DE1133639B - Teleskop-Fluessigkeitsstossdaempfer fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Teleskop-Flüssigkeitsstoßdämpfer für Kraftfahrzeuge mit in einem Arbeitszylinder gleitendem Arbeitskolben und einem zum Ausgleich des Volumens der Kolbenstange federnd am Boden des Arbeitszylinders abgestützten, topfförmigen Ausgleichskolben. Bei einem bekannten Flüssigkeitsstoßdämpfer dieser Bauart ist der Ausgleichskolben von einer elastischen Manschette umhüllt, deren Dichtlippe mit radialer Spannung durch ein innerhalb der Manschette angeordnetes, die Lippenkante gegen die Innenwand des Arbeitszylinders pressendes elastisches Mittel am Arbeitszylinder anliegt und in nicht eingebautem Zustand radial über die Manschette ragt. Die Lippenkante springt hierbei spitzwinklig nach oben über das als Wurmfeder ausgebildete elastische Mittel vor. Es hat sich gezeigt, daß diese Lippenkante von der Arbeitsflüssigkeit allmählich unterwandert wird und bei Erwärmung des Dämpfers zum Einwölben nach innen neigt, welche Verformung bleibend ist. Die Lippenkante liegt dadurch nicht mehr an der Zylinderwand an, und das Abdichten muß nur noch die gewölbte Mantelfläche der Dichtung unter der Wurmfeder übernehmen. Der Flüssigkeitsfilm kann hierdurch nicht mehr unterbrochen werden, und die Dichtung läßt durch, wobei auch der Mantelteil unter der Wurmfeder bleibend nach innen verwölbt wird.

Die Lebensdauer eines Teleskop-Flüssigkeitsstoßdämpfers der erwähnten Bauweise steht und fällt mit der Lebensdauer der Dichtungen, insbesondere der Dichtung am Ausgleichskolben, die beiderseits mit verschiedenen Drücken belastet ist und einerseits vollkommen abdichten, andererseits keinen großen Bewegungswiderstand haben soll.

Keine der bisher bekannten zahlreichen Ausführungsformen von Dichtungen genügt diesen Anforderungen. Bei einer bekannten Manschettendichtung ist die Lippenkante mit rechtem Winkel im Axialschnitt ausgebildet, wobei der Außendurchmesser der Lippenkante in nicht eingebautem Zustand erheblich größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders, so daß sich die Lippenkante nicht glatt an die Zylinderwand anlegen kann, sondern sich wegen der unvermeidlichen Faltenbildung von der Zylinderwand abhebt, wodurch Leckverluste eintreten müssen. Bei einer anderen bekannten Manschettendichtung liegt die Lippenkante etwa in der gleichen Ebene wie die innenliegende, die Lippenkante anpressende Wurmfeder.

Hierdurch gelangt die Anpreßkraft zwar unmittelbar in die Lippenkante, jedoch ist diese spitzwinklig ausgebildet. Im eingebauten Zustand bildet die dem abzudichtenden Medium zu liegende, an die Lippenkante anschließende Ringfläche der Dichtung mit der Gleit-Teleskop-Flüssigkeitsstoßdämpfer
für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Willy Ley, Niederlahnstein, Markstr. 23,

und Albert Dillenburger,

Koblenz, Andernachstr. 28

Willy Ley, Niederlahnstein,
und Albert Dillenburger, Koblenz,
sind als Erfinder genannt worden

fläche des abzudichtenden Teiles einen stumpfen Winkel. Hierdurch kann die Lippenkante verhältnismäßig leicht durch die Lippenkante unterwanderndes Medium, auf das sich ein Teildruck des Arbeitsdruckes fortpflanzt, abgehoben werden. Dadurch wird wie im eingangs geschilderten Fall die eigentliche Dichtfläche von der Lippenkante wegverlegt, so daß die Abdichtung ebenfalls unvollkommen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungsmanschette zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Formen vermieden sind.

