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Patent Searching and Data


Title:
TELESCOPIC ELASTIC LEG FOR A FORK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1983/003648
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to adjust the damping speed, the telescopic elastic leg is provided with a unit for automatically adjusting the damping. This damping unit comprises passage ports (14.3, 16.3, 16.31) for the damping fluid. The port (16.3) has a cross-section area which varies as a function of the damping fluid pressure which is balanced by an adjusting spring (17.3).

Inventors:
PFEIFER ANTON (DE)
Application Number:
PCT/DE1983/000013
Publication Date:
October 27, 1983
Filing Date:
January 28, 1983
Export Citation:
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Assignee:
PFEIFER ANTON (DE)
International Classes:
B62K25/06; F16F9/512; (IPC1-7): F16F9/50; B62K25/04
Foreign References:
US4153237A1979-05-08
FR1467818A1967-02-03
GB1012460A1965-12-08
US3945626A1976-03-23
GB408592A1934-04-05
FR2236118A21975-01-31
DE1555382A11970-08-27
DE524044C1931-05-01
FR1375195A1964-10-16
GB734097A1955-07-27
FR2389046A11978-11-24
FR2403223A11979-04-13
US3912054A1975-10-14
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. : I.TeleskopFederbein, insbesondere für die Hinter¬ radfederung bei MotocrossMotorrädern, mit einem in einem äußeren Teleskoprohr (1) geführten und gefederten inneren Teleskoprohr (2) und mit einer Füllung eines hydraulische Mediums wie Öl, das beim Ein und Ausfedern über eine im Querschnitt veränderliche Drosselöffnung verdrängt wird, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine DrosselÖff nung (16,16.2, 16.3) entsprechend der Höhe des Ausfede¬ rungsöldrucks gegen die Kraft einer Einstellfeder (17,17.
2. 17.3) in ihrem Querschnitt veränderlich ist.
3. 2TeleskopFederbein nach Anspruch 1, dadurch g e — k e n n z e i c.h n t, daß die Drosselöffnung (16, 16.2, 16.3) in einem in einem Öldurchströmkanal verschieblichen Ventilkörper (15,15.2,15.3) ausgebildet ist, dessen Stel lung einerseits durch die Höhe des Ausfederungsöldrucks und andererseits durch die Kraft der Einstellfeder (17, 17.2,17.3) bestimmt ist.
4. TeleskopFederbein nach Anspruch 2, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der Ventilkörper als eine ein seitig offene Hülse (15,15.1,15.2) ausgebildet ist, in der Öldurchtrittsschlitze bzw. Öffnungen (16, 16.2,16.3,16.31 ausgebildet sind, die je nach Stellung von der Wandung des Öldurchströ kanals mehr oder minder abgedeckt sind. P .
5. TeleskopFederbein nach Anspruch 2 oder 3, dadurc g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ventilkörper (15.3) durch den Ausfederungsöldruck in Richtung einer Öffnung de Drosselöffnungen (16.3) verschiebbar ist. 5.TeleskopFederbein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß eine zweite Drosselöffnung (14,14.2,14.3) durch den Einfederungsöldruc gegen die Kraft einer Einstellfeder (11,11.2,11.3) geöffne werden kann. 6.TeleskopFederbein nach Anspruch 5, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die erste und die zweite Drosselöffnung (16.2,14.2) in einer in einem Öldurchström¬ kanal verschieblich geführten Hülse (15.2) ausgebildet sin deren Stellung einerseits durch die Kraft einer ersten Ein stellfeder (17.2) und den Ausfederungsöldruck und anderer¬ seits durch die Kraft einer zweiten Einstellfeder (11.
6. 2) und den Einfederungsöldruck bestimmt ist.
7. TeleskopFederbein nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem zwischen innerem und äußerem Teleskoprohr (1,2) ein Druckgaspolster eingeschlossen ist, das beim Zusammen¬ schieben des Federbeins zusammengepreßt wird, und das an einer mit dem einen Teleskoprohr koaxial verbundenen Däm pfungsstange (1* ) einen Dämpfungskolben (12) trägt, der . in den Ölraum (4) des anderen Teleskoprohrs eintaucht, wo bei eine Feder (10) zwischen Dämpfungskolben (12) und ei¬ ner Stirnwand des anderen Teleskoprohrs eingespannt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drosselöffnu (16,16.2,16.3,14,14.2) einem in dem Dämpfungskolben (12) bzw. der Dämpfungsstange (1* ) vorgesehenen Öldurchströmka nal zugeordnet ist.
8. Teleskop ederbein nach Anspruch 7, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß im Dämpfungskolben (12.3) in einem Durchgang mittels einer Einschraubhülse (28) ein se¬ parates Teil (27) aus hochwertigem Werkstoff eingespannt ist, an welchem Teil der Öldurchströmkanal mit zugehörigem o _ vorgespanntem Ventilkörper (15.3) für die Ausfederung so eine Drosselöffnung (14.3) mit vorgespanntem Ventilring (13.3) für die Einfederung angeordnet ist.
9. TeleskopFederbein nach einem der Ansprüche 1 b 6, bei dem das hydraulische Medium innerhalb des äußeren Teleskoprohrs (1) aufgenommen ist, in den das innere Te¬ leskoprohr (2) kolbenartig eingreift, und bei dem ein Stützbund an einer mit dem äußeren Teleskoprohr verbunden Stange in das innere Teleskoprohr eingreift, um zwischen sich und der Kolbenstirnwand des inneren Teleskoprohrs ei Feder (10) aufzunehmen, dadurch g e k e n n z e i c h n e daß der Ölraum des äußeren Teleskoprohrs (1) über eine Le tung (9,26) mit einem die Drosselöffnung (14.2,16.2) ent¬ haltenden Öldurchströmkanal in einem Gehäuse mit von auße zugänglichen Einstell edern (11.2, 17.2) verbunden ist, welcher Öldurchströmkanal in einen Ölraum (4.2) eines Zu¬ satzbehälters (21) unterhalb eines ein Druckluftpolster (3.2) abtrennenden schwebenden Kolbens (20) mündet.
Description:
Teleskop-Federbein

