DE19702626C2 - Entlüftungseinrichtung für einen Zweirohr-Schwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung für einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer entsprechend dem Oberbegriff von Patentan­ spruch 1.

Aus der DE 32 10 518 A1 ist eine Entlüftungseinrichtung für einen hydropneu­ matischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer bekannt, der einen mit Dämpfflüssig­ keit gefüllten Zylinder aufweist, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbun­ dener und mit Dämpfventilen versehener Kolben den Zylinderinnenraum in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt und die Kolbenstange in einer Kolbenstangenführung axial verschiebbar und mittels einer Kolbenstangendichtung nach außen abgedichtet ist, während ein Behälter den Zylinder mit Abstand umgibt und der dadurch entstehende Rin­ graum einen teilweise mit unter Druck stehendem Gas gefüllten Ausgleichsraum bildet, der mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum über ein Bodenventil und mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum über eine Entlüftungseinrichtung verbindbar ist, wobei die Entlüftungseinrichtung ein zum Ausgleichsraum hin öff­ nendes gummielastisches Rückschlagventil und vorzugsweise einen mit der Kol­ benstangenführung und einem Haltering zusammenwirkenden Ölabstreifring auf­ weist und das gummielastische Rückschlagventil einen mit der Kolbenstangen­ dichtung verbundenen Dichtring besitzt.

Bei der Entlüftungseinrichtung nach der DE 32 10 518 A1 wird das gummielasti­ sche Rückschlagventil durch eine vorwiegend radial nach außen weisende Dicht­ lippe der Kolbenstangendichtung gebildet, wobei diese Dichtlippe mit einem auf­ geweiteten Ende des Zylinders zusammenwirkt. Ein solches Rückschlagventil er­ fordert eine problematische Aufweitung des Zylinderendes, da das Zylinderende auch in die Verschlußscheibe eingreift und dadurch die Aufweitung sehr exakt auszuführen ist, damit nach dem Zusammenbau des Schwingungsdämpfers die Kolbenstange zentrisch zum Zylinder läuft. Infolge dieses komplizierten Aufbaus des Zylinderendes ist ein derartiges gummielastisches Rückschlagventil teuer in der Herstellung.

Eine Entlüftungseinrichtung ist auch durch die DE 39 08 349 A1 bekannt, wobei ein mit der Kolbenstangenführung und dem Haltering zusammenwirkender Ölab­ streifring räumlich getrennt von dem im wesentlichen im Ausgleichsraum an der Kolbenstangenführung befestigten gummielastischen Entlüftungsventil angeord­ net ist. Dieses Entlüftungsventil besteht aus einem mit einem äußeren Bund ver­ sehenen Winkelring, der außen auf der Kolbenstangenführung befestigt ist und einen zylindrischen Abschnitt besitzt, auf dem ein gummielastischer zylindrischer Ventilring sitzt, der von dem Bund des Winkelrings in der geforderten Lage gehal­ ten wird. Andererseits liegt der Ventilring auf einer Ventilfläche der Kolbenstan­ genführung auf und öffnet als druckabhängig wirkendes Rückschlagventil die Verbindung zwischen dem Kolbenstangen-Dichtungsraum und dem Ausgleichs­ raum. Ein derartiges Rückschlagventil ist relativ teuer in der Herstellung und Mon­ tage, vor allem da sich der Gummiring des Ventils nicht automatisch montieren läßt.

Weiter ist es durch die DE 30 06 174 C2 bekannt, daß das gummielastische Rückschlagventil eine Dichtung mit einem ringförmigen Lippenabschnitt aufweist, der parallel zur Längsachse des Schwingungsdämpfers verläuft und mit einer Schrägfläche der Kolbenstangenführung zusammenwirkt. Diese Dichtung weist einen Basisabschnitt auf, der von einer Schraubendruckfeder gegen die Kolben­ stangendichtung gedrückt wird, wobei die Schraubendruckfeder den ringförmigen Lippenabschnitt mit derart geringem Abstand umgibt, daß eine Beschädigung des Lippenabschnitts bei größer Öffnung des Rückschlagventils bereits nach einer relativ kurzen Betriebsdauer eintreten kann.

