DE4320446A1 - Stoßdämpfer - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge zur Beeinflussung einer Relativbewegung zweier relativ zueinander beweg­ barer Massen. Eine der beiden Massen ist ein Fahrzeugaufbau und die jeweils andere Masse ist ein ein drehbares Fahrzeugrad tragender Radträger.

Es gibt Stoßdämpfer mit einer einen Zylinder durchstoßenden Kolben­ stange, an der ein Kolben befestigt ist, der in einem Zylinder axial verschiebbar gelagert ist und ein Inneres des Zylinders in einen oberen Arbeitsraum und in einen unteren Arbeitsraum teilt. Ferner gibt es bei diesem Stoßdämpfer einen teilweise mit einem Gas gefüll­ ten Speicherraum. In dem Kolben befindet sich ein Zugdämpfungsventil und ein Rückschlagventil. Der Speicherraum ist über ein weiteres Rückschlagventil und über ein Druckdämpfungsventil mit dem zweiten, der Kolbenstange abgewandten Arbeitsraum verbunden. Im Ausfahrhub ist das Rückschlagventil im Kolben geschlossen und das aus dem er­ sten Arbeitsraum verdrängte Volumen strömt über die Zugdämpfungs­ drossel in den zweiten Arbeitsraum und gleichzeitig kann aus dem Speicherraum Druckmedium über das zweite Rückschlagventil in den zweiten Arbeitsraum strömen. Während eines Einfahrhubes ist das zweite Rückschlagventil zwischen dem zweiten Arbeitsraum und dem Speicherraum geschlossen und das von der Kolbenstange verdrängte Vo­ lumen strömt über das Druckdämpfungsventil in den Speicherraum. Gleichzeitig kann Druckmedium über das erste im Kolben sich befin­ dende Rückschlagventil vom zweiten Arbeitsraum in den ersten Ar­ beitsraum gelangen. Während des Ausfahrhubes bestimmt die Zugdämp­ fungsdrossel im Kolben die Dämpfung des Stoßdämpfers und während ei­ nes Einfahrhubes bestimmt das mit dem Zylinder verbundene Druckdämp­ fungsventil die Dämpfung des Stoßdämpfers. Ein derartiger bekannter Stoßdämpfer wird üblicherweise als Zweirohrstoßdämpfer bezeichnet. So ein Stoßdämpfer ist beispielsweise in dem Buch von Reimpell "Fahrwerktechnik: Stoßdämpfer", 1. Auflage 1983, Vogel-Buchverlag Würzburg, auf der Seite 22 dargestellt.

Ein derartiger Stoßdämpfer wird vorzugsweise bei passiven, d. h. nicht steuerbaren Stoßdämpfern verwendet. Soll die Dämpfung dieses Stoßdämpfers steuerbar sein, so ist von Nachteil, daß das für den Ausfahrhub zuständige Zugdämpfungsventil im Kolben und das für den Einfahrhub zuständige Druckdämpfungsventil am Zylinder angeordnet ist. Dies hat namlich den Nachteil, daß zu beiden Ventilen elektri­ sche Leitungen gelegt werden müssen. Da der Kolben bzw. die Kolben­ stange sich relativ zu dem Zylinder bewegt, ist eine geeignete ein­ fache Verlegung der elektrischen Leitungen nicht möglich bzw. es muß mit baldigem Ausfall der Steuerbarkeit gerechnet werden, wegen de­ fekter elektrischer Leitungen.

Um das soeben geschilderte Problem zu umgehen, wurde versucht, das für den Einfahrhub und das für den Ausfahrhub zuständige Ventil in den Kolben zu verlegen. Ein derartiger Stoßdämpfer ist in der DE-A-32 46 697 dargestellt. Dieser Stoßdämpfer hat jedoch nur sehr beschränkte Einsatzmöglichkeiten, da mit diesem Stoßdämpfer eine problemlose, sinnvolle Veränderung der Dämpfungskraft nicht möglich ist. Falls bei diesem Stoßdämpfer während eines Einfahrhubs die Dämpfung zu groß ist, wird aus dem sich verkleinernden unteren Ar­ beitsraum zu viel Druckmedium über eine Bohrung in den Speicherraum gedrückt und in den oberen ringförmigen Arbeitsraum kann nicht genug Druckmedium nachströmen, so daß der Druck in diesem oberen Arbeits­ raum zu sehr abfällt und das dort sich befindende Druckmedium auf­ schäumt, d. h. Gasblasen können aus dem Druckmedium austreten. Dies ist insbesondere auch deshalb sehr unangenehm, weil zu Beginn eines Ausfahrhubes zuerst dieser durch die Ausgasung entstandene Raum zu­ sammenschlägt, bevor die Dämpfung wieder einsetzen kann. Bei diesem Stoßdämpfer ist die maximal einstellbare Dämpfung für den Einfahrhub sehr beschränkt.

Daneben gibt es auch einen Stoßdämpfer, bei dem versucht ist, das Ausgasen bzw. das Aufschäumen des Druckmediums während des Einfahr­ hubes im stangenseitigen Arbeitsraum zu vermeiden. Einen derartigen Stoßdämpfer zeigt die DE-A-33 03 293 bzw. die zu der gleichen Pa­ tentfamilie gehörende US 45 61 524. Dieser Stoßdämpfer erfordert je­ doch einen hohen Bauaufwand und ist deshalb sehr teuer. Dazu kommt, daß bei diesem Stoßdämpfer ein zusätzlicher bodenseitiger Steuer­ schieber erforderlich ist, welcher sehr genau eingepaßt sein muß und der bei geringsten Fertigungsfehlern und/oder bei verschmutztem Druckmedium zum Klemmen neigen kann. Der zusätzliche Steuerschieber befindet sich zwischen dem bodenseitigen Arbeitsraum und dem Spei­ cherraum. Bei diesem Stoßdämpfer soll während eines Einfahrhubes Druckmedium aus dem Speicherraum in den oberen, die Kolbenstange um­ gebenden Arbeitsraum gelangen können. Während eines Ausfahrhubes muß der umgekehrte Weg jedoch versperrt sein. Um dies entsprechend zu steuern ist der im Bodenbereich des Zylinders angeordnete zusätz­ liche Steuerschieber notwendig.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer mit den Merkmalen des Hauptan­ spruchs hat demgegenüber insbesondere den Vorteil, daß durch ein­ fache, funktionssichere Maßnahmen ein Verschäumen des Druckmediums bzw. ein Ausgasen von in dem Druckmedium gelöstem Gas verhindert wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Stoßdämpfers möglich.

