DE3901256A1 - Selbsttaetig regelnder hydraulischer einrohr- oder zweirohr-teleskopstossdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen seine Dämpferkraft selbsttätig regelnden hydraulischen Einrohr- oder Zweirohr-Teleskopstoß­ dämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bekanntlich verändert sich die für ein Kraftfahrzeug erforderliche Dämpferkraft seiner Teleskopstoßdämpfer in Abhängigkeit von den jeweils herrschenden Fahrbedingungen des Fahrzeuges, z. B. in Abhängigkeit von der Fahrbahnoberflächenbeschaffenheit und der Fahrgeschwindigkeit, ganz beträchtlich.

Die Bemessung konventioneller, hydraulischer Teleskopstoßdämpfer stellt daher stets einen schwer zu treffenden Kompromiß dar zwischen dem allgemeinen Wunsch, möglichst bei allen denkbaren Fahrbahnzuständen und allen Fahrgeschwindigkeiten den Bodenkontakt zwischen Rad und Fahrbahn sicherzustellen, was an sich (harte) Dämpfer mit hoher Dämpferkraft erforderte, und dem allgemeinen Wunsch, Fahrbahnstöße etc. aus Komfortgründen möglichst wirkungs­ voll vom Fahrgast-Innenraum fernzuhalten, was an sich (weiche) Dämpfer mit nur geringer Dämpferkraft erforderte.

Es sind daher bereits hydraulische Teleskopstoßdämpfer mit steuerbarer Dämpferkraft bekannt geworden, mit denen die an sich einander zuwider laufenden Anforderungen aus "Fahrstabilität" einerseits und "Fahrkomfort" andererseits für einen weiten Bereich der wechselnden Fahrbedingungen besser befriedigt werden können.

So sind Teleskopstoßdämpfer bekannt (z. B. DE-OS 32 15 614, DE-PS 33 03 293), deren Dämpferwirkung in Abhängigkeit von äußeren Betriebszuständen z. B. elektronisch geregelt wird, indem die wirksamen Drosselquerschnitte der Dämpferventile durch vorzugsweise elektromagnetische oder elektromotorische Stellglieder verändert wird.

Der herstellungstechnische und regelungstechnische Aufwand für solche Teleskopstoßdämpfer ist beträchtlich.

Bekannt sind auch hydraulische Teleskopstoßdämpfer (z. B. DE-OS 27 45 768, DE-PS 21 39 942), deren Dämpferkraft ohne äußeren Regeleingriff selbsttätig veränderbar ist.

Bei diesen bekannten Teleskopstoßdämpfern sind relativ zum Dämpferkolben bewegbare Schwingmassen angeordnet, deren Massen­ trägheit dazu ausgenutzt wird, stoßfrequenzabhängig die Dämpfer­ kraft verändernde Zusatzventile ein-/auszuschalten bzw. den wirksamen Drosselquerschnitt der Dämpferventile zu verändern.

Die Drosseldurchlässe bezüglich ihrer räumlichen Anordnung und Abmessung sowie das Massen-Schwingungssystem bezüglich seines Schwingungsverhaltens und seiner Eigenfrequenz so zu bemessen, daß die Dämpferkraft sich mit ändernden Fahrzuständen (Fahrgeschwindigkeit und Fahrbahnwelligkeit etc.) in gewünschter Weise verändert, ist recht schwierig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit geringem konstruktiven Aufwand einen zuverlässig arbeitenden hydraulischen Teleskopstoßdämpfer der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art zu schaffen, dessen Dämpferkraft selbsttätig mit zunehmender Fahrbahnwelligkeit und/oder zunehmender Fahrgeschwin­ digkeit vergrößert wird, um so die Fahrstabilität und Fahrsicher­ heit des Fahrzeugs zu erhöhen, und dessen komfortable relative Weichheit beim Überfahren von Einzelhindernissen voll erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruchs gelöst.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung den Teillängsschnitt eines hydraulischen Einrohr-Teleskopstoß­ dämpfers gemäß der Erfindung mit einem Zylinderrohr 1, dessen hydraulikgefüllter Arbeitsraum durch einen von einer Kolbenstange 2 getragenen Dämpferkolben 3 in zwei Teilräume 4 und 5 unterteilt wird, die miteinander in prinzipiell üblicher Weise durch mit federvorgespannten Ventilplatten 6, 7 zusammenwirkenden Drossel­ bohrungen 17 und 18 in Verbindung stehen, wobei die eine Drossel­ bohrungs/Ventilplatten-Anordnung 7/17 für die Druckstufe und die andere Drosselbohrungs/Ventilplatten-Anordnung 6/18 für die Zugstufe des Stoßdämpfers wirksam ist. Die Dämpferkraft ist dabei bekanntlich u. a. von der Vorspannung der Ventilplatten 6, 7 abhängig.

Gemäß der Erfindung ist in dem ansonsten konventionell aufgebauten Einrohr-Stoßdämpfer im Dämpferkolben 3 bzw. im Dämpferkolben und in der Kolbenstange 2 ein axiales Sackloch 8 angeordnet, in welchem ein durch zwei Federvorrichtungen 9 und 10 in einer Grundstellung gehaltener Stufenkolben 11 axial verschieblich gelagert ist. Die größere Stirnfläche 12 der beiden Stufenkolben- Stirnflächen 12, 13 ist dabei im Sackloch 8 angeordnet.

Im Stufenkolben 11 verlaufen zwei durchgehende Axialbohrungen 14 und 15. Die erste Axialbohrung 14 besitzt einen vergleichsweise kleinen Querschnitt und wirkt als Drosselbohrung. Die zweite Axialbohrung 15 weist einen im Vergleich dazu relativ großen Querschnitt auf und besitzt demzufolge keine nennenswerte Drossel­ wirkung; sie ist im übrigen nur für eine Richtung wirksam, da sie durch ein nur in Richtung Sackloch 8 öffnendes Rückschlag­ ventil 16 verschlossen ist.

Die im Dämpferkolben 3 angeordneten Drosselventile, im gezeigten Ausführungsbeispiel die Ventilplatten 6, 7, sind nun mechanisch derart mit dem Stufenkolben 11 gekoppelt, daß ihre Drossel­ wirkung durch dessen Axialverschiebung je nach Richtung dieser Axialverschiebung verstärkt oder wieder vermindert wird.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen selbsttätig regelnden hydraulischen Teleskopstoßdämpfers ist folgende:

Im stationären Zustand, z. B. im Stillstand, herrscht in den hydraulikgefüllten Teilräumen 4 und 5 sowie in dem über die Drosselbohrung 14 mit dem Teilraum 4 in Verbindung stehenden unterhalb des Stufenkolbens 11 im Sackloch 8 gebildeten Raum der gleiche - niedrige - Druck, welcher im Falle des als Aus­ führungsbeispiel dargestellten Einrohr-Teleskopstoßdämpfers durch den Druck des nicht weiter dargestellten üblichen gasge­ füllten Ausgleichsraums bestimmt wird; der Stufenkolben 11 wird dabei durch die beiden Federvorrichtungen 9 und 10 in seiner Grundstellung gehalten, in denen die Drosselventile 7/17 bzw. 6/18 eine vergleichsweise niedrige Dämpferkraft (weiche Dämpfer) entwickelt. Im Fahrbetrieb baut sich infolge der dyna­ mischen Dämpferbeanspruchung in den Teilräumen 4, 5 Druck auf; mit zunehmender Fahrbahnverschlechterung (zunehmende Fahrbahn­ welligkeit o. ä.) und zunehmender Fahrgeschwindigkeit entsteht so im Teilraum 4 ein gegenüber dem im Sackloch 8 gebildeten Raum zunehmender, schwellender (und absinkender) Überdruck. Über das in Richtung Sackloch 8 öffnende Rückschlagventil 16 findet eine entsprechende Druckanhebung in dem im Sackloch 8 gebildeten Raum statt. Da die im Sackloch 8 angeordnete Stirn­ fläche 12 des Stufenkolbens 11 größer ist als die dem unteren Teilraum 4 zugekehrte Stirnfläche 13, wird der Stufenkolben gegen die Wirkung der Federvorrichtungen 9 und 10 in Richtung des Teilraums 4 verschoben, was mit einer Erhöhung der Feder­ vorspannung der Ventilplatten 6 und 7 und damit mit einer Ver­ größerung der Drosselwirkung der Kolbenventile 6/18 bzw. 7/17 verbunden ist.

