DE2051595A1

DE2051595A1 - Separating pistons, especially in hydropneumatic single-tube shock absorbers

Info

Publication number: DE2051595A1
Application number: DE19702051595
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: BOURCIER DE CARBON CH
Current assignee: BOURCIER DE CARBON CH
Priority date: 1969-10-27
Filing date: 1970-10-21
Publication date: 1971-05-06
Also published as: ES385303A1; GB1333782A; FR2063665A5

Description

DR.1NG.H.STURIE5 . ZO, OKt. 1970DR.1NG.H.STURIE5. Z O, OKt. 1970

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Christian Bourcier de Garbon, Genf (Schweiz)Christian Bourcier de Garbon, Geneva (Switzerland)

"Trennkolben, insbesondere in hydrdpneumatischen Einrohrstoßdämpfer!!¹; "Separating pistons, especially in hydropneumatic single-tube shock absorbers !! ¹ ;

Die Erfindung betrifft einen Trennkolben zwischen zwei Medien, z.B. zwei Flüssigkeiten oder einer Flüssigkeit und Gas, insbesondere in hydropneumatischen EinrohrStoßdämpfern,. wobei der Trennkolben im Inneren des Dämpferzylinders unter dem Einfluß einer Druckdifferenz verschieblich ist und aus einem Teil aus Gummi oder entsprechendem Werkstoff sowie einer metallischen Armierung besteht.The invention relates to a separating piston between two media, e.g. two liquids or a liquid and Gas, especially in hydropneumatic single-tube shock absorbers. wherein the separating piston is displaceable in the interior of the damper cylinder under the influence of a pressure difference and is off a part made of rubber or a corresponding material as well as a metallic reinforcement.

Die Schwierigkeit bei der Gestaltung von Trennkolben " dieser Art besteht in der Wahl eines Systems, das eine zuverlässige Dichtung in beiden Richtungen mit ^uter Schmierunf des die Dichtung sicherstellenden reibenden Teiles gewährleistet, welches im Zylinder in zufriedenstellender Art geführt sein soll, um ein weiches Gleiten und folglich auch eine gringe Abnutzung bei begrenzten Druckdifferenzen zu erhalten. Im übrigen soll auch eine Diffusion von Gas quer durch den Trennkolben hindurch vermieden werden.The difficulty in designing floating piston "of this type is choosing a system that has a reliable seal in both directions with good lubrication of the rubbing part ensuring the seal, which is in a satisfactory manner in the cylinder should be performed in order to obtain a smooth sliding and consequently also a gringe wear with limited pressure differences. In addition, diffusion of gas across the separating piston should also be avoided.

Es sind bereits Trennkolben bekannt, die obigen Erfordernissen entsprechen sollen, und zwar nach der französischen Patentschrift 1 055 443 sowie nach der amerikanischen Patentschrift 3 269 718« Die darin beschriebenen ErfindungenThere are already separating pistons known, the above To meet requirements, namely according to the French patent specification 1 055 443 and according to the American Patent Specification 3,269,718 «The inventions described therein

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stellen schon einen bedeutsamen Portschritt in bezug auf die "bestehenden Lösungen dar und enthalten zahlreiche Verbesserungen. Jedoch besitzt z.B. der in Fig. 3 der französischen Patentschrift.1 055 443 dargestellte schmiegsame Trennkolben keine metallische Armierung, die ihn während seiner Gleitung ausreichend führen könnte. Im übrigen gibt es bei diesem Trennkolben nicht voraussehbare Überlagerungenalready represent a significant port step in relation to the "existing solutions and contain numerous improvements. However, for example, the one shown in Figure 3 of French Patent No. 1,055,443 has pliable separating pistons no metallic reinforcement that could guide it sufficiently during its gliding. Incidentally, there is at Overlays that were not foreseeable on this separating piston

fe zwischen der Deformation des weichen Kolbenbodens und der Dichtungszone. Demgegenüber besitzt der schmiegsame Kolben nach der amerikanischen Patentschrift 3 269 718 eine metallische Armierung, die zwar die Stabilität sicherstellt, nicht aber direkt die Führung gewährleistet. Diese Funktion wird von den beiden Dichtungsringen mit Torus-Oberflache bewirkt. Die Praxis hat aber gezeigt, daß eine solche Dichtungsoberfläche keine besonders gute Dichtung gewährleistet und auch einer schnelleren Abnutzung unterliegt als eine zylindriscfe between the deformation of the soft piston crown and the Sealing zone. In contrast, the pliable piston has according to the American patent specification 3,269,718 a metallic reinforcement, which ensures the stability, not but directly guarantees the leadership. This function is achieved by the two sealing rings with a torus surface. However, practice has shown that such a sealing surface does not ensure a particularly good seal and is also subject to faster wear than a zylindrisc

. gestaltete Dichtungsfläche. Ein anderer Nachteil dieser vorbekannten Trennkolben-Ausbildung besteht in der großen Oberfläche und geringen Dicke der Trennmembran, die zu einer verhältnismäßig schnellen Gas-Diffusion führt. Auch besteht hier ein Mißverhältnis zwischen der Elastizität der Membran einerseits und dem Gleiterfordernis des Kolbens andererseits.. designed sealing surface. Another disadvantage of this previously known Separating piston training consists in the large surface and small thickness of the separation membrane, which leads to a relative leads to rapid gas diffusion. There is also a disproportion between the elasticity of the membrane on the one hand and the sliding requirement of the piston on the other hand.

Man hat weiterhin eine zufriedenstellende Lösung des vorliegenden Problems dadurch zu finden versucht, daß man einen Trennkolben der _:in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung dargestellter Art schuf. Hier besteht der .Trennkolben aus einerIt has further attempted to find a satisfactory solution by the present problem in that a separating piston _of: creating shown in Figure 1 of the accompanying drawings. Art. Here the separating piston consists of a

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Armierung in Form der Haube 3, die außen mit Gummi 2 oder einem entsprechenden Werkstoff überzogen ist. Dieser Trennkolben arbeitet jedoch noch nicht zufriedenstellend; Wenn der Kolben am Zylinder 1 mit wenig Vorspannung anliegt, um dadurch leicht bewegt werden zu können, ist die Dichtung schlecht. Andererseits wird, wenn man die vorerwähnte Vorspannung ausreichend groß wählt, um eine gute Dichtung zu erhalten, die Reibung zwischen dem Gummibela_rj 2 und dem Zylinder 1 so groß, daß sich der Kolben nur schwer verschieben 1»ßt. Auch ist dabei die Schmierung der aufeinander gleitenden Oberflächen sehr schlecht wegen der in diesem Falle verhältnismäßig großen Vorspannung, wobei der G-ummibelag dazu neigt, an der Oberfläche des Zylinders 1 anzuhaften» also ein entsprechender Klebeeffekt auftritt.Reinforcement in the form of the hood 3, which is coated on the outside with rubber 2 or a corresponding material. However, this separating piston is not yet working satisfactorily; If the piston rests against the cylinder 1 with little preload so that it can be moved easily as a result, the seal is poor. On the other hand, the friction between the rubber Bela _r j 2 and the cylinder 1 when choosing the above-mentioned bias voltage large enough to obtain a good seal, such that is difficult to move 1 ", the piston SST. The lubrication of the surfaces sliding on each other is also very poor because of the relatively high preload in this case, with the rubber lining tending to adhere to the surface of the cylinder 1, ie a corresponding adhesive effect occurs.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, die vorerwähnten Mangel zu vermeiden und einen Trennkolben der eingangs erwähnten Gattung dahingehend, zu verbessern und zu vervollkommnen, daß er einerseits eine gute Dichtung gewährleistet und andererseits gut geführt und leicht beweglich ist. Das 'wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Trennkolben mit mindestens einem rings umlaufenden Dichtungsstreifen versehen ist, der sich nur über einen geringen Teil der axialen Höhe des Kolbens erstreckt, aus einem Stück mit den Gummiteil des Kolbens besteht und einen größeren Durchmesser als der Zylinder aufweist, so daß er im eingebauten Zustand mit entsprechender Vorspannung an der Zylinderwandung anliegt,The invention has set itself the goal of avoiding the aforementioned shortcomings and of improving and perfecting a separating piston of the type mentioned at the outset so that it ensures a good seal on the one hand and is well guided and easy to move on the other. This is essentially achieved according to the invention in that the separating piston is provided with at least one circumferential sealing strip which extends only over a small part of the axial height of the piston, consists of one piece with the rubber part of the piston and has a larger diameter than the Has cylinder so that it rests against the cylinder wall with appropriate preload when installed,

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und wobei weiterhin die metallische Armierung in bezug auf den oder die Dichtungsstreifen so angeordnet ist, daß sie direkt oder indirekt die Führung des Trennkolbens sicherstellt.and further wherein the metallic reinforcement is arranged with respect to the sealing strip or strips so that it directly or indirectly ensures the guidance of the separating piston.

In Ausgestaltung der Erfindung können an der Kolbenumfangsfläche mehrere Dichtungsstreifen in regelmäßigen Abständen angeordnet und letztere voneinander trennende, rings umlaufende liuten -vorgesehen sein, die mit einem Schmiermittel gefüllt sind.In an embodiment of the invention, on the piston circumferential surface several sealing strips arranged at regular intervals and the latter separating from each other, rings circumferential liuten -be provided with a lubricant are filled.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzt der Trennkolben einen zylindrischen Abschnitt, der mit geringem Spiel oder sehr leichtem Andruck an der Zylinderwand anliegt und die Kolbenführung gewährleistet, während sein Dichtungsstreifen sich über den geringeren Teil der axialen Höhe des Kolbens erstreckt. Der Dichtungsstreifen besitzt dabei vorteilhaft eine zylindrisch gestaltete Außenumfangsflache, die durch scharf abgewinkelte Randkanten begrenzt ist. Die metallische Armierung kann in den Gummiteil des Kolbens eingebettet sein und die Form eines beidendig offenen Zylinders besitzen, wobei dessen eine Endoffnung durch den Boden des Kolben-Kautschukteiles geschlossen ist. Weiterhin kann die metallische Armierung bei zylindrischer Gestaltung den Führungsteil des Kolbens bilden, vorzugsweise aus einer Aluminium-¹ Legierung bestehen und das Gummi- o.dgl. -Teil des Kolbens umgeben, das den Dichtungsstreifen sowie Sen Kolbenboden **'" bildet. Auch kann die metallische Armierung die Form einer' Haube besitzen, die an ihren entsprechenden OberfIHchenstellenAccording to a preferred embodiment, the separating piston has a cylindrical section which rests with little play or very light pressure on the cylinder wall and ensures the piston guidance, while its sealing strip extends over the smaller part of the axial height of the piston. The sealing strip advantageously has a cylindrical outer circumferential surface which is delimited by sharply angled marginal edges. The metallic reinforcement can be embedded in the rubber part of the piston and have the shape of a cylinder open at both ends, one end opening of which is closed by the bottom of the piston rubber part. Further, the metal reinforcement with a cylindrical design of forming the guide part of the piston, preferably made of an aluminum alloy ¹ and the rubber or the like. -Part of the piston, which forms the sealing strip and the piston crown ** '" . The metallic reinforcement can also have the shape of a' hood, which at their respective surface points

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zumindest von dem aus Gummi o.dgl. bestehenden Dichtungsstreifen abgedeckt ist.at least from the rubber or the like. existing weatherstrip is covered.

Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungs beispiele wird die Erfindung naher erläutert. Während dieThe invention will be explained in more detail using several execution examples shown in the drawing. While the

Fig. 1 eine längsgeschnittene Teilansicht durch einen Zylinder mit einem nicht zufriedenstellenden Kolben älterer Bauart wiedergibt, aeigen die Fig. 2,3^4.und 5 jeweils verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäß gestalteter Trennkolben in entsprechendem längsschnitt. Fig. 1 shows a longitudinal sectional partial view through a cylinder with an unsatisfactory piston of an older design, Figs. 2, 3, 4 and 5 each show different embodiments of separating pistons designed according to the invention in a corresponding longitudinal section.

Im Zylinder 1, insbesondere eines hydropneumatischen Einrohrstoßdämpfers ist der Trennkolben 2 gleitverschieblich gelagert. Er besteht aus Kautschuk bzw. Gummi oder einem entsprochenden anderen Werkstoff, der eine ausreichende Elastizität sowie Widerstandsfähigkeit gegen die von ihm zu trennenden Medien, also gegen die entsprechenden Flüssigkeiten und/oder Gase besitzt. Eine metallische Armierung 3 vorzugsweise aus Stahl, ist während des Formgießens des Gummiteiles in letzteren eingebracht worden. Diese Armierung 3 kann, wie z.B. im Falle der Fig. 2, einen auf den Kopf gestellten L-förmigen Querschnitt 3a besitzen und daher gegen Deformationen verhältnismäßig widerstandsfähig sein. Die Armierung 3 kann aber auch eine andere Form besitzen, insbesondere zylindrisch gestaltet sein. Der Trennkolben stellt die abdichtende Trennung zwischen den beiden Medien bzw. Zylinderr'-Iumen A und B dar.The separating piston 2 is slidably mounted in the cylinder 1, in particular a hydropneumatic single-tube shock absorber. It consists of caoutchouc or rubber or a corresponding other material that has sufficient elasticity and resistance to the media to be separated by it, i.e. to the corresponding liquids and / or gases. A metallic reinforcement 3, preferably made of steel, has been introduced into the latter during the molding of the rubber part. This reinforcement 3 can, as in the case of FIG. 2, for example, have an upside-down L-shaped cross section 3a and therefore be relatively resistant to deformation. The reinforcement 3 can, however, also have a different shape, in particular be designed cylindrical. The separating piston represents the sealing separation between the two media or cylinder lumen A and B.

Das aus Gummi oder entsprechend anderem elastischen Werkstoff bestehende Teil 2 des Trennkolbens besitzt im we-The part 2 of the separating piston, which is made of rubber or a corresponding other elastic material, has essentially

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sentlichen vier verschiedene Zonen: 1 . Die Zone 2-a, die den Boden bzw. Grund des Trennkolbens bildet; 2, die Zone 2b, die den mit Vorspannung am Zylinder 1 anliegenden Dichtungsstreifen bildet, also die Dichtung gewährleistet sowie eine Außenumfangsflache von vorzugsweise zylindrischer Form aufweist, aber ggf. auch einanderes Profil besitzen -kann; 3. die Zone 2c, die die Führung des Kolbenringes gewährleistet, indem sie die guten Reibungseigenschaften von Gummi und Stahl in Gegenwart von Öl ausnutzt, wobei die Zone 2c im Zylinder 1 P mit schwachem Spiel oder einer nur sehr geringen Anlagekraft am Zylinder 1 anliegt; 4. die Zone 2d, die'einen Abschnitt bildet, der aufgrund seiner Form das Hontieren des Trennkolbens ■ sehr vereinfacht.There are four different zones: 1. Zone 2-a, which forms the bottom of the separating piston; 2, the zone 2b, which forms the sealing strip resting on the cylinder 1 with bias, thus ensuring the seal as well as a Has outer circumferential surface of preferably cylindrical shape, but may also have a different profile; 3. Zone 2c, which ensures the guidance of the piston ring, by taking advantage of the good frictional properties of rubber and steel in the presence of oil, with zone 2c in cylinder 1 P rests on cylinder 1 with little play or only a very small contact force; 4. the zone 2d, the'a section forms, the honing of the separating piston ■ due to its shape very simplified.

Die metallische Armierung 3 soll dem Ganzen eine gute Stabilität bzw. Festigkeit verleihen und die Überlagerungen zwischen der den Kolbenboden bildenden Zone 2a und der die Abdichtung sicherstellenden Zone 2b Überwachen bzw. kontrollieren.The metallic reinforcement 3 should give the whole a good stability or strength and the overlays between the zone 2a forming the piston crown and the zone 2b ensuring the seal. check.

»Im Falle der Figur 3 hat der Trennkolben eine ähnliche allgemeine Form wie in Fig. 2. Jedoch ist seine Armierung 3¹ hier außen um den Gummiteil 2 herum gelegt. In diesem Fall gewährleistet der Armierungsring 3' unmittelbar die Führung . ■ ■ Er besteht vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, Der Armierungsring 3' kann entweder nach dem Formgießen des Gummis oder auch während des Formgußes an seinen Bestimmungsort gebracht werden.In the case of FIG. 3, the separating piston has a general shape similar to that in FIG. 2. However, its reinforcement 3 ¹ is placed around the rubber part 2 on the outside. In this case, the reinforcement ring 3 'ensures direct guidance. It is preferably made of an aluminum alloy. The reinforcement ring 3 'can be brought to its destination either after the rubber has been molded or during the molding.

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Sobald sich, ein Druckunterschied zwischen den beiden Medien A und B einstellt, deformiert sich die zentrale Zone 2a ein wenig in dem einen oder anderen Sinne, und zwar SO₅ daß dadurch die Dichtung während der Gleitbewegung des Trennkolbens vergrößert, die Gefahr des Undichtwerdens also entsprechend verringert wird.As soon as there is a pressure difference between the two media A and B, the central zone 2a deforms a little in one sense or the other, namely SO ₅ that the seal increases during the sliding movement of the separating piston, so the risk of leaking accordingly is decreased.

Der Trennkolben gleitet jeweils im Zylinder 1 bis zur Yllederherstellung des Gleichgewichtes, wobei er vcn seiner Zone 2c geführt wird. LLit dem erfindungsgemHß gestalteten Kolben erreicht man eine in beiden Richtungen gleich gute Gleitbewegung, wobei die Deformation des Kolbens nach Art einer Membran die Iveigung hat, die Dichtung während der Gleitbewegung zu verstärken,The separating piston slides in cylinder 1 until equilibrium is established, whereby it is guided from its zone 2c. The piston designed according to the invention achieves a sliding movement that is equally good in both directions, the deformation of the piston in the manner of a diaphragm tending to reinforce the seal during the sliding movement,

Im Falle der Figur 4 wird die Armierung von der Haube 3'¹ gebildet, die außen von Kautschuk oder entsprechendem gummiartigen Werkstoff ummantelt ist. In diesem Fall verformt sich der ,Boden 2'a des Kolbens praktisch kaum, abor die Vorspannung in der Zone 2'b ist im allgemeinen für eine gute Dichtwirkung ausreichend, ills ist zu bemerken, daß diese lösung sehr einfach ist und daß man sogar darauf verzichten kann, den Gummibelag im mittleren Teil der Haube 3¹' vorzusehen, so daß dann nur die Zonen 2'b und 2'c mit Gummi überdeckt wären.In the case of FIG. 4, the reinforcement is formed by the hood 3 ' ¹ , which is sheathed on the outside by rubber or a corresponding rubber-like material. In this case, the bottom 2'a of the piston hardly deforms, but the preload in zone 2'b is generally sufficient for a good sealing effect can dispense with providing the rubber covering in the middle part of the hood 3 ¹ ', so that only the zones 2'b and 2'c would then be covered with rubber.

