DE1180258B

DE1180258B - Hydraulischer Stossdaempfer fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE1180258B
Application number: DER22149A
Authority: DE
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 1956-11-14
Filing date: 1957-11-13
Publication date: 1964-10-22
Also published as: GB862841A; FR1166482A; US2906377A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 62 d;

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

F06f

Deutsche Kl.: 63 c-42

1180258
R 22149II/63 c
13. November 1957
22. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer für Fahrzeuge mit einem in einem Zylinder geführten Kolben, der mit einer elastischen, erweiterungsfähige Durchtrittsöffnungen für ein Dämpfungsmedium aufweisenden Kolbendichtung versehen ist. Die erweiterungsfähigen Öffnungen sind vorgesehen, damit die durch schwächere Stöße hervorgerufenen Schwingungen in gleicher Form gedämpft werden wie die durch stärkere Stöße hervorgerufenen.

Bei einem bekannten hydraulischen Stoßdämpfer dieser Art ist die Kolbendichtung als kreisförmige elastische Scheibe ausgebildet, die oben und unten durch Metallplättchen etwas geringeren Durchmessers begrenzt ist. In dieser Scheibe sind konische, von gegenüberliegenden Stellen der Ober- und Unterseite ausgehende Bohrungen angeordnet, die sich in der Scheibenmittelebene treffen und dort eine winzige Öffnung bilden. Die Metallplättchen sind an den entsprechenden Stellen ebenfalls durchbohrt. Die elastische Scheibe liegt mit ihrer zylindrischen Umfangsfläche an der Innenwand des Stoßdämpferzylinders an. Die Dichtwirkung zwischen der Umfangsfläche der verhältnismäßig dicken Scheibe und der Zylinderinnenwand ist nur unvollkommen. Die mangelhafte Dichtung beeinflußt die Dämpfung ungünstig. Um überhaupt eine Abdichtung zu erreichen, muß die Scheibe mit großer radialer Spannung am Zylinder anliegen. Die hierdurch entstehende starke Reibung bedingt einen hohen Verschleiß. Ferner ist die Dämpfung der bekannten Einrichtung von der momentanen Lage des Kolbens im Zylinder abhängig. Da der Kolben nie völlig gerade im Zylinder geführt wird, sondern etwas hin- und hertaumelt, ist die Dämpfung je nach der momentanen Verwindung und Verformung der elastischen Scheibe unterschiedlich. Ein weiterer Nachteil des bekannten Stoßdämpfers liegt darin, daß die Durchtrittsöffnungen sich im Innern der kompakten Scheibe befinden, sich also nur schwer aufweiten lassen. Der bekannte Stoßdämpfer paßt sich daher bei normal starken Stößen der Stoßstärke in keiner Weise an. Eine Aufweitung der Durchtrittsöffnungen ergibt sich nur bei den selten auftretenden, sehr starken Stößen. Ferner kann mit einer einteiligen durchbohrten Scheibe nicht erreicht werden, daß die Dämpfungswirkung in der einen Strömungsrichtung anders ist als in der entgegengesetzten. Unterschiedliche Dämpfungswirkung in den beiden Richtungen kann jedoch unter Umständen erwünscht sein.
Bei einem weiteren bekannten Stoßdämpfer sind Hydraulischer Stoßdämpfer für Fahrzeuge

Anmelder:

Regie Nationale des Usines Renault,

Billancourt, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Liebau, Patentanwalt,

Augsburg-Göggingen, v.-Eichendorff-Str. 10

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 14. November 1956 (9964)

im Kolben rohrförmige elastische Körper angeordnet, die am Rohrende erweiterungsfähige Durchtrittsöffnungen besitzen. Diese Elemente dienen jedoch nicht zur Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder. Es ist hier vielmehr überhaupt keine elastische Abdichtung- zwischen diesen Teilen vorgesehen. Der Stoßdämpfer hat außer der mangelhaften Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder den Nachteil, daß in komplizierter Weise eine Vielzahl rohrförmiger Körper in den Kolben eingesetzt werden müssen.

