DE3103794A1

DE3103794A1 - Stossdaempfer mit einem puffer

Info

Publication number: DE3103794A1
Application number: DE19813103794
Authority: DE
Inventors: John F. 60131 Franklin Park Ill. Whiteside
Original assignee: Maremont Corp
Current assignee: Maremont Corp
Priority date: 1980-02-04
Filing date: 1981-02-04
Publication date: 1982-02-18
Also published as: US4310077A; JPS56109936A

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer, insbesondere einen doppelt wirkenden Zweirad-Stoßdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs

In der US-PS 2815829 ist ein derartiger hydraulischer Zweirohrdämpfer beschrieben, der eine Einrichtung zur Dämpfung von Stößen aufweist, die manchmal beim Betrieb unter erschwerten Stoßbedingungen vorkommen. Diese Einrichtung nimmt eine Bewegung der hydraulischen Flüssigkeit entweder aus der Druckkammer oder der Rückhubkammer auf einen darin erzeugten Hochdruckzustand hin kraft der starken aufgetretenen Stoßzustände zusätzlich zu den üblicherweise vorgesehenen Steuerkanälen auf. Diese zusätzliche Hochdruckströmung kann durch eine Öffnung in der Wand des Zylinders in eine geschlossene ringförmige Kammer stattfinden, die «m Außenumfang des Zylinders gebildet ist und eine Luftkammerabstützung aufweist. Zu den Einzelheiten der in dieser Patentschrift beschriebenen Bauart gehört eine Verschweißung eines metallischen ringförmigen Gliedes an den Außenumfang des Zy linders. Das ringförmige Glied weist einen im allgemeinen

BÜRO 6370OBERURSa-UNDENSTRASSE 10 TEL. 06171/S6·« TELEX 41S6J13 real d

BÜRO «050 FRElSING-SCHNEGGSTRASSE 3-5 TEL. 05161 «2091 TELEX 52*547 pawa d

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-TELEGRAMMADRESSE PAWAMUC - POSTSCHECK MÜNCHEN 13«0 52-*K

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u-förmigen Querschnitt mit Flanschen auf, die sich von den freien Enden seiner Beine erstrecken. Das freie Ende jedes dieser Flansche ist an dem Zylinder angeschweißt.

In einer darin beschriebenen Ausführungsforra dient die ringförmige Kammer, die durch das geschweißte ringförmige Glied erzeugt wird, sowohl als Luftkammer als auch als hydraulische Kammer dadurch, daß die ringförmige Kammer mit der Hauptzylinderkammer durch eine Öffnung in dem un teren Bereich der ringförmigen Kammer in Verbindung steht. Bei dieser Anordnung wird eine direkte Öl-zu-Luft-Grenzfläche innerhalb der ringförmigen Kammer erzeugt. In einer weiteren, darin beschriebenen AusfUhrungsform ist die durch das geschweißte ringförmige Glied gebildete ringförmige Kammer mit einem elastomeren Ring oder Torus gefüllt, der die zu komprimierende Luft enthält und die Grenzfläche zwischen der Luft und der hydraulischen Flüssigkeit bildet, die in den ringförmigen Raum eindringen und den Ring oder Torus komprimieren kann. Um ein Vermi sehen der Luft mit dem Öl und damit die Bildung von Luft blasen in der hydraulischen Flüssigkeit vollständig zu vermeiden, soll ein elastomeres Glied, das die Grenzfläche zwischen der hydraulischen Flüssigkeit und der Luftkammer darstellt, wie in der Anordnung gemäß dieser Pa- tentschrift vorgesehen sein, wobei der Torus verwendet wird» Jedoch ist die Bereitstellung eines derartigen Torus in einer geschweißten Form, wie in dieser Patentschrift beschrieben, ziemlich kostspielig.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung des beschriebenen Typs zur Verfugung zu stellen, die eine positive Trennung zwischen der Luft und dem öl aufrechterhalten kann, wobei eine Anordnung verwendet wird, die wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Stoßdämpfer mit einer verbesserten Einrichtung des vorstehend

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beschriebenen Typs zur Verfügung zu stellen, der Im Betrieb wirksam ist, einen einfachen Aufbau besitzt und ebenfalls wirtschaftlich herzustellen und zu warten 1st.

Diese Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist somit der Stoßdämpfer gemäß Anspruch 1.

