DE1227785B - Dichtungsanordnung in Arbeitskolben von niveauregulierenden, hydropneumatischen Federbeinen fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents
Dichtungsanordnung in Arbeitskolben von niveauregulierenden, hydropneumatischen Federbeinen fuer KraftfahrzeugeInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WIW PATENTAMT
Int. Cl.:
B62d
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B 60 g
Deutsche Kl.: 63 c-40
Deutsche Kl.: 63 c-40
1227 785
B 6883111/63 c
13. September 1962
27. Oktober 1966
B 6883111/63 c
13. September 1962
27. Oktober 1966
Die Erfindung bezieht sich auf die Dichtungsanordnung
in Arbeitskolben von niveauregulierenden, hydropneumatischen Federbeinen für Kraftfahrzeuge
mit durch den Arbeitskolben voneinander getrennten Kammern verschiedenen Drucks und mit
einer die Niveauhöhe bestimmenden Steuerbohrung in der Zylinderwand, die zusammen mit dem Arbeitskolben eine Verbindung zwischen Hqchdruckkammer
und Niederdruckkammer steuert.
Bei derartigen Federbeinen ist der Dichtring des Ärbeitskolbens, welcher die Hochdruckkammer von
der Niederdruckkammer trennt, starken Verschleißbeanspruchungen durch Reibung an der Zylinderwand
unterworfen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung zu schaffen, welche eine ausreichende
Lebensdauer erreicht. Die Lösung der Aufgabe geht von der Erkenntnis aus, daß die Kolbendichtung bei
Stillstand des Fahrzeugs voll wirksam sein muß, um ein Absinken des Aufbaus zu verhindern, während
im Fahrbetrieb ein gewisser Durchtritt von Flüssigkeit von der Hochdruckkammer in die Niederdruckkammer
zugelassen werden kann, wenn die der Hochdruckkammer z. B. durch eine Pumpe zugeführte
Flüssigkeitsmenge ausreicht, um die durchgetretene Flüssigkeitsmenge auszugleichen und die vorgesehene
Niyeauhöhe einzuhalten.
Die Erfindung besteht darin, daß der Mantel des Arbeitskolbens eine Nut aufweist, die zusammen mit
einem Kolbenring einen durch beidseitige Flankenanlage des Kolbenrings aus elastischem Werkstoff abgedichteten
Ringraum bildet, welcher durch Kanäle mit einer der Hochdruckkammer zugewandten, im
Mantel des Ärbeitskolbens angeordneten Entlastungsnut verbunden ist, die im Betrieb des Fahrzeugs die
Steuerbohrung in der Zylinderwand überstreicht, wobei der Kolbenmantelteil zwischen dem Kolbenring
und der Entlastungsnut sowie der Teil zwischen der Entlastungsnut und dem der Hochdruckkammer zugewandten
Kolbenmantelende mit stark drosselndem, engem' Spiel im Zylindermantel geführt sind und zwischen
der Entlastungsnut und der Hochdruckkammer keine weitere Verbindung als durch dieses Spiel beisteht.
Mit dieser Dichtungsanordnung ist in vorteilhafter Weise selbst bei abgenutzter Lauffläche des
Kolbenringes eine vollkommen statische Abdichtung erreichbar.
Im dynamischen Betrieb wird durch die Bewegungen des Arbeitskolbens während der Fahrt jedesmal,
wenn die Entlastungsnut die Steuerbohrung in der Zylinderwand überstreicht, diese Nut mit der Niederdruckkammer
verbunden. In dem engen Spalt zwi-Dichtungsanordnung in Arbeitskolben von
niveauregulierenden, hydropneumatischen
Federbeinen für Kraftfahrzeuge
niveauregulierenden, hydropneumatischen
Federbeinen für Kraftfahrzeuge
Anmelder:
Böge G. m. b. H., Eitorf/Sieg, Bogestr. 50
Als Erfinder benannt:
Dr.-Ing. Franz Tuczek, Eitprf/Sieg
sehen der Entlastungsnut und dem der Hochdruckkammer
zugewandten Kolbenmantelende findet ein Druckabbau statt, so daß sich in der Umgebung des
*5 Kolbenringes, insbesondere in dem Ringraum hinter
dem Kolbenring, der mit der Entlastungsnut verbunden ist, wesentlich geringere Drücke einstellen, als
dem Druckunterschied zwischen der Hochdruckkammer und der Niederdruckkammer entspricht.
Vorteilhafterweise wird durch die herabgesetzte Druckbelastung der Verschleiß des Kolbenringes vermindert.
Die statische Funktion der Dichtungsanordnung , besteht darin, daß sich hinter dem Kolbenring, sobald
die Steuerbohrung durch entsprechendes Absinken des Fahrzeugs von dem Kolbenring überdeckt
ist, der volle Druck der Hochdruckkammer aufbaut, welcher eine dichtende Anlage des Kolbenringes an
. der Innenwand des Zylinders bewirkt.
