nur gegenüber der Bohrung 122,
sondern auch gegenüber der Bohrung 120 offen ist, die den
größten Öffnungsdurchmesser aufweist. Auf diese Weise
kann der gesamte Luftdurchsatz, der in die Einstellkammer
110 eintritt, erhöht werden. Die Rückholfeder 108 wird
so gewählt, daß, wenn der Einstellkolben 104 in der vor
gegebenen Position gemäß Fig. 3(b) liegt, die Bohrung
120 mit dem größten Öffnungsdurchmesser zwischen den
O-Ringen 116 und 118 angeordnet ist.
Nunmehr soll angenommen werden, daß der Stoßdämpfer 10 B
für einen Handschuhkasten eines Kraftfahrzeugs benutzt
wird. Der Befestigungsring 94 des Zylinders 80 wird an
einem Gehäuse befestigt, in dem der Handschuhkasten schwenk
bar angebracht ist, und die Kolbenstange 100 des Betätigungs
zylinders 36 steht schwenkbar mit dem Handschuhkasten mit
Hilfe der Befestigungsöffnung 102 in der Kolbenstange 100
in Verbindung. Wenn der Handschuhkasten unter dem Einfluß
einer geringen Belastung geöffnet wird, wird der Betäti
gungskolben 96 aus der Stellung gemäß Fig. 3(b) nach rechts
bewegt. Diese Rechtsverschiebung des Betätigungskolbens
96 hat zur Folge, daß der Kolbenkopf 98 das Volumen der
Einstellkammer 110 zusammenzieht und damit den Druck in
dieser erhöht. Luft, die aus der Einstellkammer 110 ver
drängt wird, kann durch den axialen Kanal 128, die Umfangs
nut 126 und die beiden Bohrungen 122 und 124 mit vorgege
bener Geschwindigkeit entweichen, so daß der Betätigungs
kolben 96 verzögert wird, wie aus Fig. 3(c) hervorgeht.
Dies führt zu einer langsamen und allmählichen Öffnung
des Handschuhkastens.
Wenn der Handschuhkasten unter dem Einfluß einer kräftigen
Belastung geöffnet wird, bewegt sich der Betätigungskolben
96 anfangs rasch nach rechts, so daß der Kolbenkopf 98 das
Volumen der Einstellkammer 110 rasch verkleinert und der
Druck in dieser sich rasch erhöht. Diese Druckerhöhung in
der Einstellkammer 110 bewirkt, daß der Einstellkolben
104 entgegen der Federwirkung der Rückholfeder 108 in die
Position der Fig. 3(d) verschoben wird, in der beide Boh
rungen 120 und 122 zwischen den O-Ringen 116 und 118 liegen.
Daher kann Luft, die aus der Einstellkammer 110 verdrängt
wird, aus dieser nur durch die Bohrung 124 entweichen. Dies
führt zu starker Verzögerung des Betätigungskolbens 96 und
damit zu einer langsamen und allmählichen Rechtsverschie
bung des Betätigungskolbens. Dementsprechend wird auch der
Handschuhkasten langsam und allmählich geöffnet, sofern eine
hohe Last angewendet wird.
Nachdem der Handschuhkasten die vollständig geöffnete Stel
lung eingenommen hat, in der sich der Betätigungskolben 96
in seiner rechten Endstellung gemäß Fig. 1(d) befindet,
entweicht Luft aus der Einstellkammer 110, bis der Druck
in dieser dem Atmosphärendruck entspricht. Damit kann der
Einstellkolben 104 wieder unter dem Einfluß der Rückholfeder
108 die in Fig. 3(c) gezeigte Position einnehmen.
Wenn der Handschuhkasten aus der vollständig geöffneten
Stellung geschlossen wird, wird der Betätigungskolben 96
von der rechten Endstellung nach links verschoben, wie aus
Fig. 3(e) oder 3(f) hervorgeht. Wenn der Handschuhkasten
langsam und allmählich geschlossen werden soll, kann der
Betätigungskolben 96 dementsprechend langsam und allmählich
nach links verschoben werden. Obgleich ein Unterdruck auf
grund der Ausdehnung der Einstellkammer 110 entsteht, kann
Umgebungsluft in die Einstellkammer 110 durch die Bohrungen
122 und 124 mit einer Geschwindigkeit eintreten, die die
Entstehung eines übermäßigen Vakuums verhindert. Dies er
möglicht eine langsame und gleichmäßige Bewegung des Hand
schuhkastens ohne nennenswerten Kraftaufwand.
Wenn der Handschuhkasten rasch geschlossen werden soll,
bewegt sich der Betätigungskolben 26 rasch nach links. Dies
führt zu einem hohen Unterdruck in der Einstellkammer 110.
