DE1175085B - Einrohr-Teleskopschwingungsdaempfer, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B62d

Deutsche Kl.: 63 c-42

Nummer: 1175 085

Aktenzeichen: B 58544II / 63 c

Anmeldetag: 9. Juli 1960

Auslegetag: 30. Juli 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einrohr-Teleskopschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem ein mit Drosselkanälen oder ein mit Drosselkanälen und federbelasteten Ventilen versehener Kolben am Ende einer Kolbenstange einen mit Öl gefüllten Arbeitszylinder in einen kolbenstangenseitigen äußeren und einen auf der anderen Seite des Kolbens liegenden inneren Arbeitsraum unterteilt und bei dem ein dem Kolben zugeordneter Ausgleichsraum für das verdrängte Kolbenstangenvolumen sowie die Wärmeausdehnung des Öles vorhanden ist, wobei Kanäle, die den Kolben in seiner ganzen Stärke axial und außerhalb der Kolbenstange durchdringen, radiale Verbindung mit dem Ausgleichsraum haben.

Bei einem bekannten Schwingungsdämpfer dieser Art durchströmt das Öl vom inneren in den äußeren Arbeitsraum und umgekehrt durch eine Drosselbohrung oder ein Ventil, einen anschließenden axialen Kolbenkanal und dann durch eine Rückschlagklappe, wobei zwischen der Drosselbohrung bzw. dem Ventil und der Rückschlagklappe radial nach innen gerichtete Verbindungskanäle zum Ausgleichsraum vorgesehen sind. Mit dieser Anordnung ist die Eigenschaft verbunden, daß sich die ölsäulen in beiden Arbeitsräumen ausschließlich gegen feste Wände des Arbeitszylinders abstützen, die nicht von elastischen Trennwänden des Ausgleichsraumes unterbrochen sind. Bei der bekannten Ausführung besteht der Nachteil, daß die für die Dämpferfunktion erforderlichen Rückschlagklappen zusätzlichen Aufwand erfordern.

Die Rückschlagklappen müssen dafür sorgen, daß für jede Strömungsrichtung der Zutritt zum Ausgleichsraum nur auf der Niederdruckseite der Drosselbohrung bzw. des Ventils erfolgt. Ferner kann jeder Kanal nur für eine Strömungsrichtung benutzt werden.

Bei dem bekannten Dämpfer ist der Ausgleichsraum am Ende der hohlen Kolbenstange oder im Innern des Kolbens selbst angeordnet.

Die Erfindung hat die Aufgabe, die erwähnten Nachteile zu beseitigen und besteht darin, daß die Kanäle als an beiden Kolbenseiten offene Drosselbohrungen ausgebildet sind, die an der Stelle hoher ölgeschwindigkeit durch Anzapfkanäle Verbindung zum Ausgleichsraum haben.

Mit dieser Ausführung ist der Vorteil verbunden, daß besondere Rückschlagklappen an den Kolbenkanälen entfallen, weil an der Anzapfstelle geringer Strömungsdruck herrscht und der Druck sich daher nicht unmittelbar in den Ausgleichsraum mit höherem Einrohr-Teleskopschwingungsdämpfer,
insbesondere für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Böge G. m. b. H., Eitorf/Sieg, Bogestr. 40

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Hans-Jürgen Hoffmann,

Günter Frenzel, Eitorf/Sieg

statischem Druck entspannt. Somit wird der andere Arbeitsraum zuverlässig gefüllt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung können die Drosselbohrungen im Anzapfungsbereich der Anzapfkanäle in größere Bohrungen übergehen. Hierdurch kann die Dämpfung ohne Ventile in Druck- und Zugrichtung verschieden groß gemacht werden. Für denselben Zweck ist es bei Schwingungsdämpfern bereits bekannt, eine Rückstromdrossel im Kolben mit tangentialer und axialer Verbindung zu den Arbeitsräumen anzuordnen. Deren Wirkung ist aber bei hohen Stoßfrequenzen fraglich, da kaum Zeit zum Ausbilden des Wirbels bei der einen Arbeitsrichtung besteht.

Die Auswirkungen des niedrigen Strömungsdruckes an der Anzapfstelle können noch gesteigert werden, wenn der Anzapfkanal die Drosselbohrungen auf dem ganzen Umfang trifft, wobei der Anzapfkanal einen Ringraum geringer Höhe bildet. Eine ähnliche Ringraumausbildung ist jedoch bereits durch den erwähnten Dämpfer mit Rückstromdrossel bekannt.

Bei hochwertigen Schwingungsdämpfern muß besonderer Wert darauf gelegt werden, daß die Dämpfungskräfte unabhängig von Temperaturänderungen des Öls sind und die Einstellwerte in Abhängigkeit von der Kolbengeschwindigkeit genau eingehalten werden können. Die Drosselbohrungen sind nur in ganz geringem Maße temperaturempfindlich, da in ihnen turbulente Strömung herrscht, die bei der Energieumwandlung unempfindlicher gegen Viskositätsänderungen des Öles als laminare Strömung ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Abb. 1 den Längsschnitt eines Schwingungsdämpfers mit Ausgleichsraum am Ende des Kolbens, Abb. 2a, 2b und 3 den Kolben des Schwingungsdämpfers der A b b. 1 mit anderen Ausführungsformen der Drosselbohrungen,

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A b b. 4 den Kolben der A b b. 1 in Draufsicht mit zwei Drosselbohrungen und zwei druckbegrenzenden Ventilen,

A b b. 5 den Schnitt A-B der A b b. 4.

Der Kolben 4 sitzt nach Abb. 1 am Ende der Kolbenstange 3 und unterteilt den Arbeitszylinder 1 in den äußeren Arbeitsraum 8 b sowie den inneren 8 a. Der innere Arbeitsraum 8 α ist durch den Boden la, der die Befestigungsöse 1 b trägt, und der äußere Arbeitsraum 8b durch den Deckel Ic abgeschlossen, durch den die mit der Stangendichtung 2 nach außen abgedichtete Kolbenstange 3 hindurchgeführt ist. Der Kolben 4 ist an seinem Umfang durch einen Dichtring oder einen Kolbenring 18 abgedichtet. Kanäle, die als ventillose Drosselbohrungen 5 ausgebildet sind, durchdringen den Kolben 4 in seiner ganzen Stärke. Sie liegen in Axialrichtung außerhalb der Kolbenstangen und münden befderseits mit trichterförmig erweiterten Eingängen 6 in den inneren (8 a) bzw. äußeren (8 b) Arbeitsraum. Unterhalb des Kolbens 4 ist, mit diesem verbunden, ein mit öl und Luft gefüllter zylindrischer Topf 19 mit Ausgleichsraum 9 angeordnet. Von den Drosselbohrungen 5 radial im Kolben 4 nach innen verlaufende Anzapfkanäle 7 haben nach unten Verbindung mit dem ölgefüllten Ausgleichsraum 9.

Bei der Bewegung des Kolbens 4 in Druckrichtung, d. h. gemäß der Zeichnung nach unten, strömt das öl vom inneren Arbeitsraum 8 α durch die Drosselbohrungen 5 in den äußeren Arbeitsraum 8 b. Das ölvolumen, das der eindringenden Kolbenstange 2 entspricht und vom äußeren Arbeitsraum 8 b nicht aufgenommen wird, gelangt von den Drosselbohrungen 5 über die Anzapfkanäle 7 in den ölgefüllten Ausgleichsraum 9 des zylindrischen Topfes 19, in dem zugleich das öl durch die als Faltenbalg 11 ausgebildete elastische Trennwand getrennte Luftvolumen 10 untergebracht ist. Hierbei findet eine Kompression des Luftvolumens 10 statt.

Der Eintritt des Öls aus den Drosselbohrungen 5 in die Anzapfkanäle 7 erfolgt an einer Stelle hoher Strömungsgeschwindigkeit mit entsprechend geringem Strömungsdruck. Dadurch ist gewährleistet, daß der Strömungsdruck sich nicht schnell und auf direktem Wege in den Ausgleichsraum 9 entspannen kann, wodurch die vollständige Füllung des Arbeitsraumes 8b nicht mehr möglich wäre. In den Ausgleichsraum 9 gelangt nur die ölmenge, die bei völliger Füllung des Arbeitsraumes 8 b nicht mehr von diesem aufgenommen wird.

Bei der Bewegung des Kolbens 4 in Zugrichtung, d. h. gemäß der Zeichnung nach oben, kommen in gleicher Weise die Drosselbohrungen 5 zur Wirkung, wobei durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit in den Drosselbohrungen 5 die dem austretenden Kolbenstangenvolumen entsprechende ölmenge durch die Anzapfkanäle 7 aus dem Ausgleichsraum 9 angesaugt wird und in den inneren Arbeitsraum 8 α gelangt. Das Ausströmen des Öls aus dem Ausgleichsraum 9 kann durch eine federbelastete, zum inneren Arbeitsraum 8 α öffnende Rückschlagklappe 15 unterstützt werden, die auf der oberen Stirnwand des zylindrischen Topfes 19 sitzt und Öffnungen 12 in dieser Stirnwand abdeckt. Die Öffnungen 12 führen getrennt von den Anzapfkanälen 7 aus dem ölgefüllten Ausgleichsraum 9 zum Arbeitsraum 8 α.

