DE2223968A1

DE2223968A1 - HYDROPNEUMATIC VIBRATION DAMPER

Info

Publication number: DE2223968A1
Application number: DE19722223968
Authority: DE
Inventors: Carl Ullrich Dr Peddinghaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-17
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1973-12-06
Also published as: CH556986A

Description

"Hydropneumatischer Sohwingungsdäm,pfer" Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropntumat ischen Schwingungsdämpfer, bestehend aus einem Zylinder, in dem ein an einer Kolbenstange befestigter, mit VentilBffnungen versehener Dämpfungskolben verschieblich ist, wobei mit dem einen Endabschnitt des Zylinders eine von einem Dorn durchstobare Patrone mit Druckgasvolumen, einem Trennkolben und D8mpfungsflüssigkeit in Verbindung steht, während sich im Ubrigen Teil des Zylinders Dämpfungsflüssigkeit befindet und aus seinem anderen Endabschnitt die Kolbenstange dichtend herausgeführt ist. "Hydropneumatic Sohwingungsdäm, pfer" The invention relates on a hydropntumatic vibration damper, consisting of a cylinder, in which a damping piston attached to a piston rod and provided with valve openings is displaceable, with one end portion of the cylinder one of a Spike pierceable cartridge with pressurized gas volume, a separating piston and inoculation liquid stands in connection, while damping fluid is in the rest of the cylinder is located and from its other end portion, the piston rod led out sealing is.

Ein Schwingungadämpfer dieser Art ist nach der deutschen Offenlegungsschrift 2 027 152 bekannt. Dabei besteht der Vorteil, daß man eine einfache Montage vornehmen kann und auch unbrauchbar gewordene Schwingungsdämpfer durch Austausch der Patrone wieder instandset'zen kann. Die Patrone ist dabei mitreichlich seitlichem Spiel im unteren Endabschnitt des Zylinders untergebracht. In der unteren Bodenplatte des Zylinders befindet sich der Dorn, durch welchen die untere Stirnfläche der Patrone beim erstmaligen, vollständigen Einfahren des DSmpfungskolbens durchstoßen wird. Der seitliche Spielraum zwischen der Patrone und dem Zylinder dient dem Flüssigkeitsdurchtritt beim Ein- und Ausfahren des Dampfungskolbens, wobei sich gleichfalls der in der Patrone befindliche Trennkolben, der lediglich das Druckgasvolumen von der Dämpfungsflüssigiceit absperrt, verschiebt.A vibration damper of this type is according to the German Offenlegungsschrift 2 027 152 known. This has the advantage that you can make a simple assembly can and also become unusable vibration dampers by replacing the cartridge can repair it again. The cartridge is also plentiful lateral Game housed in the lower end of the cylinder. In the lower base plate of the cylinder is the mandrel through which the lower face of the cartridge is located is pierced the first time the damping piston is fully retracted. The lateral clearance between the cartridge and the cylinder is used for the passage of liquid when extending and retracting the steaming piston, the same in the Separating piston located in the cartridge, which only removes the compressed gas volume from the damping liquid locks off, shifts.

Das Verschiebevolumen hängt dabei jeweils von dem von der Kolbenstange verdrängten Flüssigkeitsvolumen ab. Die Patrone muß also mindestens so lang sein, daß die erwähnte Ausgleichsverschiebung des Trennkolbens möglich ist. Da die Patrone außerdem noch einen nicht unerheblich kleineren Außendurchmesser als der Zylinder besitzen muß, benötigt man für sie eine auch aus diesem Grunde vergrößerte Länge. Dies hat zunächst den Nachteil, daß die Patrone eine verhältnismäßig große innere Führungsfläche für den Trennkolben bieten muß, Welche Führungsfläche einer sorgfältigen Bearbeitung bedarf, damit der Trennkolben eine wirksame Trennung zwischen Druckgasvolumen und Dämpfungsflüssigkeit gewährleistet.The displacement volume depends on that of the piston rod displaced liquid volume. The cartridge must therefore be at least as long as that the mentioned compensating displacement of the separating piston is possible. Because the cartridge also a not inconsiderably smaller outer diameter than the cylinder must have, you need an increased length for this reason. This has the first disadvantage that the cartridge has a relatively large interior Guide surface for the separating piston must provide, which guide surface a careful Machining is required so that the separating piston provides an effective separation between pressurized gas volumes and damping fluid guaranteed.

