DE2655705C3

DE2655705C3 - Hydraulischer Teleskopschwingungsdampfer mit hydraulischem und elastischem Zuganschlag, insbesondere fur Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2655705C3
Application number: DE19762655705
Authority: DE
Inventors: Wilfried 5227 Windeck Kraemer; Jochen 5208 Eitorf Mund
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1976-12-09
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1980-06-12
Also published as: FR2373723A1; IT1088427B; DE2655705B2; FR2373723B1; DE2655705A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Teleskopschwingungsdämpfer mit hydraulischem und elastischem Zuganschlag, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, und ist speziell für lang bauende Federbeine, z. B. Mc Pherson-Federbeine verwendbar, bei denen eine möglichst große Arbeitsaufnahme der Zuganschläge gefordert wird.

Bei dem aus der GB-PS 8 12 528 bekannten Dämpfer dieser Art ist die innere Endwindung der Schraubenfeder an dem Dämpfungsring gehalten oder berührt die Endwindung unmittelbar einen an einer Schulter des entsprechend aufgebohrten Arbeitszylinders in seiner Verschiebbarkeit begrenzten Dämpfungsring, der als konventioneller Kolbenring ausgebildet sein kann. Der elastische Zuganschlag und der hydraulische Zuganschlag setzen gleichzeitig bei Berührung von Anschlagring und Dämpfungsring ein. Beim Rückhub nach erfolgten Zuganschlag kann sich die genannte Berührung nur dann schnell lösen und die Kolbenstange sich erwünschtermaßen ungehindert durch die Mittel des Zuganschlages zurückbewegen, wenn die Spannkraft der Schraubenfeder einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Bei Überschreitung dieses Wertes bleibt die genannte Berührung bestehen und kann in dem deckelseitigen Ringraum durch den von dem Anschlagring und dem Dämpfungsring gebildeten Verdrängungskolben ein Vakuum gezogen werden, das die Funktion s eines hydraulischen Dämpfers, insbesondere auch ein-ss Zweirohrdämpfers in nachteiliger Weise stört.

Es besteht die Aufgabe, bei einem Dämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die Mittel, die die Zuganschlagkräfte erzeugen, so auszubilden, daß eine Ό Beschränkung bei der Wahl der Spannkraft der Schraubenfeder durch die Gefahr einer Vakuumbildung nicht besteht Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs i angegebenen Maßnahmen gelöst

Der Distanzring berührt bei einem Ausziehen der Kolbenstange die innere Endwindung der Schraubenfeder, bevor der Anschlagring den Dämpfungsring berührt, und demzufolge setzt der elastische Zuganschlag vor dem hydraulischen Zuganschlag ein. Mit dem so ermöglichten Vorwegeinsatz des elastischen Anschlags ist beim Rückhub eine zwangsläufige Trennung des Anschlagrings vom Dämpfungsring verbunden, wobei die Schraubenfeder in vorteilhafter Weise ihre Spannkraft in voller Höhe über den Distanzring und den Anschlagring auf die Kolbenstange übertragen und beispielsweise die Beschleunigung eines Fahrzeugrades im Interesse einer guten Bodenhaftung unterstützen kann. Die Länge des Distanzringes ist bestimmend für den Vorwegeinsatz des elastischen Anschlags und kann in einfacher Weise den jeweiligen Verhältnissen angepaßt werden. Der Distanzring und der Anschlagring können einteilig sein. Der Dämprungsring kann innen und/oder der Anschlagring kann außen in der Weise konisch ausgebildet sein, daß ein langsam

ansteigender Übergangsbereich dem vollen Einsatz des hydraulischen Anschlags vorausgeht. Hierdurch wird zugleich ein metallisch harter, mit dem Risiko von Geräuschen verbundener Einsatz des Zuganschlags vermieden. Geräusche können auch durch eine gummielastische Beschichtung der metallischen Berührungsflächen verhindert werden.