Erfindungsgemäß sind ein Ausgleichsventil zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer und eine einfache Büchse aus einem elastomeren Material vorgesehen, das den Außenumfang des inneren rohrförmigen Gliedes oder Zylinders umgibt und die öffnung in der Zylinderwandung abdeckt. Ein starres Rohr mit einem Paar von axial getrennten, radial nach innen geformten ringförmigen Wulsten ist zwischen dem Innenumfang des Zylinders und dem Außenumfang des äußeren rohrförmigen Glieds oder Zwischenzylinders angeordnet und umgibt die Büchse. Die

Wulste drücken dichtend das elastomere Material der

Büchse an den Außenumfang des Zylinders an den ringförmigen Stellen an, die in der Längsachse auf den gegenüberliegenden Seiten der Öffnung getrennt angeordnet sind, so daß die unter Druck gesetzte hydraulische Flüs sigkeit innerhalb des angrenzenden Raums des Zylinders durch die Öffnung strömen kann, wobei es durch den Bereich zwischen dem Außenumfang des Innenzylinders und den Inneren Umfang der Büchse zwischen den voneinander getrennten ringförmigen Stellen eingeschlossen wird. Mit

3" dieser Anordnung werden eine wirksam abgeschlossene, abstützende Luftkammer und eine wirksam abgeschlossene Ölkammer geschaffen, ohne daß Teile zusammengeschweißt werden müssen oder hohle ringförmige Artikel aus elastomerem Material hergestellt werden müssen.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeich-

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] nung in der Beschreibung geschildert« Es zeigen

Fig. 1 eine vertikal geschnittene Ansicht eines Stoßdämpfers, der die Merkmale der Erfindung zeigt;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 und

Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht, die die Ver bindung der elastomeren Büchse Kit dem Außenumfang des Zylinders und dem Wulst des starren Rohrs zeigt.

In Fig. 1 ist ein direkt wirkender hydraulischer Stoßdämpfer 10 gezeigt, der zwischen den gefederten und nichtgefederten Hassen eines Fahrzeugs erfindungsgemäß angeordnet werden kann.

Zunächst ist festzustellen, daß der Stoßdämpfer 10 in

der Art aufgebaut ist, die in der US-PS 2507267 beschrie ben 1st. Insofern wird auf diese Patentschrift bzw. die entsprechende deutsche Patentschrift hierzu ausdrücklich aus Offenbarungsgründen Bezug genommen. Erfindungsgemäß

gehört zu dem Stoßdämpfer 10 ein inneres rohrförmiges Glied oder ein Innenzylinder 12, der eine zylindrische Kammer einschließt, in der ein Kolben 14 gleitbeweglich angeordnet ist. Der Kolben 14 teilt den Zylinder 12 in eine obere Rückhubkammer 16 und eine untere Druckkammer

18. Das obere Ende des Innenzylinders 12 hat eine daran befestigte Bodenanordnung 20, die das obere Ende eines äußeren rohrförmigen Gliedes oder Zwischenzylinders 22 aufnimmt.

Die Bodenanordnung 20 dichtet den Außenumfang einer Kolbenstange 24 gleitbeweglich hierdurch ab, die sich in die Rückhubkammer 16 erstreckt und mit dem Kolben 14

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j verbunden ist. Das obere Ende der Kolbenstange 24 weist eine entsprechend daran befestigte Aufhängung 26 auf, mit der der Stoßdämpfer 10 mit der gefederten Masse des Fahrzeugs verbunden werden kann. Das untere Ende des Zwischen Zylinders 22 weist eine daran befestigte Bodenanordnung 28 auf, die ebenfalls eine in der Hitte am Außenumfang der Bodenanordnung 28 befestigte Aufhängung 30 besitzt. Diese Aufhängung 30 verbindet das untere Ende des Stoßdämpfers 10 mit den ungefederten Massen des Fahrzeugs.

Die Rückhubkammer 16 und die Druckkammer 18 sind mit

einem hydraulischen Fluid gefüllt, das ebenso teilweise eine Ausgleichskammer 32 füllt, die zwischen dem Außenumfang des Znnenzylinders 12 und dem Innenumfang des Zwi- schenzylinders 22 gebildet wird. Um die Strömung des hydraulischen Fluids oder der hydraulischen Flüssigkeit aus der Druckkammer 18 in die Rückhubkammer 16 während der Kompressionsbewegung des Stoßdämpfers 10 zu steuern, ist in dem Kolben 14 ein Druckventil 34 angeordnet, bei dem eine Feder gegen den Kolben gedrückt wird. Das Druckventil 34 ist entsprechend der vorstehend genannten US-PS aufgebaut.

