DE9402417U1

DE9402417U1 - Hydraulic damper

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Publication number: DE9402417U1
Application number: DE9402417U
Authority: DE
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2004-02-16

Description

Hydraulischer DämpferHydraulic damper

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem hydraulischen Dämpfer bzw. mit einem Stoßdämpfer, und insbesondere mit einem hydraulischen Dämpfer zum Einsatz als ein Fahrzeüglenkstabilisator beispielsweise, welcher verhindert, daß plötzliche, unerwartete, fahrbahnbedingte Stöße, die von den lenkbaren Straßenrädern bzw. Rädern eingeleitet werden, zu einem Lenkrad übertragen werden, wodurch ein Fahrzeuglenkvermögen stabilisiert wird.The invention relates to a hydraulic damper or shock absorber, and in particular to a hydraulic damper for use as a vehicle steering stabilizer, for example, which prevents sudden, unexpected road-related shocks initiated by the steerable road wheels or wheels from being transmitted to a steering wheel, thereby stabilizing a vehicle steering ability.

Es gibt bisher zahlreiche Fahrzeuglenkstabilisatoren auf diesem Gebiet. Ein bekannter Fahrzeuglenkstabilisator ist in US 2,261,155 angegeben. Der angegebene Fahrzeuglenkstabilisator weist eine Ventileinrichtung auf, welche ein Paar von beweglichen Ventilscheiben hat, welche im Grundzustand durch eine dazwischen angeordnete Feder einen Abstand voneinander haben. Die Ventilscheiben sind als ein Kolben auf einer Kolbenstange angeordnet, welcher axial durch einen Zylinder geht, und sie haben zugeordnete axiale, darin ausgebildete Öffnungen. Die Kolbenstange ist mit den lenkbaren Laufrädern und somit mit einem Lenkrad verbunden, und der Zylinder ist fest mit einer Achse verbunden. Während einer normalen Lenkbewegung sind die Ventilscheiben in einem Abstand voneinander vorgesehen, wodurch ermöglicht wird, daß ein Arbeitsfluid durch ihre Öffnungen und den Raum zwischen den Ventilscheiben von einer Seite zu der anderen Seite der Ventilscheiben strömen kann. Wenn auf die Straßenräder ein plötzlicher Stoß von der Fahrbahnseite her einwirkt, wird eine der Ventilscheiben gegen die andere durch die Kolbenstange gedrückt, wodurch der Fluiddurchgang durch die Öffnungen gesperrt wird. Somit ist die Ventileinrichtung gegenüber einer Bewegung gesperrt, wodurch eine Bewegung der Laufräder verhindert wird. Auf diese Weise wird die Lenkung der Laufräder stabilisiert, wennThere are numerous vehicle steering stabilizers in this field to date. A known vehicle steering stabilizer is disclosed in US 2,261,155. The disclosed vehicle steering stabilizer comprises a valve device having a pair of movable valve discs which are spaced apart in the basic state by a spring arranged therebetween. The valve discs are arranged as a piston on a piston rod which passes axially through a cylinder and have associated axial openings formed therein. The piston rod is connected to the steerable wheels and thus to a steering wheel, and the cylinder is fixedly connected to an axle. During a normal steering movement, the valve discs are provided at a distance from each other, thereby allowing a working fluid to flow through their openings and the space between the valve discs from one side to the other side of the valve discs. When the road wheels are subjected to a sudden impact from the road side, one of the valve discs is pressed against the other by the piston rod, blocking the passage of fluid through the openings. Thus, the valve device is locked against movement, preventing movement of the road wheels. In this way, the steering of the road wheels is stabilized when

sie unerwarteten, fahrbahnbedingten Stößen ausgesetzt sind. Eine Schwierigkeit im Zusammenhang mit diesem beschriebenen Fahrzeuglenkstabilisator ist darin zu sehen, daß aufgrund der Tatsache, daß die Ventilscheiben zugeordnete äußere Umfangsf lachen haben, welche in Reibschlußkontakt mit der inneren Fläche des Zylinders angeordnet sind, die Kontaktflächen zu einem schnellen Verschleiß neigen und hierdurch die Dämpfungscharakteristika des Fahrzeugslenkstabilisators beeinträchtigt werden.they are subjected to unexpected road-related shocks. A difficulty associated with this vehicle steering stabilizer described is that due to the fact that the valve discs have associated outer peripheral surfaces which are arranged in frictional contact with the inner surface of the cylinder, the contact surfaces tend to wear quickly and thereby impair the damping characteristics of the vehicle steering stabilizer.

In US 3,862,947 ist ein ähnlicher Fahrzeuglenkstabilisator gezeigt, welcher erste und zweite Kolben hat, die axial gleitbeweglich auf einer Kolbenstange in einem Zylinder angeordnet sind. Die ersten und zweiten Kolben haben durch einen dazwischen angeordneten O-Ring im Grundzustand einen Abstand voneinander. Der erste und der zweite Kolben haben zugeordnete axiale Durchgangsdurchgänge, welche darin ausgebildet sind, und der zweite Kolben hat eine äußere Umfangsflache, welche von der inneren Fläche des Zylinders radial einen Abstand hat. Der erste Kolben ist in Reibschlußeingriff mit der inneren Fläche des Zylinders,,über einen weiteren O-Ring. Der Reibschlußeingriff mit der inneren Fläche des Zylinders ermöglicht nicht, daß der erste Kolben gleichmäßig eine Gleitbewegung gegenüber der inneren Fläche des Zylinders ausführt, wenn der Stabilisator im Arbeitszustand ist. Ferner neigen die O-Ringe zu einem Verschleiß infolge des wiederholten Arbeitens des Stabilisators, wodurch die Dämpfungscharakteristika des Stabilisators beeinträchtigt werden.In US 3,862,947 a similar vehicle steering stabilizer is shown which has first and second pistons axially slidably mounted on a piston rod in a cylinder. The first and second pistons are spaced apart from each other by an O-ring disposed therebetween in the initial state. The first and second pistons have associated axial through passages formed therein and the second piston has an outer peripheral surface spaced radially from the inner surface of the cylinder. The first piston is in frictional engagement with the inner surface of the cylinder via another O-ring. The frictional engagement with the inner surface of the cylinder does not allow the first piston to smoothly slide relative to the inner surface of the cylinder when the stabilizer is in the operating state. Furthermore, the O-rings tend to wear due to repeated operation of the stabilizer, thereby affecting the damping characteristics of the stabilizer.

