DE3720979A1 - Hydraulischer teleskopstossdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere zur Achs- bzw. Raddämpfung an Kraftfahrzeugen bestimmten hydraulischen Teleskopstoßdämpfer entsprechend dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Hydraulische Stoß- und Schwingungsdämpfer in Teleskopbau­ weise sind in vielerlei Ausgestaltungen als Einrohr- oder Zweirohrdämpfer, sowohl in druckloser Bauart als auch in Gas­ druckversion, bekannt. Ihnen allen sind in den Strömungswegen des Kolbens angeordnete Kolbenventile gemeinsam, die in einer oder in beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens durch Feder­ belastung die Dämpfungskraft begrenzen. Diese bekannten Stoß­ dämpfer haben über den vollen Arbeitshubbereich eine gleich­ bleibende Dämpfungswirkung, was jedoch bei unbeladenen oder gering beladenen Fahrzeugen den Fahrkomfort durch hartes An­ sprechen auf Stöße und Schwingungen beeinträchtigt.

Um diesem unerwünschten Effekt entgegenzuwirken wurde in jüngster Zeit ein sogenannter Variodämpfer (ATV 4/87, Seiten 30, 31; Güterverkehr 5/87, Seiten 38, 39) vorgeschlagen, des­ sen Besonderheit in der last- bzw. hubabhängigen variablen Dämpfung liegt, die durch eine oder mehrere Bypass-Nuten er­ reicht wird, die in Längsrichtung in der Innenwandfläche des Arbeitszylinders angebracht sind. Solange sich hierbei der Kolben im Bypassbereich bewegt, strömt das Stoßdämpferöl mehr oder weniger durch die Nute oder Nuten am Kolben vorbei, wo­ durch in diesem Bereich die Dämpfungswirkung herabgesetzt ist. Nur in den Hubbereichen ober- und unterhalb der Nut bzw. der Nuten steht die volle Dämpfungskraft zur Verfügung. Die im Bypassbereich verringerte Dämpfungswirkung mag zwar für den Leerbetrieb von Lastkraftwagen eine Verbesserung des Fahr­ komforts mit sich bringen, jedoch ist es als nachteilig anzu­ sehen, daß im Bypassbereich erforderlichenfalls die volle Dämpfungswirkung nicht zur Verfügung steht.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Telekopstoßdämpfer der eingangs angegebenen Gattung bereitzustellen, der einerseits über den vollen Hub­ weg gegenüber Stößen und Schwingungen, die nur geringe Kol­ bengeschwindigkeiten zur Folge haben, keine oder nur eine herabgesetzte Dämpfungswirkung aufweist, andererseits aber über den vollen Hubweg solche Stöße und Schwingungen, die höhere Kolbengeschwindigkeiten verursachen, wirksam und weich dämpft.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Kennzeichnungsmerkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß bleibt der auf den Staudruck vor dem sich bei auftretenden Stößen oder Schwingungen bewegenden Kolben mit gegenläufigen Bewegungen reagierende Steuerschieber bei langsamen Kolbenbewegungen praktisch wirkungslos, d. h. drosselt die dabei durch den Kolben hindurch erfolgende Verdrängungsströmung nicht wesent­ lich, reagiert aber bei raschem Staudruckanstieg infolge höherer Kolbengeschwindigkeiten durch wirksame Drosselung des Strömungsquerschnitts, wobei durch die fortschreitende Querschnittsverengung die Dämpfungskraft progressiv größer wird. Dies führt zu einer weichen Dämpfung des Stoßes. Die weiche Dämpfung wird bei nur kurzer Kolbenweglänge erreicht. Dieses Dämpfungsverhalten des erfindungsgemäßen Teleskop­ stoßdämpfers liegt über den gesamten effektiven Kolbenhubweg vor. Dies bedeutet, daß erforderlichenfalls die volle Däm­ pfungskraft an jeder Stelle des Kolbenhubweges zur Verfügung steht, während solche Kolbenbewegungen, die nicht dämpfungs­ bedürftig sind, über den vollen effektiven Kolbenhubweg mög­ lich sind.

Die vorteilhafte Ausbildung des Stoßdämpfers entsprechend Patentanspruch 2 sieht auch bei maximaler Verschiebung des Steuerschiebers einen Restquerschnitt der Strömungwege im Kolben vor, so daß auch bei voller Dämpfkraft noch eine ge­ ringe Verdrängungsströmung durch den Kolben hindurch erfol­ gen kann. Dieser Restquerschnitt kann entweder durch An­ schläge sichergestellt werden, die der Steuerschieber er­ reicht, bevor der Strömungsquerschnitt vollständig geschlos­ sen ist, oder aber durch Längskanäle od. dgl. die bezüglich ihres Querschnitts von der Drosselbewegung des Steuerschie­ bers unberührt bleiben. Je nach den gestellten Anforderungen kann der verbleibende Restquerschnitt in beiden Bewegungs­ richtungen, d. h. in der Druckstufe und der Zugstufe, unter­ schiedlich sein.

