DE1189871B - Hydropneumatischer Schwingungsdaempfer fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B62d

Deutsche Kl.: 63 c-42

Nummer: 1189 871

Aktenzeichen: F 3851911/63 c

Anmeldetag: 11. Dezember 1962

Auslegetag: 25. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, der aus einem in einem Arbeitszylinder verschiebbaren, am Ende einer Kolbenstange sitzenden Kolben besteht, wobei der Kolben mit Durchlässen in Form von Bohrungen oder Ventilen versehen ist und der Schwingungsdämpfer in seinem Arbeitszylinder eine Gas- und Flüssigkeitsfüllung enthält, bei der das unter Überdruck stehende Gas und die Flüssigkeit ohne Trennwand unmittelbar aneinandergrenzen und sich die Gasfüllung auf der dem Kolbenstangenaustritt abgekehrten Seite des Arbeitszylinders befindet. Zwischen der Gasfüllung und dem Kolben des Schwingungsdämpfers ist dabei noch im Bereich der Flüssigkeit ein Prallelement angeordnet, das in der Mitte eine Öffnung aufweist und an der Wand des Arbeitszylinders befestigt ist.

Ein derartiger Schwingungsdämpfer ist bekannt.

Neben den zum Stand der Technik gehörenden Ausführungen des hydropneumatischen Schwingungsdämpfers, bei denen Öl und Gas durch einen Trennkolben oder einen Gummibalg voneinander getrennt sind, wurden zur Vereinfachung und Vermeidung bekannter Nachteile bereits Ausführungen bekannt, die auf eine Trennung zwischen Öl und Gas verzichten, wie es bei der eingangs erwähnten Vorrichtung der Fall ist.

Bei solchen ein Prallelement verwendenden Konstruktionen, z.B. mit einem Ringspalt zwischen Prallelement und Arbeitszylinder, ist das Prallelement den Strömungsverhältnissen nicht optimal angepaßt, so daß sich Funktionsbeeinträchtigungen im Dämpfer ergeben. Bei ausfahrender Kolbenstange schießen Ölstrahlen vom Kolben an der Zylinderwand hoch. In der Zugstufe überlagern sich daher am Prallelement zwei Ölbewegungen. Einmal schießen die vom Ventil kommenden Ölstrahlen hoch und versuchen, durch Öffnungen am Prallelement vorbeizuströmen, andererseits fließt öl entsprechend der abnehmenden Verdrängung der Kolbenstange aus dem Raum oberhalb des Prallelementes ab. Das führt unter Umständen dazu, daß nur ein kleiner Teil des Durchflußquerschnittes für den Rückfluß des Öles zur Verfügung steht. Wie beobachtet, tritt an diesen Stellen eine Geschwindigkeitserhöhung auf. In der Öloberfläche bilden sich Trichter, in die Gasbläschen hineingerissen werden. Damit gelangen die Bläschen auch in den eigentlichen Dämpfraum und beeinträchtigen die Funktion des Schwingungsdämpfers.

Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen das Prallelement als siebartige Viellochplatte ausge-Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer
für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Fichtel & Sachs Aktiengesellschaft, Schweinfurt

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Felix Wößner, S'chweinfurt

bildet ist. Durch die siebartige Ausbildung des Prallelementes werden zwar die aus dem Kolben austretenden Flüssigkeitsstrahlen geteilt und verteilt und damit eine gewisse Beruhigung der Flüssigkeitsoberfläche erzielt, doch wie bei den Ausführungen mit einem Ringspalt zwischen Prallelement und Arbeitszylinder überlagern sich in der Zugstufe am Prallelement zwei gegeneinandergerichtete Ölbewegungen, was dazu führen kann, daß nur ein kleiner Teil der siebartigen Durchflußöffnungen für den Rückfluß des Öles in den Dämpfraum zur Verfügung steht.

Zum Stand der Technik gehört ferner ein hydropneumatischer Schwingungsdämpfer, dessen Prallplatte eine oder mehrere Durchflußöffnungen aufweist, deren Durchmesser kleiner ist als die Durchlässe des Stoßdämpferkolbens. Die bekannte Prallplatte dient daher gleichzeitig als Drosselplatte zur Erzeugung des Gegendruckes in der Druckstufe. Die Erfindung dagegen bezieht sich lediglich auf hydropneumatische Stoßdämpfer, bei denen das Druckgaspolster den nötigen Gegendruck in der Druckstufe liefert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und einen Schwingungsdämpfer vorzuschlagen, der einen überaus einfachen Aufbau aufweist und durch die Gestaltung des Prallelementes hinsichtlich Lage und Bemessung der Öffnung jede Funktionsbeeinträchtigung durch Schaumbildung während des Betriebes ausschließt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Öffnung in der Mitte des Prallelementes eine Querschnittsfläche hat, die größer als die Querschnittsfläche der Kolbenstange ist.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ein Prallelement mit überaus einfachem konstruktivem Aufbau, das die aus dem Kolben kommenden Flüssig-

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keitsstrahlen sicher abfängt, durch die große zentrale teilig ausgebildet ist, wobei das Prallelement an der Öffnung die Durchtrittsgeschwindigkeit der Flüssig- Befestigungsstelle beider Teile angeordnet ist.
keit am Prallelement so weit herabsetzt, daß keine Der in der F i g. 1 dargestellte Schwingungs-Vermischung zwischen Flüssigkeits- und Gasfüllung dämpfer besitzt einen Arbeitszylinder 1, in dem der vorkommen und somit keine Schaumbildung auf- 5 an einer Kolbenstange 4 befestigte Kolben 2 vertreten kann. Es ergibt sich weiterhin durch die große schiebbar geführt ist. Der Kolben 2 ist mit Ventilen zentrale Öffnung im Prallelement eine Anordnung, bzw. engen Bohrungen 3 zur Erzeugung der Dämpfdie besonders günstige Strömungsverhältnisse nicht kraft versehen. Auf der Kolbenstangenaustrittsseite nur während der Druck-, sondern auch während wird der Arbeitszylinder 1 von einem Deckel 5 abder Zugstufe aufweist. Die aus dem Kolbenventil ίο geschlossen, der auch die Kolbenstangendichtung 7 kommenden ölstrahlen werden nämlich so umge- aufnimmt und dessen Abdichtung durch einen lenkt, daß sie den Rückfluß der Flüssigkeit durch Gummiring 6 gegenüber dem Arbeitszylinder 1 das Prallelement während der Zugphase am ferner als Füllventil dienen kann. Im Arbeits-Schwingungsdämpfer nicht stören. Durch die strö- zylinder 1 befindet sich eine Flüssigkeitsfüllung 11 mungsgünstig liegende und große Öffnung im Prall- 15 und eine Gasfüllung 10. Die Gasfüllung 10 ist auf element wird weiterhin eine selbsttätige Entlüftung dem dem Kolbenstangenaustritt gegenüberliegenden des unterhalb des Prallelementes liegenden Dämpf- Ende des Schwingungsdämpfers angeordnet. Zwiraumes gewährleistet. sehen der Gasfüllung 10 und dem Kolben 2 ist noch

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der innerhalb der Flüssigkeitsfüllung das Prallelement 8 Erfindung ergibt sich, wenn die Öffnung in der Mitte 20 angeordnet, das in der Mitte eine große kreisförmige des Prallelementes die zwei- bis dreifache Quer- Öffnung 9 aufweist. Der Arbeitszylinder 1 ist beischnittsgröße der Kolbenstange aufweist. Ein der- spielsweise über ein Befestigungsauge 16 am Wagenartig ausgebildetes Prallelement ergibt, wie Versuche kasten eines Kraftfahrzeuges angebracht, während gezeigt haben, eine besonders günstige bauliche An- die Kolbenstange 4 mit den abzufedernden Radordnung, wobei auch bei extremen Kolbengeschwin- 25 teilen des Fahrzeuges verbunden ist.
digkeiten die Geschwindigkeit der Strömung durch In der Druckphase bewegt sich die Kolbenstange 4 das Prallelement nie so groß wird, daß eine Schaum- in den Arbeitszylinder 1 hinein, und auf Grund der bildung auftreten könnte. von ihr verdrängten Flüssigkeitsmenge strömt

Nach einem Merkmal der Erfindung kann in an Flüssigkeit durch die Öffnung 9 des Prallelementes 8

sich bekannter Weise die in der Mitte des Prall- 30 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 13. Durch

elementes vorgesehene Öffnung kreisförmig ausge- die Ventile bzw. die engen Bohrungen des Kolbens 2

bildet sein. erfolgt ein Flüssigkeitsdurchfluß in Richtung zum

Die Befestigung des Prallelementes im Arbeits- kolbenstangenseitigen Ende des Arbeitszylinders 1.

zylinder kann nach weiteren Merkmalen der Erfin- In der Zugphase bewegt sich die Kolbenstange 4

dung entweder durch Aufspreizen eines im ausge- 35 aus dem Inneren des Arbeitszylinders 1 heraus. Jetzt

bauten Zustand geringfügig konisch ausgebildeten erfolgt durch die Öffnung 9 des Prallelementes 8 ein

Prallelementes oder in an sich bekannter Weise Flüssigkeitsdurchfluß in Richtung des Pfeiles 13, und

durch Sicken oder bei einer mehrteiligen Ausbildung aus den Ventilen bzw. Bohrungen 3 des Kolbens 2

des Arbeitszylinders durch Einfügen des Prall- schießen Flüssigkeitsstrahlen, die entsprechend dem

elementes an der Stoßstelle beider Teile des Arbeits- 40 Pfeil 12 durch das Prallelement 8 umgelenkt werden.