Der vorgeschlagene Stoßdämpfer ermöglicht auf vorteilhafte Weise die Anordnung einer sowohl während des Einfahrhubes als auch während des Ausfahrhubes wirksamen Steuerventileinrichtung im Kolben, ohne daß durch diese Maßnahme die Gefahr einer Aufschäumung des Druckmediums entstehen kann.

Vom zweiten Arbeitsraum kann das Druckmedium über die Ventileinrich­ tung in die in den ersten Arbeitsraum führende Verbindung gelangen. Während eines Einfahrhubes gelangt das von der Kolbenstange ver­ drängte Volumen in den Speicherraum.

Die Drosseleinrichtung, durch die das Druckmedium bei Strömen von der Ventileinrichtung in den Speicherraum fließen muß, sorgt für eine Anhebung des Druckes in der Verbindung, was den Vorteil hat, daß das Druckmedium über die Verbindung mit etwas angehobenem Druck in den ersten Arbeitsraum gelangt, so daß auch bei im Querschnitt knapp dimensionierter Verbindung ein Aufschäumen des Druckmediums verhindert wird.

Wenn man das durch die Drosseleinrichtung strömende Druckmedium nicht am Anfang der Verbindung, sondern im Verlauf dieser Verbindung abzweigt, so führt dies mit geringem Aufwand und mit einer geringen Drosselung des Druckmediums zu einem sicheren Anheben des Druckes des über die Verbindung in den ersten Arbeitsraum strömenden Druck­ mediums.

Man kann um das die beiden Arbeitsräume aufnehmende innere Mantel­ rohr mit etwas Abstand ein zweites Mantelrohr anordnen und die Ver­ bindung durch den zwischen diesen beiden Mantelrohren sich bildenden Zwischenraum hindurchführen. Dies bietet den Vorteil einfacher Her­ stellmöglichkeit und die Verbindung vergrößert das Bauvolumen des Stoßdämpfers in vorteilhafter Weise nur sehr unwesentlich.

Wenn man den Abstand dieser beiden Mantelrohre, im Querschnitt be­ trachtet, mit unterschiedlichem radialem Abstand zueinander anord­ net, so wird, bei gleicher freier Querschnittsfläche zwischen den beiden Mantelrohren, der Widerstand für das durch die Verbindung strömende Druckmedium vorteilhafterweise besonders gering.

Zeichnung

Ausgewählte, besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Stoß­ dämpfers sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 bis 6 je ein Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer läßt sich immer dann einsetzen, wenn die Relativbewegung zweier relativ zueinander bewegbarer Massen beeinflußbar sein soll und wenn diese Beeinflussung steuerbar sein soll. Der Stoßdämpfer kommt insbesondere bei Kraftfahrzeugen zur Be­ einflussung der zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem ein Fahr­ zeugrad tragenden Radträger zum Einsatz.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen das Wesentliche der Erfindung. Um bei vertretbarem Platzaufwand das Wesentliche möglichst groß darstellen zu können, sind verschiedene Zwischenräume innerhalb des Stoßdämp­ fers verkürzt dargestellt. Insbesondere kann der Hub des Stoßdämp­ fers relativ zum Durchmesser des Stoßdämpfers wesentlich größer sein, als es bei Betrachtung der Fig. 1 bis 4 den Anschein hat. Ebenfalls um das Wesentliche der Erfindung möglichst groß darstellen zu können, ist in den Fig. 1 bis 4 und 6 immer nur die linke Hälfte des Stoßdämpfers dargestellt. Dem Fachmann ist es ein Leichtes, die andere Hälfte des Stoßdämpfers entsprechend zu ergänzen.

Die Fig. 1 zeigt einen Zylinder 2 eines Stoßdämpfers. Der Zylinder 2 umfaßt ein inneres Mantelrohr 4, ein mittleres Mantelrohr 6, ein äußeres Mantelrohr 8, ein stangenseitiges Ende 10 und ein bodensei­ tiges Ende 12. Innerhalb des inneren Mantelrohres 4 des Zylinders 2 wird zwischen den beiden Enden 10, 12 ein Innenraum gebildet. In dem Innenraum ist an dem inneren Mantelrohr 4 ein Kolben 14 axial ver­ schiebbar gelagert. Der Kolben 14 ist mit einer Kolbenstange 16 ver­ bunden. Die Kolbenstange 16 durchdringt das stangenseitige Ende 10 und führt aus dem Innenraum des Zylinders 2 hinaus. Im Bereich des dem Kolben 14 abgewandten Ende ist die Kolbenstange 16 mit einer ersten Masse 18 verbunden. Der Zylinder 2 ist mit einer zweiten Masse 19 gekoppelt bzw. verbunden. Die erste Masse 18 ist beispiels­ weise ein Fahrzeugaufbau und die zweite Masse 19 ist z. B. ein Rad­ träger, wie z. B. eine Fahrzeugachse, an der ein nicht dargestelltes Fahrzeugrad gelagert ist.

