NL8303814A

NL8303814A - Automatic shock-absorber with progressive damping - has hollow piston rod, closed at one end and needle giving controlled braking at end of stroke

Info

Publication number: NL8303814A
Application number: NL8303814A
Authority: NL
Original assignee: Proflex Veertechniek
Priority date: 1983-11-04
Filing date: 1983-11-04
Publication date: 1985-06-03

Abstract

The shock absorber includes fluid control needle (1), whilst a return valve (2) enables oil to flow from one chamber (9) to the other (10). A bush (3) fits in the bottom end of the piston rod (6) and forms an oil gap (7). The chambers (9,10) containing hydraulic oil, are fitted in a cylindrical housing (8). Oil moves from one chamber (9) due to an upwards force, created when the piston moves upwardly via ducts (12,13). The hollow needle enables oil to flow into a cavity (15) via an aperture (24), thus enabling flow regulation into the other chamber (10) via a pin (4) and aperture (21).

Description

* ΐ-r* ΐ-r

Ref. 836-ProRef. 836-Pro

Schokbreker met progressieve demping.Shock absorber with progressive damping.

De uitvinding heeft betrekking op een schokbreker met progressieve demping omvattende een cilinder met door een zuiger lichaam gescheiden hydraulisch fluldum-bevattende kamers, welk zuigerlichaam is voorzien van in één richting doorlatende, al of niet regelbare doorstroomopenin-5 gen voor zowel de ingaande als uitgaande slag. Een dergelijke bekende hydraulische schokbreker, die als telescopische schokbreker werkt, omvat kleppen tussen de kamers die hydraulisch fluïdum bevatten, in het algemeen hydraulische olie, die een grote stromingsweerstand aan de doorstromende olie geven wanneer het zuigerlichaam zich in de uitgaande 10 slag respektievelijk in de ingaande slag in de cilinder beweegt.The invention relates to a shock absorber with progressive damping, comprising a cylinder with hydraulic fluid-containing chambers separated by a piston body, which piston body is provided with unidirectional, whether or not adjustable, flow openings for both the input and output stroke. . Such a known hydraulic shock absorber, which acts as a telescopic shock absorber, comprises valves between the chambers containing hydraulic fluid, generally hydraulic oil, which impart a high flow resistance to the flowing oil when the piston body is in the outgoing stroke and in the incoming stroke, respectively. stroke in the cylinder.

In een ander type schokdemper zijn tussen beide kamers vulringpakket-ten aanwezig die de oliedoorstroomopeningen tussen de kamers vernauwen en voor de benodigde stromingsweerstand zorgen. Door het aantal vulrin-gen te variëren kan men de mate van demping binnen bepaalde grenzen re-15 gelen.In another type of shock absorber shim packings are provided between the two chambers which constrict the oil flow openings between the chambers and provide the required flow resistance. By varying the number of filler rings, the degree of damping can be controlled within certain limits.

Bij dergelijke schokbrekers verloopt de demping lineair over het gehele trajekt van de bewegende zuiger. Het zou echter gewenst zijn te beschikken over schokbrekers waarbij in het bijzonder in de uitgaande slag de dempingskarakteristiek in het bovenste of laatste deel progressief 20 zou verlopen. Voorts is het bij de gebruikelijke schokbrekers een bezwaar dat een bepaalde instelling van de dempingskarakteristiek, zoals het sneller of langzamer dempen, slechts in beperkte mate mogelijk is, bij voorbeeld door het aantal vulplaatjes te wijzigen.With such shock absorbers, the damping is linear over the entire range of the moving piston. However, it would be desirable to have shock absorbers in which, in particular in the output stroke, the damping characteristic in the upper or last part would be progressive. Furthermore, it is a drawback with the usual shock absorbers that a certain setting of the damping characteristic, such as faster or slower damping, is only possible to a limited extent, for instance by changing the number of shims.

Het is een hoofddoel van de uitvinding te voorzien in een schokbre-25 ker, in het bijzonder voor gemotoriseerde voertuigen zoals auto's, zware en lichte motorfietsen, waarbij de dempingskarakteristiek in de uitgaande slag niet lineair verloopt. Het is een verder doel van de uitvinding te voorzien in een schokbreker met een dempingskarakteristiek waarbij in de uitgaande slag het laatste deel van de karakteristiek progres-30 sief verloopt.It is a main object of the invention to provide a shock absorber, in particular for motorized vehicles such as cars, heavy and light motorcycles, in which the damping characteristic in the output stroke is not linear. It is a further object of the invention to provide a shock absorber with a damping characteristic, the last part of the characteristic progressively progressing in the output stroke.