Darüberhinaus besteht aber auch noch der Nachteil, daß sich mit der entsprechend lang ausgebildeten Patrone eine entsprechende Verlängerung des Zylinders ergibt, so daß den vor allem bei manchen Kraftfahrzeugtypen bestehenden Einbaumöglichkeiten nur noch sehr schwierig Rechnung getragen werden kann.In addition, there is also the disadvantage that with the accordingly long designed cartridge a corresponding extension of the cylinder results, so that the installation options that exist especially in some types of motor vehicle can only be taken into account with great difficulty.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen hydropneumatischen Schwingungsdämpfer der einleitend beschriebenen Art dahingehend auszubilden, daß er mit geringerem Aufwand ebenfalls sehr leicht zu montieren ist, eine verhältnismäßig kurze Länge des gesamten Schwingungsdämpfers ermöglicht und im übrigen auch strömungstechnisch denjenigen Schwingungsdämpferausführungen überlegen ist, die mit einem Trennkolben ohne Verwendung einer Patrone der einleitend beschriebenen Art hergestellt werden.Proceeding from this, the present invention is based on the object a hydropneumatic vibration damper of the type described in the introduction train that it is also very easy to assemble with less effort, allows a relatively short length of the entire vibration damper and Otherwise also superior to those vibration damper designs in terms of flow technology is that with a separating piston without the use of a cartridge of the one described in the introduction Kind be made.

Erfindungsgem&ß wird dies dadurch erreicht, daß der von der Kolbenstange entfernte, offene Abschnitt des Zylinders-4n druckdichter Weise mit der Patrone verschlossen ist, deren AuBendurchmesser dem Innendurchmesser des Zylinders mindestens gleich ist, und deren dem Dämpfungskolben zugekehrte Stirnfläche von der den Kolben durchsetzenden und als Dorn endigenden Kolbenstange durchstoßbar ist.According to the invention this is achieved in that the piston rod removed the open section of the cylinder-4n pressure-tight with the cartridge is closed, the outside diameter of which is at least equal to the inside diameter of the cylinder is the same, and its end face facing the damping piston from the piston penetrating and ending as a mandrel piston rod is pierceable.

Ein auf diese Weise hergestellter hydropneumatischer Schwingungsdämpfer bietet zunächst sämtliche Vorteile eines mit einem- Trennkolben ausgeführten Dämpfers; insbesondere kann man ihn in jeder beliebigen Lage verwenden, wobei es gleichgültig ist, ob die Kolbenstange nach oben oder nach unten herausgeführt wird, und welchen Winkel die Längsachse des Schwingungsdämpfers einnimmt. Die Stirnfläche der Patrone wird hierbei nicht, wie bei der bekannten Ausführungsform, von einem am Boden des Zylinders befindlichen Dorn durchstoßen, sondern von der als Dorn endigenden Kolbenstange. Dies hat den weiteren- Vorteil, daß die einmal durchstoßene Stirnfläche als feste Prallscheibe erhalten bleibt. Die aus den Ventilöffnungen des Dämpfungskolbens mit hoher Geschwindigkeit austretenden Dämpfungsflüssigkeitsstrahlen prallen also vor die genannte Scheibe und verlieren an der Aufprallstelle einen erheblichen Teil ihrer kinetischen Energie. Die Strömung setzt sich anschließend durch die im zentralen Bereich geschaffene Durchstoßöffnung fort und beaufschlagt den Trennkolben gleichfalls zentral. Dies war bei den bisher bekannt gewordenen, mit einem Trennkolben ausgeführten Schwingungsdämpfern nicht möglich. Die erwähnte, zentrale Beaufschlagung des Trennkolbens hat den Vorteil, daß auf diesen von den Dämpfungsflüssigkeitsstrahlen kein Moment ausgeübt werden kann. Der Trennkolben verschiebt sich demgemäß ohne die geringste Verkantungsneigung, was der Trennkolbendichtung, deren Ausbildung als bekannt unterstellt wird, im Sinne einer längeren Lebensdauer nützlich ist.A hydropneumatic vibration damper made in this way initially offers all the advantages of a damper designed with a separating piston; in particular, it can be used in any position, regardless of the situation is whether the piston rod is led out upwards or downwards, and which one Angle assumes the longitudinal axis of the vibration damper. The face of the cartridge is not, as in the known embodiment, of a at the bottom of the Pierce the cylinder located mandrel, but from the piston rod ending as a mandrel. This has the further advantage that the end face, which has been pierced once, acts as a solid one The baffle plate is retained. The from the valve openings of the damping piston with Damping fluid jets emerging at high speed therefore rebound said disc and lose a considerable part at the point of impact their kinetic energy. The flow then continues through the in the central Area created through opening continues and also acts on the separating piston central. This was the case with the previously known ones with a separating piston Vibration dampers not possible. The aforementioned, central loading of the separating piston has the advantage that there is no moment on this from the damping fluid jets can be exercised. The separating piston moves accordingly without the slightest Tilting tendency, which is assumed by the separating piston seal, whose training is known is useful in terms of a longer service life.