Der Kolben 14 teilt den Innenraum des Zylinders 2 in einen ersten Arbeitsraum 21 und in einen zweiten Arbeitsraum 22. Der erste Ar­ beitsraum 21 befindet sich zwischen dem stangenseitigen Ende 10 und dem Kolben 14 und wird von der Kolbenstange 16 durchdrungen. Der zweite Arbeitsraum 22 befindet sich zwischen dem Kolben 14 und dem bodenseitigen Ende 12. Eine zwischen dem stangenseitigen Ende 10 und der Kolbenstange 16 vorgesehene Dichtung 24 dichtet den ersten Ar­ beitsraum 21 nach außen hin ab. Ein am Außenumfang des Kolbens 14 angeordnetes Führungselement 26 sorgt für eine Abdichtung zwischen dem Kolben 14 und dem Zylinder 2 und sorgt somit dafür, daß in einem eventuellen Spalt zwischen dem Kolben 14 und dem Mantelrohr 4 des Zylinders 2 kein Druckmedium zwischen den beiden Arbeitsräumen 21 und 22 hin- und herströmen kann.

Die Mantelrohre 4, 6, 8 haben die Form kreisrunder, zylindrischer Rohrstücke. Jedes dieser Mantelrohre 4, 6, 8 erstreckt sich zwischen den beiden Enden 10, 12 und ist im Bereich der beiden Enden 10, 12 druckdicht befestigt. Die drei Mantelrohre sind ineinandergesteckt und die Innendurchmesser und Außendurchmesser der drei Mantelrohre 4, 6, 8 sind so bemessen, daß zwischen dem inneren Mantelrohr 4 und dem mittleren Mantelrohr 6 ein Zwischenraum 28 und zwischen dem mittleren Mantelrohr 6 und dem äußeren Mantelrohr 8 ein Speicherraum 30 frei bleibt.

Die Arbeitsräume 21, 22 enthalten ein Druckmedium, vorzugsweise ein Öl. Der Speicherraum 30 ist zum Teil mit dem Druckmedium und zum Teil mit einem Gas gefüllt. Zwischen dem Druckmedium und dem Gas bildet sich eine Flüssigkeitsoberfläche 31. Als Abwandlung zu den dargestellten Ausführungsbeispielen kann auch noch eine das Gas von dem Druckmedium trennende Membrane oder z. B. ein Trennkolben ange­ ordnet sein.

Das Gas in dem Speicherraum 30 ist vorzugsweise mit einem Vorspann­ druck vorgespannt.

Im Bereich der ersten Masse 18 gibt es eine Steuereinrichtung 32. Eine Steuerleitung 34 führt durch die Kolbenstange 16 zu einer im Bereich des Kolbens 14 angeordneten Steuerventileinrichtung 36. Ein Steuerdurchlaß 38 führt durch den Kolben 14 und mündet einerseits in den ersten Arbeitsraum 21 und andererseits in den zweiten Arbeits­ raum 22. Die Steuerventileinrichtung 36 befindet sich im Verlauf des Steuerdurchlasses 38.

Die Steuereinrichtung 32 ist beispielsweise eine elektronische Schaltung und die Steuerleitung 34 ist beispielsweise eine elektri­ sche Leitung. In Abhängigkeit nicht dargestellter Sensoren bzw. in Abhängigkeit eingegebener Sollwerte oder eines eingegebenen Pro­ gramms kann die Steuereinrichtung 32 über die Steuerleitung 34 der Steuerventileinrichtung 36 Ansteuersignale übermitteln. Mit diesen Ansteuersignalen kann die Steuerventileinrichtung 36 verstellt wer­ den. In Abhängigkeit dieser Verstellung wird das aus dem ersten Ar­ beitsraum 21 durch den Steuerdurchlaß 38 in den zweiten Arbeitsraum 22 strömende Druckmedium mehr oder weniger angedrosselt. Auch das aus dem zweiten Arbeitsraum 22 in den ersten Arbeitsraum 21 strö­ mende Druckmedium wird in Abhängigkeit der Ansteuersignale mit Hilfe der Steuerventileinrichtung 36 mehr oder weniger angedrosselt. Die Steuerventileinrichtung 36 kann so ausgebildet sein, daß das durch den Steuerdurchlaß 38 strömende Druckmedium in die beiden Richtungen gleich stark gedrosselt wird und eine Verstellung der Drosselung für die eine Richtung eine entsprechend gleich große Verstellung der Drosselung in die andere Richtung bedeutet. Die Steuerventileinrich­ tung 36 kann aber auch so ausgebildet sein, daß das Strömen des Druckmediums durch den Steuerdurchlaß 38 in die beiden Richtungen unabhängig voneinander gedrosselt und unabhängig voneinander ver­ stellt werden kann.

Im Bereich des bodenseitigen Endes 12 des Zylinders 2 gibt es eine Ventileinrichtung 40. Diese umfaßt beispielsweise ein Rückschlagven­ til 41 und ein Ventil 42. Im Bereich des stangenseitigen Endes 10 des Zylinders 2 befindet sich ein Rückschlagventil 43. Bei dem hier vorgeschlagenen Stoßdämpfer gibt es eine Verbindung 50. Ein Durchlaß 46 bzw. 46a, 46b verbindet die Ventileinrichtung 40 mit dem zweiten Arbeitsraum 22. Da der Durchlaß in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwei parallel verlaufende Kanäle umfaßt, ist der Durchlaß in der Zeichnung mit 46a und 46b bezeichnet. Ein weiterer Durchlaß 47 führt von der Ventileinrichtung 40 in den Zwischenraum 28, und ein weite­ rer Durchlaß 48 verbindet die Ventileinrichtung 40 mit dem Speicher­ raum 30. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Durch­ lässe 47, 48 so verlegt, daß sie in einem Teil ihrer Strecke inner­ halb eines gemeinsamen Kanals verlaufen. Ein Durchlaß 49 führt von dem Zwischenraum 28 in den ersten Arbeitsraum 21. Im Verlauf dieses Durchlasses 49 befindet sich das Rückschlagventil 43.

Die Verbindung 50 führt, ausgehend von dem zweiten Arbeitsraum 22, durch die Ventileinrichtung 40, durch den Durchlaß 47, durch den Zwischenraum 28, durch den Durchlaß 49 und durch das Rückschlagven­ til 43 in den ersten Arbeitsraum 21. Das Rückschlagventil 43 im Ver­ lauf der Verbindung 50 ist so angeordnet, daß das Druckmedium beim Strömen in den ersten Arbeitsraum 21 vom Rückschlagventil 43 weit­ gehend nicht angedrosselt wird, jedoch erlaubt das Rückschlagventil 43 im wesentlichen kein Entweichen von Druckmedium aus dem ersten Arbeitsraum 21 durch die Verbindung 50. Geringe Leckagen in Sperrichtung durch das Rückschlagventil 43 sind für die Funktion des Stoßdämpfers unerheblich, was die Verwendung eines sehr einfachen Rückschlagentils 43 erlaubt.

Die Ventileinrichtung 40 ist so gestaltet, daß das Druckmedium beim Strömen aus Richtung des zweiten Arbeitsraumes 22 durch die Ventil­ einrichtung 40 auf vorgegebene Art gedrosselt bzw. vorgespannt wird, jedoch erlaubt die Ventileinrichtung 40 ein weitgehend ungedrossel­ tes Strömen von Druckmedium aus Richtung des Speicherraumes 30 in den zweiten Arbeitsraum 22.

Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Ventileinrichtung 40 das Rückschlagventil 41 und das Ventil 42. Dies ist nur beispielhaft und wurde insbesondere deshalb so gewählt, um die Zeichnung möglichst anschaulich zu gestalten. Man könnte genau­ sogut das Rückschlagventil 41 und das Ventil 42 mit einem einzigen Element realisieren. Z.B. könnte man ein sogenanntes Plattenventil dafür verwenden, welches in eine Richtung das Druckmedium weitgehend ungedrosselt strömen läßt und in die jeweils andere Strömungsrich­ tung wird das Druckmedium in vorbestimmbarer Höhe gedrosselt. Der Fachmann kennt derartige Ventile, so daß eine detaillierte Beschrei­ bung wie das Ventil im einzelnen aufgebaut ist, nicht erforderlich ist.

Während eines Einfahrhubes, gelegentlich auch als Druckstufe be­ zeichnet, bewegen sich die beiden Massen 18, 19 aufeinander zu. Im Falle eines Ausfahrhubes, gelegentlich auch als Zugstufe bezeichnet, streben die beiden Massen 18, 19 auseinander.

Befindet sich der Stoßdämpfer im Einfahrhub, so taucht die Kolben­ stange 16 zunehmend in den Zylinder 2 ein, wobei das Volumen des er­ sten Arbeitsraumes 21 größer wird und das Volumen des zweiten Ar­ beitsraumes 22 verkleinert sich. Da während des Einfahrhubes die Kolbenstange 16 in das Innere des Zylinders 2 eintaucht, nimmt das Volumen des ersten Arbeitsraumes 21 nicht in dem Maße zu, wie sich das Volumen des zweiten Arbeitsraumes 22 verkleinert. Deshalb muß während des Einfahrhubes ein Teil des Druckmediums in den Speicher­ raum 30 entweichen. Während eines Ausfahrhubes taucht die Kolben­ stange 16 aus dem Inneren des Zylinders 2 aus, wobei das Volumen des zweiten Arbeitsraumes 22 stärker größer wird als das Volumen des er­ sten Arbeitsraumes 21 abnimmt. Deshalb muß im Ausfahrhub ein Teil des Druckmediums aus dem Speicherraum 30 in den Arbeitsraum 22 ein­ strömen können. Dies geschieht bei dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel durch den Durchlaß 48 über die Ventileinrichtung 40, wobei in dem speziellen dargestellten Ausführungsbeispiel das Druckmedium aus dem Speicherraum 30 nahezu ungedrosselt durch das Rückschlagventil 41 der Ventileinrichtung 40 in den zweiten Arbeits­ raum 22 einströmen kann. Während eines Einfahrhubes wird das aus dem zweiten Arbeitsraum 22 in den Speicherraum 30 strömende Druckmedium gedrosselt, wobei bei dem dargestellten speziellen Ausführungsbei­ spiel die Drosselung des Druckmediums durch das vorgespannte Ventil 42 der Ventileinrichtung 40 erfolgt.

Während eines Einfahrhubes strömt Druckmedium aus dem zweiten Ar­ beitsraum 22 durch die Steuerventileinrichtung 36 in den ersten Ar­ beitsraum 21, wobei es durch die Steuerventileinrichtung 36 mit Hilfe der Steuereinrichtung 32 in vorbestimmbarer, veränderbarer Weise gedrosselt wird. Während eines Ausfahrhubes strömt Druckmedium aus dem ersten Arbeitsraum 21 durch die Steuerventileinrichtung 36. Entsprechend den von der Steuereinrichtung 32 vorgegebenen Ansteuer­ signalen wird das Druckmedium dabei gedrosselt und strömt in den zweiten Arbeitsraum 22.