In Figur 5 ist ein Trennkolben mit mehreren Dichtungsstreifen "2' ^rb dargestellt, die durch rings umlaufende Nuten 2^Ttlb voneinander retrennt sind. Die metallische Ar-In Figure 5, a separating piston is shown with several sealing ^strips ^{"2 'r} b, which are separated from one another by circumferential grooves 2 Ttl b. The metallic ar-

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mierung 3 hat wiederum die Form einer Haube bzw. eines umgestülj ten Topfes und ist an ihrem Außenumfang mit Gummi oder einem entsprechenden Werkstoff überzogen. Me Führung wird in diesem Fall von den Dichtungsstreifen 2''b im Zusammenwirken mit der Armierung 3 erreicht, die in bezug auf die vorgenannten Dichtungsstreifen so angeordnet ist, daß sie eine gleichmäßige Unterteilung bzw.Trennung der Anlageflächen bzw, -spannung sicherstellt und eine ausreichende Festigkeit gewährleistet. Die fe Nuten 2'''b können mit einem Schmiermittel gefüllt sein, z.B. mit einem vor der Montage eingebrachten Schmierfett.mierung 3 again has the shape of a hood or an inverted one th pot and is coated on its outer circumference with rubber or a corresponding material. Me leadership will be in this Fall of the sealing strips 2 ″ b achieved in cooperation with the reinforcement 3, which in relation to the aforementioned sealing strips is arranged in such a way that it ensures an even subdivision or separation of the contact surfaces or tension and ensures sufficient strength. The fe grooves 2 '' 'b can be filled with a lubricant, e.g. with a lubricating grease applied before assembly.

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Claims

Claims;

M J separating piston between two media, e.g. gas and liquid, in particular in hydropneumatic single-tube shock absorbers, with the separating piston inside the damper cylinder below the influence of a pressure difference is displaceable and consists of a part made of rubber or a corresponding material as well as a metallic reinforcement, thereby marked ichnet that the separating piston is provided with at least one circumferential sealing strip (2b) which extends only over a small part of the axial height of the piston, in one piece with the rubber part (2) of the Piston exists and has a larger diameter than the cylinder (1), so that it is in the installed state with corresponding preload is applied to the cylinder wall, and that furthermore the metallic reinforcement (3) with respect to the sealing strip or strips (2b) is arranged so that it directly or indirectly ensures the guidance of the separating piston.

2. Separating piston according to claim 1, characterized E i c hn e t that several sealing strips on the piston circumferential surface (2''b) arranged at regular intervals and the latter are provided which separate the jutes (2 '' 'b) all around and which are filled with a lubricant are (Jj'ig. 5).

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3. Separating piston according to claim 1, characterized in that that it has a cylindrical part (2c) with little play or very light pressure rests against the cylinder wall (1) and ensures that the piston is guided, while its sealing strip (2b) extends over the smaller part of the axial height of the piston (Figures 2 to 4).

% 4. Separating piston according to claim 5, characterized in that the sealing strip (2b) has a cylindrically shaped outer peripheral surface which is delimited by sharply angled marginal edges.

5. Separating piston according to Claims 3 and 4, characterized in that that the metallic reinforcement (3) is embedded in the rubber part (2) of the piston and the shape a cylinder open at both ends, one end opening of which through the base (2a) of the piston-rubber part (2) is closed (Fig. 2).

6. Separating piston according to claims 3 and 4, characterized as that the metallic reinforcement (3 ') is cylindrical and forms the guiding part of the piston, preferably consists of an aluminum alloy and that Rubber or the like. - Part (2) of the piston surrounds the sealing strip (2b) and the piston head (2a) forms (Fig. 3).

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7. Separating piston according to claims 3 and 4, characterized in that the metallic reinforcement dio Torrn has a hood (3 ^M ), which at their corresponding surface points at least from that of rubber or the like. existing sealing strip (2'b) is covered (Pig. 4).

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