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Hydraulische Teleskop-Dämpfungsvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Teleskop-Dämpfungsvorrichtüng,
insbesondere für die Lenkungen und Radabfederungen in Kraftfahrzeugen.
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Es sind Dämpfungsvorrichtungen mit progressiver Dämpfungs-Wirkung
allgemein bekannt. So ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden, mehrere Dämpferbereiche
dadurch zu erreichen, indem der Dämpferkolben mehrere parallel geschaltete Ventile
mit verschieden starken Drosselungen aufweist.
Auch ist eine Dämpfungavorrichtung
bekannt, bei der die Dämpferwirkeng in einem bestimmten Bereich des Hubes mit Hilfe
eines den Dämpferkolben umgehenden Kurzschlußkanals aufgehoben oder zumindest stark
verringert wird. Bei dieser Ausführung befindet sich der Kurzschlußkanal im mittleren
Arbeitsbereich des Dämpferkolbens. Hierdurch sollen die schnellen Schwingungen mit
geringer Amplitude beispielsweise um die Mittellage ungedämpft oder nahezu ungedämpft
bleiben. Bei Anwendung dieses Dämpfers in einer Radaufhängung lassen sich die kurzen,
schnellen Schwingungen um die Mittellage eliminieren, sodaß sie nicht in den Fahrzeugaufbau
gelangen. Bei der genannten Ausführung sind die Kurzschlußkanäle in der Zylinderinnenwand
eines Teleskop-Stoßdämpfers Längsnuten vorgesehen. Diese Längsnuten erweitern bzw.
verengen sich kontinuierlich, sodaß je nach Lage des Dämpferkolbens eine andere
dämpfende Wirkung erzielt wird.
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Die Erfindung hat sich demgegenüber die Aufgabe gestellt, gleiche
technische Wirkungen mit einfacheren, vor allem fair die Serienfertigeng billigeren
Mitteln zu erreichen.
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Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sich entsprechend der jeweils
gewünsehten Dämpfungecharakteristik der Innendurchmesser des Rohres, in dem sich
der Dämpferkolben der Vorrichtung bewegt, über seine Länge ändert. Ferner soll beispielsweise
nach der Erfindung bei Anwendung der Vorrichtung in Fahrzeuglenkungen d-,r
Innendurchmeaser den Rohren in einem mittleren Bereich sich verjüngend 1
wohingegen
bei Anwendung der Vorrichtung in Fahrzeugfederungen an seinen Enden verjüngend,
also etwa tonnenförmig, ausgebildet sein.
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Im erstgenannten Anwendungsfall (Lenkung) können infolge des geringen
Durchflußquerschnittes und des hierdurch entstehenden größeren Bewegungswiderstandes
die durch Flatterschwingungen der Vorderräder hervorgerufenen Drehstöße bei Geradeausfahrt
so gedämpft werden, daß sie im Lenkhandrad kaum noch störend empfunden werden. Wird
dagegen die Lenkung in einer Kurve einsgeschlagen, wenn also der Dämpferkolbe n
die Mittellage verläßt und in Bereiche größerer Rohrdurchmesser gelangt, nimmt die
Dämpferwirkung rasch ab. Dies hat zur Folge, daß die Vorrichtung bei größeren Lenkradeinschlägen
den Lenkkraftaufwand nicht erhöht. Auch wird der selbsttätige Rücklauf der Lenkung
nicht gehemmt. Die Nachteile sonst üblicher Lenkungsstoßdämpfer werden vermieden.
Andererseits wird jedoch verhindert, daß nach der Kurvenfahrt und bei Freigabe des
Lenkhandrades die Lenkung durch die Geradeaustellung hindurchläuft und dann zurückpendelt.
Mit anderen Worten, die dämpfende Wirkung der Vorrichtung bleibt also auf die Mittellage
beschränkt.
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Im zweiten Anwendungsfall (Radabfederung) lassen sich die sogenannten
Federdurchschläge an den Enden eines ßadfederhubes bei sehr starken Fahrbahnunebenheiten
Fahrbahnunebenheiten dämpfen, während im Arbeitsbereich normaler Federhübe der Fahrkomfort
unverändert bleibt. Auch ist die stark progressive Erhöhung der Dämpfung gegen Ende
eines Hubei deshalb besonders'wünschetswe'rtg weil gerade in der Nähe
der Umkehrpunkte
die Kolbengeschwindigkeit und damit auch
die Dämpfung gering ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Dämpferkolben mit
Führungsgliedern versehen, die sich federnd gegen die Innenwand des Dämpferrohres
legen. Hierdurch wird der Dämpferkolben geführt und verursacht keine Klappergeräusche.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dient als Führungsglied
ein in einer Nut des Dämpferkolbens sitzender Kolbenring, dessen Kolbenringspalt
sich während des Kolbenhubes vergrößert oder verkleinert, je nachdem ob sich der
Dämpferkolben im weiten oder engeren Bereich des Rohres bewegt.
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Diese Ausführung ermöglicht eine besonders einfache und besonders
genaue Abstimmung der Dämpferwirkungen.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich ans der
folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand einer Zeichnung.
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In der Zeichnung stellen dar: Fig. I Den Längsquerschnitt durch eine
Dämpfungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeuglenkung, Fig. II eine schematische Darstellung,
die den Einbau der Dämpfungsvorrichtung nach Figur I in einer Fahrzeuglenkung veranschaulicht,
Fig. III den Längsquerschnitt durch eine Dämpfungsvorrichtung für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung
bzw. - Federung,
Fig. IV den Längsschnitt durch einen Teil der Dämpfungevorrichtung
nach Figur III, in dem der Dämpferkolben in einer gegenüber Figur III anderen Stellung
gezeigt ist, Fig. V eine schematische Darstellung, die den Einbau einer Dämpfungsvorxichtung
nach den Figuren III und IV innerhalb einer Radaufhängung für Kraftfahrzeuge veranschaulicht.
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Die Dämpfungsvorrichtungen A und B bestehen aus einem Rohr 10, an
dessen einem Ende das Bodenventil 11 und an dessen anderem Ende das Verschlußstück
12 angeordnet ist.
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Das Rohr 10 ist von einem Außenrohr 13 umgeben. In den Enden des Außenrohres
13 sind Kappen 14 und 15 eingeschweißt. An der Kappe 14 ist eine Stange 16 mit Befestigungsgewinde
17 angeschweißt. Die Kappe 15 enthält ein Löch 20 für den Durchgang der Kolbenstange
21. An der Kolbenstange 21 ist die Scheibe 22 befestigt, an deren Umfang das Schutzrohr
23 angeschweißt ist. Das äußere Ende der Kolbenstange 21 ist mit einem Befestigungsgewinde
24 versehen.
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Am inneren Ende der Kolbenstange 21 ist der Dampferkolben 30 befestigt.
Er teilt den Innenraum der Dämpfungsvorrichtung in die Räume 31 und 32.
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Der Rau® 32 steht über das Bodenventil 11 und Durchlässe ?5 mit
dem Ausgleichsraum 33 zwischen Außenrohr 13 und Rohr 10 in
Ver-
bindung.
Das Bodenventil 11 enthält eine zentrale Öffnung
40 (Figur III) mit einer ringförmigen Sitzfläche 41 für das Einlaßventil 42. Es
wird durch einwärts sich erstreckende Federfinger 43 nachgiebig auf die Sitzfläche
41 gedrückt.
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Das Einlaßventil 42 hat zwei konzentrische Bohrungen 44, 45 mit verschiedenen
Durchmessern, sowie eine kegelige Sitzfläche 46 zwischen den Bohrungen 44- und 45.
In der engeren Bohrung 44 ist das Ventil 47 verschiebbar achsial geführt. Eine Feder
48 liegt mit ihrem einen Ende an dem Ventil 47 an und drückt dieses auf die kegelige
Sitzfläche 46. Das andere Ende der Feder 48 stützt sich gegen einen Hing 49 ab,
der in einer Nuet 50 des Einlaßventils 42 gehalten ist. Bewegt sich der Dämpferkolben
30 auf das Bodenventil 11 zu, so hebt sich entgegen der Kraft der Feder 48 das Ventil
42 von der Sitzfläche 46 ab, wodurch Flüssigkeit aus dem Raum 32 in den Ausgleichsraum
33 strömt. Umgekehrt entfernt sich der Dämpferkolben 30 vom Bodenventil 11, so hebt
sich das Einlaßventil 42 entgegen der Kraft der Feder 43 von seiner Sitzfläche 41
ab, sodaß Flüssigkeit aus dem Ausgleichsraum 35 in den Raum 32 gelangt.
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Zur Abdichtung der Dämpfungsvorrichtung ist in dem Verschlußstück
12 eine Packung 60 vorgesehen, die unter der Kraft einer Feder 61 steht. Die Feder
61 stützt sich in einer Ringnut 62 den Verschlußatückes-12 ab.
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Der Dämpferkolben 30 enthält zwei Reihen Drosselbohrungen
65,66,
die gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet
sind. Die auf
dem größeren Umfang angeordneten Drosselbohrungen
66 werden durch*
die Federscheibe 67 abgedeckt, die unter der
Spannung der Feder 68 steht. Die auf dem kleineren Durchmesser angeordneten Drosselbohrungen
65 werden durch die Federscheibe 69 abgedeckt. Alle Teile sind mittels der Mutter
70 an der Kolbenstange 21 befestigt. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. I (Dämpfungsvorrichtung
A) wird der Kolben 30 durch ein Krallenstück 72 im Rohr 10 geführt. Das Rohr 10
besitzt in Hubmitte eine Verjüngung 73.
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Hierdurch werden die dämpfenden Wirkungen der Verrichtungen auf einen
mittleren Bereich s beschränkt.
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Außerhalb dieses Bereiches kann die Dämpferflüssigkeit den Dämpferkolben
30 außen umgehen.
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Fig. II zeigt, wie die Dämpfungsvorrichtung A in einer Kraftfahrzeuglenkung
angeordnet sein kann. Mit 75 ist das vordere Ende des Rahmens eines Kraftfahrzeuges
angedeutet. 76 ist das Lenkrad, 77 die Lenksäule und 78 das Lenkgetriebe. Die Lenkbewegungen
werden über den Lenkstockhebel 79 auf die Spurstange 80 und von diesen auf die Lenkhebel
81 der (nicht dargestellten) Achsschenkel und von diesen auf die Räder 82 übertragen.
Die Dämpfungsvorrichtung A ist im wesentlichen horizontal zwischen einem festen
teil des Fahrzeuges, z.B. dem hahmen 75 und einem beweglichen Glied der Lenkung,
z.B. dem Lenketackhebel 79 angeordnet. Wegen dieser horizontalen Anordnung-ist im
Ausführungsbeispiel nach FiE. I das Rohr 10 exzentrisch bezüglich des Außeneohres
13
angeordnet. Aus gleichem Grunde sind auch die Durchlässe 25 tief
angeordnet. Die Vorrichtung wird also so eingebaut, daß -wie gezeigt - das Rohr
10 möglichst tief liegt und dadurch stets ein ausreichender Ölspiegel über dem Bodenventil
11 gewährleistet ist. Die so aufgebaute Lenkung hat den Vorteil, daß bei Geradeausfahrt
die Drehstöße der Lenkung wirksam gedämpft werden. Nach einem gewissen Lenkeinschlag
jedoch wird die Lenkkraft durch die Vorrichtung nicht erhöht, da die dämpfenden
Wirkungen praktisch aufgehoben sind.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. III (Dämpfungsvorrichtung B)
wird der Dämpferkolben 30 durch einen Kolbenring 90 im Rohr 10 geführt. Der Kolbenring
90 ruht in einer Nut 91 des Dämpferkolbens 30. Das Rohr 10 ist an seinen Hubenden
verjüngt ausgebildet. Gleitet der Dämpferkolben 30 gegen die Endlagen, so wird der
Kolbenring 90 zusammengedrückt, wobei sich der Kolbenringspalt 92 entsprechend verkleinert.
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Der hierdurch wachsende Strömungswiderstand erhöht die dämpfende Wirkung,
wodurch die sogenannten Federungsdurchschläge besonders stark gedämpft werden. Auch
erscheint die Erhöhung der Dämpfung am Ende des Hubes notwendig, weil die Geschwindigkeit
des Dämpferkolbens in der Nähe der Umkehrpunkte niedrig ist und daher auch die Dämpfung
an sich niedrig ist.
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Figur IV zeigt den verkleinerten Kolbenringepalt 92, wenn sich
der Dämpferkolben 30 am Huberde befindet. Im mittleren Bereich
des
Hubes, d.h. im Arbeitsbereich bei Leer- bzw. mittlerem Gewicht, ist der Kolbenringspalt
92 so groß, daß kaum dämpfende Wirkungen eintreten. Im normalen Arbeitsbereich wird
somit ein besserer Fahrkomfort erzielt.
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Die Herstellung des Rohres 10 kann durch Explosions- oder Druckverformung
erfolgen.
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Die Fig. V zeigt den Einbau der Dämpfungsvorrichtung B in einer Vorderradaufhängung.
An dem Radträger 93 sind obere und untere Lenker 94 und 95 schwenkbar angeordnet.
Ihre Enden sind mit einem Achsschenkel 96 verbunden, an dem seinerseits das Rad
97 drehbar befestigt ist.
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Zwischen Radträger 93 und unterem Lenker 95 ist die Schrauben-feder
98 angeordnet. Innerhalb der Schraubenfeder 98 befindet
sich die
Dämpfungsvorrichtung B. Sie ist an ihrem einen Ende mit
dem
Radträger 93 und mit ihrem anderen Ende am unteren Träger 95
beweglich
befestigt.