Ein weiterer Fahrzeuglenkstabilisator ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 3-51544 angegeben, welcher ein Paar von Ventilscheiben umfaßt, die axial beweglich in zugeordneten Ausnehmungen aufgenommen sind, welche in einem Ventilkörper ausgebildet sind, welcher an einer Kolbenstange in einem Zylinder angebracht ist. Die Ventilscheiben haben im Grundzustand durch eine dazwischen wirkende Feder einen Abstand voneinander. Die Ventilscheiben haben axiale Ausnehmungen, welche jeweils in radial außenliegenden Flächen hiervon ausgebildet sind, und radiale Ausnehmungen, welche in axial innenliegenden FlächenAnother vehicle steering stabilizer is disclosed in Japanese Laid-Open Patent Application 3-51544, which comprises a pair of valve discs axially movably received in associated recesses formed in a valve body attached to a piston rod in a cylinder. The valve discs are spaced apart from one another in the initial state by a spring acting therebetween. The valve discs have axial recesses formed in radially outer surfaces thereof, respectively, and radial recesses formed in axially inner surfaces

hiervon jeweils ausgebildet sind. Wenn der Fahrzeuglenkstabilisator sich im Betriebszustand befindet, werden die axial innen liegenden Flächen der Ventilscheiben wiederholt in Kontakt mit den gegenüberliegenden Flächen des Ventilkörpers und außer Kontakt von denselben gebracht, um den durch die Ausnehmungen von einer Kammer zu der anderen in dem Zylinder gehenden Fluidstrom zu steuern. Daher ist die Neigung vorhanden, daß die radialen Ausnehmungen infolge des Verschleißes an den axial inneren Flächen der Ventilscheiben weniger tief werden, wodurch die Dämpfungscharakteristika des Stabilisators nachteilig beeinflußt werden. Der Ventilkörper ist relativ kompliziert hinsichtlich seiner Gestalt ausgelegt, da die Ventilscheiben axial beweglich in den zugeordneten Ausnehmungen im Ventilkörper angeordnet sind.of which are respectively formed. When the vehicle steering stabilizer is in operation, the axially inner surfaces of the valve discs are repeatedly brought into contact with and out of contact from the opposing surfaces of the valve body to control the flow of fluid passing through the recesses from one chamber to the other in the cylinder. Therefore, the radial recesses tend to become less deep due to wear on the axially inner surfaces of the valve discs, thereby adversely affecting the damping characteristics of the stabilizer. The valve body is relatively complicated in its design since the valve discs are axially movably arranged in the associated recesses in the valve body.

Die Erfindung zielt darauf ab, einen hydraulischen Dämpfer bereitzustellen, welcher über einen verlängerten Zeitraum ein stabiles Dämpfungsverhalten hat und der sich relativ einfach herstellen läßt.The invention aims to provide a hydraulic damper which has a stable damping behavior over an extended period of time and which can be manufactured relatively easily.

Nach der Erfindung wird ein hydraulischer Dämpfer bereitgestellt, welcher eine Kolbenstange, die axial beweglich in einem Zylinder angeordnet ist, einen Kolben, welcher fest auf der Kolbenstange angeordnet ist, und axiale Fluiddurchgänge hat, welche diesen durchsetzen, wobei der Kolben den Innenraum des Zylinders in ein Paar von Kammern unterteilt, die axial auf der jeweiligen Seite des Kolbens angeordnet und mit einem Fluid gefüllt sind, und ein Paar von Ventilkörpern hat, welche axial beweglich auf der Kolbenstange angebracht und axial jeweils auf einer Seite des Kolbens zum Steuern eines Fluidstromes zwischen den Kammern durch die axialen Fluiddurchgänge in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit angeordnet sind, mit der die Kolbenstange axial bewegt wird, wobei sich die Auslegung dadurch auszeichnet, daß die Ventilkörper von einer inneren Wandfläche des Zylinders mit zugeordneten ersten Fluidöffnungsdurchgängen radial einen Abstand haben, welche dazwischen gebildet werden, und daß sie im Grundzustand mit Hilfe einer Federeinrichtung derart mit einer Druckkraft beaufschlagt werden, daß die ersten Fluidöffnungsdurchgänge inAccording to the invention, a hydraulic damper is provided which has a piston rod which is arranged axially movably in a cylinder, a piston which is fixedly arranged on the piston rod and axial fluid passages which pass through it, the piston dividing the interior of the cylinder into a pair of chambers which are arranged axially on the respective side of the piston and are filled with a fluid, and a pair of valve bodies which are mounted axially movably on the piston rod and are arranged axially on each side of the piston for controlling a fluid flow between the chambers through the axial fluid passages depending on the speed at which the piston rod is moved axially, the design being characterized in that the valve bodies are radially spaced from an inner wall surface of the cylinder with associated first fluid opening passages which are formed therebetween, and that in the basic state they are subjected to a compressive force by means of a spring device in such a way that the first fluid opening passages in

kommunizierende Verbindung mit dem axialen Fluiddurchgang im Kolben sind, die Ventilkörper zugeordnete zweite Fluidöffnungsdurchgänge haben, welche darin ausgebildet sind, und daß die Auslegung derart getroffen ist, daß, wenn einer der Ventilkörper in axialer Richtung zum Zusammenarbeiten mit dem Kolben entgegen der Vorbelastung der Federeinrichtung bewegt wird, der erste Fluidöffnungsdurchgang, welcher um einen der Ventilkörper ausgebildet ist, außer kommunizierender Verbindung von dem axial Fluiddurchgang im Kolben gebracht wird, und daß der zweite Fluidöffnungsdurchgang, welcher in einem der Ventilkörper ausgebildet ist, in kommunizierende Verbindung mit dem axialen Fluiddurchgang kommt, welcher in dem Kolben ausgebildet ist, um größere Dämpfungskräfte zu erzeugen.communicating with the axial fluid passage in the piston, the valve bodies have associated second fluid orifice passages formed therein, and that the design is such that when one of the valve bodies is moved axially to cooperate with the piston against the bias of the spring means, the first fluid orifice passage formed around one of the valve bodies is brought out of communicating connection with the axial fluid passage in the piston, and that the second fluid orifice passage formed in one of the valve bodies comes into communicating connection with the axial fluid passage formed in the piston to produce greater damping forces.

