DE2412946C3

DE2412946C3 - Stoßdampfer

Info

Publication number: DE2412946C3
Application number: DE2412946A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ROAD RESEARCH Ltd LONDON
Current assignee: ROAD RESEARCH Ltd LONDON
Priority date: 1973-03-19
Filing date: 1974-03-18
Publication date: 1980-02-28
Also published as: JPS5025982A; DE2412946B2; ZA741599B; ES424410A1; IT1005689B; AU6669874A; DE2412946A1; FR2222575A1; JPS5517855B2; NL7403509A; FR2222575B1; US3910565A; GB1455847A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen über den Kolbenhub mit veränderlicher Dämpfkraft ausgestatteten Stoßdämpfer der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angesprochenen Gattung.

Bekannnte Stoßdämpfer zum Abfangen der von den Rädern auf das Fahrgestell wirkenden Stöße weisen einen Zylinder auf, in dem ein Kolben in Abhängigkeit von dem auftreffenden Stoß gleitet, wobei auf beiden Seiten des Kolbens unterschiedliche Drücke auftreten. Bei einem Stoßdämpfer der e-.ngangs erwähnten Gattung (FR-PS 8 21 516) ist der Zylinder innen mit einer Auskleidung versehen, in der mindestens ein Überströmschlitz ausgebildet ist, über den das Arbeitsmittel (Fluid) von der einen Seite des Kolbens zu dessen anderer Seite innerhalb des Zylinders strömen kann. Der Überströmschlitz ist dabei so ausgebildet, daß die Überströmmenge des Arbeitsmittels in Abhängigkeit von der Lage des Kolbens im Zylinder sich während des Hubs ändert. Damit kann zwar an jedem Punkt des Kolbenhubs eine genau vorbestimmte Menge an • Arbeitsmittel überströmen; es besteht aber keine Möglichkeit, diese Menge in irgendeiner Form zu variieren und so die Charakteristik des Stoßdämpfers zu beeinflussen.

Eine vereinfachte Variante eines derartigen Stoßdämpfers ist auch bekannt (DE-PS 9 69 377), bei dem der Überströmschlitz direkt in die Zylinderinnenwand eingebracht ist.

Bei einem anderen bekannten Stoßdämpfer (DE-PS 8 45 125) gleitet der Kolben an einer durchgehend glatten Zylinderwand, und der Überströmweg ist durch einen Durchgangskanal im Kolben gebildet. In diesem Kanal ist ein elastisches Element mit einer Durchgangsbohrung angeordnet, durch deren Querschnitt die durchströmende Menge festgelegt ist. Da dieses Element elastisch verformbar ist, kann sich bei unterschiedlichen Drücken die durchströmende Menge ändern. Diese Änderung ist aber dabei dann unabhängig von der Kolbenstellung im Zylinder.

Es ist dann noch ein Stoßdämpfer bekannt (US-PS 35 56 268), bei dem der Kolben in einem starren inneren Zylinder gleitet, dessen Wand mit Löchern versehen ist und an dessen Außenseite ein biegsamer Schlauch dicht anliegt, wobei der innere Zylinder mit Abstand von einem äußeren starren Zylinder umschlossen wird. Der Zwischenraum zwischen dem umkleideten Innenzylinder und dem Außenzylinder ist mit Druckgas gefüllt Wird der Kolben durch einen auf ihn wirkenden Druck im Innenzylinder verschoben, wird durch den sich vor dem Kolben aufbauenden Druck der Schlauch vom Innenzylinder gegen den auf ihn wirkenden Gasdruck abgehoben und so ein Überströmweg für das Arbeitsmittel freigegeben. Der Schlauch wird also aufgeweitet, was notwendig über die Länge des Innenzylinders bzw. des Schlauches in unterschiedlicher Form erfolgt Damit ist unabhängig von dem erheblichen Aufwand nicht unbedingt eine gewünschte Charakteristik erzielbar.

