DE20115980U1 - Hydraulischer Teleskopdämpfer - Google Patents

Description

Hydraulischer Teleskopdämpfer

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Teleskopdämpfer mit einem in einem Arbeitszylinder geführten, relativ gegenüber dem Arbeitszylinder bewegbaren und den Arbeitszylinder in einen oberen Arbeitsraum und in einen unteren Arbeitsraum teilenden Kolben, angeordnet an einer aus dem Arbeitszylinder austretenden Kolbenstange, sowie mit zumindest teilweise dem Kolben zugeordneten Einwegventile umfassenden Mitteln zum Erzeugen eines hydraulischen Widerstandes bei einer Bewegung

&iacgr;&ogr; des Kolbens gegenüber dem Arbeitszylinder.

Hydraulische Teleskopdämpfer werden beispielsweise im Kraftfahrzeugbereich zur Schwingungsdämpfung zwischen dem Aufbau und den Rädern eingesetzt, um Fahrkomfort und Fahrsicherheit zu erhöhen. Ein soleher Teleskopdämpfer umfaßt einen in einem Arbeitszylinder geführten und relativ gegenüber dem Arbeitszylinder längsaxial bewegbaren Kolben. Der Kolben unterteilt den Raum des Arbeitszylinders in einen oberen Arbeitsraum und in einen unteren Arbeitsraum. Teil des Teleskopdämpfers sind ferner Mittel zum Erzeugen eines hydraulischen Widerstandes bei einer Bewegung des Kolbens gegenüber dem Arbeitszylinder. Diese Mittel umfassen Einwegventile, üblicherweise als Rückschlagventile ausgestaltet. Der Kolben ist angeordnet an einer Kolbenstange, die aus dem Arbeitszylinder herausgeführt ist. Eingebaut in ein Kraftfahrzeug ist die KoI-

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benstange am Aufbau befestigt, während der Arbeitszylinder dem Fahrwerk zugeordnet ist.

Um lineare oder auch degressive Dampfkraftverläufe zu erzielen, sind die Einwegventile federbelastet. Dadurch ist einem ohne Einsatz eines federbelasteten Ventils progressiven Anstieg der Dämpfkraft mit steigender Geschwindigkeit des durch die als Drossel wirkenden Kanäle gepreßten hydraulischen Mediums entgegengewirkt. Sowohl bei Ausüben eines Druckhubes als auch bei Ausüben eines Zughubes ist eine solche Venti- !anordnung wirksam. Die beiden Ventilanordnungen können - wie bei einem Einrohrdämpfer vorgesehen - dem Kolben zugeordnet sein. Daneben werden auch Zweirohrdämpfer eingesetzt, bei denen der Arbeitszylinder in ein Behälterrohr eingesetzt ist und mit diesem durch ein Bodenventil in Flüssigkeitsverbindung steht. Das Bodenventil dient zum Bereitstellen eines hydraulischen Widerstandes bei Ausüben eines Druckhubes, während eine Ventilanordnung im Kolben der Bereitstellung eines hydraulischen Widerstandes bei Ausüben eines Zughubes dient.

Die auf ein Einwegventil wirkende Federkraft ist maßgeblich für die jeweilige Dämpfungscharakteristik eines solchen Stoßdämpfers. In Abhängigkeit von dem gewünschten Fahrverhalten des Fahrzeuges werden Stoßdämpfer mit unterschiedlicher Federbelastung der Ventile eingesetzt. Bei Einsatz von Stoßdämpfern mit einer höheren Federbelastung ist das Fahrwerk härter und weist ein sportlicheres Fahrverhalten auf als ein Fahrwerk, bei dem Stoßdämpfer mit einer geringeren Federbelastung der Ventile eingesetzt sind. Ferner sind Stoßdämpfer bekannt, deren Dämpfungscharakteristik durch ein Einstellen der auf ein Ventil wirkenden Federbelastung in gewissen Grenzen änderbar ist. Dabei ist bei vorbekannten Stoßdämpfern zumeist das sich bei einem Zughub öffnende Ventil bezüglich seiner Federbelastung einstellbar. Jede Änderung der Grundeinstellung eines solchen Stoßdämpfers, bei der die auf einem Ventil wirkende Federbelastung erhöht wird, führt zu einem Härterwerden des Fahrerwerkes. Dies geht naturgemäß auf Kosten des Fahrkomforts. Umgekehrt führt eine weichere Stoßdämpfereinstellung zwar zu einer Erhöhung des Fahrkomforts; dies geht jedoch auf Kosten einer sportlichen Abstimmung des Fahrwerkes. Aus diesem Grunde kann ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges mit herkömmlichen Stoßdämpfern entweder sportlich und somit härter oder mit einem höheren Fahrkomforts und somit weicher ein-

