DE3779532T2

DE3779532T2 - Stossdaempfer mit unter gasdruck stehender rueckstellfeder.

Info

Publication number: DE3779532T2
Application number: DE8787308231T
Authority: DE
Inventors: Patrick P Lee
Original assignee: Enidine Inc
Current assignee: ITT Enidine Inc
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1987-09-17
Publication date: 1993-02-04
Anticipated expiration: 2007-09-18
Also published as: JP2808445B2; DE3779532D1; EP0260968A3; JPS63145835A; EP0260968A2; US4742898A; CA1276654C; ATE76943T1; EP0260968B1

Description

Diese Erfindung betrifft insgesamt Stoßdämpfer und näher einen neuen und verbesserten hydraulischen Stoßdämpfer mit einem verhältnismäßig geringen Verhältnis der Länge zum Hub, verhältnismäßig niedrigere Herstellungskosten und vorgewählten dynamische Stoßdämpfungseigenschaften.
Die Art eines Stoßdämpfers, mit dem diese Erfindung befaßt ist, umfaßt eine Gehäuseanordnung, die einen länglichen Hohlraum festlegt, eine Kolbenanordnung, die betrieblich dem länglichen Hohlraum für die teleskopartige Bewegung relativ zur Gehäuseanordnung zugeordnet ist, und einen Aufbau, der die Steuerung der dynamischen, stoßdämpfenden Eigenschaften des Stoßdämpfer erleichtert. Die Kolbenanordnung umfaßt einen Kopf, der verschieblich in entgegengesetzten Richtungen längs und im Inneren des Hohlraums beweglich ist, und eine Stange, die sich vom Kopf aus und aus dem Hohlraum heraus durch das Gehäuse erstreckt und zwischen einem ausgefahrenen und einem eingefahrenen Zustand beweglich ist. Der Kolbenkopf legt im Inneren des Hohlraums eine Kammer mit variablem Volumen zur Aufnahme von hydraulischem Strömungsmittel fest, welche in der Größe abnimmt, wenn der Kolben vom einen Ende des länglichen Hohlraums zum anderen bewegt wird, und die Gehäuseanordnung umfaßt eine Einrichtung, die einen hydraulischen Strömungsmittel-Vorratsbehälter und zugeordnete Öffnungen oder Kanäle festlegt, die die Strömungsverbindung zwischen der Kammer mit variablem Volumen und dem Vorratsbehälter gestattet. Wenn die Stange mittels einer von außen her aufgebrachten Kraft aus einem ausgefahrenen Zustand in einen eingefahren Zustand bewegt wird, dann bewegt sich der Kolbenkopf vom einen Ende des länglichen Hohlraums zum anderen und preßt das hydraulische Strömungsmittel aus der Kammer mit variablem Volumen durch die Öffnungen zum Vorratsbehälter. Die Öffnungen sind in typischer Weise so bemessen, daß sie die Strömung des hydraulischen Strömungsmittels hierzwischen regulieren, wobei es dynamische Stoßkräfte und damit eine absorbierende Energie erzeugt, wenn der Kolbenkopf von dem einen Ende des länglichen Hohlraums zum anderen gepreßt wird. Deshalb werden Stoß-Belastungskräfte, die danach trachten, die Stange abrupt aus ihrem ausgefahrenen Zustand in ihren eingefahrenen Zustand zu bewegen, wirksam von der regulierten Strömung des hydraulischen Strömungsmittels aus der Kammer mit variablem Volumen zum Vorratsbehälter absorbiert.
Um die dynamischen stoßdämpfenden Eigenschaften des Stoßdämpfers zu steuern, erstrecken sich die Öffnungen jeweils zwischen den Wänden des länglichen Hohlraums und dem Vorratsbehälter und sind gemeinsam in einem vorgewählten Muster oder einer Reihenfolge angeordnet, das sich insgesamt der Länge nach längs einer Wand des länglichen Hohlraums erstreckt. Wenn deshalb der Kolbenkopf sich vom einen Ende des länglichen Hohlraums zum anderen bewegt, werden die Öffnungen in einer vorgewählten, gewünschten Folge vom Kolbenkopf abgesperrt oder verschlossen, wobei sich die Anzahl der Öffnungen verringert, durch welche das hydraulische Strömungsmittel die Kammer mit variablem Volumen verlassen kann. Durch geeignete Bemessung und Anordnung der Öffnungen längs der Wand des länglichen Hohlraums kann der Stoßdämpfer in seiner Wirkung jegliche Art einer Stoßkurve liefern.
Wenn die Stange in den eingefahrenen Zustand zurückbewegt wurde und die Belastungskräfte von ihr entfernt wurden, ist es notwendig, die Stange in den ausgefahrenen Zustand zurückzuführen, um den Stoßdämpfer für eine Wiederholung der auftreffenden Stoßlast vorzubereiten. Zu diesem Zweck ist es bei Stoßdämpfern üblich, eine Rückstellfeder aus Metall mit aufzunehmen, um auf die Kolbenanordnung einzuwirken und hierbei die Stange aus dem eingefahrenen Zustand in den ausgefahrenen Zustand zu drücken, wenn die Belastungskräfte auf die Stange entlastet werden.
Rückstellfedern zum Einwirken auf die Kolbenanordnung sind normalerweise raumspiralig gewundene Druckfedern, die entweder rund um die Stange oder im Inneren des länglichen Hohlraums angeordnet sind, wobei sie auf die Kolbenanordnung einwirken. Die Bewegung der Stange aus dem ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand drückt die Spiralfeder oder Spiralfedern aus einem verlängerten Zustand in einen zusammengedrückten Zustand, um die Stange in den ausgefahrenen Zustand zurückzuführen, wenn erst einmal die Belastungskräfte, die auf die Stange einwirken, beseitigt sind.
Eine Einschränkung, die Rückstellfedern, wie einer oben beschriebenen Spiralfeder, zugeordnet sind, betrifft die Länge der Stange oder der Gehäuseanordnung, die erforderlich ist, um die Längen der Federn aufzunehmen. Wenn sich beispielsweise die Stange in ihrem eingefahrenen Zustand befindet, dann muß die Länge der Stange oder der Gehäuseanordnung lang genug sein, um die Länge der Spiralfeder aufzunehmen, wenn sie zusammengedrückt ist. Natürlich erfordert eine verhältnismäßig lange Stangen- oder Gehäuseanordnung eine beträchtliche Gesamtlänge des Stoßdämpfers. Es wäre deshalb erwünscht, einen neuen und verbesserten Stoßdämpfer vorzusehen, der eine Einrichtung aufweist, um die Stange in einen ausgefahrenen Zustand zurückzuführen, wobei die Länge der Stange oder der Gehäuseanordnung, die erforderlich ist, um die Länge der Spiralfedern aufzunehmen, umgangen wird, so daß die Gesamtlänge des Stoßdämpfers so kurz wie möglich sein kann.
Zusätzliche Beschränkungen, die solchen Rückstellfedern zugeordnet sind, umfassen die Kosten des Federmaterials und des Materials, das erforderlich ist für Stange und Gehäuse. Wenn ferner die Gehäuseanordnung in der Länge vergrößert ist, wird der Zusammenbau des Stoßdämpfers schwierig. Zusätzlich kann die Kraft solcher Federn nicht eingestellt werden, wodurch ein Ersatz, ein Zusatz zu den oder die Entfernung der Federn erforderlich ist.