Gemäß der Erfindung wird die für eine einwandfreie Arbeitsweise des Flüssigkeitsstoßdämpfers unerläßliche vollständige Abdichtung des Ausgleichskolbens dadurch erreicht, daß die Dichtlippe von zwei im Axialschnitt einen etwa rechten Winkel einschließenden Flächen eines Doppelkegels gebildet ist und die hierdurch entstehende Lippenkante in etwa der gleichen radialen Ebene wie das elastische Mittel liegt, das die Lippenkante gegen die Innenwand des Arbeitszylinders preßt, und daß ferner die dem Arbeitskolben zugewandte Kegelfläche in nicht eingebautem Zustand mit der stirnseitigen Ringfläche der Manschette einen Winkel von etwa 30 bis 40° einschließt, während die vom Arbeitskolben abgewandte Kegelfläche mit einem stumpfen Winkel in die Zylinderfläche der Manschette übergeht.

Durch die Ausbildung der Lippenkante mit einem etwa rechten Winkel im Axialschnitt sowie durch ihre Zurücksetzung in den Bereich der Ebene des als Wurmfeder ausgebildeten elastischen Mittels wird eine

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direkte Anpressung der Lippenkante an die Zylinderwandung ermöglicht, wobei sich die angegebene Winkelwahl am besten bewährt hat.

Die durch die Erfindung gelehrte Ausgestaltung der Manschette hält den federbelasteten Ausgleichskolben unter ständigem Vordruck, dichtet diesen restlos ab und folgt dabei den Volumenänderungen durch Gleitbewegungen fast reibungslos, ohne daß die geringsten Leckverluste eintreten. Es ist daher eine ständig sichere und leicht gleitende Abdichtung des Ausgleichskolbens gewährleistet. Die Lippenkante der Dichtlippe liegt auch bei größten Temperaturunterschieden mit gleicher Haftung und gleichem Druck an der Zylinderwand an und kann sich nicht umlegen, da die Dichtlippe infolge ihrer beidseits spitzwinklig zur Zylinderwand liegenden Schrägung die Zylinderwand in einer sich beiderseits der Lippenkante erstreckenden Fläche berührt und mit starker Spannung an dieser anliegt, wobei der unmittelbar in Höhe der Lippenkante liegende Teil am stärksten elastisch verformt wird und daher den höchsten Anpreßdruck aufweist. Es wird daher auch bei den höchsten während langer und schneller Fahrten auf unebenen Fahrbahnen auftretenden Erwärmungen der Dämpfungsflüssigkeit trotz der hiermit verbundenen Verringerung der Elastizität des Dichtungswerkstoffes ein dauernder Druck auf die Dichtlippe ausgeübt, die selbst bei stärksten auf die Dämpfungsflüssigkeit ausgeübten Stoßen den Ausgleichsraum völlig sicher abdichtet, weil die Lippenkante unter allen Bedingungen den Flüssigkeitsfilm durchbrechen kann.

Wegen dieser durch die Erfindung erzielten vollkommenen Abdichtung, wie sie mit den bisher bekannten Dichtungsmitteln nicht möglich war, kann der Flüssigkeitsstoßdämpfer in jeder beliebigen Lage, und zwar auch waagerecht, im Kraftfahrzeug eingebaut werden. Er kann beispielsweise auch als Lenkungsdämpfer zum Ausgleich der auf die Lenkung einwirkenden Stöße der Vorderachse verwendet werden, da die Wirkungsweise des Dämpfers beeinträchtigende Leckverluste nicht auftreten können, wie eingehende Versuche gezeigt haben.

Um die Reibfläche der Manschette an der Zylinderwand möglichst gering zu halten und dem von der Manschette ummantelten Ausgleichskolben auch bei großen Toleranzen eine gleichmäßige Führung in dem Arbeitszylinder zu erteilen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung das dem Arbeitskolben abgewandte Ende der topfförmigen Manschette mit einem Wulst versehen sein, der die Manschette in dem Arbeitszylinder führt, so daß diese nur an der Lippenkante und dem Wulst an der Zylinderwand anliegt. Neben der hierdurch erreichten guten Führung wird auch eine Verringerung des Reibungswiderstandes erzielt, so daß der von der Manschette ummantelte Ausgleichskolben die Druckänderungen der Dämpfungsflüssigkeit genau ausgleichen kann.

Es kann auch an dem dem Arbeitskolben abgewandten Ende der Manschette eine Dichtlippe in gleicher Art wie an ihrem anderen Ende vorgesehen werden, um ein Eindringen von Außenluft in den von der Manschette begrenzten luftgefüllten Ausgleichsraum zu verhindern. Dieser Luftraum kann in an sich bekannter Weise zusätzlich als federndes Element zum Abstützen des Ausgleichskolbens verwendet werden oder, namentlich bei entsprechendem Überdruck dieses Luftraumes, an die Stelle der Feder treten, wodurch diese entfällt. Der Stoßdämpfer erhält dadurch neben der hydraulischen eine zusätzliche pneumatische Dämpfung.

Mit Anspruch 1 ist nur die Gesamtkombination der in ihm enthaltenen Merkmale geschützt.
Ein Ausführungsbeispiel eines Teleskop-Flüssigkeitsstoßdämpfers gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser ist

Fig. 1 ein Längsschnitt des Stoßdämpfers und
Fig. 2 ein Längsschnitt des mit der Dichtungsmanschette versehenen Ausgleichskolbens in vergrößertem Maßstab in nicht eingebautem Zustand.

Gemäß Fig. 1 besteht der Teleskop-Stoßdämpfer aus einem Arbeitszylinder 1, der mittels eines in seinem Boden 2 angebrachten Gelenkauges 3 unter Zwischenschaltung eines elastischen Puffers 4, z. B. aus Gummi, mit der Fahrzeugachse verbunden wird. In dem Arbeitszylinder 1 ist eine Kolbenstange 5 mit einem Arbeitskolben 6 geführt, der in dem mit einer Dämpfungsflüssigkeit, z. B. Öl, gefüllten Arbeitszylinder 1 verschiebbar ist. An dem äußeren Ende der Kolbenstange 5 ist ein ein Schutzrohr 7 tragender Deckel 8 befestigt, an dem ein Gelenkauge 9 angebracht ist, das unter Zwischenschaltung eines Gummipuffers 10 z. B. an dem Fahrzeugaufbau befestigt wird.
Die Ausbildung des Stoßdämpfers mit der den Arbeitszylinder 1 abschließenden Kolbenstangenführung 11, Dichtungsmanschette 12, Ringscheibe 13 und Feder 14 entspricht der üblichen Bauweise, ebenso die Ausbildung des Arbeitskolbens 6 mit seinen durch Ventile verschlossenen Durchtrittsöffnungen 15.

Der Arbeitskolben 6 unterteilt den Arbeitszylinder 1 in den Arbeitsraum 16 der Druckstufe und den Arbeitsraum 28 der Zugstufe. Der Arbeitszylinder 1 ist unten von einem topfförmigen Ausgleichskolben 17 abgeschlossen, der von einer mit ihm z. B. durch Vulkanisierung fest verbundenen Dichtungsmanschette 18 aus elastischem ölfestern Werkstoff, z. B. aus Gummi oder Kunststoff, umhüllt ist. Der Ausgleichskolben 17 mit seiner Dichtungsmanschette 18 ist im Arbeitszylinder 1 verschiebbar und begrenzt einen Ausgleichsraum 29, indem eine aus Flachstahl bestehende Schraubendruckfeder 19 zwischen dem Ausgleichskolben 17 und dem Zylinderboden 2 angeordnet ist.

Die den Ausgleichskolben 17 umhüllende Dichtungsmanschette 18 ist in Fig. 2 vor Einbau in den Arbeitszylinder in vergrößertem Maßstab dargestellt und weist an ihrer dem Arbeitskolben 6 zugewandten Seite einen ringförmigen Ansatz 27 auf, der an seinem oberen Ende mit einer nach außen ragenden Dichtlippe 20 versehen ist und eine Wurmfeder 21 umschließt.