Die zweiten Fluidöffnungsdurchgänge, welche in den Ventilkörpern ausgebildet sind, sind im Grundzustand durch zugeordnete Membranventile unter der Vorbelastung der Federeinrichtung geschlossen.The second fluid opening passages, which are formed in the valve bodies, are closed in the basic state by associated diaphragm valves under the preload of the spring device.

Der Kolben hat ein Paar von axial gegenüberliegenden, konisch ausgebildeten Ventilsitzen, und die Ventilkörper haben zugeordnete konische Flächen, welche mit den axial gegenüberliegenden, konischen Ventilsitzen jeweils zusammenarbeiten können, wenn die Ventilkörper axial in Richtung auf den Kolben entgegen der Vorbelastung der Federeinrichtung bewegt werden.The piston has a pair of axially opposed, conical valve seats, and the valve bodies have associated conical surfaces which can cooperate with the axially opposed, conical valve seats respectively when the valve bodies are moved axially towards the piston against the preload of the spring device.

Die ersten Fluidöffnungsdurchgänge weisen ringförmige Öffnungsdurchgänge jeweils auf, welche zwischen den Ventilkörpern und der inneren Wandfläche des Zylinders verlaufen.The first fluid opening passages have annular opening passages each extending between the valve bodies and the inner wall surface of the cylinder.

Die Ventilkörper weisen becherförmige bzw. schalenförmige Ventilkörper auf, welche zugeordnete Bodenwände umfassen, die axial beweglich auf der Kolbenstange angeordnet sind, und die jeweils Seitenwände umfassen, welche axial von den Bodenwänden ausgehend sich erstrecken und radial einen Abstand von der inneren Wandfläche des Zylinders haben. Ferner weist die Federeinrichtung ein Paar von Kompressionsspiralfedern auf,The valve bodies comprise cup-shaped or bowl-shaped valve bodies which comprise associated bottom walls which are arranged axially movably on the piston rod and which each comprise side walls which extend axially from the bottom walls and are radially spaced from the inner wall surface of the cylinder. Furthermore, the spring device comprises a pair of compression coil springs,

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welche zwischen dem Kolben und den Bodenwänden wirken.5
which act between the piston and the bottom walls.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:Further details, features and advantages of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawing. In it:

Fig. 1 eine Draufsicht eines hydraulischen Dämpfers nach der Erfindung, welcher als ein Fahrzeuglenkstabilisator eingesetzt wird, der mit einer Lenkeinrichtung gekoppelt ist,Fig. 1 is a plan view of a hydraulic damper according to the invention, which is used as a vehicle steering stabilizer coupled to a steering device,

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten hydraulischen Dämpfers in Teilschnittdarstellung,Fig. 2 is a side view of the hydraulic damper shown in Fig. 1 in partial section,

Fig. 3 bis 5 ausschnitthafte Schnittansichten zur Verdeutlichung der Art und Weise, nach der der hydraulische Dämpfer nach den Fig. 1 und 2 arbeitet, undFig. 3 to 5 are partial sectional views to illustrate the manner in which the hydraulic damper according to Fig. 1 and 2 works, and

Fig. 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Dämpfungscharakteristika des hydraulischen Dämpfers nach den Fig. 1 und 2.Fig. 6 is a diagram illustrating the damping characteristics of the hydraulic damper according to Figs. 1 and 2.

Ein hydraulischer Dämpfer nach der Erfindung ist insbesondere zweckmäßig, wenn er als ein Fahrzeuglenkstabilisator ausgelegt ist, der mit der Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wie eines Kraftrads bzw. Motorrads, gekoppelt ist.A hydraulic damper according to the invention is particularly useful if it is designed as a vehicle steering stabilizer that is coupled to the steering device of a motor vehicle, such as a motorcycle.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist der hydraulische Dämpfer bzw. hydraulische Stroßdämpfer nach der Erfindung eine hydraulische Zylinderanordnung 10 auf, welche einen Zylinder 12, welcher mit einem Arbeitsfluid, wie Öl, gefüllt ist, und eine Kolbenstange 14 umfaßt, welche sich axial durch den Zylinder 12 zur Ausführung einer Axialbewegung in demselben erstreckt. Die Zylinderanordnung 10 unterteilt den Innenraum des Zylinders 12 in zwei axial beabstande.te Kammern. Die Kolbenstange 14 hat gegenüberliegende Endabschnitt, welche durch die zugeordnetenAs shown in Figs. 1 and 2, the hydraulic damper or hydraulic shock absorber according to the invention comprises a hydraulic cylinder assembly 10 which comprises a cylinder 12 filled with a working fluid, such as oil, and a piston rod 14 which extends axially through the cylinder 12 for performing axial movement therein. The cylinder assembly 10 divides the interior of the cylinder 12 into two axially spaced chambers. The piston rod 14 has opposite end portions which are defined by the associated

gegenüberliegenden Enden des Zylinders 12 durchgehen und über diese vorstehen. Einer der gegenüberliegenden Endabschnitte ist in typischer Weise mit einem Zapfenende 16 mit der vorderen Gabelanordnung eines Kraftrads bzw. Motorrads (nicht gezeigt) verbunden, welches ein lenkbares Vorderrad hat, welches auf dem unteren Ende der vorderen Gabelanordnung drehbeweglich gelagert ist. Der Zylinder 12 ist typischerweise über einen Ansatz bzw. Vorsprung 18 mit einem Karrosserierahmen des Motorrads verbunden.pass through and project beyond opposite ends of the cylinder 12. One of the opposite end portions is typically connected by a pin end 16 to the front fork assembly of a motorcycle (not shown) having a steerable front wheel pivotally mounted on the lower end of the front fork assembly. The cylinder 12 is typically connected by a boss 18 to a body frame of the motorcycle.

Wie in den Fig. 2 bis 5 gezeigt ist, umfaßt die hydraulische Zylinderanordnung 10 auch eine Kolbenanordnung 20, welche auf der Kolbenstange 14 in dem Zylinder 12 zur Ausführung einer Axialbewegung mit der Kolbenstange 14 in dem Zylinder 12 angebracht ist. Die Kolbenanordnung 20 weist einen Mittelkolben 22 auf, welcher an der Kolbenstange 14 fest angebracht ist, und ein Paar von ringförmigen Ventilkörpern 24, 26, welche axial gleitbeweglich auf der Kolbenstange 14 angebracht und axial jeweils auf einer Seite des Mittelkolbens 22 angeordnet sind.As shown in Figures 2-5, the hydraulic cylinder assembly 10 also includes a piston assembly 20 mounted on the piston rod 14 in the cylinder 12 for axial movement with the piston rod 14 in the cylinder 12. The piston assembly 20 includes a center piston 22 fixedly mounted on the piston rod 14 and a pair of annular valve bodies 24, 26 axially slidably mounted on the piston rod 14 and axially disposed on either side of the center piston 22.

Der Mittelkolben 22 hat wenigstens einen axialen Fluiddurchgang 28, welcher axial darin ausgebildet ist, und der sich an den gegenüberliegenden axialen Enden des Mittelkolbens 22 öffnet. Der Mittelkolben 22 hat auch eine zentrale, ringförmige Ausnehmung 30, welche auf der äußeren Umfangsflache hiervon ausgebildet ist, und ein Paar von axial beabstandeten, konischen Ventilsitzen 32, 34, welche auf den jeweils gegenüberliegenden Enden angeordnet und axial jeweils auf einer Seite der zentralen ringförmigen Ausnehmung 30 vorgesehen sind. Die zentrale, ringförmige Ausnehmung 30 nimmt darin ein Paar von Kolbenringen 36 auf, welche in Gleitkontakt mit der inneren Wandfläche des Zylinders 12 vorgesehen sind. Die konischen Ventilsitze 32, 34 werden im Durchmesser in den axialen Richtungen von den gegenüberliegenden Enden des Mittelkolbens 22 wegweisend in Richtung zu der zentralen ringförmigen Ausnehmung 30 allmählich größer.The center piston 22 has at least one axial fluid passage 28 formed axially therein and opening at the opposite axial ends of the center piston 22. The center piston 22 also has a central annular recess 30 formed on the outer peripheral surface thereof and a pair of axially spaced tapered valve seats 32, 34 disposed at the respective opposite ends and axially provided on either side of the central annular recess 30. The central annular recess 30 receives therein a pair of piston rings 36 provided in sliding contact with the inner wall surface of the cylinder 12. The tapered valve seats 32, 34 gradually increase in diameter in the axial directions away from the opposite ends of the center piston 22 toward the central annular recess 30.

Die ringförmigen Ventilkörper 24, 26 sind becherförmig bzw. schalenförmig ausgebildet, und umfassen zugeordnete BodenwändeThe annular valve bodies 24, 26 are cup-shaped or bowl-shaped and comprise associated bottom walls

38, 40, welche axial beweglich um die Kolbenstange 14 angeordnet sind, und sie haben zugeordnete ringförmige Seitenwände 42, 44, welche axial sich ausgehend von den äußeren Umfangsrändern der zugeordneten Bodenwände 38, 40 wegerstrecken. Die Bodenwände 38, 40 haben zugeordnete axiale Fluidöffnungsdurchgänge 46, 48, welche darin ausgebildet sind. Die ringförmigen Seitenwände 42, 44 haben radial einen Abstand von der inneren Wandfläche des Zylinders 12 in Form eines Ringspaltes oder eines Zwischenraumes, welche . als ein Fluidöffnungsdurchgang dient. Wenn daher die Kolbenanordnung 20 sich axial zusammen mit der Kolbenstange 14 in dem Zylinder 12 bewegt, werden die ringförmigen Seitenwände 42, 44 der ringförmigen Ventilkörper 24, 26 außer Gleitkontakt mit der inneren Wandfläche des Zylinders 12 gehalten. Der Ringspalt oder die Zwischenräume zwischen den ringförmigen Seitenwänden 42, 44 und der inneren Wandfläche des Zylinders 12 haben eine ringförmige Querschnittsfläche, welche größer als die Querschnittsfläche der axialen Fluidöffnung der Durchgänge 46, 48 ist. Die ringförmigen Seitenwände 42, 44 haben zugeordnete, konische Flächen 50, 52 auf ihren axialen Enden, die von den Bodenwänden 38, 40 abgewandt liegen. Wie später noch näher beschrieben werden wird, können die konischen Flächen 50, 52 der ringförmigen Seitenwände 42, 44 eng anliegend auf den zugeordneten konischen Ventilsitzen 32, 34 aufsitzen, wenn die ringförmigen Ventilkörper 24, 26 in Richtung auf den Mittelkolben 22 axial bewegt werden.38, 40 which are axially movably disposed about the piston rod 14, and have associated annular side walls 42, 44 which extend axially from the outer peripheral edges of the associated bottom walls 38, 40. The bottom walls 38, 40 have associated axial fluid opening passages 46, 48 formed therein. The annular side walls 42, 44 are radially spaced from the inner wall surface of the cylinder 12 in the form of an annular gap or space which serves as a fluid opening passage. Therefore, when the piston assembly 20 moves axially together with the piston rod 14 in the cylinder 12, the annular side walls 42, 44 of the annular valve bodies 24, 26 are kept out of sliding contact with the inner wall surface of the cylinder 12. The annular gap or spaces between the annular side walls 42, 44 and the inner wall surface of the cylinder 12 have an annular cross-sectional area which is larger than the cross-sectional area of the axial fluid opening of the passages 46, 48. The annular side walls 42, 44 have associated tapered surfaces 50, 52 on their axial ends facing away from the bottom walls 38, 40. As will be described in more detail later, the tapered surfaces 50, 52 of the annular side walls 42, 44 can sit closely on the associated tapered valve seats 32, 34 when the annular valve bodies 24, 26 are moved axially toward the center piston 22.

