DE3937306A1 - Hydraulischer teleskopdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Teleskopdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Teleskopdämpfer dieser Gattung werden wegen ihres einfachen kostengünstigen Aufbaus und ihrer geringen Abmessungen bevorzugt bei Geräteklappen, Gehäusedeckeln und dgl. einge­ setzt. Das Rückschlagventil des Kolbens ermöglicht ein nahezu widerstandsloses Öffnen der Klappe oder des Deckels. Einem Zuschlagen der Klappe oder des Deckels setzt der Teleskopdämpfer einen Widerstand entgegen, da das Rück­ schlagventil schließt und das Hydraulikfluid, im allgemeinen Öl, nur durch den engen Durchlaß strömen kann. Die Schließ­ bewegung der Klappe oder des Deckels wird somit gedämpft.

Der bekannte Teleskopdämpfer vermag die Schließbewegung der Klappe oder des Deckels nur zu dämpfen. Sollen die Klappe oder der Deckel in der Offenstellung bleiben, so müssen sie manuell gehalten werden oder es müssen zusätzliche Arretie­ rungseinrichtungen vorgesehen werden, die manuell eingera­ stet bzw. ausgerastet werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydrauli­ schen Teleskopdämpfer zu schaffen, der in einer Arretier­ stellung selbsttätig arretiert und ohne zusätzliche Entrie­ gelungsmaßnahmen aus der Arretierstellung gebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Teleskopdämpfer der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Teleskopdämpfer ist dem engen Durchlaß des Kolbens, durch welchen das Hydraulikfluid zur Dämpfung der Kolbenbewegung strömt, ein Ventilglied zugeord­ net, welches diesen engen Durchlaß öffnen und schließen kann. Dieses Ventilglied ist auf der der Druckseite entge­ gengesetzten Seite des Kolbens angeordnet, so daß der Druck des Hydraulikfluids, der das Rückschlagventil des Kolbens schließt, dieses Ventilglied in die Offenstellung drückt. Das Ventilglied behindert somit den Durchtritt des Hydrau­ likfluids durch den engen Durchlaß bei der gedämpften Bewe­ gung des Kolbens nicht.

Gelangt der Kolben jedoch in die Arretierstellung, die z. B. der Offenstellung einer mit dem Teleskopdämpfer versehenen Klappe oder eines Deckels entspricht, so wird eine dem Ventilglied zugeordnete Federkraft wirksam und drückt das Ventilglied gegen den Fluiddruck in die Schließstellung. Der Kolben kann sich daher nicht mehr aus dieser Arretierstel­ lung bewegen, da einerseits der Fluiddruck auf der Drucksei­ te des Kolbens das Rückschlagventil des Kolbens schließt und da andererseits das Ventilglied unter der Wirkung der Feder­ kraft den engen Durchlaß des Kolbens verschließt. Der Kolben ist damit in dieser Stellung arretiert.

Um den Teleskopdämpfer aus dieser Arretierung zu lösen, ist es nur notwendig, auf die Klappe oder den Deckel manuell einen Druck in Schließrichtung auszuüben. Durch diesen Druck wird der Kolben aus seiner Arretierstellung bewegt. Da der Kolben durch das Rückschlagventil und das federbelastete Ventilglied vollständig abgedichtet ist, steigt bei dieser manuellen Verschiebung des Kolbens der Fluiddruck auf der Druckseite sehr schnell stark an, so daß die durch den Fluiddruck auf das Ventilglied in dessen Öffnungsrichtung wirkende Kraft die das Ventilglied in Schließrichtung beauf­ schlagende Federkraft übersteigt und das Ventilglied den Durchlaß freigibt. Das Hydraulikfluid kann nun durch den engen Durchlaß durchtreten und die gedämpfte Bewegung des Kolbens beginnt. Sobald der Kolben auf diese Weise aus seiner Arretierstellung bewegt ist, wirkt die Federkraft nicht mehr auf das Ventilglied ein, so daß der Kolben in herkömmlicher Weise eine gedämpfte Bewegung ausführen kann.