Het is een volgend doel van de uitvinding te voorzien in een schokbreker waarvan de dempingskarakteristiek binnen bepaalde grenzen kan worden ingesteld door eenvoudige verwisseling van een onderdeel. Voorts is het een doel van de uitvinding te voorzien in een schokbreker waarbij 35 door een instelknop buiten de schokbreker een fijninstelling van de ka- 8303814 - 2 - rakteristiek mogelijk is.It is a further object of the invention to provide a shock absorber whose damping characteristic can be adjusted within certain limits by simply exchanging a part. It is further an object of the invention to provide a shock absorber, whereby fine adjustment of the characteristic curve is possible by means of an adjustment knob outside the shock absorber.

De uitvinding heeft aldus betrekking op de in de aanhef aangeduide schokdemper die daardoor is gekenmerkt dat de zuigerstang hol is, welke holte aan de niet-werkzame zijde is afgesloten, in de holle ruimte een in 5 de cilinder bevestigde naald aanwezig is, welke naald zodanig is gevormd dat tussen naald en inwendige zuigerstangwand een ruimte openblijft die naar beide uiteinden is vernauwd en die alleen in de uitgaande slag via doorstroomkanalen in verbinding staat met de werkzame, hydraulisch flu-idum-bevattende kamer. Het zuigerlichaam is bij voorkeur voorzien van een 10 bus aan het einde van de zuigerholte die ten opzichte van het naaldli-chaam een nauwe doorstroomspleet, die als oliesproeier werkt, openlaat. Aldus ontstaat een oliesluiting of oliesproeier welke voor de nodige weerstand zorgt bij het doorstromen van het hydraulische fluïdum, in het bijzonder hydraulische olie vla de doorstroomkanalen in het zuigerli-15 chaam naar de niet-werkzame hydraulische kamer. Onder niet-werkzame hydraulische kamer wordt de kamer verstaan waar de olie naar toe stroomt.The invention thus relates to the shock absorber indicated in the preamble, characterized in that the piston rod is hollow, which cavity is closed on the non-active side, in the hollow space a needle mounted in the cylinder is provided, which needle is such is formed to leave a space between needle and internal piston rod wall which is narrowed to both ends and which communicates only in the output stroke through flow channels to the operating hydraulic fluid containing chamber. The piston body is preferably provided with a sleeve at the end of the piston cavity which opens a narrow flow gap which acts as an oil nozzle relative to the needle body. This results in an oil seal or oil nozzle which provides the necessary resistance when the hydraulic fluid, in particular hydraulic oil, flows through the flow channels in the piston body to the inactive hydraulic chamber. Inactive hydraulic chamber means the chamber where the oil flows.

De naald, is aan het uiteinde voorzien van een konisch verdikt gedeelte. Bij het naderen van de voltooiing van de uitgaande slag, waarbij het zuigerlichaam in de in de bijbehorende tekening aangegeven stand naar bo-20 ven beweegt, wordt een stadium bereikt dat de bus van het zuigerlichaam het voomoemde konische gedeelte bereikt, met als gevolg dat de doorstroomspleet van de hydraulische olie verder wordt vernauwd. Door het toenemen van de doorstroomwrijving zal bij het bereiken van dat punt de demping progressief oplopen.The needle has a conically thickened part at the end. On approaching completion of the output stroke, the piston body moving upwards in the position shown in the accompanying drawing, a stage is reached that the sleeve of the piston body reaches the aforementioned conical portion, with the result that the the flow gap of the hydraulic oil is further narrowed. As the flow friction increases, the damping will progressively increase when that point is reached.

25 In de voorkeursuitvoeringsvorm is het uiteinde van de naald zodanig verdikt dat praktisch bij het einde van de uitgaande slag de doorstroomspleet tussen bus en naald wordt geblokkeerd. In deze uitvoeringsvorm wordt me taa 1-op-me taal -kon tak t bij het beëindigen van de uitgaande slag zoveel mogelijk voorkomen.In the preferred embodiment, the end of the needle is thickened such that the flow gap between the sleeve and the needle is blocked practically at the end of the outgoing stroke. In this embodiment, one-to-one language is prevented as much as possible when the outgoing stroke is ended.