Wenn nun ein Stoßdämpfer in Verbindung mit einem Stoßfänger an einem Fahrzeug verwendet werden soll, gelten noch zusätzliche Bedingungen. Fährt nämlich ein Fahrzeug sanft auf ein Hindernis auf, könnte ein bekannter Stoßdämpfer die Aufprallenergie bei entsprechender Ausbildung seines Überströmschlitzes auffangen. Prallt das Fahrzeug aber mit erheblicher Energie auf ein Hindernis auf, reicht ein Überströmschlitz allein nicht mehr aus, da bei dem starken Stoß und der großen Auftreffgeschwindigkeit nicht genügend Arbeitsmittel überzuströmen vermag und so der Kolben durch einen Stau des Arbeitsmittels blockiert werden kann. Es muß in jeder Stellung des Kolbens auf seinem Arbeitsweg sichergestellt sein, daß Arbeitsmittel in einer solchen Geschwindigkeit und Menge überströmen kann, daß ein Durchfluß zuverlässig erhalten bleibt und während des gesamten Hubs des Kolbens ein Blockieren verhindert wird. Bei dem letztgenannten bekannten Stoßdämpfer (US-PS 35 56 268) ist dieses Problem im mittleren Bereich des Kolbenhubs in etwa gelöst, in den beiden Endbereichen aufgrund der Art der Anordnung des Abdeckschlauches aber mit Sicherheit nicht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Stoßdämpfer zu vermeiden und ausgehend von einem Stoßdämpfer der eingangs erwähnten Gattung eine über den gesamten Kolbenhub wirksame druckabhängige Dämpfungscharakteristik zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteranspriichen festgelegt.

Der Stoßdämpfer gemäß der Erfindung löst das vorstehend angesprochene Problem bei einfachster Ausbildung in optimaler Weise. Bei sanfteren auf ihn wirkenden Stoßen ist als Überströmweg der Überströmschlitz wirksam, der in der gewünschten Charakteristik ausgelegt werden kann. Tritt ein erheblicher Stoß auf, wirkt zusätzlich die elastisch nachgebende Schwächungszone, deren Schwächungsgrad in jedem Bereich des Kolbenhubs ebenfalls entsprechend der gewünschten Charakteristik gewählt werden kann. Ein Blockieren des Kolbens ist also an jeder Stelle seines Hubs wirkungsvoll verhindert.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei noch auf Ausführungsvarianten verwiesen wird. ?.S zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Stoßdämpfer und

F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II in F ig. 1.

Der als Träger eines Stoßfängers eines Straßenfahrzeugs dienende Stoßdämpfer weist einen Zylinder 1 und einen Kolben 2 in Form eines Rohrs 3 auf, das an seinem inneren Ende mit einem Kolbenboden 4 abgeschlossen ist Das freie Ende 5 des Zylinders 1 ist durch ein Bauteil

6 verschlossen, und der Kolben 2 ragt s/n anderen Ende

7 aus dem Zylinder 1 heraus. Der Zylinder 1 ist mit zwei konzentrischen Buchsen ausgekleidet, an deren erster innerer Buchse 8 der Kolben gleitet und deren zweite Buchse 9 an-cw Innenwand des Zylinders 1 anliegt

Die erste Buchse 8 besteht aus einem im wesentlichen festen Werkstoff wie Metall, z. B. Stahl odei Aluminium, oder Kunststoff, wie z. B. Polytetrafluoräthylen. Sie weist einen Schlitz 8a auf, der einen Teil der Überströmeinrichtung bildet, damit das Fluid im Zylinder 1 am Kolbenkopf 4 vorbei auf dessen andere Seite strömen kann. Der Querschnitt des Schlitzes 8a ist so abgestimmt, daß bei jeder einzelnen Lage des Kolbens 2 bei seinem Hub im Zylinder 1 das Fluid abhängig von den gewünschten Eigenschaften des Stoßdämpfers überströmt

Der Schlitz 8a verändert seine Breite entlang seiner Länge und erstreckt sich entweder über einen Teil oder den ganzen Hub des Kolbenkopfs 4.