Die Ausbildung des Teleskopstoßdämpfers kann aber auch ent­ sprechend dem Patentanspruch 3 erfolgen. Hierbei läßt sich der Steuerschieber wenigstens in einer der beiden Bewegungs­ richtungen bis zum vollständigen Abschluß der durch den Kol­ ben geführten Strömungswege verschieben, wodurch der Kolben nach weichem Auffangen des Stoßes in der betreffenden Be­ wegungsrichtung zum Stillstand kommt.

Durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 wird dafür Sorge getragen, daß der Steuerschieber nach hydraulisch erzwunge­ nen Steuerbewegungen wieder in eine neutrale Stellung zurück­ bewegt wird, welche eine durch den Steuerschieber unbeein­ flußte oder doch im wesentlichen unbeeinflußte Verdrängungs­ strömung durch den Kolben hindurch ermöglicht. Die den Steuerschieberbewegungen entgegenwirkenden Federkräfte kön­ nen für beide Bewegungsrichtungen des Steuerschiebers durch entsprechende Bemessung der Federhärte unterschiedlich sein, wodurch für die beiden möglichen Kolbenbewegungsrichtungen unterschiedliche Dämpfungseigenschaften erzielbar sind.

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung auf einen Zweirohr­ dämpfer geht aus Patentanspruch 5 hervor. Hierbei befinden sich an beiden Enden des Stoßdämpfers Ventilanordnungen, von denen das bekannte Bodenventil einen Abschluß des Arbeitszylinderraums in der Druckstufe herbeiführt, während das erfindungsgemäße Rückschlagventil am entgegengesetzten Ende des Stoßdämpfers für einen Abschluß des benachbarten Arbeitszylinderraums in der Zugstufe sorgt.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoß­ dämpfers ist in Anspruch 6 angegeben. Die Kapillarbohrungen in den beiden Kolbenstirnwänden können dem jeweiligen An­ wendungserfordernis des Stoßdämpfers entsprechend kalibriert sein. Durch diese Kapillarbohrungen hindurch erfolgt die hydraulische Beaufschlagung des Steuerschiebers bei ent­ sprechend vor der betreffenden Kolbenstirnwand aufgebautem Staudruck. Durch die koaxiale Anordnung von Kolben und Steuerschieber wird eine fertigungsgünstige rotationsym­ metrische Anordnung dieser Teile erzielt.

Eine hierfür besonders zweckmäßige Ausbildung des Steuer­ schiebers geht aus Patentanspruch 7 hervor. Durch die im Steuerschieber vorgesehene Querwand werden einerseits die im Steuerschieber gebildeten beiden Kammern gegeneinander ab­ gedichtet und andererseits dient die Querwand zur Abstützung zweier als Druckfedern ausgebildeter Rückstellfedern. Die auf beiden Seiten vorhandenen hydraulischen Wirkflächen des Steuerschiebers ergeben sich für jede Steuerschieberseite aus der Summe der Ringfläche der Zylinderhülse und der Fläche der Querwand.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der durch den Kolben hin­ durchgeführten Strömungswege und der Steuerelemente, die die Querschnittsflächengröße dieser Strömungswege nach Maß­ gabe der Relativstellung zwischen Kolben und Steuerschieber steuern, geht aus Patentanspruch 8 hervor.

Die Merkmale des Patentanspruchs 9 ermöglichen eine beson­ dere stufenlose und sich über einen Wegabschnitt des Steuer­ schiebers erstreckende feine Verengung des freien Strömungs­ querschnitts des Strömungsweges durch den Kolben hindurch. Hierbei ist noch ein Strömungsquerschnitt in Form eines schmalen Umfangsringes vorhanden, wenn eine Umfangskante einer Umfangsnut im Steuerschieber bereits die axiale Posi­ tion der gegenüberliegenden Umfangskante eines zugehörigen Ringkanals des Steuerschiebers erreicht hat. Erst eine wei­ tere Relativverschiebung zwischen Steuerschieber und Kolben führt dann zu einer zunehmenden weiteren Verengung des ring­ förmigen Strömungsquerschnitts, der dann praktisch seinen Nullwert erreicht, wenn die Zylinderaußenwand des Steuer­ schiebers und die Zylinderbohrung des Kolbens nach fortge­ setzter Relativverschiebung zwischen Steuerschieber und Kol­ ben aneinanderliegen. Durch diese Maßnahmen wird eine be­ sonders weiche Dämpfungscharakteristik erzielt.

Vorteilhafte Ausbildungen der Übergangsflächen zwischen den betrachteten Umfangskanten und den zugehörigen Zylinderflä­ chen ergeben sich aus den Patentansprüchen 10 und 11.

Aus Patentanspruch 12 geht hervor, wie beispielsweise ver­ wirklicht werden kann, daß der Steuerschieber die durch den Kolben hindurchgeführten Strömungswege nicht vollständig ab­ schließt, sondern den Strömungsquerschnitt bis auf einen gleichbleibenden geringen Restwert verringert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem inneren Ende der Kolbenstange und dem Kolben, mit welcher gleichzeitig eine weitere Führung für den Steuerschieber ge­ wonnen wird, geht aus Patentanspruch 13 hervor.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des Rückschlagventils am Kopfende des Stoßdämpfers ergibt sich aus Patentanspruch 14.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der ein Ausführungsbeispiel zum Teil in schematisierter Form wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt des Stoßdämpfers, der in seiner axialen Länge dreifach unterbrochen dargestellt ist,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Kolbens,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seiten­ ansicht des Kolbens gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Seiten­ ansicht des Steuerschiebers und

Fig. 5a, 5b eine vergrößerte Einzelheit gemäß dem Kreis V der Fig. 4, jedoch mit einem hinzugefügten abgebrochen dar­ gestellten Wandungsteil des Kolbens, in zwei unterschiedlichen Ausfüh­ rungsvarianten.

In Fig. 1 ist die Erfindung anhand eines drucklosen Zweirohr­ dämpfers dargestellt. Das den Arbeitszylinder bildende ln­ nenrohr 1 wird konzentrisch von einem Außenrohr 2 umgeben, dessen Innendurchmesser größer ist, als der Außendurchmesser des Innenrohres, wodurch zwischen beiden Rohren ein Aus­ gleichsraum 3 gebildet ist. Am Kopfende des Stoßdämpfers sind das Innenrohr 1 und das Außenrohr 2 an einer Stangen­ führung 4 jeweils abgedichtet befestigt. Am unteren Ende des Stoßdämpfers sind die beiden Rohre 1, 2 ebenfalls abge­ dichtet an einem Endstück 5 befestigt. Durch die Stangenfüh­ rung 4 ist eine Kolbenstange 6 hindurchgeführt, an deren äußerem Ende die Abschlußwand 7 eines das Außenrohr 2 kon­ zentrisch umgebenden Schutzrohres 8 angebracht ist. Am inneren Ende der Kolbenstange 6 ist ein Kolben 9 auf noch näher zu erläuternde Art befestigt, der verschiebbar in dem Arbeitszylinder 1 angeordnet ist und durch einen Kolbenring 10 gegenüber der inneren Zylinderwand des Arbeitszylinders 1 abgedichtet ist. Der Kolbenring 10 befindet sich in einer Kolbenringnut 11 (Fig. 3).

Die Abdichtung der Kolbenstange 6 gegenüber der Stangenfüh­ rung 4 übernimmt eine Stangendichtung 12, die von einer in die Stangenführung von außen eingeschraubten Abschlußmutter 13 in ihrer Lage gehalten wird. In der Abschlußmutter 13 befindet sich ein die Kolbenstange 6 umgebender Abstreifring 14. Die Stangendichtung 12 wird durch eine Mehrzahl von Bohrungen 15 hindurch mit Stoßdämpferöl beaufschlagt. Die Stangenführung 4 besitzt einen konzentrischen Vorsprung 16, an welchem außen der Arbeitszylinder 1 befestigt ist und der innen eine zylindrische Axialbohrung 17 aufweist, in welcher ein Überströmkolben 18 axial verschiebbar gelagert ist. Der Überströmkolben 18 sitzt verschiebbar auf der Kolbenstange 6 und liegt in der gezeichneten Stellung der Teile seinem unteren Anschlag an, der durch einen in die Axialbohrung 17 eingesetzten Sprengring 19 gebildet ist. Der Überströmkolben 18 weist eine Ringschulter auf, welcher das untere Ende einer als Schraubendruckfeder ausgebildeten Rückstellfeder 20 anliegt. Das obere Ende der vorgespannten Rückstellfeder 20 stützt sich an der Bodenfläche der Axial­ bohrung 17 ab. Der Ausgleichsraum 3 ist mit der Axialbohrung 17 über eine Mehrzahl von am Umfang verteilten Querbohrungen 21 verbunden und bildet zusammen mit diesen einen Überström­ weg. In der in Fig. 1 gezeigten Stellung der Teile ist die­ ser Überströmweg durch Überströmbohrungen 22 mit dem Arbeits­ zylinderraum verbunden, der durch den Kolben 9 in einen obe­ ren Teil 23 und einen unteren Teil 24 unterteilt ist. Wie ersichtlich ist, überschleift der Überströmkolben 18 bei seiner Aufwärtsbewegung die Überströmbohrungen 22 und schließt damit den oberen Teil 23 des Arbeitszylinderraums nach oben ab.

Im Endstück 5 befindet sich ein Bodenventil, das im gezeigten Beispiel aus einer Kugel 25 und einem zugeordneten Ventilsitz 26 gebildet ist. Die Kugel 25 befindet sich in einem nach oben durch eine Lochblende 27 od. dgl., durch welche die Kugel nicht hindurchtreten kann, abgeschlossenen Raum 28, der über eine an den Ventilsitz 26 anschließende Bohrung 29 mit einem Kanal 30 verbunden ist. Der Raum 28, die Boh­ rung 29 und der Kanal 30 bilden einen Überströmweg zwischen dem Ausgleichsraum 3 und dem unteren Teil 24 des Arbeits­ zylinderraums. Die Lochblende 27 ruht auf einer Ringschulter des Raums 28 und wird durch einen Sprengring 31 in ihrer Lage gehalten. Die Bohrung 29 wird von unten durch einen Stopfen 32 dicht verschlossen, der die Befüllung des Stoß­ dämpfers mit Stoßdämpferöl ermöglicht.

Der Kolben 9 weist eine mit seiner Mittelachse koaxiale Zylinderbohrung 33 auf, in welcher ein Steuerschieber 34 verschiebbar geführt ist. Zur Unterstüzung der Abdichtung der Außenumfangswand des Steuerschiebers 34 gegenüber der Zylinderbohrung 33 können in der Außenumfangswand mehrere Umfangsrillen 35 (Fig. 4) vorgesehen sein, die eine Abdich­ tung ähnlich einer Labyrinthdichtung herbeiführen. Die Zylinderbohrung 33 wird oben und unten jeweils durch eine Kolbenstirnwand 36 bzw. 37 dicht geschlossen. Die Kolben­ stange 6 ist mit einem Bereich geringeren Durchmessers durch den Kolben 9 axial hindurchgeführt und verbindet die beiden Kolbenstirnwände 36, 37 miteinander. Zu diesem Zweck kann das Ende der Kolbenstange in die Kolbenstirnwand 37 einge­ schraubt sein, wodurch beide Kolbenstirnwände gegen ent­ sprechende Auflager am Kolben angedrückt werden.

Der zylinderhülsenförmig ausgebildete Steuerschieber 34 unterteilt die Zylinderbohrung 33 in eine obere Kammer 38 und eine untere Kammer 39 und besitzt zu diesem Zweck eine mittlere Querwand 40, die mit einer Zentralbohrung für den Durchtritt der Kolbenstange 6 versehen ist. Die Zentral­ bohrung ist gegenüber der Kolbenstange abgedichtet, je­ doch ist der Steuerschieber 34 auf der Kolbenstange in axialer Richtung verschiebbar, soweit es der axiale Abstand der zueinander gekehrten lnnenflächen der Kolbenstirnwände 36, 37 zuläßt. Von beiden Seiten her ist in den Steuerschie­ ber 34 jeweils eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstellfeder 41 bzw. 42 eingeführt, die sich einerseits an der Querwand 40 und andererseits an der benachbarten Kolbenstirnwand 36, 37 mit Vorspannung abstützen. Die Rück­ stellfedern 41, 42 sind so ausgeführt, daß sich der Steuer­ schieber 34 in der in Fig. 1 dargestellten neutralen Stel­ lung befindet, wenn zwischen den Teilen 23 und 24 des Ar­ beitszylinderraums keine Druckdifferenz im Stoßdämpferöl vorliegt. In den Kolbenstirnwänden 36 und 37 befindet sich jeweils eine genau kalibrierte Kapillarbohrung 43 bzw. 44. Die Kapillarbohrung 43 verbindet die obere Kammer 38 mit dem oberen Teil 23 des Arbeitszylinderraums, während die Kapillarbohrung 44 die untere Kammer 39 mit dem unteren Teil 24 des Arbeitszylinderraums verbindet.

Zur Erläuterung der durch den Kolben hindurchgeführten Strömungswege für das Stoßdämpferöl wird nunmehr im wesent­ lichen auf die Fig. 2 bis 4 in Verbindung mit Fig. 1 Bezug genommen. Wie aus Fig. 3 hervorgeht ist in der Außenfläche des Kolbens 9 zu beiden Seiten des Kolbenringes 11 je eine sich über den Kolbenumfang erstreckende Umfangsnut 45 bzw. 46 vorgesehen. Diese Umfangsnuten 45, 46 stehen mit dem jeweils benachbarten Teil des Arbeitszylinderraums über mehrere Verbindungskanäle 47 (Fig. 1) in Verbindung, die im gezeigten Beispiel durch Abflachungen 48 am Zylinderum­ fang des Kolbens 9 erzielt worden sind. In der Zylinderboh­ rung 33 des Kolbens 9 befinden sich zwei mit Abstand zu­ einander angebrachte Ringkanäle 49 und 50, die jeweils durch eine Mehrzahl von Radialbohrungen 51 mit der Umfangs­ nut 45 bzw. 46 verbunden sind. Die Ringkanäle 49, 50 und die Radialbohrungen 51 sind ebenfalls Bestandteile der durch den Kolben 9 hindurchgeführten Strömungswege.