Bekannte Dichtungsanordnungen, bei denen der Raum hinter dem Kolbenring mit der Hochdruckkammer
direkt verbunden ist, konnten nicht Lehre für die Erfindung sein. Mit diesen Anordnungen wird
. eine verstärkte Belastung der Kolbenringe, aber keine Entlastung erzielt.
Auch eine andere bekannte Dichtungsanordnung mit mehreren Kolbenringen legt die Erfindung nicht
nahe, bei der hinter dem ersten Kolbenring bzw. hinter den nächstfolgenden Kolbenringen kleine Bohrangen
vorgesehen sind, die den Raum hinter den Kolbenringen mit dem Raum zwischen der Zylinderwandung
und der Außenkolbeiiwandung verbinden, wobei die Bohrungen in besondere Zwischennuten
der Kolbenwandung münden. Bei dieser Anordnung sind die Zwischennuten nicht dem Hochdruckraum
zugewandt, sondern ihm abgewandt. Der Raum hinter dem letzten Kolbenring, der letzten Endes die
statische Dichtung der Anordnung allein übernehmen muß, ist nicht mit einer Zwischennut verbunden.
Auch handelt es sich bei dieser Anordnung nicht um Kolbenringe mit beidseitiger, sondern solche mit einseitiger
Flankenanlage.
609 708/215
3 4
Eine bevorzugte Ausführung der Dichtungsanord- die Steuerbbhrung 30 freigibt, strömt Flüssigkeit von
nung gemäß der Erfindung besteht darin, daß der der Hochdruckkammer 3 in die Niederdruck-Mantel
des Arbeitskolbens aus einem Führungsteil kammer 4 zurück. Der Kolben 2 nimmt gegenüber
mit großem Spiel im Zylinder und einem getrennten dem Zylinder 1 eine Mittellage ein, die die Niveau-Dichtungsteil
mit geringem Spiel im Zylinder besteht, 5 höhe des Fahrzeugaufbaus bestimmt. Jeweils, wenn
die nachgiebig miteinander verbunden sind, wobei die Entlastungsnut 43 die Steuerbohrung 30 iiberder
Dichtungsteil die Nut zur Aufnahme des Kolben- streicht, wird der Ringraum 42 über den Kanal 44
rings und die Entlastungsnut enthält. Auf diese Weise ebenf alls mit der Niederdruckkammer 4 verbunden,
wird ein einfacher und funktionssicherer Aufbau des so daß auf den Kolbenring 41 nur vorübergehend ein
Kolbens und der Dichtungsanordnung erreicht. Der io höherer Druck wirkt als derjenige, welcher in der
dichtende Teil läßt sich mit engem Spiel in den Zy- Niederdruckkammer herrscht.
linder einpassen, während der Führungsteil großes Bei abgestellter Pumpe fließt infolge der Undicht-
Spiel haben kann, so daß sich Fertigungstoleranzen heit des Kolbens 2 so lange Flüssigkeit von der Hoch-
und Fluchtfehler nicht auswirken können. Die Er- druckkammer 3 in die Niederdruckkammer 4 zurück,
findung wird an Hand von Ausführungsbeispielen in 15 bis der Kolbenring 41 die Steuerbohrung 30 ver-
der Beschreibung beschrieben. In der Zeichnung sind deckt. Daraufhin baut sich im Ringraum 42 über die
F i g. 1 eine sehematische Darstellung der Dich- Entlastungsnut 43 und über den Kanal 44 der im
tungsanordnung in <ier Gesamtanordnung eines Hochdruckraum 3 herrschende Druck auf. Der KoI-
Federbeins und benring 41, welcher an den Flanken der Nut 40 dich-
Fig. 2 ein Längsschnitt des Kolbenbereichs einer 20 tend anliegt, wird gegen die Wand des Zylinders 1
bevorzugten Ausführungsform mit der Dichtungs- gepreßt, so daß Ölübertritt unterbunden ist und die
anordnung gemäß der Erfindung. Niveauhöhe bei stehendem Fahrzeug erhalten bleibt.
Das Federbein gemäß Fig. 1 besitzt einen ZyHn- Der Kolben 102 gemäß Fig. 2 teilt den Zylinder
der 1, dessen Kolben 2 eine Hochdruckkammer 3 von 101 in die Hochdruckkammer 103 und die Niederder
Niederdruckkarnmer 4 trennt. Die Kolbenstange 5 25 druckkammer 104. Die Kolbenstange 105 besitzt
des Kolbens 2 durchdringt den Zylinderdeckel 6, wel- eine Pumpenkammer 151, in die der in nicht gecher
mit Hilfe einer Dichtung 7 gegenüber der KoI- zeichneter Weise am Zylinder 101 befestigte Pumpenbenstange
5 abgedichtet ist. Die Hochdruckkammer 3 kolben 135 eintaucht. Der Mantel des Kolbens 102
des Zylinders ist durch einen Boden 8 verschlossen: setzt sich in einen Dichtungsteil 152 fort, welcher mit
Der Boden 8 weist ein Auge 9 auf, welches wie der 30 geringem Spiel in den Zylinder 101 eingepaßt ist und
Gewindezapfen-10 der Kolbenstange 5 zur Befesti- sich über eine nachgiebige Dichtung 153 gegen den
gung des Federbeins dient. Die Hochdruckkammer 3 Kolben 102 abstützt. Die Anstellung des Dichtungsist über eine Anschlußbohrung 11 und eine Leitung teils 152 an den Kolben erfolgt durch eine Feder 154,
12 mit einem Hochdruckspeicher 13 verbunden, die sich an der Hülse 157 über den Seegerring 156
dessen Flüssigkeitsraum 14 durch eine Membran 15 35 und die Platte 155 abstützt. Die Hülse 157 wird von
vom Gasraum 16 getrennt ist. Zwischen der Leitung dem Pumpenkolben 135 durchdrungen und ist im
12 und dem Flüssigkeitsraum 14 ist eine Ventil- Kolben 102 verschraubt. Das Pumpensaugventil 158
kammer 17 angeordnet, die übliche Drosselventile 18 hat über Bohrungen 159 Verbindung mit der Niederzur
Schwingungsdämpfung enthält. Der Gasraum 16 druckkammer 104. Das Pumpendruckventil 160 gibt
des Federspeiehers ist durch ein Füllventil 19 ver- 40 beim Druckhub des Pumpenkolbens über Kanäle
schlossen. Die Niederdruckkammer 4 des Federbeins 161 die Verbindung zwischen der Pumpenkammer
ist über eine Anschlußbohrung 20 im Zylinderdeckel 6 151 und der Hochdruckkammer 103 frei. Die Dich-
und eine Leitung 21 mit einem Niederdruckspeicher tung 162 dichtet die Pumpenkammer 151 gegen die
22 verbunden, der einen Flüssigkeitsraum 23 und Hochdruckkammer 103 ab.
einen Gasraum 24 aufweist, welche durch eine Mem- 45 Im Betrieb wird durch die Relativbewegung des
bran 25 voneinander getrennt sind. Eine Ventil- Pumpenkolbens 135 gegenüber dem Kolben 102
kammer 26, die zwischen der Leitung 21 und dem Flüssigkeit von der Niederdruckkammer 104 in die
Flüssigkeitsraum 23 des Niederdruckspeichers 22 an- Hochdruckkarnmer 103 gefördert, bis der Kolben
geordnet ist, nimmt an sich bekannte Drosselventile 102 eine die Niveauhöhe des Fahrzeugs bestimmende
27 zur Schwingungsdämpfung auf. Ein Füllventil 28 50 Mittellage einnimmt Daraufhin bewegt sich der KoI-verschließt
den Gasraum 24 des Niederdruckspeichers ben 102 um diese Mittellage, wobei die von der
22. Der Zylinder 1 weist eine Steuerbohrung 30 auf, Niederdruckkammer 104 in die Hochdruckkarnmer
welche über eine Leitung 37 mit dem Flüssigkeits- 103 geförderte Flüssigkeitsmenge gleich der Flüssigraum
23 des Niederdruckspeichers 22 und über eine keitsmenge ist, welche aus der Hochdruckkammer
Leitung 31 mit der Ansaugkammer 32 einer beliebig, 55 durch die Steuerbohrung 130 abfließt. Der enge
z.B. von der Fahrzeugachse betätigten Kolbenpumpe Spalt 170 zwischen Dichtungsteil 152 und Zylinder
33 verbunden ist. Die Druckleitung 36 führt von der 101 verhindert einen Druckaufbau in der EntDruckkammer
34 der Kolbenpumpe 33 in den lastungsnut 143, wenn sich diese, wie dargestellt, im
Flüssigkeitsraum 14 des Hochdruckspeichers 13. Der Bereich der Steuerbohrung 130 befindet, so daß der
Kolben 2 weist eine Nut 40 auf, welche einen Kolben- 60 Ringraum 142 vom Druck der Hochdruckkarnmer
ring 41 mit beidseitiger Flankenanlage aufnimmt, so 103 entlastet ist und ein Anpressen des Kolbenrings
daß von der Nut 40 und von dem Kolbenring 41 ein 141 an die Zylinderwand vermieden wird,
geschlossener Ringraum 42 gebildet wird. Eine Ent- Ist das Fahrzeug in Ruhe, setzt also die Pumplastungsnut 43 im Kolben 2 ist über Kanäle 44 mii wirkung aus, so fließt so lange Flüssigkeit aus der dem Ringraum 42 verbunden. 65 Hochdruckkarnmer in die Niederdruckkammer zu-
geschlossener Ringraum 42 gebildet wird. Eine Ent- Ist das Fahrzeug in Ruhe, setzt also die Pumplastungsnut 43 im Kolben 2 ist über Kanäle 44 mii wirkung aus, so fließt so lange Flüssigkeit aus der dem Ringraum 42 verbunden. 65 Hochdruckkarnmer in die Niederdruckkammer zu-
Im Betrieb wird durch die Kolbenpumpe 33 rück, bis der Kolbenring 141 die Steuerbohrung 130
Flüssigkeit aus der Niederdruckkammer 4 in die verdeckt. Da die Entlastungsnut 143 keine Verbin-Hochdruckkammer
3 gefördert. Wenn der Kolben 2 dung mit der Steuerbohrung 130 bekommt, baut sich
in ihr der in der Hochdruckkammer 103 herrschende Flüssigkeitsdruck auf, welcher sich über Kanäle 144
in den Ringraum 142 fortsetzt. Der enge Spalt 171 zwischen Dichtungsteil 152 und Zylinder 101 hat ein
Druckgefälle von der Entlastungsnut 143 zum KoI-benring 141, der infolge des höheren Drucks im
Ringraum 142 zur dichtenden Anlage an die Wand des Zylinders 101 kommt. Der Fahrzeugaufbau kann
daher gegenüber der Fahrzeugachse nicht absinken.
Fluchtfehler kommen nicht zur Wirkung, da zwisehen dem als Führungsteil ausgebildeten Kolben 102
und dem Zylinder 101 ein relativ großes Spiel besteht. Der eng im Zylinder 101 eingepaßte Dichtungsteil
152 besitzt auf Grund der Nachgiebigkeit der Dichtung 153 und der Feder 154 gegenüber dem Führungsteil
102 eine Ausweichmöglichkeit, so daß es auch bei nichtfluchtendem Kolben der Führung des
Zylinders 101 folgen kann.
Zweckmäßigerweise sind die Kolbenringe 41 und 141 endlos ausgeführt und bestehen aus Werkstoffen
mit guten Gleit- und Dichtungseigenschaften, z.B. aus Gummi, welche ein radiales Aufweiten und Zusammenziehen
zulassen.
Claims (3)
1. Dichtungsanordnung in Arbeitskolben von niveauregulierenden, hydropneumatischen Federbeinen
für Kraftfahrzeuge mit durch den Arbeitskolben voneinander getrennten Kammern ver-
schiedenen Drucks und mit einer die Niveauhöhe bestimmenden Steuerbohrung in der Zylinderwand,
die zusammen mit dem Arbeitskolben eine Verbindung zwischen Hochdruckkammer und Niederdruckkammer steuert, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel des Arbeitskolbens (2,152) eine Nut (40,140) aufweist, die
zusammen mit einem Kolbenring (41,141) einen durch beidseitige Flankenanlage des Kolbenrings
aus elastischem Werkstoff abgedichteten Ringraum (42,142) bildet, welcher durch Kanäle (44,
144) mit einer der Hochdruckkammer (3,103) zugewandten,
im Mantel des Arbeitskolbens angeordneten Entlastungsnut (43,143) verbunden ist,
die im Betrieb des Fahrzeugs die Steuerbohrung (30,130) in der Zylinderwand überstreicht, wobei
der Kolbenmantelteil zwischen dem Kolbenring und der Entlastungsnut sowie der Teil zwischen
der Entlastungsnut und dem der Hochdruckkammer zugewandten Kolbenmantelende mit stark drosselndem, engem Spiel im Zylindermantel
geführt sind und zwischen der Entlastungsnut und der Hochdruckkammer keine weitere
Verbindung als durch dieses Spiel besteht.
2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des
Arbeitskolbens aus einem Führungsteil (102) mit großem Spiel im Zylinder und einem getrennten
Dichtungsteil (152) mit geringem Spiel im Zylinder besteht, die nachgiebig miteinander verbunden
sind, wobei der Dichtungsteil die Nut (140) zur Aufnahme des Kolbenrings (141) und die
Entlastungsnut (143) enthält.
3. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Dichtungsteil (152) durch eine Feder (154) gegen den Führungsteil (102) angestellt ist und zwischen
Dichtungsteil und Führungsteil eine nachgiebige Dichtung (153) angeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 489 885, 636 964;
USA.-Patentschriften Nr. 1 637 135, 2 610 098,
892 645.
Deutsche Patentschriften Nr. 489 885, 636 964;
USA.-Patentschriften Nr. 1 637 135, 2 610 098,
892 645.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
609 70S/215 10.66 © Bundesdruckerei Berlin
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Family Applications (1)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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US3222047A (en) | 1965-12-07 |
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