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In Zug- und Druckstufe wirkender hydraulischer Teleskop-
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Stoßdämpfer Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Teleskop-Stoßdämpfer
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige hydraulische Teleskop-StoßdAmpfer werden in aller Regel
an traftfahrzeugen verwendet, deren Fahrzeughauptteil federnd abgestützt ist und
weisen in der Regel einen an der Achse des Fahrzeuges befestigten Zylinder sovie
einen in dem Zylinder angeordneten Kolben auf, der über eine Kolbenstange mit dem
Fahrzeughauptteil verbunden ist, so daß Relativbeuegungen zwischen dem Kolben und
dem Zylinder auftreten, wenn die Fahrzeugräder über Bodenunebenheiten laufen. Der
Zylinder derartiger Achsdämpfer enthält eine geeignete Dämpfungsflüssigkeit, die
von einem Ende des Zylinders in einen Ausgleichsraum gedrückt wird, wenn die Achse
und der Fahrzeughauptteil einander angenähert verden. Diese Arbeitsbewegung wird
als Druckhub oder Druckstufe des Stoßdämpfers bezeichnet, vobei in vielen Fällen
die Ventilanordnungen im StoB-dämpfer zur Drosselung der Fltissigkeitsabströmung
aus den Zylinder in der Druckstufe ausgelegt sind und so der Bevegung
des
Fahrzeuges bzw. des Fahrzeughauptteiles entgegenwirken. Wenn der Zylinder und der
Kolben in Gegenrichtung bewegt werden, also in der Zugstufe beim Rückstoß der Achse,
so soll die Dämpfungsflüssigkeit wie Öl vergleichsweise unbehindert in den Zylinder
wieder eintreten können, so daß eine Unterdruckerzeugung durch den Kolben im Zylinder
durch eine relativ freie Ölansaugung vermieden wird.
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Mit der Erfindung soll das Bodenventil des Zylinders verbessert werden,
mit dem die Steuerung der Strömung des Dämpfung öles zwischen dem Zylinder und dem
Ausgleichsraum bei Relativbewegungen zvischen Kolben und Zylinder erfolgt. Diese
vergleichsweise billige Ventilausführung soll so ausgebildet werden, daß sie die
Abströmung aus dem Zylinder in der Druckstufe drosselt, jedoch beim Rückstoß in
der Zugstufe eine vergleichsweise ungedrosselte Ölansaugung ermöglicht.
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Dabei soll erreicht werden, daß das Bodenventil aus Blech-Stanzteilen
gefertigt werden kann und der Ventilteller über seiner Sitzfläche ohne einen Schaft
gehalten wird, so daß ein vom Gewicht her leichtes und schnell ansprechendes Ventil
geschaffen wird. Weiterhin soll eine Druckventilanordnung geschaffen werden, die
keine zentrale Öffnung zur Positionierung des Ventiltellers über der Dichtfläche
erfordert, so daß durch eine solche zentrale Öffnung keine Leckströmung erfolgen
kann.
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Schließlich soll eine Ventilkonstruktion geschaffen werden, die aus
einem Minimum an Einzelteilen besteht, welche billig herzustellen sind.
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Diese Zielsetzung wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch eine
aufs Druckventil und Saugventil bestehende Bodenventilanordnung für einen hydraulischen
Teleskop-Stoßdämpfer erreicht, die wenigstens überwiegend aus Stanzteilen besteht,
wobei das Saugventil und das Druckventil konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Der Schließkörper des Druckventiles ist dabei in
dem hohlen Ventilschaft
des Saugventiles gelagert und so über seiner Dichtfläche gehalten.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer AusfUhrungsform anhand der Zeichnung,
insbesondere in Verbindung mit den zusätzlichen Ansprüchen.
