DE102019102424A1

DE102019102424A1 - Separating piston, guide ring for the separating piston and gas pressure shock absorber, which comprises such a separating piston

Info

Publication number: DE102019102424A1
Application number: DE102019102424.2A
Authority: DE
Inventors: Simon Watling; Joram Wiggers
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-08-06

Abstract

Trennkolben, umfassend einen Dichtring (1) und einen Führungsring (2), die miteinander verbunden sind, wobei der Führungsring (2) aus einem zähharten Kunststoff besteht und stirnseitig einerseits (3) einen Axialvorsprung (4) aufweist, der in Umfangsrichtung (5) radial außenseitig von einer Führungsfläche (6) umschlossen ist. Der Axialvorsprung (4) ist durch zumindest zwei in Umfangsrichtung (5) mit Abstand zueinander benachbart angeordnete und in radialer Richtung (7) elastisch nachgiebige Federzungen (8) gebildet.Separating piston, comprising a sealing ring (1) and a guide ring (2), which are connected to one another, the guide ring (2) being made of a tough, hard plastic and having an axial projection (4) on the end face (3) which extends in the circumferential direction (5) is enclosed radially on the outside by a guide surface (6). The axial projection (4) is formed by at least two spring tongues (8) which are arranged adjacent to one another at a distance from one another in the circumferential direction (5) and are elastically flexible in the radial direction (7).

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft einen Trennkolben, einen Führungsring für den Trennkolben und einen Gasdruckstoßdämpfer, der einen solchen Trennkolben umfasst.The invention relates to a separating piston, a guide ring for the separating piston and a gas pressure shock absorber, which comprises such a separating piston.

Stand der TechnikState of the art

Trennkolben, Führungsringe für Trennkolben und Gasdruckstoßdämpfer, die Trennkolben umfassen, sind allgemein bekannt.
Gasdruckstoßdämpfer können als Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer ausgebildet sein und gelangen zum Beispiel in Kraftfahrzeugen zur Anwendung, um Schwingungen von gefederten Massen möglichst rasch abklingen zu lassen. Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer sind dann Bestandteile des Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, Beispiele für gefederte Massen sind die Räder des Kraftfahrzeugs.
Vorbekannte Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer umfassen einen Arbeitszylinder mit einem Gasreservoir und einem Ölreservoir, wobei das Gasreservoir und das Ölreservoir in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet sind. Der Trennkolben ist in axialer Richtung zwischen den beiden Reservoirs angeordnet und trennt diese mediumsdicht voneinander. Der Trennkolben ist in axialer Richtung im Arbeitszylinder schwimmend geführt. Im Ölreservoir ist ein mit einer Kolbenstange ortsfest verbundener Arbeitskolben angeordnet, der in axialer Richtung hin und her beweglich ist.
Die axiale Richtung entspricht der Richtung der in den Stoßdämpfer eingeleiteten Schwingungen.
Die Dämpfung von in den Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer eingeleiteten Schwingungen erfolgt dadurch, dass der Arbeitskolben mittels der Kolbenstange innerhalb des Ölreservoirs in axialer Richtung hin und her bewegt wird, wobei das im Ölreservoir befindliche Öl von einer Stirnseite des Arbeitskolbens durch im Arbeitskolben angeordnete Dämpfungsventile hindurch zur anderen Stirnseite des Arbeitskolbens strömt. Die Dämpfungsventile setzen dem durch den Arbeitskolben hindurchströmenden Öl einen Widerstand entgegen. Dadurch wird eine Druckdifferenz stirnseitig beiderseits des Arbeitskolbens erzeugt, die dem sich relativ zum Arbeitszylinder bewegenden Arbeitskolben eine Dämpfungskraft entgegensetzt.
Innerhalb des Gasreservoirs ist ein vorgespanntes Gas, zum Beispiel Stickstoff, angeordnet. Innerhalb des Arbeitszylinders herrscht ein Basisinnendruck von etwa 20 bis 30 bar, wobei im statischen Zustand des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers dieser Basisinnendruck axial beiderseits des Trennkolbens anliegt. Das Gasreservoir hat die Aufgabe dafür zu sorgen, dass beim Einfedern des Arbeitskolbens axial in Richtung des Gasreservoirs die Ölsäule auf der dem Gasreservoir axial abgewandten Seite des Arbeitskolbens nicht abreißt und die Gefahr von Kavitation dadurch auf ein Minimum begrenzt ist.Separating pistons, guide rings for separating pistons and gas pressure shock absorbers, which comprise separating pistons, are generally known.
Gas pressure shock absorbers can be designed as single-tube gas pressure shock absorbers and are used, for example, in motor vehicles in order to allow vibrations of sprung masses to subside as quickly as possible. Single-tube gas pressure shock absorbers are then components of the chassis of a motor vehicle, examples of sprung masses are the wheels of the motor vehicle.
Known single-tube gas pressure shock absorbers comprise a working cylinder with a gas reservoir and an oil reservoir, the gas reservoir and the oil reservoir being arranged adjacent to one another in the axial direction. The separating piston is arranged in the axial direction between the two reservoirs and separates them from one another in a medium-tight manner. The separating piston is guided in a floating manner in the working cylinder in the axial direction. A working piston, which is fixedly connected to a piston rod and is movable back and forth in the axial direction, is arranged in the oil reservoir.
The axial direction corresponds to the direction of the vibrations introduced into the shock absorber.
The damping of vibrations introduced into the single-tube gas pressure shock absorber takes place in that the working piston is moved back and forth within the oil reservoir in the axial direction by means of the piston rod, the oil in the oil reservoir being passed from one end face of the working piston to the other through damping valves arranged in the working piston Front of the working piston flows. The damping valves provide resistance to the oil flowing through the working piston. As a result, a pressure difference is generated on the front side on both sides of the working piston, which opposes a damping force to the working piston moving relative to the working cylinder.
A prestressed gas, for example nitrogen, is arranged within the gas reservoir. A basic internal pressure of approximately 20 to 30 bar prevails within the working cylinder, this basic internal pressure being present axially on both sides of the separating piston in the static state of the single-tube gas pressure shock absorber. The gas reservoir has the task of ensuring that when the working piston is deflected axially in the direction of the gas reservoir, the oil column on the side of the working piston axially facing away from the gas reservoir does not tear off and the risk of cavitation is thereby minimized.