GB-A-935.575 offenbart eine Luftfeder-Aufhängungseinheit zum Bewirken der automatischen Einstellung der Höhe eines Fahrzeugs. Die Einheit umfaßt einen Kolbenkopf, der innerhalb eines Arbeitszylinders verschieblich ist. Koaxial zum Arbeitszylinder befindet sich ein weiterer Zylinder und ein äußerer Mantel. Innerhalb eines Ringraumes zwischen dem Arbeitszylinder und dem weiteren Zylinder befindet sich ein zylindrischer Balgen. Der Raum zwischen dem Balgen und dem weiteren Zylinder enthält Druckluft. Öffnungen sind in der Seitenwand des Arbeitszylinders ausgebildet. Die Druckluft wirkt als ein Luftpolster, wenn der Kolben bewegt wird, um Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder zum Ringraum über die Öffnungen hinauszudrücken.
Ein abgeschlossener Stoßdämpfer hat infolge der Tatsache, daß die Stange in die Gehäuseanordnung eingeführt, wird das Erfordernis eines das Volumen kompensierenden Druckspeichers. Das Volumen der Kolbenstange muß mittels eines solchen Druckspeichers ausgeglichen werden, der herkömmlicherweise ein geschlossenzelliger Schaum war, wobei ein Luftkopf zwischen dem länglichen Hohlraum und dem äußeren Zylinder oder ein federbelasteter Kolben-Druckspeicher üblicherweise im Inneren der Kolbenstange angebracht war. Der kolbenartige Druckspeicher bringt zusätzliche Kosten und das Erfordernis für eine zusätzliche Abdichtung aus Gründen der Zuverlässigkeit mit sich, der Luftkopf kann die Belüftung des hydraulischen Strömungsmittels verursachen, was den raschen zyklischen Betrieb der Einheit verhindert, und der Schaum-Druckspeicher erhöht die Kosten des Stoßdämpfers.
Es ist dementsprechend ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen neuen und verbesserten Stoßdämpfer der oben genannten Art vorzusehen, der die oben beschriebenen Einschränkungen umgeht, die Stoßdämpfern zugeordnet sind, die Spiralfedern zum Zurückführen der Stange in den ausgefahrenen Zustand benutzen, der das kleinstmögliche Verhältnis der Länge zum Hub aufweist und der einen neuartigen und verbesserten Druckspeicher aufweist, der die oben erwähnten Nachteile vermeidet, die bisher verfügbaren Druckspeichern zugeordnet waren.
Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Stoßdämpfer mit einer Gehäuseanordnung, die einen langgestreckten Hohlraum definiert, um ein Hydraulik-Fluid aufzunehmen, einem ringförmigen Hohlraum, der den langgestreckten Hohlraum umgibt, einer Kolbeneinrichtung mit einem Kopf, der verschiebbar durch den langgestreckten Hohlraum für eine Gleitbewegung relativ zu dem und in Längsrichtung des langgestreckten Hohlraums aufgenommen ist, und einer langgestreckte Stange, die an dem Kopf angebracht ist, wobei die Stange ein Ende hat, das sich von der Gehäuseanordnung erstreckt und mit dem Kolbenkopf zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in welcher ein Teil der Stange von der Gehäuseanordnung vorsteht, und einer zurückgezogenen Stellung bewegbar ist, in welcher der Stangenteil in die Gehäuseanordnung zurückgezogen ist, weiterhin mit Mitteln, die eine zusammendrückbare Blase definieren, die ein Fluid unter Druck enthält und innerhalb des ringförmigen Hohlraumes so angeordnet ist, daß sie sich entlang zumindest eines Teils des langgestreckten Hohlraumes erstreckt und einen Teil einer inneren Wand des ringförmigen Hohlraums unbedeckt läßt, wobei sich der innere Wandteil entlang des langgestreckten Hohlraums erstreckt, und mit einer Öffnungsanordnung, die eine Fluid-Strömungsverbindung zwischen dem langgestreckten Hohlraum und dem ringförmigen Hohlraum bildet und entlang des Hubweges des Kolbenkopfes und entlang des unbedeckten inneren Wandteils angeordnet ist, so daß die Kolbeneinrichtung mit der Öffnungsanordnung zunehmend ausgerichtet ist, wenn sich der Kolbenkopf gleitend den langgestreckten Hohlraum entlang bewegte so daß, wenn Stoßkräfte auf den Stoßdämpfer einwirken, diese Kräfte die Stange aus der ausgefahrenen Stellung zu der zurückgezogenen Stellung bewegen, um die Öffnungsanordnung fortschreitend zu schließen und um dadurch das Hydraulik- Fluid von dem langgestreckten Hohlraum in den ringförmigen Hohlraum durch die Öffnungsanordnung zu drücken, wobei die Blase von einem expandierten Zustand in einen komprimierten Zustand gezwungen wird, um als Zwischenspeicher zu dienen und um Energie zu speichern, um die Stange in die ausgefahrene Stellung zurückzubewegen, sobald die Kräfte, die auf den Stoßdämpfer wirken, aufgehoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung einen Fluidstrom hoher Geschwindigkeit von dem langgestreckten Hohlraum in den ringförmigen Hohlraum vorsieht, und daß Mittel vorgesehen sind, die Blase von der Öffnungsanordnung zu beabstanden, so daß Fluid durch die Öffnungsanordnung in den ringförmigen Hohlraum fließen kann.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein neuer und verbesserter Stoßdämpfer, der eine unter Druck gesetzte innere Blase benutzt, um den Stoßdämpfer in einen ausgefahrenen Zustand zurückzuführen, und zur Verwendung als ein Druckspeicher, wobei die Steuerung der dynamischen stoßdämpfenden Eigenschaften des Stoßdämpfers durch eine Reihe von Öffnungen längs des Bewegungsweges des Kolbens geliefert wird.
Der Stoßdämpfer weist eine Gehäuseeinrichtung auf, mit Mitteln, die einen länglichen Hohlraum zur Aufnahme von hydraulischem Strömungsmittel festlegen, einer Kolbeneinrichtung mit einem Kopf, der verschieblich im länglichen Hohlraum aufgenommen ist, und eine aufweitbare Blase, die ein Strömungsmittel, wie etwa Druckgas enthält. Die Gehäuseeinrichtung begrenzt ferner einen ringförmigen Hohlraum, der den länglichen Hohlraum umgibt, und eine Anzahl von Öffnungen, durch welche der längliche und der ringförmige Hohlraum miteinander in Verbindung stehen. Die Kolbeneinrichtung umfaßt ferner eine längliche Stange, die mit dem einen Ende an den Kolbenkopf angefügt und sich mit dem anderen Ende aus der Gehäuseeinrichtung heraus erstreckt. Der Kolbenkopf ist dazu eingerichtet, sich gleitend relativ zum länglichen Hohlraum und längs der Längenerstreckung zwischen einem Ende des länglichen Hohlraums und dem anderen zu bewegen, wenn die Stange von einer außen aufgebrachten Kraft zwischen einem ausgefahrenen Zustand, in welchem ein Teil der Stange aus der Gehäuseeinrichtung heraussteht, und einem eingefahrenen Zustand bewegt wird, in welchem der Teil der Stange in die Gehäuseeinrichtung hineinbewegt ist.
Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die aufweitbare Blase innerhalb des Ringraumes auf eine solche Weise angeordnet, daß sie einen Abschnitt der Innenwand unbedeckt läßt, welcher Abschnitt der Innenwand sich in Längsrichtung längs des länglichen Hohlraums erstreckt. Ferner ist die Anzahl von Öffnungen, durch welche der längliche und der ringförmige Hohlraum miteinander in Verbindung stehen, längs des oben genannten Abschnitts der Wand des ringförmigen Hohlraums so angeordnet, daß, wenn sich der Kolbenkopf verschieblich relativ zum länglichen Hohlraum und längs dessen zwischen den entgegengesetzten Enden des länglichen Hohlraums bewegt, die Öffnungen aufeinanderfolgend durch den Kolbenkopf geschlossen und geöffnet werden. Die Blase ist mit Abstand zu den Öffnungen angeordnet, um nicht die Strömung des Strömungsmittels durch die Öffnungen zu beeinträchtigen. Wenn Lastkräfte, die auf den Stoßdämpfer einwirken, die Stange aus dem ausgefahrenen Zustand in den eingefahrenen Zustand bewegen und hierbei hydraulisches Strömungsmittel aus dem länglichen Hohlraum in den ringförmigen Hohlraum durch die offenen der Öffnungen hindurchpressen, wird die Blase zwangsweise aus einem aufgeweiteten Zustand in einen zusammengedrückten Zustand überführt, um als Druckspeicher zu dienen und die Energie für das nachfolgende Rückführen der Stange in den ausgefahrenen Zustand zu speichern, wenn die Belastungskräfte, die auf den Stoßdämpfer eingewirkt haben, entlastet sind.
Die Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 die Ansicht eines Längsschnitts ist, der teilweise abgeschnitten ist, von einem Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, und die Kolbenstange darstellt, wenn sie in ausgefahrenem Zustand gelegen ist.
Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich jener der Fig. 1 und stellt die Kolbenstange dar, wenn sie in einem eingefahrenen Zustand gelegen ist.
Fig. 3 ist die Ansicht eines Schnitts, der auf der Linie 3-3 der Fig. 1 vorgenommen wurde.
Fig. 4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Querschnitts ähnlich Fig. 3 und vorgenommen auf Linie 4-4 der Fig. 1.
Fig. 5 ist ein länglicher Teilschnitt ähnlich Fig. 1 und zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt ähnlich Fig. 3 und zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist ein vertikaler Teilschnitt längs Linie 7-7 in Fig. 6.
Es wird nun detaillierter auf die Zeichnungen übergegangen und es werden zunächst die Fig. 1 und 2 in Betracht gezogen; dort ist ein Ausführungsbeispiel eines Stoßdämpfers gezeigt, der insgesamt mit 10 bezeichnet ist und mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmt. Der Stoßdämpfer 10 umfaßt eine Einrichtung, die eine Gehäuseanordnung 12 bildet, eine Einrichtung, die eine Kolbenanordnung 14 bildet, und eine Einrichtung, die eine unter Druck stehende Blase 16 bildet, die innerhalb der Gehäuseanordnung 12 angeordnet ist. Die Kolbenanordnung 14 ist im Inneren der Gehäuseanordnung 12 zur Bewegung relativ zu deren Länge und längs deren sowie zwischen einem ausgefahrenen Zustand, wie in Fig. 1 gezeigt, und einem eingefahrenen Zustand, wie in Fig. 2 gezeigt, angebracht. Wie detaillierter nachfolgend beschrieben wird, wirkt die Blase 16 als eine Rückstellfeder zwischen der Gehäuseanordnung 12 und der Kolbenanordnung 14, um die Kolbenanordnung 14 aus dem eingefahrenen Zustand der Fig. 2 in den ausgefahrenen Zustand der Fig. 1 zu bewegen. Die Blase 16 funktioniert auch als ein Druckspeicher, wie noch beschrieben wird.
Die Gehäuseanordnung 12 umfaßt eine innere Hülse 18, eine äußere Hülse 20 und ein Paar gegenüberliegender Enddeckel 22, 24, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt. Die innere Hülse 18 ist in der Form zylindrisch und legt zwei entgegengesetzte Ende 26, 28 an der inneren Wand 30 und an der äußeren Wand 32 fest. An der Innenhülse 18 ist eine Reihe von Öffnungen 34 festgelegt, die sich zwischen der inneren und äußeren Wand 30, 32 erstrecken und in der Vorrichtung gemäß der Darstellung in einer Reihe angeordnet sind, die sich in Achsrichtung längs der Innenhülse 18 zwischen den Hülsenenden 26, 28 erstreckt. Es können aber auch andere Anordnungen von Öffnungen verwendet werden, wie etwa wendelförmige Muster oder andere. Die Öffnungen 34, 34 sind längs der Hülsenwand 30 der Größe und Lage nach so ausgebildet, daß sie den Stoßdämpfer 10 mit vorgewählten dynamischen Stoßdämpfungseigenschaften versehen, wie nachfolgend ersichtlich ist. In der Innenhülse 18 ist auch ein Paar diametral gegenüberliegender Kanäle 36, 36 vorgesehen, die sich zwischen der Innen- und Außenwand 30, 32 erstrecken und neben dem Hülsenende 28 angeordnet sind.
Die äußere Hülse 20, die gemäß der Darstellung eine zylindrische Form aufweist, legt zwei entgegengesetzte Enden 38, 40 und eine Innenwand 42 sowie eine Außenwand 44 fest. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, ist die äußere Hülse ein bißchen länger in ihrer Länge als jene der inneren Hülse 18. In der äußeren Hülse 20 ist ein Paar Öffnungen 46, 48 gebildet, die sich zwischen der Innen- und Außenwand 42, 44 erstrecken. In der gezeigten Vorrichtung ist die Öffnung 46 im wesentlichen in der Mitte der Längenerstreckung der äußeren Hülse 20 angeordnet und die Öffnung 48 ist im wesentlichen in der Mitte zwischen der Öffnung 46 und dem Hülsenende 40 angeordnet. In der Öffnung 48 ist dichtend ein Stopfen angeordnet, der eine Einfüllöffnung 50 vorsieht, durch welche der Stoßdämpfer 10 mit hydraulischem Strömungsmittel gefüllt oder entleert werden kann.
Die innere und äußere Hülse 18, 20 sind in typischer Weise konzentrisch angeordnet und relativ zueinander so gelegen, daß die jeweiligen Hülsenenden 26 und 38 im allgemeinen miteinander übereinstimmen. Die Enddeckel 22 und 24 tragen die innere zusammen mit der äußeren Hülse 18, 20 in der oben erwähnten Anordnung. Zu diesem Zweck weist der Enddeckel 22 die Form eines verhältnismäßig kurzen, stopfenartigen, zylindrischen Körpers auf, der zwei gegenüberliegende Endflächen 56, 58 aufweist, wobei die eine Endfläche 56 ein Paar Nuten oder Aussparungen 52, 54 hierin bildet. Jedes der Hülsenenden 26 und 28 ist passend in eine entsprechende Nut 54 bzw. 52 eingesetzt.