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Es zeigt Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht
eines als Achsdämpfer bei Kraftfahrzeugen geeigneten hydraulischen Teleskop-Stoßdämpfers,
Fig. 2 den Unterteil des Stoßdämpfers gemäß Fig. 1 in einer vergrößerten Schnittdarstellung
in der Ventilstellung bei Arbeit des Stoßdämpfers in der Druckstufe, Fig. 3 eine
Fig. 2 entsprechende Darstellung bei Arbeit des Stoßdämpfers in der Zugstufe, Fig.
4 eine Einzelansicht des Druckkopfes des Bodenventiles gemäß Fig. 2 und 3, Fig.
5 einen Schnitt gemäß Linie 5-5 in Fig. 4, Fig. 6 eine Ansicht des Ventiltellers
des Saugventiles des Bodenventils gemäß Fig. 2 und 3, Fig. 7 einen Vertikalschnitt
durch den Ventilteller gemäß Fig.
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6, Fig. 8 in vergrößerter Darstellung den inneren Dichtsitzbereich
des Ventiltellers gemäß Fig. 6, Fig. 9 und 10 Einzelansichten des Federnhalters
gemäß Fig. 2 und 3 und
Fig. 11 und 12 Einzelansichten des Druckventiltellers
gemäß Fig. 2 und 3.
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In der Zeichnung sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Hierbei ist mit 1 ein in Fig. 1 insgesamt dargestellter
Stoßdämpfer bezeichnet, wobei als Beispiel ein Zweirohrdämpfer gewählt ist, der
mit Ausnahme des mit 6 bezeichneten Bodenventils von bekannter Bauart sein kann.
Der Stoßdämpfer 1 weist einen Arbeitszylinder 2 auf, in dem ein Kolben 3 hin- und
herbeweglich angeordnet ist. Der Kolben unterteilt den Arbeitszylinder 2 in eine
untere Zylinderkammer 8 (vgl. Fig. 2 und 3) und eine obere Zylinderkammer 9.
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Der Kolben kann von einer allgemein üblichen Bauart-sein oder einstellbar
gehalten sein, wie dies aus den US-PSen 2 788 092 oder 2 507 267 bekannt ist, auf
die wegen weiterer Einzelheiten insoweit ausdrücklich Bezug genommen wird. Der Arbeitszylinder
2 ist in einem Außenrohr 4 konzentrisch gelagert, derart, daß im Ringraum zwischen
dem Arbeitszylinder 2 und dem Außenrohr 4 ein im unteren Teil mit Hydraulikflüssigkeit
und im oberen Teil mit Luft gefüllter Ausgleichsraum 5 geschaffen wird, wie dies
bei Zweirohrdämpfern bekannt ist. Der Arbeitszylinder 2 und das Außenrohr 4 sind
an ihren unteren Enden in geeigneter Weise mit einer gemeinsamen Abschlußkappe 10
verbunden, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, die wiederum mit dem
üblichen Pufferring oder irgendeiner anderen geeigneten Aufhängung versehen ist,
mit der die Befestigung an der Fahrzeugachse erfolgen kann. Die oberen Enden des
Arbeitszylinders 2 und des Außenrohres 4 sind in der üblichen Weise zur Aufnahme
der Kolbenstange 12 ausgebildet, deren eines Ende mit dem Kolben 3 und deren anderes
Ende mit einem Pufferring 15 oder einem sonstigen Verbindungsglied verbunden ist.
Der Pufferring 15 kann in der bei Pufferaufhängungen üblichen Art mit dem Fahrzeughauptteil
verbunden werden. Ein äußeres Schutzrohr 16 ist am Pufferring 15 befestigt und umgibt
den Arbeitszylinder 2 und das Außenrohr 4, so, daß die tolbenstange
12
im Inneren des Schutzrohres 16 geschützt angeordnet ist, während das Außenrohr 4
sowie der Arbeitszylinder 2 teleskopartig im Schutzrohr 16 verschiebbar sind.