30 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de naald hol uitgevoerd en staat het inwendige kanaal in verbinding met hydraulisch fluïdum door één of meer openingen aan het uiteinde van de naald. Bij voorkeur is het naaldkanaal via een omloopleiding verbonden met de niet-werkzame hydraulische kamer, waarbij in de omloopleiding een instelorgaan is opgenomen 35 waarmee de doorstroomopening naar de niet-werkzame hydraulische kamer kan worden geregeld. Via deze omloopleiding is door instelling van het instelorgaan, zoals een instelstift, die aan de buitenzijde van de schok- 8303814 - 3 - breker bedienbaar is, een fijnregeling van de dempingskarakteristiek mogelijk. Door bij voorbeeld de opening te verkleinen kan men de demping enigszins vertragen en vice versa.In a further preferred embodiment, the needle is hollow and the inner channel communicates with hydraulic fluid through one or more openings at the end of the needle. The needle channel is preferably connected via a bypass line to the inactive hydraulic chamber, wherein an adjusting member is incorporated in the bypass line with which the through-flow opening to the inactive hydraulic chamber can be regulated. Fine adjustment of the damping characteristic is possible via this bypass by adjusting the adjusting member, such as an adjusting pin, which can be operated on the outside of the shock absorber. For example, by reducing the opening, the damping can be somewhat delayed and vice versa.

De naald kan met verschillende profielen worden toegepast. Zo kan het 5 naaldlichaam continu konisch verlopen, bij voorbeeld zodanig dat de naald vanaf het vrije uiteinde in diameter afneemt, waardoor de demping continu langzamer wordt, of zijn voorzien van een getrapt profiel waarbij de diameter van de naald op een bepaald punt sprongsgewijze toeneemt en deze grotere diameter behoudt of nog verder geleidelijk in diameter toe-10 neemt. Bij dergelijke naaldprofielen kan men bij voorbeeld ook het middengedeelte van de dempingskarakteristiek bijregelen. Het is duidelijk dat de naald kombinaties van de genoemde vormen kan bezitten voor zover dit voor bepaalde uitvoeringsvormen gewenst is. Zo is het ook mogelijk dat het naaldlichaam vanaf het verdikte vrije einde naar het vaste uit-15 einde geleidelijk in diameter toeneemt, waarbij de demping in het middengedeelte geleidelijk sneller wordt.The needle can be used with different profiles. For example, the needle body can be continuously tapered, for example such that the needle decreases in diameter from the free end, so that the damping is continuously slower, or it can be provided with a stepped profile in which the diameter of the needle increases at a certain point and maintains this larger diameter or gradually increases in diameter even further. With such needle profiles it is also possible, for example, to adjust the middle part of the damping characteristic. It is clear that the needle can have combinations of the mentioned shapes insofar as this is desired for certain embodiments. Likewise, it is possible for the needle body to gradually increase in diameter from the thickened free end to the fixed end, with the cushioning in the center section gradually becoming faster.

De uitvinding wordt nader toegelicht door de tekening, waarin figuur 1 een uitvoeringsvorm van de schokbreker volgens de uitvinding in doorsnede weergeeft, figuur 2 een deel van figuur 1 voorstelt op het moment 20 dat nagenoeg het einde van de uitgaande slag is bereikt, terwijl figuur 3 drie uitvoeringsvormen van de profielnaald weergeeft.The invention is further elucidated by the drawing, in which figure 1 shows an embodiment of the shock absorber according to the invention in cross section, figure 2 represents a part of figure 1 at the moment that almost the end of the output stroke has been reached, while figure 3 represents three embodiments of the profile needle.