Die dem Dämprungsring zugewandte Stirnfläche der inneren Endwindung wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit Durchflußkanälen versehen, um hier bei anliegenden Dämpfungsring einen drosselfreien Strömungsfluß zu ermöglichen. Dem gleichen Zweck kann ein mit Kanälen versehenes Zusatzteil, beispielsweise in Form eines Blechrings dienen, das zwischen der inneren Endwindung und dem Dämpfungsring angeordnet ist. Der Dämpfungsring kann in einfacher Weise als geschlitzter Kolbenring ausgebildet sein und einen als Drosselöffnung dienenden Ringstoß aufweisen, wobei der Ringstoß in seinem Querschnitt und seiner Form so bemessen werden kann, daß eine gewünschte Dämpfungscharakteristik des Zuganschlags erreicht wird, die auch durch andere im Bereich des Anschlagrings und des Dämpfungsrings vorgesehene Öffnungen beeinflußt werden kann. Der Dämpfungsring wird durch die Schraubenfeder in eine Ausgangslage zurückgeführt, die als Wartestellung bezeichnet sei, in der der Dämpfungsring kräftefrei an der inneren Endwindung der Schraubenfeder anliegt.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

^bl Fig. 1 eine Ausführungsform eines Dämpfers mit gleichzeitigem Einsatz eines hydraulischen und eines elastischen Zuganschlags,
F i g. 2 einen Ausschnitt eines Dämpfers nach F i g. 1

bei einem Rückhub nach erfolgtem Zuganschlag,

Fig.3 einen Ausschnitt eines Dämpfers nach der Erfindung,

F i g. 4 einen Ausschnitt des Dämpfers nach F i g. 3 bei einem Rückhub nach erfolgtem Zuganschlag.

Die Ausführungsform des Dämpfers mit gleichzeitigem Einsatz des hydraulischen und des elastischen Zuganschlags nach F i g. 1 dient nur der Erläuterung und ist nicht vom Schutz umfaßt

Nach F i g. 1 ist ein ölgefüllter Arbeitezylinder 1 durch einen Deckel 2 abgeschlossen. Eine aus dem Deckel 2 herausgeführte Kolbenstange 3 ist mit einem Anschlagring 4 versehen, dessen Außendurchmesser um so viel kleiner als der Durchmesser des Arbeitszylinders 1 ist, daß der zwischen dem Arbeitszylinder 1 und dem Anschlagring 4 verbleibende Spalt 14 in dem gezeichneten anschlagfreien Hubbereich der Kolbenstange 3 nahezu ungedrosselt durchströmt werden tann. In dem von der Kolbenstange 3 und dem Arbeitszylinder 1 gebildeten deckelseitigen Ringraum 5 sind ein im Arbeitszylinder 1 verschieblicher, mit einem Ringstoß 13 versehener, außenspannender kolbenringartiger Dämpfungsring 6, dessen innendurchmesser größer als der der Kolbenstange 3 und kleiner als der Außendurchmesser des Anschlagrings 4 ist, um eine gegenüber dem Arbeitszylinder I und der Kolbenstange 3 Spiel aufweisende Schraubenfeder 7 mit plan gedrückten Endwindungen angeordnet, wobei die äußere Endwindung 8 über den Durchmesser des Arbeitszylinders 1 hinaus aufgebogen und zwischen dem Deckel 2 und einem Absatz 15 des Arbeitszylinders 1 mittels einer Bördelung 12 eingespannt ist und die Innere Endwindung 9 einen Durchmesser hat, der größer als der Innendurchmesser des Dämpfungsrings 6 ist. Die Eigenspannung des von der Endwindung 9 berührt»·, _,-, Dämpfungsrings 6 ist so groß, daß er im anschlämmen Hubbereich auch bei Erschütterungen nicht aus der gezeichneten Wartestellung verschoben wird.

Die Kolbenstange 3 ist in einer Lagerbuchse 16 des Deckels 2 verschieblich geführt und durch einen Dichtring 17 nach außen abgedichtet Ein O-Ring 18 dichtet den Deckel 2 gegenüber dem Arbeitszylinder 1. Weitere Einzelheiten des als Mc Pherson-Federbeins verwendbaren Dämpfers sind ein Befestigungsstift 19 am äußeren Ende der Kolbenstange 3 zur gelenkigen Befestigung der Kolbenstange 3 an einem nicht gezeichneten Aufbau, ein mit Dämpfunysventilen bestückter Arbeitskolben 20 am inneren Ende der Kolbenstange 3, ein anschlagmittelfreier kolbenseitiger Ringraum 23, ein bodenseitiger Arbeitsraum 24 auf der anderen Seite des Arbeitskolbens 20 und ein den Arbeitszylinder 1 an dem dem Deckel 2 gegenüberliegenden Ende abschließendes Bodenteil 21, das in nicht gezeichneter Weise einen Ausgleichsraum für das verdrängle Kolbenstangenvolumen enthalten möge und einen Achsschenkel 22 trägt, auf dem ein nicht gezeichnetes Fahrzeugrad gelagert zu denken ist