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Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3-ersichtlich ist, ist das Bodenventil
6 im unteren Ende des Arbeitszylinders 2 gelagert und sitzt in einer Ringnut 17
der Abschlußkappe 10. Das Bodenventil 6 steuert die Strahlung des Dämpfungsöles
oder dgl. zwischen dem Arbeitszylinder 2 und dem Ausgleichsraum 5, derart, daß das
Öl in der unteren Zylinderkammer 8 in der Druckstufe des Stoßdämpfers gedrosselt
in den Ausgleichsraum 5 gedrückt wird, im Rückhub, in der Zugstufe also, hingegen
eine vergleichsweise ungedrosselte Rückströmung des Dämpfungsöles in die Zylinderkammer
8 erfolgt.
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Das Bodenventil 6 besteht aus einer Anzahl von Einzelteilen; eines
davon ist ein als schlüsselförmiges Stanzteil ausgebildeter Druckkopf 20. Der Druckkopf
20 veist zylindrische Seitenwände 26 auf, deren Außendurchmesser so bemessen sind,
daß die zylindrische Außenfläche dichtend an der Innenvand des Arbeitszylinders
2 anliegt, venn der Druckkopf 20 in das Ende der unteren Zylinderkammer 8 eingeschoben
wird. Diese Dichtung verhindert eine Leckströmung der Dämpfungsflüssigkeit zvischen
der Zylinderwand 26 und dem Innenraum des Arbeitszylinders 2 im Betrieb des Stoßdämpfers.
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Das innere Ende der zylindrischen Wand 26 ist mit einer sich nach
innen erstreckenden Ringwand 28 (vgl. Fig. 5) versehen.
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Die kreisförmige Ringwand 28 ist mit einer Zentralen Ausmehwmng 21
versehen, welche einen Strömungsweg. tWrdie Dämpungsflüssigkeit aus dem Ausgleichsraum
5 in die Zylinderkanier 8 in der Zugstufe des Stoßdämpfers bildet. Die innere Stirnflche
der Ringwand 28 weist einen Dichtsitz 22 für ein Saugen til auf, der ii Umfang der
Ausnehmung 21 angeordnet ist.
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Die unteren und äußeren Enden der Zylinderwand 26 weisen in Umfangsrichtung
im Abstand voneinander liegende, radial vorspringende Flansche 23 auf, die an der
unteren Stirnfläche 27 des Endes des Arbeitszylinders 2 anliegen und die axiale
Bewiegung des Druckkopfes 20 in die Zylinderkammer 8 hinein begrenzen. Die Abstände
zwischen den radialen Flanschen 23 bilden Öffnungen 24, wenn der Druckkopf 20 in
der Zylinderkammer 8 installiert ist. Wie insbesondereaus Fig. 1 ersichtlich ist,
erfolgt durch diese Öffnungen 24 die Strömungsverbindung zwischen der Zylinderkammer
8 und dem Ausgleichsraum 5.
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In der aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Weise kann ein Anschlag
25 in der oberen Fläche der Ringwand 28 vorgesehen sein, um einen Vorsprung 7 (vgl.
Fig. 1) des Kolbens 3 aufzunehmen.
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Hierdurch kann das Ventilverhalten des Kolbens, wenn dieser einstellbar
ist, eingestellt werden, ohne den Stoßdämpfer demontieren zu müssen. Die nach unten
gerichteten inneren Vorsprünge 29 des muldenförmigen Anschlages 25 bilden eine Anlagefläche,
deren Bedeutung nachfolgend noch näher erläutert wird.