Während eines Einfahrhubes entsteht in dem durch den Steuerdurchlaß 38 aus dem zweiten Arbeitsraum 22 in den ersten Arbeitsraum 21 strö­ menden Druckmedium eine durch die Steuerventileinrichtung 36 her­ vorgerufene und beeinflußbare Druckdifferenz. Und es entsteht auch eine Druckdifferenz innerhalb der Ventileinrichtung 40 durch das aus dem zweiten Arbeitsraum 22 in Richtung des Speicherraumes 30 strö­ mende Druckmedium. Wenn die Druckdifferenz bei der Steuerventil­ einrichtung 36 kleiner ist als die Druckdifferenz im Bereich der Ventileinrichtung 40, dann strömt nichts durch die Verbindung 50 in den ersten Arbeitsraum 21. Die Steuerventileinrichtung 36 kann man beispielsweise zwischen 0 bar Druckdifferenz und einer Druckdiffe­ renz die nahezu gleich groß ist wie die Druckdifferenz bei der Ven­ tileinrichtung 40 variieren. Innerhalb dieses Bereiches ist ein problemloses Verstellen der Steuerventileinrichtung 36 möglich.

Wenn während eines Einfahrhubes das Druckmedium durch die Steuerven­ tileinrichtung 36 stärker gedrosselt wird als im Bereich der Ventil­ einrichtung 40, dann würde ohne die Verbindung 50 der Druck in dem ersten Arbeitsraum 21 so weit abfallen, daß das in dem ersten Ar­ beitsraum 21 sich befindende Druckmedium aufschäumt bzw. es bestünde die Gefahr, daß aus dem innerhalb des ersten Arbeitsraumes 21 sich befindenden Druckmedium gelöstes Gas austreten würde. Diese Gefahr besteht bei dem hier vorgeschlagenen Stoßdämpfer nicht, denn wegen der in den Arbeitsraum 21 führenden Verbindung 50 kann aus dem Spei­ cherraum 30 kommend bzw. aus dem zweiten Arbeitsraum 22 kommend Druckmedium in den ersten Arbeitsraum 21 einströmen. Da das Rück­ schlagventil 43 in der Verbindung 50 das Druckmedium höchstens un­ wesentlich androsselt, herrscht in dem ersten Arbeitsraum 21 auf je­ den Fall mindestens der in dem Speicherraum 30 herrschende Vorspann­ druck. Eine weitere Maßnahme gegen das Ausgasen bzw. Aufschäumen in dem Arbeitsraum 21 besteht darin, daß man das Gas in dem Speicher­ raum 30 mit einem erhöhten Vorspanndruck versieht. Diese Maßnahme ist jedoch aus mehreren Gründen nur sehr beschränkt anwendbar, weil der erhöhte Vorspanndruck unter anderem z. B. die Reibung zwischen der Dichtung 24 und der Kolbenstange 16 erhöht und weil der erhöhte Vorspanndruck den Kolben 14 in Richtung Ausfahrhub treibt.

Während eines Ausfahrhubes ist das Rückschlagventil 43 innerhalb der Verbindung 50 geschlossen und der Stoßdampfer arbeitet in gleicher Weise wie ein bisher bekannter Stoßdämpfer, so daß die Funktions­ weise des Stoßdämpfers für diese Bewegungsrichtung nicht näher er­ läutert werden muß.

Die Fig. 2 zeigt ein weiteres, vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers.

In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit densel­ ben Bezugszeichen versehen. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele sind weitgehend gleich aufgebaut wie das erste Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, bis auf die nachfolgend im wesentlichen angegebenen Abweichungen. Einzelheiten der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das im Ver­ lauf der Verbindung 50 sich befindende Rückschlagventil 43 nicht im stangenseitigen Ende 10 sondern im Bereich des bodenseitigen Endes 12 angeordnet und zwar im Durchlaß 47 zwischen der Ventileinrichtung 40 und dem Zwischenraum 28.

Ferner umfaßt die Steuerventileinrichtung 36 zwei elektrisch ver­ stellbare Steuerventileinrichtungen 36a und 36b, wobei beispiels­ weise die Steuerventileinrichtung 36a für den Einfahrhub und die Steuerventileinrichtung 36b für den Ausfahrhub zuständig ist. Zwei Steuerdurchlässe 38a und 38b verbinden die beiden Arbeitsräume 21, 22. Die Steuerventileinrichtung 36a befindet sich im Verlauf des Steuerdurchlasses 38a. Entsprechend führt der Steuerdurchlaß 38b durch die Steuerventileinrichtung 36b.

Desweiteren ist in Abweichung zur Fig. 1 bei der Fig. 2 das Rück­ schlagventil 41 und das Ventil 42 der Ventileinrichtung 40 in einer einzigen Einheit zusammengefaßt, wobei in der Fig. 2 zwecks besse­ rem Verständnis der Funktionsweise die Ventileinrichtung 40 symbol­ haft ein nicht vorgespanntes Rückschlagventil und ein federvorge­ spanntes Rückschlagventil zeigt. Der Durchlaß 46 verbindet den zwei­ ten Arbeitsraum 22 mit der Ventileinrichtung 40.

Die Fig. 3 zeigt ein weiteres, vorteilhaftes Ausführungsbeispiel.

Gegenüber den Fig. 1 und 2 ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zusätzlich noch eine Drosseleinrichtung 55 vor­ handen. Die Drosseleinrichtung befindet sich im Bereich des boden­ seitigen Endes 12 und ist so ausgebildet und angeordnet, daß während eines Einfahrhubes, wenn das Druckmedium aus dem zweiten Arbeitsraum 22 durch das Ventil 42 der Ventileinrichtung 40 verdrängt wird, das in den Speicher 30 verdrängte Druckmedium zusätzlich noch durch die Drosseleinrichtung 55 strömen muß, wo es entsprechend der Bauart der Drosseleinrichtung 55 zusätzlich gedrosselt wird. Die Drosselein­ richtung 55 ist so ausgebildet bzw. angeordnet, daß das von der Ven­ tileinrichtung 40 durch die Verbindung 50 in den ersten Arbeitsraum 21 strömende Druckmedium durch die Drosseleinrichtung 55 nicht ge­ drosselt wird.