Die Erfindung betrifft ein Teleskop-Federbein ge¬ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Man ist seit langem bemüht speziell im Motorrad¬ bau, Federbeine zu entwickeln, die eine stark progressi- ve Federkennlinie aufweisen. Diese dienen dem Zweck, ei¬ ne komfortable Federungscharakteristik mit einer hohen Durchschlagsicherheit zu vereinen.

In der DE-PS P 30 43 435.6 ist ein Teleskop-Fe¬ derbein beschrieben, bei dem die Federwirkung durch Addi- tion der Kraft einer Spiralfeder und der eines gepreßten Luftpolsters erzeugt wird. Weiterhin wirkt eine Gegenfe¬ der der vom Luftpolster erzeugten Anfangskraft so entge¬ gen, daß diese aufgehoben und ein Auseinanderfallen des Federbeins verhindert wird. Eine Dämpfung der Bewegungen des Federbeins wird bewirkt, indem hydraulisches ' Medium wie Öl beim Ein- und Ausfedern über einen Ringspalt zwischen einem Dämpfungs¬ kolben und der Innenwand des Teleskoprohrs verdrängt wird. Die Dämpfung kann man der Federkraft anpassen, indem man die Bohrung des Teleskoprohrs nach unten verjüngt, wo¬ durch der Spalt zum Ölaustausch kleiner wird. Eine solche Ausbildung ist jedoch schwierig in der technischen Reali¬ sation.

Für Federbeine sind auch sog.Plattendämpfungen in ' Gebrauch, bei denen eine Ventilplatte mit Ventilöffnungen zusammenwirkt. Damit ist aber nur bedingt eine Steuerung de Dämpfungscharakteristik möglich, da nämlich das Dämpfungsve til entweder offen oder zu ist und Zwischenwerte nur schwer beherrschbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Teleskop-Federbein die Zugstufe so zu gestalten, daß die jeweils gewünschte Ausfederungsgeschwindigkeit über den ge samten Federweg annähernd konstant bleibt. Das gleiche Pri zip, das eine konstante Ausfederungsgeschwindigkeit ergibt, soll vorteilhaft auch für die Druckstufe Verwendung finden. Weiterhin soll durch geringfügige konstruktive Veränderung am Zugstufenventil jede gewünschte, über den Ausfederungsw verschiedene Ausfederungsgeschwindigkeit erreichbar sein.B Motocross-Betrieb erweist es sich als Vorteil, bei der Hin radfederung die Ausfedergeschwindigkeit zu Beginn schnell dann verlangsamt und gegen Ende sehr langsam zu gestalten.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit eine Teleskop-Federbein gelöst, wie es durch den Anspruch 1 ge- kennzeichnet ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in de Unteransprüchen beschrieben.

Das erfindungsgemäße Teleskop-Federbein zeichnet si dadurch aus, daß in der Zugstufe die Dämpfung selbstregeln gesteuert wird, daß eine annähernd konstante Ausfedergesch digkeitbzw. eine über den Ausfederungsweg verschiedene Ausf dergeschwindigkeit erreicht wird. In der Druckstufe vergröß sich bei Stoßbelastung der Durch lußquerschnitt der Drossel Öffnung, so daß das Öl schneller strömen kann, und die Stoß energie wird schonend für den Fahrer und Motorrad von den dern aufgefangen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Z nungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform eine erfindungsgemäßen' Teleskop-Federbeins, Fig. 2 den Ausschnitt X aus Fig« 1 .