Zu dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel beginnt der Schlitz 8a am Ende 5 oder nahe dem Ende 5 des Zylinders und erweitert sich in einem Bereich 11 symmetrisch schräg zu seiner Mittellinie, wobei die Schräge laufend geringer wird, bis die Seiten im Bereich 12 im wesentlichen parallel verlaufen. Von diesem Bereich 12 wird der Schlitz 8a im Bereich 13 stark enger bis zu einem sehr engen Durchlaß 14 und erweitert sich zunächst im Bereich 15 wieder gering und anschließend im Bereich 16 wesentlich stärker, bis er den in der Ausgangslage stehende Kolbenkopf 4 erreicht.

In einer alternativen Ausbildungsform weist der Schlitz 8a parallele Seiten über einen wesentlichen Teil seiner Länge auf und verengt sich dann an dem einen oder an beiden Enden. Das Aussehen des Schlitzes 8a hängt vollkommen von den für den Stoßdämpfer gewünschten Eigenschaften entsprechend seiner Einsatzart ab.

Die zweite Buchse 9 ist zwischen der ersten Buchse 8 und der Wand des Zylinders 1 mit einer Feinpassung, jedoch vorzugsweise mit einer Gleitpassung, zwischen der Buchse 8 und der Wand des Zylinders 1 angeordnet. Sie weist ein« rtder mehrere, sich über einen Teil oder die gesamte Länge des die Schlitze 8a in der ersten Buchse 8 abdeckenden Bereichs erstreckende Schwächungszonen auf und besteht aus einem Werkstoff, der unter dem auf ihn von dem Inneren des Zylinders 1 durch den Schlitz 8a der ersten Buchse 8 wirkenden Fluiddruck elastisch nachgibt. Sie besteht vorztgsweise aus einem nachgiebigen festen oder geschäumten Werkstoff wie Gummi, synthetischer Gummi, Polyvinylchlorid. Polyäthylen, Polyurethan oder aus einer Mischung oder einer Anzahl von Laminaten dieser Werkstoffe oder zwei oder mehreren von ihnen. Sie ist entweder in Folienform oder in Rohrform hergestellt oder zu den gewünschten Abmessungen spanlos geformt.

Aus F i g. 2 ist ersichtlich, daß die Schwächungszonen in der Buchse 9 als Vertiefungen 17 ausgebildet sind, die in der Buchse 9 entlang ihres Umfangs eingeformt, eingeschnitten oder eingeschliffen sind. Die Vertiefungen 17 sind entsprechend der gewünschten Stoßdämpfungscharakteristik in gleicher Form und gleichen

10

15

20

25

30

35

40

50

55

60

65 Abmessungen oder aber in Form und/oder Abmessungen unterschiedlich ausgebildet und sind tiefer oder weniger tief in die Wandung der Buchse 9 eingearbeitet Wenn erwünscht, können einige oder alle der Vertiefungen vollkommen hindurchreichea, um öffnungen in der Buchse 9 zu bilden, oder sie können zur Verbindung mit dem Inneren des Zylinders 1 kleine Öffnungen am Grund besitzen.

Das freie Ende des Kolbens 2 ist mit einem Befestigungsglied 18 versehen, das mit einem Drehbolzen 19 an einem Träger 20 verschraubt ist, der fest mit dem Stoßfänger 21 eines Fahrzeuges oder anderer Geräte verbunden ist, an denen Stöße aufzunehmen sind. Sie sind auch an den Planken der entlang von Fernstraßen angebrachten Leitplanken von großem Vorteil.

Innerhalb des Rohrs 3 des Kolbens 2 ist eine Feder 22 angebracht, durch die der Kolben 2 aus einer in den Zylinder 1 eingefahrenen Lage wieder in seine ursprüngliche Lage zurückführbar ist, wobei das Fluid aus der Kammer 10 des Kolbens 2 durch den Schlitz 8a in das Innere des Zylinders 1 zurückströmt

Über dem Rohr 3 des Kolbens 2 ist ein Mantel 23 angebracht, um unerwünschten Schmutz und andere Stoffe von der Berührung der gleitenden Oberflächen des Kolbens 2 abzuhalten.

Eine Dichtung 24 ist zwischen dem Ende des Zylinders 1 und dem Rohr 3 des Kolbens 2 vorgesehen, um den Austritt des Druckfluids aus dem Stoßdämpfer zu verhindern.

