DE7439698U - Kolbenstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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I^ 67OO Ludwigshafen, 19-1.1.197^

Kolbenstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolbenstoßd.'lmpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem, in einem Dämpfergehäuse geführten, als Federungsanschlag dienenden Kolben, der mit einer Kolbenstange in Beziehung steht und bei Druckbeanspruchung am Dämpfergehäuse anliegt.

Stoßdämpfer ditnen dazu Schwingungsenergie in Wärme umzuwandeln und damit Schwingungen zum Abklingen zu bringen. Als Achsdämpfer an Kraftfahrzeugen haben sie beispielsweise auf das Schwingungsverhalten von. Achsen und Fahrzeughauptteil einen wesentlichen Einfluß. Insbesondere die dynamischen Radlastschwankungen und die Beschleunigung der Hauptmasse, d.h. die Fahrsicherheit und Fahrbequemlichkeit werden von Stoßdämpfern entscheidend mitbestimmt. In der Wirkung unterscheidet man Reibungsdämpfer und hydraulische Dämpfer. Reibungsdämpfer haben jedoch mehr und mehr an Bedeu;urg verloren, da bei großen Amplituden, vor allem bei Erregung des Schwingungssystems im Resonanzbereich, die Dämpfung oft nicht ausreichend ist. Hydraulische Dämpfer, die die Ausführung eines sogenannten plastischen Stoßes ermöglichen, werden fast ausschließlich in Einrohr- oder Zweirohrbauart verwendet. Der grundsätzliche Aufbau besteht immer aus einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder, in dem ein Kolben unter Überwindung des St ömungswiderstandes bewegt wird. Nachteilig ist jedochj insbesondere bei zeitlich sehr dicht aufeinanderfolgende Stoßen, daß die, über eine Drosselstelle gelangte Hydraulikflüssigkeit nicht rechtzeitig in ihre ursprüngliche Lage zurückgebracht werden kann, so daß der Wirkungsgrad derartiger Stoßdämpfer heutigen Anforderungen vielfach nur bedingt genügt. Außerdem sind aufwendige Einrichtungen, die teuer und häufig auch störanfällig sind, erforderlich.

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Durch die Erfindung soll ein Kolbenstoßdämpfer einfachster Bauart geschaffen werden, wobei der Kolben gutes Dämpfungsverhalten aufweist und eine Rückstellung durch zusatzliche Mittel nicht erforderlich macht.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Kolbenstoßdämpfer der eingangs bezeichneten Art dadurch erreicht, daß der Kolben aus mehreren, in Belastungsrichtung hintereinander und/oder nebeneinander angeordneten kreisringförmigen oder polygonalen Teilen aus volumenkompressiblem Werkstoff mit unterschiedlicher Dichte besteht. Auf diese Weise wird bewirkt, daß jeder Zwischenschritt zwischen dem vollelastischen und dem plastischen Stoß dargestellt werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Kolben mit parallel und/oder schräg zur Belastungsrichtung verlaufenden stabförmigen Knickelementen versehen. Diese Elemente können aus einem elastomeren Werkstoff, aus thermoplastischen Kunststoffen und/oder aus Metall sein und knicken bei Auftreten des Stoßes entweder aus oder verdrillen, so daß erst bei Überschreitung einer definierten Energieschwelle die Knickung bzw. Verdrillung zu einem Pederweg führt. Je nach Auslegung, d.h. Größe und Anordnung der eingebauten Knickelemente kann der übergang ruckartig aber auch langsam erfolgen. Knickung bzw. Verdrillung gehen dabei als primäre Erscheinung in die Wandreibung und Dämpfung des umhüllenden, volumenkompressiblen und zellelastischen Materials über, wodurch zwei Federungsvorgänge überlagert werden. Bei entsprechender Auslegung des Kolbens ist auch ein sanfter Anlauf der Federkennung und anschließender harter Eingriff durch die Knickelemente möglich. In diesem Fall greift die Kennung der Knickung zeitlich verzögert in den Federungsverlauf ein, d.h. die Länge der Knickelemente ist kleiner dimensioniert als die dos Kolbens.

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Wesentlich für die Auslegung des Kolbens ist die Auswahl des zellelastischen Materials» in das die Knickelemente eingelagert sein können. Bevorzugt kommen hierfür zellige Polyurethanelastomere in Betracht, die nach dem Polyadditionsverfahren unter Verwendung von Isocyanaten und Polyestern oder Polyäthern hergestellt sind. Die so erhaltenen Produkte weisen im allgemeinen eine gemischt zellige Struktur auf und zeichnen sich durch hohe dynamische und mechanische Festigkeit aus.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbenstoßdämpfers weist das Dämpfergehäuse eine rauhe oder profilierte, beispielsweise eine sägezahnförmig gestaltete Innenwand auf. Hierdurch wird insbesondere die Möglichkeit Schwingungsenergie in Wärme (Reibungswärme) umzuwandeln erhöht, da der Kolben so bemessen werden kann, daß er bei Druckbeanspruchung am Dämpfergehäuse anliegt.

Besonders wirksam ist der Stoßdämpfer bei einmaliger Schwingungsbeanspruchung. Die in dem gemischt zelligen Kolbenmaterial gespeicherte Luft wird verdrängt und verläßt das gesamte Dämpfersystem. Beim Übertritt von einer Zelle in die benachbarte wird durch den Drosseleffekt bereits Arbeit in Wärme umgewandelt. Ein weiterer Drosseleffekt findet zwischen dem Spalt Zylinderwand und Kolben statt. Bei Ausfederung muß die Luft von dem Dämpfer wieder eingesogen werden. Die dazu benötigte Energie erhöht ebenfalls den Dämpfungsgrad. Es ist denkbar, daß die Poren des Kolbenmaterials mit einem Medium gefüllt werden, das eine höhere Viskosität als Luft hat; der Drossel- bzw. Dämpfungseffekt kann damit erhöht werden.

Weiterhin ist es möglich, die Kolbenstange außerhalb des Kolbens in kreisringförmigen oder polygonalen, volumenkompressiblen Führungselementen zu lagern. Damit wird erreicht, daß außer den gewöhnlich in axialer Richtung auftreffenden Stößen auch Stöße aus seitlicher Richtung aufgenommen werden können, ohne die eigentliche Funktion des Dämpfers zu beeinträchtigen oder Bauteile zu beschädigen. Die axiale Abweichung kann dabei bis zu 45° und darüber betragen.

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Die äußere Formgebung des Kolbenatoßdäiapfers kann den jeweiligen Einbaubedingungen leicht angepasst werden. Beispielsweise können zylindrische aber auch polygonarti^e Formen gewählt werden. Entscheidend sind lediglich die Größe der Kraftaufnahme und die Länge des Federweges, die die Dimensionierung des Kolbens und des Dämpfergehäuses bestimmen.

Die erfindungsgercäßen Kolbenstoßdämfer sind für alle Verwendungsbereiche, z.B. im Kraftfahrzeugbereich in der Radaufhängung und als Prallelement, in der Fördertechnik sowie im allgemeinen Maschinenbau einsetzbar. Ihre Herstellung ist äußerst wirtschaftlich und leicht zu bewerkstelligen. Von Vorteil sind insbesondere die kompakte Bauweise sowie ein gutes Dämpfuiigsverhalten. Außerdem ist der Kolben leicht austauschbar und völlig wartungsfrei. Zusätzliche Dichtelemente sind nicht erforderlich. Darüber hinaus sind aufgrund der verwendeten Kolbenmaterialien keine weiteren Vorkehrungen bei den unterschiedlichsten Verwendungszwecken erforderlich.

Anhand der Zeichnungen, die schematisch unterschiedliche Ausführungsmöglichkeiten des Kolbenstoßdämpfers wiedergeben, wird die Erfindung nachfolgend in Einzelheiten beschrieben.

Gemäß Figur 1 besteht der Kolbenstoßdämpfer aus einem Dämpfergehäuse 1, in dem ein Kolben 2 bewegt wird. Der Kolben ist mit einer Kolbenstange 3 formschlüssig verbunden. Die Aufhängung im Fahrzeug oder in einer Fördereinrichtung erfolgt zweckmäßig als Stift- 4 oder als Pufferaufhängung 5.

Mit 6, 7 und 8 sind die Teile des Kolbens 2 mit unterschiedlicher Stauchhärte bezeichnet. Im Kolben selbst können mehrere stabförmige Knickelemente 9 angeordnet sein (Figur 2). Die Anzahl der Knickelemente richtet sich primär nach Größe der aufzunehmenden Schvindungsenergie und beträgt im allgemeinen 1 bis 6.

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Für verschiedene Verwendungsbei-eiche, insbesondere.dann, wenn die Belastungsrichtung nicht parallel zur Einbaulage gehalten veι 'en kann oder bei wechselnden Belastungsrichtungen, kann der Kolbenstoßdämpfer wie in Figur Z dargestellt ausgeführt sein. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Kolben (2) auf seiner ganzen Länge von der Kolbenstange (3) durchdrungen. Die Kolbenstange ist dabei in einem oder mehreren kreisringförmigen Führurgselementen (10, 11) aus volumenkompressiblem Werkstoff, gegebenenfalls mit unterschiedlicher Dichte, gelagert .

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Claims (1)

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   Sohutzansprüche

   Kolbenstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem, in einem Dämpfergehäuse Geführten, als Federungsanschlag dienenden Kolben, der mit einer Kolbenstange in Beziehung steht und bei Druckbeanspruchung am Dämpfergehäuse anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) aus mehreren, in Belastungsrichtung hinoereinander und/oder nebeneinander angeordneten, kreisringfürmigen oder polygonalen Teilen (6, 7, 8) aus volumenkompreeeiblem Werkstoff mit unterschiedlicher Dichte besteht.

   Kolbenstoßdämpfer nach Anspruch 1, dj^d^^e^^ daß der Kolben (2) mit parallel und/oder schräg zur Belastungsrichtung verlaufenden, stabförmig Knickelementen (9) versehen ist.

   3. Ko».n.toMWf.r nach den Ansprüchen 1 und 2

   _n.w„nnzeichnet, M das Dämpfer_Eehäusa (D a.na oder profilierte Innenwand aufweist.

   _menkompressiblen Führun

   lilastogran GmbH y^. Zeichn. /fr

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