DE1405761B1

DE1405761B1 - Kippbarer Kolben fuer oelpneumatische Fahrzeugfederungen

Info

Publication number: DE1405761B1
Application number: DE19611405761D
Authority: DE
Inventors: Allinquant Fernand Stanislas
Original assignee: ALLINQUANT FERNAND ST
Current assignee: ALLINQUANT FERNAND ST
Priority date: 1960-02-08
Filing date: 1961-01-25
Publication date: 1969-09-25
Also published as: US3059917A; ES264508A1; FR1263810A; AT248258B; GB911811A

Description

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Die Erfindung betrifft einen kippbaren Kolben für aufweist und die das Dichtungselement bis unmittel-

ölpneumatische Fahrzeugfederungen, der fest mit bar an seinen Außenumfang hin abstützt, wobei die

einer Kolbenstange verbunden und zusammen mit zylindrische Lauffläche so kurz bemessen ist und

dieser in einem oberhalb des Kolbens mit Öl gefüll- gegenüber dem Zylinder ein solches Spiel hat, daß

ten Zylinder verschiebbar und dabei um einen be- 5 ein Verklemmen bei den in Betracht kommenden

grenzten Winkel kippbar ist und der ein schalen- Neigungswinkeln gerade noch vermieden wird,

förmiges, mit einer Dichtlippe versehenes elastisches Bei dieser Ausbildung des Kolbens wird eine so

Dichtungselement aufweist, das durch axiales Fest- weitgehende Dichtheit erzielt, daß der Kolben selbst

klemmen, z. B. mittels einer zur Befestigung des KoI- unter den bei ölpneumatischen Federungen auftreten-

bens auf der Kolbenstange dienenden Schraube ge- ίο den harten Betriebsbedingungen so gut abdichtet, daß

halten ist. eine Rückführung der sehr geringen Leckölmengen

Bei ölpneumatischen Abfederungselementen für in den Öl-Kreislauf nicht erforderlich ist, daß also Kraftfahrzeuge ist die Kolbenstange an einer ein Rad ein Kreislaufsystem angewendet werden kann, bei des Fahrzeuges tragenden Achshälfte angelenkt, wäh- dem keine Rückführmöglichkeit für Lecköl vorgerend der Zylinder mit dem Fahrgestell des Kraftfahr- 15 sehen ist. Die gesamte hydraulische Anlage wird dazeuges verbunden ist. Bei einer Änderung der Lage durch wesentlich einfacher. Die kurze zylindrische des Rades gegenüber dem Fahrgestell schwenkt die Führungsfläche kann leichter und mit größerer GeAchshälfte und verschwenkt die Kolbenstange gegen- nauigkeit hergestellt werden als eine sphärische über der Achse des Zylinders des Abfederungs- Fläche,
elementes. so Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme

Zur Ermöglichung der Schwenkbewegung der KoI- auf die Zeichnungen an Hand eines Ausführungsbenstange wird diese bei bekannten Abfederungs- beispieles erläutert.

elementen (französische Patentschrift 1215183) F i g. 1 ist ein Axialschnitt eines Teils eines Zylin-

häufig gelenkig am Kolben befestigt. Im allgemeinen ders, in dem ein erfindungsgemäßer Kolben gleitet,

ist das unter dem Kolben liegende Volumen des Zy- 25 der in einer solchen Lage dargestellt ist, daß seine

linders mit unter Atmosphärendruck stehender Luft Kolbenstange parallel zur Zylinderachse liegt;

gefüllt, während das über dem Kolben liegende VoIu- F i g. 2 ist eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht,

men von einem unter einem verhältnismäßig hohem bei der der Kolben und die Kolbenstange schräg zur

Druck stehenden Druckmittel eingenommen wird. Da Zylinderachse liegen;

der Druck über dem Kolben normal zu der Oberseite 30 Fig. 3 ist eine schematische Ansicht eines Teiles des Kolbens gerichtet ist, tritt dann, wenn die Kolben- eines Abfederungselementes, das einer ein Rad trastange nicht mehr zu der Achse des Zylinders par- genden Achshälfte zugeordnet ist.
allel, d. h. nicht mehr zu der Oberseite des Kolbens F i g. 3 zeigt schematisch ein ölpneumatisches Absenkrecht liegt, eine Kraft auf, die einen seitlichen . federungselement für Kraftfahrzeuge, das insbesonmechanischen Schub erzeugt, der die Abnutzung des 35 dere einen am Fahrgestell des Fahrzeugs befestigten Kolbens vergrößert. Zylinder 1 enthält, in dem ein Kolben 2 gleitet, des-

Bekannt (französische Patentschrift 571 547) ist sen Kolbenstange 3 bei 4 an eine Achshälfte 5 an-

auch ein Dämpfungskolben, der starr mit seiner KoI- gelenkt ist, die um eine Drehachse 6 schwenkbar ist

benstange verbunden ist. Das oberhalb des Kolbens und ein Rad des Fahrzeugs trägt,

befindliche Medium ist jedoch komprimierte Luft und 40 Bei einer Schwenkung der Achshälfte relativ zum

keine Flüssigkeit. Kolbendichtungen sind in der Fahrgestell gleitet dann der Kolben im Zylinder, wo-

Patentschrift weder gezeichnet noch beschrieben. bei sich seine Kolbenstange 3 zur Zylinderachse neigt.

