DE1253073B

DE1253073B - Telescopic shock absorber with strongly increasing damping force towards the end of the pressure stroke, especially for vehicles

Info

Publication number: DE1253073B
Application number: DEF20791A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Poch
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1956-07-14
Filing date: 1956-07-14
Publication date: 1967-10-26

Description

Teleskopstoßdämpfer mit gegen Ende des Druckhubes stark zunehmender Dämpfungskraft, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen Teleskopstoßdämpfer mit gegen Ende des Druckhubes stark zunehmender Dämpfungskraft, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchem seitliche Öffnungen und ein Bodenventil im Arbeitszylinder zum Entweichen der Flüssigkeit in das den Arbeitszylinder umgebende Behälterrohr vorgesehen sind, wobei die durch den Kolben gesteuerten seitlichen Öffnungen von einem der Arbeitszylinderform angepaßten Abschlußorgan behälterrohrseitig abgedeckt sind, das als in Richtung Behälterrohr öffnendes, federndes Ventil arbeitet, wodurch ein vorzugsweise laminares Einströmen der Flüssigkeit in das Behälterrohr bewirkt wird.Telescopic shock absorbers with strongly increasing towards the end of the pressure stroke Damping force, especially for motor vehicles The invention relates to a Telescopic shock absorber with strongly increasing damping force towards the end of the pressure stroke, especially for motor vehicles, in which side openings and a bottom valve in the working cylinder for the liquid to escape into the one surrounding the working cylinder Container tube are provided, the lateral controlled by the piston Openings of a closure member adapted to the cylinder shape on the container tube side are covered, which works as a spring-loaded valve opening in the direction of the container pipe, whereby a preferably laminar inflow of the liquid into the container tube is effected.

Bekannt sind Teleskopstoßdämpfer, die zur Vermeidung von Durchschlägen der Fahrzeugfederung am Ende des Druckhubes eine ansteigende Dämpfungswirkung aufweisen. Der Anstieg der Dämpfungswirkung am Ende des Druckhubes wird bei ausgeführten Dämpfern vielfach dadurch erzeugt, daß eine entweder mit dem Stoßdämpferkolben durch eine Feder verbundene Platte nach einem bestimmten Hub des Dämpfers Öffnungen im Bodenventil verschließt oder umgekehrt eine am Bodenventil mit einer Feder befestigten Platte Durchströmöffnungen im Kolben von einer bestimmten Kolbenstellung ab verschließt. Nachteilig bei diesen Konstruktionen ist, daß die an einer Feder aufgehängte Platte eine meist unerwünschte Vergrößerung der Baulänge des Teleskopstoßdämpfers ergibt. Ferner führt diese lose schwebende Platte leicht zu Geräuschen, und in der Ausbildung der Ventile des Stoßdämpfers muß auf diese die Durchflußöffnungen abschließende Platte Rücksicht genommen werden, so daß die Abstimmmöglichkeit der Ventile eingeengt wird.Telescopic shock absorbers are known, which are used to avoid punctures the vehicle suspension have an increasing damping effect at the end of the pressure stroke. The increase in the damping effect at the end of the pressure stroke is achieved with the dampers often generated by the fact that either with the shock absorber piston by a Spring-connected plate after a certain stroke of the damper openings in the bottom valve closes or vice versa a plate attached to the bottom valve with a spring Closes through-flow openings in the piston from a certain piston position. The disadvantage of these constructions is that the plate is suspended from a spring a mostly undesirable increase in the length of the telescopic shock absorber results. Furthermore, this loosely floating plate is liable to be noisy, and in training the valves of the shock absorber must close the flow openings on these Plate must be taken into account, so that the tuning options of the valves are restricted will.