In figuur 1 wordt de schokbreker, waarvan de aansluitingen slechts schematisch zijn aangegeven, getoond die is voorzien van een holle naald met gelijkmatig profiel. De naald wordt met 1 aangeduid, terwijl 2 de te- 25 rugslagklep is die olie uit kamer 9 doorlaat naar kamer 10, terwijl 3 de bus op de zuigerstang 6 aangeeft, die een oliedoorvoerspleet 7 vastlegt.Figure 1 shows the shock absorber, the connections of which are only schematically indicated, which is provided with a hollow needle with an even profile. The needle is indicated by 1, while 2 is the check valve that allows oil to pass from chamber 9 to chamber 10, while 3 indicates the sleeve on the piston rod 6, which fixes an oil passage slit 7.

De zuiger is algemeen met 5 aangegeven. Aangezien de figuur drievoudige symmetrie bezit zijn de beide getekende helften niet identiek. De kamers 8 9 en 10 zijn aangebracht in het cilindrische huis en bevatten hydrauli-30 sche olie. Met de pijltjes 11 wordt het verloop van de olie bij de uitgaande slag aangegeven. De olie beweegt uit reservoir 9 door de kracht die bij het naar boven gaan van het zuigerlichaam wordt uitgeoefend naar kamer 10, via kanaal 12 en 13 waarbij het terecht komt in de ruimte begrensd door het naaldlichaam, de binnenwand van de zuigerstang en de bus 35 3. Met 16 is een moer aangegeven terwijl 17 geleide delen voorstelt. De vulringen die alleen van belang zijn voor de ingaande slag zijn bij 18 aangegeven. Voorts is een doorstroomkanaal 14 aangegeven dat steeds voor 8303814 - 4 - oliedoorlating beschikbaar is. Hiervan is meestal slechts één kanaal, in hoofdzaak voor beveiligingsdoeleinden, aanwezig. In de getekende uitvoeringsvorm is de naald hol uitgevoerd en kan de olie in de ruimte 15 via de opening 24 door het kanaal in de naald naar beneden stromen volgens de 5 getekende vertikale pijlen 25 en 27 waarbij de olie via de opening 21 die door de regelstift 4 kan worden gevarieerd in kamer 10 stroomt (zie pijl 28).The piston is generally indicated by 5. Since the figure has threefold symmetry, the two halves drawn are not identical. Chambers 8, 9 and 10 are arranged in the cylindrical housing and contain hydraulic oil. Arrows 11 indicate the course of the oil at the outgoing stroke. The oil moves out of reservoir 9 by the force exerted on upward movement of the piston body to chamber 10, via channels 12 and 13, entering the space bounded by the needle body, the inner wall of the piston rod and the sleeve 35 3. 16 indicates a nut while 17 represents guided parts. The shims that are only important for the input stroke are indicated at 18. Furthermore, a flow-through channel 14 is indicated, which is always available for 8303814-4 oil transmission. Of these, usually only one channel, mainly for security purposes, is present. In the illustrated embodiment the needle is hollow and the oil in the space 15 can flow down through the opening 24 through the channel in the needle according to the vertical arrows 25 and 27 drawn, the oil passing through the opening 21 passing through the control pin. 4 can be varied in chamber 10 flows (see arrow 28).

Onderaan de tekening is schematisch met 29 een bevestigingsoog aangegeven waarmee de schokbreker aan de carrosserie van het voertuig wordt 10 bevestigd. Aan de bovenkant van de tekening bevinden zich de bekende, niet aangegeven aansluitingen aan de wielophanging. De naald is door middel van schroef 32 aan deel 31 van de cilinder bevestigd en kan gemakkelijk worden gedemonteerd. Aldus kan de naald worden vervangen door een naald met een ander profiel. Voorts is bij 35 een aansluiting op een 15 (niet weergegeven) accumulator aanwezig, welke laatste dient voor het opslaan van de olie die door de zuiger wordt verplaatst.At the bottom of the drawing is schematically indicated with 29 a mounting eye with which the shock absorber is attached to the body of the vehicle. At the top of the drawing are the known, not indicated, connections on the suspension. The needle is attached to part 31 of the cylinder by screw 32 and can be easily disassembled. The needle can thus be replaced by a needle with a different profile. Furthermore, at 35 there is a connection to an accumulator (not shown), the latter of which serves to store the oil which is displaced by the piston.