Bei einem anderen bekannten nicht kippbaren KoI- In F i g. 1 ist der erfindungsgemäße Kolben dargeben (USA.-Patentschrift 2 388 520) ist eine Schale stellt, der die Schwenkbewegung der Kolbenstange vorgesehen, deren Außenfläche einen quer zur Achse 45 ermöglicht. * ... liegenden und je einen zentrisch zur Kolbenachse Das Ende der Kolbenstange 3 des Kolbens weist liegenden kegelförmigen und zylindrischen Teil auf- zwei aufeinanderfolgende Schultern 7 und 8 mit abweist. Der zylindrische Teil ist verhältnismäßig lang. nehmbarem Durchmesser auf und läuft in einen Ge-Ein Schrägstellen des Kolbens zur Zylinderachse ist windeteil 9 aus. Eine Metallscheibe 10, deren Durchbei einem solchen Kolben deshalb nicht möglich, weil 5°; messer erheblich kleiner, als der Durchmesser der der verhältnismäßig lange zylindrische Teil des KoI- Bohrung des Zylinders 1 ist, weist eine mittlere Bohbens die Zylinderwand beschädigen würde. rung auf, mit der sie auf die Kolbenstange 3 aufge-

Durch die Erfindung soll ein Kolben der eingangs schoben wird, so daß sie sich gegen die Schulter 7

genannten Gattung so ausgebildet werden, daß er bei legt. Eine StützschaleTl mit einer mittleren Bohrung

einfacher Bauart eine so gute Abdichtung bringt, daß 55 ist ebenfalls auf die Kolbenstange aufgeschoben und

auf die Rückführung der sehr geringen Leckmengen legt sich gegen die Metallscheibe 10. In dem sich

in den Öl-Kreislauf der ölpneumatischen Federung gegen die Metallscheibe 10 legenden Boden 12 der

verzichtet werden kann. Stützschale 11 ist eine Nut 13 vorgesehen, die die

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch Kolbenstange umgibt und einen Dichtungsring 14 gelöst, daß zum Vermeiden des Durchdrückens des 6° aufnimmt. Dieser Dichtungsring 14 hat einen Innen-Dichtungselementes eine starre, vorzugsweise aus Me- durchmesser, der etwas kleiner als der abgesetzte tall bestehende, bei dem unkippbaren Kolben an sich Durchmesser der Kolbenstange ist, einen Außenbekannte Stützschale vorgesehen ist, deren Außen- durchmesser, der etwas größer als der Durchmesser fläche einen quer zur Kolbenachse liegenden ebenen der Nut 13 ist, und eine Dicke, die etwas größer als Teil, daran anschließend einen koaxial zur Kolben- 65 die Höhe der Nut 13 ist_v damit beim Festziehen der achse liegenden kegelförmigen Teil und daran an- Anordnung eine Abdichtung zwischen der Metallschließend einen ebenfalls koaxial zur Kolbenachse scheibe 10, dem Boden 12 und der Kolbenstange 3 liegenden, als Lauffläche dienenden zylindrischen Teil hergestellt wird.

Der ebene Boden 12 der Stützschale 11 hat einen Außendurchmesser, der erheblich kleiner als der Durchmesser der Zylinderbohrung ist. Der daran anschließende Rand der Stützschale ist hochgebogen und hat die Form eines zylindrischen Umdrehungskörpers um die Achse der Kolbenstange 3. Er weist an seinem Außenumfang eine zylindrische Lauffläche 15 geringer Höhe auf. Im Anschluß an diese zylindrische Lauffläche 15 weist seine Außenfläche bis zum ebenen Boden 12 der Stützschale einen ebenfalls koaxial zur Kolbenachse liegenden kegelförmigen Teil 16 auf.