In der in Fig. 1 gezeigten neutralen Stellung des Steuer­ schiebers 34 werden die beiden Ringkanäle 49 und 50 durch eine Umfangsnut 52 in der Außenfläche des Steuerschiebers 34 miteinander verbunden. Auf diese Weise kann das Stoßdämpfer­ öl in der neutralen Stellung oder annähernd neutralen Stel­ lung des Steuerschiebers 34 praktisch ohne wesentliche Drosselung von dem oberen Teil 23 zum unteren Teil 24 des Arbeitszylinderraums gelangen oder auch in umgekehrter Rich­ tung, wenn sich der Kolben 9 verhältnismäßig langsam in dem Arbeitszylinder 1 nach oben bzw. nach unten verschiebt. Bei der Bewegung nach oben durchströmt ein Teil des vom Kolben 9 verdrängten Öls die geschilderten Strömungswege wie folgt: Verbindungskanäle 47 - Umfangsnut 45 - Radial­ bohrungen 51 - Ringkanal 49 - Umfangsnut 52 - Ringkanal 50 - Radialbohrungen 51 - Umfangsnut 46 - Verbindungskanäle 47. Bei Abwärtsbewegung des Kolbens 9 ist lediglich die Reihen­ folge umgekehrt.

Im gezeichneten Beispiel steht die Umfangsnut 52 des Steuer­ schiebers 34 mit der oberen Kammer 38 der Zylinderbohrung 33 über einen Längskanal 53 engen Querschnitts in Verbindung, der auch die in diesem Bereich befindlichen Umfangsrillen 35 durchsetzt.

Zur Erläuterung der die Querschnittsdrosselwirkung des Steuerschiebers 34 bewirkenden Elemente wird nunmehr auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen. Wie daraus ersichtlich ist, sind die Umfangskanten 54 der Umfangsnut 52 nicht ent­ sprechend der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 mit dem Zylinderdurchmesser des Steuerschiebers 34 ausgebildet, sondern besitzen demgegenüber einen etwas geringeren Durch­ messer. Ausgehend von den Umfangskanten 54 erstrecken sich stufenlos ansteigende Übergangsflächen 56 bzw. 56′, von denen beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5b die Übergangs­ fläche 56 bogenförmig konvex verläuft und stufenlos an die Außenumfangsfläche des Steuerschiebers 34 anschließt, wäh­ rend die Übergangsfläche 56′ bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5a die Form einer Kegelmantelfläche besitzt, die ebenfalls in die Umfangsfläche des Steuerschiebers 34 übergeht. In den Fig. 5a und 5b sind die radialen Abmes­ sungsverhältnisse erheblich übertrieben dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich bei den Übergangsflächen um sehr feine Durchmesserübergänge.

Im gezeigten Beispiel wirken die Umfangskanten 54 mit jeweils gegenüberliegenden Umfangskanten 58 der Ringkanäle 49, 50 zusammen. Diese Umfangskanten 58 sind scharfkantig und besitzen den Durchmesser der Zylinderbohrung 33. In den Fig. 5a und 5b ist zur Verdeutlichung die Relativlage der Umfangskanten 54 und 58 unterschiedlich dargestellt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5a hat die steuernde Umfangskante 54 die Umfangskante 58 soeben überschliffen, jedoch befindet sich zwischen der Umfangskante 58 und der Übergangsfläche 56′ nur noch ein verhältnismäßig geringer Drosselspalt 59′. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5b hat sich dagegen der Steuerschieber 34 relativ zum Kolben 9 bereits soweit verschoben, daß zwischen der Umfangskante 58 und der Übergangsfläche 56 nur noch ein sehr enger Drossel­ spalt 59 vorhanden ist. Es ist ersichtlich, daß bei fort­ gesetzter Relativverschiebung des Steuerschiebers 34 zum Kolben 9 in Richtung des in Fig. 5b angegebenen Pfeils 60 dieser Drosselspalt völlig geschlossen wird, wenn nicht, wie mit Bezug auf Fig. 4 beschrieben wurde, ein oder meh­ rere Längskanäle 53 vorgesehen sind. Durch den sich bei fort­ schreitender Relativverschiebung zwischen dem Steuerschie­ ber 34 und dem Kolben rasch verengenden Drosselspalt 59 bzw. 59′ wird die dem Pfeil 60 entgegengesetzt gerichtete und durch den Pfeil 61 repräsentierte Kolbenbewegung rasch mit progressiver Wirkung abgebremst. Durch die in den Zeichnungen dargestellte Symmetrie der Anordnung, erfolgt eine entsprechende Abbremsung in beiden möglichen Bewegungs­ richtungen des Kolbens. Durch entsprechende Dimensionierung und Formgebung der den Drosselspalt 59 bzw. 59′ begrenzen­ den Wandflächen können unterschiedliche Abbremseffekte für die beiden Bewegungsrichtungen erzielt werden.