Der Enddeckel 24 weist die Form eines stopfenartigen Körpers auf, der entgegengesetzte Endflächen 60, 62 bildet, wie gezeigt, und eine mittige Durchgangsbohrung 64 erstreckt sich zwischen den Endflächen 60, 62. Der Körper des Enddeckels 24 bildet ein Paar ringförmiger Flächen 66 und 68 neben der Deckelfläche 60, um welche herum das Hülsenende 28 bzw. 40 passend angeordnet ist. Eine erläuternde Einrichtung zum Befestigen des Enddeckels 24 und der Außenhülse 20 ist eine mit einem Flansch versehene Haltekappe oder ein Haltering 70, der passend um den Enddeckel 24 und die äußere Hülse 20 herum aufgesetzt ist, wie gezeigt.
Es wird noch immer auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen; die Kolbenanordnung 14 umfaßt einen Kopf 72 und eine Stange 74, die am Kopf 72 angebracht ist. Der Kopf 72 weist die Form eines stopfenartigen Körpers mit einer zylindrischen äußeren Fläche 76 und zwei gegenüberliegenden Endflächen 78, 80 auf. Der Durchmesser der zylindrischen Fläche 76 weist eine solche Größe auf, daß sie eng in der Innenwand 30 der inneren Hülse 18 aufgenommen ist, aber die Gleitbewegung des Kolbenkopfes relativ zu dieser Innenwand und in deren Längsrichtung gestattet bleibt. Eine Ringnut ist im Körper des Kolbenkopfes 72 axial einwärts der Endflächen 78, 80 ausgebildet und nimmt ein Kolbenringelement 81 auf, welches dazu dient, zu verhindern, daß Flüssigkeit innerhalb der Hülse 18 den Kolben während des Betriebs des Stoßdämpfers umgeht. Die Kopfendfläche 78 ist eben und insgesamt der Endfläche 56 des Enddeckels 22 zugewandt, und die andere Kopfendfläche 80 bildet eine mittig angeordnete, mittige Aussparung 82, welche im Durchmesser etwa gleich ist jenem der Stange 74.
Die Stange 74 weist die Form eines länglichen Stößels auf, mit zwei entgegengesetzten Enden 84, 86, worin ein Ende 84 innerhalb der kreisförmigen Aussparung 82 des Kopfs 72 befestigt ist und sich das andere Ende 86 durch die Bohrung 64 des Enddeckels 24 und aus der Gehäuseanordnung 12 heraus erstreckt. Die Stange 74 weist eine solche Abmessung auf, daß sie eng, aber noch immer verschieblich von der Enddeckelbohrung 64 aufgenommen ist. Die Aufnahme der Stange 74 von der Enddeckelbohrung 64 gestattet es der Stange 74, relativ zur Gehäuseanordnung 12 verschieblich zwischen einem ausgefahrenen Zustand, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, in welchem sich ein mittlerer Teil, der mit 120 bezeichnet ist, aus der Gehäuseanordnung 12 heraus erstreckt, und einem eingefahrenen Zustand zu bewegen, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, bei welchem der mittige Stangenteil 120 in das Innere der Gehäuseanordnung 12 eingezogen ist. Ein Deckel 88 ist am Ende 86 der Stange 74 befestigt und weist eine Anlagefläche 90 auf, die insgesamt von der Gehäuseanordnung 12 weg und axial in ihre Längsrichtung weist, und eine gegenüberliegende Oberfläche 92 ist nahe dem Ende 86 der Stange 74 vorgesehen, wie gezeigt. Genauer gesagt, die Enddeckelfläche 92 bildet eine kreisförmige Aussparung 94, in welche das Stößelende 86 passend eingesetzt ist.
Es wird verständlich, daß die Innenwand 30 der Innenhülse 18 und die Endflächen 56, 60 des jeweiligen Enddeckels 22, 24 gemeinsam einen länglichen zylindrischen Hohlraum 98 bilden, der eine mit 96 bezeichnete Längsachse und ein erstes bzw. zweites gegenüberliegendes Ende 99, 101 aufweist. Ferner unterteilt der Kolbenkopf 72 den länglichen Hohlraum 98 in eine erste bzw. zweite Kammer mit variablem Volumen 100, 102. Die erste Kammer 100 mit variablem Volumen ist von dem Raum zwischen der Innenwand 30 der inneren Hülse 18, der Enddeckelfläche 56 und der Kolbenkopffläche 78 gebildet. Die zweite Kammer 102 mit variablem Volumen ist gemeinsam von dem Raum zwischen der Innenwand 30, der Enddeckelfläche 60 und der Kolbenkopffläche 80 gebildet. Wenn der Kolbenkopf 72 längs der Längenerstreckung des länglichen Hohlraums 98 und relativ zu diesem in der einen oder anderen axialen Richtung zwischen den Hohlraumenden 99, 101 bewegt wird, dann nimmt das innere Volumen der ersten Kammer 100 zu oder ab, während das innere Volumen der zweiten Kammer 102 ab- oder zunimmt.
Es wird auch verständlich, daß der Raum, der zwischen der Außenwand 32 der inneren Hülse 18, der Innenwand 42 der äußeren Hülse 20 und den Enddeckeln 22 und 24 gebildet ist, gemeinsam einen Ringraum 104 bildet, der den länglichen Hohlraum 98 umgibt. Die Strömungsverbindung zwischen dem länglichen Hohlraum 98 und dem ringförmigen Hohlraum 104 ist durch eine Reihe von Öffnungen 34, 34 und die Rückströmungskanäle 36 hergestellt, die sich zwischen dem länglichen und dem ringförmigen Hohlraum 98, 104 erstrecken. Infolge der betrieblichen Anordnung der Öffnungen 34 und der Kanäle 36, 36 längs der Wand 30 der inneren Hülse 18 stellen die Öffnungen 34, 34 eine Strömungsverbindung zwischen mindestens der ersten Kammer 100 mit variablem Volumen und dem ringförmigen Hohlraum 104 her, während die Rückströmungskanäle 36, 36 eine Strömungsverbindung zwischen dem ringförmigen Hohlraum 104 und der zweiten Kammer 102 mit variablem Volumen herstellen.
Bei dem dargestellten Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Inneren des ringförmigen Hohlraums 104 eine Halteeinrichtung angeordnet, die einen Haltering 106 und ein Paar Halteschienen 108, 110 umfaßt, um die Bewegung der Blase 16, die noch nachfolgend beschrieben ist, zu begrenzen. Genauer gesagt, der Haltering 106 ist ein Ring, der so eng passend bemessen ist, daß er mit Sitz rund um die Außenwand 32 der inneren Hülse 18 aufgenommen ist und längs der Längenerstreckung der inneren Hülse 18 so angeordnet ist, daß er relativ zu den Kanälen 36, 36 in einer Richtung zum Ende des Deckels 22 hin gelegen ist. Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, liegt ein Hohlraum zwischen dem Ring 106 und der Innenwand 42 der äußeren Hülse 20 vor, der die Strömung von hydraulischem Strömungsmittel hierdurch gestattet.
