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Flüssigkeits-Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erhnclung
bezie1lt sich auf einen Flüssigkeits-Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Es ist bekannt, bei derartigen Stoßdämpfern die Dämpfungswirkung des Kolbens auf
einer gewissen Wegstrecke beiderseits seiner mittleren Ruhelage mit Hilfe eines
den Kolben umgehenden axialen Kurzschlußkanals aufzuheben oder zumindest stark zu
verringern. Dadurch sollen der Fahrzeugachse kurze, schnelle Schwingungen von geringer
Amplitude um ihre :Mittellage ermöglicht werden, da diese Schwingungen, wenn die
Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugrahmen bzw. Aufbau durch den Stoßdämpfer auch in ihrer
Mittellage fest gekoppelt ist, sich am Fahrzeug durch starke Geräuschbildung unangenehm
bemerkbar machen.
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Bei den bekannten Stoßdämpferausführungen der vorgenannten .1rt hat
man zu diesem Zweck axial verlaufende Umgehungsnuten in der Gleitfläche des Stoßdämpferzylinders
angeordnet. Diese fest angeordneten Umgehungsnuten haben jedoch den Nachteil, daß
der Stoßdämpferkolben nur bei einer ganz bestimmten Fahrzeugbelastung eine solche
Ruhelage einnimmt, daß beiderseits dieser Ruhelage auf je einer ausreichend großen
Wegstrecke die Dämpfungswirkung des . Kolbens durch die axiale Umgehungsnut aufgehoben
wirde Da die Fahrzeugbelastung und damit die Ruhelage der gefederten Fahrzeugachse
und des Stoßdämpferkolbens sich in der Praxis iedoch ständig ändern und die Umgehungsnuten
itn Stoßdämpferzylinder nur eine eng begrenzte Länge haben dürfen, damit der Stoßdämpfer
nicht zu viel an nutzbarem Dämpfungsweg verliert, ist die erstrebte Wirkung bei
den bekannten Ausführungen in der Mehrzahl der praktisch
vorkommenden
Belastungsfälle zumindest jeweils nach einer Arbeitsrichtung hin nicht erzielbar.
Dieser Mangel wird durch die Erfindung beseitigt.
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f)ie Erfindung besteht darin, daß der den Stoß-(lä mpferkolben umgehende
Kurzschlußkanal in einem mit (lern Kolben gleichachsig und axial federnd verbundenen
Schleppzylinder angeordnet ist. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird
dieser Schleppzylinder in der jeweils eingenommenen Ruhelage des Stoßdänlpferkolhens
durch zu beiden Seiten desselben angeordnete Federn in die gewünschte Grundeinstellung
zum Stoßdämpferkolben nachgeführt. Der Schleppzylinder kann an seinen 1?tiden sowohl
offen als auch an einem oder an beiden Erlden geschlossen ausgebildet sein. In letzterem
Falle wird das sonst fit Stoßdämpferkolben befindliche Dänipfungsventil zweckmäßig
in einem kragenförmigen, gegen den Stoßdämpferzylinder kolbenartig abdichtenden
äußeren Ansatz des Schleppzylinders angeordnet.
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In der Zeichnung sind in A11. r und 2 zwei Ausfiihrungsbeispiele der
Erfindung int Längsschnitt durch den Stoßdämpfer eines Kraftfahrzeuges dargestellt.
Die Bauart und Wirkungsweise des Stoßdämpfers ist in beiden Ausführungsformen grundsätzlich
die gleiche und entspricht im wesentlichen derjenigen der bekannten Teleskopstoßdämpfer.
1#.1n Unterschied besteht lediglich in der Ausbildung und Anordnung des Schleppzylinders,
der in Abh. t als Zylinder mit kragenartiger Führung und 111 Abb. 2 als glatter
Hohlzylinder ausgebildet ist.
