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Hydraulischer Pralldämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeugs Die Erfindung
bezieht sich auf einen hydraulischen Pralldämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeugs
zum Abbremsen von PrallstöBen auf Bauteile von Kraftfahrzeugen, in Teleskopbauweise
mit einem durch einen Boden und einen Deckel abgeschlossenen Rohrgehäuse, mit einer
den Deckel durchdringenden längsverschieblichen Kolben stange, an deren Ende ein
Kolben aus einem mit einem Öl gefüllten Arbeitszylinder durch frsie oder ventilbestückte
Drosselöffnungen Öl in einen den Arbeitszylinder umgebenden Ringraum verdrängt und
dadurch Bremekräfte erzeugt, und mit einem zum Teil mit Öl und zum Teil mit Gas
gefüllten Ausgleichsraum für die Aufnahme des verdrängten Kolbenstangenvolumens.
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Die Erfindung befaBt sich mit der Aufgabe, die Raumform und die Bauteile
von als Massenartikel bekannten Zweirohrschwingungsdämpfern für Kraftfahrzeuge so
zu übernehmen und abzuändern, daB ein für eine Massenfertigung geeigneter, eng bauender
Pralidämpfer entsteht. Bei einem bereits vorgeschlagenen Pralldämpfer dieser Art
nach der deutschen Offenlegungschrift ......... (Patentanmeldung des Anmelders vom
September 1971, Aktenzeichen wird nachgereicht) weist der Arbeitszylinder .n der
zugbegrenzten Ausgangsstellung des Kolbens am Umfang des Arb d tszylindars verteilte
ungedrosselte
Öffnungen auf, die im ersten Hubbereich eines Bremsvorganges vom Kolben überdeckt
und abgesperrt werden und in der Ausgangsstellung ein Kommunizieren des Arbeitszylinders
mit einem diesen umgebenden zum Teil mit Ö1 und zum Teil mit Gas gefüllten Ringraum
herbeiführen.
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Bei dem bereits vorgeschlagenen Pralldämpfer besteht die Eigenheit,
daß sich eine Bremskraft durch Verdrängen von Öl erst aufbauen kann, nachdem im
ersten Hubbereich die ungedrosselten Öffnungen abgedeckt und nachdem ein im Arbeitsraum
zugelassener Gasanteil verdichtet ist. Dadurch geht in nachteiliger Weise ein Anteil
des Kolbenhubes für eine höchstmögliche nur durch die mechanische Festigkeit des
Arbeitszylinders begrenzte Bremskraft verloren.
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Es besteht die weitere Aufgabe, die ungedrosselten Öffnungen des bereits
vorgeschlagenen Pralldämpfers fortlassen zu können, ohne eine undefinierte Füllung
des Arbeitszylinders in Kauf nehmen zu müssen, und dadurch den Bremskraftverlust
im ersten Hubbereich des bereits vorgeschlagenen Pralldämpfsrs zu vermeiden. Die
Erfindung löst die gestellten Aufgaben dadurch, daB ein Ringraum in einen in axialer
Verlängerung des Arbeitszylinders angeordneten Ausgleichsraum übergeht, in dem in
an sich bekannter Weise Ö1 und Gas durch eine bewegliche Trennwand getrennt sind.
Auf diese Weise ist eine für eine Massenfertigung günstige engräumige Bauart verwirklicht.
Aus dem Arbeitszylinder kann schon im ersten Hubbereich nur Ö1 verdrängt werden,
so daß in vorteilhafter Weise eine höchstmögliche Bremskraft sofort einsetzen kann.
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Bei einem durch die deutsche Auslegeschrift 1 157 857 bekanntgewordenen
hydraulischen Schwingungsdämpfer sind ein einen Arbeitszylinder umgeben der Ringraum
und ein Ausgleichsraum in Vsrlängerung des Arbeitszylinders angeordnet. Der Ringraum
dient
nicht zur Aufnahme des verdrängten Kolbenstangenvolumens sondern als Reserveraum.