Der Kolben 14 weist ebenso einen nach unten weisenden ringförmigen Ventilsitz 36 auf, der zwischen den gegenüberliegenden Enden des Kolbens angeordnet ist und eine Zentralbohrung 38 umgibt. Mit diesem Ventilsitz 36 wirkt ein Ausgleichsventil 40 zusammen« Dieses Ausgleichsventil 40 wird federnd gegen den Ventilsitz 36 durch eine nicht gezeigte Schraubenfeder gepreßt.

Um die Kolbenstangenbewegung während der Teleskopbewegungen der Einheit aufzunehmen, 1st eine Bodenanordnung 42 vorgesehen, die sich benachbart zur Bodenanordnung 28 befindet. Zur Bodenanordnung 42 gehört eine Bodenplatte 44, die starr an dem unteren Ende des Innenzylinders 12 und der Innenoberfläche der Bodenanordnung 28 befestigt

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. ist. Der Umfang der Bodenplatte 44 weist Kanäle zwischen der Ausgleichskammer 32 und dem Raum zwischen der Bodenanordnung 44 und der Bodenanordnung 28 auf.

ε In der Bodenanordnung 44 sind ein Druckventil 46 und ein Ausgleichsventil 48 vorgesehen. Zu dem Stoßdämpfer 10 gehört ein Schutzrohr 50, das den Zwischenzylinder 22 umgibt und starr an seinem oberen Ende mit der Verbindung zwischen der Kolbenstange 24 und der Aufhängung 26 durch IQ ein ringförmiges Teil 52 verbunden ist.

Dabei ähnelt der Aufbau des vorstehend beschriebenen Stoßdämpfers 10 dem Stoßdämpfer gemäß der vorstehend genannten Patentschrift. Die einzelnen Teile dieses Auf- baus sind jedoch nicht für das Verständnis der Erfindung von ausschlaggebender Bedeutung. Soweit Einzelheiten betroffen sind, wird daher auf die Offenbarung in dieser Patentschrift Bezug genommen. Natürlich können die Einzelteile auch abgewandelt sein und weitere Formen be- sitzen, beispielsweise Formen die in den US-PSen 2814829 oder 4109767 beschrieben sind. Diese Patentschriften beschreiben eine spezielle Bodenanordnung 42, die anstelle der vorstehend beschriebenen Bodenanordnung 42 eingesetzt werden kann.

Erfindungswesentlich bei dem vorstehend beschriebenen Stoßdämpfer ist die Anordnung eines Doppelrohrs, zu dem ein inneres rohrförmiges Teil oder Innenzylinder und ein äußeres rohrförmiges Teil oder ein Zwischenzylinder ge hören, die dazwischen eine ringförmige Ausgleichskammer bilden. Die wesentliche Fortentwicklung der Erfindung befindet sich innerhalb der ringförmigen Kammer und besteht im wesentlichen aus zwei zusätzlichen Elementen. Das eine Element ist eine elastomere Büchse 54 und das andere Element ein starres Rohr 56. Büchse 54 ist vorzugsweise aus jedem geeigneten elastomeren Material hergestellt. Ein bevorzugtes Material ist ein Polyesterpolymerisat, wie die Hytrelfamilie von Polymeren. Ein

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spezielles Du renn er ist 55D. Vorzugswelse ist die elastomere Büchse so geformt, daß ihre geformte Innenumfangsgröße etwas geringer ist als die Außenurafangsgröße des Innenzylinders 12. Dabei kann die Innenform etwas kegelstumpfförmig sein, um die Entfernung aus der Matrize zu erleichtern. Vorzugsweise weist der mittlere Hauptbereich der Büchse eine durchgehend konstante Wandstärke auf. Diese Wandstärke, die sich von dem einen bis zum anderen Ende des Bereichs erstreckt, nimmt bei 58 gemäß Fig. 3 ab. Dabei ist die abnehmende Wandstärke so gebildet, daß eine äußere kegelstumpfförmige Form am Endbereich gebildet wird.

Dieser kegelstumpfförmige Bereich 58 der Büchse 54 dient dazu, daß die Büchse 54 leichter innerhalb des Rohrs 56 angeordnet werden kann. Das Rohr 56 ist vorzugsweise aus einem starren Material, beispielsweise einem Metall, hergestellt und weist ein Paar von ringförmigen Wulsten 60 auf, die in Längsrichtung voneinander getrennt und radial nach innen gebogen sind. Vorzugsweise weisen die Wulste 60 einen halbzylindrischen Querschnitt auf. Der Innenumfang der Wulste 60 ist etwas größer als der Außenumfang des Innenzylinders 12 und der Außenumfang des Rohrs 56 ist etwas geringer als der Innenumfang des Zwisehenzy- ** linders 22. Das Rohr 56 paßt daher in den ringförmigen Ausgleichsraum 32 und ist jeweils mit einem Abstand von dem Außenumfang des Innenzylinders 12 und dem Inrvenumfang des Zwischenzylinders 22 angeordnet.