Bij de ingaande slag beweegt de olie uit kamer 10 naar kamer 9 volgens de aan de rechterkant van figuur 1 getekende openingen die met vulringen 18 zijn voorzien. Dit principe is gelijk aan dat van konventionele schok-20 brekers en behoeft hier niet nader te worden toegelicht. Bij de uitgaande slag is de beweging van de olie als volgt. De olie uit kamer 9 beweegt zich volgens de in de linkerhelft van de figuur getekende pijlen 11 langs de vulplaatjes 18 door openingen 12 en 13 naar de ruimte 15, die wordt begrensd door het naaldlichaam met het verdikte uiteinde 34, de binnen-25 wand van de ruimte 26 en de bus 3. Hierbij zijn de pijltjes getekend die de oliestroom in de genoemde ruimte 15 aangeven. De terugslagklep 2 is schematisch getekend in de geopende stand, terwijl figuur 2 de gesloten stand weergeeft. In de getekende uitvoeringsvorm stroomt de olie zowel door de spleet 7 via pijl 11 als door de opening 24 in het holle kanaal33 30 van de naald aangegeven door pijltjes 25. Bij voortgaande beweging van het zuigerlichaam in opwaartse richting (bovenaan de figuren 1 en 2 is met een pijl de uitgaande slag aangegeven) zal bus 3 het konische deel van het verdikte naalduiteinde bereiken waardoor de doorstroomspleet 7 wordt vernauwd en de wrijvingsweerstand groter wordt hetgeen tot uiting 35 komt in een progressieve demping. Voorts is er een doorloopopening 14 aanwezig (zie pijl 19) met kleine diameter (bij voorbeeld 0,5-1 mm) waardoor steeds een verbinding tussen de kamers wordt gehandhaafd.At the input stroke, the oil moves from chamber 10 to chamber 9 according to the openings shown on the right-hand side of figure 1, which are provided with shims 18. This principle is the same as that of conventional shock absorbers and need not be further explained here. In the output stroke, the movement of the oil is as follows. The oil from chamber 9 moves according to the arrows 11 shown in the left half of the figure along the shims 18 through openings 12 and 13 to the space 15, which is bounded by the needle body with the thickened end 34, the inner wall of space 26 and sleeve 3. The arrows are shown which indicate the oil flow in said space 15. The check valve 2 is schematically drawn in the open position, while figure 2 shows the closed position. In the illustrated embodiment, the oil flows through both the slit 7 via arrow 11 and through the opening 24 in the hollow channel 33 of the needle indicated by arrows 25. As the piston body continues to move upwards (at the top of Figures 1 and 2, the outward stroke is indicated by an arrow) sleeve 3 will reach the conical part of the thickened needle end, whereby the flow-through gap 7 is narrowed and the frictional resistance increases, which is reflected in a progressive damping. There is also a passage opening 14 (see arrow 19) with a small diameter (for instance 0.5-1 mm), whereby a connection between the chambers is always maintained.

8303814 - 5 -8303814 - 5 -

In figuur 2 is het moment dat vrijwel het einde van de uitgaande slag is bereikt toegelicht. Het naaldbovenstuk 34 heeft een zodanige diameter dat deze praktisch geheel in de bus 3 past en de doorstroomopening 7 wordt geblokkeerd. Bij het bereiken van deze toestand blijft echter de 5 doorgang 14 open en gaat alleen olie volgens de aangegeven pijlen 19 naar kamer 10. Deze uitvoeringsvorm werkt als olie stop, waardoor wordt vermeden dat er een te intensief metaal-op-metaal-kontakt ontstaat.Figure 2 shows the moment when the end of the outgoing stroke has almost been reached. The needle top 34 has a diameter such that it fits practically entirely into the sleeve 3 and the through-flow opening 7 is blocked. When this condition is reached, however, the passage 14 remains open and only oil according to the arrows 19 indicated goes to chamber 10. This embodiment acts as an oil stop, thereby avoiding too intensive metal-to-metal contact.