Durch das Vorsehen eines Gasreservoirs, das durch den Trennkolben vom Ölreservoir mediumsdicht getrennt ist, ergeben sich verbesserte Gebrauchseigenschaften des Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers im Vergleich zu einem reinen Öldämpfer, der ein solches Gasreservoir nicht aufweist. Ein Aufschäumen des Öls wird durch die zuvor beschriebene Einrohr-Gasdruck-Technik wirkungsvoll verhindert. Auch bei einer hohen Beanspruchung eines Einrohr-Gasdruckstoßdämpfers stehen die vollen Dämpfkräfte zur Verfügung. Das Gasreservoir kann als Gaspolster verstanden werden, das einen Volumenausgleich beim Einfahren der Kolbenstange in den Arbeitszylinder des ein Rohr-Gasdruckstoßdämpfers übernimmt.The provision of a gas reservoir, which is separated from the oil reservoir by the separating piston in a medium-tight manner, results in improved usage properties of the single-tube gas pressure shock absorber compared to a pure oil damper which does not have such a gas reservoir. Foaming of the oil is effectively prevented by the one-pipe gas pressure technology described above. The full damping forces are available even when a single-tube gas pressure shock absorber is subjected to high loads. The gas reservoir can be understood as a gas cushion that takes over volume compensation when the piston rod is moved into the working cylinder of a tubular gas pressure shock absorber.

Der zuvor beschriebene Trennkolben umfasst einen Dichtring und einen Führungsring, die miteinander verbunden sind, wobei der Führungsring einen Axialvorsprung aufweist, der in Umfangsrichtung in sich geschlossen ausgebildet ist. Radial außenseitig ist der Axialvorsprung von einer in Umfangsrichtung ebenfalls in sich geschlossen ausgebildeten Führungsfläche umschlossen und stützt sich durch diese an der Innenwand des zuvor beschriebenen Arbeitszylinders ab.
Dabei ist jedoch zu beachten, dass der in Umfangsrichtung in sich geschlossen ausgebildete Axialvorsprung und die Innenwand des Arbeitszylinders jeweils sehr genau, d. h. mit engen Toleranzen gefertigt werden müssen, um gute Gebrauchseigenschaften des Gasdruckstoßdämpfers während einer langen Gebrauchsdauer zu gewährleisten. Nur wenn die Innenwand des Arbeitszylinders und der Axialvorsprung des Führungsrings jeweils sehr genau gefertigt und eng toleriert sind, bewegt sich der Trennkolben in axialer Richtung ordnungsgemäß im Arbeitszylinder. Der Gasdruckstoßdämpfer weist dann gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.
Sind die Toleranzen des Durchmessers der Innenwand des Arbeitszylinders und/oder des Axialvorsprungs demgegenüber gröber, bewegt sich der Trennkolben im Arbeitszylinder entweder nicht ausreichend leichtgängig, und es besteht die Gefahr, dass der Trennkolben im Arbeitszylinder klemmt.
Oder der Trennkolben hat im Arbeitszylinder ein unerwünscht großes Spiel, wird dadurch nicht ausreichend gut geführt, unterliegt deshalb einem unerwünscht hohen Verschleiß, verkantet im Arbeitszylinder durch relative Schiefstellung und dichtet schlecht ab.The separating piston described above comprises a sealing ring and a guide ring which are connected to one another, the guide ring having an axial projection which is designed to be closed in the circumferential direction. Radially on the outside, the axial projection is enclosed by a guide surface which is likewise closed in the circumferential direction and is supported by this on the inner wall of the previously described working cylinder.
However, it should be noted that the axial projection, which is designed to be self-contained in the circumferential direction, and the inner wall of the working cylinder each have to be manufactured very precisely, ie with narrow tolerances, in order to ensure good performance characteristics of the gas pressure shock absorber over a long period of use. Only when the inner wall of the working cylinder and the axial projection of the guide ring are manufactured very precisely and are closely tolerated, does the separating piston move properly in the axial direction in the working cylinder. The gas pressure shock absorber then has good performance characteristics over a long period of use.
On the other hand, if the tolerances of the diameter of the inner wall of the working cylinder and / or the axial projection are coarser, the separating piston in the working cylinder either does not move sufficiently smoothly and there is a risk that the separating piston jams in the working cylinder.
Or the separating piston has an undesirably large amount of play in the working cylinder, is not guided well enough as a result, is therefore subject to undesirably high wear and tear, jams in the working cylinder due to relative misalignment and seals poorly.

Durch den in sich geschlossenen Axialvorsprung des Führungsrings ist ein Ausgleich herstellungsbedingter Toleranzen praktisch nicht möglich.Due to the self-contained axial projection of the guide ring, it is practically impossible to compensate for manufacturing-related tolerances.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trennkolben, einen Führungsring für den Trennkolben und einen Gasdruckstoßdämpfer, der einen solchen Trendkolben umfasst, derart weiterzuentwickeln, dass der Trennkolben, der Führungsring und der Gasdruckstoßdämpfer einfach und kostengünstig herstellbar sind, dass die einander berührenden und relativ zueinander beweglichen Bauteile herstellungsbedingt gröbere Toleranzen aufweisen können und dass die jeweilige Funktion dieser Bauteile trotzdem sicher gewährleistet ist und der Gasdruckstoßdämpfer gleichbleibend gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer aufweist.The invention is based on the object of further developing a separating piston, a guide ring for the separating piston and a gas pressure shock absorber, which comprises such a trend piston, in such a way that the separating piston, the guide ring and the gas pressure shock absorber can be produced simply and inexpensively such that they are in contact with one another and relative to one another movable components may have coarser tolerances due to the manufacturing process and that the respective function of these components is nevertheless reliably guaranteed and that the gas pressure shock absorber has consistently good performance characteristics over a long service life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus den Ansprüchen 1, 8 und 9 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.This object is achieved according to the invention with the features of claims 1, 8 and 9. The subclaims refer to advantageous embodiments.

Zur Lösung der Aufgabe ist ein Trennkolben vorgesehen, umfassend einen Dichtring und einen Führungsring, die miteinander verbunden sind, wobei der Führungsring aus einem zähharten Kunststoff besteht und stirnseitig einerseits einen Axialvorsprung aufweist, der in Umfangsrichtung radial außenseitig von einer Führungsfläche umschlossen ist. Der Axialvorsprung ist durch zumindest zwei in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander benachbart angeordnete und in radialer Richtung elastisch nachgiebige Federzungen gebildet.To achieve the object, a separating piston is provided, comprising a sealing ring and a guide ring, which are connected to one another, the guide ring being made of a tough, hard plastic and having an axial projection on the end face, which is enclosed radially on the outside in the circumferential direction by a guide surface. The axial projection is formed by at least two spring tongues which are arranged adjacent to one another in the circumferential direction at a distance from one another and are elastically flexible in the radial direction.

Zur einfachen und kostengünstigen Herstellbarkeit des Trennkolbens trägt zunächst der aus einem zähharten Kunststoff bestehende Führungsring bei. Zähharte Kunststoffe für eine solche Anwendung sind einfach und kostengünstig verfügbar und lassen sich - ebenfalls einfach und kostengünstig - verarbeiten. Außerdem haben Führungsringe aus Kunststoff zumeist eine geringere Masse als Führungsringe aus metallischen Werkstoffen, sodass der Trennkolben innerhalb des Arbeitszylinders in axialer Richtung feinfühlig und leicht hin und her beweglich ist.The guide ring, which consists of a tough, hard plastic, first contributes to the simple and inexpensive manufacture of the separating piston. Tough plastics for such an application are available simply and inexpensively and can also be processed simply and inexpensively. In addition, guide rings made of plastic usually have a lower mass than guide rings made of metallic materials, so that the separating piston inside the working cylinder is sensitive and easy to move back and forth in the axial direction.

Die in radialer Richtung elastisch nachgiebigen Federzungen haben, im Vergleich zu einem Axialvorsprung, der im Umfangsrichtung in sich geschlossen ausgebildet ist und deshalb keine Federzungen aufweist, den Vorteil, dass sie gröbere herstellungsbedingte Toleranzen gut ausgleichen können.
Ist beispielsweise der Durchmesser der Innenwand des Arbeitszylinders eines Gasdruckstoßdämpfers gröber als bisher üblich toleriert und weist einen eher etwas größeren Durchmesser auf, federn die Federzungen in radialer Richtung etwas weiter nach außen auf und führen deshalb den Trennkolben im Arbeitszylinder trotzdem weiterhin einwandfrei.
Ist der Durchmesser der Innenwand des Arbeitszylinders demgegenüber eher etwas kleiner, klemmt der Trennkolben durch die elastische Nachgiebigkeit der Federzungen im Arbeitszylinder trotzdem nicht; die Federzungen werden in radialer Richtung elastisch nachgiebig etwas nach innen verformt. Auch in diesem Fall wird der Trennkolben durch die Federzungen im Arbeitszylinder einwandfrei geführt.Compared to an axial projection that is self-contained in the circumferential direction and therefore has no spring tongues, the spring tongues that are elastically flexible in the radial direction have the advantage that they can compensate for coarser manufacturing-related tolerances.
If, for example, the diameter of the inner wall of the working cylinder of a gas pressure shock absorber is coarser than previously tolerated and has a somewhat larger diameter, the spring tongues spring a little further outwards in the radial direction and therefore still guide the separating piston in the working cylinder properly.
If, on the other hand, the diameter of the inner wall of the working cylinder is somewhat smaller, the separating piston does not jam due to the elastic flexibility of the spring tongues in the working cylinder; the spring tongues are resiliently deformed slightly inwards in the radial direction. In this case too, the separating piston is properly guided by the spring tongues in the working cylinder.

Die außenumfangsseitig der Federzungen angeordneten Führungsflächen berühren die Innenwand des Arbeitszylinders trotz gröberer Toleranzen stets mit einer radialen elastischen Vorspannung, die im gesamten gröberen Toleranzbereich im Wesentlichen konstant ist.Despite coarser tolerances, the guide surfaces arranged on the outer circumference side of the spring tongues always touch the inner wall of the working cylinder with a radial elastic prestress that is essentially constant over the entire coarser tolerance range.

