DE19630656C2 - Vorrichtung zum Befüllen eines Dämpfers mit Druckgas - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines Dämpfers mit Druckgas nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Hydraulische Gasdruckdämpfer wie Schwingungsdämpfer und Federbeine sind allgemein bekannt und bestehen aus einem inneren und einem äußeren Zylin­ der, wobei in den Ringraum zwischen den beiden Zylindern ein Druckgas wie Stickstoff eingefüllt ist, das zur Verbesserung des Fahrkomforts und der Sicherheit dient.

Es sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, das Druckgas in den Zwischen­ raum des Dämpfers einzufüllen:

So wird z. B. gemäß der US 4,564,138 das Druckgas nach dem Zusammenbau des Dämpfers durch eine Bohrung eingefüllt, die darauf verschlossen wird.

Nach der US 4,044,866 wird Druckgas über einen von einer Dichtung gebil­ deten Kanal eingefüllt, und danach wird die Dichtung verschoben und hierdurch der Kanal verschlossen.

Gemäß der DE 195 07 904 A1 sind Mittel zum Zusammenquetschen einer Dichtung zwischen dem Gehäuse und der Kolbenstange vorgesehen, um die Dich­ tung derart zu verformen, daß ein Kanal für Druckgas zwischen Dichtung und Kol­ benstange ausgebildet wird. Ferner ist eine Vorrichtung zum Zuführen von Druck­ gas in diesen Kanal vorgesehen. Ähnliche Vorrichtungen zum Befüllen eines Dämp­ fers sind aus der 4,483,377 und der US 4,114,866 bekannt.

Bei der Vorrichtung nach der DE 195 07 904 A1 (Fig. 7) und der US 4,483,377 wird der axial äußere Dichtungsbereich der Dichtung axial zusammenge­ drückt, während nach der US 4,114,866 und der DE 195 07 904 A1, Fig. 4 der axial äußere Dichtungsbereich radial von innen nach außen zusammengedrückt wird.

Die Zufuhr von Druckgas in einen Schwingungsdämpfer kann auch durch sogenanntes "auto-nibbing" erfolgen, nämlich durch Einsetzen eines Werkzeuges zwischen die Kolbenstangendichtung und die Kolbenstange, worauf das Druckgas eingefüllt wird.

Die geschilderten Verfahren besitzen verschiedene Nachteile: beispielsweise die Ausbildung der Kolbenstange mit einem verringerten Querschnitt, was einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt erforderlich macht. Bei manchen Vorrichtungen ist eine genaue Ausrichtung der Kolbenstange gegenüber der Dichtung für den Gaszu­ fuhrkanal erforderlich, worauf sich die Kolbenstange und Dichtung nicht mehr ver­ schieben dürfen, um eine Gasleckage zu vermeiden. Oft ist auch eine aufwendige Dichtungskonstruktion erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befüllen eines Dämpfers mit Druckgas so auszubilden, daß das Einfüllen sicher und einfach vonstatten geht und die Kosten bei der Herstellung niedrig gehalten werden.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen definiert.

Erfindungsgemäß wird durch radiales Zusammenquetschen der Dichtung von außen, insbesondere einer staubabweisenden Dichtlippe mit Hilfe einer Klammer ein axialer Kanal zwischen Dichtung und der Kolbenstange geöffnet. Dann wird der Kanal an eine Druckgasquelle angeschlossen. Das Druckgas schiebt weitere Teile der Öldichtung von der Kolbenstange weg, so daß das Gas nun in den Dämpfer eintreten kann. Ist der Gasdruck im Dämpfer hoch genug, so wird die Klammer gelöst und damit kehrt die Dichtlippe in ihren normalen Umfangskontakt mit der Kolbenstange zurück und dann wird die Druckgasquelle abgetrennt. An der Öldichtung ist ein Ventilglied ausge­ formt, das auch dazu dient, daß kein Druckgas aus dem Dämp­ fer austritt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Schwingungsdämpfers;

Fig. 2 einen Querschnitt des oberen Teils des in Fig. 1 dargestellten Dämpfers und der Vorrichtung für die Druckgaszufuhr;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2 zur Darstellung der Klammer für das erfindungsgemäße Öffnen von Zufuhrkanälen;

Fig. 4A einen Schnitt im vergrößerten Maßstab, wobei erste und zweite Kanäle nach der Gasbefüllung verschlos­ sen werden;

Fig. 4B einen Schnitt in vergrößertem Maßstab zur Darstel­ lung der ersten und zweiten Kanäle beim Befüllen des Dämpfers;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge­ mäßen Füllvorrichtung;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Fig. 5;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 5 einer abgeänderten Ausführungsform und

Fig. 8 einen Schnitt durch die Füllvorrichtung der Fig. 7 im Betrieb.