Ein ringförmiger Lippenabschnitt, der an der Kolbenstangendichtung angeordnet ist, zeigt auch die US-Patentschrift 5 509 514, wobei die Dichtung in die Kol­ benstangenführung hineinragt. Bei großem Druckunterschied zum Ausgleichs­ raum besteht die Gefahr, daß die Dichtlippe an der parallel zur Zylinderachse verlaufenden Wand der Kolbenstangenführung zur Anlage kommt, so daß der Durchlaß versperrt wird und somit durch eine weitere Erhöhung des Differenz­ drucks das Rückschlagventil beschädigt wird.

Aus der JP 08 082 336 A ist eine Kolbenstangendichtung bekannt, die eine Dichtlippe aufweist, die zusammen mit einem Absatz der Kolbenstangenführung eine Rückschlagventil bildet. Eine Wandung der Kolbenstangenführung stellt ei­ nen Anschlag für die geöffnete Dichtlippe der Kolbenstangenführung dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entlüftungseinrich­ tung für einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, eine problemlose Montage gewährleistet, möglichst wenig Bauteile aufweist, eine hohe Funktionssicherheit besitzt und eine kosten­ günstige Gesamtkonstruktion ergibt.

Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Der Haltering hat somit eine Doppelfunktion, nämlich Anschlag für einen Ölab­ streifring und Teil des gummielastischen Rückschlagventils. Die Montage gestal­ tet sich sehr einfach, denn mit dem Einbringen der Kolbenstangendichtung wird gleichzeitig das Rückschlagventil komplettiert. Für das Rückschlagventil sind so­ mit keine zusätzlichen Bauteile und getrennt zu montierenden Bauteile erforder­ lich, wodurch eine kostengünstige Konstruktion geschaffen wird.

Durch die schräggebildete Dichtfläche wird automatisch die Dichtlippe des Rück­ schlagventils zentriert und legt sich zumindest nach der ersten Funktion genau in die gewünschte Lage auf die Dichtfläche des Halterings.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die im Haltering vorgesehenen Durchtrittsquerschnitte außerhalb des möglichen Wirkungsbereichs des Dich­ trings angeordnet und bleiben in jeder Arbeitsphase des Dichtrings unverschließ­ bar. Dadurch wird auch bei sehr großer Druckdifferenz zum Ausgleichsraum hin eine einwandfreie Funktion des Rückschlagventils gewährleistet und ferner wird ein Beschädigen der Dichtlippe durch deren Andrücken an den Durchlaßquer­ schnitten vermieden.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform wird nach weiteren Merkmalen der Erfin­ dung dadurch erhalten, daß die Durchtrittsquerschnitte in einen einerseits vom Haltering und andererseits von der Kolbenstangenführung begrenzten Ringraum münden und dieser Ringraum über in der Kolbenstangenführung angeordnete Durchlaßkanäle mit dem Ausgleichsraum verbunden ist.

Der Haltering ist vorzugsweise durch ein aus Stahlblech bestehendes Stanz- und Prägeteil gebildet. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, den Haltering als Kunst­ stoff- oder Metall-Spritzgußteil herzustellen. Vorteilhaft ist eine solche Entlüf­ tungseinrichtung auch dann, wenn bei einer bestimmten Ausführungsform des Schwingungsdämpfers kein Ölabstreifring eingebaut wird. Ohne Änderung der Montageeinrichtung wird dann der Haltering nur als Teil des gummielastischen Rückschlagventils verbaut, so daß weder die Kolbenstangenführung noch ein an­ deres Bauteil verändert werden muß und damit die Lagerhaltung von Bauteilen vereinfacht wird.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nachfol­ gend die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Zweirohr-Schwingungsdämpfer mit der erfindungsgemäßen Entlüf­ tungseinrichtung im Längsschnitt;

Fig. 2 den Bereich der Kolbenstangenführung und Kolbenstangendichtung in ver­ größerter Darstellung.