Durch die eher großzügige Tolerierung der aufeinander beweglichen Bauteile ist die Herstellbarkeit dieser Bauteile wesentlich vereinfacht. Führungsring, Trennkolben und auch der Gasdruckstoßdämpfer insgesamt sind dadurch kostengünstig herstellbar. Die kostengünstige Herstellbarkeit wird auch dadurch erreicht, dass der Materialbedarf zur Herstellung des Führungsrings durch die Federzungen reduziert ist. Die Durchbrechungen, die in Umfangsrichtung betrachtet zwischen den Federzungen angeordnet sind, bewirken diesen reduzierten Materialbedarf.Due to the rather generous tolerance of the components that can move towards each other, the manufacturability of these components is considerably simplified. The guide ring, separating piston and also the gas pressure shock absorber as a whole can thus be produced inexpensively. The cost-effective producibility is also achieved in that the material required for producing the guide ring is reduced by the spring tongues. The openings, which, viewed in the circumferential direction, are arranged between the spring tongues, result in this reduced material requirement.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass der Axialvorsprung durch 4 bis 16 Federzungen gebildet ist. Weiter bevorzugt gelangen 12 bis 14 Federzungen zur Anwendung.
Die zuvor genannte Anzahl der Federzungen bildet einen guten Kompromiss aus vorteilhaften Gebrauchseigenschaften und einfacher sowie kostengünstiger Herstellbarkeit. Gelangen beispielsweise 8 bis 16 Federzungen zur Anwendung, ist die Anzahl der Federzungen für eine einwandfreie Funktion des Führungsrings für die meisten Anwendungsfälle ausreichend, und der Führungsring ist in hohen Stückzahlen kostengünstig und prozesssicher herstellbar.
Bei weniger als 4 Federzungen funktioniert der zuvor beschriebene Ausgleich gröberer Toleranzen häufig nicht mehr ausreichend gut, mehr als 16 Federzungen sind für eine einwandfreie Funktion des Führungsrings und einen guten Ausgleich herstellungsbedingter Toleranzen zumeist nicht erforderlich und könnten zu Problemen bei der Herstellbarkeit des Führungsrings führen.According to an advantageous embodiment, it can be provided that the axial projection is formed by 4 to 16 spring tongues. More preferably, 12 to 14 spring tongues are used.
The aforementioned number of spring tongues forms a good compromise between advantageous usage properties and simple and inexpensive manufacture. If, for example, 8 to 16 spring tongues are used, the number of spring tongues is sufficient for the guide ring to function properly for most applications, and the guide ring can be produced inexpensively and reliably in large quantities.
If there are fewer than 4 spring tongues, the previously described compensation of coarser tolerances often no longer works sufficiently well, more than 16 spring tongues are usually not necessary for the guide ring to function properly and for tolerances to be compensated for in production and could lead to problems with the manufacturability of the guide ring.

Die Federzungen sind bevorzugt gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Durch eine solche gleichmäßige Verteilung der Federzungen in Umfangsrichtung wird der Trennkolben durch den Führungsring im Arbeitszylinder automatisch zentriert und besonders gut geführt. Die Gefahr einer Verkantung oder einer unerwünschten Schiefstellung des Trennkolbens im Arbeitszylinder und damit einhergehender erhöhter Materialverschleiß sind dadurch auf ein Minimum reduziert.The spring tongues are preferably arranged evenly distributed in the circumferential direction. Through such a uniform distribution of the spring tongues in the circumferential direction, the separating piston is automatically centered and guided particularly well by the guide ring in the working cylinder. The risk of tilting or an undesired misalignment of the separating piston in the working cylinder and thus the associated increased material wear is reduced to a minimum.

Durch jeden Abstand der Federzungen, im Umfangsrichtung betrachtet relativ zueinander, ist eine Durchbrechung gebildet. Entspricht die Größe der Durchbrechungen etwa der Größe der Federzungen, die sich in Umfangsrichtung beiderseits an die Durchbrechungen anschließen, wird etwa die Hälfte des Kunststoffmaterials, das für die Herstellung des Führungsrings benötigt wird, eingespart. Daraus resultiert nicht nur eine kostengünstige Herstellbarkeit, sondern auch, dass der Führungsring nur ein geringes Gewicht aufweist.An opening is formed through each spacing of the spring tongues, viewed in the circumferential direction relative to one another. If the size of the openings corresponds approximately to the size of the spring tongues which adjoin the openings on both sides in the circumferential direction, approximately half of the plastic material required for producing the guide ring is saved. This not only results in inexpensive manufacture, but also that the guide ring is light in weight.

Bevorzugt sind die Durchbrechungen U-förmig und in axialer Richtung stirnseitig einerseits offen ausgebildet. Durch die U-förmige Gestalt der Durchbrechungen werden unerwünscht hohe Kerbspannungen am Fuß der jeweiligen Federzungen vermieden. Auch eine lange Gebrauchsdauer des Trennkolbens im Arbeitszylinder mit einer hohen dynamischen Belastung der Federzungen führt deshalb nicht zu einer unerwünscht frühen Beschädigung des Führungsrings. Der Trennkolben und damit der Gasdruckstoßdämpfer weisen gute Gebrauchseigenschaften während einer langen Gebrauchsdauer auf.The openings are preferably U-shaped and, on the one hand, open on the front in the axial direction. The U-shaped shape of the perforations prevents undesirable high notch stresses at the base of the respective spring tongues. Even a long service life of the separating piston in the working cylinder with a high dynamic load on the spring tongues therefore does not lead to undesirable early damage to the guide ring. The separating piston and thus the gas pressure shock absorber have good performance characteristics over a long period of use.

Der Führungsring kann stirnseitig andererseits eine Aufnahme für den Dichtring umfassen. Der Dichtring und die offenen Enden der Führungszungen sind dadurch auf den einander axial abgewandten Stirnseiten des Führungsrings angeordnet.On the other hand, the guide ring can comprise a receptacle for the sealing ring on the end face. The sealing ring and the open ends of the guide tongues are thereby arranged on the axially facing ends of the guide ring.

Die Aufnahme kann durch eine umfangsseitig umlaufende und radial nach außen offene, nutförmige Vertiefung gebildet sein. In dieser nutförmigen Vertiefung ist dann der Dichtring angeordnet, der eine mediumsdichte Trennung der im Arbeitszylinder durch den Trennkolben gegeneinander abzudichtenden Räume bewirkt.The receptacle can be formed by a groove-shaped depression that runs around the circumference and is open radially outwards. The sealing ring is then arranged in this groove-shaped depression, which brings about a medium-tight separation of the spaces to be sealed off from one another in the working cylinder by the separating piston.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Führungsring für einen Trennkolben, wie zuvor beschrieben. Der Axialvorsprung des Führungsrings ist durch zumindest zwei in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander benachbart angeordnete und in radialer Richtung elastisch nachgiebige Federzungen gebildet.
Wie zuvor bereits erläutert, ist der Führungsring aus nur wenig Material einfach und kostengünstig herstellbar und gleicht nicht nur eigene, herstellungsbedingte gröbere Toleranzen durch die in radialer Richtung elastisch Nachgiebigkeit der Federzungen aus, sondern auch herstellungsbedingte gröbere Toleranzen des Arbeitszylinders, mit dem der Führungsring relativbeweglich in Kontakt ist.The invention also relates to a guide ring for a separating piston, as described above. The axial projection of the guide ring is formed by at least two spring tongues arranged adjacent to one another in the circumferential direction at a distance from one another and elastically flexible in the radial direction.
As already explained above, the guide ring can be produced simply and inexpensively from only a small amount of material and not only compensates for its own, coarser tolerances due to the elastic flexibility of the spring tongues in the radial direction, but also for the coarser tolerances of the working cylinder due to the manufacturing process, with which the guide ring is relatively movable in Contact is.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Gasdruckstoßdämpfer, umfassend einen Arbeitszylinder mit einem Gasreservoir und einem Ölreservoir, wobei das Gasreservoir und das Ölreservoir durch einen Trennkolben, wie zuvor beschrieben, mediumsdicht voneinander getrennt sind, wobei der Trennkolben im Arbeitszylinder mittels der Federzungen in axialer Richtung schwimmend geführt ist, wobei die Federzungen den Arbeitszylinder unter radialer Vorspannung anliegend berühren und wobei im Reservoir ein mit einer Kolbenstange ortsfest verbundener Arbeitskolben in axialer Richtung hin und her beweglich angeordnet ist.
Ein solcher Gasdruckstoßdämpfer wird auch als sogenannter Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer bezeichnet.In addition, the invention relates to a gas pressure shock absorber, comprising a working cylinder with a gas reservoir and an oil reservoir, the gas reservoir and the oil reservoir being separated from one another in a medium-tight manner by a separating piston, as described above, the separating piston being guided in the working cylinder in a floating manner in the axial direction by means of the spring tongues , wherein the spring tongues touch the working cylinder under radial prestress and wherein in the reservoir a working piston which is fixedly connected to a piston rod is arranged to be movable back and forth in the axial direction.
Such a gas pressure shock absorber is also referred to as a so-called single-tube gas pressure shock absorber.

Der Arbeitszylinder kann nach einer ersten Ausgestaltung einteilig ausgebildet sein. Das Gasreservoir und das Ölreservoir sind dann in axialer Richtung benachbart zueinander angeordnet.According to a first embodiment, the working cylinder can be formed in one piece. The gas reservoir and the oil reservoir are then arranged adjacent to one another in the axial direction.

Nach einer zweiten Ausgestaltung kann der Arbeitszylinder zweiteilig ausgebildet sein, mit einem ersten Teilzylinder und einem zweiten Teilzylinder, die strömungsleitend miteinander verbunden sind.
Der erste Teilzylinder umfasst dabei ein erstes Ölreservoir, der zweite Teilzylinder ein zweites Ölreservoir, den Trennkolben und das Gasreservoir. Die beiden Ölreservoirs sind durch eine Strömungsleitung strömungsleitend miteinander verbunden. Die beiden Teilzylinder brauchen nicht in Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens axial benachbart zueinander angeordnet zu sein.
Die Strömungsleitung kann starr oder flexibel sein.
Eine solche Ausgestaltung eines Gasdruckstoßdämpfers gelangt zum Beispiel in Zweirädern, wie beispielsweise Motorrädern, zur Anwendung, wo der Bauraum für Stoßdämpfer begrenzt ist. Die strömungsleitend miteinander verbundenen Teilzylinder können so zueinander positioniert sein, dass sie in einem möglichst kleinen Bauraum unterbringbar sind.According to a second embodiment, the working cylinder can be formed in two parts, with a first partial cylinder and a second partial cylinder, which are connected to one another in a flow-conducting manner.
The first part cylinder comprises a first oil reservoir, the second part cylinder a second oil reservoir, the separating piston and the gas reservoir. The two oil reservoirs are connected to one another in a flow-conducting manner by a flow line. The two partial cylinders need not be arranged axially adjacent to one another in the direction of movement of the working piston.
The flow line can be rigid or flexible.
Such a design of a gas pressure shock absorber is used, for example, in two-wheelers, such as motorcycles, where the space for shock absorbers is limited. The partial cylinders, which are connected in a flow-conducting manner, can be positioned relative to one another in such a way that they can be accommodated in the smallest possible installation space.

FigurenlisteFigure list

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trennkolbens, des erfindungsgemäßen Führungsrings und des erfindungsgemäßen Gasdruckstoßdämpfers werden nachfolgend anhand der 1 bis 3 näher erläutert.An embodiment of the separating piston according to the invention, the guide ring according to the invention and the gas pressure shock absorber according to the invention are described below with reference to the 1 to 3rd explained in more detail.

Diese zeigen jeweils in schematischer Darstellung:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Trennkolbens, der den Führungsring aus 2 umfasst,
2 ein Ausführungsbeispiel eines Führungsrings, wie er im Trennkolben aus 1 zur Anwendung gelangt und
3 ein Ausführungsbeispiel eines Gasdruckstoßdämpfers, in dem der Trennkolben aus 1 im Arbeitszylinder angeordnet ist,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gasdruckstoßdämpfers, in dem der Trennkolben aus 1 zur Anwendung gelangt, wobei der Arbeitszylinder zweiteilig ausgebildet ist.

These each show a schematic representation:

1 an embodiment of a separating piston that the guide ring from 2nd includes,
2nd an embodiment of a guide ring, as in the separating piston 1 comes into use and
3rd an embodiment of a gas pressure shock absorber, in which the separating piston 1 is arranged in the working cylinder,
4th a further embodiment of a gas pressure shock absorber, in which the separating piston 1 comes into use, the working cylinder being formed in two parts.

Ausführung der ErfindungImplementation of the invention

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trennkolbens gezeigt. Der Trennkolben umfasst den Führungsring 2, wie er als Einzelteil in 2 dargestellt ist. Der Führungsring 2 besteht aus einem zähharten Kunststoff und weist stirnseitig einerseits 3 den Axialvorsprung 4 und stirnseitig andererseits 11 die Aufnahme 12 für den Dichtring 1 auf. Die Aufnahme 12 ist durch eine umfangsseitig umlaufende und radial nach außen offene, nutförmige Vertiefung 13 gebildet, in der der Dichtring 1 dichtend angeordnet ist.
Der Dichtring 1 besteht aus einem für die Anwendung in einem Gasdruckstoßdämpfer geeigneten Dichtungswerkstoff.In 1 An embodiment of the separating piston according to the invention is shown. The separating piston surrounds the guide ring 2nd how it as a single part in 2nd is shown. The guide ring 2nd consists of a tough, hard plastic and has a face on the front 3rd the axial projection 4th and on the other side 11 the recording 12th for the sealing ring 1 on. The recording 12th is due to a circumferential and radially outwardly open, groove-shaped recess 13 formed in the sealing ring 1 is arranged sealingly.
The sealing ring 1 consists of a sealing material suitable for use in a gas pressure shock absorber.

Der Axialvorsprung 4 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch 14 in radialer Richtung 7 elastisch nachgiebige Federzungen 8 gebildet, die, in Umfangsrichtung 5 betrachtet, mit Abstand benachbart zueinander angeordnet sind. Die jeweiligen Führungsflächen der Federzungen 8 sind mit den Bezugszeichen „6“ versehen. Die Federzungen 8 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung 5 verteilt angeordnet.The axial projection 4th is in the embodiment shown by 14 in the radial direction 7 resilient spring tongues 8th formed, the, circumferentially 5 considered, are spaced adjacent to each other. The respective guide surfaces of the spring tongues 8th are marked with the reference symbols " 6 " Mistake. The spring tongues 8th are even in the circumferential direction 5 distributed.

Die Durchbrechungen 9 sind durch den umfangsseitigen Abstand zwischen den Federzungen 8 gebildet und weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa dieselbe Größe wie die Federzungen 8 auf. Die Durchbrechungen 9 sind U-förmig und in axialer Richtung stirnseitig einerseits 3 offen.The breakthroughs 9 are due to the circumferential distance between the spring tongues 8th formed and have about the same size as the spring tongues in the embodiment shown 8th on. The breakthroughs 9 are U-shaped and on the front side in the axial direction 3rd open.

In 2 ist der Führungsring 2 aus 1 als Einzelteil dargestellt.
In 2 ist gut zu erkennen, dass der Materialbedarf zur Herstellung des Führungsrings 2 durch die Durchbrechungen 9 zwischen den Federzungen 8 reduziert ist.
Die Aufnahme 12 umfasst Dichtflächen, die während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Trennkolbens vom Dichtring 1 aus
1 unter elastischer Vorspannung dichtend berührt sind.In 2nd is the guide ring 2nd out 1 shown as a single part.
In 2nd it can be clearly seen that the material required to produce the guide ring 2nd through the breakthroughs 9 between the spring tongues 8th is reduced.
The recording 12th includes sealing surfaces that are used during the intended use of the separating piston from the sealing ring 1 out
1 are sealingly touched under elastic pretension.