Fig. 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 10, der mit Druckgas befüllt werden soll. Der Dämpfer 10 ist in bekannter Weise aufgebaut und besteht aus einem inneren Zylinder 12 mit einem nicht dargestellten Kolben und einer Kolbenstange 14 sowie oberen und unteren Befestigungsteilen 16 und 18 zum Anbau an die Karosserie und Radaufhängung eines Fahrzeugs. Ferner ist an der oberen Befestigung 16 ein Schutzrohr 20 vorgesehen, das Schmutz von der oberhalb des Zylinders 12 austretenden Kolbenstange 14 abhalten soll.

Fig. 2 zeigt verschiedene Innenteile des Dämpfers 10. So be­ steht das Gehäuse 12 aus einem Innenzylinder 22 und einem Außenzylinder 24. Der Innenzylinder 22 ist mit Dämpfungs­ flüssigkeit gefüllt und der Außenzylinder 24 bildet eine Re­ servekammer 26 für Druckgas und Öl. Eine Kolbenstangen­ führung 28 dichtet das obere Ende des Innenzylinders 22 ab und besitzt eine zentrale Öffnung 30 für die Kolbenstange 14. Ein Kolbenstangenlager 32 liegt in einer Ausnehmung 34 der Kolbenstangenführung 28 und dient zur Gleitlagerung der Kolbenstange.

Die Kolbenstangenführung 28 hat ferner einen nach außen ge­ richteten Flansch 36 zur Abdichtung des Außenzylinders 24. Der Flansch 36 sorgt auch für die konzentrische Ausrichtung des Innenzylinders 22 gegenüber dem Außenzylinder 24. Der obere Teil der Kolbenstangenführung 28 ist mit einem Dich­ tungssitz 40, einem Ventilsitz 42 und einer zentralen Kammer 44 ausgestattet. Ein Flansch 46 (Fig. 4A) des Außenzylinders 24 hält die Kolbenstangenführung 28 in ihrer Position zwi­ schen dem Innenzylinder 22 und dem Außenzylinder 24. Der Ventilsitz 40 und die Ventildichtung 42 sind Teil einer noch zu beschreibenden Öldichtung und die Kammer 44 dient dazu, einen Teil des Kanals für das Druckgas in die Kammer 26 zu bilden. Die Kolbenstangenführung 28 besitzt ferner einen Ka­ nal 48 für den Durchlaß von Gas und Öl durch die Führung 28 in die Reservekammer 26, wie noch beschrieben wird.

Der Dämpfer 10 weist auch eine Öldichtung 50 auf, mit der die Leckage von hydraulischer Flüssigkeit und Druckgas aus dem Dämpfer 10 heraus verhindert wird. Die Öldichtung 50 wird am Ventilsitz 40 mittels des Flansches 46 am Außenzy­ linder 24 gehalten. Die Öldichtung 50 ist mit einer staubab­ weisenden Lippe 52 versehen. Ferner hat die Öldichtung 50 ein scheibenförmiges Stützglied 54, das zwischen einer Lippe 56 an dem nach außen reichenden Flansch 58 und einer Nut 60 im zentralen Teil 62 der Öldichtung 50 gehalten ist. Der zentrale Teil 62 der Öldichtung 50 ist mit einer Öffnung 64 versehen, durch welche die Kolbenstange 14 greift. Die Öff­ nung 64 ist mit mehreren Dichtlippen 66 versehen, die an der Kolbenstange 14 anliegen und damit das Auslecken von Flüs­ sigkeit und Druckgas aus dem Dämpfer 10 verhindern. Eine Rundfeder 68 sitzt in einer Nut 70 des zentralen Teils 62. Die Feder 68 hält die Dichtungslippen 66 in Anlage an die Kolbenstange 14 im normalen Arbeitsbetrieb.

Zum Befüllen des Dämpfers 10 mit Druckgas ist eine Vorrich­ tung 76 vorgesehen, die zur Aufnahme des oberen Teils des Dämpfers 10 dient, bevor das Schutzrohr 20 angebracht wird und die in der Lage ist, Druckgas in den Bereich des Dämp­ fers 10 neben der staubabweisenden Lippe 52 zu führen. Die Vorrichtung 76 besitzt eine Zufuhrkammer 78 mit mehreren Dichtungen 80 und 82 zum Abdichten der Zufuhrkammer 78 ge­ genüber der Kolbenstange 14 und dem Gehäuse 12. Außerdem besitzt die Vorrichtung 76 einen Anschluß 84 zur Verbindung der Zufuhrkammer 78 mit einer Druckgasquelle (nicht darge­ stellt).

Ferner besitzt die Vorrichtung 76 zwei Arme 77 und 79, die schwenkbar zueinander an einem Ende angeordnet sind, während das andere Ende Zufuhrbacken 81 und 83 aufweist, welche die Zufuhrkammer 78 bilden. Ein von der Kolbenstange eines Zy­ linders 87 betätigter Nocken 85 öffnet und schließt die Arme 77 und 79, um den Dämpfer 10 zu umklammern bzw. freizugeben.

Der Nocken 85 ist mit winkelig verlaufenden Laufflächen 89 und 91 versehen, die an Lagern 53 und 95 an den Armen 77 und 79 abrollen. Gleiten die Laufflächen 89 und 91 längs den La­ gern, so schließen sich die Arme 77 und 79, so daß nun die Zufuhrbacken 81 und 83 den Dämpfer entsprechend den Fig. 2 bis 4 umklammern. Die insbesondere in Fig. 2 dargestellte Klammer 86 mit den Klauen 88 und 90 ist an den Zufuhrbacken 81 und 83 befestigt, wozu Befestigungselemente dienen. Fer­ ner ist für die Vorrichtung 76 ein Rahmen 97 vorgesehen, in dem der Schwenkzapfen 99 für die Enden der Arme 77 und 79 vorgesehen ist.

Zum Herstellen eines zweiten Kanals für Druckgas besitzt die Vorrichtung 76 die Klammer 86, welche so betätigt wird, daß sie die staubabweisende Lippe 52 der Öldichtung 90 erfaßt. Die Klammer 86 hat - wie gesagt - eine erste Klaue 88 und eine zweite Klaue 90. Beide Klauen sind jeweils mit mittle­ ren, bogenförmigen Ausnehmungen 92 und 94 versehen, die etwa den gleichen Radius wie die Kolbenstange 14 haben. Die bei­ den Klauen 88 und 90 umfassen derart die Kolbenstange 14, daß die Ausnehmungen 92 und 94 neben der Lippe 52 liegen. Nach dem Schließen der beiden Klauen erfassen die Ausnehmun­ gen 92 und 99 die Lippe 52 und verformen diese, um so einen zweiten Kanal 96 für Druckgas zu bilden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun erläutert. Der obere Teil des Dämpfers 10 wird zunächst in die Vorrichtung 76 eingesetzt. Beide Klauen 88 und 90 der Klammer werden dann um die Lippe 52 geschlossen und es bildet sich der zweite Kanal 96 aus. Jetzt wird Druckgas in die Zufuhrkammer 78 eingespeist. Die Dichtungen 80 und 82 dienen zur Abdichtung des Oberteils am Dämpfer 10. Das Druckgas aus der Zufuhr­ kammer 78 tritt in den zweiten Kanal 96 ein, so daß der Gas­ druck auf die Lippen 66 der Öldichtung wirkt. Diese werden nun von der Kolbenstange 14 radial abgehoben und damit tritt Gas zwischen die Lippen 66 und der Kolbenstange 14 hindurch in die zentrale Kammer 44. Von hier aus hebt das Druckgas das Ventilglied 72 vom Ventilsitz 42 ab und dann strömt Druckgas durch den ersten Kanal 74 in den Raum 26 zwischen Innen- und Außenzylinder (Fig. 4B). Druckgas kann auch zwi­ schen dem Stangenlager 32 und der Stange 14 in den Innenzy­ linder 22 einströmen.

Nach dem Eintritt des Druckgases in die Kammer 44 und dem Druckausgleich zwischen der zentralen Kammer 44 und der Zu­ fuhrkammer 78 schließen die Dichtlippen 66 und dichten an der Stange 14 ab. Die Zufuhrkammer 78 wird dann druckent­ lastet und die Dichtlippen 66 legen sich an die Kolbenstange 14 an, so daß ein Austritt von Druckgas aus der Kammer 10 vermieden ist, wie dies Fig. 4A zeigt. Nach beendeten Füllen des Dämpfers 10 werden die beiden Klauen 88 und 90 von der staubabweisenden Lippe 52 gelöst, so daß diese in ihren nor­ malen Zustand zurückkehrt, in dem sie den Umfang der Kolben­ stange 14 berührt. Die Vorrichtung 76 wird dann vom Dämpfer 10 entfernt und damit ist der Zusammenbau des Dämpfers 10 beendet.