Der Zuganschlagbereich der Kolbenstange 3 beginnt, sobald der Anschlagring 4 den Dämpfungsring 6 berührt. Die einander zuge\, audien Berührungsflächen t>o 10 und 11 des Anschlagrings 4 bzw. des Dämpfungsrings 6 sind plan und bilden im Zustand der Berührung eine dichte Fläche. Bei einem weiteren Herausziehen der Kolbenstange 3 kann das im deckelseitigen Ringraum 5 eingeschlossene öl nur durch den Ringstoß 13 und evtl. tr. andere nicht gezeichnete Drosselöffnungen in den kolbenseitigen Ringraum 23 strömen, wobei hydraulische Anschlagkräfte erzeugt werden. Gleichzeitig wird die Schraubenfeder 7 zusammengedrückt wobei elastische Anschlagkräfte erzeugt werden. Sobald die Anschlagenergie aufgezehrt ist erfolgt der Rückhub der Kolbenstange 3 unter Einwirkung einer nicht gezeichneten Fahrzeugfeder, wobei das Ol aus dem kolbenseitigen Ringraum 23 in den deckelseitigen Ringraum 5 durch den Ringstoß 13 und außerdem durch einen rwischen dem Anschlagring 4 und dem Dämpfungsring 5 entstehenden Spalt 26 zurückströmt indem der Anschlagring 4 dem Dämpfungsring 6 etwas vorauseilt, wie die Fig.2 zeigt Wenn die Schraubenfeder 7 so kräftig ausgelegt ist daß es nicht zur Bildung eines Spaltes 26 kommt besteht die Gefahr, daß im deckelseitigen Ringraum 5 ein unerwünschtes Vakuum gezogen wird Nach dem ersten Herausziehen der Kolbenstange 3 in den Zuganschlagbereich und anschließendem Rückhub nimmt der Dämpfungsring 6 automatisch seine Wartestellung ein.

Nach Fig.3 ist ein ölgefüllter Arbeitszylinder 101 durch einen Deckel 102 abgeschlossen. Eine aus dem Deckel 102 herausgeführte Kolbenstange 103 ist mit einem mittels eines Sprengrings 128 und einer Bördelung 129 befestigten Anschlagring 104 versehen. In einem deckelseitigen Ringraum 105 sind ein mit einem Ringstoß 113 versehener, außen spannender Dämpfungsring 106 und eine Schraubenfeder 107 angeordnet deren äußere Endwindung 108 über das Maß des Arbeitszylinders 101 aufgeweitet ist und sich mit Eigenspannung in der gezeichneten, an dem Deckel 102 anliegenden Lage hält. Die Schraubenfeder 107 ist für eine große Arbeitsaufnahme ausgelegt und weist einen den Ringraum 105 nahezu ausfüllenden Rechteckquerschnitt auf. Ihre innere Endwindung 109 ist von einem auf der Kolbenstange 103 verschieblich geführten Blechring 130 eingefaßt, der einen mit Durchflußkanälen 131 versehenen, an dem Dämpfungsring 106 anliegenden Kragen 132 aufweist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Dämpfungsrings 106 ist. Auf dem Anschlagring 104 sitzt ein Distanzring 145, zweckmäßig mit leichtem Preßsitz, um die Möglichkeit eines Klapperns auszuschließen. Der Außendurchmesser des Distanzrings 145 ist kleiner als der Innendurchmesser des Dämpfungsrings 106. Die Länge des Distanzrings 145 ist größer als die addierten axialen Längen des Dämpfungsrings 106 und des Kragens 132.