Es bestehen Möglichkeiten, die Saugwirkung und die Drosselwirkung der Drosselbohrungen 5 durch deren strömungsmäßige Ausbildung bekannter Art für die Zug- und die Druckrichtung verschieden zu gestalten. Nach A b b. 2 a geht die Drosselbohrung 5' in der Richtung von oben nach unten in eine erweiterte Bohrung 14' über, während nach Abb. 2b in der Richtung von unten nach oben die Bohrung 5" in eine erweiterte Bohrung 14" führt. Dabei schneiden die Anzapfkanäle 7' ebenso wie auf A b b. 1 die Drosselbohrungen auf einem Teil ihres Umfanges an.

ίο Auf A b b. 3 besitzt die Drosselbohrung 105 einen radial gerichteten Ringanzapf kanal 16 geringer Höhe, der die Drosselbohrung 105 am ganzen Umfang anschneidet und mit dem zum Ausgleichsraum 9 führenden Anzapfkanal 107 in Verbindung steht. Durch diese Anordnung wird die Bildung eines hohen Unterdrackes im Ringanzapfkanal 16 erreicht und die Saugwirkung, durch die in der Zugstufe das öl aus dem Ausgleichsraum 9 angesaugt wird, so groß, daß die federbelastete Rückschlagklappe 15 gemäß Abb. 1

so nicht erforderlich ist.

A b b. 4 zeigt die Anordnung von zwei Drosselbohrungen 205, 305 und zwei druckbegrenzenden Ventilen 117, 217 im Kolben 104. Diese druckbegrenzenden Ventile sind jedoch nicht Gegenstand der Eras findung. Das im Kolben 4 zusätzlich vorgesehene druckbegrenzende Ventil gemäß Abb. 5 besteht aus einem durch die Feder 21 belasteten Ventilteller 17, der die Öffnung 20 abdeckt. Die Feder 21 kann mit einer Schraube 22 vorgespannt werden. Beim öffnen des Ventils wird ein entsprechend großer Querschnitt freigegeben, wobei das öl durch die Öffnung 20 und durch einen oder mehrere Verbindungskanäle 23 in den gegenüberliegenden Arbeitsraum strömt. Für jede Strömungsrichtung können eine oder mehrere Ventile angeordnet sein.

Die Trennung zwischen Luft und öl im Ausgleichsraum kann auch durch eine bewegliche Trennwand hierfür bekannter Art oder eine oder mehrere in sich geschlossene elastische Luftbehälter bekannter Art vorgenommen werden. Der Ausgleichsraum kann auch in bekannter Weise durch einen schaumartigen Kunststoff gebildet werden. Das Luftvolumen 10 kann in bekannter Weise unter Druck stehen, so daß der Dämpfer dann als Luftfederbein Verwendung finden kann. Jedoch ist die Dämpfungsfunktion nicht vom Druck im Ausgleichsraum abhängig.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrohr-Teleskopschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem ein mit Drosselkanälen oder mit Drosselkanälen und federbelasteten Ventilen versehener Kolben am Ende einer Kolbenstange einen mit öl gefüllten Arbeitszylinder in einen kolbenstangenseitigen äußeren und einen auf der anderen Seite des Kolbens liegenden inneren Arbeitsraum unterteilt und bei dem ein mit dem Kolben in Verbindung stehender Ausgleichsraum für das verdrängte Kolbenstangenvolumen sowie die Wärmeausdehnung des Öles vorhanden ist, wobei Kanäle, die den Kolben in seiner ganzen Stärke axial und außerhalb der Kolbenstange durchdringen, radiale Verbindung mit dem Ausgleichsraum haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle als an beiden Kolbenseiten offene Drosselbohrungen (5,5', 5", 105) ausgebildet sind, die an der

Stelle hoher (^geschwindigkeit durch Anzapfkanäle (7,107) Verbindung zum Ausgleichsraum (9) haben.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrungen (5') im Anzapfungsbereich der Anzapfkanäle (7) in größere Bohrungen (14') übergehen.

3. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrungen (5, 5', 5") auf einer oder beiden Kolbenseiten an sich bekannte trichterförmige Eingänge (6) haben.

4. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzapfkanal (107) in an sich bekannter Weise die

Drosselbohrungen (105) auf dem ganzen Umfang trifft, wobei der Anzapfkanal einen Ringraum (16) geringer Höhe bildet.

5. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ölgefüllte Teil (9) des Ausgleichsraumes durch eine Rückschlagklappe (15) in an sich bekannter Weise in Verbindung mit dem inneren Arbeitsraum (8 a) steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 697 799, 845 125,
488, 918 009;

deutsche Auslegeschriften Nr. 1006 672,
1 051 656, 1056 946.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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