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Der aus einem inneren Zylinder 3 und einem äußeren Zylinder.I bestehende
Stoßdämpferzylinder ist an beiden Enden geschlossen. Durch seinen olleren Deckel
;ist eine Kolbenstange 6 dicht hindurchgeführt. Diese ist an ihrem oberen, hier
nicht dargestellten Ende in bekannter Weise finit dem allgefederten Teil des Fährzeugs,
beispielsweise mit dem 1# ahrzeugrahmen, gelenkig verbunden. In ähnlicher Weise
ist der an den äußeren Zylinder .I angeschweißte Roden 7 desselben an eitlen unal)-gefederten
Teil des Fahrzeugs, beispielsweise an eitler Fahrzeugachse, angelenkt. Der innere
Z_ylittder 3 ist vollständig. der Ringrattrn h zwischen dein inneren und dein äußeren
Zylinder teilweise mit einer geeigneten Flüssigkeit, beispielsweise mit
01,
gefüllt.
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Gemäß der Erfindung ist der am unteren Ende der Kolbenstange 6 befestigte
Stoßdämpferkolben 9 bzw. to mit einem ihn umgebenden Schleppzylinder 11 bzw. 12
verbunden, in dessen Mantel ein oder mehrere axial verlaufende Umgehungsschlitze
13 angeordnet sind. Durch oher- und unter)lalb des Kolbens() bzw. lo angeordnete
Schraubenfedern 14, 1.I° wird der Schleppzylinder fit hzw. r2 in der dargestellten
Ruhelage des Kolbens in einer solchen mittleren Lage zu diesem gehalten. (saß die
Untgelllritgssclllitze 13 ungefähr gleichweit nach oben und unten über den Stoßdämpferkoll)en
c) bzw. to hinausragen. Der Schleppzylinder t t der _l)11. r ist :in seinem oberen
Ende durch einen fest mit ihin verbundenen, kragenförmigen Teil 1,3 verbreitert,
der in (lern inneren Zylinder 3 dicht geführt und mit axialen Durchflußkanälen 16
für die Dämpfungsflüssigkeit versehen ist. Entsprechende Kanäle 16 sind auch im
Boden 17 des Stoßdä mpferkolhens ro der Abb. 2 vorgesehen.
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Oberhalb des krag(,t)förittigen Teiles 13 des
Schleppzylinders
t r bztv. des Kolbenbodens 1; wie auch am unteren Ende Iltis inneren 7vlittders
3 ist je ein Rückschlagventil angeordnet, welches in bekannter Weise atis einer
Scheibe 18. einer Druckfeder rg und einem Ventilhubbegrenzer 20 bestellt.
Hiervon ist (las am unteren 7vlinderende befindliche Ventil jeweils auf eileer ebenfalls
mit axialen Durchflußkanäleii 16 versehenen Grundplatte 21 angeordnet, die mit ihren
Füßen 22 (las untere Ende des inneren Zylinders 3 itn .@l)stan<l VOM 13odetl
; des äußeren Zylinders 4 hält und dadurch ein Vberströmen der Dämpfungsflüssigkeit
aus dein il111eren Zylinder in den Ringraum S und umgekehrt eriniiglicht. Sämtliche
Rückschlagventile tS wirken itt der Weise, daß sie der Däntpfungsflüssigkeit ein
Durchströmen in der Richtung von unten nach oben finit verhältnismäßig geringem
Widerstand ermöglichen, ihr in umgekehrter Richtung jedoch den Durchtritt stur durch
eine enge liollrtill(1 23 mit starker 1)rossehin;; gestatten.