gestellt sein.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten hydraulischen Teleskopdämpfer dergestalt weiterzubilden, daß der zum vorbekannten Stand der Technik aufgezeigte Zielkonflikt zumindest weitestgehend vermieden ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Kolben oder der Kolbenstange ein den oberen Arbeitsraum mit dem unteren Arbeitsraum verbindender Durchlaßkanal zugeordnet ist, in dem endseitig ein in einer Betätigungsrichtung des Kolbens durch das durch den Durchlaßkanal bei einer solchen Kolbenbewegung gedrückte hydraulische Medium sich öffnendes, federbelastetes Einwegventil angeordnet ist, und daß dem Durchgangskanal eine mit dem Einwegventil in Reihe geschaltete Einrichtung zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanals zugeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen hydraulischen Teleskopdämpfer ist dem Kolben ein Durchlaßkanal zugeordnet, der zum Durchlassen des hydraulisehen Mediums in einer Betätigungsrichtung des Kolbens, beispielsweise der Zugstufe vorgesehen ist. In dem Durchlaßkanal ist endseitig ein bei Ausüben einer Kolbenbetätigung, beispielsweise eines Zughubes öffnendes federbelastetes Ventil angeordnet. Ferner umfaßt der Teleskopdämpfer eine Einrichtung zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanales. Diese Einrichtung ist mit dem federbelasteten Ventil in Reihe geschaltet. Zweckmäßigerweise ist diese Einrichtung dem federbelasteten Ventil in Fließrichtung des hydraulischen Mediums vorgeschaltet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Teleskopdämpfer ausgelegt, daß das in dem Durchlaßkanal angeordnete Einwegventil sich bei Ausüben eines Zughubes öffnet. Bei einem solchen Teleskopdämpfer kann die Einrichtung zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanals, die beispielsweise nach Art eines Schiebers aufgebaut sein kann, durch eine in der Kolbenstange geführte Einstellstange gebildet sein, die mit ihrem unteren Ende in den Durchlaßkanal eingreift. Die Einstellstange ist bezüglich ihrer Stellung und ihres Eingreifens in den Durchlaßkanal einrichtbar, beispielsweise anhand einer Mutter, so daß auf

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diese Weise die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Durchlaßkanals einrichtbar ist. Eine Einstellung dieses Teleskopdämpfers bezüglich seiner Dämpfungscharakteristik erfolgt somit grundsätzlich nicht durch Ändern der auf dem Rückschlagventil lastenden Federkraft, sondern durch Ändern der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanales. Durch diese Maßnahme öffnet das Einwegventil bei Vorliegen einer bestimmten, auf den Teleskopdämpfer einwirkenden Kraft, beispielsweise einer Zugkraft, unabhängig davon, in welcher Einstellung die Einrichtung zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche

&iacgr;&ogr; des Durchlaßkanales sich befindet. Durch diese Einrichtung kann die Querschnittsfläche des als Drossel wirkenden Durchgangskanals und somit die Geschwindigkeit des Dämpfungsausgleiches eingestellt werden. Ist beispielsweise die Grundeinstellung des Teleskopdämpfers dadurch bestimmt, daß die Einrichtung zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchgangskanales geöffnet ist, kann der Teleskopdämpfer durch entsprechendes Ändern der Einrichtung und Verringern der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchgangskanals härter wirkend eingestellt werden. Ist ein solcher Teleskopdämpfer als Stoßdämpfer in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, ist das Fahrwerk härter eingestellt, ohne jedoch Abstriche hinsichtlich des Fahrkomforts hinnehmen zu müssen. Schließlich öffnet das federbelastete Rückschlagventil und erlaubt eine Bewegung des Kolbens innerhalb des Arbeitszylinders bei denselben anliegenden Kräften wie bei einer Einstellung des Teleskopdämpfers zur Realisierung eines weicheren Fahrwerks.

Vorteilhaft bei der Konzeption eines solchen Teleskopdämpfers ist, daß grundsätzlich für eine Vielzahl auch unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen ein einziger Teleskopdämpfer eingesetzt werden kann, der sich grundsätzlich nur bezüglich der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanals unterscheidet. Selbstverständlich können bei unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen auch unterschiedliche Federn zum Belasten des in dem Durchgangskanal eingesetzten Ventils eingesetzt sein. Im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik brauchen jedoch nicht unterschiedlichste Federn und/oder Kolben mit unterschiedlichen Bohrungen für unterschiedliche Fahrzeugtypen hergestellt zu werden. Vielmehr kann eine Kraftfahrzeugtypenanpassung und eine Einstellung des Fahrwerkes allein über die Einstellung der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanals bewirkt werden.

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Bei Vorsehen einer Einstellstange, die in den Durchlaßkanal zum Ändern der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche eingreift, ist es zweckmäßig, den Durchlaßkanal auszubilden durch einen axialen und einen radial daran grenzenden Abschnitt, der beispielsweise in den oberen Arbeitsraum mündet. Das untere Ende der Einstellstange greift dann in den oberen Abschnitt des axialen Abschnittes des Durchlaßkanals ein. Dabei kann vorgesehen sein, daß das freie Ende der Einstellstange zylindrisch oder auch konisch verjüngt sein. Bei einem solchen Eingreifen des freien

&iacgr;&ogr; Endes der Einstellstange in den Durchlaßkanal ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß zwischen der Mantelfläche des freien Endes der Einstellstange und der inneren Mantelfläche des Durchlaßkanals ein unabhängig von der Einstellung der Einstellstange nicht verschließbarer Ringspalt vorhanden ist. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln ein Feststellen des Teleskopdämpfers verhindert.

Der beanspruchte Teleskopdämpfer eignet sich insbesondere zur Schwingungsdämpfung in Kraftfahrzeugen zwischen dem Aufbau und dem Fahrwerk. Daher liegt eine bevorzugte Verwendung dieses Teleskopämpfers in einer Verwendung desselben als Stoßdämpfer eines Kraftfahrzeuges.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: Einen Längsschnitt durch einen Zweirohrdämpfer,

Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung des in Figur 1 mit „A" bezeichneten Ausschnittes und

Fig. 3: den Zweirohrzylinder der Figur 1 im Ausschnitt der Figur 2 mit einem Hydraulikmedium zum Darstellen der Fließmenge bei Ausüben eines Zughubes.

Ein als Zweirohrdämpfer 1 ausgebildeter hydraulischer Teleskopdämpfer umfaßt einen Arbeitszylinder 2, der eingesetzt ist in ein Behälterrohr 3. In dem Arbeitszylinder 2 angeordnet ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 bezeichneter Kolben, der über Kolbenringe abgedichtet innerhalb

des Arbeitszylinders 2 längsachsial bewegbar ist. Der Kolben 4 ist angeordnet an dem in den Arbeitszylinder 2 hineinreichenden Ende einer Kolbenstange 5. Der Kolben 4 teilt den Arbeitszylinder 2 in einen oberen Arbeitsraum 6 und einen unteren Arbeitsraum 7. Der untere Arbeitsraum 7 steht über ein Bodenventil 8 in Flüssigkeitsverbindung mit einem in dem Behälterrohr 3 befindlichen Ausgleichsraum 9. Das Bodenventil 8 ist ausgebildet als federbelastetes Einwegventil, welches bei Ausüben eines Druckhubes des Kolbens 4 öffnet. Bei Ausüben eines Druckhubes wird ebenfalls Hydrauliköl durch den Kolben 4 querende Druckhubdurchlaßkanäle 10 von dem unteren Arbeitsraum 7 in den oberen Arbeitsraum 6 gebracht.

