DE2903863A1

DE2903863A1 - Hydraulischer stossdaempfer

Info

Publication number: DE2903863A1
Application number: DE19792903863
Authority: DE
Inventors: Isamu Morita; Takao Tomita
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1978-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1979-08-02
Also published as: US4226408A; DE2903863C2; FR2416395B1; FR2416395A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dr.-Ing.H. Liska

^S 29Q3863

8 MÜNCHEN 86, DEN ,. . r, ,Qj₁, POSTFACH 860 820 '' " " '"' *

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

HONDA GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA
6-27-8, Jingumae, Shibuya-ku
Tokyo, Japan

Hydraulischer Stoßdämpfer

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Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hydraulische Stoßdämpfer werden weitläufig eingesetzt und enthalten einen hydraulischen Dämpfer und eine damit kombinierte Feder. Derartige, mit einer Feder arbeitende Stoßdämpfer haben eine Dämpfungscharakteristik, die sich einer einwirkenden Kraft anpaßt, jedoch auch eine Eigenschaft, die sie für Fahrzeuge bestimmter Art ungeeignet macht. Durch die Feder benötigt der Stoßdämpfer einen größeren Durchmesser als eigentlich erforderlich. Ferner ergibt sich dadurch ein größeres Gewicht sowie ein komplizierter Aufbau. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Einstellung der Federbelastung relativ schwierig ist, wodurch die Stoßdämpfer in der Herstellung unregelmäßige technische Daten haben.

Es wurde bereits ein hydraulisch und pneumatisch betätigter Stoßdämpfer vorgeschlagen, der eine pneumatische Feder enthält. Stoßdämpfer dieser Art beseitigen die vorstehend aufgezeigten Schwierigkeiten, da sie während des Kompressionshubes eine erhöhte Empfindlichkeit beibehalten und hydraulisch gesteuert werden, wodurch eine große Dämpfungskraft während des Ausschiebens erzeugt wird. Der Stoßdämpfer mit pneumatischer Federung eignet sich besonders für Kraftfahrzeuge, die vorwiegend auf schlechten Straßen eingesetzt werden und deshalb Stoßdämpfer mit einem langen Kompressionshub und schnellem Ansprechvermögen benötigen.

Der hydraulisch-pneumatische Stoßdämpfer hat eine Luftkammer und eine Flüssigkeitskammer, die durch einen frei bewegten Kolben voneinander getrennt sind. Eine solche Trennung verursacht jedoch Schwierigkeiten bei der gegenseitigen Abdichtung der Kammern, und der Kolben selbst kann nicht glatt und zuverlässig bewegt werden.

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Es wurden bereits verschiedenste Versuche zur Vermeidung dieser Nachteile durchgeführt. Daraus ergaben sich unterschiedliche Arten flexibler und elastischer Elemente zur gegenseitigen Trennung der Luftkammer und der Flüssigkeitskammer. Ein derartiges Element ist flexibel und scheibenförmig ausgebildet und trennt eine Kammer im oberen Teil des Stoßdämpferkörpers in eine obere und untere Teilkammer. Mit diesem Teilungselement wird der Stoßdämpfer jedoch insgesamt länger und breiter. Außerdem ist die Befestigung und Zentrierung der flexiblen Teilung kompliziert. Ein anderes Teilungselement besteht aus einem ähnlichen scheibenförmigen, flexiblen Körper, der vertikal als Teilung für eine Kammer angeordnet ist, die sich auf einer Seite des Stoßdämpferkörpers befindet. Dadurch wird die Konstruktion des Stoßdämpfers relativ kompliziert Und groß. Ferner weist dieser Stoßdämpfer dieselben Nachteile wie der zuvor beschriebene hinsichtlich Befestigung und Zentrierung auf.

Ein weiterer hydraulisch-pneumatischer Stoßdämpfer hat innere und äußere Teleskoprohre, und das innere Rohr hat an seinem einen Ende ein Teilungselement mit einer Öffnung, während das äußere Rohr mit einem schräg zulaufenden Stab mit daran befestigtem Kolben, der eine Öffnung hat, ausgerüstet ist. Die Flüssigkeit kann während des Kompressionshubes oder während des Ausschiebehubes durch die Öffnungen gedrückt werden, wobei die mit dem Stab zusammenwirkende Öffnung durch die Relativbewegung der beiden Teleskoprohre variabel ist. Eines der bei diesen Stoßdämpfern auftretenden Probleme besteht darin, daß bei Einwirkung seitlicher Biegekräfte im ausgeschobenen Zustand, in dem der Kolben an der Teilung anliegt und die verschiebbaren Teile der beiden Teleskoprohre näher aneinander liegen, die Querschnittsform eines Abstands zwischen dem Stab und der Öffnungswand unregelmäßig wird. Dadurch wird die Flüssigkeit beim Kompressionshub in einer unregelmäßigen

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Strömung durch den deformierten Öffnungsquerschnitt geführt, wodurch der Stoßdämpfer fehlerhaft arbeitet. Diese Schwierigkeit tritt auch dann auf, wenn der Stoßdämpfer in den Bereich des Endes des Ausschiebehubes kommt. Weitere Probleme bestehen in der Reibung des Stabes an der Öffnungswand und in mechanischen Spannungen, denen der Kolben, die Stange und das Innenrohr ausgesetzt werden und die eine glatte und zuverlässige Stoßdämpferfunktion verhindern.

