DE1134253B

DE1134253B - Elastischer Kolben fuer Schwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE1134253B
Application number: DEG30670A
Authority: DE
Inventors: Paul Vossieck
Original assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Current assignee: Goetzewerke Friedrich Goetze AG
Priority date: 1960-10-10
Filing date: 1960-10-10
Publication date: 1962-08-02
Also published as: US3109520A; GB928580A

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein elastischer Kolben für hydraulische Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Es sind bereits Teleskop-Stoßdämpfer bekanntgeworden, die infolge der zwischen dem Kolben und dem Zylinderrohr entstehenden Reibung die auftretenden Schwingungen dämpfen. Der im Zylinderrohr verschiebbare Kolben ist dabei aus einer als Säule ausgebildeten Bremsscheibe aus mehreren, aufeinanderliegenden, einzelnen Gummiplatten zusammengesetzt. Um den Verschiebungswiderstand innerhalb der Säule in verschiedenen Richtungen zu vergrößern oder zu verkleinern, hat man auch bereits den inneren Teil der Bremsscheiben kegelförmig ausgebildet. Durch die lamellenartige Ausbildung des Kolbenumfangs wird jedoch die Führung innerhalb des Zylinderrohres nachteilig beeinflußt. Ferner hat es sich herausgestellt, daß nach relativ kurzer Zeit die einzelnen Bremsscheiben derart stark verschleißen, daß eine wirkungsvolle Dämpfungsarbeit nicht mehr gewährleistet werden kann.

Ferner sind auch elastische Kolben für Schwingungsdämpfer bekanntgeworden, die aus einem schlauchförmigen Mantelteil bestehen, dessen Enden durch je eine Platte mit Durchflußöffnungen verschlossen sind. Innerhalb des aus Gummi bestehenden Schlauchteils ist ein metallischer Stützkörper vorgesehen, der ein Einfallen bei Druckbeaufschlagung des relativ dünnen Schlauches verhindern soll. Je nach Bewegungsrichtung wird die eine oder andere Abschlußplatte verschoben und werden die in ihr befindlichen Öffnungen freigelegt bzw. verschlossen, so daß die Durchströmgeschwindigkeit der Dämpfungsflüssigkeit veränderbar ist. Das gleiche gilt für den Abstand zwischen dem elastischen Mantelteil und dem zugeordneten Zylinderrohr. Durch die Zugbeanspruchungen des Mantelteils besteht jedoch die Gefahr, daß er insbesondere durch die Einwirkung von Wärme und Flüssigkeit brüchig wird und schließlich reißt, so daß der gesamte Dämpfer vorzeitig unbrauchbar wird. Ferner kennt man auch bereits Kolben für Schwingungsdämpfer, die im wesentlichen aus einer innen- und außenspannenden Dichtlippe bestehen. Zur axialen Halterung der Dichtung sind zwei Scheiben notwendig, die mit Durchfiußöffnungen versehen werden müssen, die nur mittels kostspieliger Bearbeitung erzeugt werden können. Darüber hinaus ist die dem Zylinderrohr zugekehrte Dichtlippe in einer Bewegungsrichtung von der Dämpferflüssigkeit beaufschlagt, so daß die Gefahr einer zu großen Anpres-sung besteht, wodurch die Dichtlippe sehr schnell ver-Elastischer Kolben für Schwingungsdämpfer

Anmelder:

