DE1555772C - Einrohr Teleskopschwingungs dämpfer fur Fahrzeuge, insbesondere fur Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

der deutschen Patentschrift 1056 946 (Fig. 3) bekannt, wobei der aus der letzteren bekannte Schwingungsdämpfer auch ohne Druck im Ausgleichsraum funktionsfähig ist. Dieses System ist jedoch aus den obengenannten Gründen auf McPherson-Federbeine nicht anwendbar.

Bei bekannten Dämpferbeinen dieser sogenannten McPherson-Bauart besteht der Nachteil, daß die Länge der Kolbenstange nicht voll für den Hub ausgenutzt werden kann, da ein bestimmter Mindestabstand zwischen Kolbenstangenführung und Dämpferkolben vorhanden sein muß, um die über die Räder eingeleiteten Kräfte und Biegemomente aufnehmen zu können.

Weiterhin besteht der auch allgemein für Zweirohrsysteme charakteristische Nachteil, daß bei dem in den meisten Anwendungsfällen durch die Einbauverhältnisse beschränkten Außendurchmesser des Dämpferrohres der Kolbendurchmesser nur so groß gewählt werden kann, daß der zwischen Außen- und Innenrohr eines solchen Dämpfers vorhandene Raum für die durch die Kolbenstange verdrängte Ölmenge sowie für die durch Erwärmung bedingte Ölausdehnung ausreichend ist und auch bei Bewegung des Dämpfers die Ölmenge keinen zu großen Beschleunigungen ausgesetzt ist. Das wirkt sich bei Zweirohrdämpfern der oben genannten Answendungsart besonders nachteilig aus, weil die Kolbenstange auf Grund der oben erwähnten auftretenden Kräfte relativ dick gewählt werden muß.

Auch Einrohr-Stoßdämpfer, bei denen ein Ausgleichsraum für das verdrängte Kolbenstangenvolumen und die Wärmeausdehnung der Dämpfungsflüssigkeit vorhanden ist, welcher in letzterer frei beweglich oder an der Stirnseite des Arbeitskolbens oder des Arbeitszylinders angebracht ist, eignen sich nicht zum Einbau in Dämpferbeine, weil im auseinandergezogenen Zustand des Dämpfers der Führungsabstand zwischen Kolbenstangenführung und Dämpferkolben zu gering ist, um die oben erwähnten Kräfte aufnehmen zu können. Wird dieser Abstand verkleinert, so tritt der bereits genannte Nachteil ein.

Bei der Verwendung von Einrohrdämpfern, bei denen sich der Ausgleichsraum am kolbenstangenseitigen Ende des Arbeitszylinders befindet, treten zusatzliehe Abdichtschwierigkeiten auf, wenn Flüssigkeit und Gas einwandfrei voneinander getrennt werden sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einrohr-Teleskopschwingungsdämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die aufgezeigten Nachteile vermeidet, den vorhandenen Raum unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen, die an derartige Elemente gestellt werden, optimal ausnutzt sowie eine erhebliche Vergrößereung des Widerstandsmoments gegen Biegung erzielt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgleichsraum in einem zwischen dem durch die Kolbenstangenführung austretenden Teil der Kolbenstange und dem Dämpferkolben biegefest eingespannten, im Dämpferrohr nicht geführten, zylindrischen Ausgleichskörper angeordnet ist, dessen Außendurchmesser wesentlich größer ist als der Außendurchmesser des austretenden Teils der Kolbenstange und der so dimensioniert ist, daß sein Zylindermantel allein oder zusammen mit einem ihn durchdringenden, abgesetzten unteren Ende der Kolbenstange zumindest das gleiche axiale Widerstandsmoment aufweist wie der austretende Teil der Kolben stange. Diese kann in an sich bekannter Weise mit einer Längsbohrung für ein den Druck im Ausgleichsraum beeinflussendes Steuermedium versehen sein.

Vorzugsweise dient eine Wulst zur Befestigung eines schlauchförmigen Trennelements gleichzeitig zur Abdichtung des Ausgleichsraumes gegenüber dem aus einem Rohr bestehenden abgesetzten unteren Ende der Kolbenstange. Ferner ist vorzugsweise der nicht austretende Teil der Kolbenstange durch eine mit einem Dichtring versehene Verschraubung mit dem Ausgleichskörper verbunden, die so ausgebildet ist, daß der Ausgleichskörper bei nur teilweise eingeschraubtem Kolbenstangenteil über das Gewinde mit Gas gefüllt werden kann.