Gegenstand des älteren deutschen Patentes 1007 122 ist ein hydraulischer Teleskopstoßdämpfer, der im unteren Teil des Zylinders am Außenumfang ein Blasenventil trägt. Die Aufgabe des als Schlauchring ausgebildeten Blasenventils ist, daß bei hohen Frequenzen und kleinen Amplituden der ungefederten Masse die im Bodenstück angeordneten Ventile dadurch seltener ansprechen, daß die beim Druckhub verdrängte Flüssigkeit bis zu einem bestimmten Volumen von dem elastischen Blasenventil, ohne daß dieses dabei Flüssigkeit übertreten läßt, aufgenommen und beim nachfolgenden Zughub wieder in den Arbeitsraum zurückgespeist wird. Eine gegen Ende des Druckhubes ansteigende Dämpfwirkung wird mit einer solchen Konstruktion nicht erzielt. Weiterhin ist eine axiale Festlegung des Schlauchringes nicht vorgesehen.The subject of the earlier German patent 1007 122 is a hydraulic telescopic shock absorber that carries a bladder valve in the lower part of the cylinder on the outer circumference. The task of the bladder valve, designed as a hose ring, is that at high frequencies and small amplitudes of the unsprung mass, the valves arranged in the base piece respond less often because the fluid displaced during the pressure stroke is up to a certain volume from the elastic bladder valve without the fluid passing over it lets, and is fed back into the work area on the subsequent pull stroke. A damping effect that increases towards the end of the pressure stroke is not achieved with such a construction. Furthermore, an axial fixation of the hose ring is not provided.

Aus der USA.-Patentschrift 2 332161 ist ein der eingangs angegebenen Bauart ähnlicher Teleskopschwingungsdämpfer mit Erhöhung der Dämpfungskraft gegen Ende der Hübe bekannt, der den Arbeitszylinder ringförmig umgebende, aus den seitlichen Öffnungen der Zylinderwand beaufschlagbare Plattenventile aufweist, die unmittelbar in den ringförmigen Reserveraum öffnen. Eine solche Konstruktion ist jedoch mit einem sehr großen Bauaufwand behaftet. Außerdem kann die Gefahr der Schaumbildung infolge der sich frei in den Reserveraum ergießenden Flüssigkeitsstrahlen aus den ringförmigen Plattenventilen nicht vermieden werden.From US Pat. No. 2,332,161, one of those mentioned at the outset is given Construction of a similar telescopic vibration damper with an increase in the damping force against Known end of the strokes, the ring surrounding the working cylinder from the lateral Has openings in the cylinder wall can be acted upon plate valves, which directly open into the ring-shaped reserve space. However, such a construction is with afflicted with a very large construction effort. There can also be a risk of foam formation as a result of the jets of liquid pouring freely into the reserve space from the annular plate valves cannot be avoided.

Bekannt ist ferner bei einem Teleskopstoßdämpfer der üblichen Bauweise mit einem ringförmigen Reserveraum ein geschlitzter Ring, der den Arbeitszylinder umgibt und seitliche Öffnungen des letzteren abdeckt. Er wirkt als zum Reserveraum öffnendes Druckventil (USA.-Patentschrift 2 738 036). Dieses Druckventil ersetzt jedoch lediglich das sonst übliche Druckventil der Bodenventilgruppe. Der bekannte Dämpfer weist zwar über längsliegende Vertiefungen der Innenwand des Arbeitszylinders, die sich gegen die Hubenden zu verflachen, eine hubabhängige Regelung der Dämpfungskraft auf, jedoch wirkt hierbei das durch den geschlitzten Ring gebildete Ventil nicht mit. Ebenso sind keinerlei Mittel zur axialen Fixierung des elastischen Ringes vorgesehen.It is also known in a telescopic shock absorber of the usual design with an annular reserve space a slotted ring that the working cylinder surrounds and covers side openings of the latter. It acts as a spare room opening pressure valve (U.S. Patent 2,738,036). This pressure valve replaces but only the otherwise usual pressure valve of the base valve group. The known Although the damper has longitudinal depressions in the inner wall of the working cylinder, to flatten towards the stroke ends, a stroke-dependent regulation of the damping force on, but here the valve formed by the slotted ring does not work with. Likewise, no means for axially fixing the elastic ring are provided.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und einen in seinem Aufbau sehr einfachen Teleskopschwingungsdämpfer mit stark ansteigender Dämpfungswirkung am Ende des Druckhubes zu schaffen, der sich durch eine große Betriebssicherheit auszeichnet.The object of the present invention is to overcome these disadvantages of to avoid known constructions and a very simple one in its structure Telescopic vibration damper with strongly increasing damping effect at the end of the pressure stroke to create, which is characterized by a high level of operational reliability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Haltemittel vorhanden sind, die eine axiale Verschiebung des Abschlußorgans verhindern. Dadurch wird das im wesentlichen nur eine laminare Strömung zulassende und vom Kolben gesteuerte Ventil zwischen dem Arbeitszylinder und dem Behälterrohr sehr betriebssicher, denn eine Axialbewegung des Abschlußorgans ist ausgeschlossen. Weiter wird hinsichtlich der Verhütung der Schaumbildung eine besonders große Sicherheit erzielt, denn durch die Anordnung der axialen Haltemittel ergibt sich eine zusätzliche Erschwerung des Austrittes von Flüssigkeitsstrahlen aus dem erfindungsgemäßen Ventil.This object is achieved according to the invention in that holding means are present that prevent axial displacement of the closure member. Through this will that essentially only allows a laminar flow and is controlled by the piston Valve between the working cylinder and the container tube is very reliable, because an axial movement of the closure member is excluded. Next is regarding the prevention of foam formation achieved a particularly high level of security, because through the arrangement of the axial holding means results in an additional complication of the Exit of liquid jets from the valve according to the invention.