Die Dichtlippe 20 ist von zwei im Axialschnitt einen etwa rechten Winkel einschließenden Flächen eines Doppelkegels gebildet, und die hierdurch entstehende Lippenkante 25 liegt etwa in der gleichen radialen Ebene wie die Wurmfeder 21. Die dem Arbeitskolben 6 zugewandte Kegelfläche schließt im nicht eingebauten Zustand der Manschette mit der stirnseitigen Ringfläche 22 der Manschette 18 einen Winkel von etwa 30 bis 40° ein. Die vom Arbeitskolben 6 abgewandte Kegelfläche geht mit einem stampfen Winkel in die Zylinderfläche der Manschette 18 über. Die Wurmfeder 21 ist in einer Ringnut 23 an der Innenseite des Ansatzes 27 untergebracht, der an dem unterhalb der Ringnut 23 befindlichen Teil 24 eine größere Wandstärke hat als an seinem Stirnende. Da die Wurmfeder 21 ungefähr in der gleichen radialen Ebene wie die Lippenkante 25 liegt, so wird diese im eingebauten Zustand durch den voll auf sie wirkenden Druck der

Wurmfeder 21 gegen die Innenwand des Arbeitszylinders 1 gedrückt. Ferner wird auch bei hohen Temperaturen der Dämpfungsflüssigkeit und der damit verbundenen Erweichung des Werkstoffes der Manschette 18 ein genügend festes und dichtes Anliegen der Dichtlippe 20 an der Zylinderwand gewährleistet.

Das dem Arbeitskolben 6 abgewandte Ende der Manschette 18 ist mit einem Ringwulst 26 versehen, der auch bei größeren Toleranzen der Zylinderwand dem Ausgleichskolben 17 eine gute Führung in dem Arbeitszylinder 1 gibt. Bei großen Abmessungen der Manschette können auch in bekannter Weise an beliebigen Stellen der zylindrischen Mantelfläche mehrere Wülste vorgesehen werden.

Die axiale Länge des topfförmigen Ausgleichskolbens 17 entspricht ungefähr der axialen Länge der in der Druckstufe durch den vollständig eingeschobenen Arbeitskolben 6 zusammengedrückten Feder 19, so daß Seitenkräfte der Feder vollständig aufgenommen werden und den Ausgleichskolben 17 nicht schiefstellen können.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Teleskop-Flüssigkeitsstoßdämpfer für Kraftfahrzeuge mit in einem Arbeitszylinder gleitenden Arbeitskolben und einem zum Ausgleich des Volumens der Kolbenstange federnd am Boden des Arbeitszylinder abgestützten, topfförmigen Ausgleichskolben, der von einer elastischen Manschette umhüllt ist, deren Dichtlippe mit radialer Spannung durch ein innerhalb der Manschette angeordnetes, die Lippenkante gegen die Innenwand des Arbeitszylinders pressendes elastisches Mittel am Arbeitszylinder anliegt und in nicht eingebautem Zustand radial über die Manschette ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (20) von zwei im Axialsohnitt einen etwa rechten Winkel einschließenden Flächen eines Doppelkegels gebildet ist und die hierdurch entstehende Lippenkante (25) in etwa der gleichen radialen Ebene wie das elastische Mittel (21) liegt, und daß ferner die dem Arbeitskolben (6) zugewandte Kegelfläche in nicht eingebautem Zustand mit der stirnseitigen Ringfläche (22) der Manschette (18) einen Winkel von etwa 30 bis 40° einschließt, während die vom Arbeitskolben abgewandte Kegelfläche mit einem stumpfen Winkel in die Zylinderfläche der Manschette übergeht.

2. Teleskop-Flüssigkeitsstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Arbeitskolben (6) abgewandte Ende der topfförmigen Manschette (18) mit einem diese in dem Arbeitszylinder (1) führenden Wulst (26) versehen ist.

3. Teleskop-Flüssigkeitsstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (20) auch an dem dem Arbeitskolben (6) abgewandten Ende der Manschette (18) angebracht ist und eine Luftkammer abdichtet, deren Luftraum in an sich bekannter Weise als federndes Element dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 689 330, 760 003,
658;

französische Patentschriften Nr. 1 045 221,
308;

USA.-Patentschrift Nr. 2701155;

Zeitschrift »Krafthand« vom 1. Januar 1955, S. 9.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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