Es ist ferner bekannt, und zwar auch in Anwendung auf einen Stoßdämpfer, die Kolbendichtung zweiteilig auszuführen. Die Dichtung besteht hierbei jedoch nur aus zwei einfachen Dichtungsringen. Der Übertritt der Flüssigkeit von der einen zur anderen Kolbenseite erfolgt durch eine kalibrierte Bohrung im Kolbenkörper, wobei diese Bohrung in einem Metallteil angeordnet und daher nicht erweiterungsfähig ist. Die Dämpfungswirkung paßt sich aus diesem Grunde der Stoßstärke nicht an.

Schließlich ist es bekannt, in die unveränderlichen Querschnitt aufweisenden Kolbendurchtrittsöffnungen von Stoßdämpfern Organe einzubauen, die einen geregelten und progressiven Durchtritt des Dämpfungsmediums durch die Öffnungen gewährleisten. Diese Organe sind jedoch sehr störanfällig und teuer in Herstellung und Montage.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Dämpfer zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kolbendichtung aus zwei Dichtungsteilen besteht, die mit je einem Paar von Dichtungslippen, deren eine unter Spannung am Zylinder und deren andere ebenfalls unter Spannung am Kolben

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anliegt — wie an sich bekannt —, und mit je einer Boden 2 mit einer öse 27 und andererseits durch Reihe von an sich bekannten, erweiterungsfähige einen Ringboden 3 geschlossen, der zusammen mit und schließbare öffnungen aufweisenden rohr- einem in der Zylinderbohrung abgestützten Halteförmigen Ansätzen versehen sind, wobei die Dich- ring 4 eine Dichtung 5 in ihrer Lage festhält. Im tungslippenpaare voneinander weg und die Ansatz- 5 Zylinder 1 ist ein Kolben 9 geführt, dessen Kolbenreihen aufeinander zu gerichtet sowie rohrförmigen stange 7 die Dichtung 5 und den Ringboden 3 durchAnsätze der Dichtungsteile von Kanälen durchsetzt setzt. Die Kolbenstange 7 trägt am äußeren Ende sind, die an ihrem einen Ende in die erweiterungs- einen Kopf 10 mit einer öse 11.
fähigen und schließbaren öffnungen und am anderen Der Kolben trennt den Zylinderraum in zwei Ende in jeweils eine der zugewandten Arbeits- io Arbeitskammern 30 bzw. 30¹, die beide mit einem kammern münden, wobei die Öffnungen der Dich- Dämpfungsmedium gefüllt sind. Der Kolben 9 ist tungsteile mit einem zwischen Kolben und Zylinder gegenüber dem Zylinder abgedichtet. Hierzu ist eine vorgesehenen Raum in Verbindung stehen. elastische Kolbendichtung vorgesehen, die aus zwei

Die entlang einer Linie an Zylinder und Kolben Dichtungsteilen 15 und 16 besteht. Jeder Dichtungsanliegenden Dichtungslippen ergeben eine einwand- 15 teil weist, wie deutlich in F i g. 3 bis 5 dargestellt, freie Abdichtung, zumal sie durch das komprimierte ein Paar Dichtungslippen 17 und 18 auf, deren eine, Dämpfungsmedium gespreizt und dabei gegen die 17 unter Spannung an der Zylinderinnenwand und Zylinderinnen- bzw. Kolbenaußenwand gepreßt deren andere, 18, ebenfalls unter Spannung an der werden. Das Dämpfungsmedium tritt also aus- Kolbenaußenwand anliegt. Jeder Dichtungsteil 15, schließlich an den vorgesehenen Stellen von der 20 16 ist ferner mit je einer Reihe von rohrförmigen einen Kolbenseite zur anderen über, wodurch eine Ansätzen 20 versehen, die erweiterungsfähige und einwandfreie und vorher bestimmbare Dämpfung er- schließbare öffnungen 21 aufweisen. Die Dichtungszielt wird. Die Kolbenreibung ist gering, da die An- lippenpaare 17,18 sind in der Einbaulage der beiden preßkraft der Dichtung infolge der Linienberührung Dichtungsteile 15,16 voneinander weg und die Annicht allzu groß zu sein braucht. Ferner ergibt sich 25 satzreihen 20 aufeinander zu gerichtet. Die rohreine Verringerung der Reibung dadurch, daß das förmigen Ansätze 20 sind von Kanälen 19 durch-Dämpfungsmedium beim Übertritt von der einen setzt, die an ihrem einen Ende in die Öffnungen 21 zur anderen Kolbenseite jeweils eine der am Zylinder und am anderen Ende in jeweils eine der zuanliegenden Dichtungslippen abhebt, so daß bei gewandten Arbeitskammern 30 bw. 30¹ münden, jeder Kolbenbewegung nur noch eine einzige Dich- 30 Die öffnungen 21 stehen ferner mit einem zwischen tungslippe an der Zylinderinnenwandung reibt. Da Kolben und Zylinder vorgesehenen Raum 32 in Versich die erweiterungsfähigen Öffnungen in rohr- bindung. Diese Verbindung wird bei dem gezeichförmigen Ansätzen befinden, welche mit dem Haupt- neten Ausführungsbeispiel durch einen im Kolben 9 teil der Dichtung nur an ihrer schmalen Basisfläche enthaltenen Ringraum 31 hergestellt, der mit dem verbunden sind, ergibt sich bei Verformung der 35 Raum 32 durch radiale Bohrungen verbunden ist. Dichtung durch Taumelbewegungen des Kolbens Der Stoßdämpfer nach Fi g. 1 ist als Teleskopkeine Beeinflussung der Durchtrittsöffnungen. Die stoßdämpfer ausgebildet, dessen Zylinder 1 mittels Erweiterungsfähigkeit der öffnungen ist also un- der öse 27 mit der Radachse und dessen Kolben 9 abhängig von der momentanen Verformung der mit Hilfe der öse 11 mit dem Fahrgestell verbunden Dichtung durch Schrägstellung des Kolbens. Ferner 40 ist. Dabei bildet der Kolben mit der Kolbenstange werden die von schwachen Stoßen erzeugten einen Behälter für das Dämpfungsmedium, das im Schwingungen in gleicher Weise gedämpft wie die vorliegenden Fall eine Flüssigkeit ist. Hierzu ist die von starken Stoßen hervorgerufenen, da für die Er- Kolbenstange 7 hohl ausgeführt und am unteren Weiterung der in den Enden der rohrförmigen An- Ende durch einen Stopfen 8 und am oberen Ende sätze befindlichen öffnungen keine allzu großen 45 durch den Kopf 10 abgeschlossen. Am Kopf ist eine Kräfte erforderlich sind. Schließlich ist es ohne wei- Dichtung 14 angeordnet. Eine ähnliche Dichtung teres möglich, die beiden getrennten Dichtungsteile kann am Stopfen 8 angeordnet sein. Der Innenraum so auszubilden, daß die Dämpfung in der einen der hohlen Kolbenstange 7 steht über eine Leitung Richtung einen anderen Wert annimmt als in der 12 mit einem Ausgleichsbehälter 13 in Verbindung, anderen Richtung. f. 50 der bis zu einem Niveau 28 mit dem flüssigen Dämp-

Ausführungsbeispiele des hydraulischen Stoß- fungsmedium gefüllt ist. Im Raum 29 oberhalb des

dämpfers nach der Erfindung sind in den Zeich- Niveaus 28 ist Luft eingeschlossen. Der Innenraum

nungen dargestellt. Es zeigt der Kolbenstange 7 steht mit dem Raum 32 durch

F i g. 1 eine Ansicht im Längsschnitt eines Stoß- mindestens eine öffnung 34 in Verbindung,

dämpfers gemäß der Erfindung, 55 Wie insbesondere aus Fig. 3 bis 5 ersichtlich,

Fig. 2 eine Ansicht im Längsschnitt einer anderen weist jeder Dichtungsteil 15, 16 einen ringförmigen

Ausführungsform, > Körper 60 auf, der mit Spannung in einer Umfangs-

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab einen Radial- nut 22 des Kolbens 9 sitzt und mit seinem Außenschnitt des in F i g. 1 dargestellten Stoßdämpfers so- umfang 61 die Zylinderwand berührt. An diesen wie der bei diesem und bei der Ausführungsform 60 Körper schließen sich axial nach außen zu im Einnach F i g. 2 verwendeten Dichtungen, bauzustand auf den Kolben die Dichtungslippen 17

F i g. 4 eine Ansicht einer Kolbendichtung im und 18 an, wobei an der Übergangsstelle nutartige

Querschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 5 und Vertiefungen 58, 59 zur Erhöhung der Elastizität der

F i g. 5 eine Draufsicht der Kolbendichtung der Dichtungslippen vorgesehen sind. Der Körper 60

F i g. 4. 65 weist außerdem am Außenumfang in axialer Rich-

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach tung verlaufende, sich teilweise in die äußere Dich-

F i g. 1 ist 1 der Zylinder eines hydraulischen Stoß- tungslippe 17 hinein erstreckende kerbartige Kanäle

dämpfers. Der Zylinder . ist einerseits durch einen 33 auf.

Axial nach innen zu im Einbauzustand auf dem Kolben schließen sich an jeden Körper 60 die rohrartigen Ansätze 20 an, die außen sich auf das freie Ende zu, wie bei 24 angedeutet, konisch verjüngen und mit dem Konus auf Sitzen 25 aufruhn, die im Inneren von im Kolben 9 vorgesehenen Axialbohrungen 23 angeordnet sind.

Wie speziell F i g. 3 zeigt, verringert sich die lichte Weite der rohrförmigen Ansätze 20 auf die öffnungen 21 zu konisch. Die öffnungen 21 sind dabei von je einem Ringwulst 35 umgeben, der ihre Erweiterungsfähigkeit bestimmt.

Der Kopf 10 ist mit dem oberen Rand des Zylinders 1 durch einen die Kolbenstange schützenden Balg 26 verbunden.

Die Wirkungsweise des Stoßdämpfers nach F i g. 1 und 3 bis 5 ist folgende:

Der Stoßdämpfer befindet sich in Ruhestellung im wesentlichen in der in F i g. 1 gezeigten Stellung. Beim Überfahren einer Bodenwelle wird der mit der Radachse verbundene Zylinder 1 relativ zum Kolben 9 nach oben bewegt. Das in der Arbeitskammer 30 enthaltene Dämpfungsmedium wird durch die Kanäle 19 und die Öffnungen 21 des Dichtungsteiles 16 in den Raum 32 gedrängt und gelangt von dort zum Teil über die kerbartigen Kanäle 33 des Dichtungsteiles 15 unter Abheben der oberen Dichtungslippe 17 in die Arbeitskammer 30¹. Diese kann wegen ihres durch die Kolbenstange 7 verringerten Volumens nicht das gesamte aus der Arbeitskammer 30 verdrängte Dämpfungsmedium aufnehmen. Der restliche Teil fließt über die Bohrung 34 in das Kolbenstangeninnere und gelangt von dort in den Behälter 13. Der geringe freie Querschnitt der Öffnungen 21 setzt der Strömung des Dämpfungsmediums einen großen Widerstand entgegen, wodurch die Relativbewegung zwischen Kolben 9 und Zylinder 1 gebremst wird. Je nach der Stärke des Stoßes erlauben die die Öffnungen 21 umgebenden Ringwülste eine Erweiterung der öffnungen 21, so daß sich die Dämpfung selbsttätig an die Stoßstärke anpaßt.

Nach dem Überfahren der Bodenwelle drücken die an der Achse angreifenden Aufhängungsfedern den Zylinder 1 relativ zum Kolben 9 wieder nach unten, wobei der Vorgang umgekehrt verläuft, wie soeben beschrieben. Die Füllung der Arbeitskammer 30 wird dabei aus dem Behälter 13 vervollständigt.

Entsprechend verläuft der Dämpfungsvorgang beim Überfahren einer Bodenvertiefung.

Das in F i g. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers unterscheidet sich von demjenigen nach F i g. 1 lediglich dadurch, daß der Ausgleichsbehälter anders ausgebildet und angeordnet ist. Ferner ist hier der Kolben 9 mit der Radachse und der Zylinder 1 mit dem Fahrgestell verbunden. Einander entsprechende Teile sind in F i g. 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in F i g. 1 und 3 bis 5.

Bei dem Stoßdämpfer nach F i g. 2 ist die Kolbenstange 7¹ als Stange mit Vollquerschnitt ausgebildet. Im oberen Ende des Zylinders 1 befindet sich ein Ausgleichsbehälter 37, der normalerweise bis zu einem Niveau 36 mit dem Dämpfungsmedium gefüllt ist. Der Ausgleichsbehälter 37 ist nach außen durch einen Boden 40 und nach innen durch eine in den Zylinder 1 eingesetzte gelochte Ringscheibe 46 begrenzt. Die Öse 27, der Boden 40 und ein den Sitz für die Ringscheibe 46 bildender Zapfen 46¹ sind einteilig ausgeführt. Die Ringscheibe 46 dient zur Lagerung einer elastischen Ventildichtung 45, die erweiterungsfähige Durchtrittskanäle 42 enthält. Die Elastizität der Ventildichtung 45 und die Weite der Kanäle 42 sind so bemessen, daß die Ventildichtung dem Durchtritt des Dämpfungsmediums einen größeren Widerstand entgegensetzt als die Dichtungsteile 15,16.

Zwischen der Ventildichtung 45 und dem Behälter 37 kann ein Filter 54 zum Ausscheiden von Luftblasen angeordnet sein.

Die Wirkungsweise des Stoßdämpfers nach F i g. 2 ist im wesentlichen die gleiche wie desjenigen nach Fig. 1. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 9 der Teil des aus der Arbeitskammer 30 verdrängten Dämpfungsmediums, der in der Kammer 30¹ keinen Platz findet, durch die Ventildichtung 45 in den Behälter gedrückt wird. Bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 9 wird die Füllung der Arbeitskammer 30 aus dem Behälter 37 ergänzt.

Die Ansprüche 3 und 4 gelten als echte Unteransprüche nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand von Anspruch 1.

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Stoßdämpfer für Fahrzeuge mit einem in einem Zylinder geführten Kolben, der mit einer elastischen, erweiterungsfähige Durchtrittsöffnungen für ein Dämpfungsmedium aufweisenden Kolbendichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbendichtung aus zwei Dichtungsteilen (15 und 16) besteht, die mit je einem Paar von Dichtungslippen (17 und 18), deren eine (17) unter Spannung am Zylinder (1) und deren andere (18) ebenfalls unter Spannung am Kolben (9) anliegt — wie an sich bekannt —, und mit je einer Reihe von an sich bekannten, erweiterungsfähige und schließbare öffnungen (21) aufweisenden rohrförmigen Ansätzen (20) versehen sind, wobei die Dichtungslippenpaare voneinander weg und die Ansatzreihen aufeinander zu gerichtet sowie die rohrförmigen Ansätze der Dichtungsteile von Kanälen (19) durchsetzt sind, die an ihrem einen Ende in die erweiterungsfähigen und schließbaren öffnungen (21) und am anderen Ende in jeweils eine der zugewandten Arbeitskammern (30 bzw. 30¹) münden, wobei die Öffnungen der Dichtungsteile mit einem zwischen Kolben und Zylinder vorgesehenen Raum (32) in Verbindung stehen.

2. Als Teleskopdämpfer ausgeführter Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dessen Zylinder mit der Radachse verbunden ist und dessen am Fahrgestell befestigter Kolben gleichzeitig einen Behälter für das Dämpfungsmedium bildet oder mit einem solchen Behälter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen beiden Dichtungsteilen (15 und 16) und dem Zylinder (1) befindliche Raum (32) mit dem hohlen Innenraum der Kolbenstange (7) in an sich bekannter Weise durch mindestens eine öffnung (34) verbunden ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dichtungsteil (15 bzw. 16) einen ringförmigen Körper

(60) aufweist, der mit Spannung in einer Umf angsnut (22) des Kolbens (9) sitzt und mit seinem Außenumfang die Zylinderwand berührt, wobei an der Übergangsstelle vom Körper (60) zu den Dichtungslippen (17,18) nutartige Vertiefungen (58 und 59) zur Erhöhung der Elastizität der Dichtungslippen vorgesehen sind, und der ringförmige Körper am Außenumfang in axialer Richtung verlaufende, sich teilweise in die äußere Dichtungslippe (17) hinein erstreckende kerbartige Kanäle (33) aufweist.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der rohrförmigen Ansätze (20) sich auf die öffnungen (21) zu konisch verringert und die öffnungen (21) von je einem ihre Erweiterungsfähigkeit bestimmenden Ringwulst (35) umgeben sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 621 384, 633 747, 125, 864 207, 888 488, 894 965, 920 230, 657;
französische Patentschriften Nr. 1 093 667,

109 456;
USA.-Patentschriften Nr. 2 369 008, 2 471294.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 708/248 10. 6+ θ Bundesdruckerei Belli»