DE4019221A1 - Stossdaempfer mit variabler daempfungskraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer bzw. Schwingungs­ dämpfer mit variabler Dämpfungskraft, insbesondere für ein Kraftfahrzeugaufhängungssystem. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Stoßdämpfer bzw. Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft, bei dem die Dämpfungseigenschaften für Aufprallbewegung und die Dämpfungseigenschaften für Rückprallbewegung unabhängig voneinander einstellbar sind.

Ein typischer Aufbau eines Stoßdämpfers mit variabler Dämp­ fungskraft ist in der ungeprüften japanischen Patenterst­ veröffentlichung (Tokkai) Showa 58-77 943 beschrieben. Dieser Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft besitzt einen Einstellmechanismus für die Dämpfungseigenschaften, mit wel­ chem die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers unabhängig von der Stoßrichtung eingestellt werden. Ein derartiger Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft reicht jedoch zur Erzielung eines ausreichenden Fahrkomforts und einer ausreichenden Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs nicht aus.

Insbesondere sind die optimalen Dämpfungseigenschaften für die Aufprallbewegung und die Rückprallbewegung bei den meisten Schwingungsarten unterschiedlich voneinander. Wenn man daher beim Festlegen der Dämpfungseigenschaften gemein­ same Dämpfungseigenschaften für die Aufprallbewegung und die Rückprallbewegung einstellt, ist es schwierig, optimale Dämpfungseigenschaften für die Aufprallbewegung und die Rückprallbewegung zu finden, da die optimalen Dämpfungs­ eigenschaften für eine der beiden Bewegungen, nämlich die Aufprall- und Rückprallbewegung nicht die optimalen Dämp­ fungsbewegungen für die andere Bewegungsrichtung sein können. D.h. mit anderen Worten, daß immer dann, wenn gemein­ same Dämpfungseigenschaften bzw. Dämpfungscharakteristiken für die Aufprall- und Rückprallbewegung eingestellt werden, die eingestellten Dämpfungseigenschaften weder für die Auf­ prall- noch für die Rückprallbewegung optimal sein können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, zur Vermeidung der oben geschilderten Nachteile einen Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft zu schaffen, bei dem die Möglichkeit der unabhängigen Einstellung der Dämpfungseigenschaften für die Aufprallbewegung und die Rückprallbewegung vorhanden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche enthalten Weiterbildungen der Erfindung.

Durch die Erfindung wird ein Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft geschaffen, bei dem zwei getrennte Flüssig­ keitsströmungswege, nämlich ein Aufprallströmungsweg und ein Rückprallströmungsweg vorgesehen sind, wobei der Auf­ prallflüssigkeitsströmungsweg aktiviert ist, um einen Flüssigkeitsstrom beim Kolbenaufprallhub zu ermöglichen, und der Rückprallflüssigkeitsströmungsweg aktiviert ist, um einen Flüssigkeitsstrom beim Kolbenrückprallhub zu ermög­ lichen. Eine erste Strömungsdrosseleinrichtung ist dem Aufprallflüssigkeitsströmungsweg zugeordnet zur Einstellung des Strömungsquerschnitts des Aufprallflüssigkeitsströmungs­ wegs, wobei die erste Strömungsdrosseleinrichtung im Hin­ blick auf die Stärke der Flüssigkeitsströmungsdrosselung variabel ist zur Einstellung der Dämpfungseigenschaften für den Kolbenaufprallhub. Eine zweite Strömungsdrosseleinrich­ tung ist dem Rückprallflüssigkeitsströmungsweg zugeordnet, wobei die Stärke der Strömungsdrosselung der Strömungsdros­ seleinrichtung veränderbar ist zur Einstellung der Dämpfungs­ eigenschaften für den Kolbenrückprallhub. Die erste und die zweite Strömungsdrosseleinrichtung arbeiten unabhängig von­ einander.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Stoß­ dämpfer mit variabler Dämpfungskraft

• - einen Hohlzylinder, der mit Arbeitsflüssigkeit angefüllt ist;
• - einen Kolben, der im Innenraum des Vorzylinders angeordnet ist und den Innenraum des Hohlzylinders in eine erste Flüssigkeitskammer und in eine zweite Flüssigkeitskammer trennt, wobei der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden ist, zum Einleiten einer Bewegung in den Zylinderinnenraum in Abhängigkeit eingeleiteter Schwingungsenergie in Druck- und Zugstufen;
• - einen ersten Flüssigkeitskanal, der eine Flüssigkeitsströ­ mung von der ersten Flüssigkeitskammer in die zweite Flüs­ sigkeitskammer in Abhängigkeit von einem Druckhub ermög­ licht;
• - eine erste variable Durchlaßeinrichtung innerhalb des ersten Flüssigkeitskanals zur Drosselung des Flüssigkeits­ stroms durch den ersten Flüssigkeitskanal, wobei die vari­ able Durchlaßeinrichtung die Größe der Strömungsdrosselung verändert;
• - ein zweiter Flüssigkeitskanal, der in Abhängigkeit von einem Zughub des Kolbens einen Flüssigkeitsstrom von der zweiten Flüssigkeitskammer in die erste Flüssigkeitskammer ermöglicht;
• - eine zweite variable Durchlaßeinrichtung, die im zweiten Flüssigkeitskanal angeordnet ist zur Drosselung des Flüs­ sigkeitsstroms durch den zweiten Flüssigkeitskanal, wobei die variable Durchlaßeinrichtung die Größe der Strömungs­ drosselung ändert;
• - eine erste Steuereinrichtung, welche der ersten variablen Durchlaßeinrichtung zugeordnet ist zum Betätigen dieser Einrichtung bei der Einstellung der Strömungsdrosselgröße für den Flüssigkeitsstrom durch diese Einrichtung; und
• - eine zweite Steuereinrichtung, welche der zweiten variablen Durchlaßeinrichtung zugeordnet ist zur Betätigung dieser Einrichtung bei der Einstellung der Strömungsdrosselgröße für den Flüssigkeitsstrom durch diese Einrichtung, wobei die zweite Steuereinrichtung unabhängig von der ersten Steuereinrichtung ist, so daß die Durchflußdrosselgröße unabhängig von der der ersten Steuereinrichtung eingestellt ist.

Wenigstens eine der beiden variablen Durchlaßeinrichtungen kann in kontinuierlicher Arbeitsweise die Dämpfungseigen­ schaften ändern. Sowohl die erste als auch die zweite Steuer­ einrichtung können durch die Kolbenstange hindurch vorgesehen sein. Die erste und die zweite Steuereinrichtung können Wellen aufweisen, die koaxial durch die Kolbenstange hindurch angeordnet sind, wobei die Wellen durch extern einwirkende Antriebskräfte in Drehung versetzt werden können und Wandler­ einrichtungen mit den Wellen zusammen arbeiten können zur Umwandlung einer Drehung der Welle in eine Vortriebskraft zur Einstellung des Durchlaß- bzw. Strömungsquerschnitts der ersten und zweiten einstellbaren Durchlaßeinrichtungen.

Anhand der Figuren, welche bevorzugt die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen, wird die Erfindung noch näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungs­ beispiel eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte schnittbildliche Darstellung für einen Hauptteil des in der Fig. 1 darge­ stellten Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungs­ kraft;

Fig. 3 eine Übersicht zur Erläuterung von Dämpfungs­ eigenschaften des ersten Ausführungsbeispiels des Stoßdämpfers bei verschiedenen Betriebs­ arten und Schwingungsarten;

Fig. 4 eine schnittbildliche Darstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft gemäß der Erfin­ dung;

Fig. 5 eine vergrößerte schnittbildliche Ansicht eines Hauptteils des in Fig. 4 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen im zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 4 eingebauten Kolben;

Fig. 7 eine vergrößerte schnittbildliche Darstellung zur Erläuterung des genauen Aufbaus eines Aus­ führungsbeispiels für eine Kolbenstange, die beim zweiten Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 4 dargestellt ist, zur Anwendung kommt; und

Fig. 8 eine Übersicht über die Dämpfungseigenschaften des zweiten Ausführungsbeispiels bei verschie­ denen Betriebsarten und Schwingungsarten.

Unter Bezugnahme insbesondere auf die Fig. 1 und 2 wird das erste Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt einen Hohlzylinder 1 mit einem Innenraum, der mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt ist. Der Innenraum des Hohlzylinders 1 ist in eine obere Flüssigkeitskammer A und in eine untere Flüssigkeitskammer B durch eine Kolben­ anordnung 2 getrennt. Ferner ist beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel im Innenraum des Zylinders 1 ein freier Kolben 4 vorgesehen, so daß unterhalb der unteren Flüssigkeitskammer B eine Gaskammer C gebildet wird. Die Gaskammer C ist mit einem Druckgas gefüllt zur Änderung des Kammervolumens bei entsprechenden Druckbedingungen in der unteren Flüssigkeits­ kammer zur Erzielung eines Druckausgleichs und der Wirkung eines Druckspeichers.

Das offene Ende des Zylinders 1 ist mit einer oberen Ver­ schlußeinrichtung verschlossen. Diese enthält eine Öldich­ tung 1a, eine Stangenführung 1b und einen Dichtungsabschluß 1c. Am Boden ist der Hohlzylinder 1 geschlossen und mit einer Öse 1d versehen. Diese kann mit einer Radachse oder einer Spindel und dergl. in Eingriff gebracht werden.

Die Kolbenanordnung 2 ist am unteren Ende einer Kolbenstan­ ge 3 angeordnet. Die Kolbenanordnung 2 enthält eine Rück­ prallsperre 5, eine Unterlagscheibe 6, ein erstes Scheiben­ ventil 7 an der Aufprallseite, ein zweites Scheibenventil 8 an der Aufprallseite, einen Kolbenkörper 2A, ein zweites Scheibenventil 9 an der Rückprallseite, ein erstes Scheiben­ ventil 10 an der Rückprallseite, eine Unterlagscheibe 11, einen ersten Lagerring 12 und einen zweiten Lagerring 13. Die Bestandteile der Kolbenanordnung 2 sind in dieser Reihen­ folge am unteren Ende der Kolbenstange 3 angeordnet und im zusammengebauten Zustand durch eine Befestigungsmutter 14, die auf ein Gewinde am unteren Ende der Kolbenstange aufge­ setzt ist, befestigt.

Der Kolbenkörper 2A ist mit einer mittleren Öffnung 2a ausge­ stattet, die sich axial erstreckt und die Kolbenstange 3 auf­ nimmt. Der Kolbenkörper 2A besitzt auf der Seite der oberen Flüssigkeitskammer A eine obere Oberfläche. Zwei Nuten 2b und 2c sind in diese obere Oberfläche eingeformt. Die beiden Nuten 2b und 2c sind ringförmig ausgebildet und verlaufen koaxial zueinander. Entlang der Umfangsränder der ringförmi­ gen Nuten 2b und 2c erstrecken sich ringförmige tragende Flächen mit Ventilsitzflächen 2d und 2e, die mit dem zweiten Scheibenventil 8 an der Aufprallseite zusammenwirken bzw. an dieses Ventil angepaßt sind, so daß innere und äußere veränderbare Durchlässe gebildet werden. Wie zu ersehen ist, entspricht der Durchmesser der Ventilsitzfläche 2d dem Außen­ durchmesser des ersten Scheibenventils 7 an der Rückprall­ seite. Die innere ringförmige Nut 2b ist mit der unteren Flüssigkeitskammer B über eine oder mehrere Aufprallflüssig­ keitskanäle 2f, die an ihren unteren Enden direkt in die untere Flüssigkeitskammer geöffnet sind, verbunden. Die inne­ re ringförmige Nut 2b ist ferner über eine radiale Nut 2g mit der mittleren Öffnung 2a und über eine radiale Nut 2h mit der äußeren ringförmigen Nut 2b verbunden. Ein oder mehrere Durchlässe 3a sind durch die Kolbenstange 3 geformt, um eine Flüssigkeitsströmungsverbindung zwischen einem durch die mittlere Öffnung definierten Außen- und Innenraum zu bilden. Demnach steht die mittlere Öffnung 2a des Kolben­ körpers 2A über diese Durchlässe 3a in Verbindung mit dem Innenraum der Kolbenstange 3. Die Durchlässe 3a stehen in Verbindung mit radialen Kanälen 18b, welche durch eine äußere drehbare Betätigungsstange 18 hindurchgeformt sind, und mit einer im wesentlichen ringförmigen Nut 18c zwischen der Innenfläche der äußeren Betätigungsstange 18 und einer inneren drehbaren Betätigungsstange 19.

Die radialen Kanäle 18b können aus mehreren Sätzen von Kanälen mit voneinander unterschiedlichen Durchmessern be­ stehen. Einer der mehreren Sätze der Kanäle kann ausgerichtet sein mit dem radialen Kanal zur Einstellung der Strömungs­ dämpfungsgröße.

Hieraus ergibt sich, daß die Arbeitsflüssigkeit in der unte­ ren Flüssigkeitskammer B in die obere Flüssigkeitskammer A über den jeweiligen Aufprallflüssigkeitskanal 2f, die innere Nut 2b, die radiale Nut 2g, den radialen Durchlaß 3a, den radialen Kanal 18b, die ringförmige Nut 18c, den radialen Kanal 18b, den radialen Durchlaß 3a, die radiale Nut 2a während des Kolbenaufprallhubs strömt.

In der gleichen Weise sind im wesentlichen ringförmige Nuten 2j und 2k an der unteren Oberfläche des Kolbenkörpers 2A vorgesehen. Im wesentlichen ringförmige Auflagefläche bilden Ventilsitzflächen 2m und 2n, die sich entlang den jeweiligen Umfängen der inneren und äußeren ringförmigen Nuten 2j und 2k erstrecken. Die innere ringförmige Nut 2j steht in Strömungsverbindung mit der oberen Flüssigkeitskammer A über einen oder mehrere Rückprallflüssigkeitskanäle 2p, welche direkt in die obere Flüssigkeitskammer geöffnet sind.

Die Ventilsitzflächen 2m und 2n wirken mit dem zweiten Scheibenventil 9 an der Rückprallseite zusammen und sind an dieses Ventil angepaßt. In der gleichen Weise wie die Ventilsitzfläche 2d besitzt die Ventilsitzfläche 2m einen Durchmesser, der mit dem Außendurchmesser des ersten Schei­ benventils 10 an der Rückprallseite übereinstimmt. Ferner ist ein Federsitzelement 15 beweglich um den äußeren Umfang des ersten Lagerrings 12 angeordnet. Das Federsitzelement besitzt einen Außendurchmesser, der mit dem Durchmesser der Ventilsitzfläche 2m übereinstimmt. Das Federsitzelement liegt gegen das erste Scheibenventil 10 an der Rückprallseite an und überträgt die Federkraft einer Sprialfeder 16. Das untere Ende der Spiralfeder 16 ist an einem Federsitzelement 17 abgestützt. Das Federsitzelement 17 besitzt eine Gewinde­ bohrung, die auf ein Gewinde am Außenumfang des zweiten Lagerrings 13 aufgesetzt ist. Wenn das Federsitzelement 17 durch einen Antrieb in Drehung versetzt wird, verlagert es sich in axialer Richtung zum Federsitzelement 15 hin oder von diesem weg. Auf diese Weise wird die Federkraft, die auf das erste Scheibenventil 10 einwirkt, geändert.

Das Federsitzelement 17 besitzt einen Ausschnitt bzw. eine Ausnehmung 17a. Die innere drehbare Betätigungsstange 19 besitzt ein Ansatzstück 19a, das sich vom unteren Ende der Kolbenstange 3 erstreckt und umgebogen ist, so daß es an seinem Ende mit der Ausnehmung 17a in Eingriff steht.

Wenn bei dem dargestellten Aufbau der Kolben in Rückprall­ richtung eine Hubbewegung ausführt, erfolgt eine Kompression der oberen Flüssigkeitskammer A, und die unter Druck gebracht Flüssigkeit in der oberen Flüssigkeitskammer fließt über die Rückprallflüssigkeitskanäle 2p in die innere Ringnut 2j. Der Flüssigkeitsdruck wirkt auf das zweite Scheibenventil 9 an der Rückprallseite und bewirkt eine Verformung der Schei­ benventile 9 und 10. Die Druckflüssigkeit in der inneren Ringnut 2j fließt daher in die äußere Ringnut 2k über einen Spalt, der zwischen der Ventilsitzfläche 2m und der anliegen­ den Oberfläche des zweiten Scheibenventils 9 gebildet wird. Ferner ermöglicht die Verformung des zweiten Scheibenventils 9 an der Rückprallseite eine Flüssigkeitsströmung aus der äußeren Ringnut 2k in die untere Flüssigkeitskammer B. Während dieser Flüssigkeitsströmung ist die Änderung der Dämpfungskraft, welche durch eine zwischen der Ventilsitz­ fläche 2m und dem zugeordneten Teil am zweiten Scheiben­ ventil 9 an der Rückprallseite gebildeten inneren variablen Durchlaß erzeugt wird, proportional 2/3 der Leistung der Kolbenhubgeschwindigkeit. In gleicher Weise ist die Änderung der Dämpfungskraft, welche durch einen zwischen der Ventil­ sitzfläche 2n und dem zugeordneten Teil des zweiten Schei­ benventils 9 an der Rückprallseite gebildeten äußeren variablen Durchlaß erzeugt wird, proportional 2/3 der Lei­ stung der Kolbenhubgeschwindigkeit. Da die Federkraft, welche an der Stelle des zweiten Scheibenventils 9, die der Ventil­ sitzfläche 2m zugeordnet ist, größer ist als die Federkraft, welche an dem Scheibenventilteil einwirkt, das der Ventil­ sitzfläche 2n zugeordnet ist, kann durch den inneren variab­ len Durchlaß eine größere Dämpfungskraft erzeugt werden. D.h. der innere variable Durchlaß kann härtere Dämpfungseigen­ schaften vorsehen als der äußere variable Durchlaß. Da beim dargestellten Ausführungsbeispiel der innere variable Durch­ laß mit den härteren Dämpfungseigenschaften und der äußere variable Durchlaß mit den weicheren Dämpfungseigenschaften in Reihe angeordnet sind, läßt sich eine Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit der Dämpfungskraft im mittleren und hohen Kolbengeschwindigkeitsbereich kompensieren, so daß im wesentlichen lineare Dämpfungseigenschaften, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, sich erreichen lassen.

Die Dämpfungseigenschaften in Abhängigkeit von der Kolben­ rückprallbewegung können durch einen Drehantrieb der inneren Betätigungsstange 19 eingestelt werden. Für die Drehung der inneren Betätigungsstange 19 kann eine Einstellscheibe oder ein Eingriffstück am oberen Ende der Betätigungsstange vor­ gesehen sein. Bei der Drehung der Betätigungsstange 19 er­ folgt eine Drehung des Federsitzelements 17, wodurch die Federkraft eingestellt wird, die auf das Scheibenventil 10 an der Rückprallseite einwirkt. Wenn das Federsitzelement 17 in der untersten Position angeordnet ist, erhält man einen vorbestimmten größten Abstand vom Federsitzelement 15. In diesem Fall hat die auf das erste Scheibenventil 10 einwir­ kende Federkraft ein Minimum. Es erfolgt dann eine Deforma­ tion der ersten und zweiten Scheibenventile 9 und 10 bei geringerer Druckdifferenz zwischen den inneren und äußeren Ringnuten 2j und 2k und der unteren Flüssigkeitskammer B.

Wenn andererseits die Kolbenhübe in Aufprallrichtung eine Kompression der unteren Flüssigkeitskammer B bewirken, fließt die unter Druck gesetzte Flüssigkeit in der unteren Flüssig­ keitskammer in die innere Ringnut 2b über die Aufprallflüs­ sigkeitskanäle 2f. Es wird dann ein Flüssigkeitsdruck auf das erste Scheibenventil an der Rückprallseite ausgeübt, der eine Verformung der Scheibenventile 7 und 8 bewirkt. Die Druckflüssigkeit in der inneren Ringnut 2b fließt in die äußere Ringnut 2c über einen variablen Durchlaß, der durch den radialen Kanal 18b gebildet wird. Anschließend fließt die Druckflüssigkeit durch einen Spalt, der zwischen der Ventilsitzfläche 2e und der gegenüberliegenden Fläche am zweiten Scheibenventil 8 an der Aufprallseite gebildet wird. Somit ermöglicht die Verformung des zweiten Scheibenventils 8 einen Flüssigkeitsstrom aus der äußeren Ringnut 2c in die obere Flüssigkeitskammer A. Wenn andererseits die Flüssig­ keitsdruckdifferenz zwischen den Ringnuten und der oberen Flüssigkeitskammer groß genug wird, um die Vorspannkraft der Scheibenventile 7 und 8 zu überwinden, werden die Scheiben­ ventile verformt, so daß Spalte zwischen den Ventilsitz­ flächen 2d und 2e und den gegenüberliegenden Flächen an den Scheibenventilen gebildet werden, die die Flüssigkeitsströ­ mung ermöglichen.

Während dieser Flüssigkeitsströmung wirken die radialen Kanäle 18b als feste Durchlässe mit Änderungseigenschaften der Dämpfungskraft, die proportional dem Quadrat der Kolben­ hubgeschwindigkeit ist. Andererseits ist die Änderung der Dämpfungskraft, welche durch einen zwischen den Sitzflächen 2d und 2e sowie den zugeordneten Teilen des zweiten Schei­ benventils an der Rückprallseite definierten inneren variab­ len Durchlaß erzeugt wird, proportional zu 2/3 der Leistung der Kolbenhubgeschwindigkeit. Durch die Kombination der Dämpfungseigenschaften des festen Durchlasses und der Dämp­ fungseigenschaften des variablen Durchlasses erhält man im wesentlichen lineare Dämpfungscharakteristiken, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind.

Die Dämpfungseigenschaften in Abhängigkeit von der Kolben­ aufprallbewegung lassen sich durch den Drehantrieb der äußeren Betätigungsstange 18 einstellen. Für die Drehung der äußeren Betätigungsstange 18 ist eine Einstellscheibe oder ein Griffstück 18a am oberen Ende der Betätigungsstange vorgesehen. Die Drehung der Betätigungsstange 18 bewirkt eine Verschiebung bzw. Verlagerung der radialen Kanäle 18b, so daß unterschiedliche Kanalquerschnitte der radialen Kanäle 18b mit dem Durchlaß 3a ausgerichtet werden.

Wie anhand des oben erläuterten Ausführungsbeispiels gezeigt wurde, ermöglicht der Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungs­ kraft gemäß der Erfindung eine unabhängige Einstellung der Dämpfungseigenschaften beim Kolbenaufprallhub und beim Kol­ benrückprallhub.

In den Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft dargestellt. In der gleichen Weise wie das vorher beschrie­ bene Ausführungsbeispiel besitzt dieses Ausführungsbeispiel einen Hohlzylinder 101 mit einem Innenraum, der mit Arbeits­ flüssigkeit gefüllt ist. Der Innenraum des Zylinders 101 ist in eine obere Flüssigkeitskammer A und eine untere Flüssigkeitskammer B durch eine Kolbenanordnung 102 getrennt. Ferner besitzt das dargestellte Ausführungsbeispiel einen freien Kolben 120 im Innenraum des Zylinders 101. Dieser Kolben begrenzt eine Gaskammer C, die unterhalb der unteren Flüssigkeitskammer B vorgesehen ist. Die Gaskammer C ist mit einem Druckgas zur Änderung des Volumens je nach den Druckverhältnissen in der unteren Flüssigkeitskammer gefüllt, so daß ein Kraftausgleich erreicht wird, und ferner dient die Druckkammer als Druckspeicher. Das offene Ende des Hohlzylin­ ders 101 ist durch eine obere Verschlußanordnung verschlos­ sen. Diese enthält eine Öldichtung 101a, eine Stangenfüh­ rung 101b und einen Dichtungsabschluß 101c. Der Boden des Zylinders 101 ist geschlossen und mit einer Öse 101d ver­ sehen. Diese Öse kann mit einer Radachse oder mit einer Spindel oder dergl. in Eingriff gebracht werden.

Die Kolbenanordnung 102 ist an einem Abschnitt 105a mit ge­ ringerem Durchmesser eines Anschlagbolzens 105 befestigt. Dieser Anschlagbolzen ist am unteren Ende einer Kolben­ stange 103 befestigt. Die Kolbenanordnung 102 enthält eine Unterlagscheibe 106, ein Scheibenventil 108 an der Rückprall­ seite, einen Kolbenkörper 102a, ein Scheibenventil 109, eine Unterlagscheibe 111 und einen Lagerring 112. Die Bestandteile der Kolbenanordnung 102 sind in dieser Ordnung am unteren Ende der Kolbenstange 103 vorgesehen. Im zusammengebauten Zustand werden die Bestandteile der Kolbenanordnung durch eine Befestigungsmutter 113, die auf ein Gewinde am unteren Ende der Kolbenstange aufgesetzt ist, zusammengehalten und befestigt.

Der Kolbenkörper 102A besitzt eine mittlere Öffnung 102a, die sich axial erstreckt und den Abschnitt 105a mit gerin­ gerem Durchmesser des Anschlagbolzens 105 aufnimmt. Der Kolbenkörper 102A besitzt eine obere Oberfläche, die in die obere Flüssigkeitskammer A gerichtet ist. Zwei Nuten 102b und 102c sind in die obere Oberfläche des Kolbenkörpers ein­ geformt. Die beiden Nuten 102b und 102c sind im wesentlichen ringförmig ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet. An den Umfangsrändern der Ringnuten 102b und 102c befinden sich Begrenzungskanten mit Ventilsitzflächen 102d und 102e. Diese Ventilsitzflächen sind an das Scheibenventil 108 an der Aufprallseite angepaßt, so daß innere und äußere variab­ le Durchlässe geschaffen werden. Die innere Ringnut 102b steht in Strömungsverbindung mit der unteren Flüssigkeits­ kammer B über einen oder mehrere Aufprallflüssigkeitskanäle 102f. Die unteren Enden dieser Kanäle sind direkt in die untere Flüssigkeitskammer B geöffnet. Die innere Ringnut 102b steht ferner in Strömungsverbindung mit der mittleren Öff­ nung 102a über eine radiale Nut 102g und mit der äußeren Ringnut 102b über eine radiale Nut 102h. Ein Durchlaß oder mehrere Durchlässe 105c sind in den Aschnitt 105a mit dem geringeren Durchmesser des Anschlagbolzens 105 eingeformt. Die axiale Anordnung dieser Durchlässe ist so, daß sie im wesentlichen der axialen Anordnung der radialen Nut 102g entsprechen. Auf diese Weise wird eine Strömungsverbindung zwischen den durch die axiale Öffnung definierten äußeren und inneren Raum gebildet. Die mittlere Öffnung 102a des Kolbenkörpers 102A steht in Strömungsverbindung mit dem Innenraum des Abschnittes 105a des Anschlagbolzens 105 über diese Durchlässe 105c. Die Durchlässe 105c stehen in Strömungsverbindung mit radialen Kanälen 114a zwischen einem Ventilschieber 114 an der Rückschlagseite und einem Ventil­ schieber 115 an der Aufprallseite. Die untere Endschulter des Ventilschiebers 114 an der Rückschlagseite arbeitet mit der oberen Endschulter der Durchlässe 105c zusammen und bildet eine variable Querschnittsfläche für eine Drosselöffnung, deren Strömungsquerschnitt variabel ist in Abhängigkeit von der axialen Position des Ventilschiebers 114 an der Rück­ prallseite. Mit der dargestellten Konstruktion wird ein Strömungskanal By1 gebildet.

Wie schon erläutert, ist die Querschnittsfläche der Drossel­ öffnung mit variablem Strömungsquerschnitt definiert durch den bzw. die Durchlässe 105c und die untere Endschulter des Ventilschiebers 114 an der Rückprallseite. Der Strömungs­ querschnitt der Drosselöffnung läßt sich kontinuierlich und wenigstens nicht schrittweise verändern.

Die Arbeitsflüssigkeit in der unteren Flüssigkeitskammer B kann daher in die obere Flüssigkeitskammer A über die Auf­ prallflüssigkeitskanäle 102f, die innere Ringnut 102b, die radiale Nut 102g, den radialen Durchlaß 105c, den radialen Kanal 114a, den radialen Durchlaß 105c und die radiale Nut 102h während des Kolbenaufprallhubs fließen.

In der gleichen Weise sind im wesentlichen ringförmige Nuten 102j und 102k an der unteren Oberfläche des Kolben­ körpers 102A gebildet. Im wesentlichen ringförmige Begren­ zungskanten besitzen Ventilsitzflächen 102m und 102n. Diese erstrecken sich entlang der Umfänge der inneren und äußeren Ringnuten 102j und 102k. Die innere Ringnut 102j steht in Strömungsverbindung mit der oberen Flüssigkeitskammer A. Diese Strömungsverbindung wird von einem oder mehreren Rückprallflüssigkeitskanälen 102p gebildet. Diese Flüssig­ keitskanäle sind direkt in die obere Flüssigkeitskammer geöffnet.

Die innere Ringnut 102j steht über eine radiale Nut 102r mit der äußeren Ringnut 102k in Strömungsverbindung. Ferner steht die innere Ringnut 102j in Strömungsverbindung mit radialen Kanälen 102q. Die radialen Kanäle 102q sind in Strömungsver­ bindung mit radialen Durchlässen 105d. Die radialen Durch­ lässe 105d können in Strömungsverbindung mit einer Ringnut 115a stehen, die am Außenumfang des Ventilschiebers 115 an der Aufprallseite definiert ist. Auf diese Weise wird ein Flüssigkeitsströmungskanal By2 gebildet. Dieser ermöglicht eine Flüssigkeitsströmung zwischen der oberen Flüssigkeits­ kammer A und der unteren Flüssigkeitskammer B. In der glei­ chen Weise wie beim Ventilschieber an der Rückschlagseite bildet der untere Rand der Ringnut 115a im Ventilschieber 115 an der Aufprallseite mit dem oberen Rand des radialen Kanals 105d einen Drosselkanal mit variablem Strömungsquerschnitt (in Fig. 5 ist die Drosselöffnung in einer Position gezeigt, bei der die Strömungsverbindung vollständig blockiert ist). Der Strömungsquerschnitt der Drosselöffnung, welche zwischen der Ringnut 115a und dem radialen Durchlaß 105d veränderbar definiert ist, hängt ab von der axialen Position des Ventil­ schiebers 115.

Der Ventilschieber 114 an der Rückprallseite ist durch die axiale Positionierung einer Steuerstange 116 bestimmt, die koaxial in einer Axialbohrung 103a der Kolbenstange 103 angeordnet ist. Die Steuerstange 116 erstreckt sich bis zum oberen Ende der Kolbenstange, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Das untere Ende der Steuerstange 116 ist mit einem Verbin­ dungsstück 117 an der Rückprallseite verbunden. Das Verbin­ dungsstück 117 besitzt ein unteres Ende, das einem oberen Ende des Ventilschiebers 114 an der Rückprallseite zuge­ ordnet ist und mit diesem in Eingriff steht. Auf diese Weise läßt sich der Ventilschieber 114 in axialer Richtung verschieben. Ferner überträgt das Verbindungsstück 117 ein auf die Steuerstange 116 einwirkendes Drehmoment auf den Ventilschieber 114. Der Ventilschieber 114 besitzt an seinem Umfang ein Außengewinde, das mit einem Innengewinde in einer Bohrung 105e im Anschlagbolzen 105 in Eingriff steht. Wenn daher durch den Antrieb der Steuerstange 116 der Ventil­ schieber 114 eine Drehung ausführt, bewirkt dies eine axiale Verschiebung des Ventilschiebers 114, wodurch der Strömungsquerschnitt in der Drosselöffnung zwischen dem Ventilschieber 114 und dem radialen Durchlaß 105c geändert wird.

Andererseits kann die axiale Positionierung des Ventilschie­ bers 115 an der Aufprallseite mit Hilfe der Steuerstange 118 an der Aufprallseite gesteuert werden. Diese Steuerstange ist koaxial im Innenraum der Steuerstange 116 angeordnet. Die Steuerstange 118 an der Aufprallseite erstreckt sich ferner bis zum oberen Ende der Kolbenstange 103, so daß sie von außen her mit einer äußeren Antriebsquelle, bei­ spielsweise einem Schrittmotor, verbunden werden kann. Das untere Ende der Steuerstange 118 für den Ventilschieber an der Aufprallseite ist mit einem Verbindungsstück 119 ver­ bunden. Das Verbindungsstück 119 an der Aufprallseite ist zylindrisch geformt und ist an seinem oberen Ende mit einem oberen Stangenteil 118a der Steuerstange 118 und mit seinem unteren Ende mit einem unteren Stangenteil 118b der Steuer­ stange 118 verbunden. Der untere Stangenteil 118b ist mit der Innenseite des Verbindungsstückes 119 kerbverzahnt, so daß eine axiale Bewegung gegenüber dem oberen Stangenteil möglich ist, wobei jedoch eine Drehantriebsverbindung mit dem oberen Stangenteil 118a vorhanden ist. Da der untere Stangenteil 118b fest mit dem Ventilschieber 115 verbunden ist, wird ein Drehmoment, das auf den oberen Stangenteil 118a wirkt, auf den Ventilschieber 115 an der Aufprallseite über­ tragen. Der Ventilschieber 115 besitzt ein Außengewinde, das mit einem Innengewinde im Abschnitt 105a des Anschlagbolzens 105 vorgesehen ist. Bei Drehung des Ventilschiebers 115 mit Hilfe der Steuerstange 118 läßt sich daher die axiale Po­ sitionierung des Ventilschiebers 115 gegenüber dem radialen Durchlaß 105d einstellen. Auf diese Weise gewinnt man eine Einstellmöglichkeit für die Drosselungsrate an der Drossel­ öffnung zwischen der Ringnut 115a und dem radialen Durchlaß 105d.