In 3 ist ein Einrohr-Gasdruckstoßdämpfer gezeigt, in dem ein Trennkolben gemäß 1 mit einem Führungsring gemäß 2 zur Anwendung gelangt.
Der Gasdruckstoßdämpfer umfasst den Arbeitszylinder 14, in dem ein Gasreservoir 15 und ein Ölreservoir 16 angeordnet sind, wobei das Gasreservoir 15 und das Ölreservoir 16 in axialer Richtung 10 benachbart zueinander angeordnet sind. Das Gasreservoir 15 und das Ölreservoir 16 werden durch den Trennkolben mediumsdicht voneinander getrennt. Der Trennkolben ist im Arbeitszylinder 14 in Richtung der eingeleiteten Schwingungen in axialer Richtung 10 beweglich angeordnet und wird durch die Federzungen 8 in axialer Richtung 10 schwimmend geführt. Die Federzungen 8 berühren die Innenwand des Arbeitszylinders 14 unter radialer Vorspannung anliegend, um den Trennkolben während der bestimmungsgemäßen Verwendung des Gasdruckstoßdämpfers leichtgängig und verkantungsfrei im Arbeitszylinder 14 zu führen.In 3rd a single-tube gas pressure shock absorber is shown, in which a separating piston according to 1 with a guide ring according to 2nd applied.
The gas pressure shock absorber surrounds the working cylinder 14 in which a gas reservoir 15 and an oil reservoir 16 are arranged, the gas reservoir 15 and the oil reservoir 16 in the axial direction 10th are arranged adjacent to each other. The gas reservoir 15 and the oil reservoir 16 are separated from each other in a medium-tight manner by the separating piston. The separating piston is in the working cylinder 14 in the direction of the vibrations introduced in the axial direction 10th movably arranged and is by the spring tongues 8th in the axial direction 10th swimming led. The spring tongues 8th touch the inner wall of the working cylinder 14 Applying radial preload to the separating piston during the intended use of the gas pressure shock absorber smoothly and without tilting in the working cylinder 14 respectively.

Im Ölreservoir 16 ist ein mit einer Kolbenstange 17 ortsfest verbundener Arbeitskolben 18 in axialer Richtung 10 hin und her beweglich angeordnet. In the oil reservoir 16 is one with a piston rod 17th fixed connected piston 18th in the axial direction 10th arranged to move back and forth.

Das Gasreservoir 15 dient zum Volumen- und Temperaturausgleich im Arbeitszylinder 14, wobei innerhalb des Arbeitszylinders 14 üblicherweise ein Basisinnendruck von etwa 20 bis 30 bar herrscht. Diese Vorspannung ist erforderlich um zu verhindern, dass beim Einfedern der Kolbenstange 17 die Ölsäule im Ölreservoir 16 auf der dem Gasreservoir 15 axial abgewandten Seite des Arbeitskolbens 18 abreißt, dadurch Kavitation im Ölreservoir entsteht und die Gebrauchseigenschaften des Gasdruckstoßdämpfers dadurch nachteilig beeinflusst werden.The gas reservoir 15 is used for volume and temperature compensation in the working cylinder 14 , being inside the working cylinder 14 Usually there is a basic internal pressure of about 20 to 30 bar. This preload is necessary to prevent the piston rod from compressing 17th the oil column in the oil reservoir 16 on the the gas reservoir 15 axially opposite side of the working piston 18th tears off, which causes cavitation in the oil reservoir and adversely affects the performance properties of the gas pressure shock absorber.

Beim Einfahren der Kolbenstange 17 und des ortsfest mit der Kolbenstange 17 verbundenen Arbeitskolbens 18 in das Ölreservoir 16 wird der Trennkolben axial in Richtung des Gasreservoirs 15 verschoben, wodurch der Druck stirnseitig beiderseits des Trennkolbens - im Gasreservoir 15 und auch im Ölreservoir 16 - zunimmt. Das Gasreservoir 15 gleicht das Volumen der durch die Kolbenstange 17 und den Arbeitskolben 18 verdrängten Ölmenge durch Kompression aus. Gleichzeitig wird das Öl auf der dem Gasreservoir 15 zugewandten Seite des Arbeitskolbens 18 durch am/im Arbeitskolben 18 angeordnete Dämpfungsventile hindurchgedrückt. Der hierdurch entstehende Widerstand erzeugt die Druckhubdämpfung bei Einrohr-Gasdruckstoßdäm pfern.
Aufgrund von Wärmeentwicklung durch die Dämpfung dehnt sich das Öl im Ölreservoir 16 aus. Auch dieser Effekt wird durch das Volumen im Gasreservoir 15 ausgeglichen.When retracting the piston rod 17th and the stationary with the piston rod 17th connected working piston 18th into the oil reservoir 16 the separating piston becomes axial in the direction of the gas reservoir 15 shifted, causing the pressure on both sides of the separating piston - in the gas reservoir 15 and also in the oil reservoir 16 - increases. The gas reservoir 15 equalizes the volume of that through the piston rod 17th and the working piston 18th displaced amount of oil by compression. At the same time, the oil is on the gas reservoir 15 facing side of the working piston 18th by on / in the working piston 18th arranged damping valves pushed through. The resulting resistance creates the pressure stroke damping in single-pipe gas pressure shock absorbers.
The oil in the oil reservoir expands due to the heat generated by the damping 16 out. This effect is also due to the volume in the gas reservoir 15 balanced.

Beim Ausfahren der Kolbenstange 17 und des ortsfest damit verbundenen Arbeitskolbens 18 wird das Öl in umgekehrter Richtung durch die Dämpfungsventile am/im Arbeitskolben 18 hindurchgedrückt. Der hierbei entstehende Widerstand bildet die Zughubdämpfung des Einrohr-Gasdruckstoßdäm pfers.When extending the piston rod 17th and the stationary piston connected to it 18th the oil in the opposite direction through the damping valves on / in the working piston 18th pushed through. The resulting resistance forms the stroke damping of the single-tube gas pressure shock absorber.