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1)1e Wirkungsweise des Stoll(Iältll)fers ist bei beidem \usführungsf(lrnlen
grundsätzlich die gleiche: Wird die 1#ahrzeugachse durch eine Unebenheit der l'ahrhahn
nach (A)eil llewegt, so wird dadurch die Koll)enstatlge 6 mit (lullt Kohlen c) bzw.
to in dem Schleppzvlittder t t bzw. 1 2 nach unten. also in Richtung de.,
Pfeiles -25, -.-erschobell. Dieses Verschieben des Stoliclä mpferkolbens erfolgt
anfangs fast widerstandslos. lediglich unter Zusatnmenpressen der schwachen unteren
Federn 14,1. (la der Schlepl)zylinder t t bzw. 1 2 wegen :einer Massenträgheit,
der Reibung all dem Zylinder 3 und des Widerstandes der in dem 7vlittder eingeschlossenen
Flüssigkeit zun:ichst alt (lic°ser Abwärtsdes Kolbens nicht teilititttint und die
Flüssigkeit durch den I'tnge'lttntgsscltlitz 13 allgehindert von der Unterseite
auf die Oberseite des Kolbens übertreten kann.
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Erst, wenn der Kolben mit seiner Unterkante (las untere Ende des Schlitzes
13 Überfahren und den Schlitz dadurch allgesperrt hat. wird der Schleppzylinder
t t bzw. 12 durch die zunehmende Kraft der Feder 14° bzw. durch die 1111nlnehr im
unteren Teil 26 des Schleppzylinders 11 eingeschlossene und dort unter Druck gesetzte
Flüssigkeit gezwungen, an der weiteren .\llw;irtsl>ewegung des Kolbens teilzunehmen.
1)1e im unteren "heil 27 des Zylinders 3 befindliche I# lüssigkeit
katm jetzt 1111 wesentlichen nur tusch unter Anheben des auf dem Kragen 1,3 bz"v.
auf dein Kolbenboden 1; angeordneten Ventils t` durch die Kanäle 16 hindurch in
den olleren Teil 28 übertreten, während eine der Verdrängung durch die eintauchende
Kolben-,-t- an-eb entsprechende Fliissigkeitsittcnge außerdem aus dem Raum 27 durch
die enge Drosselbohrung 23 der unteren Ventilplatte l@ hindurch in Nett Ringraum
8 verdrängt wird. l' s entsteht also hei zunehmendem .@ufw:irtsllull der Fahrzeugachse.
nach
anfänglich völliger Aufhebung der Dämpfungswirkung durch den Schleppzylinder, in
der gewünschten Weise nur eine verhältnismäßig lose Schwingungskopplung zwischen
Fahrzeugachse und l#'ahrzeugraltnien 1>zw. Aufbau. wodurch die .#\ufw:irtslreNyegtrrrg
der Fahrzeugachse zwar etwas gerl:inrpft, eine harte Stoßübertragung auf den Fahrzertgrahmen
bzw. Aufbau jedoch vermieden wird.
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Beim Zurückschwingen der gefederten Fahrzeugachse unter der Wirkung
ihrer bei der Aufwärtsbewegung gespannten Feder wird die Kolbentange E mit <lern
l,'olhen 9 bzw. to irr Zylinder 3 »ach außen, entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles
25 verschoben. Auch 'hierbei tritt zunächst in vorteilhafter Weise eine :'\ufhel>ung
der Dämpfungswirkung des Kolbens 9 bzw. to ein, bis dieser mit seiner Oberkante
(las obere Ende des Schlitzes 13 in dem anfangs an der Auswärtsbewegung
nicht teilnehmenden Schleppzylinder t t hzw. 12 überfahren Trat und der letztere
nunmehr zwangsläufig von dem l-Zolben mitgeschleppt wird. Die dann ein-:etzen(le
l)ämpfungswirkung ist in gewünschter Weise wesentlich stärker als beim Einwärthub
des l@olhens, da jetzt (nie gesamte aus dem Raum 2!; oberhalb des Kolbens verdrängte
Flüssigkeit ihren \\'eg (furch die enge hrosselhohrung 23 des am Kolben befindlichen
Ventils rg nehmen muß, um i» den Ratten 2; zu gelangen. und nur eine verhältrrismäßig
geringe. durch das Austauchen der Koll)etlstatrge 0 aus dein Zylinder 3 bedingte
1' lüssigkeitsmenge in der sich anhebenden Platte IS des am Zylinderfuß befindlichen
Ventils vorbei aus (lern Ringraum 8 nachgesaugt wird.