Ein als dicke Scheibe ausgebildetes Dichtungselement 17 aus elastischem Werkstoff, dessen Durchmesser in freiem Zustand größer als der Durchmesser der Zylinderbohrung ist, weist in der Mitte eine Bohrung auf, mit der es auf der Kolbenstange 3 befestigt ist. Es legt sich gegen den Boden der Stützschale 11 und gegen die eine Innenfläche 18 an deren hochgebogenem Rand, sowie gegen die Wand des Zylin- ao ders, so daß eine nach dem oberen Teil des Zylinders gerichtete Dichtungslippe 19 entsteht. Auf ihrer dem Dichtungselement 17 zugewandten Seite besitzt die Stützschale 11 einen kreisförmigen Wulst 22 mit Dreieckquerschnitt, der sich in das Dichtungselement 17 zur Verbesserung der Abdichtung eindrückt. Das Dichtungselement 17 wird durch eine kreisförmige Scheibe 20 festgezogen, die auf die Kolbenstange aufgeschoben und durch eine auf den Gewindeteil 9 der Kolbenstange aufgeschraubte Mutter 21 gegen die Schulter 8 der Kolbenstange gespannt ist.

Bei einer Verschwenkung der Achshälfte 5 gegenüber dem Fahrgestell neigt sich die Kolbenstange 3 des Kolbens gegenüber der Zylinderachse und mit ihr der gesamte Kolben, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist. Die gegen die Wand der Bohrung angedrückte Dichtungslippe 19 des Dichtungselementes 17 verformt sich, wodurch die Abdichtung zwischen dem über dem Kolben liegenden Volumen 1 α und dem unter demselben auf der Seite der Kolbenstange liegenden Volumen 1 b aufrechterhalten bleibt. Die Schräglage des kegelförmigen Teils 16 der Außenfläche der Stützschale 11 muß natürlich so groß sein, daß diese Verschwenkung beiderseits der Zylinderachse möglich wird.

Im allgemeinen ist der in dem Volumen 1 α herrschende Druck erheblich größer als der in dem Volumen 1 b herrschende. Um zu vermeiden, daß der Werkstoff unter der Wirkung dieser Druckdifferenz zurückgedrückt wird, erhält die zylindrische Lauffläche 15 der Stützschale den größten mit der Schwenkung des Kolbens verträglichen Durchmesser.

Als Beispiel seien folgende Zahlenwerte angegeben: Bei einem Zylinder mit einer Bohrung von 50 mm und einer Höhe der Lauffläche 15 an der Stützschale von 0,5 mm kann man der Stützschale im Durchmesser ein Spiel von 0,2 mm geben, was ausreicht, um eine Schwenkbewegung der Stützschale ohne Festklemmen zu ermöglichen.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die Abdichtung zwischen dem Volumen 1 α unter hohem Druck und dem Volumen 1 b unter Atmosphärendruck folgendermaßen hergestellt wird:

1. Längs der Wände des Zylinders 1 durch die Dichtungslippe 19 des Dichtungselementes 17;

2. längs der Oberseite der Stützschale 11 durch den in das elastische Material des Dichtungselementes 17 eingedrückten Wulst 22;

3. längs der Unterseite der Stützschale 11 durch die allseitige Zusammendrückung des Dichtungsringes 14 in seiner Nut 13;

4. längs der Kolbenstange 3 durch die Zusammendrückung des Dichtungsringes 14 längs der Stützschulter.

Im Rahmen der Erfindung kann die Stützschale ein Metallteil oder ein Teil aus Kunststoff sein, wobei der Dichtungsring 14 im letzteren Fall fortfallen kann.

Claims

Patentanspruch:

Kippbarer Kolben für ölpneumatische Fahrzeugfederungen, der fest mit einer Kolbenstange verbunden und zusammen mit dieser in einem oberhalb des Kolbens mit Öl gefüllten Zylinder verschiebbar und dabei um einen begrenzten Winkel kippbar ist und der ein schalenförmiges, mit einer Dichtlippe versehenes elastisches Dichtungselement aufweist, das durch axiales Festklemmen, z. B. mittels einer zur Befestigung des Kolbens auf der Kolbenstange dienenden Schraube gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermeiden des Durchdrückens des Dichtungselementes eine starre, vorzugsweise aus Metall bestehende, bei einem unkippbaren Kolben an sich bekannte Stützschale (11) vorgesehen ist, deren Außenfläche einen quer zur Kolbenachse liegenden ebenen Teil, daran anschließend einen koaxial zur Kolbenachse liegenden kegelförmigen Teil (16) und daran anschließend einen ebenfalls koaxial zur Kolbenachse liegenden, als Lauffläche (15) dienenden zylindrischen Teil aufweist und die das Dichtungselement (17) bis unmittelbar an seinen Außenumfang hin abstützt, wobei die zylindrische Lauffläche (15) so kurz bemessen ist und gegenüber dem Zylinder (1) ein solches Spiel hat, daß ein Verklemmen bei den in Betracht kommenden Neigungswinkeln gerade noch vermieden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen