DE69418902T2

DE69418902T2 - Regel- und modulierbare hydropneumatische dämpfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69418902T2
Application number: DE69418902T
Authority: DE
Inventors: Andre Ricard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-03-17
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2014-03-18
Also published as: DE69418902D1; ES2132391T3; EP0750724A1; JPH09510284A; EP0750724B1; WO1995025232A1; US5862895A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine neue variable hydropneumatische Dämpfungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welche aus der Druckschrift JP-A-58081241 hervorgeht. Diese Vorrichtung mit Regelmöglichkeit kann nicht nur verwendet werden, um die Federung von Fahrzeugen wie Automobilen, Motorrädern, Fahrrädern zu realisieren, sondern auch bei allen Anlagen, welche die Verwendung eines Dämpfungssystems erfordern, wie in der Industrie, Landwirtschaft und bei öffentlichen Bauarbeiten eingesetzte Maschinen und Werkzeuge sowie Lastkraftwagen, Anhänger, Hebe- und Fördergeräte, Öffnungs- bzw. Schließsysteme.
Hydropneumatische Dämpfungsvorrichtungen sind bestens bekannt und werden in zahlreichen technischen Bereichen verwendet.
Die bis jetzt vorgeschlagenen Lösungen sind jedoch relativ kompliziert, sehr verschleißempfindlich, verlieren schnell ihre Wirksamkeit und ermöglichen oft die Erzielung einer Dämpfung nur in einer einzigen Richtung. Außerdem wird der Dämpfungsgrad im allgemeinen bei der Herstellung festgelegt, und es ist schwierig, eine individuelle Regelung in Abhängigkeit von den Erfordernissen zu verwirklichen, und um so mehr, eine derartige Regelung sogar während des Betriebs zu verwirklichen.
Nun wurde, und dies stellt den Gegenstand der vorliegenden Erfindung dar, eine einfache Lösung gefunden, welche die Beseitigung dieser Probleme ermöglicht, wobei diese Lösung isoliert oder in Dämpfungs- und/oder Federungsanordnungen integriert verwendet werden kann.
Hydropneumatische Dämpfungsvorrichtungen bestehen im allgemeinen aus einer Anordnung, welche dazu bestimmt ist, zwischen einem Tragelement und einem aufzuhängenden Teil eingefügt zu werden, und welche im wesentlichen einen mit einer Flüssigkeit (beispielsweise Öl) gefüllten Zylinder umfaßt, der mit dem Tragelement (oder mit dem aufzuhängenden Element) verbunden ist und innerhalb dessen sich ein Kolben bewegen kann, dessen Stange mit dem Tragelement (oder mit dem aufzuhängenden Teil) verbunden ist. Der Kolben umfaßt mit Ventilklappen versehene kalibrierte Düsen, wodurch es möglich ist, während der Bewegungen des genannten Kolbens diese Bewegungen mehr oder weniger kräftig abzubremsen, beispielsweise die Schwingungen der Federung. Zudem umschließt der Zylinder auch einen "freier Kolben" genannten zweiten Kolben, der es ermöglicht, im Inneren des Zylinders eine Kammer zu bilden, welche ein unter Druck stehendes Gas (beispielsweise Stickstoff) enthält.
Wie zuvor erwähnt, sind derartige hydropneumatische Dämpfer von komplizierter Bauart, verlieren ihre Qualität, sobald ein wenig Verschleiß auftritt und ermöglichen nicht immer die Erzielung einer wirksamen Dämpfung, und zwar gleich gut in Richtung des Vorhubs und des Rückhubs, sowenig wie eine Regelung während des Betriebs. Ferner mildern die aktuellen Dämpfer Vibrationen, jedoch bleiben diese immer noch störend. Außerdem werden Durchfederungen, welche durch Mängel der Straße erzeugt werden, schlecht gedämpft.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht die Lösung dieser Probleme.
Allgemein umfaßt die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Gehäuse oder einen Zylinder, der mit hydraulischer Flüssigkeit (zum Beispiel Öl) gefüllt ist, dem eine unter der Wirkung äußerer Lasten bewegliche Anordnung zugeordnet ist und der die Erzeugung einer Zirkulation der Hydraulikflüssigkeit während der Relativbewegungen zwischen diesen zwei Teilen ermöglicht, wobei:
- die bewegliche Anordnung aus einem beweglichen, hohlen Kolben besteht, dessen Bewegung die Hydraulikflüssigkeit mitnimmt, wobei dieser Kolben, dessen Peripherie entlang der Innenwand des Gehäuses oder Zylinders gleitet, an dem Ende einer Stange oder eines Stößels angeordnet ist, der einen länglichen Hohlraum aufweist, welcher es ermöglicht, eine Kammer für die Hydraulikflüssigkeit zu bilden, wobei der Hohlraum auf der seinem offenen Ende gegenüberliegenden Seite ein "freier Kolben" genanntes Element umschließt, welches die genannte Hydraulikflüssigkeit von einem Gasspeicher abtrennt;
- die Zirkulation der Flüssigkeit während der Bewegung des Kolbens - Stößels unter Wirkung einer Last zwischen einem durch die Innenwand des Zylinders gebildeten Speicher und dem länglichen Hohlraum des Stößels durch einen Überleitungskanal mit variablem Durchfluß erfolgt, der durch den inneren Querschnitt des Kolbens und die äußere Oberfläche eines Regulator-Elementes festgelegt ist, welches von einer Stange mit variablem Querschnitt gebildet wird, deren Basis dem Gehäuse oder Zylinder der Anordnung zugeordnet ist und deren äußeres Profil derart ist, daß während des Hineinragens des genannten Regulators in den inneren Hohlraum des Kolbens eine Variation des Querschnitts des Ringraumes, den die Flüssigkeit während der Relativbewegungen des Stößels-Kolbens in bezug auf die Anordnung aus Gehäuse/Regulator einnimmt, ermöglicht wird. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegungen zu der einen und der anderen Seite von einer Position erfolgen, in der der Ringraum am größten ist, wodurch es ermöglicht wird, eine Variation des Querschnittes zu erhalten, welche zu einer variablen Dämpfung führt, zum Beispiel zu einer entlang des gesamten Hubs progressiven Dämpfung, und zwar sowohl beim Vorhub und Rückhub;
- der Regulator Öffnungen aufweist, die das Hindurchtreten der Flüssigkeit durch das Innere des genannten Regulators für die Überführung aus dem Speicher in die Kammer und umgekehrt ermöglichen;
- der freie Kolben ermöglicht, die Volumenabweichungen aufgrund der Bewegungen der Elemente der Vorrichtung zu kompensieren.
Weiterhin ist gemäß der Erfindung die das Gas einschließende Kammer mit einem Ventil ausgerüstet, zum Beispiel nach Art eines "Ventils für den Luftschlauch eines Fahrrades", welches somit die Regulierung der gewünschten Nachgiebigkeit der Aufhängung mit Hilfe einer Pumpe ermöglicht.
Zusätzlich kann die Wirkung der Dämpfung verbessert werden, indem zwischen dem Kolben und dem Boden des Gehäuses ein pneumatisches "Kissen" oder äquivalentes Element wie ein kompressibler Block angeordnet wird.
Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um die Rotation des Stößels im Inneren des Gehäuses zu vermeiden, welche Mittel zum Beispiel durch eine Nut an der Außenseite des Stößels gebildet sind, in welcher ein mit dem Gehäuse fest verbundener Gleitschuh gleitet, wobei diese Nut den Hub begrenzt.
Die Form des Querschnitts des Gehäuses und des Stössel-Kolbens kann entweder zylindrisch oder anders ausgebildet sein, zum Beispiel oval, polygonal, so daß die Translation der beweglichen Teile unter Vermeidung ihrer Rotation zueinander ermöglicht wird. In diesem Fall wird der Hub durch einen Anschlag begrenzt, der durch ein fest mit dem Gehäuse verbundenes Teil gebildet wird, dessen Oberteil eine Schulter bildet, um zu vermeiden, daß der Stößel aus seiner Aufnahme herausläuft.
Die Erfindung und die Vorteile, die sie mit sich bringt, sind besser verständlich anhand der nachfolgend beispielhaft aber nicht einschränkend beschriebenen Ausführungsbeispiele, welche in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
- die Fig. 1 eine Schnittansicht einer allgemeinen Struktur einer Ausführungsform einer vom Stand der Technik ausgehenden, progressiven, doppelt wirkenden hydropneumatischen Dämpfungsvorrichtung mit Regelungsmöglichkeit zeigt, welche die Basisstruktur der gemäß der Erfindung ausgeführten Vorrichtung bildet;
- die Fig. 2 die Anwendung einer derartigen Vorrichtung als in eine vorhandene Stange eines Fahrradsattels integriertes Dämpfungselement zeigt;
- die Fig. 3 die Anwendung einer derartigen Vorrichtung als herkömmlichen Dämpfungskolben zeigt;
- und die Fig. 4 eine andere Form der Anwendung einer derartigen Vorrichtung als druckstoßsicheres Schaltelement zeigt, welches in ein Sicherheitssystem integriert ist;
- die Fig. 5, 6 und 7 verschiedene Varianten von Regulatoren der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zeigen, welche Gegenstand der Ansprüche sind und welche für die gleichen Anwendungen verwendbar sind, wie die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung, für die selbst kein Schutz beansprucht wird.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. 1 besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen aus einem Gehäuse 1, in welchem eine Stange oder ein Stößel 2 verschiebbar geführt ist, der fest mit einem hohlen Kolben 3 verbunden ist, wobei die Dichtigkeit vorteilhafterweise mittels einer Dichtung 12 erreicht wird. Ein Regulator 4 mit einer an die erwünschte Dämpfungskurve angepaßten Form begrenzt zunehmend den Durchfluß der in dem Speicher 10 des Gehäuses 1 befindlichen Flüssigkeit durch den Überleitungskanal 11 hindurch, wodurch die Kammer 13 aufgefüllt oder geleert wird, was eine Wirkung auf den freien Kolben 17 zur Folge hat, der das Volumen und den Druck des in der Kammer 19 enthaltenen Gases verändert. Ein Ventil 18 ermöglicht das Einfüllen oder Ablassen des Gases.
Bei dieser Ausführungsform wird die Schiebeführung mittels eines Gleitschuhs 14 erhalten, der in einer Nut 16 des Stößels 2 gleitet und die Rotation der Anordnung, bestehend aus Gehäuse 1 und Stößel 2, vermeidet. Eine Schraube 15 hält den Gleitschuh 14, der den Hub in Translationsrichtung bestimmt und die Möglichkeit, daß der Stößel aus dem Gehäuse 1 herausläuft, vollständig ausschließt. Ein innerer Kanal 6 ermöglicht das Einfüllen und/oder Ablassen der Hydraulikflüssigkeit ohne Demontage der Vorrichtung. Ein Stopfen 8 ermöglicht das Verschließen des Ausgangs des Kanals 6. Ein zusätzliches Dämpfungskissen 9 wird im Inneren des Gehäuses mittels einer Scheibe 5 in ihrer Stellung gehalten. Ein Faltenbalg 20 vermeidet Kontakte mit Fremdkörpern, Staub, Wasser ... . Eine Mutter 7 verbindet den Regulator 4 fest mit dem Gehäuse 1. Die Anordnung aus Kolben/Stößel 3/2 und der Regulator 4 befinden sich nie in Kontakt, so daß keine Abnutzung dieser Teile erfolgt.
Eine derartige Anordnung mit besonders einfacher Ausbildung erlaubt es, eine doppelt wirkende, progressive Dämpfung zu erhalten, und dies im wesentlichen dank des Regulators 4, der das Hauptteil einer derartigen Vorrichtung bildet, und ein Teil mit einfacher Ausgestaltung, welches leicht mit herkömmlichen Maschinen herzustellen ist, darstellt. Dieser Regulator 4 ermöglicht es, entsprechend seiner Form eine variable Dämpfung zu erhalten. Zum Beispiel ermöglicht die Form des in Fig. 1 dargestellten Regulators 4, eine maximale Nachgiebigkeit in der mittleren Position des Kolbens zu erhalten, da hier der Ringraum 11 am größten ist, und zu beiden Seiten dieser mittleren Position eine progressive Dämpfung zu erzeugen, welche bis zum Ende des Hubs, und zwar in die ein und die andere Richtung zunehmend straffer ist. Durch Veränderung der Form des Regulators 4 kann man so verschiedene Dämpfungskurven in Abhängigkeit von den Erfordernisse und Anwendungen erhalten.
Die relative Position des Regulators 4 und des Kolbens 3/Stößels 2 ermöglicht im mittleren Teil des Hubs das Hindurchtreten einer maximalen Flüssigkeitsmenge; während des Eindringens dieser beiden Elemente ineinander und wenn der Querschnitt des Überleitungskanals 11 abnimmt, zirkuliert die Flüssigkeit weniger leicht, wodurch die Verschiebung gebremst wird; wenn der Kolben die Enden des Regulators erreicht, wird die Bewegung zunehmend verzögert bis zum Stillstand, der durch das Schließen des Überleitungskanals 11 hervorgerufen wird.
Weiterhin wird die Dämpfung erhalten, ohne daß die diese hervorrufenden Teile in Kontakt miteinander stehen und somit ohne Verschleiß. Diese Ausgestaltung der Vorrichtung verleiht ihr eine sehr große Langlebigkeit, wobei ihre gesamten vornehmlichen Eigenschaften bewahrt werden.
Was die Hydraulikflüssigkeit betrifft, so ermöglicht die Wahl der Viskosität für die gleiche Form des Regulators eine mehr oder weniger große Härte der Dämpfung.
Der pneumatische Teil, der von dem Kissen 9 gebildet wird, ermöglicht die Aufnahme harter Stöße und die progressive Abgabe dieser Energie in Übereinstimmung mit der Wirkung des Regulators 4. Der andere pneumatische Teil, der durch den in dem Stößel 2 befindlichen Speicher 19 gebildet wird, erlaubt die Regulierung der Vorrichtung in Abhängigkeit von ihrer Füllung. Dieser Aufbau erlaubt es ebenfalls, die Unterschiede der inneren Volumen des Systems auszugleichen, welche aus den relativen Verschiebungen Kolben/Stößel/Regulator resultieren.
Eine derartige Anordnung kann bei einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, zum Beispiel zur Schaffung eines Dämpfungssystems eines Fahrradsattels. In diesem Fall kann man sie so verwenden; daß sie anstelle der Sattelstange selbst oder - wie in Fig. 2 gezeigt - in das Innere der Sattelstange 60 integriert montiert wird. In diesem Fall ist die in das Innere der Stange 60 integrierte Vorrichtung zwischen zwei verformbaren Anschlägen 61 und 64 mittels eines Deckels 65 gehalten. Ein derartiger Aufbau ermöglicht das Absorbieren von noch größeren Stößen.
Bei einer derartigen Anwendung, wenn der Benutzer, der auf seinem Fahrrad sitzt, dessen Sattel an dem Stößel 2 befestigt ist, auf eine Bodenunebenheit, z. B. auf einen Buckel trifft, entsteht im Moment des Auftreffens auf das Hindernis ein Stoß, der teilweise durch das Rad und teilweise durch die Gesamtheit des Fahrrades absorbiert wird; dieser letztere Anteil wird nach oben geleitet. In diesem Moment tritt die Vorrichtung in Aktion, wodurch es ermöglicht wird, daß der Radfahrer möglichst nahe der idealen Bahn mit möglichst geringen Erschütterungen gehalten wird. Beim Auftreffen auf das Hindernis wird der Rahmen nach oben abgelenkt, wobei das hiermit fest verbundene Gehäuse 1 der Vorrichtung mitgenommen wird, während die Gesamtheit Radfahrer-Sattel-Stößel 2-Kolben 3 dieser Verlagerung entgegenwirkt, welche gleichzeitig das in der Kammer 19 enthaltene Gas komprimiert, wobei es der unter Druck stehenden, in dem Speicher 10 des Gehäuses 1 enthaltenen Flüssigkeit ermöglicht wird, in den hohlen Teil 13 des Stößels 2 durch den Überleitungskanal 11 getrieben zu werden, dessen Durchfluß in Abhängigkeit von der relativen Position Kolben 3/Regulator 4 und entsprechend des vorbestimmtem Profils des letztgenannten variiert, wodurch eine variable Dämpfung erzeugt wird, welche sich in Abhängigkeit von seinem Profil, seiner Form, ändert, ohne daß der Kolben 3/Stößel 2 in Kontakt mit dem Regulator 4 steht und somit ohne Verschleiß. So gilt gemäß der bevorzugten Form des Regulators 4 der erfindungsgemäßen Vorrichtung: wenn der mit dem Gehäuse 1 fest verbundene Regulator sich dem Kolben 3 in Richtung des unteren Totpunkts nähert, wird die Flüssigkeit, die zwischen dem Kolben 3 und dem Regulator 4 hindurchtreten, muß, gebremst durch die Vergrößerung des Querschnittes des letzteren, wodurch eine zunehmende Verlangsamung bis zum Stillstand des Hubs entsteht. Gleichzeitig komprimiert die Flüssigkeit, welche zum Teil die Kammer 13 des Stößels 2 füllt, über den freien Kolben 17 das Gas. Während der folgenden Phase, nämlich dem Herunterfahren von dem Hindernis zur Beibehaltung der oder zur Rückkehr zur idealen Bahn, wird die Gesamtheit Kolben 3-Stößel 2-Sattel-Radfahrer von dem Druck des Rahmens, an dem das Gehäuse 1 der Vorrichtung befestigt ist, befreit; das komprimierte Gas entspannt sich, wobei es mittels des freien Kolbens 17 die in der Kammer 13 des Stößels 2 enthaltene Flüssigkeit zurückschiebt und in Richtung des unteren Teils des Gehäuses treibt, wobei die Gesamtheit Kolben-Stößel-Sattel-Radfahrer nach oben gestoßen und mitgenommen wird in einer Bewegung, die zunehmend schwächer wird, bis die Position des optimalen Komforts des Radfahrers erreicht ist; der Komfort wird durch individuelle Regelung des Drucks des Gases erhalten. Die Komfortposition wird nicht verändert, außer durch eine erneute Beanspruchung der Vorrichtung.
Die Fig. 3 zeigt eine andere Anwendung der Vorrichtung, welche als Ersatz für einen herkömmlichen Kolben einer existierenden Anordnung, wie zum Beispiel eines herkömmlichen Dämpfers, verwendet wird. Das Gehäuse 1 der Vorrichtung bildet somit das Äußere eines "Hubkolbens", der sich in einem inneren Zylinder 101 der existierenden Vorrichtung verlagern kann und der so ermöglicht, eine progressive, doppelt wirkende Dämpfung in jedem Punkt des Hubs zu erhalten.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Anschlag 52 an dem Hubkolben 1 angeordnet, der den Hub des Stößels 2 in Verschieberichtung begrenzt.
Bei der in Hydraulikflüssigkeit des bestehenden Systems schwimmenden Anordnung der Vorrichtung weist der Hubkolben an seiner Außenfläche Durchlässe auf, welche den Durchtritt der Flüssigkeit zwischen der unteren Kammer 103 und der oberen Kammer 102 kalibrieren und ermöglichen, eine regelmäßige Verteilung der Kontaktflächen am Umfang des Hubkolbens zu erhalten. Unterhalb des inneren Zylinders 101 sind Überleitungsdurchlässe 106 angeordnet, welche der Hydraulikflüssigkeit die Zirkulation von der Kammer 103 zu dem Speicher 105 oder zu der Sammelleitung 49 und zurück ermöglichen, wobei der genannte Speicher in dem Außenrohr 104 enthalten ist, welches mit einem Staubschutz 107 versehen ist. Ein Ausflußventil wird durch einen Ring 50 gebildet, der sich im Falle eines Überdrucks in dem Speicher 103 verformen kann und eine überschüssige Menge Flüssigkeit durch die Öffnungen 51 des Zylinders 101 austreten läßt und somit ein Sicherheitsorgan bildet.
Eine derartige Vorrichtung kann in beliebigen Apparaten, Federungen, Hydraulikzylindern etc. eingebaut werden und bildet so einen integrierten Dämpfer. Alle Teile werden intensiv geschmiert, und eine derartige Anordnung erfordert keine zusätzliche Dichtung, wodurch ermöglicht wird, eine sehr gute Zuverlässigkeit zu erzielen. Bei dieser Anwendung bringt die Vorrichtung eine wesentliche Verbesserung der Absorption von Vibrationen; sie hebt Stöße mittlerer Intensität auf.
Die Fig. 4 zeigt in schematischer Schnittdarstellung eine andere Anwendungsform einer derartigen Anordnung, um zusätzlich zur Dämpfungswirkung die Funktion eines druckstoßsicheren Schalters für ein Sicherheitssystem zu erzielen, beispielsweise die Unterbrechung des elektrischen Stroms bei Öffnung einer Besuchertür.
Bei dieser Anwendung und wie in dieser Figur gezeigt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwischen zwei federnden Haltern 61, 64 eingebaut. Das Gehäuse 1 besteht aus für elektrischen Strom nicht leitendem Material und erstreckt sich in Gegenrichtung zum Stößel 2, um das hierin eingefügte leitende Kontaktelement 70 aufzunehmen und zu schützen, wobei an seinem Ende ein Teil heraustritt, der die Anschlußklemme 71 bildet. Am inneren Ende des Stößels 2 ist wie zuvor der Kolben 3 montiert, der bei dieser Ausführungsform ebenfalls ein Kontaktteil bildet, welches dazu vorgesehen ist, den Kontakt 70 zu berühren, welcher so den elektrischen Stromkreis schließt oder öffnet.
Die in dem Speicher 10 befindliche Hydraulikflüssigkeit ist ebenfalls dielektrisch, wodurch eine Durchschlagsentladung im Moment des Ankoppelns der Kontakte 3, 70 vermieden wird, wobei die Kontakte dank ihrer komplementären Formen fehlerfrei ausgeführt sind. Der Halt des Gehäuses 1 in seiner Position wird mit Hilfe der Federn 61, 64 erzielt, die zu beiden Seiten der Vorrichtung angeordnet sind und sich einerseits gegen die Einschnürung des Hüllrohrs 60 abstützt und andererseits durch den Schraubdeckel 65 in Position gehalten ist. Die Einstellung des Drucks auf die Kontakte 3 und. 70 kann durch Veränderung der Maße des Achsabstandes der Befestigungen 72, 75 durch Verstellen der Spannung der Federn 61, 74 mittels Verlagerung des Schraubdeckels 65 erzielt werden. Das Element 73, an dem die Kontaktklemme 76 angebracht ist, ist auf den Stößel 2 geschraubt. Das zentrale Befestigungselement 75 ist mit dem Element 73 über einen isolierenden Kern 74 verbunden. Aus Gründen der Sicherheit ist der an seiner Basis in dem leitenden Kontakt 70 eingefaßte Regulator aus isolierendem Material hergestellt. Ebenfalls kann das Hüllrohr 60 mit einem isolierenden Material beschichtet oder hieraus hergestellt sein.
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen drei Varianten des Regulators, der in die Ausführung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung eingeht und Gegenstand der Ansprüche ist, wobei diese Ausführungsformen anstelle des in Fig. 1 dargestellten und in den Anwendungen der Fig. 2, 3 und 4 verwendeten Regulators verwendbar ist.
Bei der ersten, in Fig. 5 dargestellten Variante umfaßt der Regulator 4 außer den bereits beschriebenen Elementen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform Öffnungen 21, die das Hindurchtreten der Flüssigkeit durch das Innere ermöglichen, wodurch ein Gewinn an Gewicht für Ausführungsformen von Vorrichtungen mit großen Dimensionen ermöglicht wird, indem die Menge an Hydraulikflüssigkeit gesteigert wird, wodurch auch der thermische Austausch vereinfacht wird.
Bei dieser Ausführungsform wird der Regulator 4 von einem hohlen Körper mit Öffnungen 21 gebildet, welche das Hindurchtreten der Flüssigkeit aus dem Speicher 10 in die Kammer 13 und umgekehrt ermöglichen. Im mittleren Bereich des Hubs ist der Durchfluß durch den Überleitungskanal 11 am größten, wobei die Öffnungen 21 einen optimalen Durchfluß der Flüssigkeit ermöglichen, was zur Nachgiebigkeit der Vorrichtung führt. Wenn sich der Hub des Kolbens 3 den Enden des Regulators 4 nähert, werden die Öffnungen 21 zunehmend verschlossen, was zu einer zunehmenden Verlangsamung führt.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Variante öffnet und schließt ein Schieber 32 automatisch den Durchtritt der Flüssigkeit in Abhängigkeit von den Beanspruchungen und führt somit zu einer Selbstregulierung. Eine tarierte Feder 37 bestimmt die Intensität und bildet ein Ausflußventil.
Bei dieser Ausführungsform sind in entspannter Stellung die Öffnungen 33 des Schiebers 32 in Übereinstimmung mit den Öffnungen 21 des Regulators. Durchflußnuten 34 ermöglichen die freie Zirkulation der Flüssigkeit ohne die Notwendigkeit, in Drehrichtung die Öffnungen 33 des Schiebers 32 gegenüber den Öffnungen 21 des Regulators 4 auszurichten.