Die Drosseleinrichtung 55 ist vorzugsweise so ausgebildet bzw. ange­ ordnet, daß auch während eines Ausfahrhubes das von dem Speicherraum 30 durch die Ventileinrichtung 40 in den zweiten Arbeitsraum 22 strömende Druckmedium nicht beeinflußt wird.

Die Drosseleinrichtung 55 ist im Verlauf eines Kanals 57 angeordnet. Der Kanal 57 mündet dort, wo der Durchlaß 47 in den Zwischenraum 28 führt, in die Verbindung 50. Auf der anderen Seite führt der Kanal 57 unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche 31 in den Speicherraum 30.

Die Drosseleinrichtung 55 kann beispielsweise eine einfache fest­ stehende Querschnittsverengung sein. Man kann aber auch beispiels­ weise einen federbelasteten gegen einen Ventilsitz gedrückten Ven­ tilkörper verwenden, mit einer beliebigen, vorgegebenen Drosselkenn­ linie und mit einer Durchflußrichtung aus Richtung der Ventilein­ richtung 40 in Richtung des Speicherraumes 30.

Die Fig. 4 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers.

Gegenüber der Fig. 3 fehlt in der Fig. 4 der Kanal 57. Statt des­ sen gibt es in der Fig. 4 einen Durchlaß 60. Der Durchlaß 60 führt, aus dem Zwischenraum 28 der Verbindung 50 kommend, unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche 31 in den Speicherraum 30.

Wie bereits vorne erläutert, kann, je nach Betriebszustand, während eines Einfahrhubes Druckmedium aus dem zweiten Arbeitsraum 22 durch die Verbindung 50 in den ersten Arbeitsraum 21 strömen. Da es tech­ nisch nicht möglich ist, den freien Querschnitt im Verlauf der Ver­ bindung 50 beliebig groß auszuführen, gibt es im Verlauf der Verbin­ dung 50 einen unvermeidlichen Druckabfall. Weil der Außendurchmesser des Stoßdämpfers nicht zu groß werden darf, soll auch der freie Querschnitt des Zwischenraums 28 möglichst klein sein. Bei kleinem freiem Querschnitt der Verbindung 50 ist der Druckabfall, der im Verlauf der Verbindung 50 auftritt, nicht mehr vernachlässigbar. Am Ende der Verbindung 50 darf, um Ölverschäumung zu vermeiden, der Druck des Druckmediums einen gewissen Wert nicht unterschreiten. Um trotz nicht zu starker Drosselung des Druckmediums durch die Dros­ seleinrichtung 55 einen ausreichenden Druck am Ende der Verbindung 50 zu erhalten, ist es zweckmäßig, den durch die Drosseleinrichtung 55 in den Speicherraum 30 führenden Kanal nicht am Beginn der Ver­ bindung 50, sondern erst dort abzuzweigen, wo das Druckmedium be­ reits ein Stück weit durch die Verbindung 50 geströmt ist. Besonders günstig ist es, wenn die Länge der Verbindung 50 zwischen der Abzweigung in den Durchlaß 60 und der Einmündung in den ersten Arbeitsraum 21 möglichst kurz ist. Mit Rücksicht auf die Länge des Durchlasses 60 ist es andererseits aber auch nicht notwendig, den Durchlaß 60 direkt am Ende der Verbindung 50 abzuzweigen.

Damit möglichst wenig Gas sich in dem Druckmedium löst, sollte bis zu einer gewissen Schieflage des Stoßdämpfers der Durchlaß 60 unter­ halb der Flüssigkeitsoberfläche 31 in den Speicherraum 30 einmünden.

In der Fig. 4 sind das Rückschlagventil 41 und das Rückschlagventil 43 in Form von Plattenventilen bzw. sogenannten Flatterventilen aus­ gebildet. Derartige Ventile werden bei Stoßdämpfern an verschiedenen Stellen häufig verwendet. Diese Art von Ventilen ist sehr massearm, so daß diese Ventile schnell auf eine Umkehrung der Durchflußrich­ tung reagieren können. In der zugelassenen Strömungsrichtung gestat­ ten diese Ventile nahezu ungedrosseltes Strömen des Druckmediums. In umgekehrter Strömungsrichtung sperren sie schnell und zuverlässig.

Fig. 5 zeigt ein weiteres, vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers.

Ein wesentlicher Unterschied gegenüber den anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Schwingungs- bzw. Stoßdämpfern besteht bei dem Stoß­ dämpfer gemäß Fig. 5 darin, daß der Kolben 14 an seiner von der Kolbenstange 16 abgewandten Stirnfläche mit einer Ausgleichsstange 17 versehen ist, die in einen mit dem flüssigen Druckmedium, bei­ spielsweise mit Drucköl, gefüllten Ausgleichsraum bzw. einen Spei­ cherraum 30′ eintaucht. Der Speicherraum 30′ ist dabei abweichend von den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 gewisser­ maßen von einer Verlängerung des äußeren Mantelrohres 8 umschlossen, welches bis zum bodenseitigen Ende 12 des Zylinders 2 reicht, wobei das bodenseitige Ende des zweiten Arbeitsraums 22, welches bei den anderen Ausführungsbeispielen durch das bodenseitige Ende 12 das Zylinders 2 gebildet wird, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 durch eine quer verlaufende Wand 12a gebildet wird, in der, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen, nieder die Ventileinrichtung 40 angeordnet ist. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel entfällt das mittlere Mantelrohr 6, welches bei den übrigen Ausführungsbeispielen zur Begrenzung des Zwischenraums 28 gedient hat, und die Verbindung 50 umfaßt ein Verbindungsrohr 64, welches vom oberen Ende des ersten Arbeitsraums 21 bis zu der Wand 12a reicht und im Bereich dieser Wand 12a über ein dem Rückschlagventil 43 entsprechendes Rückschlagventil 43′ mit dem Ausgleichsraum 30′ in Verbindung steht.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 liegt das Verbindungsrohr 64 in einem Zwischenraum 30a zwischen dem inneren Mantelrohr 4 und dem äußeren Mantelrohr 8, wobei dieser Zwischenraum 30a über mindestens eine Öffnung 66 in der Wand 12a mit dem Ausgleichs- bzw. Speicher­ raum 30′ in Verbindung steht. In seinem oberen Teil kann der Zwischenraum 30a entsprechend den zuvor erläuterten Ausführungs­ beispielen wieder mit Gas gefüllt sein, wie dies in Fig. 5 durch die eingezeichnete Flüssigkeitsoberfläche 31 angedeutet ist.

Ein wichtiger Vorteil des Stoßdämpfers gemäß Fig. 5 besteht darin, daß durch die Verwendung der Ausgleichsstange 17 eine größere Spreizung während eines Einfahrhubes erreicht werden kann, wobei unter Spreizung die Bandbreite zu verstehen ist, über die die von der Kolbengeschwindigkeit abhängige Dämpfungskraft so eingestellt werden kann, daß sich eine harte Dämpfung, eine weiche Dämpfung oder ein mittlerer Wert der Dämpfung ergibt. Während nämlich bei den zuvor erläuterten Stoßdämpfern die beim Einfahrhub theoretisch mögliche Spreizung durch die konstruktiv häufig stark eingeschränkte Wahl des Verhältnisses von Kolbenfläche zu Kolbenstangenfläche bestimmt wird, läßt sich bei dem Stoßdämpfer gemäß Fig. 5 durch die relativ freie Wahl des Durchmessers der Ausgleichsstange 17 in einem weiten Bereich die gewünschte Dampfungscharakteristik einstellen. Einfahrhub heißt, daß der Stoßdämpfer zusammengedrückt wird und wird häufig auch als Druckstufe bezeichnet. Große Spreizung bedeutet großer Unterschied zwischen minimaler und maximaler Dämpfung.

Wie Fig. 5 zeigt, eröffnet die Verwendung der Ausgleichsstange 17 außerdem eine günstige Möglichkeit für den Einbau eines Wegsensors 68, der in die beim Ausführungsbeispiel hohle Ausgleichsstange 17 hineinragt und über Zuleitungen 71 im bodenseitigen Ende des Zylin­ ders 2 angeschlossen werden kann. Dabei kann der Sensor 68 bei­ spielsweise mit zugeordneten magnetischen Einrichtungen an der Innenseite der Ausgleichsstange 17 zusammenwirken, die in üblicher Weise ausgebildet sein können und daher in der Zeichnung nicht eigens dargestellt sind.

Fig. 6 zeigt ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers.

Der Stoßdämpfer gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von den Stoß­ dämpfern gemäß Fig. 1 bis 4 insbesondere dadurch, daß das mittlere Mantelrohr 6 fehlt und daß das bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 am oberen Ende des Speicherraums 30 zwischen dem mittleren Mantelrohr 6 und dem äußeren Mantelrohr 8 eingeschlossene Gasvolumen in einen Gasraum 70 eingeschlossen ist, welcher einerseits durch das äußere Mantelrohr 8 und andererseits durch einen bewegbaren Trennkörper 72 begrenzt ist, wobei der Trenn­ körper 72 beispielsweise eine bewegliche Wand sein kann und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 durch eine Membrane gebildet wird, an deren Stelle beispielsweise aber auch ein verschiebbarer Trenn­ kolben eingesetzt werden könnte. Das Gas in dem Gasraum 70 ist vor­ gespannt, und der bewegliche Trennkörper 72 wird durch den Druck des flüssigen Druckmediums in dem Ausgleichs- bzw. Speicherraum 30 beauf­ schlagt, der einerseits über die Ventileinrichtung 40 mit dem zwei­ ten Arbeitsraum 22 in Verbindung steht und im Bereich des stangen­ seitigen Endes 10 des Zylinders 2 über das Rückschlagventil 43 mit dem ersten Arbeitsraum 21 verbunden ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 umfaßt die bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis 4 bestehende, durch das mittlere Mantelrohr 6 abge­ grenzte Verbindung 50 also den Speicherraum 30, der einerseits mit der Ventileinrichtung 40 und andererseits mit dem Rückschlagventil 43 über entsprechende Kanäle des stangenseitigen Endes 10 und des bodenseitigen Endes 12 des Zylinders 2 in Verbindung steht. Dabei ist der zu dem Rückschlagventil 43 führende Kanal im stangenseitigen Ende 10 bis zu einer die Kolbenstange 16 umgebenden Ringnut 74 ver­ längert, die gegen den ersten Arbeitsraum 21 mittels eines separaten Führungsringes 76 abgedichtet ist, der in axialer Richtung geschlitzt sein kann, was seine Einbaumöglichkeiten und ebenso auch die Reibkraft und die Führungsqualität deutlich verbessert. Nach oben bzw. außen ist die Ringnut 74 beim Ausführungsbeispiel mittels eines Nutrings 78 oder einer anderen geeigneten Dichtung abgedich­ tet, wobei auf der Außenseite des Nutrings 78 zusätzlich noch ein Abstreifer 80 vorgesehen sein kann, welcher während eines Einfahr­ hubes den Nutring 78 oder dergleichen vor Beschädigungen durch Schmutzpartikel schützt.