Bei einem McPherson-Federbein muß die Kolbenstange unter Brücksichtigung des maximal auftretenden Biegemoments in Höhe der Stangenführung auf Festigkeit dimensioniert sein. Dieses Biegemoment bewirkt eine Durchbiegung der Kolbenstange, was dazu führen kann, daß diese in der Stangenführung verklemmt. Durch die Vergrößerung des Widerstandsmomentes wird aber die Neigung zum Verklemmen herabgesetzt. Dieser Umstand führte zur Ausbildung der erfindungsgemäßen Anordnung des Ausgleichskörpers zwischen dem austretenden Teil der Kolbenstange und dem Dämpferkolben. Eine durchgehende Kolbenstange mit der gleichen Durchbiegung wie bei der Anordnung nach der Erfindung müßte im Durchmesser größer werden, was den Nachteil des größeren verdrängten Volumens ergibt. Dies wiederum führt bei gleichem Bauvolumen durch Verkleinerung der Kolbenringfläche zu erhöhtem Dämpfungsdruck.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Erhöhung des axialen Widerstandsmoments des Ausgleichskörpers bei geringerem Materialeinsatz erzielt wird.

Nachstehend sind einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Bezug auf die schematischen F i g. 1 bis 6 näher beschrieben.

Der Dämpfer nach F i g. 1 besteht aus einem Dämpferrohr 1, welches mit einem Achsschenkel 2 fest verbunden sein kann. Eine Kolbenstange 3 ist in einer Kolbenstangenführung 4 gleitend gelagert und durch eine Dichtung 5 nach außen abgedichtet.

An ihrem unteren Ende ist ein Ausgleichskörper 6 befestigt, in welchem sich zur Trennung von Gas und öl ein Trennelement 7 befindet. Auf einem Teller 8 läßt sich leicht ein elastischer Puffer 9 als Endanschlag befestigen. Am unteren Ende der Ausgleichskammer 6 befindet sich ein Dämpferkolben 10 an sich bekannter Konstruktion. Der Dämpferkolben 10 wird von einer Mutter 16 gehalten, die zweckmäßigerweise so ausgebildet ist, daß in ihrem Inneren ein Rückschlagventil 14 angebracht werden kann.

Dabei kann der nicht austretende Teil der Kolbenstange 3 durch eine mit einem Dichtring versehene (nicht dargestellte) Verschraubung mit dem Ausgleichskörper 6 verbunden sein, die so ausgebildet ist, daß letzterer bei teilweise eingeschraubter Kolbenstange über das Gewinde mit einem gasförmigen Medium gefüllt werden kann.

Beim Zusammenschieben eines Dämpfers nach F i g. 1 wird das von der Kolbenstange verdrängte öl durch die Dämpfungseinrichtung des Dämpferkolbens 10 in eine ölkammer 12 des Ausgleichskörpers 6 gedrückt und dehnt das Trennelement 7 gegen den Druck des in einem Gasraum 13 befindlichen gasför-

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migen Mediums aus. Beim Auseinanderziehen des Die Funktion dieses Dämpfers ist die gleiche wie

Dämpfers strömt die Dämpfungsflüssigkeit unter dem die des unter F i g. 3 beschriebenen, jedoch läßt sich

Druck des gasförmigen Mediums im Gasraum 13 diese Anordnung in der Praxis nur dann anwenden,

durch das Rückschlagventil 14 in einen kolbenstirn- wenn der Dämpfer in seiner Einbaulage transportiert

seitigen Arbeitsraum 15 des Dämpferrohres 1. 5 und gelagert wird.

F i g. 2 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Bei dem Dämpfer nach F i g. 5 ist eine Kolben-Dämpfers, in der eine hohle Kolbenstange 17 verwen- stange 32 an ihrem unteren Ende 33 abgesetzt und der det ist. Alle sonstigen Bauteile entsprechen denen der Zylinder des Ausgleichskörpers 6 mit einem Teller 34 F i g. 1. versehen. Ein Trennelement 35 trennt einen mit einem

Durch die Verwendung einer hohlen Kolbenstange io gasförmigen Medium gefüllten Gasraum 36 gegenist es möglich, den erfindungsgemäßen Dämpfer an über der Stoßdämpferflüssigkeit in einer ölkammer eine pneumatische oder hydropneumatische Fede- 37 ab. Die Befestigung des Trennelements 35 erfolgt rungsanlage anzuschließen. Während durch den mit zweckmäßigerweise am oberen Teil mittels eines WuI-einem gasförmigen Medium gefüllten Gasraum 13 stes 38, der gleichzeitig auch die Abdichtung des gasnach Fig.l nur das durch die Erwärmung des Öles 35 förmigen Mediums im Gasraum 36 gegenüber der bedingte und das durch die Kolbenstange verdrängte Dämpfungsflüssigkeit übernimmt,
ölvolumen kompensiert wird, kann ein Gasraum 18 Gemäß F i g. 5 ist außerdem noch eine zweckmäbei einem Dämpfer nach F i g. 2 ein zur Federung er- ßige Befestigung des unteren Teils des Trennelements forderliches Gasvolumen ganz oder teilweise aufneh- 35 gezeigt. Auch hier übernimmt ein Wulst 39 gleichmen. Ein Steuermedium kann in diesem Fall durch 20 zeitig die Abdichtung des gasförmigen Mediums im eine Längsbohrung 19 der Kolbenstange 17 zugeführt Gasraum 36 gegenüber der Dämpfungsflüssigkeit, oder abgeleitet werden. Weiterhin ist ein Teller 40 mit einer Zentrierung ver-

In Fi g. 3 ist eine andere Bauform eines Dämpfers sehen, in welche der innere zylindrische Teil des Ausgemäß der Erfindung dargestellt. Ein Ausgleichskör- gleichskörpers 6 eingreift. Auf diese Weise wird per 20 ist in bekannter Weise mit der Kolbenstange 3 25 gleichzeitig mit der Halterung und Abdichtung des verbunden und mit einem Trennelement 7 versehen, Trennelements 35 eine einwandfreie Zentrierung des welches einen mit einem gasförmigen Medium gefüll- Ausgleichskörpers auf der Kolbenstange erreicht. Die ten Gasraum 21 von der Dämpfungsflüssigkeit in Kolbenstange 32 kann auch so ausgebildet werden, einer Ölkammer 22 trennt. Weiterhin ist jedoch in daß sich nicht der Teller 34, sondern der Teller 40 auf dem Ausgleichskörper 20 eine Ventilplatte 23 ange- 30 den Anlagebund der Kolbenstange auflegt. In diesem bracht, welche ein oder mehrere Dämpfungsventile 24 Falle muß dafür Sorge getragen werden, daß der zylin- und ein oder mehrere Rückschlagventile 25 trägt. Am drische Teil des Ausgleichskörpers 6 mit dem Teller unteren Ende des Ausgleichskörpers 20 ist ein Dämp- 40 fest verbunden wird.

ferkolben 26 bekannter Bauart angebracht. An Stelle F i g. 6 zeigt eine besonders günstige Abwandlung

des gezeigten können jedoch auch andere Dämpfer- 35 des erfindungsgemäßen Dämpfers nach F i g. 5. Eine

kolben Verwendung finden. Kolbenstange 41 ist mit einer Bohrung 42 versehen, in

Beim Zusammenschieben des Dämpfers nach die ein Rohr 43, welches die Fortsetzung der Kolben-

F i g. 3 wird das von der Kolbenstange verdrängte öl stange darstellt, eingelötet, eingeschraubt oder sonst

durch das oder die Dämpfungsventile 24 in die öl- in bekannter Weise starr befestigt ist. Dies hat den

kammer 22 des Ausgleichskörpers 20 gedrückt, wobei 40 Vorteil, daß teures Kolbenstangenmaterial eingespart

es das Trennelement 7 zusammenschiebt und das im und außerdem gegenüber der Ausführung nach

Gasraum 21 vorhandene gasförmige Medium zusam- F i g. 5 erhebliche Zerspanungsarbeit vermieden

mendrückt. Der Durchflußwiderstand des oder der wird. Der Ausgleichskörper 6 kann in bekannter

Dämpfungsventile 24 muß dabei so abgestimmt wer- Weise z. B. aus einem nahtlosen Hohlkörper herge-

den, daß kein Abreißen der Ölsäule in einem kolben- 45 stellt werden. Die Befestigung eines Trennelements 44

stangenseitigen Arbeitsraum 27 entsteht. Beim Aus- erfolgt am zweckmäßigsten in der bereits zu Fi g. 5

einanderziehen des Dämpfers wird die durch das Aus- beschriebenen Weise.