Dieser hohe Unterdruck führt dazu, daß der Einstellkolben
104 entgegen der Kraft der Rückholfeder 108 nach links
in die Position gemäß Fig. 3(f) verschoben wird, in der
die Bohrung 120 mit dem größten Öffnungsdurchmesser geöff
net wird. Da Luft nunmehr in die Einstellkammer 110 mit
ausreichend hoher Geschwindigkeit eintreten kann, kann sich
auch der Betätigungskolben 28 rasch nach links verschieben.
Da die Kraft, die dieser Linksverschiebung entgegenwirkt,
nicht groß ist, kann die rasche Schließung mit geringem
Kraftaufwand durchgeführt werden.
Gemäß Fig. 4(a) bis 4(e) soll eine vierte Ausführungs
form eines Stoßdämpfers 10 C erläutert werden. Diese vierte
Ausführung entspricht im wesentlichen der dritten Ausfüh
rungsform gemäß Fig. 3(a) bis 3(f), so daß entsprechen
de Bezugsziffern für entsprechende Teile gleichermaßen
verwendet werden.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der
dritten Ausführungsform jedoch dadurch, daß ein Anschlag
140 fest, etwa durch Schweißen, an einer Kolbenstange 100
eines Betätigungskolbens 96 in einer Position zwischen dem
Einstellkolben 104 und der Stirnwand 90, die eine Mittel
bohrung 92 zur Aufnahme der Kolbenstange 100 aufweist,
angebracht ist.
Gemäß Fig. 4(a), die Fig. 3(b) insoweit entspricht, als
sie diejenige Stellung zeigt, die durch den Stoßdämpfer
10 C bei geschlossenem Handschuhkasten eingenommen wird,
befindet sich der Anschlag 140 in Berührung mit dem Ein
stellkolben 104. In dieser Stellung nimmt der Einstellkol
ben 104 eine Position ein, die nach links gegenüber der
vorgegebenen und in Fig. 4(b) gezeigten Position versetzt
ist. In dieser Position des Einstellkolbens 104 ist die
Rückholfeder 108 vorgespannt, so daß sie Energie spei
chert und den Einstellkolben 104 sowie den Betätigungs
kolben 96 nach rechts drückt.
Die Arbeitsweise dieser vierten Ausführungsform entspricht
im wesentlichen derjenigen der dritten Ausführungsform und
ergibt sich ohne weiteres aus einem Vergleich der Figuren
4(a) bis 4(e) mit den Fig. 3(b) bis 3(f).
Ebenso wie bei der dritten Ausführungsform soll angenom
men werden, daß der Befestigungsring 94 des Zylinders
80 schwenkbar in einem Gehäuse angebracht ist, das einen
Handschuhkasten schwenkbar aufnimmt und daß die Befesti
gungsöffnung 102 in der Kolbenstange 100 verwendet wird,
um die Kolbenstange 100 schwenkbar am Handschuhkasten an
zubringen.
Wie zuvor erwähnt wurde, nimmt der Stoßdämpfer 10 C die
nach links versetzte Position ein, die in Fig. 4(a) ge
zeigt ist, wenn der Handschuhkasten geschlossen ist. Da
her wird die Vorspannkraft der Rückholfeder 108, die zuvor
gespannt worden ist, auf den Einstellkolben 104 und den
Betätigungskolben 96 in eine Richtung der Kolbenstange 100
nach rechts ausgeübt.
Wenn der Handschuhkasten geöffnet wird, wird eine äußere
Kraft auf den Betätigungskolben 96 ausgeübt, der diesen
nach rechts gemäß Fig. 4(a) verschiebt. Anfangs folgt der
Einstellkolben 104 der Bewegung des Anschlags 140, bis
er die vorgegebene Position gemäß Fig. 4(b) einnimmt.
Hinter diesem Punkt bewirkt die Rechtsverschiebung des
Betätigungskolbens 96, daß sich der Anschlag 140 von dem
Einstellkolben 104 löst und den Einstellkolben 104 in der
vorgegebenen Position gemäß Fig. 4(b) zurückläßt, wenn
eine geringe Last auf den Handschuhkasten ausgeübt wird.
Der Einstellkolben 104 bewegt sich nach rechts in die in
Fig. 4(c) dargestellte Position, wenn eine starke Kraft
auf den Handschuhkasten ausgeübt wird.