Anstelle oder zusätzlich zu der mit Bezug auf die Fig. 5a und 5b geschilderten Anordnung können auch die Umfangskanten 58 der Ringkanäle 49, 50 einen größeren Durchmesser als die Zylinderbohrung 33 aufweisen und mit entsprechenden Über­ gangsflächen in die zwischen den Ringkanälen 49, 50 befind­ liche Zylinderwandung übergehen. Erfolgt diese Anordnung anstelle der in den Fig. 5a und 5b dargestellten Anordnung, so sind die Umfangskanten 54 scharfkantig und durchmesser­ gleich mit dem Außenumfang des Steuerschiebers 34.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Teleskopstoßdämpfers wird wiederum auf Fig. 1 Bezug genommen, wobei zunächst die Zugstufe bei langsamer Kolbenbewegung beschrieben wird. Hierbei wird das oberhalb des Kolbens 9 befindliche Öl teilweise über das beschriebene am Kopfende befindliche Rückschlagventil in den Ausgleichsraum 3 hinein­ verdrängt und teilweise strömt das Öl durch die beschrie­ benen Strömungswege des Kolbens 9. Gleichzeitig wird über das Bodenventil Öl aus dem Ausgleichsraum 3 nachgesaugt. Bei dieser langsamen Bewegung baut sich oberhalb des Kol­ bens 9 kein nennenswerter Staudruck auf, wodurch eine ein­ seitige hydraulische Beaufschlagung des Steuerschiebers 34 begrenzt bleibt, so daß die Rückstellfedern 41, 42 den Steuerschieber 34 etwa in der neutralen Stellung halten kön­ nen. Je nach Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 9 kommt es zu geringfügigen der Kolbenbewegungsrichtung entgegen­ gesetzten Schiebebewegungen des Steuerschiebers.

Erfolgt in der Zugstufe eine erhebliche Zunahme der Kolben­ bewegungsgeschwindigkeit, beispielsweise infolge der Ein­ leitung eines Stoßes, so wird zwar anfänglich anteilmäßig sowohl über das obere Rückschlagventil als auch durch die Strömungswege des Kolbens hindurch noch Öl verdrängt unter gleichzeitigem Nachsaugen von Öl über das Bodenventil, je­ doch steigt der Öldruck im oberen Teil 23 des Arbeitszylin­ derraums rasch an, so daß das obere Rückschlagventil durch Verschiebung des Überströmkolbens 18 nach oben geschlossen wird. Nunmehr baut sich durch die Kapillarbohrung 43 hin­ durch in der oberen Kammer 38 ein größerer Öldruck auf als in der unteren Kammer 39. Der auf die obere Fläche der Quer­ wand 40 und die obere Ringfläche des Steuerschiebers 34 einwirkende Differenzdruck verschiebt den Steuerschieber 34 entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens nach unten, wo­ durch die bereits erwähnte Verengung der Strömungwege zwi­ schen den Umfangskanten 58 und den Übergangsflächen 56 bzw. 56′ progressiv eintritt. Dementsprechend erhöht sich pro­ gressiv die Dämpfungskraft bis zur völligen Schließung der durch den Kolben geführten Strömungswege, bzw. beim Vor­ handensein eines Längskanals 53 bis zum Querschnitt des Längskanals.

Für die Zugstufe bedeutet dies, daß bei langsamen Kolben­ bewegungen keine wirksame oder besonders wirksame Dämpfungs­ kraft entsteht, wobei dieses Verhalten unabhängig von der Hubstellung des Kolbens im Arbeitszylinder vorhanden ist. Wird dagegen der Kolben schnell bewegt, so tritt rasch und auf kurzem Wege eine weiche Dämpfung mit progressiver Zu­ nahme der Dämpfkraft auf. Auch dieses Verhalten ist unab­ hängig von der Hubstellung des Kolbens im Arbeitszylinder.