Mit dem gezeigten Aufbau, der im Vorstehenden erläutert wurde lassen sich die Dämpfungseigenschaften äquivalent zu denen beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel einstellen, wie das deutlich aus Fig. 8 zu ersehen ist. Die Fig. 8 zeigt die Dämpfungseigenschaften bei minimaler und maximaler Drosselungsrate bei Veränderung des Strömungsquerschnitts in den Drosselöffnungen. Da beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel eine kontinuierliche bzw. nicht schrittweise Änderung der Drosselrate vorgesehen werden kann, können bei ent­ sprechenden Aufprall- und Rückprallzuständen der Schwingung optimale Dämpfungseigenschaften erhalten werden.

Durch die Erfindung werden daher alle angestrebten Aufgaben gelöst und Vorteile erzielt.

Claims (5)

1. Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft mit

• - einem Hohlzylinder, der mit Arbeitsflüssigkeit angefüllt ist;
• - einem Kolben, der im Innern des Hohlzylinders angeordnet ist, zur Trennung des Zylinderinnenraums in eine erste Flüssigkeitskammer und eine zweite Flüssigkeitskammer, wobei der Kolben mit einer Kolbenstange verbunden ist, zum Einleiten einer Bewegung im Innenraum des Zylinders in Abhängigkeit einer eingeleiteten Energie in Zug- und Druckstufen;
• - einem ersten Strömungskanal für eine Flüssigkeits­ strömung von der ersten Flüssigkeitskammer zur zweiten Flüssigkeitskammer in Abhängigkeit von einem Kompressions­ hub des Kolbens; und
• - einem zweiten Strömungskanal für eine Flüssigkeits­ strömung aus der zweiten Flüssigkeitskammer in die erste Flüssigkeitskammer in Abhängigkeit von einem Expansions­ hub des Kolbens,

dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine erste variable Durchlaßeinrichtung (3a, 18b; 105c, 114a) im ersten Strömungsweg (By1) zur Verringerung der Flüssigkeitsströmung durch den ersten Strömungskanal vorgesehen ist, wobei die variable Durchlaßeinrichtung die Größe der Strömungsverringerung ändert;
• - eine zweite variable Durchlaßeinrichtung (9, 10, 2m, 2n; 105d, 115a) im zweiten Strömungskanal zur Verringerung der Flüssigkeitsströmung durch den zweiten Flüssigkeits­ kanal vorgesehen ist, wobei diese variable Durchlaß­ einrichtung die Größe der Strömungsbegrenzung ändert,
• - eine erste Steuereinrichtung (18; 116), welche der ersten variablen Durchlaßeinrichtung zugeordnet ist, zur Ein­ stellung der Größe der Strömungsbegrenzung für die Flüssigkeitsströmung durch diese erste variable Durchlaß­ einrichtung; und
• - eine zweite Steuereinrichtung (19; 118), welche der zweiten variablen Durchlaßeinrichtung zugeordnet ist, zur Einstellung der Größe der Strömungsbegrenzung der Flüssigkeitsströmung durch die zweite variable Durchlaß­ einrichtung, wobei die zweite Steuereinrichtung unabhängig von der ersten Steuereinrichtung bei der Einstellung der Größe der Strömungsbegrenzung arbeitet.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden variablen Durchlaßeinrichtungen die Dämpfungseigenschaften in kontinuierlicher Arbeitsweise ändert.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Steuereinrichtungen (18, 19; 116, 118) durchgehend durch die Kolbenstange (3; 103) vorgesehen sind.

4. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Steuereinrichtun­ gen drehbare Wellen aufweisen, die koaxial durch die Kolben­ stange (3; 103) sich erstrecken, wobei die drehbaren Wellen von außen her durch Antriebskräfte angetrieben sind und ein Wandlermittel mit den drehbaren Wellen zusammenarbeitet zur Umwandlung der Drehung der drehbaren Wellen in Vorschub­ kräfte zur Einstellung des jeweiligen Strömungsquerschnitts der ersten variablen Durchlaßeinrichtung und der zweiten variablen Durchlaßeinrichtung.