Es ist einsichtig, daß die beiden Klauen 88 und 90 die Lippe 52 in einer Reihe von Relativbewegungen erfassen. Wenn bei­ spielsweise die beiden Klauen 88 und 90 relativ zueinander linear laufen, wie vom Pfeil "A" in Fig. 3 dargestellt, so bilden sich zwei Kanäle 96, wie die Zeichnung zeigt. Wenn jedoch die beiden Klauen 88 und 90 scherenförmig schwenken, wie dies vom Pfeil "B" in Fig. 3 wiedergegeben ist, so wird nur ein einziger Kanal 86' entsprechend Fig. 2 ausgebildet. Ferner wird darauf hingewiesen, daß die Klammer auch mehr als zwei Klauen haben kann, die so gesteuert und bewegt wer­ den, daß sich mehrere Zufuhrkanäle 96 ausbilden.

In den Fig. 7 und 8 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit Fig. 5 auch mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

In Fig. 7 sind getrennte Zylinder 102 und 104 an den Armen 77 und 79 angeordnet. Die Zylinder 102 und 104 sind mit Klauen 88 und 90 versehen, die an den Kolbenstangen 106 und 108 befestigt sind. Hier werden die Klauen 88 und 90 unab­ hängig voneinander in den Backen 81 und 83 verschoben.

Der Gegenstand der Erfindung bietet mehrere Vorteile. So ist es nicht erforderlich, daß die Vorrichtung beim Befüllen ge­ nau gegenüber der Kolbenstange ausgerichtet ist, oder daß Mittel vorgesehen sind, welche die Bewegung der Kolbenstange einschränken oder nach dem Befüllen abdichten, um Leckage zu vermeiden. Ferner ist es nicht erforderlich, die Kolbenstan­ ge in besonderer Weise zu bearbeiten, um Gasdurchströmkanäle oder Nuten zu bilden. Ferner läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren mit geringen Kosten ausführen und mit einfachen Werkzeugen. Die Werkzeuge sind ferner minimal verschleißbehaftet, was die Wartung ver­ einfacht und die Lebensdauer erhöht. Ferner läßt sich die Erfindung in der Fließbandfertigung von Schwingungsdämpfern mit minimalem Zeitaufwand verwenden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Befüllen eines Dämpfers (10) mit Druckgas, wobei der Dämpfer aus einem Gehäuse (12), einem Kolben mit Kolbenstange (14) und einer Dichtung (50) zwischen dem Gehäuse und der Kolbenstange besteht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Mittel (86) zum radialen Zusammenquetschen der Dichtung (50) von außen vorgesehen sind, um die Dichtung derart zu verformen, daß mindestens ein axialer Kanal (96) für Druckgas zwischen Dichtung und Kolbenstange ausgebil­ det wird, und daß eine Vorrichtung (76) zum Zuführen von Druckgas in den Kanal (96) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrich­ tung (76) zur Zufuhr von Druckgas in den mindestens einen Kanal (96) Dichtungen (80, 82) zwischen der Vorrichtung (76) und dem Dämpfer aufweist, die neben der Dichtung (50) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zusammenquetschen der Dichtung (50) innerhalb der Vorrichtung (76) zur Zufuhr des Druckgases angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zusammendrücken der Dichtung (50) einen Bereich der Dich­ tung komprimieren, um den mindestens einen Kanal (96) zu bilden.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Zusammenquetschen aus zwei Bauteilen (88, 90) besteht, die relativ zueinander betätigbar sind, um den Kanal (96) auszubilden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (50) des Dämpfers (10) ein zusätzliches Ventilglied (72) für die Zufuhr des Druckgases in den Dämpfer aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (50) den Austritt von Druckgas aus dem Gehäuse (12) verhindert.

8. Verfahren zum Zuführen von Druckgas in einen Schwingungsdämpfer, der ein Gehäuse, eine aus dem Gehäuse austretende Kolbenstange und eine Dichtung zwischen Gehäuse und Kolbenstange aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zeitweise radial von außen zusammengedrückt wird, um mindestens einen ersten axialen Einströmkanal zu bilden, und Druckgas dem Einströmkanal zuge­ führt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch das ra­ diale Zusammendrücken ein Eintrittsquerschnitt einer Dichtungslippe der Dichtung geöffnet wird, worauf ein weiterer Querschnitt zwischen Dichtung und Kolben­ stange durch den Gasdruck des eintretenden Druckgases geöffnet wird und zusätz­ lich eine an der Dichtung angeformte Dichtlippe von ihrem Dichtsitz abgehoben wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilteil vom Druckgas geöffnet wird, wenn das Druckgas durch einen ersten durch Verquetschen gebildeten Durchströmkanal einen zweiten Durch­ strömkanal aufweitet.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung der Dichtung beendet wird, sobald der Gasdruck im Dämpfer einen bestimmten Wert erreicht hat.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Dämpfer umgebende Gaszufuhrkammer entfernt wird, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert erreicht hat.