Dabei ist die Längsabmessung der Büchse 54 etwas größer

als die Längsabmessung zwischen den Wulsten 60 und etwas geringer als die Längsabmessung des Rohrs 56. Wenn die Büchse 54 innerhalb des Rohrs 56 angeordnet wird, wirkt der Außenumfang der Büchse 54 mit dem Innenumfang der

Wulste 60 an zwei in Längsrichtung voneinander getrennten Stellen zusammen. Wie vorstehend erläutert, erleichtert der kegelstumpfförmige Bereich 58 den Einsatz der

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Büchse 54 in das Rohr 56.

Das Rohr 56 mit der eingesetzten Büchse 54 umgibt den Außenumfang des Zylinders 12 bei der Herstellung des Stoßdämpfers 10. In der gezeigten bevorzugten Ausführungsform befindet sich die Anordnung am unteren Ende des Zylinders 12, das eine Druckkammer bildet. Vorzugsweise wird die Anordnung dadurch aufgebracht, daß man eine geschoßförmige Buchse oder Führung auf dem offenen Ende des Innenzylinders 12 anbringt, die Oberfläche der Führung schmiert und anschließend die Rohr/Büchse-Anordnung darüberzieht, bis es den Außenumfang des unteren Endes des Innenzylinders 12 umgibt. Während dieser Befestigung wird die Büchse 54 etwas nach außen erweitert und ihre ringförmigen Bereiche, die mit den ringförmigen Wulsten 60 zusammenwirken, werden so zusammengedrückt, daß an diesen in Längsrichtung voneinander getrennten Stellen eine Dichtung zwischen dem Innenumfang der Büchse 54 und dem Außenumfang des InnenZylinders 12 und zwi- sehen dem Außenumfang der Büchse 54 und dem Innenumfang der Wülste 60 des Rohrs 56 entsteht.

In der Wand des Zylinders 12 ist an seinem unteren Endbereich, der von der Büchse 54 umgeben wird, eine Öff- nung 62 gebildet, die für die hydraulische Flüssigkeit . die Verbindung von der Druckkammer 18 mit einer erweiterbaren und zusammenziehbaren abgedichteten Kammer 64 herstellt. Die Kammer 64 wird durch die benachbarten Bereiche des Außenumfangs des Innenzylinders 12 und des

3" Innenurafangs der Büchse 54 zwischen den vorstehend genannten in Längsrichtung voneinander getrennten Stellen der Dichtanordnung gebildet. Die abgedichtete, ausdehnbare und zusammenziehbare Kammer 64, die die hydraulische Flüssigkeit durch die Öffnung 62 aufnimmt, wird

durch eine abgedichtete, ringförmige Luftkammer 66 abgestützt. Kammer 66 wird durch die Bereiche des Außenumfangs der Büchse 54 und des Innenumfangs des Rohrs 56

zwischen den vorstehend genannten, in Längsrichtung voneinander getrennten ringförmigen Stellen gebildet, bei denen die vorstehend genannte Dichtbeziehung aufrechterhalten ist.

Wenn beim Betrieb starke Stöße oder Belastungen auf den Stoßdämpfer übertragen werden, die diesen rasch durch einen Kompressionshub bewegen, führt der Druckanstieg in der hydraulischen Flüssigkeit innerhalb der Druckkammer zu einer Strömung der Flüssigkeit durch die Öffnung 62 und die erweiterbare abgedichtete ringförmige Kammer 64. Dadurch wird die elastomere Büchse 54 radial nach außen erweitert und tritt mit der abgedichteten ringförmigen Luftkammer 66 in Berührung. Diese Flüssigkeitsbewegung erfolgt zusätzlich zur normalen Bewegung, die in gesteuerter Form zwischen dem Druckventil 34 und dem Druckventil 46 stattfindet. Wenn der Druck der hydraulischen Flüssigkeit innerhalb der Druckkammer 18 entlastet wird, kann eine Gegenströmung aus der expandierten Kammer 64 durch die Öffnung 62 in die Druckkammer stattfinden. Im wesentlichen ähnelt der Betrieb dieser Anordnung dem Betrieb, der in der US-PS 2814829 beschrieben ist. Entsprechend den Ausführungen in der vorstehenden Patentschrift kann ein ähnlicher Betrieb in Verbindung mit der Rückhubkammer zum Einsatz kommen. Erfindungsgemäß kann ebenfalls die Rohr/Büchse-Anordnung bis zum Rückhubende des Zylinders bewegt werden. In diesem Fall ist die Öffnung 62 so gebildet, daß sie mit der RUckhubkammer bewegt wird. Andrerseits kann auch eine

zusätzliche derartige Rohr/Büchse-Anordnung vorgesehen sein. Es ist jedoch wichtig anzumerken,daß die erfindungsgemäße Anordnung, die im wesentlichen die gleichen Funktionen wie die Anordnung gemäß der vorstehenden Patentschrift aufweist, wesentlich einfacher ist und leichter hergestellt und zusammengebaut werden kann.

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Claims

Patentansprüche

Cl,j Direkt wirkender hydraulischer Stoßdämpfer, der zwischen gefederten und ungefederten Massen eines Fahrzeugs anbringbar ist, mit einem Innen- und Zwischenzylinder, wobei der Innenzylinder eine zylindrische Kammer bildet, mit einem Kolben, der gleitbeweglich in der zylindrischen Kammer angeordnet ist, einer Kolbenstange, die sich vom Kolben nach außen von einem Ende des Innenzylinders erstreckt, mit einer ersten Bodenanordnung an diesem einen Ende des Innenzylin ders, die das benachbarte Ende des Zwischenzylinders abschließt und gleitbeweglich und dichtend mit der Kolbenstange zusammenwirkt, mit einer zweiten Bodenanordnung am anderen Ende des Zwischenzylinders, Aufhängungen zur Verbindung des Stoßdämpfers mit den Mas- sen, mit Hydraulikflüssigkeit, die die RUckhubkammer und die Druckkammer innerhalb der zylindrischen Kammer auf der Kolbenstangenseite des Kolbens bzw· auf seiner gegenüberliegenden Seite und teilweise eine ringförmige Ausgleichskammer zwischen dem Innen- und Zwischenzylin der füllt, wobei der Kolben eine Durchbohrung aufweist, mit einem Rückhubventil in dem Kolben, das mit der

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] Durchbohrung zusammenwirkt, mit einem Druckventil im Kolben, das sich radial außen von der Durchbohrung zur Steuerung der Strömung befindet, mit einem weiteren Druckventil zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer und mit einem Ausgleichsventil zwischen der Druckkammer und der Ausgleichskammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenzylinder eine ihn durchsetzende Öffnung in der Nähe seines Endes aufweist,

eine Büchse aus einem elastomeren Material den Außenumfang des Xnnenzylinders umgibt und die Öffnung abdeckt und

ein starres Rohr ein Paar von axial getrennt angeordneten, radial nach innen geformten ringförmigen WuI-sten aufweist und im Abstand von dem Innenumfang des Innenzylinders und dem Außenumfang des Zwischenzylinders angeordnet ist und diese umgibt, wobei die Wülste dichtend das elastomere Material der Büchse zusammendrücken, das dichtend an den benachbarten Außenumfang des Innenzylinders in ringförmigen Bereichen anliegt, die in Längsrichtung getrennt auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung angeordnet sind, so daß die hydraulische Flüssigkeit innerhalb der benachbarten Kammer der dem Druck ausgesetzten zylindrischen Kammer die Öffnung durchströmen kann und durch die Bereiche des Außenumfangs des Innenzylinders und des Innenumfangs der Büchse zwischen den ringförmigen Bereichen eingesperrt wird.
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung mit der Druckkammer in Verbindung steht.
3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ^O%J daß die Bereiche des Außenumfangs der Büchse und des Innenumfangs des Stoßdämpfers zwischen den Wulsten eine abgedichtete ringförmige Luftkammer bilden.

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4. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulste einen im allgemeinen U-förmigen Querschnitt aufweisen.
5. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Büchse ein Zentralbereich zwischen den Wülsten mit im allgemeinen einheitlicher Wandstärke und einander gegenüberliegende Endbereiche gehören, die außerhalb davon angeordnet sind, wobei einer der Endbereiche eine Wandstärke aufweist, die in Richtung nach außen von dem anliegenden Zentralbereich abnimmt, wobei die Anordnung des Rohrs darauf erleichtert wird.
6. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Büchse eine Innenumfangsgröße besitzt, die etwas geringer ist als die Außenumfangsgröße des Innenzylinders und beim Umgeben dieses Innenzylinders erweiterbar ist.

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