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Das Bodenventil 6 weist weiterhin einen kreisförmigen Saugventilteller
30 mit einem hohlen Schaft 35 auf. Der Ventilteller 30 ist derart im Druckkopf 20
angeordnet, daß der Schaft 35 sich durch die zentrale Ausnehmung 21 hindurch nach
unten erstreckt. Der Saugventilteller 35 ist in den Fig. 6, 7 und 8 mit weiteren
Einzelheiten dargestellt und weist eine zentrale kreisförmige Öffnung 31 auf, welche
eine Strömungsverbindung zuischen.der oberen Fläche des Ventiltellers und dem Innenraum
des hohlen Schaftes 35 bildet. Durch die Öffnung 31 strömt Dämpfungsflüssigkeit
in der Druckstufe des Stoßdämpfers. Die Öffnung 31 weist im Inneren des Schaftes
35 eine Qegenbohrung 32 auf und besitzt einen gegenüber dem Innendurchmesser des
hohlen Schaftes 35 geringeren Durchmesser. Ein ringförmiger Dichtsitz 39 ist zwischen
dem Umfangsbereich der Gegenbohrung 32 und einer konischen Fläche 33 gebildet. Der
Dichtsitz 39
bildet eine Dichtfläche für ein Druckventil. Der entsprechende
Druckventilteller 55 ist in den Fig. 71 und 12 näher veranschaulicht und ist eben
mit hexagonalem Umfang ausgebildet, wobei er eine solche Größe besitzt, daß er in
den hohlen Schaft 35 paßt.
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Der hohle Schaft 35 des Saugventiles weist zvei T-förmige Schlitze
36 auf, die sich radial entlang einander gegenüber liegender Seiten des Schaftes
erstrecken. Die Schlitze 36 bilden vier Schultern 40 (vgl. Fig. 7), die Anlageflächen
für einen Federnhalter 50 bilden.
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Der Federnhalter 50 ist in den Fig. 9 und 10 Mit weiteren Einzelheiten
veranschaulicht. Wie hieraus ersichtlich ist, ist der Federhalter 50 aus einem Material
mit gleichförmiger Dicke gebildet und weist einen mittleren kreisförmigen Teil 51
sovie zvei sich radial erstreckende Arme 52 auf, deren Enden 53 senkrecht zum kreisförmigen
Bereich 51 nach oben abgebogen sind. Der kreisförmige Bereich 51 veist einen so
geringen Durchmesser auf, daß er in den Innenraum des Schaftes 35 einführbar ist.
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Bei der Montage des Bodenventils 6 wird zunächst der Saugventilteller
30 durch die zentrale Ausnehmung 21 im Druckkopf 20 derart eingeflihrt, daß der
Schaft 35 sich durch die Ausnehmung 21 nach unten erstreckt, wie dies in Fig. 2
sichtbar ist. Der Druckventilteller 55 wird sodann in den hohlen Innenraum des Schaftes.35
eingesetzt, derart, daß er am Dichtsitz 39 anliegt.
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Sodann wird eine als zylindrische Schraubenfeder ausgebildete Schließfeder
56 für das Druckventil in den hohlen Innenraum des Schaftes 35 derart eingesetzt,
daß ein Ende der Schließfeder 56 an der Unterseite des Druckventiltellers 55 anliegt.
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Eine als konische Schraubenfeder ausgebildete Schließf eder 57 wird
sodann um den Schaft 35 herum derart angeordnet, daß das größere Ende 58 der Schließfeder
57 an den inneren VorsprUngen
29 der Anschläge 25 anliegt.
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Der kreisförmige Bereich 51 des Federnhalters 50 wird sodann in den
hohlen Innenraum des Schaftes 35 derart eingesetzt, daß die Arme 52 sich radial
durch die Schlitze 36 hindurch erstrecken und die auf gebogenen Enden 53 zur Innenfläche
des Druckkopfes 20 hin gerichtet sind. Wenn der Federnhalter 50 so weit in die Schlitze
36 eingedrückt vird, daß er an den Schultern 40 anliegt, so werden beide Schließfedern
56 und 57 komprimiert.
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Die so erzielte Spannung der Schließfedern 56 und 57 drückt den Druckventilteller
und den Saugventilteller gegen ihre Dichtsitze. Die Verlängerungen 37 (vgl. Fig.
7) des Schaftes 35 werden sodann in der beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlichen
Weise umgebogen, um den Federnhalter 50 in Anlage an den Schultern 40 lage zusichern.
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Der Druckkopf wird sodann in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise in
den Arbeitszylinder 2 eingeschoben, bis die radialen Flansche 23 zur Anlage an die
Stirnfläche 27 des Arbeitszylinders 2 kommen und so die Einführbewegung begrenzen.
Wenn der Druckkopf 20 auf diese Weise in den Arbeitszylinder 2 eingesetzt ist, so
kann der Stoßdämpfer in der üblichen Weise fertigmontiert werden.
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Die Arbeitsveise des Bodenventiles 6 während der Druckstufe ist in
Fig. 2 veranschaulicht. Wenn der Kolben 3 axial im Arbeitszylinder 2 in Richtung
auf das Bodenventil 6 bevegtwird, so steigt der Flussigkeitsdruck in der Zylinderkammer
8 an und wirkt über die zentrale Öffnung 31 auf die Fläche des Druckventiltellers
55. Wenn der Druck in der Dämpfungsflüssigkeit eine Höhe erreicht hat, in der die
resultierende Druckkraft die Schließkraft der Schließfeder 56 übersteigt, so bevegt
sich der Druckventilteller 55 nach unten vom Dichtsitz weg, so daß eine Abstrdrung
der Dämpfungsflüssigkeit durch die öffnung 31 vorbei an dem geöffenten Spalt zwischen
dem Druckventilteller 55
und dem zugeordneten Dichtsitz 39 in den
hohlen Innenraum des Schaftes 35 möglich ist.
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Die auf diese Weise durch die Bemessung der Öffnung 31 begrenzt in
den hohlen Innenraum des Schaftes 35 einströmndeFlüssigkeit strömt sodann durch
die Schlitze 36 und die Öffnungen 24 zwischen dem Rand des Druckkopfes 20 und der
Abschlußkappe 10 hindurch in den Ausgleichsraum 5, so daß auf diese Weise die Flüssigkeitsmenge
bemessen wird, die in der Druckstufe aus der unteren Zylinderkammer 8 in den Ausgleichsraum
5 strömt. Die Druckstufe des Stoßdämpfers kann somit durch geeignete Bemessung der
Größe der öffnung 31 derart, daß die Strömung an Dämpfungs£lüssigkeit durch die
Öffnung 31 hindurch eine gewünschte Strömungsgeschwindigkeit erhält, eingestellt
werden.
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In der Druckstufe wirkt der hohe Flüssigkeitsdruck in der unteren
Zylinderkammer 8 auch auf den Saugventilteller 30, hebt diesen jedoch nicht von
seinem Dichtsitz 22 ab, sondern drückt ihn im Gegenteil an, so daß eine Leckströmung
von Dämpfungsflüssigkeit zwischen dem Saugventilteller 30 und seinem Dichtsitz 22
in der Druckstufe vermieden ist.
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In der Zugstufe bewegt sich der Kolben 3 axial im Arbeitszylinder
2 von dem Bodenventil 6 veg, so daß der Druck der Dämp £ungsflüssigkeit in der unteren
Zylinderkammer 8 unter denjenigen im Ausgleichsraum 5 abfällt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich
ist, wirkt dieser Druckunterschied in der Dämpfungsflüssigkeit auf den Saugventilteller
30, der von seinem Dichtsitz 22 abhebt, sobald die aus dieser Druckdifferenz resultierende
Druckkraft die Kraft der Schließfeder 57 übersteigt. Die Druckdifferenz wirkt auch
auf den Druckventilteller 55, jedoch in dessen Schließrichtung, so daß jede Leckströnnmgdurch
die Öffnung 31 vermieden ist. Die Axialbevegungdes Saugventiltellers 30 ist dadurch
begrenzt, daß die abgebogenen Enden 53 des Federnhalters 50 am Druckkopf 20 zur
Anlage gelangen.
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Wenn der Saugventilteller 30 von seinem Dichtsitz 22 abgehoben ist,
so wird eine vergleichsweise hochgedrosselte Strömungsverbindung zwischen dem Ausgleichsraum
5 und der unteren Zylinderkammer 8 eröffnet. Durch den Saugventilteller 30 wird
somit im Zusammenwirken mit den Ventilanordiungen im soll ben 3 die Zugstufe des
Stoßdämpfers gesteuert.
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