Der in Fig. 1 gezeigte Zweirohr-Schwingungsdämpfer besitzt einen Zylinder 1 in welchem eine Kolbenstange 2 axial beweglich in einer Kolbenstangenführung 6 geführt und mittels einer Kolbenstangendichtung 7 nach außen abgedichtet ist. Am unteren Ende der Kolbenstange 2 ist ein mit Dämpfventilen versehener Kol­ ben 3 befestigt, der den mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Innenraum des Zylinders 1 in einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 8 und einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 unterteilt. Ein Behälter 5 umgibt den Zylinder 1 mit radialem Ab­ stand, wodurch ein mit Gas und Dämpfflüssigkeit gefüllter Ausgleichsraum 10 gebildet ist, der über eine Ventileinrichtung eines Bodenventils 4 hydraulisch mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 8 verbunden ist.

Die im wesentlichen zwischen der Kolbenstangendichtung 7, der Kolbenstangen­ führung 6 und dem Ausgleichsraum angeordnete Entlüftungseinrichtung ist in Fig. 2 vergrößert gezeigt. Im Zylinder 1 ist die Kolbenstangenführung 6 zentriert, wobei die Kolbenstange 2 auf einer in der Kolbenstangenführung 6 befestigten Führungsbüchse 11 axial gleitet. Die Kolbenstangendichtung 7 ist einteilig mit einem in Achsrichtung verlaufenden Dichtring 18 ausgebildet, während das freie Ende des Dichtrings 18 mit einer von einem Haltering 14 gebildeten Dichtfläche 16 zusammenwirkt und dadurch ein gummielastisches Rückschlagventil 20 gebil­ det wird. Ein an der Kolbenstange 2 anliegender Ölabstreifring 13 ist geringfügig axial beweglich zwischen einem von der Kolbenstangenführung 6 und einem von einem Haltering 14 gebildeten Anschlag angeordnet, wobei der Anschlag am Hal­ tering durch mindestens eine Radialnut 15 unterbrochen ist, damit Fluid bei anlie­ gendem Ölabstreifring 13 in den im wesentlichen von der Kolbenstangendichtung 7 und dem Dichtring 18, begrenzten Raum abfließen kann. Der Haltering 14 be­ steht bei dieser Ausführungsform aus einem Stanz- und Prägeteil aus Stahlblech, welches mit einem unterhalb des Dichtrings 18 liegenden und vorzugsweise aus mehreren Öffnungen bestehenden Durchtrittsquerschnitt 17 versehen ist. Dieser Durchtrittsquerschnitt 17 mündet in einen von der Kolbenstangenführung 6 und dem Haltering 14 begrenzten Ringraum 19 und von dort über in der Kolbenstan­ genführung 6 befindliche Durchlaßkanäle 12 in den Ausgleichsraum 10. Zur Be­ grenzung der Öffnungsbewegung des Dichtrings 18 ist eine in Achsrichtung des Zylinders 1 verlaufende Anschlagfläche 21 am Haltering 14 vorgesehen.

Durch die Entlüftungseinrichtung wird insbesondere das bei der Arbeitsweise des Zweirohr-Schwingungsdämpfers oder Federbeins aus dem Ausgleichsraum 10 in die Arbeitsräume 8 und 9 gelangte Gas in den Ausgleichsraum 10 zurückgeführt. Dies erfolgt nur in der Zugphase, d. h. bei aus dem Zylinder 1 ausfahrender Kol­ benstange 2, wobei das oben im Arbeitsraum 9 angesammelte Gas infolge des bei der Zugdämpfung auftretenden Druckanstiegs im Arbeitsraum 9 durch den von Kolbenstange 2 und der Führungsbüchse 11 gebildeten engen Spalt gedrückt wird. In der Zugphase legt sich der Ölabstreifring 13 gegen die Anschlagfläche des Halterings 14, so daß nur die Radialnuten 15 Gas und gegebenenfalls auch eine geringe Menge an Dämpfflüssigkeit durchlassen. In dem von der Kolben­ stangendichtung 7 und dem Dichtring 18 sowie der Kolbenstange 2 begrenzten Raum baut sich somit ein Druck auf, der höher ist als der Druck im Ausgleichs­ raum 10. Durch diesen Druckunterschied hebt der gummielastische Dichtring 18 von der Dichtfläche 16 des Halterings 14 ab. Somit kann das Gas und die Dämpfflüssigkeit über den im Haltering befindlichen Durchtrittsquerschnitt 17 in den Ringraum 19 und von dort durch die Durchlaßkanäle 12 in den Ausgleichs­ raum 10 zurückfließen. Eine Beschädigung des Dichtrings 18 wird auch bei sehr großer Druckdifferenz vermieden, da sich dieser dann gegen die Anschlagfläche 21 legen kann, wodurch ein Überdehnen oder eine Beschädigung durch eine An­ lage am Durchtrittsquerschnitt 17 ausgeschlossen ist. In der Druckphase, d. h. bei in den Zylinder 1 einfahrender Kolbenstange 2 legt sich der Ölabstreifring 13, wie zeichnerisch dargestellt, gegen die Stirnfläche der Kolbenstangenführung und verschließt dadurch den zum gummielastischen Rückschlagventil 20 führenden Raum, so daß darin kein Unterdruck zum Ausgleichsraum 10 entsteht.