In der entspannten Stellung befindet sich der Kragen 36 des Schiebers 32 in Anlage gegen den Sitz 35 des Regulators 4. Eine tarierte Feder 37 hält den Kragen 36 des Schiebers in seinem Sitz 35. Während eines zu starken Stoßes auf den Kolben/Stößel 3/2 kann die Flüssigkeit nicht vollständig durch den Überleitungskanal 11 und die Öffnungen 21 hindurchtreten; in diesem Moment betätigt unter dem Druck der aus dem Speicher 10 stammenden Flüssigkeit der Schieber 32 das Ausflußventil, welches von der Anordnung 4-32-37 gebildet wird. Der Kragen 36 des Schiebers 32 hebt von dem Sitz 35 ab und läßt durch den Durchlaß 40 eine zusätzliche Flüssigkeitsmenge aus dem Speicher 10 hinaustreten. Gleichzeitig werden die Öffnungen 23 des Schiebers 32 verlagert und sind hierdurch nicht mehr genau in Übereinstimmung mit den Öffnungen 21 des Regulators, wodurch der Durchtritt der Flüssigkeit zwischen dem Speicher 10 und der Kammer 13 gebremst wird. Dieser Vorgang bewirkt die Selbstregulierung. Die Dämpfung beim Rückhub wird durch den Durchtritt einer Menge der in der Kammer 13 enthaltenen Flüssigkeit, welche wieder in den Speicher 10 einströmt, durch die kalibrierten Öffnungen 38 und 39 erhalten.
Bei einer in Fig. 7 dargestellten Variante bildet eine am Ende des Regulators 4 angeordnete Feder 37 das Ausflußventil. Eine Spannstange 47, die fest mit einem Teller 41 verbunden ist, ermöglicht die Regulierung der Tarierung des Ventils von der Außenseite der Vorrichtung und dies selbst während ihres Betriebs.
Ein fest mit einer Spannstange 47 verbundener Teller 41 ermöglicht die Regulierung des Drucks der Feder 37 auf den Schieber 32. Eine auf die Spannstange 47 ausgeübte Zugkraft steigert den Widerstand des Ausflußventils 4, 32, 37, 41, 47 in dem Durchlaß 40 für Hydraulikflüssigkeit während ihrer Überführung von dem Speicher 10 in die Kammer 13, wodurch die Verstärkung der Straffheit der Dämpfung bewirkt wird. Eine Sammelleitung 49 ermöglicht das Einfüllen oder Ablassen der gewünschten Flüssigkeitsmenge, selbst wenn die Vorrichtung in Betrieb ist. In dem Regulator angebrachte offene Löcher erlauben den Durchtritt von Flüssigkeit zwischen dem Kanal 6 des Regulators und der Sammelleitung 49. Ein Stopfen 8 erlaubt den Durchtritt der Spannstange; die Dichtigkeit wird dank einer Dichtung 48 erzielt, welche jedem geeigneten Mittel zugeordnet ist.
Die vorangehenden Beispiele zeigen gut alle sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile, unter denen folgende genannt werden können:
- der Erhalt einer variablen Dämpfung dank der spezifischen Form des Regulators;
- ein ohne Verschleiß der Bauteile erzielter Dämpfungseffekt;
- eine sehr große Einfachheit der Vorrichtung sowohl in ihrem Aufbau als auch in ihrer Verwendung;
- die Möglichkeit der individuellen Einstellung selbst während des Betriebs;
- eine einfache Anpassung an existierende Einrichtungen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern deckt alle Varianten innerhalb des Rahmens der Ansprüche ab.

Claims

1. Variable hydropneumatische Dämpfungsvorrichtung mit Regelmöglichkeit, welche ein Gehäuse oder einen Zylinder (1) umfaßt, der mit hydraulischer Flüssigkeit (zum Beispiel Öl) gefüllt ist, dem eine unter der Wirkung äußerer Lasten bewegliche Anordnung zugeordnet ist und der die Erzeugung einer Zirkulation der Hydraulikflüssigkeit während der Relativbewegungen zwischen diesen zwei Teilen ermöglicht, wobei:

- die bewegliche Anordnung aus einem beweglichen, hohlen Kolben besteht, dessen Bewegung die Hydraulikflüssigkeit mitnimmt, wobei dieser Kolben, dessen Peripherie entlang der Innenwand des Gehäuses oder Zylinders (1) gleitet, an dem Ende einer Stange oder eines Stößels (2) angeordnet ist, der einen länglichen Hohlraum (13) aufweist, welcher es ermöglicht, eine Kammer für die Hydraulikflüssigkeit zu bilden, wobei der Hohlraum (13) auf der seinem offenen Ende gegenüberliegenden Seite ein freier Kolben genanntes Element (17) umschließt, welches die genannte Hydraulikflüssigkeit von einem Gasspeicher (19) abtrennt;

- die Zirkulation der Flüssigkeit während der Bewegung des Kolbens (3) - Stößels (2) unter Wirkung einer Last zwischen einem durch die Innenwand des Zylinders (1) gebildeten Speicher (10) und dem länglichen Hohlraum (13) des Stößels (2) durch einen Überleitungskanal (11) mit variablem Durchfluß erfolgt, der durch den inneren Querschnitt des Kolbens (3) und die äußere Oberfläche eines Regulator-Elementes (4) festgelegt ist, welches von einer Stange mit variablem Querschnitt gebildet wird, deren Basis dem Gehäuse oder Zylinder (1) der Anordnung zugeordnet ist und deren äußeres Profil derart ist, daß während des Hineinragens des genannten Regulators (4) in den inneren Hohlraum des Kolbens (3) eine Variation des Querschnitts des Ringraumes, den die Flüssigkeit während der Relativbewegungen des Stößels (2) - Kolbens (3) in bezug auf die Anordnung aus Gehäuse (1)/Regulator (4) einnimmt, ermöglicht wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegungen zu der einen und der anderen Seite von einer Position erfolgen, in der der Ringraum am größten ist, wodurch es ermöglicht wird, eine Variation des Querschnittes zu erhalten, welche zu einer variablen Dämpfung führt, zum Beispiel zu einer entlang des gesamten Hubs progressiven Dämpfung, und zwar sowohl beim Vorhub und Rückhub;

- der Regulator (4) Öffnungen (21) aufweist, die das Hindurchtreten der Flüssigkeit durch das Innere (6) des genannten Regulators für die Überführung aus dem Speicher (10) in die Kammer (13) und umgekehrt ermöglichen;

- der freie Kolben (17) ermöglicht, die Volumenabweichungen aufgrund der Bewegungen der Elemente der Vorrichtung zu kompensieren.

2. Vorrichtung; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulator (4) einen Schieber (32) zur Selbstregulierung aufweist, der von einer tarierten Feder gehalten ist und Öffnungen (33) aufweist, die es ermöglichen, während sich der Schieber verschiebt, unabhängig von der Position des Hubs den Durchfluß der Flüssigkeit zu verändern, welcher die Dämpfung variiert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannstange (47), welche fest mit einem Teller (41) verbunden ist, das Regeln der Tarierung der Feder (37) ermöglicht und ein von außerhalb der Vorrichtung regelbares Ausflußventil bildet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gas umschließende Kammer (19) mit einem Ventil (18) ausgerüstet ist, welches es ermöglicht, die gewünschte Nachgiebigkeit der Federung zu regeln.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen dem Kolben (3) und dem Boden des Gehäuses (1) ein pneumatisches Kissen (9) oder äquivalentes Element aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Vermeiden der Rotation des Stößels (2)/Kolbens (3) im Inneren des Gehäuses (1) vorgesehen sind, welche Mittel zum Beispiel durch eine Nut (16) an der Außenseite des Stößels (2), in der ein fest mit dem Gehäuse verbundener Gleitschuh (14) gleitet, gebildet sind, wobei diese Nut (16) den Hub begrenzt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Regulator (4) einen Kanal (6) aufweist, der das Einfüllen oder Auslassen der Flüssigkeit ohne Demontage der Vorrichtung ermöglicht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sammelleitung (49) das Einfüllen und Ablassen von Hydraulikflüssigkeit selbst während des Betriebs ermöglicht, wobei die genannte Sammelleitung mit einem angeschlossenen Speicher verbunden ist.

9. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und wie in den Fig. 5, 6 oder 7 dargestellt als in eine existierende Stange eines Fahrradsattels integriertes Dämpfungselement.

10. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und wie in den Fig. 5, 6 oder 7 dargestellt als Ersatz eines Kolbens eines klassischen Dämpfers.

11. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und wie in den Fig. 5, 6 oder 7 dargestellt zur Verwirklichung eines druckstoßsicheren Schalters für ein Sicherheitssystem dank des Dämpfungseffektes.