Bei dem zuletzt erläuterten Stoßdämpfer ergeben sich drei Kon-· taktstellen, und zwar die erste zwischen den oberen Gleit-' flächen der Teleskoprohre, die zweite zwischen den unteren Gleitflächen der Teleskoprohre und die dritte zwischen den Gleitflächen des Innenrohrs und des Kolbens. Verglichen mit den anderen bekannten Stoßdämpfern ist hier also eine zusätzliche Kontaktstelle vorhanden. Wenn die Einzelteile aus starrem Material bestehen, so werden sie deshalb starken Beanspruchungen ausgesetzt, insbesondere wenn zusätzlich zu den axialen Kräften seitliche Kräfte auftreten. Diese verhindern eine glatte Funktion. Da die Stange relativ schmal ist, kann sie leicht verbogen werden, wenn der Kolben durch das innere Teleskoprohr gehalten wird und die Stange an dem äußeren Teleskoprohr befestigt ist. Dabei werden unregelmäßige Spannungen an der Gleitfläche des Kolbens erzeugt, wodurch dieser nicht glatt verschoben werden kann. Ein solcher Zustand kann eine Deformation der Stange bewirken und bei wiederholtem Auftreten auch einen Bruch des Kolbens herbeiführen. Dadurch wird die Lebensdauer des Stoßdämpfers verkürzt und seine Widerstandsfähigkeit verringert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Stoßdämpfer verbesserter Leistung anzugeben, bei dem die vorstehend

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aufgezeigten Nachteile bekannter Stoßdämpfer vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch einen Stoßdämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst» Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Erfindung handelt es sich um einen hydraulischen Stoßdämpfer mit einem Innenrohr und einem Außenrohr, die teleskopisch ineinander gleiten. Ferner ist eine abhängig von der Relativbewegung der beiden Teleskoprohre variable öffnung vorgesehen, und ein Kolben erzeugt eine Dämpfungskraft in einer Richtung der Teleskopbewegung« Ein rohrförmiger Halter umgibt koaxial einen oberen Außenumfangsteil des Außenrohrs und hat einen gegenüber dem Durchmesser des Außenrohrs größeren Durchmesser. Eine Teilungsmembran ist vertikal zwischen dem Halter und dem Außenrohr und damit koaxial angeordnet. Die Teilungsmembran besteht aus einem flexiblen und elastischen Material und ist so angeordnet, daß sie einen Raum zwischen dem Halter und dem Außenrohr in eine Hochdruck-Gaskammer außerhalb der Membran und eine Niederdruck-Gaskammer innerhalb der Membran unterteilt. Die Niederdruckkammer steht mit einem oberen Raum in dem Außenrohr in Verbindung.

Die Teilungsmembran ist also rohrförmig und trennt zwei Kammern voneinander, die unterschiedlichen Druck führen. Da sie konzentrisch zwischen dem Rohr und dem rohrförmigen Halter sitzt, ist keine Zentrierung erforderlich. Sie ist mit ihrem oberen und unteren Ende zwischen dem Rohr und dem rohrförmigen Halter befestigt. Durch diese Anordnung kann der Stoßdämpfer leicht zusammengesetzt werden, denn er hat eine einfache Konstruktion. Ein Stoßdämpfer dieser Art mit einer Hochdruckkammer und einer Niederdruckkammer ist sehr gut abgedichtet^ da die Kammern durch

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die rohrförmige Teilungsmembran begrenzt sind, die wie derum in der beschriebenen koaxialen Lage angeordnet ist.

Ein Stoßdämpfer nach der Erfindung ist klein und leicht. Er arbeitet sehr wirksam, da das Rohr von zwei Luftkammern umgeben ist. Er ist kürzer als bekannte Stoßdämpfer, und die Luft^ kammern umgeben das Rohr, wodurch der Gesamtdurchmesser nur minimal zu vergrößern ist und doch ein ausreichendes Volumen für die Luftkammern zur Verfügung steht.

Der Stoßdämpfer hat in dem Rohr Bohrungen zur Verbindung von Räumen innerhalb der Teilungsmembran und innerhalb des Rohrs. Eine netzartige Anordnung umgibt das perforierte Rohr, um zu verhindern, daß die Teilungsmembran in die öffnungen hineingedrückt wird. Dadurch wird die Lebensdauer und Widerstandskraft der Teilungsmembran erhöht.

Bei einem Stoßdämpfer nach der Erfindung kann die äußere Hochdruckkammer ein Medium aus Gas und Flüssigkeit enthalten und mit einer separaten Einstellkammer verbunden sein, die das Medium enthält. Latente Verdunstungswärme des Mediums wird dazu ausgenutzt, Reibungswärme aufzunehmen, die erzeugt wird, wenn die beiden Teleskoprohre relativ zueinander bewegt werden. Dadurch ergeben sich verbesserte Kühlungseigenschaften, wodurch eine Zunahme der Federkraft infolge der Aufheizung unterdrückt wird. Ein derart konstruierter Stoßdämpfer ändert seine technischen Daten infolge von Temperaturänderungen nur geringfügig und ist deshalb als thermisch stabil anzusehen.