Die Tatsache, daß der Einstellkolben 104 und der Betäti
gungskolben 96 der Vorspannkraft der Rückholfeder 108
in der in Fig. 4(a) dargestellten Position ausgesetzt
sind, dient dazu zu verhindern, daß der Kolbenkopf 98
des Betätigungskolbens 96 und der Einstellkolben 104 an
der Umfangswand 84, die die zylindrische Bohrung 82 be
grenzt. anhaften. Dies könnte andererseits eintreten, wenn
der Handschuhkasten für längere Zeit geschlossen bleibt.
Das Anhaften des Kolbenkopfes 98 und des Einstellkolbens
104 beruht im wesentlichen auf einem Anhaften der O-Ringe
112, 114, 116, 118 und 130 an der Umfangswand 84, die die
Bohrung 82 begrenzt. Bei der vierten Ausführungsform wird
daher verhindert, daß der Stoßdämpfer 10 C nicht mehr
betriebsbereit ist.
Die O-Ringe 112, 114, 116, 118 und 130 dichten die Einstell
kammer 110 und die umlaufende Nut 126 ab und ermöglichen
daher eine Feineinstellung des Strömungsdurchsatzes der
Luft beim Eintreten in die und Austreten aus der Einstell
kammer 110. Dies führt zu einer gewünschten langsamen und
allmählichen Bewegung des Betätigungskolbens 96 in bezug
auf den Zylinder 80 beim Ausfahren des Stoßdämpfers 10 C.
Die O-Ringe können gewünschtenfalls fortgelassen werden,
wenn die feinfühlige Einstellung nicht notwendig ist.
Eine einzige, langgestreckte Öffnung kann verwendet werden
anstelle der Vielzahl der Öffnungen 120, 122 und 124, so
fern sich diese Öffnung in Längsrichtung des Zylinders
erstreckt. Die gewünschte langsame Ausfahrbewegung des
Betätigungskolbens 96 in bezug auf den Zylinder 80 wird
jedoch ohne Schwierigkeiten auch mit mehreren Bohrungen
erreicht.
Claims (7)
1. Gasstoßdämpfer mit einem Zylinder, einem in dem
Zylinder gleitend verschiebbaren Betätigungskolben, der
mit einer Stirnwand des Zylinders eine Kammer begrenzt
und dessen Kolbenstange sich aus dem Zylinder heraus
erstreckt, sowie einer Anzahl von Druckausgleichs-
Bohrungen in der Umfangswand des Zylinders im Bereich
der Kammer, gekennzeichnet durch einen
Einstellkolben (26, 104), der gleitend in der Kammer des
Zylinders (12, 80) angeordnet ist und zusammen mit einem
Kolbenkopf (30, 98) des Betätigungskolbens eine Einstell
kammer (38, 110) begrenzt und durch dessen Bewegung in
der Kammer die Durchlaßfläche der Druckausgleichs-
Bohrungen (56, 58, 60; 120, 122, 124) veränderlich ist, und
durch eine Feder (36, 108), die den Einstellkolben in eine
vorgegebene Position im Zylinder vorspannt.
2. Gasstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verbindung zwischen
der Einstellkammer (38, 110) und der Umgebungsatmosphäre
eine Anzahl von Druckausgleichs-Bohrungen (56, 58, 60; 120,
122, 124) in der Umfangswand (16, 84) umfaßt, die in Läng
richtung des Zylinders hintereinander in der Bewegungs
bahn des Einstellkolbens (26, 104) angeordnet sind.
3. Gasstoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zylinder eine
mit Bohrungen (20, 88, 92) versehene Stirnwand (18, 90)
aufweist, die ein Ende der Bohrung des Zylinders ver
schließt, und daß die Feder (36, 108) zwischen dem
Einstellkolben (26) und der Stirnwand angeordnet ist.
4. Gasstoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der
Kolbenkopf (30) und der Einstellkolben (26) konische
Vorsprünge aufweisen, die sich in die Einstellkammer
(38) hinein erstrecken und bei gegebener Position des
Betätigungskolbens einander berühren.
5. Gasstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Einstellkolben (104)
mit einer durchgehenden axialen Bohrung (106) versehen
ist, die die Kolbenstange (100) aufnimmt.
6. Gasstoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Kolbenstange (100)
des Betätigungskolbens (96) einen Anschlag (140) auf
weist, der den Einstellkolben in gegebener Stellung
berührt.
7. Gasstoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Einstellkolben (104)
eine umlaufende Nut (126) und wenigstens einen axialen
Kanal (128) umfaßt, der an einem Ende in die umlaufende
Nut und am anderen Ende in die Einstellkammer (110)
mündet, und daß eine Anzahl von Bohrungen (120, 122, 124)
in der Umfangswand (84) vorgesehen ist, die über die
umlaufende Nut (126) und den axialen Kanal (128) des
beweglichen Einstellkolbens mit der Einstellkammer
selektiv in Verbindung bringbar ist.
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