Die ringförmigen Ventilkörper 24, 26 werden im Grundzustand mit einer Druckkraft derart beaufschlagt, daß sie axial von dem Mittelkolben 22 mit Hilfe von zugeordneten Spiraldruckfedern 54, 56 bewegt werden, welche zwischen axial gegenüberliegenden Enden des Mittelkolbens 22 und ringförmigen Membranventilen 58, 60 wirken, welche um die Kolbenstange 14 angeordnet sind und im Grundzustand gegen die zugeordneten axial inneren Flächen der Bodenwände 38, 40 der ringförmigen Ventilkörper 24, 26 gehalten sind. Wenn die Membranventile 58, 60 im Grundzustand gegen die zugeordneten axial inneren Flächen der Bodenwände 38, 40 anliegen, schließen die Membranventile 58, 60 die zugeordnetenThe annular valve bodies 24, 26 are subjected to a pressure force in the basic state such that they are moved axially by the central piston 22 with the aid of associated spiral compression springs 54, 56, which act between axially opposite ends of the central piston 22 and annular diaphragm valves 58, 60, which are arranged around the piston rod 14 and are held in the basic state against the associated axially inner surfaces of the bottom walls 38, 40 of the annular valve bodies 24, 26. When the diaphragm valves 58, 60 rest against the associated axially inner surfaces of the bottom walls 38, 40 in the basic state, the diaphragm valves 58, 60 close the associated

axialen Fluidöf fnungsdurchgänge 46, 48, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Zugleich heben sich die konischen Flächen 50, 52 von den konischen Ventilsitzen 32, 34 jeweils unter der Belastung der Spiralkompressionsfedern 54, 56 ab oder haben einen Abstand zu denselben. Die federbelastete axiale Bewegung der ringförmigen Ventilkörper 24, 26 wird durch Halteringe 62, 64 begrenzt, welche fest um die Kolbenstange 14 angeordnet sind, wenn die Bodenwände 38, 40 jeweils mit den Halteringen 62, 64 zusammenarbeiten. Die Spiralkompressionsfedern 54, 56 haben eine derartige Federkonstante, daß sie die Membranventile 58, 60 gegen die Bodenwände 38, 40 der ringförmigen Ventilkörper 24, 26 jeweils angedrückt halten, wodurch die axialen Fluidöffnungsdurchgänge 46, 48 geschlossen sind, wenn die Koblenstange 14 beim Grundlenkbetrieb des Motorrads axial bewegt wird. Sie werden aber zusammengedrückt, um zu ermöglichen, daß die Membranventile 58, 60 von den Bodenwänden 38, 40 freikommen, und somit die axialen Fluidöffnungsdurchgänge 46, 48 geöffnet werden, wenn ein Fluiddruck aufgebaut wird, wenn die Kolbenstange 14 axial plötzlich infolge eines plötzlichen fahrbahnbedingten Stoßes bewegt wird, der von dem lenkbaren Vorderrad über die vordere Gabelanordnung übertragen wird.axial fluid opening passages 46, 48, as shown in Fig. 3. At the same time, the conical surfaces 50, 52 lift off or are spaced from the conical valve seats 32, 34, respectively, under the load of the spiral compression springs 54, 56. The spring-loaded axial movement of the annular valve bodies 24, 26 is limited by retaining rings 62, 64, which are firmly arranged around the piston rod 14 when the bottom walls 38, 40 cooperate with the retaining rings 62, 64, respectively. The coil compression springs 54, 56 have a spring constant such that they keep the diaphragm valves 58, 60 pressed against the bottom walls 38, 40 of the annular valve bodies 24, 26, respectively, thereby closing the axial fluid opening passages 46, 48 when the piston rod 14 is moved axially during basic steering operation of the motorcycle. However, they are compressed to allow the diaphragm valves 58, 60 to clear the bottom walls 38, 40 and thus open the axial fluid opening passages 46, 48 when fluid pressure is built up when the piston rod 14 is moved axially suddenly as a result of a sudden road-related shock transmitted from the steerable front wheel through the front fork assembly.

Nachstehend wir die Arbeitsweise des hydraulischen Dämpfers als ein Fahrzeuglenkstabilisator näher beschrieben.Below we describe in more detail how the hydraulic damper works as a vehicle steering stabilizer.