Der Ausgleichsraum steht nur mit dem Arbeitszylinder, aber nicht mit dem Ringraum
in Verbindung.
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Ringraum und Ausgleichsraum gehen auch insofern nicht ineinander über,
als im Ringraum ein niedriger und im Ausgleichsraum ein hoher Gasdruck aufrechterhalten
wird. Der bekannte Dämpfer konnte daher nicht Lehre für die Erfindung sein. Auf
der Zeichnung Sind zwei Ausführungsbeispiele von Pralldämpfern gemäß der Erfindung
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Pralldämpfer mit einem Ausgleichsraum zwischen
Arbeitszylinder und Deckel, Fig. 2 einen Pralldämpfer mit einem Ausgleichsraum zwischen
Arbeitszylinder und Boden.
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Gemäß Fig. 1 wird ein rohrförmiges Gehäuse 1 von einem Boden 2 und
einem Deckel 3 abgeschlossen, der von einer durch einen Dichtring 5 abgedichteten
Kolbenstange 4 durchdrungen ist. Am inneren Ende der Kolbenstange 4 ist ein Kolben
6 befestigt, der in einem Arbeitszylinder 7 verschieblich ist. Der Boden 2 ist mit
einem angedeuteten Rahmen 8 eines nicht gezeichneten Fahrzeuges verbunden, das äußere
Ende 10 der Kolbenstange 4 mit einem einem Prallstoß ausgesetzten Bauteil 9 des
Fahrzeuges. Zwischen dem Arbeitszylinder 7 und dem Gehäuse 1 ist ein den Arbeitszylinder
7 umgebender Ringraum 12 gebildet. In axialer Verlängerung des Arbeitszylinders
7 ist zwischen diesem und dem Deckel 3 ein Ausgleichsraum 13 angeordnet. In diesem
wird ein ölgefüllter Anteil 14 von einem gasgefüllten Anteil 15 durch eine bewegliche
Trennwand 16 bekannter Art getrennt. Das Gas im Ausgleichsraum 13 kann drucklos
sein. Zweckmässig ist jedoch in den Ausgleichsraum 13 Gas von hohem Druck eingefüllt,
um dadurch eine Austriebskraft auf die Kolbenstange 4 zu erzielen und auf eine besondere
äußere Kraft zur Rückführung in eine Ausgangslage verzichten zu können.
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Am arbeitszylinderseitigen Ende des Ausgleichsraumes 13 ist ein Flansch
17 vorgesehen, der sich über ein Rohr 18 am Deckel 3 abstützt und als Anschlag des
Kolbens 6 in dessen zugbegrenzter Ausgangsstellung dient. Der Flansch 17 hält den
Arbeitszylinder 7 zentrisch im Gehäuse und weist Öffnungen 11 zur Verbindung von
Ringraum 12 und Ausgleichsraum 13 auf. Das Rohr 18 bildet mit der Kolbenstange 4
einen Spalt, durch den dem Deckel 3 Öl als Schmiermittel zugeführt wird. Die Trennwand
16 von ringförmiger Gestalt ist gleitend auf dem Außenmantel des Rohres 18 und auf
einem Innenmantel des Gehäuses 1 geführt. In der Wand des Arbeitszylinders 7 sind
Drosselöffnungen 19 bis 23 in einer einem gewollten Verlauf der Bremskraft entsprechenden
Reihenfolge und Anzahl angeordnet. Der Kolben 6 teilt den Arbeitszylinder 7 in einen
Arbeitsraum 24 und einen Raum 25, der mit dsm Ausglsichsraum 13 durch Öffnungen
26 verbunden ist.