Zylinders erfolgen. Die erstgenannte Befestigungsart Wie aus der Strömungsrichtung gemäß den Pfeilen

ist fertigungsmäßig besonders für kleine Bauein- 12 und 13 ersichtlich, stören sich beide Strömungen

heiten sehr günstig, während die letztgenannte Bau- nicht. Infolge der erfindungsgemäßen Bemessung

art sich besonders für größere Schwingungsdämpfer der Öffnung 9 treten dort in keiner Phase zu hohe

eignet, die auf Grund ihrer Abmessungen einen 45 Durchflußgeschwindigkeiten auf, so daß eine

zweiteiligen Arbeitszylinder erhalten. Hierbei ist die Schaumbildung sicher vermieden wird.

erfindungsgemäße Befestigung des Prallelementes Die Befestigung des Prallelementes 8 erfolgt bei

sehr günstig, denn es wird dadurch sichergestellt, der Ausführung nach F i g. 1 durch Aufspreizen.

daß die Verbindungsstelle zwischen beiden Teilen Strichpunktiert ist in dieser Figur die Gestalt des

des Arbeitszylinders dauernd im Flüssigkeitsbereich 50 Prallelementes vor der Montage eingezeichnet.

liegt und daß für die Befestigung des Prallelementes Durch Plandrücken wird der Außenrand des Prall-

kein zusätzlicher Aufwand nötig ist. elementes aufgespreizt und dieses dadurch im

Diese Befestigungsart ist allerdings bei ähnlich Arbeitszylinder 1 festgeklemmt.

aufgebauten Schwingungsdämpfern, die an Stelle der In F i g. 2 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei

Prallplatte eine ventilbestückte Drosselplatte auf- 55 der das Prallelement 8 mit der Öffnung 9 durch

weisen, für diese Drosselplatte bekannt. Sicken 17 im Arbeitszylinder 1 befestigt ist. Diese

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele Sicken 17 können entweder ohne Unterbrechung

der Erfindung dargestellt. über den ganzen Umfang des Arbeitszylinders 1 ver-

F i g. 1 zeigt den Längsschnitt durch einen laufen oder sich auch nur über einen Teil des Um-

Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung, bei dem 60 fangs erstrecken.

die Befestigung des Prallelementes durch Auf- In F i g. 3 wird eine Konstruktion gezeigt, bei der

spreizen erfolgt; das Prallelement 8 zwischen den beiden Teilen 14

F i g. 2 zeigt einen Teillängsschnitt durch einen und 15 des Arbeitszylinders eingeklemmt ist. Die

mit einem Prallelement versehenen Schwingungs- Befestigung der Teile 14 und 15 des Arbeitszylinders

dämpfer, bei dem die Befestigung des Prallelementes 65 kann dabei auf beliebige Art erfolgen.

durch Sicken erfolgt; Im übrigen entsprechen die Ausführungen nach

F i g. 3 zeigt einen Teillängsschnitt durch einen F i g. 2 und 3 nach Aufbau und Wirkungsweise der

Schwingungsdämpfer, dessen Arbeitszylinder mehr- Ausführung entsprechend Fig. 1. Anspruch6 ist ein

echter Unteranspruch und gilt nur in Verbindung mit Anspruch 1.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem in einem Arbeitszylinder verschiebbaren, am Ende einer Kolbenstange sitzenden Kolben, der mit Durchlässen in Form von Bohrungen oder Ventilen versehen ist, und einer Gas- und Flüssigkeitsfüllung, die sich im Arbeitszylinder befindet, bei der das unter Überdruck stehende Gas und die Flüssigkeit ohne Trennwand unmittelbar aneinandergrenzen, sich die Gasfüllung auf der dem Kolbenstangenaustritt abgekehrten Seite des Arbeitszylinders befindet und zwischen Gasfüllung und Kolben noch im Bereich der Flüssigkeit ein Prallelement angeordnet ist, das in der Mitte eine öffnung aufweist und an der Wand des Arbeitszylinders befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung(9) in der Mitte des Prallelementes (8) eine Querschnittsfläche hat, die größer als die Querschnittsfläche der Kolbenstange (4) ist.

2. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (9) in der Mitte des Prallelementes (8) die zwei- bis dreifache Querschnittsgröße der Kolbenstange aufweist.

3. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Öffnung (9) in der Mitte des Prallelementes (8) kreisförmig ausgebildet ist.

4. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ringscheibenförmige Prallelement (8) im ausgebauten Zustand eine geringfügig konische Gestalt besitzt und daß die Befestigung im Arbeitszylinder (1) durch Plandrücken und damit Aufspreizen des Prallelementes erfolgt.

5. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (9) in an sich bekannter Weise durch Sicken im Arbeitszylinder^) befestigt ist.

6. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 bis 3, wobei der Arbeitszylinder mehrteilig ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallelement (8) an der Verbindungsstelle beider Teile sitzt, und ihre Verbindung auch zur Befestigung des Prallelementes im Arbeitszylinder dient.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 1108 842,

854;
USA.-Patentschriften Nr. 2 757 762, 2 823 915,

3 038 562.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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