Wenn das Motorrad im Grundzustand durch den Fahrer des Motorrads gelenkt wird, wird die Kolbenstange 14 relativ langsam axial bewegt, und der Mittelkolben 22 wird auch mit der Kolbenstange 14 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt bleiben die axialen Fluidöffnungsdurchgänge 46, 48 durch die zugeordneten Membranventile 58, 60 unter der Federkraft der Spiralkompressionsfedern 54, 56 geschlossen, wie dies aus Fig. 3 zu ersehen ist. Wenn die Kolbenanordnung 20 sich beispielsweise in Fig. 3 in Richtung nach links bewegt, dann strömt das Arbeitsfluid von der linksliegenden Kammer durch den Ringzwischenraum zwischen der ringförmigen Seitenwand 42 und der inneren Wandfläche des Zylinders 12, den Raum zwischen dem konischen Ventilsitz 32 und der konischenWhen the motorcycle is steered in the basic state by the rider of the motorcycle, the piston rod 14 is moved axially relatively slowly, and the center piston 22 is also moved with the piston rod 14. At this time, the axial fluid opening passages 46, 48 remain closed by the associated diaphragm valves 58, 60 under the spring force of the coil compression springs 54, 56, as can be seen from Fig. 3. When the piston assembly 20 moves in the left direction, for example in Fig. 3, the working fluid flows from the left chamber through the annular space between the annular side wall 42 and the inner wall surface of the cylinder 12, the space between the conical valve seat 32 and the conical

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Fläche 50, den axialen Fluiddurchgang 28 in dem Mittelkolben 22, den Raum zwischen dem konischen Ventilsitz 34 und der konischen Fläche 52 und den Ringzwischenraum zwischen der ringförmigen Seitenwand 44 und der inneren Wandfläche des Zylinders 12 in die rechtsliegende Kammer. Folglich stellt der Fahrzeuglenkstabilisator im wesentlichen keine Dämpfungskräfte bereit, so daß sich das Motorrad gleichförmig lenken läßt.surface 50, the axial fluid passage 28 in the center piston 22, the space between the conical valve seat 34 and the conical surface 52, and the annular space between the annular side wall 44 and the inner wall surface of the cylinder 12 into the right-hand chamber. Consequently, the vehicle steering stabilizer provides substantially no damping forces so that the motorcycle can be steered smoothly.

Wenn das lenkbare Vorderrad auf ein Hindernis auf der Fahrbahn trifft, wirkt ein plötzlicher, fahrbahnbedingter Stoß über das lenkbare Vorderrad und die vordere Gabelanordnung auf die Kolbenstange 14 ein, welche nunmehr plötzlxch axial bewegt wird. Wenn die Kolbenstange 14 sich beispielsweise plötzlxch nach links bewegt, dann wird der ringförmige Ventilkörper 24 relativ zum Mittelkolben 22 unter dem Fluiddruck in der links liegenden Kammer axial nach rechts bewegt, bis die konische Fläche 50 auf dem konischen Ventilsitz 32 nach Fig. 4 zur Sitzanlage kommt. Wenn die konische Fläche 50 zur Sitzanlage auf dem konischen Ventilsitz 32 kommt, baut sich der Fluiddruck in der links liegenden Kammer so ausreichend stark auf, daß das Membranventil 58 gezwungen wird, sich von der Bodenwand 38 abzuheben, und zugleich die Spiralkompressionsfeder 54 zusammengedrückt wird, wodurch ein Öffnen des axialen Fluidöffnungsdurchganges 46 bewirkt wird, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Das Fluid strömt nunmehr von der links liegenden Kammer durch den axialen Fluidöffnungsdurchgang 46, den axialen Fluiddurchgang 28 im Mittelkolben 22, den Raum zwischen dem konischen Ventilsitz 34 und der konischen Fläche 52, und den Ringzwischenraum zwischen der ringförmigen Seitenwand 44 und der inneren Wandfläche des Zylinders 12 in die rechtsliegende Kammer. Je kleiner die Querschnittsfläche der axialen Fluidöffnungsdurchgänge 46, 48 gegenüber der Querschnittsfläche des Ringspalts oder des Ringzwischenraumes zwischen den ringförmigen Seitenwänden 42, 44 und der inneren Wandfläche des Zylinders 12 ist, desto größer werden die vom Fahrzeuglenkstabilisator erzeugten Dämpfungskräfte. Folglich wird die.plötzliche fahrbahnbedingte Stoßbelastung durch den Fahrzeuglenkstabilisator gedämpft, wodurch somitWhen the steerable front wheel encounters an obstacle on the road, a sudden impact from the road acts via the steerable front wheel and the front fork assembly on the piston rod 14, which is then suddenly moved axially. If the piston rod 14 suddenly moves to the left, for example, the annular valve body 24 is moved axially to the right relative to the center piston 22 under the fluid pressure in the left-hand chamber until the conical surface 50 comes to seat on the conical valve seat 32 according to Fig. 4. When the conical surface 50 comes to seat on the conical valve seat 32, the fluid pressure in the left chamber builds up sufficiently to force the diaphragm valve 58 to lift off the bottom wall 38 and at the same time compress the coil compression spring 54, causing the axial fluid orifice passage 46 to open as shown in Fig. 5. The fluid now flows from the left chamber through the axial fluid orifice passage 46, the axial fluid passage 28 in the center piston 22, the space between the conical valve seat 34 and the conical surface 52, and the annular space between the annular side wall 44 and the inner wall surface of the cylinder 12 into the right chamber. The smaller the cross-sectional area of the axial fluid opening passages 46, 48 compared to the cross-sectional area of the annular gap or the annular space between the annular side walls 42, 44 and the inner wall surface of the cylinder 12, the greater the damping forces generated by the vehicle steering stabilizer. Consequently, the sudden road-related shock load is dampened by the vehicle steering stabilizer, thereby

verhindert wird, daß das Lenkrad oder der Lenker zwangsweise eine Drehbewegung oder Schwingungsbewegung ausführt, wenn das lenkbare Vorderrad auf Hindernisse auf der Fahrbahn trifft.prevents the steering wheel or handlebars from forcibly rotating or oscillating when the steerable front wheel encounters obstacles on the road.

Es ist leicht zu ersehen, daß der Fahrzeuglenkstabilisator auf die gleiche wie zuvor beschriebene Weise arbeitet, wenn die Kolbenstange 14 in den Fig. 3 bis 5 axial in Richtung nach rechts bewegt wird.It can be easily seen that the vehicle steering stabilizer operates in the same manner as previously described when the piston rod 14 is moved axially in the right direction in Figs. 3 to 5.