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Bei einer Betätigung des Pralldämpfers durch schlagartiges Einschieben
der Kolbenstange 4 verdrängt der Kolben 6 Öl aus dem Arbeitsraum 24 durch die Drosselöffnungen
19 bis 23 in den Ringraum 12, wobei die Drosselöffnungen 19 bis 23 nacheinander
überdeckt werden, mit dem bekannten Effekt eines abnehmenden Drosselquerschnittes
bei abnehmender Kolbengeschwindigkeit. Gleichzeitig wird der Raum 25 durch die Öffnung
26 gefüllt. Die Öffnung 26 kann als Drosselquerschnitt ausgebildet sein. Bei vorhandenem
Gasdruck im Ausgleichsraum 13 kann dadurch in vorteilhafter Weise der Gegendruck
im Raum 25 herabgesetzt und die Bremskraft erhöht werden. Bei der anschließenden
Rückführung der Kolbenstange 4 in die gezeichnete Ausgangsstellung wird der Arbeitsraum
24 durch die Öffnungen 19 bis 23 gefüllt. Vorzugsweise sind keine besonderen Saugventile
für die Füllung des Arbeitsraumes a4 vorgesehen.
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Der Pralldämpfer nach Fig. 2 entspricht dem Pralldämpfer nach Fig.
1 mit dem Unterschied, daß ein Ausgleichsraum 213 zwischen
einem
Boden 202 und einer Zwischenwand 228 angeordnet ist, von dem aus sich ein Arbeitszylinder
207 bis zu einem Deckel 203 erstreckt. Ein Kolben 206 teilt den Arbeitszylinder
207 in einen Arbsitsraum 224 und einen Raum 225. Der Kolben 206 ist zusätzlich mit
einer Drosselöffnung 229 in den Ringraum 212 auf einem Wege über den Raum 225 und
eine Öffnung 226 versehen.
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Eine Drosselöffnung 229 kann auch die einzige Verbindung des Arbeitsraumes
224 und das Ringraumes 212 darstellen.
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Bei einem Pralldämpfer nach Fig. 1 geht die im Arbeitazylinder 24
erzeugte Kraft auf einem kürzeren Wege in den Rahmen 8 über als bui einem Pralldämpfer
nach Fig. 2, bei dem eine starke Zwischenwand 228 und ein dickwandiges Ende 230
des Sehäusus 201 besonderen Materialaufwand bedingen. Aus diesem Grund ist einem
Pralldämpfer nach Fig. 1 der Vorzug zu geben.
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Besteht die Aufgabe, das Aussinanderreißen von Bauteilen zu dämpfen,
so können entsprechend geändarte Dämpefer mit den Markmalen der Erfindung Verwendung
finden. Die Anderung besteht lediglich darin, daß die Kolbenstanganseitgen Räume
28 oder 225 durch Fortfall von Öffnungen 26 oder 226 zu Arbeiteräumen gemacht und
nur über Drosselöffnungen 19 bir 23 mit Ringräumen 12 oder 212 verbunden werden,
wobei bosonders vorgesohene äußere Kräfte die Kolbenstangen 4 oder 204 in einer
eingeschobenen Ausgangslage halten. Bei Zugdämpfern ist einer Ausführung nach Fig
2 wegen des kürzeren Kraftwages der Vorzug zu gaben, wobei zweckmässig der Dichtring
205 in den Ringraum 212 druckentlastet wird.
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Wenn Öffnungen 26 oder 226 entfallen, können Dämpfer nach Fig. 1 oder
Fig. 2 such von jeder beliebigen Ausgangsstellung aus als Pralldämpfer in Zug- oder
in Druckrichtung Verwendung finden. Da sich dann sinngemäß vor oder hinter den Kolben
6 oder 206 ein Vakuum bilden kann und dem Vakuum entsprechend mehr Öl in den Ausgleichsraum
gelangen muB, darr dann der Gasanteil des Ausgleicheraumes nicht zu klein gewählt
werden, um einen zu hohen Gasdruck und eine Zerstörung des Gehäuses 1 oder 201 zu
vermeiden.