treten der Kolbenstange in dem kolbenstirnseitigen Das gemäß F i g. 6 ausgeführte Trennelement 44 Arbeitsraum 15 benötigte Dämpfungsflüssigkeit hat den Vorteil, daß ein einfaches schlauchförmiges durch die Rückschlagventile 25 aus der ölkammer 22 50 Teil, welches nur auf Dehnung beansprucht wird, verentnommen, wobei sich das Trennelement 7 zusam- wendet werden kann.

men mit dem im Gasraum 21 vorhandenen gasförmi- Die Funktion des erfindungsgemäßen Dämpfers gen Medium wieder ausdehnt. Die Dämpfung selbst nach F i g. 5 und 6 ist sinngemäß die gleiche, wie beerfolgt bei einem solchen Dämpfer auf bekannte Art reits zu F i g. 1 und 2 beschrieben,
über Dämpfungsventile 28 bzw. 29 im Dämpferkol- 55 Alle gezeigten Ausführungen haben gemeinsam, ben 26 und über das Ventil 24 der Ventilplatte 23. daß der zur Übertragung der Kräfte erforderliche F i g. 4 zeigt eine Abwandlung eines erfindungsgemä- Mindestabstand zwischen Kolbenstangenführung 4 ßen Dämpfers nach Fig.3. Das Trennelement im und Dämpferkolben 10 bzw. 26 durch den Aus-Ausgleichskörper 20 ist hier weggelassen, so daß eine gleichskörper 6 bzw. 20 in vorteilhafter Weise ausgefreie Oberfläche zwischen dem gasförmigen Medium 60 nutzt wird, wobei sich außerdem noch die eingangs 30 und der Flüssigkeit 31 entsteht. aufgezählten Vorteile ergeben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrohr-Teleskopschwingungsdämpfer für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferrohr, das einen Achsschenkel trägt oder mit einem solchen starr verbindbar ist, mit einem in dem Dämpferrdhr verschiebbar gelagerten und von einer durch eine Kolbenstangenführung abgedichtet aus dem Dämpferrohr herausgeführten und mit einem Fahrzeugaufbau verbundenen Kolbenstange getragenen Dämpferkolben, der das Innere des Dämpferrohres in einen kolbenstiinseitigen und in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum unterteilt, die zur Schwingungsdämpfung über im Dämpferkolben angeordnete und gegebenenfalls mit Dämpfungsventilen versehene Drosselöffnungen miteinander verbunden sind, und mit einem das ein- und austretende Kolbenstängenvolumen und die temperaturbedingten Volumenänderungen der Dämpfungsflüssigkeit kompensierenden, teilweise mit Gas gefüllten Ausgleichsraum, der in der zumindest teilweise hohl ausgebildeten Kolbenstange angeordnet ist und der ein Trennelement zur Trennung von Gas und Dämpfungsflüssigkeit aufweist und über Drosselöffnungen und/oder ein Bodenventil mit einem* oder mehreren in Ausströmrichtung öffnenden Rückschlagventilen mit den Arbeitsräumen verbunden sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichsraum in einem zwischen dem durch die Kolbenstangenführung (4) austretenden Teil der Kolbenstange (3 oder 17 bzw. 32 oder 41) und dem Dämpferkolben (10 oder 26) biegefest eingespannten, im Dämpferrohr (1) nicht geführten, zylindrischen Ausgleichskörper (6 oder 20) angeordnet ist, dessen Außendurchmesser wesentlich größer ist als der Außendurchmesser des austretenden Teils dec Kolbenstange (3 oder 17 bzw. 32 oder 41) und der so dimensioniert ist, daß sein Zylindermantel allein oder zusammen mit einem ihn durchdringenden, abgesetzten unteren Ende (33 oder Rohr 43) der Kolbenstange (32 oder 41) zumindest das gleiche axiale Wiederstandsmoment aufweist wie der austretende Teil der Kolbenstange (3 oder 17 bzw. 32 oder 41).