Vorzugsweise ist das Ventilglied so ausgebildet, daß es zum Öffnen und Schließen des Durchlasses einen axialen Druck ausübt. Die das Ventilglied in Schließrichtung beaufschla­ gende Federkraft kann dann in konstruktiv einfacher Weise durch eine Druckfeder erzeugt werden, die sich axial einer­ seits an dem Ventilglied und andererseits an dem Zylinderbo­ den abstützt. Hierzu dient vorzugsweise eine Schraubenfeder, deren axiale Länge nur ein Bruchteil der Länge des Zylinders ist, so daß die Druckfeder nur in dem ihrer axialen Länge entsprechenden Endbereich des Weges des Kolbens wirksam wird. Da die Federkraft einer solchen Schraubenfeder konti­ nuierlich mit ihrem Kompressionsweg ansteigt, ist die Ab­ stimmung der Federkraft auf den Fluiddruck, der wiederum von der Belastung des Kolbens abhängt, unempfindlich. Eine höhere Belastung des Kolbens bewirkt einen höheren Druck auf der Druckseite des Zylinders und damit eine stärkere in Öffnungsrichtung auf das Ventilglied wirkende Kraft. Dadurch verschiebt sich nur die Lage des Kolbens, ab welcher die Selbstarretierung eintritt, so weit gegen den Zylinderboden, bis die Druckfeder so weit komprimiert ist, daß ihre Feder­ kraft die dem höheren Druck entsprechende Öffnungskraft des Ventilgliedes überschreitet. Ab dieser Stellung ergibt sich die Selbstarretierung in jeder Lage des Kolbens, die einer weiteren Kompression der Druckfeder entspricht. Durch eine geeignete Wahl der axialen Länge und der elastischen Härte der Druckfeder kann somit der Bereich des Kolbenhubweges festgelegt werden, in welchem die Selbstarretierung ein­ tritt.

Es ist selbstverständlich, daß der erfindungsgemäß hydrauli­ sche Teleskopdämpfer nicht nur bei Klappen oder Deckeln von Geräten und Gehäusen verwendet werden kann, sondern überall dort eingesetzt werden kann, wo die mechanische Bewegung eines Teiles gedämpft werden soll und dieses Teil in der Endstellung seiner Bewegungsbahn selbsttätig arretiert werden soll.

Ebenso ist es offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Selbstarretierung sowohl bei Teleskopdämpfern verwendet werden kann, bei welchen die Kolbenstange auf der druckabge­ wandten Seite aus dem Zylinder herausgeführt ist, so daß die Selbstarretierung im ausgefahrenen Zustand der Kolbenstange wirksam wird, als auch bei Teleskopdämpfern, bei welchen die Kolbenstange auf der Druckseite des Kolbens aus dem Zylinder herausgeführt ist, so daß die Selbstarretierung im eingefah­ renen Zustand der Kolbenstange wirksam wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Teleskopdämpfers im ausgefahrenen, arretierten Zustand,

Fig. 2 einen Axialschnitt dieses Teleskopdämpfers im eingefahrenen Zustand,

Fig. 3 eine vergrößerte Axialansicht der vom Kolben abgewandten Seite des Ventilteiles dieses Teles­ kopdämpfers,

Fig. 4 einen Schnitt des Ventilteiles gemäß der Schnitt­ linie A-A in Fig. 5 und

Fig. 5 eine Axialansicht der dem Kolben zugewandten Seite des Ventilteiles.

Der Teleskopdämpfer weist einen abgedichtet geschlossenen mit Öl gefüllten Zylinder 10 auf, in welchem ein Kolben 12 verschiebbar geführt ist. Der Kolben 12 sitzt auf einer Kolbenstange 14, die abgedichtet durch den Zylinderboden 16 nach außen geführt ist.

Zwischen dem Außenumfang des Kolbens 12 und der Innenwand des Zylinders 10 bleibt ein Ringspalt offen. Auf der von der Kolbenstange abgewandten Druckseite des Zylinders ist vor diesem Ringspalt ein O-Ring 18 angeordnet, der durch einen einstückig an dem Kolben 12 angeformten Käfig 20 lose vor dem Ringspalt gehalten wird. Der O-Ring 18 bildet zusammen mit diesem Ringspalt ein Rückschlagventil. Bewegt sich der Kolben in der Darstellung der Fig. 1 und 2 nach rechts in die ausgefahrene Stellung der Kolbenstange, so wird der O-Ring 18 durch das Öl von dem Ringspalt abgehoben und das Öl kann ungehindert durch den Ringspalt zwischen dem Kolben 12 und der Innenwand des Zylinders 10 durchtreten. Der Kolben bietet somit dieser Bewegung praktisch keinen Wider­ stand. Wird der Kolben nach links in den eingefahrenen Zustand der Kolbenstange bewegt, so drückt das Öl den O-Ring 18 auf den Ringspalt zwischen Kolben 12 und Innenwand des Zylinders 10, so daß der O-Ring 18 diesen Ringspalt ab­ dichtend verschließt.

Exzentrisch zur Mittelachse ist der Kolben 12 axial von einem engen Durchlaß 22 durchsetzt, der dazu dient, bei der Bewegung des Kolbens nach links, wenn das durch den O-Ring 18 gebildete Rückschlagventil geschlossen ist, Öl mit hohem Strömungswiderstand durch den Kolben 12 durchtreten zu lassen, so daß eine gedämpfte Bewegung des Kolbens 12 nach links möglich ist.

Auf der von der Druckseite des Zylinders 10 abgewandten Seite des Kolbens 12 ist ein Ventilteil 24 angeordnet, das in den Fig. 3-5 vergrößert dargestellt ist. Das Ventil­ teil 24 ist als Ringscheibe ausgebildet, die lose beweglich die Kolbenstange 14 umschließt. An dem Ventilteil 24 ist eine Nase 26 angeformt, die axial gegen den Kolben 12 und radial nach innen hakenförmig vorspringt. Die Nase 26 greift in eine Ausnehmung des Kolbens 12 ein und wird in dieser Ausnehmung durch einen auf der Kolbenstange 14 sitzenden Sicherungsring 28 mit Spiel gehalten. Das Spiel der Nase 26 in der Ausnehmung des Kolbens 12 und das radiale Spiel des Ventilteils 24 auf der Kolbenstange 14 sind so groß gewählt, daß das Ventilteil 24 gegenüber der Kolbenstange 14 und damit gegenüber dem Kolben 12 axial um die Nase 26 verkippt werden kann.

Diametral zu der Nase 26 ist an dem Ventilteil 24 ein Ven­ tilglied 30 vorgesehen, welches aus einer metallischen Ventilnadel 32 mit konischer Spitze besteht, die auf einen Steg 34 des Ventilteils 24 aufgesetzt ist. Das Ventilglied 30 greift mit der axial gegen den Kolben 12 vorspringenden Ventilnadel 32 in den Durchlaß 22 ein, der für den abdich­ tenden Eingriff der Ventilnadel 32 konisch zu einem Ventil­ sitz erweitert ist.

Auf der Kolbenstange 14 ist eine als Druckfeder wirkende Schraubenfeder 36 angeordnet, die axial lose auf der Kolben­ stange 14 verschiebbar ist. Die axiale Länge der Schrauben­ feder 36 beträgt nur einen Bruchteil der axialen Länge des Zylinders 10 und liegt beispielsweise in der Größenordnung von ein Drittel der Länge des Zylinders 10.

Der Kolben 12 ist mit dem Käfig 20 als einstückiges Kunst­ stoffspritzteil ausgebildet. Ebenso ist das Ventilteil 24 ein einstückiges Kunststoffspritzteil, auf welches die metallische Ventilnadel 32 aufgesetzt ist. Zur Montage werden der Kolben 12 und das Ventilteil 24 zwischen zwei metallischen Sicherungsringen 28 und 38 auf der Kolbenstange 14 festgelegt, wobei der Sicherungsring 28, wie oben er­ wähnt, die Nase 26 des Ventilteils 24 radial übergreift, um das Ventilteil 24 kippbar an dem Kolben 12 festzulegen.

Der Teleskopdämpfer arbeitet in folgender Weise: In Fig. 2 ist der Teleskopdämpfer in der eingefahrenen Stellung gezeigt. Die Schraubenfeder 36 sitzt lose auf der Kolbenstange 14, so daß sie auf das Ventilteil 24 keine Kraft ausübt.

Wird beim Ausfahren des Teleskopdämpfers der Kolben nach rechts bewegt, so strömt das Öl von der Kolbenstangenseite über den Ringspalt zwischen dem Kolben 12 und der Innenwand des Zylinders 10 auf die Druckseite, wobei der O-Ring 18 von diesem Ringspalt abgehoben und durch den Käfig 20 gehalten wird.

Bei dieser Ausfahrbewegung des Kolbens 12 kommt zunächst die Schraubenfeder 36 mit ihrem rechten Ende am Zylinderboden 16 zum Anschlag und stützt sich axial einerseits an dem Zylin­ derboden 16 und andererseits an dem ringförmigen Ventilteil 24 ab. Wird der Kolben 12 weiter nach rechts bewegt, so wird die Schraubenfeder 36 zunehmend komprimiert, so daß sie eine ansteigende Druckkraft F₂ auf das Ventilteil 24 ausübt. Das Ventilteil 24 wird durch diese Federkraft F₂ gegen den Kolben 12 gedrückt, so daß die Ventilnadel 32 in den Durchlaß 22 gedrückt wird und diesen abdichtend verschließt.