Dem Kolben 4 bzw. dem Bereich des Kolbens 4 der Kolbenstange 5 zugeordnet ist ferner ein den oberen Arbeitsraum 6 mit dem unteren Arbeitsraum 7 verbindender Durchlaßkanal 11, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Zughubdurchlaßkanal ausgebildet ist. Der Zughubdurchlaßkanal 11 umfaßt einen axial verlaufenden Abschnitt 12, der den Kolben 4 in Längsrichtung überbrückt. In radialer Richtung setzt sich der Zughubdurchlaßkanal 11 zum Einmünden in den oberen Arbeitsraum 6 in einem radialen Abschnitt 13 fort. Ebenfalls in dem Bereich des unteren Arbeitsraums 7 grenzt der axiale Abschnitt 12 des Zughubdurchlaßkanals 11 in in den unteren Arbeitsraum 7 mündende radiale Abschnitte 14. Das untere Ende des radialen Abschnittes 12 des Zughubdurchlaßkanals 11 ist in Ruhestellung des Zweirohrdämpfers 1 durch ein federbelastetes Einwegventil 15 verschlossen. In den Figuren 1 und 2 ist das Einwegventil 15 aus seinem den Zughubdurchlaßkanal 11 verschließenden Stellung herausgebracht. Diese Figuren zeigen den Zweirohrdämpfer 1 somit nicht in seiner Ruhestellung.

Das untere Ende 16 einer Einstellstange 17, die axial und konzentrisch innerhalb der Kolbenstange 5 angeordnet ist und oberseitig aus dieser herausgeführt ist, greift ein in den Zughubdurchlaßkanal 11 und zwar in den axialen Abschnitt 12 in den Bereich, in dem der radiale Abschnitt 13 in den axialen Abschnitt 12 mündet. Die Einstellstange 17 ist bezüglich des Maßes eines Eingreifens ihres unteren Abschnittes 16 in den axialen Abschnitt 12 des Zughubdurchlaßkanales 11 einrichtbar, so daß in Abhängigkeit von der Einstellung der Einstellstange 17 durch deren unteres Ende 16 der Zughubdurchlaßkanal 11 entweder seinen maximalen Strö-

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mungsquerschnitt aufweist oder durch das untere Ende 16 eine verringerte hydraulisch wirksame Querschnittsfläche aufweist. Die Einstellstange 17 ist durch eine festlegbare Mutter 18 gegenüber der Kolbenstange 5 einrichtbar.

Bei Ausüben eines Zughubes - vgl. Figur 3 - ist das in dem oberen Arbeitsraum 6 befindliche Hydrauliköl bestrebt in den unteren Arbeitsraum 7 hineingepreßt zu werden. Beim Überschreiten eines bestimmten Druckes öffnet das Einwegventil 15, so daß bestimmungsgemäß das Hydrauliköl

&iacgr;&ogr; von dem oberen Arbeitsraum 6 in den unteren Arbeitsraum 7 fließen kann. Die Geschwindigkeit des Durchflusses ist bestimmt durch die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Zughubdurchlaßkanals 11, die mit der Einstellstange 17 und deren Eingreifen mit ihrem unteren Ende 16 in den Zughubdurchlaßkanal 11 einstellbar ist. Durch diese Maßnahme kann die Dämpfercharakteristik geändert werden, ohne eine höhere Ansprechkraft des Einwegventils 15 - wie etwa beim vorbekannten Stand der Technik in Kauf nehmen zu müssen.

Die anhand eines Zweirohrdämpfers beschriebene Erfindung kann gleichermaßen bei einem Einrohrdämpfer verwirklicht sein. Ebenfalls ist es möglich, einen Teleskopdämpfer zu konzipieren, dessen Druckhub ebenfalls auf die beschriebene Art und Weise einstellbar ist oder einen solchen zu konzipieren, bei dem die Dämpfungscharakteristik beider Hübe in der beschriebenen Art und Weise einstellbar ist.

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BezugszeJchenliste

1	Zweirohrdämpfer
2	Arbeitszylinder
3	Behälterrohr
4	Kolben
5	Kolbenstange
6	oberer Arbeitsraum
7	unterer Arbeitsraum
8	Bodenventil
9	Ausgleichsraum
10	Druckhubdurchlaßkanal
11	Hubdurchlaßkanal
12	axialer Abschnitt
13	radialer Abschnitt
14	radialer Abschnitt
15	Einwegventil
16	unteres Ende
17	Einstellstange
18	Mutter

Claims (7)

1. Hydraulischer Teleskopdämpfer mit einem in einem Arbeitszylinder (2) geführten, relativ gegenüber dem Arbeitszylinder (2) bewegbaren und den Arbeitszylinder (2) in einen oberen Arbeitsraum (6) und in einen unteren Arbeitsraum (7) teilenden Kolben (4), angeordnet an einer aus dem Arbeitszylinder (2) austretenden Kolbenstange (5), sowie mit zumindest teilweise dem Kolben (4) zugeordneten Einwegventile umfassenden Mitteln zum Erzeugen eines hydraulischen Widerstandes bei einer Bewegung des Kolbens (4) gegenüber dem Arbeitszylinder (2), dadurch gekennzeichnet, daß dem Kolben (4) oder der Kolbenstange (5) ein den oberen Arbeitsraum (6) mit dem unteren Arbeitsraum (7) verbindender Durchlaßkanal (11) zugeordnet ist, in dem endseitig ein in einer Betätigungsrichtung des Kolbens (4) durch das durch den Durchlaßkanal (11) bei einer solchen Kolbenbewegung gedrückte hydraulische Medium sich öffnendes, federbelastetes Einwegventil (15) angeordnet ist, und daß dem Durchgangskanal (11) eine mit dem Einwegventil (15) in Reihe geschaltete Einrichtung (16, 17, 18) zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanals zugeordnet ist.

2. Teleskopdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Durchgangskanal (11) angeordnete federbelastete Einwegventil (15) bei Ausüben eines Zughubes des Kolbens (4) öffnend ausgelegt ist.

3. Teleskopdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßkanal (11) aus einem axial den Kolben (4) überbrückenden Abschnitt (12) und aus einem in den oberen Arbeitsraum (6) mündenden radialen Abschnitt (13) besteht.

4. Teleskopdämpfer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanals (11) dem Einwegventil (15) vorgeschaltet ist.

5. Teleskopdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einstellen der hydraulisch wirksamen Querschnittsfläche des Durchlaßkanals (11) eine konzentrisch zur Kolbenstange (5) angeordnete und in axialer Richtung einrichtbare Einstellstange (17) umfasst, die mit freiem Ende (16) in den axial verlaufenden Abschnitt (12) des Durchlaßkanals (11) eingreift und mit deren in den Durchlaßkanal (11) eingreifenden Ende (16) die hydraulisch wirksame Querschnittsfläche des Durchlaßkanals (11) in Abhängigkeit von der Stellung der Einstellstange (17) einstellbar ist.

6. Teleskopdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das freie, in den Durchlaßkanal eingreifende Ende der Einstellstange konisch verjüngt ist.

7. Teleskopdämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mantelfläche des in den axialen Abschnitt des Durchlaßkanals eingreifenden freien Endes der Einstellstange und der inneren Mantelfläche des axialen Abschnittes des Durchlaßkanals ein Ringspalt ausgebildet ist.