Claims (4)

1. Entlüftungseinrichtung für einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungs­ dämpfer, der einen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder aufweist, in wel­ chem ein mit einer Kolbenstange verbundener und mit Dämpfventilen versehe­ ner Kolben den Zylinderinnenraum in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt und die Kolbenstange in einer Kolbenstangenführung axial verschiebbar und mittels einer Kolbenstan­ gendichtung nach außen abgedichtet ist, während ein Behälter den Zylinder mit Abstand umgibt und der dadurch entstehende Ringraum einen teilweise mit un­ ter Druck stehendem Gas gefüllten Ausgleichsraum bildet, der mit dem kolben­ stangenfernen Arbeitsraum über ein Bodenventil und mit dem kolbenstangensei­ tigen Arbeitsraum über eine Entlüftungseinrichtung verbindbar ist, wobei die Ent­ lüftungseinrichtung ein zum Ausgleichsraum hin öffnendes gummielastisches Rückschlagventil und einen mit der Kolbenstangenführung und einem Haltering zusammenwirkenden Ölabstreifring aufweist und das gummielastische Rück­ schlagventil einen mit der Kolbenstangendichtung verbundenen Dichtring besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Kolbenstange (2) anliegende Ölab­ streifring (13) geringfügig axial beweglich ist und zwischen dem von der Kolben­ stangenführung (6) und einem von dem Haltering (14) gebildeten Anschlag ange­ ordnet, wobei der Haltering (14) als Teil des Rückschlagventils (20) ausgebildet ist und eine Dichtfläche (16) für den einteilig mit der Kolbenstan­ gendichtung (7) ausgebildeten und im wesentlichen in Achsrichtung verlaufen­ den gummielastischen Dichtring (18) aufweist, während im Haltering (14) zum Ausgleichsraum (10) hin geöffnete Durchtrittsquerschnitte (17) vorgesehen sind und die vom Haltering (14) gebildete Dichtfläche (16) schräg zur Achse des Zy­ linders (1) und verjüngend zur Kolbenstangendichtung (7) hin verlaufend ange­ ordnet ist, wobei eine im wesentlichen in Achsrichtung des Zylinders (1) verlau­ fende Anschlagfläche (21) am Haltering (14) angeordnet ist, welche die Öff­ nungsbewegung des Dichtrings (18) begrenzt.

2. Entlüftungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Haltering (14) vorgesehenen Durchtrittsquerschnitte (17) außerhalb des mögli­ chen Wirkungsbereichs des Dichtrings (18) angeordnet sind und die Durchtritts­ querschnitte (17) in jeder Arbeitsphase des Dichtrings (18) unverschließbar blei­ ben.

3. Entlüftungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchtrittsquerschnitte (17) in einen einerseits vom Haltering (14) und andererseits von der Kolbenstangenführung (6) begrenzten Ringraum (19) münden und dieser Ringraum (19) über in der Kolbenstangenführung (6) ange­ ordnete Durchlaßkanäle (12) mit dem Ausgleichsraum (10) verbunden ist.

4. Entlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Haltering (14) vorzugsweise durch ein aus Stahlblech beste­ hendes Stanz- und Prägeteil gebildet ist.