Fig. 6 verdeutlicht die Dämpfungskräfte, die von dem Fahrzeuglenkstabilisator in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit erzeugt werden, mit der die Kolbenstange 14 axial bewegt wird. Wenn die Kolbenstange 14 relativ langsam axial bewegt wird, d.h. in einem Geschwindigkeitsbereich A während des üblichen Lenkbetriebs, erzeugt der Fahrzeuglenkstabilisator im wesentlichen keine Dämpfungskräfte. Wenn die Kolbenstange 14 schnell, d.h. in Geschwindigkeitsbereichen B, C während der Einwirkung eines plötzlichen, fahrbahnbedingten Stoßes, bewegt wird, erzeugt der Fahrzeuglenkstabilisator Dämpfungskräfte, welche verhindern, daß der Lenker zwangsläufig eine Drehbewegung oder Schwingungsbewegung ausführt. Im Geschwindigkeitsbereich B werden die Dämpfungskräfte bei geringfügig durch die Membranventile 58, 60 geöffneten axialen Fluidöffnungsdurchgängen 46, 48 erzeugt. Im Geschwindigkeitsbereich C werden die Dämpfungskräfte dadurch erzeugt, daß die axialen Fluidöffnungsdurchgänge 46, 48 durch die Membranventile 58, 60 vollständig offen sind.Fig. 6 illustrates the damping forces generated by the vehicle steering stabilizer depending on the speed at which the piston rod 14 is moved axially. When the piston rod 14 is moved axially relatively slowly, i.e. in a speed range A during normal steering operation, the vehicle steering stabilizer generates essentially no damping forces. When the piston rod 14 is moved rapidly, i.e. in speed ranges B, C during the action of a sudden road-related shock, the vehicle steering stabilizer generates damping forces which prevent the handlebar from inevitably performing a rotary or oscillating movement. In the speed range B, the damping forces are generated with the axial fluid orifice passages 46, 48 slightly opened by the diaphragm valves 58, 60. In the speed range C, the damping forces are generated by the axial fluid opening passages 46, 48 being completely open through the diaphragm valves 58, 60.

Wie beschrieben sind die ringförmigen Ventilkörper 24, 26, welche axial bezüglich des Mittelkolbens 22 zur Steuerung des Fluidstroms durch die Kolbenanordnung 20 angeordnet sind, außer Gleitkontakt von der inneren Wandfläche des Zylinders 12 gehalten. Folglich sind die ringförmigen Seitenwände 42, 44 der becherförmigen Ventilkörper 24, 26, welche die Fluidöffnungsdurchgänge mit der inneren Wandfläche des Zylinders 12 bilden, keinem Verschleiß infolge eines wiederholten Arbeitens des Fahrzeuglenkstabilisators.ausgesetzt. Die konischen Ventilsitze 32, 34 und die konischen Flächen 50, 52, welche ebenfallsAs described, the annular valve bodies 24, 26, which are axially disposed with respect to the center piston 22 for controlling the flow of fluid through the piston assembly 20, are kept out of sliding contact with the inner wall surface of the cylinder 12. Consequently, the annular side walls 42, 44 of the cup-shaped valve bodies 24, 26, which form the fluid orifice passages with the inner wall surface of the cylinder 12, are not subject to wear due to repeated operation of the vehicle steering stabilizer. The conical valve seats 32, 34 and the conical surfaces 50, 52, which are also

dazwischen Fluiddurchgänge bilden, schlagen nicht gegeneinander, wenn die konischen Flächen 50, 52 auf den zugeordneten konischen Ventilsitzen 32, 34 zur Sitzanlage kommen, da sie in konischem Eingriff oder in Form von Schrägflächen miteinander zusammenarbeiten. forming fluid passages between them do not strike each other when the conical surfaces 50, 52 come into contact with the associated conical valve seats 32, 34, since they work together in a conical engagement or in the form of inclined surfaces.

Folglich unterliegen die konischen Ventilsitze 32, 34 und die konischen Flächen 50, 52 und somit die dazwischen ausgebildeten Fluidöff nungsdurchgänge keinen schnellen Verschleißerscheinungen bei wiederholtem Arbeiten des Fahrzeuglenkstabilisatqrs. Die Dämpfungscharakteristika des Fahrzeuglenkstabilisators werden daher durch den Reibschlußeingriff der beweglichen Elemente der Kolbenanordnung 20 mit den anderen Elementen nahezu kaum beeinflußt.Consequently, the conical valve seats 32, 34 and the conical surfaces 50, 52 and thus the fluid opening passages formed therebetween are not subject to rapid wear during repeated operation of the vehicle steering stabilizer. The damping characteristics of the vehicle steering stabilizer are therefore almost hardly influenced by the frictional engagement of the movable elements of the piston assembly 20 with the other elements.

Ferner läßt sich der Fahrzeuglenkstabilisator auf relativ einfache Weise herstellen, da der Mittelkolben 22 und die ringförmigen Ventilkörper 24, 26 relativ einfach hinsichtlich Gestaltgebung und Geometrie ausgelegt sind.Furthermore, the vehicle steering stabilizer can be manufactured in a relatively simple manner since the central piston 22 and the annular valve bodies 24, 26 are designed relatively simply in terms of shape and geometry.

Obgleich voranstehend eine bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung erläutert wurde, ist die Erfindung natürlich nicht auf die in diesem Zusammenhang erläuterten Einzelheiten beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall treffen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.Although a preferred embodiment of the invention has been explained above, the invention is of course not limited to the details explained in this context, but numerous changes and modifications are possible, which the person skilled in the art will make if necessary without departing from the spirit of the invention.