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (17) in an sich bekannter Weise mit einer Längsbohrung (19) für ein den Druck im Ausgleichsraum beeinflussendes Steuermedium versehen ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wulst zur Befestigung eines schlauchförmigen Trennelements (44) gleichzeitig zur Abdichtung des Ausgleichsraumes gegenüber dem aus einem Rohr (43) bestehenden abgesetzten unteren Ende der Kolbenstange (41) dient.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht austretende Teil der Kolbenstange (3) durch eine mit einem Dichtring versehene Verschraubung mit dem Ausgleichskörper (6) verbunden ist, die so ausgebildet ist, daß der Ausgleichskörper bei nur teilweise eingeschraubtem Kolbenstangenteil über das Gewinde mit Gas gefüllt werden kann.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einrohr-Teleskopschwingurigsdämpfer für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferrohr, das einen Achsschenkel trägt oder mit einem solchen starr verbindbar ist, mit einem in dem Dämpferrohr verschiebbar gelagerten und von einer durch eine Kolbenstangenführung abgedichtet aus dem Dämpferrohr herausgeführten und mit einem Fahrzeugaufbau verbundenen

ίο Kolbenstange getragenen Dämpferkolben, der das Tnnere des Dämpferrohres in einen kolbenstirnseitigen

'. .und in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum unterteilt, die zur Schwingungsdämpfung über im Dämpferkolben angeordnete und gegebenenfalls mit Dämpfungsventilen versehene Drosselöffnungen miteinander verbunden sind, und mit einem das ein- und austretende Kolbenstangenvolumen und die temperaturbedingten Volumenänderungen der Dämpfungsflüssigkeit kompensierenden, teilweise mit Gas gefüllten Ausgleichsraum, der in der zumindest teilweise hohl ausgebildeten Kolbenstange angeordnet ist und der ein Trennelement zur Trennung von Gas und Dämpfungsflüssigkeit aufweist und über Drosselöffnungen und/oder ein Bodenventil mit einem oder mehreren in Ausströmrichtung öffnenden Rückschlagventilen mit den Arbeitsräumen verbunden sein kann. .'.-'

Ein derartiger Teleskopschwingungsdämpfer ist aus der USA.-Patentschrift 2 860 733 bekannt, und zwar befindet sich bei diesem der Ausgleichsraum innerhalb der über ihre ganze Länge hohlen Kolbenstange, d. h. auch in ihrem austretenden Teil. Da die Kolbenstange bei diesem bekannten Schwingungsdämpfer hohl ist, muß sie aus Festigkeitsgründen einen größeren Durchmesser besitzen; außerdem verdrängt sie mehr Volumen, als dem Querschnitt ihrer Bohrung entspricht, wodurch sie eine entsprechend größere Länge benötigt, um einen hinreichend großen Ausgleichsraum aufnehmen zu können.

Bei einem anderen, aus der französischen Patentschrift 1 093 667 (F i g. 3) bekannten Teleskopschwingungsdämpfer hat ein Ausgleichskörper, der von dem durch die Kolbenstangenführung austretenden Teil der Kolbenstange getragen wird, nicht nur als Träger für die. mit Ventilen versehene Kolbenplatte zu dienen, sondern übernimmt auf seiner ganzen Länge Führungsaufgaben. Der Ausgleichsraum ist damit praktisch im Kolben angeordnet, dessen vergrößerte Länge besonders betont wird. Dadurch unterscheidet sich diese Funktionsweise grundlegend von der erfindungsgemäßen. Der Ausgleichskörper trägt bei diesem bekannten Teleskopschwingungsdämper nicht zur Erhöhung des Widerstandsmoments bei und bringt außerdem den Nachteil mit sich, daß die sogenannte Basislänge (= Abstand zwischen Mitte Kolbenstangenf ührung und Mitte Kolben) verkürzt wird.

Da sich bei einem sogenannten McPherson-Federbein nicht nur die Kolbenstange, sondern.auch das Dämpferrohr durchbiegt, besteht bei einem Kolben gemäß F i g. 3 der französischen Patentschrift

1 093 667 wegen der großen Führungslänge die Gefahr des Verklemmens. Außerdem ist — im Gegensatz zum Schwingungsdämpfer nach der Erfindung — für die Funktion der Dämpfung in Druck- und Zugrichtung ein entsprechender Überdruck im Ausgleichsraum erforderlich.

Ähnliche Anordnungen des Ausgleichsraumes innerhalb des Dämpferkolbens sind auch aus der französischen Patentschrift 1223 003 (Fig.4) bzw. aus