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I,':rrtfernt sich (nie Fahrzeugachse beim Zurückschwingen über ihre
lZttltelage hinaus vorn Fahrzeugrahtnen, so (laß der Stoßdämpferkolben über (nie
in der Zeichnung dargestellte Mittelstellung hinaus nach oben bewegt wird, so spielen
sich die Ilewegungsvorgätlge am Stoßdämpferkolben bei dessen darauffolgender Umkehr
nach unten wieder in der oben angegebenen Weise ah. d. h. es folgt nach anfänglicher
Aufhebung der Dämpfungswirkung durch den Schleppkolben wieder eine verhältnismäßig
weiche Dämpfung beim Abwärtshub des Kolbens, usf.. bis dieser schließlich in die
gezeichnete Ruhestellung hinein ausschwingt.
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Diese Ruhestellung'kann je nach der Belastung des Fahrzeugs natürlich
auch eine andere als die in der Zeichnung dargestellte sein. Trotzdem wird sich
der Schleppzylinder t t bzw. 12 in jeder Ruhelage unter der Wirkung der Federn 14,
t+° stets in die gleiche Lage zum Stoßdämpferkolben 9 bzw. to einstellen. so daß
die Aufllebutrg der Dämpfungswirkung in der Ruhelage des Stolidä mpferkolbens nach
beiden Richtungen ',hin stets gesichert ist. Es ist dabei nicht unbedingt erforderlich.
(laß der Umgehungsschlitz 13 sich gleich weit nach oben und unten über den Kolben
hinaus erstreckt. Er 'kann vielmehr. falls Bach einer :\rl)eitsricltttttrg hin eine
:\uflrebung der Diinlpfungswirkung Tiber einen größerem Hul>-1>ereich als nach der
anderen gewünscht wird, auch unsymmetrisch zum ltnlben eingestellt werden, was z.
1i. auch durch unterschiedliche Bemessung der Federn 14, 1411 geschehen kann. Statt
eines Umgehungsschlitzes können natürlich in jedem Schleppzylinder auch deren mehrere
angeordnet sein.
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Das Entstehen eines schlagenden Geräusches frei der Mitnahme des Schleppzylinders
durch den Stoßdämpferkolben wird bei dein geschlossenen Schleppzylinder der _1b.
r dadurch vermieden, daß der Kolben nach dem Überfahren des oberen bzw. unteren
Endes des Umgehungsschlitzes die im letzten Teil des Schleppzylinders noch verbliebene
Flüssigkeit zusammenzupressen sucht und dadurch eine verhältnismäßig weiche :Mitnahme
des Schleppzviinders bewirkt. Auch die sich vor der Mitnahme des Schleppkolbens
allmählich spannende Feder 14 bzw. 1.I11 trägt jeweils dazu bei, daß ein schlagartiges
Aufprallen des Kolbens auf den Schlepp-Zylinder vermieden wird. Für den offenen
Schleppzylinder in _1h. 2 genügt diese Wirkung der Feder 14 bzw. 1411 für sich allein,
da hier die ztr beschleunigende Masse des Schleppzylinders nur klein und der auf
seiner schmalen, ringförmigen Stirnfläche wirkende Gegendruck der Flüssigkeit nur
gering ist. Im übrigen kann in beiden Fällen durch allmähliche Verengung des Umgehungsschlitzes
nach heilen Seiten hin dafür gesorgt werden, daß der Druckanstieg am Kolben vor
Eintreten der Dämpfungswirkung nicht zu plötzlich erfolgt.
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Die .-\usbildurrg der Rückschlagventile 18 in den Ausführungsbeispielen
ist für die Erfindung und deren Wirkung unerheblich. Es können daher die in der
Zeichnung dargestellten Ventile ebensogut durch andere bekannte Ausführungen von
Stoßdämpferventilen ersetzt werden.