Einen sehr einfachen und dabei betriebssicheren Teleskopstoßdämpfer erhält man entsprechend einem Merkmal der Erfindung dadurch, daß das Abschlußorgan als Teil eines Metallringes ausgebildet ist und durch Ringfedern an den Arbeitszylinder gedrückt wird, wobei Mittel zur Fixierung des Abschlußorgans in Umfangsrichtung vorgesehen sind.A very simple and reliable telescopic shock absorber is obtained according to a feature of the invention in that the closure member is designed as part of a metal ring and is attached to the working cylinder by means of annular springs is pressed, with means for fixing the closure member in the circumferential direction are provided.

Um eine Bewegung des als Abschlußorgan ausgebildeten Metallringteiles in Umfangsrichtung des Arbeitszylinders zu vermeiden, weist erfindungsgemäß das Abschlußorgan Vorsprünge auf, die in Vertiefungen der Wand des Arbeitszylinders eingreifen.To move the metal ring part designed as a closing element to avoid in the circumferential direction of the working cylinder, according to the invention Closing organ projections, which are in depressions in the wall of the working cylinder intervention.

In weiterer Ausbildung der Erfindung werden die Mittel zur Festlegung des Abschlußorgans in Axialrichtung von aus diesem geformten Krallen und im Arbeitszylinder angeordneten Nuten gebildet, wobei die Ringfedern zur radialen Anpressung des Abschlußorgans zwischen die Krallen und in die Nuten eingreifen. Dadurch wird eine einwandfreie Fixierung des Abschlußorgans in jeder Richtung gewährleistet.In a further embodiment of the invention, the means for establishing of the closure member in the axial direction of claws formed therefrom and in the working cylinder arranged grooves formed, the annular springs for radial pressing of the closure member engage between the claws and the grooves. This will make a flawless Fixation of the closing organ ensured in every direction.

Eine besonders einfache und billige Konstruktion erhält man nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß zur Festlegung des von einem elastischen Schlauchstück gebildeten Abschlußorgans in Axialrichtung in den Nuten angeordnete Ringfedern vorgesehen sind, die axial beiderseits neben dem Schlauchstück liegen.A particularly simple and cheap construction is obtained after one Another feature of the invention in that the definition of an elastic Hose piece formed closing member arranged in the axial direction in the grooves Annular springs are provided, which are axially on both sides next to the hose piece.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Aufbau und Wirkungsweise der in den Zeichnungen beispielsweise dargestellten Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Es zeigen F i g.1 bis 5 einen Teleskopstoßdämpfer mit einem als Teil eines Metallringes ausgebildeten Abschlußorgan, F i g. 6 einen Teleskopschwingungsdämpfer mit einem Schlauchstück als Abschlußorgan und F i g. 7 das Arbeitsdiagramm eines Teleskopstoßdämpfers mit gegen Ende des Druckhubes stark zunehmender Dämpfungskraft.The following description describes the structure and mode of operation of the Embodiments of the invention shown by way of example in the drawings explained. F i g.1 to 5 show a telescopic shock absorber with a part a metal ring formed closure member, F i g. 6 a telescopic vibration damper with a piece of tubing as a closing element and F i g. 7 shows the working diagram of a Telescopic shock absorber with strongly increasing damping force towards the end of the pressure stroke.