Wenn der Druck im Teilraum 4 aufgrund sich verbessernder Ober­ flächenbeschaffenheit der Fahrbahn oder aber aufgrund einer Minderung der Fahrgeschwindigkeit wieder absinkt, schließt das Rückschlagventil 16 und der im Sackloch 8 nunmehr - relativ zum Teilraum 4 - herrschende Überdruck wird über die Drossel­ bohrung 14 langsam abgebaut, wobei der Stufenkolben auch unter der Wirkung der Federvorrichtungen 9 und 10 in Richtung der ursprünglichen Grundstellung zurückgedrückt wird, was wiederum mit einer entsprechenden Verringerung der Federvorspannung der Ventilplatten 6, 7 und einer Verringerung der Dämpferkraft verbunden ist.

Die Dämpferkraft des hydraulischen Teleskopstoßdämpfers wird also durch den Stufenkolben 11 selbsttätig in Abhängigkeit von der Fahrbahnbeschaffenheit und der Fahrgeschwindigkeit derart geregelt, daß die Dämpferkraft mit zunehmender Fahrbahn­ verschlechterung sowie mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit erhöht und mit Verbesserung der Fahrbahnbeschaffenheit sowie Verringerung der Fahrgeschwindigkeit wieder verkleinert wird.

Die Funktionsweise des Regelmechanismus′ wurde nur prinzipienhaft erläutert; tatsächlich finden natürlich laufend sich überlappende Ausgleichsvorgänge statt.

Der erfindungsgemäße selbstregelnde Teleskopstoßdämpfer stellt ein preiswertes und funktionssicheres Bauelement dar, bei dem alle zur Regelung erforderlichen Bestandteile im Dämpfer selbst integriert sind. Er paßt seine Dämpferwirkung selbsttätig an die Fahrbahnbeschaffenheit sowie an die Fahrgeschwindigkeit derart an, daß mit zunehmender Fahrbahnverschlechterung die Dämpferwirkung erhöht wird, so daß der für die Fahrstabilität und Fahrsicherheit notwendige Kontakt zwischen Reifen und Fahrbahn auch bei verschlechterter Fahrbahn gesichert bleibt. Das Überfahren von Einzelhindernissen, wie z. B. von einzelnen Schlaglöchern, führt wegen der zeitlichen Verzögerung von Druckaufbau und -abbau dagegen nicht zu einer Verhärtung des Dämpfers, was für den Fahrkomfort des Fahrzeugs generell von Vorteil ist.

Claims (1)

1. Seine Dämpferkraft selbsttätig regelnder hydraulischer Einrohr- oder Zweirohr-Teleskopstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahr­ zeuge, mit einem von einer Kolbenstange getragenen und einen hydraulikgefüllten Arbeitsraum in zwei Teilräume unterteilenden axial verschieblichen Dämpferkolben mit je einem Drosselventil für die Zug- und die Druckrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   • a) In einem axialen Sackloch (8) des Dämpferkolbens (3) ist ein durch Federvorrichtungen (9, 10) in einer Grundstellung gehaltener Stufenkolben (11) axial verschieblich gelagert, dessen größere seiner beiden Stirnflächen (12, 13) im Sackloch (8) angeordnet ist.
   • b) Im Stufenkolben (11) sind eine als Drosselbohrung wirkende erste durchgehende Axialbohrung (14) und eine keine nennens­ werte Drosselwirkung besitzende zweite durchgehende Axial­ bohrung (15) angeordnet, wobei die zweite Axialbohrung (15) durch ein nur in Richtung Sackloch (8) öffnendes Rückschlag­ ventil (16) verschlossen ist.
   • c) Die im Dämpferkolben (3) angeordneten Drosselventile (6, 7) sind mechanisch derart mit dem Stufenkolben (11) gekoppelt, daß ihre Drosselwirkung durch dessen Axialverschiebung je nach Richtung der Axialverschiebung verstärkt oder gemindert wird.