Fig. 3 einen Teillängsschnitt einer abgewandelten Ausführun form der Erfindung und Fig. 4 einen Teillängsschnitt einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung.

Das Teleskop-Federbein setzt sich zusammen aus eine Außenrohr 1 und aus einem Innenrohr 2, zwischen denen ein Gaspolster 3 gepreßt und eine Spiralfeder 6 zusammenge¬ drückt wird. Das Gaspolster 3 wird durch eine Dichtung 7 zwischen der. Stirnwand des Innenrohrs 2 und einer mit dem Außenrohr 1 koaxial verbundenen Dämpfungsstange 1' gegen den Ölraum 4 im Innenrohr abgedichtet. Durch eine Dichtung 8 erfolgt eine Abdichtung des Gaspolsters 3 nach außen.

Um den Vorgabedruck des Gaspolsters 3 zu egalisiere ist zwischen den in den Ölraum 4 eintauchenden und mit der Dämpfungsstange 1* verbundenen Dämpfungskolben 12 und die Stirnwand des Innenrohrs 2 eine Gegenfeder 10 eingebaut. Diese dient zugleich als Endanschlag der Teleskoprohre 1 und 2. Der Aufbau der in den Dämpfungskolben 12 eingebauten Dämpfungseinheit ergibt sich aus Fig. 2. Diese Dämpfungs¬ einheit umfaßt einen den Dämpfungskolben 12 durchsetzeden Öldurchströmkanal, in dem eine einseitig geschlossene Hülse 15 verschieblich geführt ist. In dem aus dem Öldurchströmka herausragenden Hülsenende sind Öldurchtrittsschlitze 16 aus gebildet. Die Hülse 15 ist durch eine Feder 17 belastet, di durch eine Einstellschraube 18 vorgespannt werden kann. Die Dämpfungseinheit umfaßt weitere Drosselbohrungen 14, die no mal durch einen Ventilring 13 verschlossen sind, die durch eine mittels einer Einstellschraube 19 vorspannbare Feder 11 angedrückt wird.

Die Funktion der Dämpfungseinheit ist wie folgt:- In der Druckstufe, d.h. beim Zusammenschieben des Federbein wird Öl aus dem Ölraum 4 unterhalb des Dämpfungskolbens 12 durch die Öldurchtrittsschlitze 16 der Hülse 15 nach oben gedrückt. Wenn durch eine starke Stoßbelastung das Federbei schnell zusammengedrückt wird, kann das Öl durch die Bohrun gen 14 den Ventilring 13, der durch die Feder 11 vorgespann ist, anheben. Durch den nun vergrößerten Durchflußquerschni kann das Öl schneller überströmen, und die Stoßenergie wird

schonend für Fahrer und Motorrad von den Federn 3,6 aufge¬ fangen.

In der Zugstufe, wenn das Federbein maximal einge¬ federt hat, wird es beim Entlasten mit großer Kraft aus- einandergedrückt. Dadurch baut sich oberhalb des Dämpfungs¬ kolbens 12 ein entsprechend hoher Druck auf. Dieser Druck drückt über die Hülse 15 auf die Feder 17, die durch die Einstellschraube 18 verschieden vorgespannt werden kann. Durch das Zusammenspiel der Kraft der Feder 17 und des Öl- Strömungsdrucks werden die Öldurchtrittsschlitze 16 mehr oder minder abgedeckt, so daß die Dämpfung selbstregelnd so gesteuert wird, daß eine annähernd konstante Ausfeder¬ geschwindigkeit erreicht wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante sind die Dämpfungseinheit sowie das die Federkraft erzeugende Luft¬ polster aus dem Federbein herausgenommen, mit dem Vorteil,, daß die Dämpfungsgeschwindigkeit über Einstellschrauben von außen geregelt werden kann. Teile, die denen der Fig. 1 und 2 entsprechen, wurden mit gleichen Bezugszeichen und ange- hängtem .2 versehen. Das Federbein wie in Fig. 1 dargestell jedoch ohne eingebaute Dämpfungseinheit, bleibt im Prinzip erhalten. Der Raum des Luftpolsters 3 wird jedoch nun mit Öl gefüllt und er muß von der mit 9 bezeichneten Öffnung zu der in Fig. 3 mit 26 bezeichneten Öffnung mittels Schlau verbunden werden. Der Raum 4 enthält jetzt kein Öl sondern

Gas. Der Dämpfungskolben 12 wird durch einen einfachen Stüt bund ersetzt, der die Gegenfeder 10 hält.

Unterschiedlich gegenüber der Dämpfungseinheit nach Fig. 2 ist, daß anstelle separater Drosselbohrungen 14 die- se als Bohrungen 14.2 in die Hülse 15.2 einbezogen sind, wobei statt dessen auch die Schlitze 16.2 verlängert werden könnten. Dementsprechend wirken der Ventilring 13.2 und die Einstellfeder 11.2 unmittelbar auf die Hülse 15.2.