Weitere Einzelheiten des Dämpfers, der einem handelsüblichen Zweirohrdämpfer entsprechen möge, sind ein Außenrohr 140, das zusammen mit dem Arbeitszylinder 101 einen zum Teil mit öl und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichsraum 141 bildet, ein anschlagmittelfreier Ringraum 123 und im Bereich des Deckels 102 eine Lagerbuchse 116, ein Dichtring 117 und ein zwischen der Lagerbuchse 116 und einem Winkelring 135 gehaltener innenspannender Kolbenring 136, der dynamische Drücke des Ringraums 105 von dem Dichtring 117 fernhält und die Möglichkeit eines Ansaugens von Gas aus dem Ausgleichsraum 141 in den Ringraum 105 unterbindet Eine Bördelung 112 des Außenrohrs 140 umfaßt den Deckel 102 und den Dichtring 117 und preßt in bekannter Weise einen Absatz 142 des Deckels 102 gegen die deckelseitige Stirntläche des Arbeitszylinders 101. Im Deckel 102 ist ein Kanal 143 vorgesehen, der einen Raum 144 zwischen dem Deckel 102 und dem Dichtring 117 mit dem Ausgleichsraum 141 verbindet und so unter einen definierten Druck setzt.

Der elastische Zuganschlagbereich beginnt bei einem

Herausziehen der Kolbenstange 103, sobald die freie Stirnfläche 146 des Distanzrings 145 den Blechring 130 berührt und die innere Endwindung 109 der Schraubenfeder 107 gegen den Deckel 102 schiebt. Bei einem weiteren Herausziehen der Kolbenstange 103 um einen Betrag, der der Länge des Distanzrings 145 abzüglich der axialen Längen des Dämpfungsrings 106 und des Kragens 132 entspricht, setzt zusätzlich der hydraulische Anschlag ein, wenn der Anschlagring 104 und der Dämpfungsring 106 einander berühren. Bei einem Rückhub aus dem hydraulischen Anschlagbereich überträgt die Schraubenfeder 107 ihre volle Vorspannkraft über den Distanzring 145 und den Anschlagring 104 auf die Kolbenstange !03 und kann das öl ungehindert durch eine Berührung des Anschlagrings 104 und des Dämpfungsrings 106 aus dem anschlagmit telfreien Ringraum 123 in den deckelseitigen Ringraum 105 strömen, nachdem diese Berührung bei Beginn des Rückhubes durch ein Hängenbleiben des Dämpfungsrings 106 gelöst wurde und zwischen dem Anschlagring 104 und dem sich wieder an den Kragen 132 anlegenden Dämpfungsring 106 ein freier Abstand 148 entstand, wie die Fig.4 zeigt Durch eine entsprechend enge Bemessung der Kanäle 131 im Kragen 132 oder durch andere Mittel, beispielsweise durch ein enges radiales

ίο Spiel zwischen dem Distanzring 145 und dem Dämpfungsring 106 kann beim Rückhub auch ein Strömungswiderstand erzeugt werden, der die Übertragung der Vorspannkraft der Schraubenfeder 107 auf die Kolbenstange 103 ganz oder teilweise aufhebt, wenn dies erwünscht ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Teleskopschwingungsdämpfer mit hydraulischem und elastischem Zuganschlag, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem durch einen Deckel abgeschlossenen ölgefüllten Arbeitszylinder, einer aus dem Arbeitszylinder herausgeführten, in dem Deckel verschieblich geführten Kolbenstange, mit einem an der Kolbenstange vorgesehenen Anschlagring, dessen Außendurchmesser größer als der der Kolbenstange und kleiner als der des Arbeitszylinders ist, mit Mitteln, die bei Annäherung des Anschlagrings an den Deckel Anschlagkräfte erzeugen, wobei im von der Kolbenstange und dem Arbeitszylinder gebildeten deckelseitigen Ringraum ein im Arbeitszylinder verschiehlicher Dämpfungsring, dessen Innendurchmesser größer als der der Kolbenstange und kleiner als der Außendurchmesser des Anschlagrings ist, und eine zusammendrückbare, als elastischer Zuganschlag wirkender Schraubenfeder angeordnet sind, deren am Deckel anliegende äußere Endwindung im Bereich des Deckels gehaltert ist, wobei der Anschlagring und der Dämpfungsring im Zustand ihrer Berührung einen gemeinsamen als hydraulischer Zuganschlag wirkenden Verdrängungskolben bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anschlagring (104) und der inneren Endwindung (109) der Schraubenfeder (107) ein im anschlagfreien Hubbereich wirkungsloser Distanzring (145) vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Dämpfungsrings (106) und größer als der Innendurchmesser der inneren Endwindung (109) ist.

2. Dämpfer nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich zwischen der inneren Endwindung (109) der Schraubenfeder (107) und dem Dämpfungsring (106) abstützendes Zusatzteil (Blechring 130) mit Durchflußkanälen (131) vorgesehen ist.