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Pneumatisch-hydraulischer Teleskopstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischhydraulischen Teleskopstoßdämpfer,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem die Dämpferflüssigkeit unter Wirkung einer
von ihr durch einen Trennkolben abgedichteten Gasfüllung hohen Druckes steht. Bei
solchen Stoßdämpfern ist der Zylinderraum durch den Trennkolben in zwei Räume unterteilt,
in deren einem die Druckgasfüllung und in deren anderem sich die Dämpferflüssigkeit
und der Stoßdämpferkolben befinden. Der Druckgasraum liegt also entgegengesetzt
zu dem die Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange aufweisenden Zylinderdeckel.
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Besondere Schwierigkeiten macht es, eine so einwandfreie Dichtung
für die Kolbenstange zu schaffen, daß der Dämpfer mehrere Jahre einwandfrei betriebsfähig
bleibt. Der molekulare Öltransport bedingt, hervorgerufen durch die Oberflächenrauhigkeit
der Kolbenstange, daß im Laufe der Betriebszeit eine allmähliche Verringerung der
Ölmenge eintritt. Wenn aber die Ölmenge mehr und mehr verringert wird, kann schließlich
der Fall eintreten, daß sich der unter Wirkung des Gasdruckes stehende Trennkolben
so weit verschiebt, daß schließlich der Dämpferkolben bei großen Verschiebungen
gegen den Trennkolben stößt.
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Während bei einer Verschiebung des Dämpferkolbens in Richtung auf
den Trennkolben normalerweise der Trennkolben nur entsprechend dem Volumen der in
den Zylinder eintretenden Kolbenstange zurückgedrückt wird, muß beim Auftreffen
des Kolbens auf den Trennkolben letzterer entgegen dem Druck der Gasfüllung gleich
schnell zurückbewegt werden wie der Dämpferkolben. Bei dem hohen Druck der Gasfüllung
und der großen Fläche des Trennkolbens im Verhältnis zu der Querschnittsfläche der
Kolbenstange ergibt sich dann beim Auftreffen des Dämpferkolbens auf den Trennkolben
ein harter Schlag, der zu einer Zerstörung an den Fahrzeugaufhängungsteilen, und
zwar sowohl auf der Radseite als auch auf der Karosserieseite, führen kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil eines durch
allmählichen Ölverlust nicht mehr einwandfreien Stoßdämpfers zu beseitigen. Gemäß
der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß bei übermäßiger Verschiebung des Trennkolbens,
z. B. infolge Verlustes von Flüssigkeit, von diesem ein Kanal durch Überfahren freigegeben
wird, durch den Druckgas in den Flüssigkeitsraum des Dämpfers übertreten kann.
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Bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung tritt bereits, ehe die Gefahr
eines Anschlagens des Dämpferkolbens an den Trennkolben gegeben ist, Druckgas durch
den den Trennkolben umgehenden Kanal in den Flüssigkeitsraum des Dämpfers über.
Dieses Druckgas wird zu einem erheblichen Teil von der Dämpferflüssigkeit absorbiert,
wobei der Druck in der Gaskammer des Dämpfers entsprechend sinkt. Beim Auftreffen
des Dämpferkolbens auf den Trennkolben steht nunmehr der Trennkolben nur noch unter
einem ganz erheblich verminderten Druck, so daß der erwähnte Schlag wesentlich abgeschwächt
ist und daher Zerstörungen der erwähnten Art nicht mehr zu befürchten sind. _ Der
Umgehungskanal für den Trennkolben kann bei dem Stoßdämpfer nach der Erfindung vorteilhaft
so ausgeführt werden, daß in der Wandung des Zylinders eine längs verlaufende Nut
kleinen Querschnittes vorgesehen ist, deren Länge und Tiefe größer als für die Überbrückung
der Dichtung des Trennkolbens erforderlich ausgeführt ist. Die Nut kann dabei die
Form einer Rille mit unter 90° zueinander liegenden Flanken haben. Durch die Verlängerung
der Nut in Richtung auf den Dämpferkolben ergibt sich die Möglichkeit, daß beim
Zurückbewegen des Trennkolbens in Richtung der Gaskammer Druckgas aus dem Gasraum
in den Zwischenraum zwischen Trennkolben und Dämpferkolben eintritt.
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Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teleskopstoßdämpfer,
während Fig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt durch den eine Nut als Umgehungskanal
enthaltenden Teil der Zylinderwandung darstellt.
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Mit 1 ist der Zylinder des Stoßdämpfers bezeichnet, in dem ein Trennkolben
2, der eine Dichtung 3 aufweist,
verschiebbar angeordnet ist. Durch
den Trennkolben 2, 3 wird der Innenraum des Zylinders in zwei Räume unterteilt,
nämlich in eine obere Druckgaskammer 4 und einen unteren, mit Dämpfungsflüssigkeit
gefüllten Raum 5. In dem Flüssigkeitsraum 5 ist ein Dämpferkolben 6 verschiebbar
angeordnet, der an einer Kolbenstange 7 befestigt ist, die durch eine den Zylinder
1 nach unten abschließende Dichtung nach außen geführt ist. Einzelheiten des Dämpferkolbens
6 und des unteren Abschlusses des Zylinders 1 brauchen nicht näher erläutert zu
werden, da sie in bekannter Weise verschieden ausgeführt werden können und für das
Wesen der Erfindung ohne Bedeutung sind.
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In die Wandung des Zylinders 1 ist eine Nut 8 eingearbeitet, die,
wie Fig. 2 zeigt, die Form einer Rille mit unter 90° zueinander liegenden Flanken
hat. Die Tiefe der Rille wird nur so ausgeführt, daß trotz der teilweise in den
Rillenquerschnitt eindringenden Dichtung 3 des Trennkolbens 2 noch ein gewisser
Durchgangsquerschnitt für das Druckgas verbleibt, wenn der Trennkolben 2, 3 in den
Bereich der Nut 8 gelangt. Sehr gute Ergebnisse sind mit einer Rillentiefe von nur
0,5 mm erzielt worden.
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Wenn sich der Trennkolben 2, 3 infolge allmählich eintretenden Verlustes
von Dämpferflüssigkeit mehr und mehr abwärts bewegt, gelangt er schließlich in eine
solche Lage, daß seine Dichtung 3 das obere Ende der Nut 8 überfährt. Infolgedessen
tritt jetzt Druckgas aus der Gaskammer 4 in den Flüssigkeitsraum 5 über, so daß
infolge Absorption des Gases durch die Flüssigkeit das obenerwähnte Absinken des
Gasdruckes eintritt. Wenn daher bei sehr großen Ausschlägen des Rades gegenüber
der Karosserie der Dämpferkolben 6 so weit aufwärts bewegt wird, daß er auf den
Trennkolben 2 trifft, ist nur noch ein gegen vorher verhältnismäßig geringer Gasdruck
in der Kammer 4 vorhanden, so daß Beschädigungen durch Schläge beim Auftreffen des
Dämpferkolbens 6 auf den Trennkolben 2 nicht mehr zu befürchten sind.
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Wird die Nut 8 verhältnismäßig weit nach unten verlängert, so daß
ihre Länge wesentlich größer ist, als der axialen Länge der Dichtung 3 des Trennkolbens
2 entspricht, so ergibt sich, daß der Trennkolben 2, 3 im Bereich der Nut 8 als
gasgedämpfter Kolben arbeiten kann.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein sonst unbrauchbar werdender
Teleskopstoßdämpfer, der sogar zu Beschädigungen des Fahrzeuges führen würde, weiterhin
als Stoßdämpfer wirksam bleibt, wobei allerdings seine Arbeitsweise, da die Hochdruckgasfüllung
nicht mehr vorhanden ist, der eines normalen doppelt wirkenden hydraulischen Stoßdämpfers
gleicht. Gerade bei längeren Reisen, bei denen unter Umständen geeignete Reparaturwerkstätten
mit entsprechenden Ersatzteilen tagelang nicht zu erreichen sind, ist es von größter
Bedeutung, daß ein Stoßdämpfer bei eingetretenem Flüssigkeitsverlust wenigstens
mit Not-Laufeigenschaften weiter betriebsfähig bleibt.