In der Druckstufe wird die Dämpfung wie in Fig. 2 zunächst durch die Schlitze 16.2 geregelt. Bei einer Sto߬ beanspruchung wird die Hülse 15.2 vom Olströmdruck so weit gegen die Kraft der Vorspannfeder 11.2 bewegt, daß die Bohrungen 14.2 den Öldurchtrittsquerschnitt vergrößern. Der Ansprechdruck wird von der Einstellschraube 25 über die Feder 11.2 geregelt.

Die Dämpfung in der Zugstufe entspricht derjeni¬ gen nach Fig. 2, jedoch mit dem Vorteil, daß die Dämp- fungsgeschwindigkeit über die Stellschraube 23 von außen geregelt werden kann.

Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 3 mündet der Öldurchströmkanal in den Ölraum 4.2 eines Zusatzbe¬ hälters 21 unterhalb eines schwebenden Kolbens 20, der den Ölraum von dem die Luftfederung übernehmenden Luft¬ polster 3.2 trennt.

Die Ausführungsvariante nach Fig. 4 ähnelt derjeni gen von Fig. 2, wobei entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen und angehängtem ' .3 versehen wurden. Diese Ausführungsvariante hat sich für Hinterradfederbein in Motocross-Motorrädern bewährt.

Die einseitig geschlossene Hülse 15.3 ist hier mit umgekehrter Wirkungsrichtung montiert wie bei der Ausfüh¬ rungsvariante nach Fig. 2. Die Hülse 15.3 ist auch hier durch eine Feder 17.3 belastet, die durch eine Einstell¬ schraube 18.3 vorgespannt werden kann. Die Öldurchtritts¬ schlitze bzw. - Öffnungen 16.3 im Hülsenende liegen bis auf eine stirnseitige Öffnung 16.31 abgedeckt innerhalb des die Hülse aufnehmenden Öldurchströmkanals, der inner- halb eines im Dämpfungskolben 12.3 eingespannten separaten Teils 27 ausgebildet ist. Dieses separate Teil 27 aus hochwertigem, verschleißfestem Werkstoff wie z.B. Stahl oder Keramik ist durch eine Einschraubhülse 28 gehalten, welche die Einstellschraube 18.3 zur Abstützung der Feder 17.3 aufnimmt. In dem separaten Teil 27 sind auch die

O vι

Drosselbohrungen 14.3 der Druckstufe ausgebildet, die normal durch den von einer Feder 11.3 belasteten Ventil¬ ring 13.3 verschlossen sind. Ventilring und Feder sind in einem Hohlraum des Dämpfungskolbens 12.3 aufgenommen, welc h er Ho h lraum d urch Bohrungen mit dem Ölraum 4.3 ver¬ bunden ist.

Die Funktion in der Druckstufe ist wie in Bezug zur Fig. 2 beschrieben, d. h. beim Zusammenschieben des Federbeins wird Öl aus dem Ölraum 4.3 unterhalb des Dämpfungskolbens 12.3 durch die stirnseitige öldurch- trittsöf nung 16.31 der Hülse 15.3 nach oben gedrückt. Bei starker Stoßbelastung des Federbeins kann Öl durch die Bohrungen 14.3 den Ventilring 13.3 gegen die Kraft der Feder 11.3 anheben. Durch den nun vergrößerten Durch¬ flußquerschnitt kann das Öl schneller überströmen und die Stoßenergie wird schonend für Fahrer und Motorrad von der Federung aufgefangen.

In der Zugstufe, wenn das Federbein maximal einge¬ federt hat, drückt der oberhalb des Dämpfungskolbens 12.3 aufgebaute hohe Druck gegen die Kraft der Vorspannfeder 17.3 auf die Hülse 15.3, um diese abzuheben und, je nach Druckhöhe eine oder mehrere Öldurchtrittsδ fnungen 16.3 freizulegen. Zu Beginn der Zugstufe wird somit durch hohe Ölüberströmquerschnitte ein rasches Ausfedern erreicht, d . . sich dann verlangsamt, wobei gegen Ende des Ausfeder- wegs nur-mehr die stirnseitige Oldurchströmöffnung 16.31 zur Verfügung steht.

Durch entsprechende Anordnung und Ausbildung der Öldurchtrittsδffnungen 16.3 und 16.31 kann die Ausfeder¬ geschwindigkeit über den Ausfederweg den jeweiligen Ge- gebenheiten angepaßt werden. Durch Austausch verschiedene Ventilhülsen 15.3 in Verbindung mit der Auswahl verschie¬ dener Federvorspannungen ist jede gewünschte Ausfeder¬ charakteristik erreichbar.