In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des ausgefahre­ nen Teleskopdämpfers arretiert sich dieser selbsttätig. In dieser selbstarretierenden Stellung wirkt auf die Kolben­ stange eine Kraft F₁, z. B. das Gewicht eines Geräte­ deckels in dessen Offenstellung. Diese Kraft F₁ drückt den Kolben 12 nach links, wodurch sich der O-Ring 18 dich­ tend auf den Ringspalt zwischen Kolben 12 und Innenwand des Zylinders 10 legt. Das durch den O-Ring 18 gebildete Rück­ schlagventil ist somit geschlossen und ebenso ist der Durch­ laß 22 durch das Ventilglied 30 verschlossen. Der Kolben 12 schließt somit die Druckkammer des Zylinders 10 vollständig dicht ab. Durch die Kraft F₁ und die sich zu dieser addierende Federkraft F₂ wird der Kolben 12 nach links gedrückt, wodurch der hydraulische Druck auf der Druckseite des Kolbens 12 steil ansteigt. Sobald die durch den hydrau­ lischen Druck auf der Druckseite des Kolbens 12 auf diesen einwirkende Kraft gleich der Summe der Kräfte F₁ und F₂ ist, ist der Gleichgewichtszustand erreicht und der Kolben 12 und die Kolbenstange 14 werden in diesem Arretie­ rungszustand gehalten. Die Federkraft F₂ hält dabei wegen der kleinen Querschnittsfläche des Durchlasses 22 das Ventilglied 30 gegen den hydraulischen Druck auf der Druck­ seite des Kolbens 12 zuverlässig geschlossen.

Um den Teleskopdämpfer wieder aus seiner Arretierstel­ lung zu bringen, wird die auf die Kolbenstange 14 wirkende Kraft F₁ manuell verstärkt, indem z. B. auf den durch den Teleskopdämpfer abgestützten offenstehenden Gerätedeckel manuell ein Druck in Schließrichtung ausgeübt wird. Durch diese Verstärkung der Kraft F₁ wird der Kolben 12 weiter nach links verschoben und der Druck auf der Druckseite des Zylinders 10 steigt wegen der Inkompressibilität des Öles so stark an, daß das Ventilglied 30 gegen die Kraft F₂ der Schraubenfeder 36 von dem Ventilsitz des Durchlasses 22 abgehoben wird und den Durchlaß 22 freigibt. Der Kolben 12 kann dadurch nach links verschoben werden, wobei das Öl durch den Durchlaß 22 strömen kann. Bei dieser Bewegung des Kolbens 12 nach links wird die Schraubenfeder 36 zuneh­ mend entspannt, so daß die Federkraft F₂ abnimmt. Die Schraubenfeder 36 kann somit das Ventilglied 30 nicht mehr geschlossen halten und der Kolben 12 kann sich unter der Wirkung der Kraft F₁ nach links bewegen, ohne daß es einer weiteren manuellen Verstärkung der Kraft F₁ be­ darf. Das geschlossene Rückschlagventil des O-Ringes 18 und der enge Durchtrittsquerschnitt des Durchlasses 22 bewirken dabei eine gedämpfte Bewegung des Kolbens bis in die in Fig. 2 gezeigte Endlage.

Claims (7)

1. Hydraulischer Teleskopdämpfer mit einem Zylinder und einem Kolben, wobei der Kolben ein Rückschlagventil und einen engen Durchlaß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Durchlaß (22) auf der von der Druckseite des Zylinders (10) abgewandten Seite des Kolbens (12) ein Ventilglied (30) zugeordnet ist und daß das Ventilglied (30) in einer Arretierstellung des Kolbens (12) durch eine Federkraft (F₂) gegen den Hydraulikdruck in der den Durchlaß (22) schließenden Stellung gehalten wird.

2. Teleskopdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft (F₂) durch eine Druckfeder er­ zeugt wird, die sich axial zwischen dem Ventilglied (30) und dem Zylinderboden (16) abstützt.

3. Teleskopdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Schraubenfeder (36) ist, deren axiale Länge ein Bruchteil der axialen Länge des Zylinders (10) ist.

4. Teleskopdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (30) eine in einen konischen Sitz des Durchlasses (22) eingreifende Ventilnadel (32) aufweist.

5. Teleskopdämpfer nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (30) an einem Ventilteil (24) angeordnet ist, welches an dem Kolben (12) beweglich gelagert ist.

6. Teleskopdämpfer nach den Ansprüchen 3 und 5, bei welchem eine Kolbenstange an der von der Druckseite abgewandten Seite des Kolbens angeordnet ist, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ventilteil (24) die Kolbenstange (14) ringförmig umschließt und daß die Schraubenfeder (36) auf der Kolbenstange (14) angeordnet ist und sich kol­ benseitig an dem Ventilteil (24) abstützt.

7. Teleskopdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (30) exzentrisch an dem Ventilteil (24) angeordnet ist und daß das Ventilteil (24) diame­ tral zu dem Ventilglied (30) kippbar an dem Kolben (12) gelagert ist.