In den Figuren ist der Arbeitszylinder 1 des Stoßdämpfers konzentrisch in dem Behälterrohr 2 angeordnet, wobei der zwischen dem Arbeitszylinder 1 und dem Behälterrohr 2 entstehende Ringraum den Reserveraum bildet. Fest mit der Kolbenstange 3 ist der Kolben 4, der die Ventileinrichtung 5 trägt, verbunden. Das Bodenventil 6 ist in der üblichen Weise ausgebildet. Das untere Befestigungsauge 8 des Stoßdämpfers ist an dem Behälterboden 7 befestigt, der wiederum mit dem Behälterrohr 2 verbunden ist. In dem Arbeitszylinder l sind eine oder mehrere Bohrungen 9 vorgesehen, die vom Kolben 4 von einer bestimmten Stellung ab überdeckt werden. Diese Bohrungen sind von außen her durch ein Abschlußorgan 10, das nach F i g.1 bis 5 als Teil eines Metallringes ausgebildet ist oder auch aus Kunststoff bestehen kann, abgeschlossen. Dieses Abschlußorgan 10 besitzt an einem Ende einen Vorsprung 11, der in eine Vertiefung 12 der Wand des Arbeitszylinders 1 eingreift und verhindert, daß sich das als Teil eines Metallringes ausgebildete Abschlußorgan 10 auf dem Arbeitszylinder 1 in Umfangsrichtung verschiebt. Der Arbeitszylinder 1 weist zwei Ringnuten 13 und 14 auf, in die die beiden Ringfedern 16 eingreifen, während das Abschlußorgan 10 umgebogene Krallen 15 besitzt, zwischen denen die Ringfedern 16 liegen und in Verbindung mit den Nuten 13 und 14 das Abschlußorgan 10 in axialer Richtung fixieren.In the figures, the working cylinder 1 of the shock absorber is arranged concentrically in the container tube 2, the annular space arising between the working cylinder 1 and the container tube 2 forming the reserve space. The piston 4, which carries the valve device 5, is firmly connected to the piston rod 3. The bottom valve 6 is designed in the usual way. The lower fastening eye 8 of the shock absorber is fastened to the container base 7, which in turn is connected to the container tube 2. In the working cylinder l one or more bores 9 are provided, which are covered by the piston 4 from a certain position. These bores are closed from the outside by a closing element 10 which, according to FIGS. 1 to 5, is designed as part of a metal ring or can also consist of plastic. This closure member 10 has at one end a projection 11 which engages in a recess 12 in the wall of the working cylinder 1 and prevents the closure member 10, formed as part of a metal ring, from shifting on the working cylinder 1 in the circumferential direction. The working cylinder 1 has two annular grooves 13 and 14 in which the two annular springs 16 engage, while the closure member 10 has bent claws 15, between which the annular springs 16 lie and in connection with the grooves 13 and 14 fix the closure member 10 in the axial direction .

In F i g. 6 wird die Bohrung 9 im Arbeitszylinder 1 durch ein elastisches Schlauchstück als Abschlußorgan 17 abgeschlossen. Dieses elastische Schlauchstück wird mit Vorspannung um den Arbeitszylinder 1. gelegt. Zur Sicherung der Lage dieses Abschlußorgans 17 sind zwei Ringfedern 18 angeordnet, die in den im Arbeitszylinder 1 eingearbeiteten Ringnuten unter Spannung sitzen.In Fig. 6, the bore 9 in the working cylinder 1 is closed off by an elastic piece of hose as a closing element 17. This elastic piece of hose is placed around the working cylinder 1 with pretension. To secure the position of this closing element 17, two annular springs 18 are arranged, which sit under tension in the annular grooves incorporated in the working cylinder 1.