Die Schienen 108, 110 erstrecken sich zwischen dem Ring 106 und dem Enddeckel 22 und sind an der Außenwand 32 der inneren Hülse 18 befestigt. Wie am besten in Fig. 3 gezeigt ist, erstrecken sich die Schienen 108, 110 in der Achsrichtung längs der Längenerstreckung der inneren Hülse 18, sind auf der einen Seite (in der vorliegenden Darstellung der unteren Seite, wie in Fig. 3 gezeigt) der inneren Hülse 18 angeordnet und sind in paralleler Zuordnung zueinander und so mit Abstand zueinander angeordnet, daß die Öffnungen 34, 34 sich in den ringförmigen Hohlraum 104 zwischen den mit Abstand angeordneten Schienen 108, 110 öffnen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 ist die unter Druck stehende Blase 16 im Inneren des Ringraums 104 angeordnet und ist, genauer gesagt, im Inneren des Raumes des ringförmigen Hohlraums angeordnet, der durch den Enddeckel 22, den Ring 106 und die Schienen 108, 110 begrenzt ist. Die Druckblase 16 ist aus einem undurchlässigen, elastomeren und federfähigen Material wie Neoprengummi, Urethan, Viton oder einem anderen geeigneten Material aufgebaut und dazu eingerichtet, den verhältnismäßig hohen Innendrücken und Betriebstemperaturbereichen zu widerstehen und sich in Abhängigkeit von Unterschieden im inneren und äußeren Druck der Blase 16 zusammenzuziehen und aufzuweiten. Die Blase 16 weist eine solche Form auf, daß, wenn sie in den Stoßdämpfer 10 eingebaut ist, wie in Fig. 3 gezeigt, die Blase 16 einen Hauptabschnitt, der mit 116 bezeichnet ist, des Umfangs der Wand 32 der inneren Hülse 18 umgibt und wirksam abdeckt, sowie, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, im wesentlichen die ganze Länge zwischen dem Enddeckel 22 und dem Ring 106 übergreift. Es wird verständlich, daß der verbleibende, in der Fig. 3 mit 118 bezeichnete Abschnitt der Innenhülsenwand 32, der sich in Längsrichtung längs der inneren Hülse 18 erstreckt, von der Blase 16 unbedeckt bleibt. Um die Aufladung der Blase auf einen vorgewählten Druck zu ermöglichen, ist ein Ventil, das insgesamt mit 111 bezeichnet ist und einen Schaft 112 aufweist, dichtend in der Öffnung 46 in der äußeren Hülse 20 aufgenommen und betrieblich an der Wand der Blase 16 auf strömungsmitteldichte Weise angebracht. Ein Ventildeckel 114 deckt den Ventilschaft 112 ab, wenn der Schaft 112 nicht verwendet wird, um die Blase 16 aufzuladen.
Bei der Vorbereitung des Stoßdämpfers 10 für den Gebrauch werden der längliche und der ringförmige Hohlraum 98, 104 mit hydraulischem Strömungsmittel durch die Einfüllöffnung 50 gefüllt und die Blase 16 wird mit einem Strömungsmittel, wie etwa einem Gas, mittels des Ventils 111 auf einen vorgewählten Innendruck vorgeladen oder druckbeaufschlagt, wie beispielsweise 50 Pfund pro Quadratzoll (psi) oder 3,5 Bar. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Ausgangsdruck für die äußere Hülse 20 das wirksamste Bemessungsverhältnis der Wand 44 zur Wand 42 vorsieht. Wenn sich die Stange 74 in dem ausgefahrenen Zustand der Fig. 1 befindet, befindet sich die Blase 16 in aufgeweitetem oder expandiertem Zustand, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Stoßdämpfer 10 wird dann betrieblich zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Gegenständen angeordnet, zwischen denen es gewünscht ist, Stoßkräfte zu absorbieren, die der eine Gegenstand sonst dem anderen mitteilen würde. Zu diesem Zweck wird die Gehäuseanordnung 12 am ersten der relativ zueinander beweglichen Gegenstände angebracht, und der Stoßdämpfer 10 wird so angeordnet, daß das Stangenende 86 insgesamt längs des Bewegungsweges ausgerichtet ist, welchem der zweite Gegenstand erwartungsgemäß folgt, wenn er sich relativ zum ersten Gegenstand und zu diesem hin bewegt. In dieser Lage ist die Anlagefläche 90 des Stangenenddeckels 88 im allgemeinen dem zweiten Gegenstand zugewandt. Beispielhafte Anwendungsfälle, bei denen der Stoßdämpfer 10 Verwendung findet, umfassen Endanschläge für Fließband-Pendelwagen, Kranpuffer, Aufzugs- und Förderband-Anschläge, Eisenbahnwagenenden und Gleitträgerpuffer und viele andere Anwendungsfälle.
Wenn stoßdämpfende Kräfte auf den Stoßdämpfer 10 beispielsweise durch zwei relativ bewegliche Gegenstände aufgebracht werden, die danach trachten, die Stange 74 aus dem ausgefahrenen Zustand der Fig. 1 abrupt in den eingefahrenen Zustand der Fig. 2 zu bewegen, dann führt der Kolbenkopf 72 eine Gleit-Relativbewegung relativ zur Längenerstreckung des länglichen Hohlraums 98 und längs deren vom Hohlraumende 99 zum Hohlraumende 101 durch und zwingt das hydraulische Strömungsmittel, aus der ersten Kammer mit variablem Volumen 100 durch die Reihe von Öffnungen 34 auszuströmen. Wenn der Kolbenkopf sich verschieblich innerhalb des Hohlraums 98 bewegt, dann deckt die zylindrische Oberfläche 76 des Kolbenkopfes 72 aufeinanderfolgend die Öffnungen 34 ab, beginnend mit der Öffnung 34, die dem Ende 99 des länglichen Hohlraums nächstgelegen ist. Natürlich wird, wenn Öffnungen 34 aufeinanderfolgend abgedeckt werden, die Zahl der Öffnungen 34, durch welche hydraulisches Strömungsmittel aus der ersten Kammer mit variablem Volumen austreten kann, verringert, wenn sich der Kolbenkopf 72 zum Hohlraumende 101 bewegt. Somit regulieren die Öffnungen 34 die Strömung des hydraulischen Strömungsmittels aus der länglichen Kammer 98 zur ringförmigen Kammer 104, um beispielsweise die Geschwindigkeit zu steuern, mit welcher sich die Kolbenstange 74 und der Kopf 72 vom einen Ende 99 des Hohlraums 98 zum anderen Ende 101 des Hohlraums bewegen können, und zwar als Funktion der Größe der Belastungskraft und der Geschwindigkeit. Die Größe, Form und Anordnungsstelle der Öffnungen 34 längs der Innenhülsenwand 32 ist verantwortlich für die Gestalt der Stoßkurve und anderer, dynamischer, stoßdämpfender Merkmale des Stoßdämpfers 10.
Wenn hydraulisches Strömungsmittel gezwungen ist, die Öffnungen 34 zu verlassen und in den ringförmigen Hohlraum 104 einzutreten, dann wird der Druck innerhalb des ringförmigen Hohlraums erhöht, wobei die Blase 16 bis in einen zusammengedrückten oder kontrahierten Zustand zusammengepreßt oder zusammengedrückt wird, wie in Fig. 2 gezeigt, wobei demzufolge der Innendruck der Blase 16 ansteigt. Es ist verständlich, daß der Druck der Blase 16 und die erlaubte Strömung des hydraulischen Strömungsmittels aus dem ringförmigen Hohlraum 104 zur zweiten Kammer 102 mit variablem Volumen durch die Kanäle 36 das Austreten des hydraulischen Strömungsmittels aus der ersten Kammer 100 mit variablem Volumen durch die Öffnungen 34 ausgleicht. Beispielsweise nimmt in einem zur Darstellung herangezogenen Stoßdämpfer der Innendruck der Blase 16 vom oben genannten Anfangszustand mit 50 psi (3,5 Bar) auf etwa 100 psi (7,0 Bar) zu, wenn die Blase 16, wie beschrieben, zusammengedrückt wird. Dieses Druckverhältnis von 2:1 zwischen dem komprimierten Zustand und dem Anfangszustand der Blase 16 liefert die optimalen Druckpegel für den Stoßdämpferbetrieb und für ein minimales Durchmesserverhältnis oder eine minimale Durchmesserproportion der äußeren Hülse zur inneren Hülse.
Wenn die Blase 16 in den komprimierten Zustand der Fig. 2 gedrückt wurde und die Lastkräfte, die zwischen dem Stößel 74 und der Gehäuseanordnung 12 wirksam waren, entlastet werden, dann preßt der erhöhte Innendruck der Blase 16 die Blase 16 in ihren expandierten Zustand der Fig. 1, während die Expansion der Blase 16 eine Strömung des hydraulischen Strömungsmittels aus dem ringförmigen Hohlraum 104 durch die Kanäle 36 zur Kammer 102 und dann durch die Ventilanordnung im Kolbenkopf 72 zur ersten Kammer 100 mit variablem Volumen drückt, um den Kolbenkopf 72 vom Hohlraumende 101 zum Hohlraumende 98 zurückzuführen und somit die Kolbenanordnung 14 aus dem eingefahrenen Zustand der Fig. 2 in den ausgefahrenen Zustand der Fig. 1 zurückzuführen. Die Ventilanordnung im Kolbenkopf 72 umfaßt, wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, eine kreisförmige Aussparung 130 in der Kolbenfläche 72, einen Haltering 132, der in einer Ringnut in der Umfangswand der Aussparung 130 passend eingesetzt ist, ein scheibenförmiges Ventilelement 134, das axial in der Aussparung 130 verschieblich ist und Durchlässe 136 in der zur Kammer 100 hin angeordneten Fläche aufweist, eine erste Gruppe von Bohrungen oder Kanälen 138 im Kolbenkopf 72, die sich axial von der axialen Wand der Aussparung 130 nach innen erstrecken und in Ausrichtung auf die Ventilelementkanäle 136 angeordnet sind, und eine zweite Gruppe von Bohrungen oder Kanälen 140 im Kolbenkopf 72, die sich radial von den Kanälen 138 nach außen zur Außenfläche 80a des Kolbenkopfes 72 erstrecken. Während der Bewegung des Kolbenkopfes 72 nach links gemäß der Darstellung in der Fig. 1, die das Volumen der Kammer 100 verringert, wirkt ein Strömungsmitteldruck in der Kammer 100 auf das Ventilelement 134 und drückt es gegen die axiale Wand der Aussparung 130, wobei er die Kanäle 138 schließt, wie in Fig. 1 gezeigt. Dies verhindert die Strömung des Strömungsmittels aus der Kammer 100 durch den Kolbenkopf 72 zur Kammer 102. Während der Bewegung des Kolbenkopfes 72 nach rechts, wie in der Darstellung in Fig. 2, die das Volumen der Kammer 102 verringert, wirkt der Druck in der Kammer 102 durch die Kanäle 138 und 140 auf das Ventilelement 134 und drückt es gegen den Haltering 132, wie in Fig. 2 gezeigt. Dies ermöglicht die Rückströmung des Strömungsmittels aus der Kammer 102 durch den Spalt zwischen der Kolbenfläche 80a und der Hülse 18, durch die Kanäle 140 und 138 in die Aussparung 130, durch den Spalt oder das Spiel zwischen der Umfangswand der Aussparung 130, durch die Kanäle 136 im Ventilelement 134 und in die Kammer 100.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß der hydraulische Strömungsmitteldruck, der in der zweiten Kammer 102 mit variablem Volumen als Ergebnis der Aufweitung der Blase 16 vorliegt, im wesentlichen der gleiche ist wie jener, der in der ersten Kammer 100 mit variablem Volumen vorliegt, aber die größere Oberflächengröße, die von der Kolbenkopffläche 78 gegenüber jener der Kolbenkopffläche 80 vorgesehen ist, liefert eine Flächendifferenz, auf welcher der Druck einwirkt, um eine Gesamtkraft zu liefern, die auf den Kolbenkopf 72 einwirkt und den Kopf 72 gegen das erste Ende 99 des länglichen Hohlraums 98 bewegt. Es wird auch darauf hingewiesen, daß, wenn der Kolbenkopf 72 erst einmal durch die Blase 16 dem ersten Ende des Hohlraums 98 zugeführt wurde, die Stange 74 in dem in Fig. 1 dargestellten ausgefahrenen Zustand in Vorbereitung für das Absorbieren eines anderen Stoßes gelegen ist, der auf den Stoßdämpfer 10 einwirkt.
Weil die Blase 16, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, eine solche Form und Größe aufweist, daß sie nicht den Innenhülsenabschnitt 118 abdeckt, liefert der Innenhülsenabschnitt 118 einen verfügbare Teil der Innenhülse 18, worin verschiedenartige Muster von Öffnungen ausgebildet oder angeordnet werden können, um den Stoßdämpfer 10 mit den gewünschten stoßdämpfenden Eigenschaften zu versehen. Soweit die Größe, Form und Anordnung der Öffnungen 34 längs der Längenerstreckung der inneren Hülse 18 verantwortlich ist für die Form der Stoßkurve oder andere stoßdämpfende Eigenschaften, wie etwa die Last-Verzögerungsgeschwindigkeit des Stoßdämpfers 10, erleichtert die Form der Blase 16 eine Änderung der Blendengröße und des Blendenmusters zwischen zwei Stoßdämpfern mit dem Aufbau, um zwei Stoßdämpfer mit unterschiedlichen lastabsorbierenden Eigenschaften zu liefern. Somit wird ungeachtet des Öffnungsmusters, das längs des Innengrößenabschnitts 118 gebildet ist, die Blase 16 die Öffnung der Blenden bzw. Öffnungen 34 in den ringförmigen Hohlraum 104 hinein freilassen. Dies verhindert auch die jegliche Beschädigung der Blase 16, die sonst von der hohen Geschwindigkeit des Strömungsmittels verursacht werden könnte, das durch die Öffnungen 34 in den ringförmigen Hohlraum 104 einströmt.
Die Blase 16 ist auch vorteilhaft für ihre Federwirkung, die sie zum Rückführen der Stange 74 in den ausgefahrenen Zustand der Fig. 1 liefert. Deshalb ist jegliches Erfordernis für eine Metall-Spiralfeder, die üblicherweise in herkömmlichen Stoßdämpfern verwendet wird, um die Stange 74 in den ausgefahrenen Zustand der Fig. 1 zurückzuführen, umgangen, und der Stoßdämpfer 10 kann mit dem kleinstmöglichen Gesamtverhältnis der Länge zum Hub aufgebaut werden. Zusätzlich entfernt die Anordnung der Blase 16 die Kosten, die dem Material für solche Spiralfedern zugeordnet sind, sowie die Kosten des Materials für die größeren Stangen und Gehäuse, die solchen Spiralfedern zugeordnet sind. Das Anordnen der Blase 16 vermeidet auch Zusammenbauprobleme bei Stoßdämpfern, die verhältnismäßig lange Gehäuseanordnungen aufweisen, die von manchen Spiralfederanordnungen gefordert wurden.
Die Blase 16 ist auch dahingehend vorteilhaft, daß ihre Zusammendrückung während des stoßdämpfenden Vorgangs die Strömungsmittel-Aufnahmekapazität des ringförmigen Hohlraums 104 erhöht. Deshalb dient die Blase 16 wirksam derselben Funktion wie ein Druckspeicher, der in der einen Strömungsmittel-Vorratsbehälter bildenden Einrichtung geläufiger, herkömmlicher Stoßdämpfer benutzt wird, um eine Änderung im gesamten hydraulischen Strömungsmittelvolumen des Stoßdämpfers auszugleichen, wenn die Kolbenstange sich in den Gehäusehohlraum hinein und aus diesem heraus bewegt. Somit sind durch die Blase 16, die als Druckspeicher dient, die Probleme vermieden, die vorher in Verbindung mit Kolben-, Luftkopf- und Schaum-Druckspeichern erwähnt wurden.
Die Blasen-Zurückhalteschienen 108, 110, der Ring 106 und die Enddeckelfläche 56 sind dahingehend vorteilhaft, daß sie gemeinsam jegliche Längsbewegung der Blase 16 längs der Längenerstreckung der inneren Hülse 18 begrenzen. Natürlich gestattet es der Raum zwischen der inneren und äußere Hülse 18 und 20 der Blase 16, komprimiert zu werden und zu expandieren, wie oben erwähnt, aber die Anschlag- Zuordnung, die in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, zwischen der Blase 16 und den Halteschienen 108, 110, dem Ring 106 und der Enddeckelfläche 56, hält im wesentlichen die Blase 16 in einer ortsfesten Lage längs der Längenerstreckung der Gehäuseanordnung 12.
Die Fähigkeit, den Druck im Inneren der Blase 16 leicht einzustellen, liefert einen wesentlichen, zusätzlichen Vorteil gegenüber herkömmlichen Rückstellfedern mit fester Charakteristik, wie etwa Metall-Spiralfedern, die in typischer Weise in Stoßdämpfern verwendet werden.
Fig. 5 stellt eine Anordnung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, worin die Blase, die mit 16' bezeichnet ist, die Form eines durchgehenden Rings oder Kreisrings aufweist und axial einen Abstand zu den Öffnungen 34' aufweist. Im einzelnen würde die kringelförmige oder kreisringförmige Blase 16' bevorzugt in dem kreisringförmigen Raum 104' axial nahe dem Stangenende angeordnet. Die Öffnungen 34' sind in der Hülse 18' zwischen der Blase 16' und dem gegenüberliegenden Ende des Stoßdämpfers angeordnet. Als Ergebnis kann die Innenfläche der Blase 16' die äußere Oberfläche 18' rund um ihren gesamten Umfang berühren und nicht irgendeine der Öffnungen 34' versperren. Ein Paar mit Axialabstand angeordneter Halteringe 150, 152 erhält die axiale Lage der Blase 16' aufrecht. Die Blase 16' ist in Fig. 5 in einem anfänglichen Druckbeaufschlagungszustand ähnlich dem der Fig. 1 und vor dem Zusammendrücken gezeigt.
Die Fig. 6 und 7 stellen eine Anordnung nach einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar, worin die Blase, die mit 16" bezeichnet ist, die Form eines Zylinders oder einer Hülse aufweist, der bzw. die sich axial längs des Bereichs der Hülse 18" erstreckt, der die Öffnungen 34" enthält, und es ist eine sich axial erstreckende Einrichtung vorgesehen, um den Abstand zwischen Blase 16" und Öffnungen 34" herzustellen. Im einzelnen würde sich die Blase 16" axial längs der Hülse 18" auf eine Weise ähnlich jener der Blase 16 erstrecken, wie sie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, wobei sie gegen den Stoßdämpfer- Enddeckel (nicht gezeigt) am einen Ende und gegen einen Haltering (nicht gezeigt) am anderen Ende ähnliche dem Ring 106 der Fig. 1 und 2 anschlägt. Es ist eine Abweisfläche, die insgesamt mit 160 bezeichnet ist, an der Außenfläche der Hülse 18" vorgesehen, die sich axial längs der Öffnungen 34" und in einer diese überspreizenden Zuordnung erstreckt. Im einzelnen umfaßt die Abweisfläche 160 ein Paar mit Abstand angeordneter Seitenwandabschnitte 162 und 164, die sich von dem Außenumfang der Hülse 18" an den entgegengesetzten Seiten der Öffnungen 34" auswärts erstrecken, welche Seitenwände durch einen Steg oder einen Zwischenwandabschnitt 166 verbunden sind. Eine Reihe oder Folge von Öffnungen oder Durchlässen 168 mit verhältnismäßig großem Durchmesser ist in der Wand 162 längs deren Achsrichtung vorgesehen, und eine entsprechende Reihe von Öffnungen 170 ist längs der Wand 164 vorgesehen. Wenn sich der Kolben (nicht gezeigt) innerhalb der Hülse 18" längs deren bewegt und fortlaufend die Öffnungen 34" verschließt, wie bereits oben beschrieben, strömt das Strömungsmittel aus dem Inneren der Hülse 18" durch die Öffnungen 34" in den Innenbereich der Abweisfläche 160 und durch die Öffnungen 168, 170 nach außen in die Abschnitte des ringförmigen Hohlraums 104", der nicht von der Blase 16" eingenommen ist. Als Ergebnis kann die Blase 16" in Form eines durchgehenden Zylinders oder einer durchgehenden Hülse vorliegen, der bzw. die sich rund um den gesamten Umfang der Hülse 18" erstreckt, und in dessen Bereich, der die Öffnungen 34" enthält, dient die Abweiseinrichtung 160 dazu, die Blase 16" auf Abstand zu den Öffnungen 34" auf eine Weise zu halten, die die Strömungsmittelströmung durch die Öffnung 34" in den Ringraum 104" gestattet. Die Blase 16" ist in den Fig. 6 und 7 in einem Anfangs-Druckbeaufschlagungszustand ähnlich dem der Fig. 1 und 3 und vor dem Zusammendrücken gezeigt.
Die Ausführungsbeispiele der Fig. 5 bis 7 umfassen alle die Vorzüge des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 bis 3 dahingehend, daß die Blasen 16' und 16" beide als Rückstellfeder für die Kolbenanordnung und als Druckspeicher dienen.
Es ist deshalb ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung ihre beabsichtigten Ziele erreicht. Es ist ein Stoßdämpfer vorgesehen, der eine unter Druck gesetzte innere Blase benutzt, um die Stoßdämpfer-Kolbenstange in den ausgefahrenen Zustand zurückzuführen, und zur Verwendung als Druckspeicher. Dies wird bei einem Stoßdämpfer bewirkt, worin die Steuerung der dynamischen stoßdämpfenden Eigenschaften durch eine Reihe von Öffnungen längs des Bewegungsweges des Stoßdämpferkolbens vorgesehen ist. Der Stoßdämpfer der vorliegende Erfindung vermeidet somit den Nachteil und die Beschränkungen, die Stoßdämpfern zugeordnet sind, die Rückstell-Spiralfedern benutzen, um die Kolbenstange in einen ausgefahrenen Zustand zurückzuführen. Die Anordnung der druckbeaufschlagten Innenblase ermöglicht es dem Stoßdämpfer auch, das kleinstmögliche Verhältnis der Länge zum Hub aufzuweisen, und gestattet die leichte Einstellung der Rückstellkraft, die auf die Kolbenstange einwirkt. Die Tatsache, daß die druckbeaufschlagte Innenblase auch als ein Druckspeicher wirksam ist, vermeidet vorteilhafterweise die Nachteile und Beschränkungen, die Stoßdämpfer- Druckspeichern zugeordnet sind, die bisher zur Verfügung standen. Somit vermeidet der Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise die Probleme, die Rückstell- Spiralfedern und herkömmlichen Druckspeichern zugeordnet sind, und in einem Stoßdämpfer der Art, in welcher die Steuerung der dynamischen stoßdämpfenden Eigenschaften durch eine Reihe von Öffnungen längs des Bewegungsweges des Stoßdämpferkolbens bewirkt ist.
Während Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben wurden, geschah dies nur zum Zweck der Darstellung, nicht zur Beschränkung.