Im Kolben 2 ist ein weiterer Kolben 25 vorgesehen, der durch Dichtungen 26 gegen das Rohr 3 des Kolbens 2 abgedichtet ist, und der Raum zwischen dem weiteren Kolben 25 und dem Kolbenkopf 4 steht über öffnungen 27 mit der Kammer 10 in Verbindung, so daß dann, wenn der Kolben 2 in den Zylinder 1 einfährt und dabei auf das Fluid drückt, das Fluid nicht nur dem Schlitz 8a folgt, der den Überströmweg in die Kammer 10 bildet, sondern auch Fluid durch die Öffnung 27 strömt und den weiteren Kolben 25 zwingt, die Feder 22 zusammenzudrücken, wodurch der Widerstand gegen Zusammendrücken des gesamten Stoßdämpfers zunimmt

Bei Betrieb mit geringen Druckstößen auf das Arbeitsfluid im Zylinder 1, das z. B. öl sein kann, gibt es nur eine geringe Verformung der Buchse 9 in den Schwächungszonen, so daß im wesentlichen der Schlitz 8a in der Buchse 8 von vorbestimmter Form die Strömung des Fluids am Kolbenkopf 4 vorbei regelt und so die gewünschte Stoßdämpfercharakteristik erzielt wird. Bei höheren Drücken auf das Fluid dringt dieses durch den Schlitz 8a und veranlaßt die Buchse 9, sich in den Schwächungszonen in einer von der Elastizität oder Nachgiebigkeit und der Form der Vertiefungen 17 abhängigen Art auszudehnen, wodurch die Größe der Fluidregelöffnung in den einzelnen Abschnitten des Schlitzes 8a in der Buchse 8 entlang dem Kolbenweg zunimmt.

Je größer die öffnung ist, um so größer ist die Abnahme des Innendrucks in dem Zylinder 1, wodurch eine Kraft/Hub-Charakteristik der Vorrichtung erreicht wird, die die Auswirkung der Schlitzvergrößerung und die Ausdehnung der nachgiebigen Buchse 9 in den Schwächungszonen umfaßt Bei extrem hohen Kräften ist der Fluiddruck sehr hoch, und die Ausdehnung der Buchse 9 in den Schwächungszonen kann die Überströmregelöffnung so sehr zunehmen lassen, daß die Kraft/Hub-Charakteristik hauptsächlich von der Ausdehnung der Buchse 9 in den Schwächungszonen

abhängig ist.

Beim Aufbau eines Stoßfängers für ein Fahrzeug werden zwei der genannten Stoßdämpfer am Fahrzeug an jeder Seite des Rahmens befestigt. An seinen inneren Enden 5 weist jeder Stoßdämpfer einen Träger 28 auf, durch den der Stoßdämpfer an einem Rahmen oder einem anderen fest mit dem Fahrzeug verbundenen Teil schwenkbar verbunden werden kann. Auf diese Weise sind die Achsen des Bolzens 19 und des Trägers 28 senkrecht, wodurch eine im wesentlichen steife oder starke Befestigung für den Stoßfänger des Fahrzeugs in senkrechter Lage ermöglicht ist, die aber geringe horizontale Bewegungen zuläßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Über den Kolbenhub mit veränderlicher Dämpfkraft ausgestatteter Stoßdämpfer mit einem in einem Zylinder gleitenden Kolben und mit mindestens einem in einer Auskleidung in axialer Richtung verlaufenden Oberströmweg, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmweg eine sich in einer gummielastischen Auskleidung erstrekkende, bei vorgegebenem Druck elastisch nachgebende Schwächungszone aufweist

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskleidung aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Buchsen (8,

9) besteht, von denen die innere Buchse (8), wie an ^!5 sich bekannt, mindestens einen Überström-Längsschlitz (Sa) und die äußere, die Zylinderinnenwand berührende gummielastische Buchse (9) den Schlitzen (8a) zugeordnete Schwächungszonen aufweist

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächungszonen durch an der Außenwand der Buchse (9) mit Abstand zueinander angeordnete Vertiefungen (17) gebildet sind.

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