Durch die elastischen Vorspannungen, mit der die Federzungen 8 an der Innenwand des Arbeitszylinders 14 anliegen, werden gröbere Toleranzen der relativ zueinander beweglichen und aufeinander gleitenden Bauteile ausgeglichen.
Durch die Federzungen 8 zentriert sich der Trennkolben im Arbeitszylinder 14 selbsttätig, und der Materialbedarf zur Herstellung des Führungsrings 2 ist wegen der Durchbrechungen 9 gering.Due to the elastic bias with which the spring tongues 8th on the inner wall of the working cylinder 14 coarser tolerances of the components that are movable relative to one another and slide on one another are compensated for.
Through the spring tongues 8th the separating piston is centered in the working cylinder 14 automatically, and the material required to manufacture the guide ring 2nd is because of the breakthroughs 9 low.

In 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Gasdruckstoßdämpfers gezeigt, das sich vom ersten Ausführungsbeispiel aus 3 durch einen zweiteilig ausgebildeten Arbeitszylinder 14 unterscheidet.
Der Arbeitszylinder 14 umfasst den ersten Teilzylinder 14.1 und den zweiten Teilzylinder 14.2, die strömungsleitend miteinander verbunden sind.
Der erste Teilzylinder 14.1 umfasst dabei ein erstes Ölreservoir 16.1, der zweite Teilzylinder 14.2 ein zweites Ölreservoir 16.2, den Trennkolben und das Gasreservoir 15.
Die beiden Ölreservoirs 16.1, 16.2 sind durch eine Strömungsleitung 19 strömungsleitend miteinander verbunden. Die beiden Teilzylinder 14.1, 14.2 brauchen nicht in Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens 18 in axialer Richtung 10 benachbart zueinander angeordnet zu sein.
Die Strömungsleitung 19 kann starr oder flexibel sein.
Eine solche Ausgestaltung eines Gasdruckstoßdämpfers gelangt zum Beispiel in Zweirädern, wie beispielsweise Motorrädern, zur Anwendung, wo der Bauraum für Stoßdämpfer begrenzt ist. Die strömungsleitend miteinander verbundenen Teilzylinder 14.1, 14.2 können so zueinander positioniert sein, dass sie in einem möglichst kleinen Bauraum unterbringbar sind.In 4th A second embodiment of a gas pressure shock absorber is shown, which is based on the first embodiment 3rd through a two-part working cylinder 14 differs.
The working cylinder 14 includes the first part cylinder 14.1 and the second partial cylinder 14.2 which are connected to one another in a flow-conducting manner.
The first part cylinder 14.1 includes a first oil reservoir 16.1 , the second partial cylinder 14.2 a second oil reservoir 16.2 , the separating piston and the gas reservoir 15 .
The two oil reservoirs 16.1 , 16.2 are through a flow line 19th flow-connected. The two partial cylinders 14.1 , 14.2 do not need in the direction of movement of the working piston 18th in the axial direction 10th to be arranged adjacent to each other.
The flow line 19th can be rigid or flexible.
Such a design of a gas pressure shock absorber is used, for example, in two-wheelers, such as motorcycles, where the space for shock absorbers is limited. The partial cylinders connected in a flow-conducting manner 14.1 , 14.2 can be positioned in relation to each other in such a way that they can be accommodated in the smallest possible space.

Claims

Separating piston, comprising a sealing ring (1) and a guide ring (2), which are connected to one another, the guide ring (2) consisting of a tough, hard plastic and on the end face (3) on the one hand (3) having an axial projection (4) which extends in the circumferential direction (5) is surrounded radially on the outside by a guide surface (6), characterized in that the axial projection (4) is formed by at least two spring tongues (8) which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction (5) and are resilient in the radial direction (7).

Separating piston after Claim 1 , characterized in that the axial projection (4) is formed by 4 to 16 spring tongues (8).

Separating piston according to one of the Claims 1 or 2nd , characterized in that the spring tongues (8) are arranged evenly distributed in the circumferential direction (5).

Separating piston after Claim 1 , characterized in that an opening (9) is formed by each distance and that the openings (9), viewed in the circumferential direction (5), are separated from one another by the spring tongues (8).

Separating piston after Claim 4 , characterized in that the openings (9) are U-shaped and in the axial direction (10) on the end face (3) are open.

Separating piston according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the guide ring (2) on the other end (11) comprises a receptacle (12) for the sealing ring (1).

Separating piston after Claim 6 , characterized in that the receptacle (12) is formed by a groove-shaped depression (13) which runs around the circumference and is open radially outwards.

Guide ring for a separating piston according to one of the preceding claims, wherein the guide ring (2) consists of a plastic and on the front side (3) has an axial projection (4) which is surrounded radially on the outside in the circumferential direction (5) by a guide surface (6), characterized in that the axial projection (4) is formed by at least two spring tongues (8) which are arranged adjacent to one another in the circumferential direction (5) at a distance from one another and are elastically flexible in the radial direction (7).

Gas pressure shock absorber, comprising a working cylinder (14) with a gas reservoir (15) and an oil reservoir (16), the gas reservoir (15) and the oil reservoir (16) being separated from one another in a medium-tight manner by a separating piston according to one of the preceding claims, the separating piston in Working cylinder (14) is guided in a floating manner in the axial direction (10) by means of the spring tongues (8), the spring tongues (8) touching the working cylinder (14) with radial prestress and a piston rod (17) in the oil reservoir (16). fixedly connected working piston (18) is arranged to move back and forth in the axial direction (10).

Gas pressure shock absorber after Claim 9 , characterized in that the working cylinder (14) is formed in one piece.

Gas pressure shock absorber after Claim 9 , characterized in that the working cylinder (14) is formed in two parts and comprises two partial cylinders (14.1, 14.2) which are connected to one another in a flow-conducting manner.