Durch eine öffnung des Stoßdämpfers ist vertikal eine schräg zulaufende Stange geführt, die axial an dem äußeren Teleskoprohr befestigt ist. Die öffnung hat einen mit der Relativ-

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bewegung der Teleskoprohre variablen Querschnitt. Die Stange trägt an ihrem freien Ende einen Kolben mit einem ersten Abstandselement, welches den Kolben mit Abstand zur Teilungsmembran hält, wenn beide Elemente aufeinandertreffen. Das Innenrohr hat an seinem äußeren Ende ein zweites Abstandselement, das auf der Teilungsmembran angeordnet ist und an seinem Außenumfang eine Gleitfläche aufweist, die an der Innenwand des Außenrohrs anliegt. Die Teilungsmembran mit der öffnung kann zwischen dem Kolben und dem zweiten Abstandselement angeordnet werden, wenn die Teleskoprohre sich in der Endstellung des Ausschiebehubs befinden.

Durch diese Konstruktion ist die axiale Länge der Gleitabschnitte der beiden Teleskoprohre am Ende des Ausschiebehubs ausreichend groß, um eine stabile Wechselwirkung zwischen der öffnung und der Stange zu erzielen. Auch wenn der Stoßdämpfer einer Biegekraft ausgesetzt wird, behält die öffnung ihre normale Punktion, und der Querschnitt zwischen der Stange und der Öffnungswand wird konstant gehalten, so daß die Stange keine Durchflußstörungen gegenüber der Öffnungswand verursacht und eine glatte Flüssigkeitsströmung durch die öffnung beibehalten wird. Deshalb arbeitet der Stoßdämpfer zuverlässig mit glatter Bewegung des Kolbens und anderer Teile. Diese Vorteile können mit einer einfachen Konstruktion erzielt werden, die ein Randelement am Kolben und ein Abstandselement an der Teilungsmembran umfaßt.

Das Abstandselement bewirkt auch die Unterdrückung von Luftblasen und kann hierzu ein Metallgewebe oder Metallfasern aufweisen. Hierdurch werden Luftblasen insbesondere in der öffnung verhindert und die fehlerfreie Arbeitsweise des Stoßdämpfers weiter begünstigt.

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An einem Ende der Stange kann eine Verbreiterung vorgesehen sein, die an dem zugeordneten Teleskoprohr gehalten ist, so daß die Stange leicht bewegt werden kann. Durch diese Anordnung wird das gehaltene Ende der Stange bei Einwirkung seitlicher Biegekräfte auf den Stoßdämpfer verschoben, wodurch mechanische Spannung zwischen dem Kolben und dem Teleskoprohr verhindert und die durch solche Spannungen verursachte Reibung minimal gehalten wird. Der Kolben und das Teleskoprohr können deshalb besonders leicht gegenseitig verschoben werden. Der Kolben wird insbesondere gegen zu große Biegekräfte und innere Spannungen geschützt.

Ein Stoßdämpfer nach der Erfindung zeichnet sich also durch eine weiche und zuverlässige Arbeitsweise aus und hat eine lange Lebensdauer sowie eine erhöhte Widerstandskraft. Dadurch bleibt seine stabile Arbeitsweise auch über längere Betriebszeit erhalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren beschrieben, die Ausführungsbeispiele und deren konstruktive Einzelheiten zeigen. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt eines Stoßdämpfers nach der Erfindung,

Fig. 2 den Schnitt 2-2 nach Fig. 1, '

Fig. 3 den Schnitt 3-3 nach Fig. 1,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung des Stoßdämpfers am Ende des Ausschiebehubs,

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Pig. 6 den Schnitt 6-6 nach Fig«. 5.»

Pig. 7 eine vergrößerte Teilansicht einer Stangenhalterung ,

Fig. 8 eine weitere Möglichkeit einer Stangenhalterung und

Fig. 9 eine weitere Möglichkeit einer Stangenhalterung.

In Fig. 1 ist ein hydraulischer Stoßdämpfer 10 nach der Erfindung dargestellt. Er umfaßt ein inneres und ein äußeres Teleskoprohr 11 und 41. Das Innenrohr 11 ist unterhalb des Außenrohrs 4l angeordnet, welches über das Innenrohr 11 geschoben ist. Das untere Ende des Innenrohrs 11 ist durch einen Verschluß 12 abgeschlossen^ an dem ein Befestigungselement 13 zur Montage an einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Der Verschluß 12 ist bei 15 mit einem Gewinde versehen und in das untere Ende des Innenrohrs 11 unter Zwischenlage einer Dichtung 14 eingeschraubt.

Das Innenrohr 11 hat an seinem oberen Teil ein Teilungselement 20 mit einer zentralen kreisrunden Öffnung 21. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Teilungselement 20 ringförmig und hat einen Flansch 22. An seinem Außenumfang ist ein Gewindeabschnitt 16 (Fig. 1) vorgesehen, der in ein Innengewinde am Innenumfang des oberen Teils des Innenrohrs 11 eingeschraubt ist. Das Teilungselement 20 ist mit einem Ring 23 versehen, der nach unten vorsteht, und zwischen dem Außenumfang des Rings 23 und der Innenwand 17 des Innenrohrs 11 ist ein ringförmiger Raum 24 gebildet, der nach unten geöffnet ist. Ein Dichtungselement 25 ist an dem Ring 23 vorgesehen. Eine

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ringförmige öffnung 2β ist dadurch gebildet, daß eine noch zu beschreibende Stange 43 durch die öffnung 21 geführt ist.

