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Die Erfindung beschreibt die Vorrichtungen zur inneren Abdichtung eines hydropneumatischen Dämpfers für Landfahrzeuge.
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Die Mobilität von Landfahrzeugen macht es erforderlich, dass Fahrwerke mit einem Feder-Dämpfersystem ausgerüstet werden um Fahrbahnunebenheiten auszugleichen und den Kontakt des Reifens zur Fahrbahn sicher zu stellen.
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Neben anderen Dämpfungseinrichtungen sind unter anderem auch hydropneumatische Dämpfer bekannt.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 1 430 836 A ist eine Federung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekannt, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptfederung in Verbindung mit einem zu ihrer Dämpfung dienenden Relaxationsdämpfer, bestehend aus einem Dämpfer und einer mit diesem in Reihe geschalteten verhältnismäßig weichen Feder, mit einem Schwingungstilger, bestehend aus Feder, Dämpfer und einer Dämpfungsmasse kombiniert ist.
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Weiter ist aus der Patentschrift
DE 1 912 781 C1 ein hydropneumatischer Stoßdämpfer in Teleskopbauweise bekannt, bestehend aus zwei konzentrischen Zylindern, wobei in dem inneren den Arbeitsraum darstellenden Zylinder eine mit einem Kolben versehene Kolbenstange verschiebbar angeordnet und zwischen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder ein teilweise mit Druckgas und mit hydraulischem Medium gefüllter, als Ausgleichsraum dienender Ringraum vorgesehen ist, wobei in diesem die Druckgasfüllung im kolbenstangenendigen Bereich angeordnet ist, unmittelbar an das hydraulische Medium grenzt und der Ausgleichsraum im Bereich des hydraulischen Mediums am druckgasfernen Ende ventillos mit dem Arbeitsraum in ständiger Verbindung steht, wobei eine als Ringscheibe ausgebildete Prallwand zwischen sich und der Kolbenstangendichtung einen Ringraum abgrenzt und eine Entlüftungseinrichtung in Form eines Rückschlagventils vorgesehen ist.
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Aus der Offenlegungsschrift
DE 35 24 863 A1 ist ein Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Federhärte, insbesondere bei Fahrzeugen Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Federhärte bei zwei relativ zueinander und in ihren absoluten Positionen mit veränderbaren Geschwindigkeiten sich bewegender Körper oder Massen, insbesondere bei federnden Rad-Aufhängungssystemen für Fahrzeuge u. dgl., wobei das von einem Kolben in einer Zylinderdruckkammer verdrängte Volumen einmal in Abhängigkeit zu Belastungs-, Bewegungs- und Betriebsparametern von Fahrzeug, Aufhängung und Rad sowie Fahrzeugaufbau schlagartig in zwei Teilvolumina umgeschaltet werden kann, mit der Möglichkeit, bei miteinander verbundenen Teilvolumina eine zusätzliche Gesamtvolumen-Feineinstellung kontinuierlich über ein Zylinder-Kolbenaggregat und ebenfalls abhängig von den genannten Parametern vorzunehmen. Ein solches Federungskonzept mit langsamer kontinuierlich adaptiver Anpassung und schneller Umschaltung auf höhere Steifigkeiten wird ergänzt durch eine asymmetrisch variable Dämpfung und eine vorzugsweise schnell arbeitende Niveauregelung.
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Zuletzt beschreibt die Offenlegungsschrift
DE 10 043 050 A1 eine Führung einer Kolbenstange für ein Kolben-Zylinder-Aggregat, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer, ein Federbein oder ein Niveauregelelement, wobei das Führungselement das Zylinderrohr und das Außenrohr hält und gleichzeitig mit seiner Mittenbohrung eine Kolbenstange zentriert, und dass das Führungselement mindestens zwei im axialen Abstand zueinander angeordnete Dichtungselemente aufweist, die an der Außenfläche der Kolbenstange zur Anlage kommen und den Innenraum des Kolben-Zylinder-Aggregates gegenüber der Atmosphäre abdichten, wobei auf der im Innenraum entgegengesetzten Seite der Dichtung eine Strömungsverbindung beginnend aus dem Bereich der Außenfläche der Kolbenstange in den Innenraum verläuft und mit einem Rückschlagventil versehen ist, welches in Richtung des Innenraums durchströmbar ist.
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Der Nachteil aller bekannten Hydropneumatischen Federelemente besteht darin, dass verschiedene Medien gegeneinander abzudichten sind und zwar derart, dass ein Überströmen absolut verhindert wird und dadurch ein unvorhergesehener Druckaufbau wirkungsvoll verhindert wird.
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Die verschiedenen Medien sind unteranderem die Umgebungsluft unter Atmosphärendruck, ein vorgespanntes Gasvolumen und ein flüssiges Medium, welches währen der Dämpferarbeit vorgespannt wird.
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Bei den derzeit bekannten Abdichtungssystemen kann es beispielsweise bei einem einseitigen, stoßartigen Druckanstieg zu einer Verkantung eines Rechteckdichtringes kommen, welche die Dichtigkeit negativ beeinflusst. Ein Eindringen von Öl in den Gasbereich und umgekehrt ist möglich. Diese Dichtung birgt den großen Nachteil, dass eine schlechte Dichtwirkung gegeben ist und der Dichtring, ohne Stützring, der Extrusion unterworfen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher die jeweiligen Bereiche unterschiedlicher Medien gegeneinander dicht abzugrenzen.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst.
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Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass durch die aufgelöste Bauweise der Dichtungselemente und die Abstimmung für das jeweilige Medium eine optimale Abdichtung gewährt wird. Weiter wird ein Versagen der Dichtung durch die rückseitige Beaufschlagung des jeweils anderen Mediums verhindert.
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Das Gasvolumen wird zwischen Kolben und Zylinderwand durch die Elastomere-Pneumatikdichtung abgedichtet, zum Gasvolumen hin durch das Anpressen der Dichtungslippe an die Zylinderwandung. Der Schmierfilm entsteht durch die Kolbenbewegung im Zylinder unter Ausnutzung des Schmierfilms der Kolbenkompaktdichtung. Eine symmetrische Pressungsverteilung bei flachem Aufbau der Dichtung gewährleistet ein Hinweggleiten der Dichtung über den Schmierfilm, aber kein Abstreifen desselbigen um die Reibung gering zu halten. Der Elastomerdichtring gewährleistet eine hohe Dichtqualität.
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Kolbenkompaktdichtungen sind Kolbendichtungen, die beidseitig druckbeaufschlagt werden können. Sie werden mit symmetrischer Pressungsverteilung und flachem Pressungsgradient ausgelegt. Somit wird ein Schmierfilm gebildet, der zu einer geringen Reibung führt. Entgegen des derzeit verbauten PTFE-Rechteckrings, der aus Dichtring und Spannring besteht, besteht die Kolbenkompaktdichtung aus Führungs-, Stütz- und Dichtelementen.
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Es zeigt 1 die Darstellung eines Kolbens nach dem Stand der Technik in einer Schnittdarstellung. Es zeigt 2 die Darstellung eines Kolbens mit erfindungsgemäßer Abdichtung in einer Schnittdarstellung.
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Es zeigt 1 einen Kolben 1 dessen oberes, dem Ölvolumen zugewandtes Ende einen oberen Führungsring 2, zur Führung des Kolbens 1 im Zylinder (nicht dargestellt), aufweist. Unterhalb des oberen Führungsrings 2 ist eine Rechteckdichtung 4 angeordnet, die durch einen Spannring 3 im einsatzfähigen Zustand an die Zylinderwand angepresst wird. Wiederum unterhalb der Rechteckdichtung 4 ist ein O-Ring 5 zur Abdichtung des Gasvolumens platziert. Der O-Ring 5 kann durch zwei Stützringe flankiert sein. Zum unteren Ende des Kolbens 1 schließt sich, dem Gasvolumen zugewandt, ein unterer Führungsring 6 an.
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Es zeigt 2 einen Kolben 1 dessen oberes, dem Ölvolumen zugewandtes Ende einen oberen Führungsring 2, zur Führung des Kolbens 1 im Zylinder (nicht dargestellt), aufweist. Unterhalb des oberen Führungsrings 2 ist ein Stützring 7 angeordnet, der die Dichtung 8 flankiert. Unterhalb eines weiteren Stützrings 7 ist der untere Führungsring 6 verbaut. Die Abdichtung des Gasvolumens wird durch eine Elastomere-Pneumatikdichtung 9 gewährleistet.
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Zum besseren Verständnis des hydropneumatischen Dämpferelements wird folgender Funktionsablauf beschrieben: Infolge der Fahrbewegungen wird das Gasvolumen verdichtet und presst den Kolben gegen das Ölvolumen. Teile des Stickstoffs strömen an dem Sekundärkolben vorbei und pressen die Dichtlippe der Elastomere-Pneumatikdichtung zur Abdichtung gegen die Zylinderwandung. Durch die translatorische Bewegung des Sekundärkolbens wir das Ölvolumen verdichtet. Die Kolbenkompaktdichtung verhindert einen Öleintrag in das Gasvolumen beziehungsweise gewährleistet die Bildung eines Schmierfilms zur Verringerung der Reibwerte der Dichtungen und der Führungen des Sekundärkolbens.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1430836 A [0004]
- DE 1912781 C1 [0005]
- DE 3524863 A1 [0006]
- DE 10043050 A1 [0007]