Wie bei Stoßdämpfern üblich, kann auch bei vorliegendem Stoßdämpfer das innere Mantelrohr 4 einen kreisrunden, ringförmigen Querschnitt haben. Auch das mittlere Mantelrohr 6 kann einen kreisrunden, ring­ förmigen Querschnitt aufweisen. Man kann die beiden Mantelrohre 4, 6 konzentrisch zueinander anordnen. Vorzugsweise kann man aber auch die beiden Mantelrohre 4, 6 exzentrisch zueinander anordnen, wobei man die beiden Mittelachsen so weit verschiebt, daß auf einer Seite sich die beiden Mantelrohre 4, 6 gegenseitig berühren. Dementspre­ chend wird der freie Querschnitt auf der gegenüberliegenden Seite entsprechend größer, ohne daß sich der Außenumfang des Stoßdämpfers dadurch ändert. Durch das exzentrische Anordnen der beiden Mantel­ rohre 4, 6 wird der Durchflußwiderstand durch den Zwischenraum 28 kleiner als bei konzentrischer Anordnung der beiden Mantelrohre 4, 6, was sich insbesondere bei relativ dickflüssigem Druckmedium besonders stark bemerkbar macht. Je nach verwendetem Druckmedium und je nach Abmessung des Zwischenraumes 28, kann der Durchflußwider­ stand durch den Zwischenraum bei möglichst starker exzentrischer Anordnung der beiden Mantelrohre 4, 6 um den Faktor 2,5 kleiner sein als bei konzentrischer Anordnung der beiden Mantelrohre 4, 6.

In der Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist immer nur ein ein­ ziges Rückschlagventil 43 beschrieben. Es versteht sich von selbst, daß auch mehrere parallel zueinander wirksame Rückschlagventile 43 angeordnet werden können. Dadurch kann bei gleichem Gesamtdurchfluß jedes einzelne dieser Rückschlagventile 43 entsprechend kleiner aus­ geführt sein. Entsprechendes gilt auch für andere Bauteile des Stoß­ dämpfers, insbesondere aber auch für den Speicherraum 30, die Ein­ richtungen 36, 40, 55, die Ventile 41, 42, die Verbindung 50 und die Durchlässe 46, 47, 48, 49, 57, 60.

Claims (16)

1. Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zur Beeinflussung einer Relativbewegung zweier gegeneinander bewegbarer Massen, mit einem ein Druckmedium enthaltenden Zylinder, mit einer Kolbenstange und mit einem, ein Inneres des Zylinders in einen ersten Arbeitsraum und in einen zweiten Arbeitsraum unterteilenden Kolben, wobei der Zylinder mit einer der beiden Massen gekoppelt ist und wobei der Kolben in dem Inneren des Zylinders axial verschiebbar gelagert und über die den ersten Arbeitsraum durchdringende Kolbenstange mit der jeweils anderen der beiden Massen gekoppelt ist, ferner mit einem Speicherraum, wobei der Speicherraum über eine Ventileinrichtung (40) mit dem zweiten Arbeitsraum verbunden ist und mit einer ver­ stellbaren Steuerventileinrichtung (36), über die die beiden Arbeitsräume miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine von einem Rückschlagventil (43, 43′) überwachte Verbindung (50, 64) vorgesehen ist, über die Druckmedium aus dem zweiten Arbeitsraum (22) über die Ventileinrichtung (40) in den ersten Arbeitsraum (21) bzw. aus dem Speicherraum (30 30′) in den ersten Arbeitsraum (21) einspeisbar ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (36) im Bereich des Kolbens (14) angeordnet ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (2) ein der Kolbenstange (16) abgewandtes bodenseitiges Ende (12) besitzt und daß die Ventileinrichtung (40) im Bereich dieses Endes (12) angeordnet ist.

4. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (40) in der Weise ausge­ bildet ist, daß eine weitgehend ungedrosselte Strömung aus Richtung des Speicherraumes (30) in Richtung des zweiten Arbeitsraumes (22) möglich ist, jedoch wird das Druckmedium bei Strömung aus dem zwei­ ten Arbeitsraum (22) in Richtung des Speicherraumes (30) im Bereich der Ventileinrichtung (40) gedrosselt.

5. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosseleinrichtung (55) vorgesehen ist, die in der Weise ausgebildet und angeordnet ist, daß das Druckmedium beim Strömen aus Richtung der Ventileinrichtung (40) in Richtung des Speicherraumes (30) angedrosselt wird.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchlaß (60) im Verlauf der Verbindung (50) von der Verbindung (50) über die Drosseleinrichtung (55) in den Speicherraum (30) führt.

7. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (50) zwischen zwei ineinander gesteckten, zylindrischen Mantelrohren (4, 6) verlaufend ausgebildet ist.

8. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (50) durch ein Verbindungsrohr (64) geführt ist.

9. Stoßdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Mantelrohre (4, 6) mit unterschiedlichem radialen Abstand zueinander angeordnet sind.

10. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (50) als die Arbeitsräume (21, 22) umschließender Zwischenraum (28) ausgebildet ist.

11. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (30) als die Arbeitsräume (21, 22) umschließender Ringraum ausgebildet ist.

12. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) auf seiner von der Kolbenstange (16) abgewandten Stirn­ seite mit einer Ausgleichsstange (17) versehen ist.

13. Stoßdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (30′) in axialer Verlängerung des zweiten Arbeitsraumes (22) angeordnet und von diesem durch eine die Ventileinrichtung (40) enthaltende Wand (12a) des Zylinders (2) getrennt ist.

14. Stoßdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (43′) in der Wand (12a) vorgesehen ist.

15. Stoßdämpfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (50) ein Verbindungsrohr (64) zwischen dem Rückschlag­ ventil (43′) und dem ersten Arbeitsraum (21) umfaßt.

16. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum (30) mittels eines beweglichen Trennkörpers (72) von einem ein Gas enthaltenden Gasraum (70) getrennt ist und daß die durch das Rückschlagventil (43) überwachte Verbindung (50) zumindest teilweise durch den Speicherraum (30) selbst gebildet ist.