Zusammenfassend gibt die Erfindung einen hydraulischen Dämpfer bzw. einen hydraulischen Stoßdämpfer zum Einsatz als einen Fahrzeuglenkstabilisator an, welcher eine Kolbenstange 14 hat, die axial beweglich in einem Zylinder 12 angeordnet ist. Ein Kolben 22 ist fest auf der Kolbenstange 14 angebracht und hat axiale Fluiddurchgänge 28, welche darin ausgebildet sind. Ein Paar von Ventilkörpern 24, 26 ist axial beweglich auf der Kolbenstange 14 angebracht und sie sind axial jeweils auf einer Seite des Kolbens 22 zur Steuerung eines Fluidstromes zwischen zwei Kammern im Zylinder 12 durch den axialen Fluiddurchgang 28In summary, the invention provides a hydraulic damper or a hydraulic shock absorber for use as a vehicle steering stabilizer, which has a piston rod 14 axially movably arranged in a cylinder 12. A piston 22 is fixedly mounted on the piston rod 14 and has axial fluid passages 28 formed therein. A pair of valve bodies 24, 26 are axially movably mounted on the piston rod 14 and are axially mounted on either side of the piston 22 for controlling a flow of fluid between two chambers in the cylinder 12 through the axial fluid passage 28.

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in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit angeordnet, mit der die Kolbenstange 14 axial bewegt wird. Die Ventilkörper 24, 26 haben radial einen Abstand von der inneren Wandfläche des Zylinders 12 bezüglich den ersten Fluidöffnungsdurchgängen 66, 68, welche dazwischen vorgesehen sind. Die Ventilkörper 24, 26 werden im Grundzustand mit Hilfe einer Federeinrichtung 54, 56 derart mit einer Druckkraft beaufschlagt, daß die ersten Fluidöf fnungsdurchgänge 66, 68 in kommunizierender Verbindung mit dem axialen Fluiddurchgang 28 sind, welcher im Kolben ausgebildet ...ist. Die Ventilkörper 24, 26 haben zugeordnete zweite Fluidöffnungsdurchgänge 46, 48, welche darin ausgebildet sind. Wenn einer der Ventilkörper 24, 26 zum Zusammenarbeiten mit dem Kolben 22 entgegen der Vorbelastung der Federeinrichtung 54, 56 axial bewegt wird, werden die ersten Fluidöffnungsdurchgänge 66, 68, welche um einen der Ventilkörper 24, 26 ausgebildet sind, außer leitender Verbindung mit dem axialen Fluiddurchgang 28 gebracht, welcher im Kolben 22 ausgebildet ist, und der zweite Fluidöffnungsdurchgang 46 oder 48, welcher in einem der Ventilkörper 24, 26 ausgebildet ist, kommt in kommunizierende Verbindung mit dem axialen Fluiddurchgang 28, welcher in dem Kolben 22 ausgebildet ist, um größere Dämpfungskräfte zu erzeugen.depending on the speed at which the piston rod 14 is moved axially. The valve bodies 24, 26 are radially spaced from the inner wall surface of the cylinder 12 with respect to the first fluid opening passages 66, 68 which are provided therebetween. The valve bodies 24, 26 are in the basic state subjected to a compressive force by means of a spring device 54, 56 such that the first fluid opening passages 66, 68 are in communication with the axial fluid passage 28 which is formed in the piston... The valve bodies 24, 26 have associated second fluid opening passages 46, 48 which are formed therein. When one of the valve bodies 24, 26 is moved axially to cooperate with the piston 22 against the bias of the spring means 54, 56, the first fluid orifice passages 66, 68 formed around one of the valve bodies 24, 26 are brought out of communication with the axial fluid passage 28 formed in the piston 22 and the second fluid orifice passage 46 or 48 formed in one of the valve bodies 24, 26 comes into communication with the axial fluid passage 28 formed in the piston 22 to produce greater damping forces.

Claims

Hydraulic Damper Requirements

1. Hydraulic damper comprising a piston rod axially slidably disposed in a cylinder, a piston fixedly mounted on the piston rod and having an axial fluid passage therethrough, the piston dividing the interior of the cylinder into a pair of chambers axially spaced apart on either side of the piston and filled with a fluid, and a pair of valve bodies axially movably mounted on the piston rod and axially disposed on either side of the piston for controlling a fluid flow between the chambers through the axial fluid passage depending on the speed at which the piston rod is axially moved, characterized in that

the valve bodies (24, 26) are arranged radially at a distance from an inner wall surface of the cylinder (12) to form associated first fluid opening passages (66, 68) therebetween, and which in the basic state are subjected to a compressive force by spring means (54, 56) such that the first fluid opening passages (66, 68) are held in communication with the axial fluid passage (28) formed in the piston (22), the valve bodies (24, 26) have associated second fluid opening passages (46, 48) formed therein, and that the design is such that when one of the valve bodies (24, 26) is moved axially to cooperate with the piston (22) against the preload of the spring means (54, 56), the first fluid opening passage (46, 48) which is spaced apart by one of the

Valve body (24, 26) is formed out of communication with the axial fluid passage (28) formed in the piston (22), and that the second fluid opening passage (46 or 48) formed in one of the valve bodies (24, 26) is formed in communication with the axial fluid passage (28) formed in the piston (22) to generate greater damping forces.

2. Hydraulic damper according to claim 1, characterized in that the second fluid opening passages (46, 48) which are formed in the valve bodies (24, 26) are closed in the basic state by associated diaphragm valves (58, 60) under the preload by the spring devices (54, 56).

3. Hydraulic damper according to claim 1 or 2, characterized in that the piston (22) has a pair of axially opposed, conical valve seats (32, 34), and that the valve bodies (24, 26) have associated conical surfaces (50, 52) which cooperate with the axially opposite conical valve seats (32, 34) respectively when the valve bodies (24, 26) are moved axially towards the piston (22) against the preload of the spring devices (54, 56).

4. Hydraulic damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first fluid opening passages (66, 68) comprise annular fluid opening passages respectively which extend between the valve bodies (24, 26) and the inner wall surface of the cylinder (12).

5. Hydraulic damper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the valve bodies (24, 26) have cup-shaped valve bodies which comprise associated bottom walls (38, 40) which are arranged axially movably on the piston rod (14), and associated side

walls (42, 44) extending axially from the bottom walls (38, 40) and spaced radially from the inner wall surface of the cylinder (12), and that the spring means comprise a pair of spiral compression springs (54, 56) acting between the piston (22) and the bottom walls (38, 40).