In der Druckstufe schließt auch bei langsamer Kolbenbewegung das Bodenventil, wobei das vom Kolben verdrängte Öl über die beschriebenen Strömungswege durch den Kolben hindurch vom unteren Teil 24 des Arbeitszylinderraums in den oberen Teil 23 des Arbeitszylinderraums übertritt und zusammen mit dem durch die eintauchende Kolbenstange 6 verdrängten Öl über das obere Rückschlagventil in den Ausgleichsraum 3 über­ strömt. Hierbei bewegt sich der Steuerschieber 34 nur uner­ heblich gegenüber seiner neutralen Stellung, so daß es nicht zu einer merklichen Drosselung der durch den Kolben geführ­ ten Strömungswege kommt. Daher liegt bei langsamer Bewegung unabhängig von der Hubstellung des Kolbens im Arbeitszylinder auch bei der Druckstufe keine wirksame Dämpfung vor.

Wird dagegen in der Druckstufe der Kolben schnell bewegt, so steigt der Öldruck im unteren Teil 24 des Arbeitszylinder­ raums schnell an, wodurch sich durch die Kapillarbohrung 44 hindurch in der unteren Kammer 39 rasch ein größerer Öldruck aufbaut als in der oberen Kammer 38. Infolge dieses Diffe­ renzdrucks verschiebt sich der Steuerschieber 34 gegenläufig zum Kolben, wodurch das anfängliche Überströmen des ver­ drängten Öls durch die Strömungswege des Kolbens hindurch zum oberen Teil 23 des Arbeitszylinders schnell gedrosselt wird, bis der engste Strömungsquerschnitt in den Strömungs­ wegen, d. h. der Drosselspalt, sich bis auf den Wert Null verringert hat, bzw. auf den Restwert des Querschnitts eines etwa vorhandenen Längskanals 53. Hierbei steigt die Dämpf­ kraft progressiv bis zu ihrem maximalen Wert an, wodurch eine sehr wirksame Dämpfung in der Druckstufe erreicht wird.

Sowohl in der Zugstufe als auch in der Druckstufe stellt die jeweils aktive Rückstellfeder 41 bzw. 42 den Steuerschieber 34 nach Vernichtung der Stoßenergie, d. h. Überführung der Stoßenergie in Wärme, wieder in die in Fig. 1 gezeigte neu­ trale Stellung zurück, wodurch die durch den Kolben geführ­ ten Strömungswege wieder freigegeben werden.

Für das Ansprechverhalten des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers ist die richtige Bemessung der Strömungskanäle, insbesondere der Kapillarbohrungen 43, 44 besonders wichtig. Erhalten die Kapillarbohrungen einen zu großen Durchmesser, so baut sich der Differenzdruck am Steuerschieber zu schnell auf, wodurch sehr rasch hohe Dämpfungskräfte auftreten. Bei feinem Kapillardurchmesser dagegen erfolgt der Differenzdruckaufbau am Steuerschieber 34 verhältnismäßig langsam, wodurch die Dämpfkraft einen gewünschten progressiven Verlauf nimmt. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers kann daher durch entsprechende Dimensionierung des Kolbens in verhältnismäßig weiten Grenzen variiert werden, ohne daß die übrigen Teile des Dämpfers einer entsprechenden Änderung bedürfen. Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer kann daher über einen weiteren Anwendungsbereich für verschiedenartige Kraftfahrzeuge ein­ gesetzt werden, wobei er lediglich durch entsprechende Zu­ ordnung unterschiedlicher Kolben an die erwartenden Bela­ dungs- und Belastungszustände sowie an die damit zu er­ wartenden dynamischen Radlastschwankungen angepaßt werden kann.

Claims (14)

1. Hydraulischer Teleskopstoßdämpfer, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem verschiebbar in einem Arbeitszylinder geführten Kolben, der an dem inneren Ende einer abgedichtet aus dem Arbeitszylinder herausgeführten Kolbenstange be­ festigt ist und in beiden Bewegungsrichtungen von Stoßdämp­ feröl durchströmte Strömungwege aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungswege im Kolben (9) durch einen im Kolben angeordneten Steuerschieber (34) drosselbar sind, der auf den Öldruckanstieg vor dem sich bewegenden Kolben (9) anspricht und mit einer der Kolbenbewegung gegenläufigen Schiebebewegung den Strömungsquerschnitt (59, 59′) der Strö­ mungswege nach Maßgabe der auf ihn einwirkenden hydraulischen Kräfte progressiv verengt.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt in mindestens einer der beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens (9) durch den Steuerschieber (34) bis auf einen gleichbleibenden Restwert verringerbar ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsquerschnitt in mindestens einer der beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens (9) durch den Steuerschieber (34) bis auf den Wert Null verringerbar ist.

4. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (34) in seinen beiden Bewegungsrichtungen gegen Rückstellfederkraft (41, 42) im Kolben (9) verschiebbar ist.

5. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4 in Zweirohr­ bauweise, mit einem Ausgleichsraum zwischen Arbeitszylinder und Außenrohr und einem in der Druckstufe schließenden Bo­ denventil im Überströmweg zwischen dem Ausgleichsraum und dem Arbeitszylinderraum, dadurch gekennzeichnet, daß am Kopfende des Stoßdämpfers zwischen dem Ausgleichsraum (3) und dem Arbeitszylinderraum ebenfalls ein Überströmweg angeordnet ist, der durch ein in der Zugstufe gegen Rück­ stellfederkraft (20) schließendes Rückschlagventil ver­ schließbar ist.

6. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kolben (9) koaxial mit seiner Achse eine Zylinderbohrung (33) aufweist, in welcher der Steuerschieber (34) abgedichtet geführt ist, der die Zylin­ derbohrung (33) in zwei voneinander getrennte Kammern (38, 39) aufteilt, die jeweils mit dem benachbarten Teil (23, 24) des Arbeitszylinderraums durch mindestens eine in einer zuge­ hörigen, die Zylinderbohrung (33) schließenden Kolbenstirn­ wand (36, 37) befindliche Kapillarbohrung (43, 44) verbun­ den ist.

7. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (34) zylinderhülsen­ förmig ausgebildet und mit einer Querwand (40) versehen ist, welche die beiden getrennten Kammern (38, 39) der Zylinder­ bohrung (33) nach innen zu begrenzt und welcher beiderseits Rückstelldruckfedern (41, 42) mit ihren inneren Enden anliegen, die sich mit ihren äußeren Enden jeweils an einer Kolbenstirnwand (36, 37) mit Vorspannung abstützen.

8. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß beiderseits eines Kolbenringes (11) in der Außenfläche des Kolbens (9) je eine sich wenig­ stens über einen Teil des Kolbenumfangs erstreckende Um­ fangsnut (45, 46) vorgesehen ist, die einerseits mit dem benachbarten Teil (23, 24) des Arbeitszylinderraums durch mindestens einen Verbindungskanal (47) und andererseits mit einem von zwei mit gegenseitigem axialen Abstand in der Zylinderbohrung (33) angebrachten Ringkanälen (49, 50) durch mindestens eine Radialbohrung (51) in hydraulischer Verbindung steht, und daß der Steuerschieber (34) in seiner Außenfläche eine Umfangsnut (52) aufweist, welche die bei­ den Ringkanäle (49, 50) in der neutralen Stellung des Steuer­ schiebers (34) miteinander verbindet und deren Umfangs­ kanten (54) zusammen mit den gegenüberliegenden Umfangskan­ ten (58) der beiden Ringkanäle (49, 50) die Querschnitts­ flächengröße (59, 59′) der durch den Kolben (9) hindurchge­ führten Strömungswege steuern.

9. Stoßdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangskanten (54) der Umfangsnut (52) im Steuer­ schieber (34) und/oder die damit zusammenwirkenden jeweils gegenüberliegenden Umfangskanten (58) der beiden Ringkanäle (49, 50) des Steuerschiebers (34) einen etwas geringeren Durchmesser als die Zylinderaußenwand des Steuerschiebers bzw. einen etwas größeren Durchmesser als die Zylinderbohrung des Kolbens (9) aufweisen, wobei die Umfangskanten mit einer stufenlosen Übergangsfläche (56, 56′) in die Zylinderaußen­ wand bzw. die Zylinderbohrung übergehen.

10. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsfläche (56) in Axialrichtung bogenförmig ist.

11. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsfläche (56′) die Gestalt einer Kegel­ stumpfmantelfläche sehr geringer Kegelneigung besitzt.

12. Stoßdämpfer nach den Ansprüchen 2 und 6 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens auf einer Seite der Umfangsnut (52) des Steuerschiebers (34) am Zylinderumfang ein Längskanal (53) engen Querschnitts angeordnet ist, der die Umfangsnut (52) mit einer Kammer (38, 39) der Zylinder­ bohrung (33) im Kolben (9) verbindet.

13. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) mit einem abgestuften Durchmesser durch den Kolben (9) axial hindurch­ geführt ist und die beiden Kolbenstirnwände (36, 37) mit­ einander verbindet, wobei der Steuerschieber (34) mittels einer Zentralbohrung (62) in seiner Querwand (40) abgedich­ tet auf der Kolbenstange (6) verschiebbar ist.

14. Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil einen Überströmkolben (18) ein­ schließt, der in einer Axialbohrung (17) der Stangenführung (4) gegen die Kraft einer Rückstellfeder (20) verschiebbar ist, wobei der Überströmkolben (18) in die Axialbohrung (17) einmündende Überströmbohrungen (22) überschleift, welche den benachbarten Teil (23) des Arbeitszylinderraums mit dem Überströmweg verbinden.