Die Arbeitsweise des Stoßdämpfers ist folgende: Beim Auseinanderziehen des Dämpfers ist das durch das Abschlußorgan 10 bzw.17 und die Ringfedern 16 bzw.18 gebildete Ventil ohne Wirkung, da ein überströmen des Öles vom Reserveraum in den Arbeitsraum über dieses Ventil nicht erfolgen kann. Das Ansaugen des Öles vom Reserveraum in den Arbeitsraum durch die Verringerung des Volumens im Arbeitszylinder 1 infolge des Austretens der Kolbenstange 3 erfolgt ausschließlich über das Bodenventil 6. Beim Zusammendrücken des Dämpfers wird, wie in F i g.1 dargestellt, zunächst das Öl durch die Bohrung 9 entweichen und auch durch das Bodenventil 6, je nachdem, wie diese beiden Ventile aufeinander abgestimmt sind. Entsprechend der Erfindung soll das Öl zunächst ausschließlich oder vorwiegend durch die Bohrung 9 entweichen, d. h., das Bodenventil 6 ist so abzustimmen, daß dieses einen erheblich größeren Durchflußwiderstand bietet als die Abschlußorgane 10 bzw.17 an der Bohrung 9. Solange der Kolben 4 diese Bohrung 9 beim Einfahren nicht überfährt, wird demnach eine geringere Dämpfungswirkung erzielt. Sobald jedoch die Kante des Kolbens 4 diese Bohrung 9 überdeckt, wie in F i g. 2 dargestellt, erfolgt die Drosselung des Öles durch das wesentlich mehr Widerstand bietende Bodenventil 6, und die Dämpfwirkung nimmt plötzlich sehr stark zu, wodurch die Gefahr eines Durchschlagens der Federung am Fahrzeug vermieden wird. Ein Arbeitsdiagramm eines derartigen erfindungsgemäßen Stoßdämpfers stellt F i g. 7 dar. Der Dämpfungsverlauf in der Zugrichtung des Stoßdämpfers ist ganz normal. Beim Zusammendrücken des Dämpfers ist zunächst auf dem rechten Teil des Diagrammes eine nur schwache Dämpfungswirkung vorhanden bis zu dem Punkt A, während von hier ab ein starker Anstieg der Dämpfwirkung eintritt, der durch überdeckung der Bohrung 9 durch den Kolben 4 hervorgerufen wird.The working principle of the shock absorber is as follows: When pulling apart of the damper is that through the closing element 10 or 17 and the annular springs 16 or 18 The valve formed has no effect, as the oil flows over from the reserve space into the Working space via this valve can not be done. Sucking in the oil from the reserve room in the working space by reducing the volume in the working cylinder 1 as a result the exit of the piston rod 3 takes place exclusively via the bottom valve 6. When compressing the damper, as shown in FIG Oil escape through the bore 9 and also through the bottom valve 6, depending on how these two valves are coordinated. According to the invention should the oil initially escape exclusively or mainly through the bore 9, d. That is, the bottom valve 6 is to be tuned so that it is a considerably larger one Flow resistance offers as the closing organs 10 and 17 at the bore 9. Solange the piston 4 does not run over this bore 9 when retracting, therefore becomes a smaller one Achieved damping effect. However, as soon as the edge of the piston 4 has this bore 9 covered, as in FIG. 2, the oil is throttled by the Bottom valve 6 offering much more resistance, and the damping effect suddenly decreases very much, creating the risk of the vehicle's suspension sagging is avoided. A working diagram of such a shock absorber according to the invention represents F i g. 7. The course of damping in the pulling direction of the shock absorber is absolutely normal. When compressing the damper is first on the right part of the diagram there is only a weak damping effect up to point A, while from here onwards there is a strong increase in the damping effect caused by the overlap the bore 9 is caused by the piston 4.

Claims

Claims: 1. Telescopic shock absorber with strongly increasing damping force towards the end of the pressure stroke, in particular for motor vehicles, in which side openings and a bottom valve are provided in the working cylinder for the liquid to escape into the container tube surrounding the working cylinder the cylinder shape adapted closure member are covered on the container tube side, which works as a spring-loaded valve opening in the direction of the container tube, causing a preferably laminar flow of the liquid into the container tube, characterized in that holding means (13,14,15,16,18) are present are that prevent axial displacement of the closure member (10, 17) .

2. Telescopic shock absorber according to claim 1, characterized in that the closing element (10) is designed as part of a metal ring and is pressed against the working cylinder (1) by annular springs (16), with means (11, 1-2) for fixing the closing element (10) are provided in the circumferential direction.

3. Telescopic shock absorber according to claims 1 and 2, characterized in that the means for fixing the closing element (10) are formed in the circumferential direction as projections (11) engaging in recesses (12) in the wall of the working cylinder (1).

4. Telescopic shock absorber according to claims 1 to 3, characterized in that the means for fixing the closure member (10) are formed in the axial direction by claws (15) formed therefrom and grooves (13, 14) arranged in the working cylinder (1), wherein the annular springs (16) engage between the claws (15) and in the grooves (13, 14) for radial pressing of the closing element (10).

5. Telescopic shock absorber according to claim 1, characterized in that that to fix the closure member formed by an elastic piece of tubing (17) provided in the axial direction in the grooves (13, 14) arranged annular springs (18) are located axially on both sides next to the hose piece. Considered Publications: German Patent No. 932 949; U.S. Patent No. 2 33216l, 2,738,036. Earlier patents considered: German Patent No. 1007122.