In figuur 3 zijn drie profielvormen van de naald aangegeven. De middelste figuur betreft de naald aangegeven in figuur 1 met een gelijkma-10 tige diameter tot aan het konische eindstuk. De linkemaald heeft een continu konisch verloop van het gefixeerde einde van de naald naar het vrije einde, waardoor de demping geleidelijk van sneller naar langzamer verloopt door de geleidelijke vernauwing van de doorstroomspleet 7. Bij de rechtemaald vindt deze verandering trapsgewijze plaats door de traps-15 gewijze verdikking van de naald ongeveer in het midden van het naaldli-chaam. De geleidelijke of trapsgewijze verandering kan uiteraard ook van het vrije einde naar het gefixeerde einde van de naald verlopen. Kombi-naties van de verschillende typen zijn mogelijk, bij voorbeeld doordat één of beide van de rechte stukken in de rechtemaald konisch verlopen.Figure 3 shows three profile shapes of the needle. The middle figure concerns the needle shown in Figure 1 with a uniform diameter up to the conical end piece. The left needle has a continuous conical progression from the fixed end of the needle to the free end, so that the damping progresses gradually from faster to slower due to the gradual narrowing of the flow-through gap 7. On the right needle, this change takes place in steps through the steps 15 stepwise thickening of the needle approximately in the center of the needle body. The gradual or stepped change can of course also proceed from the free end to the fixed end of the needle. Combinations of the different types are possible, for example because one or both of the straights in the right needle are conical.

20 De onderlinge afmetingen van de cilinder, zuigerstang, naald en doorstroomopeningen worden in hoofdzaak empirisch bepaald en hangen verder van de beoogde toepassing af. Slechts ter illustratie diene dat de naald in een geschikte uitvoeringsvorm voor motorfietsen een diameter heeft van 4 tot 4,5 mm en wordt geleverd in trappen van o,l mm. De doorstroomspleet 25 kan een opening van ca 0,5 mm bezitten, terwijl de slaglengte daarbij ca 12 tot 14 cm is. Het is duidelijk dat afhankelijk van het gemotoriseerde voertuig waarvoor de schokbreker is bestemd en de daarbij in het spel zijnde krachten de afmetingen vande naald in combinatie met de andere afmetingen zodanig worden gekozen dat een stabiele werking optreedt.The mutual dimensions of the cylinder, piston rod, needle and flow openings are determined mainly empirically and further depend on the intended application. For illustrative purposes only, the needle in a suitable embodiment for motorcycles has a diameter of 4 to 4.5 mm and is supplied in 0.1 mm steps. The flow-through gap 25 can have an opening of about 0.5 mm, while the stroke length is about 12 to 14 cm. It is clear that depending on the motorized vehicle for which the shock absorber is intended and the forces involved, the dimensions of the needle in combination with the other dimensions are chosen such that stable operation occurs.

83038148303814

Claims

A shock absorber with progressive damping comprising a cylinder with hydraulic fluid-containing chambers separated by a piston body, said piston body having unidirectional through-flow openings for both the input and output stroke, characterized in that the piston rod hollow, which cavity is closed on the non-active side, in the said cavity there is a needle mounted in the cylinder, which needle is shaped such that a space remains open between the needle and the inner wall of the piston rod, which ends at both ends it is narrowed which space communicates with the active, hydraulic fluid-containing chamber via flow channels in the output stroke.

Shock absorber according to claim 1, characterized in that the piston body on the active side of the piston rod cavity is provided with a sleeve with an internal diameter such that during the output stroke there is only a narrow flow gap between the sleeve and the needle body.

Shock absorber according to claims 1-2, characterized in that the needle at its free end is provided with a conical thickened piece.

Shock absorber according to claim 3, characterized in that the needle is thickened such that when the end of the output stroke 20 approaches, the flow-through gap is virtually blocked.

4 - 6 - CONCLUSIONS.

Shock absorber according to claim 4, characterized in that the piston body has at least one through-flow opening which communicates directly with the inactive hydraulic fluid-containing chamber.

Shock absorber according to claims 1 to 5, characterized in that the needle is hollow and comprises an internal channel which is apertured at both ends of the needle and forms a second hydraulic fluid passage.

Shock absorber according to claim 6, characterized in that the opening 30 of the passage opening into the inoperative hydraulic fluid chamber is provided with a control member.

Shock absorber according to claim 7, characterized in that the control member is adjustable by means of an operating rod attached to the outside of the shock absorber.

Shock absorber according to claims 1-8, characterized in that the 8303814 <- w - 7 needle body is profiled.

Shock absorber according to claim 9, characterized in that the needle body is conically continuous.

Shock absorber according to claim 9, characterized in that the needle body has a stepped profile.

Shock absorber according to claim 9, characterized in that the needle body has a mixed profile. 8303814