Claims

1. Stoßdämpfer mit einer Gehäuseanordnung (12), die einen langsgestreckten Hohlraum (98) definiert, um ein Hydraulik-Fluid aufzunehmen, einem ringförmigen Hohlraum (104; 104', 104"), der den langsgestreckten Hohlraum umgibt, einer Kolbeneinrichtung (14, 14') mit einem Kopf (72, 72'), der verschiebbar durch den langsgestreckten Hohlraum fur eine Gleitbewegung relativ zu dem und in Längsrichtung des langsgestreckten Hohlraums aufgenommen ist, und einer langgestreckten Stange (74, 74'), die an dem Kopf angebracht ist, wobei die Stange ein Ende hat, das sich von der Gehäuseanordnung erstreckt und mit dem Kolbenkopf zwischen einer ausgefahrenen Stellung, in welcher ein Teil der Stange von der Gehäuseanordnung vorsteht, und einer zurückgezogenen Stellung bewegbar ist, in welcher der Stangenteil in die Gehäuseanordnung zurückgezogen ist, weiterhin mit Mitteln, die eine zusammendrückbare Blase (16; 16'; 16") definieren, die ein Fluid unter Druck enthält und innerhalb des ringförmigen Hohlraumes (104; 104'; 104") so angeordnet ist, daß sie sich entlang zumindest eines Teils (116) des langsgestreckten Hohlraums (98) erstreckt und einen Teil (118) einer inneren Wand des ringförmigen Hohlraums unbedeckt läßt, wobei sich der innere Wandteil entlang des langsgestreckten Hohlraumes erstreckt, und mit einer Öffnungsanordnung (34; 34'; 34"), die eine Fluid-Strömungsverbindung zwischen dem langstreckten Hohlraum (98) und dem ringförmigen Hohlraum (104; 104'; 104") bildet und entlang des Hubweges des Kolbenkopfes (72, 72') und entlang des unbedeckten inneren Wandteils (118) angeordnet ist, so daß die Kolbeneinrichtung (14, 14') mit der Öffnungsanordnung (34; 34'; 34") zunehmend ausgerichtet ist, wenn sich der Kolbenkopf gleitend in den langgestreckten Hohlraum entlang bewegt, so daß, wenn Stoßkräfte auf den Stoßdämpfer einwirken, diese Kräfte die Stange (74) aus der ausgefahrenen Stellung zu der zurückgezogenen Stellung bewegen, um die Öffnungsanordnung (34; 34'; 34") fortschreitend zu schließen und um dadurch das Hydraulik-Fluid von dem langgestreckten Hohlraum (98) in den ringförmigen Hohlraum (104; 104'; 104") durch die Öffnungsanordnung (34; 34'; 34") zu drücken, wobei die Blase (16, 16', 16") von einem expandierten Zustand in einen komprimierten Zustand gezwungen wird, um als Zwischenspeicher zu dienen und um Energie zu speichern, um die Stange (74, 74') in die ausgefahrene Stellung zurückzubewegen, sobald die Kräfte, die auf den Stoßdämpfer wirken, aufgehoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung (34; 34'; 34") einen Fluidstram hoher Geschwindigkeit von dem langsgestreckten Hohlraum (98) in den ringförmigen Hohlraum (104; 104', 104") vorsieht, und daß Mittel (108, 110; 150, 152; 160) vorgesehen sind, um die Blase (16, 16', 16") von der Öffnungsanordnung (34; 34'; 34") zu beabstanden, so daß Fluid durch die Öffnungsanordnung (34; 34'; 34") in den ringförmigen Hohlraum (104; 104'; 104") fließen kann.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung (34; 34'; 34") mehrere beabstandete Öffnungen aufweist, die allgemein in einer Folge entlang des unbedeckten Teils (118) der Wand des ringförmigen Hohlraums angeordnet sind.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Folge von Öffnungen (34) axial entlang einer Seite der Wand des ringförmigen Hohlraums (104) erstreckt, und daß die Blase (16) in dem ringförmigen Hohlraum (104) eingehüllt bzw. gewickelt ist, um zwei gegenüberliegende Seitenränder zu definieren, die sich axial entlang des ringförmigen Hohlraums erstrecken und voneinander allgemein entlang der einen Seite der Wand beabstandet sind, so daß sich die Öffnungen (34) in den ringförmigen Hohlraum zwischen den gegenüberliegenden Rändern der Blase (16) öffnen.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanordnung Rückhaltemittel (106, 108, 110) aufweist, die dem ringförmigen Hohlraum (104) der Gehäuseanordnung (12) zugeordnet sind, um die Blase (16) in einem im wesentlichen stationären Zustand relativ zu der Gehäuseanordnung (12) zu halten.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückhaltemittel (106, 108, 110) ein Paar Rückhalteschienen (108, 110) enthalten, die in einer solchen Lage in dem ringförmigen Hohlraum (104) gehalten sind, daß sie sich axial entlang erstrecken, wobei jede der Schienen (108, 110) benachbart zu einem zugeordneten der gegenüberliegenden Seitenränder der Blase (16) angeordnet ist, um eine Umfangs-Bewegung der Blase zu und um die Wand des ringförmigen Hohlraumes zu begrenzen.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (16) zwei gegenüberliegende Enden definiert, von denen jedes einem zugeordneten Ende des ringförmigen Hohlraums (104) entspricht, und daß die Rückhaltemittel Mittel (106, 22) aufweisen, die Anlageoberflächen definieren, zwischen welchen die gegenüberliegenden Enden des ringförmigen Hohlraums angeordnet sind, um eine Längsbewegung der Blase (16) relativ zu dem ringförmigen Hohlraum zu begrenzen.

7. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanordnung Rückhaltemittel (106, 108, 110) aufweist, die dem ringförmigen Hohlraum (104) der Gehäuseanordnung (12) zugeordnet sind, um die Blase (16) in einer im wesentlichen stationären Lage relativ zu der Gehäuseanordnung (12) zu halten.

8. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (16') die Form eines Ringes hat, der sich um den ganzen Umfang der inneren Wand des ringförmigen Hahlraums (104') erstreckt, wobei die Öffnungsanordnung (34') im axialen Abstand zu der Blase (16') entlang der inneren Wand angeordnet ist.

9. Stoßdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (16') in dem ringförmigen Hohlraum (104') an einer axialen Stelle nahe dem Stangenende der Gehäuseanordnung (12) angeordnet ist, und daß die Öffnungsanordnung (34') zwischen der Blase und dem gegenüberliegenden Ende der Gehäuseanordnung angeordnet ist.

10. Stoßdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanordnung Mittel (150) in dem ringförmigen Hohlraum (104') aufweist, um die axiale Lage der Blase (16') aufrechtzuerhalten.

11. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (16") die Form einer Hülse hat, die sich axial entlang des Teils der inneren Wand des ringförmigen Hohlraums (104"), die die Öffnungsanordnung (34") enthält, erstreckt.

12. Stoßdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsanordnung eine Ablenkplatte (160) aufweist, die sich axial entlang der inneren Wand und in überspannender Beziehung zu der Öffnungsanordnung (34") erstreckt.

13. Stoßdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkplatte (160) zwei räumlich beabstandete Seitenwandteile (162, 164), die sich von der inneren Wand nach außen erstrecken, und einen Zwischenwandteil (166) aufweist, der die Seitenwandteile (162, 164) verbindet und die Blase (16") berührt.

14. Stoßdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folge von Fluiddurchgängen (168, 170) sich entlang mindestens eines der Seitenwandteile (162, 164) erstreckt, um die Fluidströmung von der Öffnungsanordnung (16") in den ringförmigen Hohlraum (104") zu vereinfachen.

15. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck innerhalb der Blase (16; 16'; 16") im komprimierten Zustand im Vergleich mit dem Anfangszustand in einem Verhältnis von ungefähr 2 : 1 ist.

16. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (16; 16'; 16") Mittel (111) enthält, um eine Einstellung des inneren Drucks der Blase zu ermöglichen.

17. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blase (16; 16'; 16") Gas enthält.

18. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsanordnung mehrere Öffnungen (34; 34'; 34") aufweist, die sich zwischen dem langgestreckten und dem ringförmigen Hohlraum (98, 104) erstrecken und allgemein auf einer Bahn, die entlang einer inneren Wand des ringförmigen Hohlraums (104) verläuft, angeordnet sind; daß der Kolbenkopf (72) angepaßt ist, um aufeinanderfolgend die Öffnungen (34; 34'; 34") zu schließen und zu öffnen, wenn die Stange (74) zwischen der ausgefahrenen Stellung und der zurückgezogenen Stellung bewegt wird, daß die Mittel, die die zusammendrückbare Blase (16) definieren, eine solche Form und Größe haben, daß sie sich entlang zumindest eines Teils der inneren Wand des ringförmigen Hohlraums (104) in der Weise erstrecken, daß die Öffnungen (34; 34'; 34"), die sich in den ringförmigen Hohlraum öffnen, freiliegend bleiben.

19. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (72) so in dem langgestreckten Hohlraum angeordnet ist, daß der Hohlraum in eine erste Kammer (100) mit variablem Volumen und eine zweite Kammer (102) mit variablem Volumen getrennt ist, daß die Kolbenstange relativ zu dem Kolbenkopf so angeordnet ist, daß sie sich innerhalb der zweiten Kammer (102) mit variablem Volumen bewegt, daß die Öffnungsanordnung (34) eine Strömungsverbindung zwischen mindestens der ersten Kammer (100) mit variablem Volumen und dem ringförmigen Hohlraum (104) vorsieht, wobei die Öffnungsanordnung (34) eine vorbestimmte Charakteristik hat, um die dynamische Stoßabsorptions- Charakteristik des Stoßdämpfers zu steuern; und daß die Gehäuseanordnung Mittel (12) enthält, die zumindest einen Durchgang (36) bildet, der eine Strömungsverbindung zwischen dem ringförmigen Hohlraum (104) und der zweiten Kammer (102) mit variablem Volumen ermöglicht, und die Kolbeneinrichtung (14) Ventile (130, 134) enthält, um die Fluidströmung von der zweiten Kammer (102) mit variablem Volumen zu der ersten Kammer (100) mit variablem Volumen zu steuern, wenn die Stange (74) von der zurückgezogenen zu der ausgefahrenen Stellung bewegt wird.