Oberhalb des Teilungselements 20 ist ein zylindrisches Abstandselement 30 vorgesehen, dessen unterer Teil bei 18 mit dem oberen Teil des Innenrohrs 11 verschraubt ist. Das Abstandselement 30 ist in seinem mittleren Teil mit einem ringförmigen Vorsprung 31 versehen, dessen Außendurchmesser mit dem Außendurchmesser des Innenrohrs 11 übereinstimmt. Ein Dichtungselement 32 ist in einer ringförmigen Nut oberhalb des ringförmigen Vorsprungs 31 angeordnet. Das Abstandselement 30 hat an seinem oberen Teil eine Teilung 33 mit einer zentralen Bohrung 34, die von einer Ringnut 35 umgeben ist. Die Teilung 33 hat mehrere kleine Löcher 36, die durch den Boden der Nut 35 geführt sind. Ein Luftblasenunterdrücker 37 aus Metallfasern oder Metallgewebe ist in der Nut 35 angeordnet und verschließt die kleinen Löcher 36.

Das Außenrohr 41 trägt an seinem oberen Verschluß 42 eine Stange 43, die koaxial zum Außenrohr 4l liegt und nach unten verläuft. Die Stange 43 ist schräg zulaufend ausgebildet und hat nach unten hin einen abnehmenden Durchmesser. Sie ist vertikal durch die öffnung 34 und die öffnung 21 geführt. Die so zwischen dem Umfang der Stange 43 und der Wand der kreisrunden öffnung 21 gebildete Ringöffnung 26 hat einen variablen Querschnitt, wenn die Stange 43 durch die öffnung 21 hindurch bewegt wird. Die Stange 43 hat an ihrem oberen Ende eine Verbreiterung 44 oberhalb des Verschlusses 42 und ist unter dieser Verbreiterung 44 durch eine zentrale öffnung 45 des Verschlusses 42 geführt, so daß sie dadurch an ihrer Position gehalten wird. Der Verschluß 42 enthält einen Luftkanal 46.

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Die Stange 43 ist an ihrem unteren Ende mit einem Kolben 60 versehen, der in dem Innenrohr 11 verschiebbar geführt ist. Der Kolben 60 ist mit einem Abstandselement in Form eines nach oben stehenden mantelartigen Randes 62 versehen, der ringförmig ausgebildet ist und sich an den Kolbenboden 61 anschließt. Das Abstandselement 62 hat eine Oberkante, die in den ringförmigen Raum 24 paßt, welcher durch das Teilungselement 20 gebildet ist. Der Kolbenboden 61 liegt quer zum Innenrohr 11 und mittlere Öffnungen 63, 64, die unter gegenseitigem Winkelabstand angeordnet sind. Die Öffnungen 63 sind auf einem inneren, mit dem Kolben 60 konzentrischen Kreis und die Öffnung

64 auf einem äußeren, mit dem Kolben 60 konzentrischen Kreis angeordnet. Die Öffnungen 63 haben übereinstimmende gegenseitige Winkelabstände. Im dargestellten'Ausführungsbeispiel sind vier Öffnungen 63 vorgesehen. Es sind ferner vier Öffnungen 64 vorgesehen, die gegenüber den Öffnungen 63 versetzt in Höhe der jeweiligen Abstandsmitte angeordnet sind. Ein Schiebeventil 65, das auf einem unteren Abschnitt der Stange 43 sitzt, ist auf dem Kolben 60 angeordnet und wird gegen die obere Fläche des Kolbenbodens 61 mit einer Feder 67 gedrückt, die zwischen einer oberen Anschlagsfläche des Ventils 65 und einem Federsitz 66 am unteren Abschnitt der Stange 43 sitzt. Der Außendurchmesser des Ventils

65 ist so bemessen, daß es die Öffnungen 64 etwa halb abdeckt und somit deren Querschnitt begrenzt. Gleichzeitig verschließt, es die inneren Öffnungen 63. Ein Dichtungselement 68 umgibt den .Kolben 60.

Eine Kappe 47 sitzt über dem Verschluß 42 des Außenrohrs 4l und ist mit einer öse 48 zur Montage des Stoßdämpfers in einem Fahrzeug versehen. Sie hat einen größeren Außendurchmesser als das Außenrohr 41, wodurch ein Flansch 49 gebildet ist. Der Flansch hat einen ringförmigen Vorsprung 50, der von seiner unteren Fläche nach unten absteht und über das obere Ende des Außenrohrs 41 geschoben ist. Die Kappe 47 ist mit einem Lufteintrittsventil 5

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und einem Kanal 52 versehen, der mit dem Kanal 46 des Verschlusses 42 in "Verbindung steht.

Den Außenumfang des Außenrohrs 41 umgibt ein rohrförmiger Halter 70 mit einem viel größeren Durchmesser als das Außenrohr 41. Der Halter 70 hat ein oberes offenes Ende 71, das auf den Außenumfang des Vorsprungs 50 der Kappe 47 aufgeschraubt ist. Der Körper 72 des Halters 70 hat über seine Länge gleichbleibenden Durchmesser, und sein unteres Ende 63 ist nach unten abgeschrägt und mit dem Außengewinde 52 eines Zwischenabschnitts des Außenrohrs 41 verschraubt. Unter dem Gewindeabschnitt 53 des Außenrohrs 41 ist ein ringförmiger Vorsprung 54 vorgesehen, auf dem das untere Ende des Halters 70 aufsitzt. Somit ist der Halter 70 koaxial mit dem Außenrohr 41 angeordnet, wobei ein ringförmiger Raum A zwischen einem oberen Abschnitt des Halters 70 und dem Außenrohr 4l ausgebildet ist.

Der Raum A ist in eine Außenkammer B und eine Innenkammer C durch eine Teilungsmembran 8o aus einem flexiblen und elastischen Material wie z.B. Gummi unterteilt. Die Teilungsmembran 80 ist ein nach unten sich verengender Hohlzylinder. Sie hat an ihrem oberen und unteren Ende ringförmige Verdickungen 81 und 82. Die Teilungsmembran 80 ist dadurch an ihrer Stelle befestigt, daß sie von oben her zwischen den oberen Abschnitt des Außenrohrs 41 und den Halter 70 eingeschoben ist, wobei dann die obere Verdickung 8l zwischen das obere Ende Jl des Halters 70 und den Vorsprung 50 gelangt, während die untere Verdickung 82 zwischen einen Abschnitt oberhalb des Gewindeabschnitts 53 des Außenrohrs 41 und eine innere Umfangswand des untersten Teils 73 des Halters 70 gelangt. Der Halter 70 ist über das Außenrohr 41 von oben her aufgeschoben und in seiner Position am unteren Ende verschraubt, und die zylindrische Teilungsmembran 80 ist in den Zwischenraum eingeschoben, während der Halter 70 und das

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Außenrohr 41 an ihren oberen Enden durch die eingeschraubte Kappe 47 verbunden sind. Die Teilungsmembran 8O kann somit beim Zusammenbau des Stoßdämpfers konzentrisch angeordnet werden, ohne daß eine besondere Zentrierung erforderlich ist. Wenn die obere und untere Verdickung zwischen dem Halter 70 und dem Außenrohr 41 gehalten sind, bildet die Teilungsmembran 8O eine luftdichte Abdichtung zwischen den Kammern B und C.

Ein Ventil 74 ist am untersten Abschnitt 73 des Halters 70 vorgesehen und ermöglicht die Einführung von Gas unter hohem Druck in die Außenkammer B.

Ein oberer Abschnitt des Außenrohrs 41 ist mit mehreren öffnungen 55 relativ großen Durchmessers versehen, durch die hindurch die Innenkammer C mit einer oberen Kammer D innerhalb des Außenrohrs 4l in Verbindung steht. Der obere Abschnitt des Außenrohrs 4l mit den öffnungen 55 ist durch ein Netz 56 aus Metall umgeben, wodurch verhindert wird, daß die Teilungsmembran 80 in die öffnungen 55 hineingedrückt wird.

Das Innenrohr 11 und das Außenrohr 41 sind mit einer vorbestimmten Menge Hydraulikflüssigkeit gefüllt. Die Innenkammer C und die damit verbundene obere Kammer D sind mit einer vorbestimmten Menge Niederdruckgas gefüllt, die Außenkammer B ist mit einer vorbestimmten Menge Hochdruckgas gefüllt.

Befindet sich der Stoßdämpfer 10 im Kompressionshub, so wird das Schiebeventil 65 auf dem Kolben 60 angehoben, wodurch alle öffnungen 63, 64 des Kolbens 60 geöffnet werden und eine Verbindung zwischen einer Kammer E unter dem Kolben βθ und einer Zentralkammer P über dem Kolben 60 entsteht. Die Flüssigkeitsströmung wird durch die Ringöffnung 26 im Teilungselement 20 oberhalb der Zentralkammer P begrenzt und gesteuert, wodurch

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während des Kompressionshubes eine Dämpfungskraft erzeugt wird. Die Ringöffnung 26 ist variabel, da ihr Querschnitt verringert wird, wenn das Innenrohr 11 während des Kompressionshubes längs der Stange 4j5 verschoben wird.

Während des Kompressionshubes wird die Niederdruckkammer D und die Kammer C durch eine zunehmende Flüssigkeitsmenge in einer Kammer G über dem Teilungselement 20 verkleinert. Mit zunehmendem Druck in den Kammern D und C wird die Teilungsmembran 8o nach außen durchgebogen, w odurch das Volumen der Hochdruckkammer B abnimmt. Diese Wirkung tritt bei vorbestimmten Druckwerten in der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer schnell ein, so daß während des Kompressionshubes ein schnelles Ansprechen des Stoßdämpfers gewährleistet ist. Wenn die Rohre über einen vorbestimmten Hub bewegt worden sind, kommt die Verringerung des Volumens der Hochdruckkammer B zum Stillstand, wonach die Dämpfungskraft erhöht wird.

Während des Ausschiebehubes schließt das Schiebeventil 65 die inneren öffnungen 63 des Kolbens 60 vollständig und die Außenöffnungen 64 teilweise, wodurch der Querschnitt der öffnungen verkleinert und die PlUssigkeitsströmungen durch diese öffnungen hindurch begrenzt werden. Entsprechend wird die Dämpfungskraft während des Ausschiebehubes vergrößert.

In vorstehend beschriebener Weise kann eine gewünschte Dämpfungskraft durch die variable öffnung 26 im Teilungselement 20 beim Kompressionshub und durch die öffnungen 64 des Kolbens 60 beim Ausschiebehub erreicht werden. Da die variable öffnung 26 während des Kompressionshubes die Dämpfungskraft erzeugt, hängt deren Betrag von den relativen Positionen der Rohre 11 und 41 zueinander ab. Die variable öffnung 26 erfüllt während des Ausschiebehubes dieselbe Punktion, vorausgesetzt, daß der Querschnitt

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der variablen Öffnung 26 gleich oder kleiner als der Querschnitt der Öffnungen 64 ist, die durch das Schiebeventil 65 gesteuert werden.

Während des Ausschiebehubes nimmt das Volumen der Kammern C und D zu, und der Druck in der Kammer B bewirkt, daß die Teilungsmembran 80 an dem Außenrohr 4l anhaftet, welches mit den öffnungen 55 versehen ist. Die Teilungsmembran 8O kann in die öffnungen 55 nicht eindringen, da das Metallnetz 56 vorgesehen ist. Somit wird die Teilungsmembran 80 gegen Schäden geschützt.

Auch wenn die Teilungsmembran 8O beschädigt wird, können Luftblasen in die Flüssigkeit praktisch nicht eintreten, da die Kammern B, C und D oberhalb angeordnet sind. Eventuelle Luftblasen werden durch die Vorrichtung 37 beseitigt, so daß eine vorübergehende Unterbrechung der Dämpfungskraft, wie sie durch große Luftblasen erzeugt werden könnte, verhindert wird. Die Vorrichtung 37 kommt zur Wirkung, wenn Luftblasen während der Wechselbewegung der beiden Teleskoprohre 11 und 4l in die Flüssigkeit eintreten. Da die Vorrichtung 37 über der Ringöffnung 26 auf der Seite der Gaskammern angeordnet ist, können große Luftblasen nicht durch die öffnung 26 hindurchtreten, so daß eine glatte Funktion des Stoßdämpfers gewährleistet ist.

Wenn der Kolben 60 beim Ausschiebehub angehoben wird, so wird Flüssigkeit in starker Strömung darch die Ringöffnung 26 aufwärts befördert. Beim Kompressionshub strömt Flüssigkeit aufwärts und abwärts, wodurch Luftblasen durch Verwirbelungen der Flüssigkeit erzeugt werden könnten. Diese Luftblasen werden jedoch durch die Vorrichtung 37 beseitigt und so weit unterdrückt, daß die hydraulische Dämpfungswirkung nicht beeinträchtigt wird.

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Wenn sich die Teleskoprohre 11 und 4l des Stoßdämpfers IO am Ende des Ausschiebehubes befinden, so tritt die Oberkante des mantelförmigen Randes 62 des Kolbens 60 in den Raum 24 unter dem Teilungselement 20 ein und stößt an das Dichtungselement 25, wodurch eine Positionierung erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Teilungselement 20 mit der Ringöffnung 26 zentral zwischen dem Kolben 60 und dem Abstandselement 30 angeordnet. Am Ende des Ausschiebehubes wird also ein axialer Abstand 1 zwischen einem Gleitelement a am unteren Ende des Außenrohrs 4l und einem Gleitelement b am Innenrohr 11 neben dem Abstandselement 30 erzeugt, wie es in Fig. 5 gezeigt ist. Wird der Stoßdämpfer einer seitlichen Biegekraft beim Ausschiebehub ausgesetzt, so kann im Hinblick auf das Vorhanden- ·. sein dieser axialen Länge 1 keine Verbiegung und keine Beschädigung auftreten. Mit der zentral angeordneten Ringöffnung 26 wird eine Deformation des Querschnitts der Ringöffnung 26 weitestgehend verhindert. Deshalb wird die Flüssigkeitsströmung zu jedem Zeitpunkt durch die Ringöffnung 26 einwandfrei bemessen und eine vorbestimmte Dämpfungscharakteristik genau beibehalten. Eine positive Dämpfungskraft kann bis zum Ende des Ausschiebehubs beibehalten werden, wodurch der Stopdämpfer fehlerfrei und weich arbeitet.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die konstruktiven Einzelheiten des Stoßdämpfers mit denen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels übereinstimmen und somit gleiche Bezugszeichen verwendet sind.

Das Gaseinführungsventil 7^ am unteren Teil d?s Halters 70 des Stoßdämpfers 10 ist mit einer Leitung 90 verbunden, die mit einer Einstellkammer H in einem separaten Behälter 91 verbunden ist. Die Hochdruckkammer B steht daher mit der Einstellkammer H über eine öffnung 92 in Verbindung, und die

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Kammern B und H sind mit einer vorbestimmten Menge eines Mediums wie beispielsweise Freongas gefüllt, das normalerweise in gasförmiger und in flüssiger Phase vorliegt. Das Volumen der Einstellkammer H kann durch Vorschieben und Zurückziehen eines Kolbens 93 verändert werden, der mit einer Gewindestange 94 verbunden ist, an der ein Knopf 95 befestigt ist. Die durch die Schiebebewegung der Teleskoprohre 11 und 4-1 erzeugte Reibungswärme wird durch die latente Verdunstungswärme des Mediums absorbiert, so daß dieses dann als Kühlmittel wirkt. Somit wird eine Zunahme der Federkraft infolge Erwärmung vermieden, und Änderungen der Eigenschaften des Stoßdämpfers durch Temperaturänderung können nicht auftreten, was zum stabilen Arbeiten des Stoßdämpfers beiträgt.

In Fig. 7 bis 9 sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer Halterung für die Kolbenstange dargestellt.

Gemäß Fig. 7 hat eine Stange 14-3 ein verbreitertes oberes Ende 144, wobei die Verbreiterung eine konvexe untere Fläche 144a aufweist. Ein Teil der Stange 143 kurz unter der Verbreiterung 144 ist durch die öffnung 45 des Verschlusses 42 hindurchgeführt. An dieser Stelle ist ein Abstand zwischen der Stange und der öffnung 45 gebildet. Ein weiterer Abstand ist zwischen der unteren Fläche 49b einer Aussparung 49a in der Kappe 49 und der oberen Fläche 144b der Verbreiterung 144 gebildet.

Bei dieser Anordnung sind drei verschiebbare Elemente vorgesehen, nämlich das obere Ende des Innenrohrs 11, das untere Ende des Außenrohrs 41 und der Außenumfang des Kolbens 60 an der Innenwand des Innenrohrs 4l. Wird der Stoßdämpfer einer seitlichen Biegekraft ausgesetzt, so werden in den starren Schiebeelementen innere Spannungen erzeugt, die mit der Biegekraft zunehmen. Da der Abschnitt der Stange 143 am Kolben 60 einen kleinen Durchmesser hat, könnte die die Stange 143

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umgebende Ringöffnung bei Biegebeanspruchung eine unregelmäßige Querschnittsform haben. Das obere Ende der Stange 143 ist jedoch verschiebbar gelagert, so daß die Stange 143 bei Auftreten von Biegekräften am Kolben 60, am Innenrohr 11 oder am Außenrohr 4l seitlich verlagert werden kann. Diese Verlagerung wird durch den Abstand zwischen der Verbreiterung 144 und der Aussparung 49a und durch die konvexe Form der unteren Fläche l44a ermöglicht. Die auf den Kolben und die Stange einwirkenden Spannungen werden dadurch schnell verringert, wodurch die glatte Arbeitsweise des Stoßdämpfers begünstigt wird. Wenn das Teilungselement in einer Richtung verschoben wird, so bewegt sich auch die Stange in dieser Richtung, so daß die vorgegebene Querschnittsform der Ringöffnung dadurch beibehalten wird.

Mehrere längliche Vorsprünge 57 sind an der oberen Außenwand des Außenrohrs 4l befestigt und gegenüber den öffnungen 55 versetzt angeordnet. Sie verlaufen in Längsrichtung des Außenrohrs 41 und stehen von ihm radial ab. Jeder Vorsprung 57 hat eine von oben nach unten abnehmende Dicke. Durch die VorSprünge 57 wird verhindert, daß die Teilungsmembran 80 beim Andrücken gegen das Außenrohr 4l Faltungen erhält. Auch bei einem Stoßdämpfer der in Fig. 1 gezeigten Art sind vorzugsweise derartige Vorsprünge 57 vorgesehen.

Fig. 8 zeigt eine weitere Möglichkeit einer Halterung für die Stange 243, die oben mit einer Verbreiterung 244 versehen ist. Die Kappe 49 hat eine teilkugelige Aussparung 249a, in der die kugelige Verbreiterung 244 angeordnet ist. Die Stange 243 ist somit gleichfalls verschiebbar gelagert und erfüllt dieselbe Funktion wie die in Fig. J gezeigte Stange 143.

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Eine weitere Möglichkeit der Halterung einer Stange 343 ist in Fig. 9 gezeigt. Das obere Ende der Stange 343 hat ein Gewinde 344, auf das zwei Muttern 344a und 344b aufgeschraubt sind. Das Gewinde 344 ragt über die obere Fläche der Mutter 344a hinaus und steht mit der unteren Fläche einer Aussparung 349a in Berührung. Die Aussparung 349a hat einen größeren Durchmesser als die Muttern 344a und 344b. Die Mutter 344b wird durch einen Federring 342 gehalten, der im unteren Teil der Aussparung 349a sitzt. Es ist ein Abstand zwischen der so gebildeten Verbreiterung der Stange 343 und der Aussparung 349a vorgesehen, die eine seitliche Verlagerung der Stange ermöglicht.

Alle vorstehend beschriebenen Merkmale der Erfindung können einzeln oder in beliebiger Zusammenfassung erfindungswesentlich sein.

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Claims

Patentansprüche

!.Hydraulischer Stoßdämpfer für Fahrzeuge,mit teleskopisch geführtem Innenrohr und Außenrohr, einer bei Relativbewegung der Rohre zueinander veränderbaren Durchströmöffnung für eine Flüssigkeit und einem in dem Innenrohr verschiebbaren Kolben, der bei der genannten Relativbewegung in einer Richtung eine Dämpfungskraft erzeugt, gekennzeichnet durch einen den oberen Außenumfang des Außenrohrs (4l) umgebenden rohrförmigen Halter (70) mit einem gegenüber dem Außendurchmesser des Außenrohrs (4l) größeren Durchmesser, - durch eine zwischen dem Halter (70) und dem Außenrohr (4l) mit diesem koaxial angeordnete Teilungsmembran (8θ) aus flexiblem und elastischem Material, die den Raum zwischen dem Halter (70) und dem Außenrohr (41) in eine Hochdruck-Gaskammer (B) außerhalb der Teilungsmembran (8θ) und eine Niederdruck-Gaskammer (C) innerhalb der Teilungsmembran (8o) unterteilt, und durch eine Verbindung (55) der Niederdruck-Gaskammer (C) mit einem innerhalb des Außenrohrs (4l) vorgesehenen oberen Raum (D).
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsmembran (80) mit ihrem unteren Ende mit gegenüber dem übrigen Teil verringertem Durchmesser zwischen einem inneren Umfangsabschnitt des Halters (70) und einem äußeren Umfangsabschnitt des Außenrohrs (4l) gehalten ist, daß das Außenrohr (4l) nach oben durch eine Kappe (49) verschlossen ist und daß die Teilungsmembran (8θ) mit ihrem oberen Ende zwischen der Kappe (4-9) und dem Halter (70) gehalten ist.
3· Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Außenrohr (41) eine zum Kolben (60) hin mit einer Durchmesserverringerung versehene Stange (43) gehalten ist, die in Längsrichtung des Stoßdämpfers verläuft, daß das Innenrohr (11) ein Teilungselement (20) mit einer öffnung (21) zur Durchführung der Stange (43) enthält, wodurch zwischen Stange (43) und Öffnung (21) eine Ringöffnung (26) gebildet ist, deren Querschnitt bei Relativbewegung zwischen Stange (43) und Öffnung (21) veränderbar ist, und daß die Stange (43) an ihrem freien Ende den relativ zum Innenrohr (11) verschiebbaren Kolben (60) trägt, der mit einem Ventil (65) versehen ist, welches bei Relativbewegung der Rohre (11, 4l) in einer Richtung öffnet und bei Relativbewegung in der dazu entgegengesetzten Richtung die Erzeugung einer Dämpfungskraft bewirkt.
4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (6θ) ein Abstandselement (62) aufweist, mit dem er mit Abstand zu einer unteren Fläche (24) des Teilungselements (20) haltbar ist, daß am oberen Ende des Innenrohrs (11) ein von dem Teilungselement (20) gehaltenes Abstandselement (30) vorgesehen ist und daß das Teilungselement (20) mit der Ringöffnung (26) zwischen dem Kolben (60) und dem letzteren Abstandselement (30) angeordnet ist, wenn das Abstandselement (62) des Kolbens (60) an der unteren Fläche (24) des Teilungselements (20) anliegt.
5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (37) zur Unterdrückung von Luftblasen vorgesehen ist, die auf dem Abstandselement (30) des Teilungselements (20) angeordnet ist.

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- r- 3
6. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Abschnitt des Außenrohrs (4l) mit mehreren öffnungen (55) versehen ist, über die die Niederdruck-Gaskammer (C) mit dem oberen Raum (D) innerhalb des Außenrohrs (41) .verbunden ist, und daß dieser Abschnitt des Außenrohrs (41) von einer Netzanordnung umgeben ist.
7. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Gaskammer (B) mit einer separaten Kammer (H) verbunden ist und daß beide Kammern (B, H) mit einem Medium gefüllt sind, das normalerweise die flüssige und die gasförmige Zustandsphase hat.
8. Stoßdämpfer nach Anspruch ⁷J, dadurch gekennzeichnet, daß die separate Kammer (H) einstellbares Volumen hat.
9. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (43) an ihrem gehaltenen Ende eine Verbreiterung (44) aufweist, mit der sie in seitlicher Richtung geringfügig bewegbar an einem Ende des Außenrohrs (41) gehalten ist.
10. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterung (144) eine untere Fläche aufweist, die schräg zur Längsachse der Stange (143) verläuft und mindestens teilweise konvex ausgebildet ist.
11. Stoßdämpfer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche der Verbreiterung (244) teilkugelig ausgebildet ist.

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12. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (343) an ihrem am Außenrohr (41) gehaltenen Ende an einem Gewindeabschnitt (344) mit einer aufgeschraubten Mutteranordnung (344a, 344b) versehen ist, daß auf das Außenrohr (41) eine Kappe (49) aufgeschraubt ist, daß die Mutteranordnung (344a, 344b) an der Kappe (49) aufgehängt ist und daß der Gewindeabschnitt (344) mit seinem oberen Ende über die obere Fläche der Mutteranordnung (344a, 344b) hinausragt und mit einer unteren Fläche (349a) der Kappe (49) in Berührung steht.

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