Goetzewerke
Friedrich Goetze Aktiengesellschaft,

Burscheid bei Köln,
Bürgermeister-Schmidt-Str. 6

Paul Vossieck, Burscheid bei Köln,
ist als Erfinder genannt worden

schleißt und damit den gesamten Dämpfer unbrauchbar macht.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, für hydraulische Schwingungsdämpfer einen Kolben zu verwenden, dessen innere Mantelfläche gegenüber seiner äußeren Mantelfläche verschieblich ist, so daß sich die Durchströmöffnungen je nach Bewegungsrichtung im Querschnitt vergrößern oder verkleinern und dadurch die Durchströmgeschwindigkeit der Dämpfflüssigkeit in an sich bekannter Weise verändern. Ein solcher Kolben ist in seinem Aufbau sehr einfach, vorzugsweise einteilig ausgebildet, so daß er sich auch wirtschaftlich herstellen läßt. Die Ausnehmungen bzw. Durchflußöffnungen können bei der Vulkanisation des Kolbens gleich eingeformt werden, so daß eine Nacharbeit entfällt. Ebenso lassen sich die Metallteile, sofern solche notwendig sind, mit dem Kolben in einem Arbeitsgang verbinden. Ferner wird die Montage erheblich verbessert, da auf besondere Ventile, die gewöhnlich lose eingelegt werden, verzichtet werden kann. Auch ist es denkbar, den Kolben für einen doppeltwirkenden Dämpfer zu verwenden, der in beiden Bewegungsrichtungen dem Durchfluß der Dämpfflüssigkeit den erforderlichen Widerstand entgegensetzt. Ferner kann durch Ausgestaltung der Durchströmöffnungen, -spalte oder deren zugeordnete Begrenzungsplatten der Durchströmwiderstand in einer Richtung geringer sein als in der anderen, um eine Dämpfcharakteristik, z. B. gegen Ende des Hubes eine stark progressive Kennung, zu erhalten, die den Erfordernissen im Kraftfahrzeugbau entspricht. Zusätzliche Anschlagpuffer lassen sich durch den elastischen, progressiv arbeitenden Kolben vermeiden. Die

209 628/160

Durchsttömöffmmgen können als Bohrungen innerhalb des Kolbens vorgesehen sein bzw. als Schlitze oder ringförmige Spalte am Außenumfang des Kolbens eingearbeitet werden. Vorteilhaft ist es, den Kolben mindestens am Außenumfang mit einem oder mehreren Hartstoffringen zusammenzuvulkanisieren, um dem Kolben einerseits eine gute Führung innerhalb des Zylinderrohres zu sichern und andererseits die Veränderung der Durchflußöffnungen besser bestim-

Der in Fig. 1 teilweise im Schnitt dargestellte Dämpfer besteht aus dem Dämpferrohr 1 und dem mit der Kolbenstange 2 verbundenen Kolben 3. Der Kolben 3 setzt sich aus einem elastischen, vorzugsweise aus Gummi bestehenden Mittelteil und den beiden Ringen 4, 5 zusammen. Der Kolben 3 ist in Arbeitsstellung dargestellt, wobei der Ring 4, der die äußere Mantelfläche des Kolbens 3 darstellt, gegenüber der inneren Mantelfläche, die durch den Ring 5

men zu können. Es ist aber nicht notwendig, daß der io verkörpert wird, axial verschoben ist. Durch die Hartstoffring die gesamte Mantelfläche bedeckt, axiale Verschiebbarkeit der inneren und äußeren Manso daß die Mantelfläche teilweise aus Hart- und telfläche vergrößern oder verkleinern sich die Durch-Weichstoff bestehen kann. Um Dichtungsringe auf- Strömöffnungen 6 im Querschnitt. Die in der Kolbennehmen zu können, kann der Hartstoff-Außenring im stange 2 vorgesehene Durchströmöffnung 7 erlaubt Querschnitt U-förmig ausgebildet sein. Auch können 15 einen konstanten Durchfluß der Dämpferflüssigkeit, am Außenumfang des aus elastischem Werkstoff be- Die dargestellten Pfeile zeigen die Bewegungsrichstehenden Kolbens Nuten zur Aufnahme von Dich- tung während der Einfederung des nicht dargestellten tungsringen vorgesehen sein. Gegebenenfalls können Rades an.

die mit dem Kolben verbundenen Hartstoffringe axial Eine weitere Möglichkeit, die Durchströmöffnungen

geschlitzt sein, um sich federnd an die innere Zylin- 20 je nach Bewegungsrichtung des Kolbens im Querderwand anlegen zu können. schnitt zu verändern, ist in den Fig. 2 und 3 darge-Insbesondere dann, wenn die Durchflußöffnungen stellt. Während in Fig. 2 der elastische Kolben 8 ohne innerhalb des Kolbens vorgesehen sind, ist es möglich, Metallteile auf die nicht näher dargestellte Kolbendie freien Enden in an sich bekannter Weise lippen- stange aufgezogen wird und auch am Außenumfang förmig auszubilden. Die Lippenform erlaubt, den 25 keine metallische Versteifung aufweist, ist der KoI-Strömungswiderstand der Dämpfflüssigkeit in einfach- ben 9 in Fig. 3 wenigstens an der äußeren Mantelster Weise zu regulieren, z. B. in einer Richtung zu fläche mit einem Hartstoff ring 10 zusammenvulkanivergrößern. Diese Wirkung kann ferner noch dadurch siert, der dem Kolben eine größere Stabilität verleiht, unterstützt werden, daß man die Durchströmöffnun- Gemäß Fig. 2 werden die Durchflußöffnungen 11 gen konisch ausbildet. Um den Querschnitt der im 30 durch die Metallplatten 12, 13 dann im Querschnitt Kolben vorgesehenen Bohrungen durch die Ver- verändert, wenn sich die äußere Mantelfläche des Kolschiebung der Kolbenmantelflächen zu vergrößern bens 8 gegenüber der inneren Mantelfläche verschiebt, oder zu verkleinern, wird ferner vorgeschlagen, die Die gleiche Wirkung wird auch entsprechend dem Bohrungen in tangentialer Richtung oval auszubilden. Kolben 9 (Fig. 3) erzielt, nur daß hierbei die Schließso daß sich die benachbarten Wandflächen je nach 35 platten als Ringlippen 14, 15 ausgebildet sind und aus Bewegungsrichtung der Mantelflächen nähern oder dem Werkstoff des Kolbens 9 bestehen, voneinander entfernen.

Vorteilhafterweise kann der Kolben an beiden Stirnflächen durch gegebenenfalls gebogene Anschlagplatten begrenzt werden, um die axiale Bewegung des 40
Kolbens zu begrenzen bzw. den Querschnitt der
Durchflußöffnungen des Kolbens zu verändern, so daß
sich auch hierdurch der Strömungswiderstand verändern läßt. Bei Verwendung von Anschlagplatten
kann der Kolben ganz aus elastischem Werkstoff be- 45 ist die äußere Mantelfläche durch einen Ring 19 verstehen, wobei es jedoch besonders vorteilhaft ist, ihn steift, um ein unerwünschtes Festklemmen des KoI-zonal verschieden hart auszubilden. Die Anschlagplat- bens im Zylinderrohr 17 zu vermeiden. Auf der anten können ferner durch ventilartige Lippen, die aus deren Seite der Mantelfläche sind Einschnitte 20 vordem Werkstoff des Kolbens gebildet sind, ersetzt wer- gesehen, die je nach Bewegungsrichtung den Ringspalt den. Dabei ist es denkbar, die Lippen entweder aus 50 18 erweitern oder verengen, so daß durch die Größe dem Werkstoff des Kolbens zu bilden und durch des Ringspalts und der Einschnitte der Durchfluß-Metallteile zu versteifen oder sie aus einem härteren widerstand der Dämpfungsflüssigkeit bestimmt wer-Werkstoff als dem des Kolbens zu bilden. Schließlich den kann.

hat es sich noch als vorteilhaft erwiesen, den elasti- Die in Fig. 5 dargestellte Ausführung eines Kolbens

sehen Kolben, wenn er am Innenumfang kein Metall- 55 21 zeigt eine im Querschnitt konisch verlaufende teil aufweist, die Kolbenstange mit Spannung um- Durchflußöffnung 22 mit einem lippenartigen Teil 23, schließen zu lassen, um ein unerwünschtes Durchströ- der sich bei umgekehrter Bewegungsrichtung des KoI-men der Dämpfungsflüssigkeit zu vermeiden. bens 21 verengt, so daß der Querschnitt der Durch-

Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nun flußöffnung 22 kleiner wird. In umgekehrter Richtung in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptan- 60 tritt die Flüssigkeit bei 24 in die Durchflußöffnung Spruchs Schutz begehrt. 22, wodurch sie sich im Bereich der Lippe 23 aufwei

tet. Die äußere Mantelfläche ist mit einem im Querschnitt U-förmigen Ring 25 verbunden, in dessen hohlem Profil Rundgummiringe 26 liegen. Entspre-65 chend Fig. 6 ist der U-förmige Ring 27 im Mittelteil durchbrochen, so daß der Werkstoff des Kolbens bis an die Lauffläche des Kolbens vordringen kann und einen Steg 28 bildet. In den verbleibenden Kammern

Denkbar ist es schließlich auch, die Metallplatten eben und die Kolbenoberfläche konisch auszubilden, so daß der Kolben eine kegelige Oberfläche erhält.

In Fig. 4 ist eine Hälfte eines elastischen Kolbens 16 dargestellt, der zwischen seiner äußeren Mantelfläche und dem Zylinderrohr 17 einen Ringspalt 18 beläßt, durch den die Dämpfungsflüssigkeit von einem Arbeitsraum in den anderen strömen kann. Teilweise

In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Teil eines Schwingungsdämpfer im
Schnitt,

Fig. 2 und 3 je einen Kolbenquerschnitt,

Fig. 4 bis 6 je eine Hälfte eines Kolbens im Schnitt,

Fig. 7 teilweise Draufsicht eines Kolbens.

liegen Kolbenringe 29, 30. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, sind die Durchflußöffnungen 31 oval ausgebildet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elastischer Kolben für hydraulische Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit Durchströmöffnungen, die sich je nach Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Kolbens im Querschnitt verändern, dadurch gekennzeich net, daß zur Querschnittsveränderung der Durchströmöffnungen die innere Mantelfläche (5) des Kolbens (3) gegenüber der äußeren Mantelfläche (4) verschieblich ist.

2. Elastischer Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3, 9) mindestens am Außenumfang mit einem oder mehreren Hartstoffringen (4, 5,10) zusammenvulkanisiert ist.

3. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Kolbens (16) teilweise aus Metall (19) und aus elastischem Werkstoff gebildet ist.

4. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Kolbens (21) eine oder mehrere Nuten zur Aufnahme von Dichtungsringen (26, 29, 30) vorgesehen sind.

5. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kolben (3, 9) verbundenen Ringe (4, 5,10) axial geschlitzt sind.

6. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnungen (6,11, 22) im Kolben (3, 8, 9, 21) vorgesehen und an ihren freien Enden gegebenenfalls lippenförmig (23) ausgebildet sind.

7. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolben (21) vorgesehenen Bohrungen (22) konisch ausgebildet sind.

8. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolben vorgesehenen Bohrungen (31), in tangentialer Richtung gesehen, oval ausgebildet sind.

9. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnungen (11) durch eine oder mehrere Anschlagplatten (12,13) verschließbar sind.

10. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß besondere ventilartige" Lippen (14) zum Verschließen der Durchflußöffnungen aus dem Werkstoff des Kolbens (9) gebildet sind.

11. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben zonal verschiedene Härten aufweist.

12. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben die Kolbenstange mit Spannung umschließt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 845 125;
britische Patentschrift Nr. 816 569;
französische Patentschriften Nr. 1 083 043,
456, 1166 482.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen