DE2111967A1

DE2111967A1 - Hydropneumatischer Schwingungsdaempfer

Info

Publication number: DE2111967A1
Application number: DE19712111967
Authority: DE
Inventors: Dr Peddinghaus Carl Ullrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1972-09-14
Also published as: ES201424U; ZA717890B; FR2129336A5; JPS5246350B1; SE376464B; DE2111967B2; AU3634971A; GB1360466A; ATA975771A; ES201424Y; BE775829A; NL7116093A; RO61837A; SU430564A3; AT325965B; IT940658B; AU451176B2; US3750855A; DE2111967C3; CH528686A

Description

PATENTANWALT 4 DÜSSELDORF-BENRATH 10.3.1971

DI9L.-1NG. ULRICH PLÖGER O 1 1 1967 ^BENRATHER SCHLOSSALLEE 89

TELEFON 7132 34 FL/Ma

TELEX 8 587 941

REG. NR. 1729/30

Herr Dr. Carl Ullrich Peddinghaus, 5 6 Wuppertal-Barmen, Obere Lichtenplatzer Straße 276

Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatiechen Schwingungsdämpfer, bestehend aus einem Zylinder, in dem ein an einer Kolbenstange befestigter, mit Ventilöffnungen versehener Kolben verechieblich ist, wobei sich im oberen Teil des Zylinders ein Druckgasvolumen befindet, während der Kolben an einer nach unten dichtend aus dem Zylinder herausgeführten Kolbenstange in einer im übrigen Teil des Zylinders befindlichen Dämpfungsflüssigkeit geführt ist.

Hydropneumatieche Schwingungsdämpfer dieser Art sind bekannt. Ihre Ausführung erfordert stets im Hinblick darauf, daß das Druckgasvolumen unter einem erheblichen Druck itehen muß, um

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ein Schäumen der Dämpfungsflüssigkeit während der Kolbenbewegungen zu vermeiden, hinsichtlich der zuverlässigen Abdichtung einen erheblichen Aufwand. Hinzu kommt noch, daß häufig unbestimmte Lager- und Transportzeiten der Schwingungsdämpfer berücksichtigt werden müssen, während welches es gleichfalls zu Leckverlusten des Druckgases und/oder der Dämpfungsflüssigkeit kommen kann. Zusätzliche bauliche Maßnahmen sind erforderlich, um in der mit Druckgas gefüllten Ausgleichekammer für die von der Kolbenstange verdrängte Dämpfungsflüssigkeit eine einwandfreie Abscheidung des sich während des Betriebes in der Dämpfungsflüssigkeit lösenden Gases zu ermöglichen, damit dieses nicht in der Dämpfungs-" flüssigkeit verbleibt und dadurch die Dämpfungscharakteristik der Ventilöffnungen des Kolbens nachteilig beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydropneumatischen Schwingungsdämpfer der einleitend beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die erwähnten Schwierigkeiten vermieden werden. Insbesondere soll es möglich sein, einen derartigen Schwingungsdämpfer zu lagern und zu transportieren, ohne daß es zu Leckverlusten kommen kann. Auch sollen die Leckverluste während des Betriebes verringert sein. Schließlich sollen die Strömungsverhältnisse in der Ausgleichskammer für die von der Kolbenstange verdrängte Dämpfungsflüssigkeit W unter dem Gesichtspunkt einer zuverlässigen Gasausscheidung verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem hydropneumatisehen Schwingungsdämpfer der einleitend beschriebenen Art dadurch erreicht, daß auf den oberen, bei der Montage offen bleibenden Teil des Zylinders eine Kappe größeren Durchmessers ale d*r Zylinder dichtend aufeetsbar ist, die in ihrem Innern mit Druckgas gefüllt ist sowie auf ihrer dem Kolben zugekehrten Seite eine Dichtungsscheibe aufweißt, die von einem am Kolben vorstehenden Dorn bei erstmaliger Inbetriebnahme in einer extrem eingefahrenen Stellung der Kolbenstange durchstoßbar ist.

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Auf diese Weise kann man den Schwingungsdämpfer im Herstellwerk vollständig zusammenbauen und in diesem Zustand längere Zeit auf Lager nehmen oder, je nach Auftra_Äylage, zum Versand bringen. Dabei befindet sieh der am Kolben vorstehende Dorn bereits in Nähe der Dichtungsscheibe, ohne diese jedoch bereits durchstoioen zu haben. Während der gesamten Zeit ist vom Druckgas lediglich die sich in Ruhelage befindliche Dichtung der Dichtuiigböuheiijfci beaufschlagt, nicht jedoch eine für bewegliche Teile vorgesehene Dichtung_s wie etwa eine Kolbenstangendichtung. Es kann daher wader zu Gasverlusten noch zu Verlusten an Dämpf ungsf lüs eigkeit korur.en, da auch die Dämpfungsflüssigkeit noch nicht unter Druck steht. Besonders vorteilhaft ist die Aufsctzbarkeit der Kappe auf den oberen Zylinderabschnitt, der also seinerseits nicht mehr geschlossen werden muß. Das Rohrmaterial für den Zylinder kann seiner Aufgabe entsprechend gewählt werden. Die zweckmäßig im Tiefungsverfahren hergestellte Kappe ist dabei verhältnismäßig kurz-, so daß man sie mit beträchtlicher Wandstärke ausführen kann, was einerseits im Hinblick auf den etwa 30 bis 40 Atmosphären betragenden Innendruck in der Kappe sowie andererseits im Hinblick auf eine zusätzliche Verstärkung des oberen Zylinderabschnittes von Vorteil ist. Die von dem am KolDen vorstehenden Dorn durchstoßbare Dichtungsscheibe bildet gleichzeitig eine Prall- oder Beruhigungsscheibe für die Dämpfungsflüssigkeit. Hinzu komiit noch, daß sie durch das Eindringen des im Kolben vorstehenden Doms eine düsenförmige Öffnung erhält, so daß sich eventuell aus der Dämpfungsflüssigkeit im Zylinder abscheidendes Druckgas leicht in die von der Kappe gebildete Ausgleichskammer eintreten kann. Da der ins Innere der Kappe gerichtete Rand der durch das Durchstoßen gebildeten Düse unregelmäßig eingerissen ist, wird die hindurchtretende Strömung außerdem noch in begrenzten Bereichen beunruhigt und kann eventuell aufgenomraes Gas leichter abgeben.

Besonder« vorteilhaft ist es, den unteren Kappenrand bis un-

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terhalb des Dämpfungsflüssigkeitsspiegels bei extrem ausgefahrener Kolbenstange zu verlängern. Dadurch wird gewährleistet, daß auf dem unteren Kappenrand, der zweckmäßig mit der äußeren Zylinderwandung verschweißt wird, nicht das Druckgas, sondern lediglich die Dämpfungsflüssigkeit einwirkt. Da Schweiß- oder andere Dichtungsverbindungen gegen Flüssigkeiten beständiger als gegen Gase sind, trägt dies ebenfalls noch zur Erhöhung der Sicherheit gegenüber Leckverlusten bei.

Während man bei den bisher üblich gewesenen Schwingungsdämpfern der beschriebenen Gattung bei der Lagerung sowie beim Transport dann, wenn die Kolbenstange nicht nach unten gerichtet war, die dynamische Kolbenstangendichtung bei unvermeidlichem Gaseintritt in die Zylinderkammer zwischen Kolben und Kolbenstangendichtung mit Gas beaufschlagte und dadurch entsprechende Gasverluste entstanden, ist der neue Schwingungsdämpfer bei der Lagerung und beim Transport gegenüber Verlusten an Druckgas oder Dämpfungsflüssigkeit völlig unempfindlich.

Für das Durchstoßen der Scheibe muß die Kolbenstange ein kurzes Stück zusätzlich eingefahren werden. Das durch diesen Vorgang beanspruchte zusätzliche Volumen kann entweder durch die Kompressibilität der Dämpfungeflüssigkeit oder durch ein geringes, im Zylinder von vorneherein befindliches Gasvolumen oder durch stärkere Abkühlung des Zylinders mit der Dämpfungsflüssigkeit geschaffen werden.

Da sich die Kolbenstange in der Lager- und Transportstellung nahezu bereits in ihrem extrem eingefahrenen Zustand befindet, und da es weiterhin vorteilhaft ist, die Dichtungsscheibe, die später als Prallscheibe wirkt, ständig mit Dämpfungsflüssigkeit bedeckt zu halten, ist es weiterhin zweckmäßig, in dem aufsetzbaren Napf nicht nur das Druckgasvolumen, sondern zusätzliche Dämpfungsflüssigkeit bei der Herstellung vorzusehen. Auf diese Weise kann bei hinreichender Bemessung der

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Dämpfungsflüssigkeit in dem Napf der Flüssigkeitsapiegel auch bei extrem ausgefahrener Kolbenstange nicht unter die Höhe der Dichtungs- bzw. späteren Prallscheibe sinken.

Die genannte Scheibe unterliegt einer beträchtlichen Druckbeanspruchung infolge des einseitig auf sie einwirkenden Druckgases. Um Verformungen der Scheibe zu vermeiden, ist ea zweckmäßig, sie mit radialen Aussteifungen zu versehen und den Durchstoßbereich zentral in der Scheibe anzuordnen. Man kann sie gleichfalls aus stärkerem Material ausbilden und sie lediglich im zentralen Durchstoßbereich dünnwandiger gestalten. Sowohl im Hinblick auf ihren Widerstand gegen die einseitige Druckbelastung als auch im Hinblick auf die Begünstigung des Überganges von während des Betriebes aus der Dämpfungsflüssigkeit ausgetretenem Gas in die Ausgleichskammer ist es angebracht, die Scheibe in Richtung auf den Napf leicht gewölbt auszubilden. Xm Napf liegt sie an einer Dichtung an, die sich entweder an einer abgesetzten Innenschulter der Napfwandung abstützt oder an einer in einen abgesetzten Innenabschnitt des Napfes eingesetzten Büchse abstützt, wobei die Büchse eine nach außen abgeschrägte, ringförmige Abstützfläche bilden kann, durch welche die Dichtung besonders zuverlässig in ihrer Lage gehalten wird. Nach außen wird die Dichtungsscheibe zweckmäßig durch einen in eine Innennut des Napfes eingelegten Sprengring gesichert.

Der am Kolben vorstehende Dorn läßt sich am leichtesten dadurch verwirklichen, daß die Kolbenstange eine über den Kolben sowie Über eine Befestigungsmutter hinausgehende, dornartige Verlängerung besitzt.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung sei auf die sich auf ein Ausführungsbeiepiel beziehende Zeichnung Bezug genommen.

Diese zeigt im Längsschnitt einen in der erf in dun gs gemäßen Weise ausgeführten, zusammengebauten hydropneumatisehen Schwingungsdämpfer.

Im Zylinder 1 ist der mit Ventilöffnungen 2 versehene Kolben geführt. Die Ventilöffnungen 2 können noch durch Federscheiben U teilweise abgedeckt Bein, um eine differenzierte Dämpfung beim Ein- und Ausfahren zu ermöglichen. Der Kolben 2 ist am abgesetzten Ende 5 der Kolbenstange 6 angeordnet, die ihrerseits am unteren Teil des Zylinders 1 durch die nur schematisch wiedergegebene Dichtung 7 herausgeführt ist. Am unteren Ende der Kolbenstange 6 ist ein zeichnerisch nicht dargestelltes Befestigungsorgan angeordnet.

Der obere Abschnitt des Zylinders 1 ist bei der Befestigung zunächst offen geblieben. Auf ihn wird die Kappe 8, die in ihrem unteren Abschnitt 9 einen größeren Durchmesser als der Zylinder 1 besitzt, aufgesetzt. Der untere Rand 10 ist durch eine Schweißnaht mit dem Zylinder fest sowie dichtend verbunden. Im unteren Abschnitt 9 der Kappe 8 befindet sich ferner die Dichtungsscheibe 11, die an einer Ringdichtung 12 anliegt, die sich ihrerseits an der nach außen abgeschrägten Schulter der Büchse 13 abstützt. Die Büchse 13 ist in den erweitert abgesetzten Innenabschnitt der Kappe 9 eingesetzt. Die Dichtungsscheibe 11 ist nach außen mittels des Sprengringes IU gegen Verschiebung gesichert. Im zentralen Bereich ist die Dichtungsacheibe 11 verhältnismäßig dünnwandig'ausgeführt, wohingegen sie in der sich daran anschließenden Zone verdickt ist und vorzugsweise radiale Aussteifungen besitzen kann.

Der Zylinder 1 ist im übrigen vollständig mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt, wohingegen die Kappe 8 bie xur Höh« des Spiegels 15 DÄmpfungsflüssigkeit enthalt. I« übrigen enthält das Innere der Kappe 8 die Druckgasfüllung 16.

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Auf den abgesetzten Abschnitt 5 dar Kolbenstange 6 ist zur Befestigung des Kolbens 3 die Kolbenmutter 17 aufgeschraubt» Darüberhinausgehend wird der abgesetzte Abschnitt 5 noch ver längert und bildet den zentralen Dorn 18. Mit diesem Dorn wird in einer extremen Einfahrstellung der zentrale Eereich der Dichtungsscheibe 11 durchstoßen, so daß er sich düeenartig verformt. Im Anschluß an diesen Vorgang, der zweckmäßig bei oder vor der erstmaligen Intetxiebnahme durchgeführt wird, steht der gesamte Schwingungsdämpfer unter dem Druck des Druckgases und ist betriebsfähig.

Claims

J³ROCUL

( 1.. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer, bestabend aus einem Zylinder, in dem ein an ei net· Kolbenstange befestigter, mit Venti1δffnungen versehener Kolben verschieb!ich ist, wobei, sich im oberen Teil des Zylindern ein Druck gas volumen befindet j während der Kolben an einer nach unten dichtend aus dem Zylinder herausgeführten Kolbenstange in einer im übrigen Teil dos Zylinders befindlichen Dämpfungsflüssigkeit geführt i f"t j dadurch gekennzciahnet_s d<U' auf den oberen, bei dar liontage offen bleibenden Teil des Zylinders (1) eine Kappe (8) größeren Durchmessers als der Zylinder (1) dichtend auieotrbar ist, die in ihrem Innern mit Druckgas (16) gefüllt ist sowie auf ihrer dem Kolben (3) zugekehrten Seite eine Dichtungsscheibe (11) aufweist, die von einem am Kolben (3) vorstehenden Dorn (18) bei cii·!.-■-maliger Inbetriebnahme in einer extrem eingefahrenen Ctellung der Kolbenetango (6) durchstoßbar ist.
2. Iiydropneumatischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß der untere Kappenrand (10) bis unterhalb des riüssigkeitsspiegels bei extrem ausgefahrener Kolbenstange (6) nach unten verlängert ist.

3. Iiydropneumatiseher Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen

1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappenrand mit der Zylinderwandung verschweißt ist.

^l\» Ilydropneumatischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet₃ daß die Kappe (8) teile mit Dämpiungsilüerijikeit gefüllt ist.

b . Iiydropneumati α eher Schwingungedclmpior nach den Ansprüchen 1 biß 4, dadurch gekennxeichnei, daß die Scheibe (11) ra-

diale Aussteifungen sowie einen zentralen Durchstoßbereich besitzt.

6. Hydropneumatiacher Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennxeiehn&t, daß die Scheibe (11) an einer Dichtung (12) in dor Kappa (8) anliegend von einem Sprengring (IH) gehalten ist.

7. Hydropneumatiseher 3chwingungsdcimi>för nach den "Ansprüchen 1 bis ß, dadurch gekennsseiohnet, daß dia Kolbenstange (6) über don Kolben (3) hinausgehend eine als Dorn (18) ausgeführt ο Verlängerung besitzt.

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