Sowohl gegenüber der einleitend als bekannt vorausgesetzten Ausfüiirungsform eines Schwingungsdämpfers mit einer darin eingesetzten Patrone als auch gegenüber den weiteren, als bekannt vorausgesetzten, mit Trennkolben ausgeführten Schwingung sdämpfern besteht bei der neuen Ausführungsform der weitere Vorteil, daß man nur eine begrenzte Führungsfläche fUr die Verschiebebewegungen des Trennkolbens zu bearbeiten braucht. Gerade mit RUcksicht auf die hohen Anforderungen, die an die Oberflächengüte einer derartigen Bearbeitung aus Gründen der Abdichtung zu stellen sind, kommt dieser Ersparnis eine erhebliche Bedeutung zu.Both in comparison to the embodiment which is assumed to be known at the outset a vibration damper with a cartridge inserted therein as well as opposite the further oscillation, assumed to be known, carried out with the separating piston sdämpfern there is the further advantage of the new embodiment that you only to edit a limited guide surface for the sliding movements of the separating piston needs. Especially with consideration of the high demands on the surface quality such processing are to be provided for reasons of sealing, this comes Saving is of considerable importance too.

Da beim neuen Schwingungsdämpfer die Patrone mit ihrem AuBendurchmesser nicht erheblich kleiner als der Innendurchmesser des Zylinders, sondern mindestens ebenso groß ausgeführt ist, reicht eine kürzere Patronenlänge aus, um dem Trennkolben seine Ausgleichsverschiebungen beim Ein- und Ausfahren der Kolbenstange zu ermöglichen. Dadurch sowie durch den Fortfall der Bodenplatte, die bei der einleitend beschriebenen Ausführungsform auch noch einen Dorn tragen mußte, verringert sich gleichfalls die gesamte Länge des Zylinders des Schwingungsdämpfers, so daß er auch an Stellen mit beengten Raumverhältnissen eingebaut werden kann. Die kürzere Länge der Patrone, der Fortfall einer Bodenplatte für den Zylinder und eines in der Bodenplatte vorgesehenen Dorns ermöglichen Materialeinsparungen, die in der Massenfertigung erhebliche Bedeutung haben.With the new vibration damper, the cartridge with its outside diameter not significantly smaller than the inner diameter of the cylinder, but at least is made just as large, a shorter cartridge length is sufficient to accommodate the separating piston to enable its compensatory displacements when extending and retracting the piston rod. As a result, as well as the elimination of the base plate, which was described in the introduction Embodiment also had to carry a mandrel, the same decrease entire length of the cylinder of the vibration damper, so that it is also in places with can be installed in confined spaces. The shorter length of the cartridge, the omission of a base plate for the cylinder and one provided in the base plate Dorns enable material savings, which are of considerable importance in mass production to have.

Zweckmäßig besteht die Patrone des neuen Schwingungsdämpfers aus einem zylindrischen, die Dämpfungsflüssigkeit und den Trennkolben enthaltenden und einem sich daran anschließenden, im Durchmesser vergrößerten, das Druckgasvolumen enthaltenden Teil, welche beiden Teile dicht miteinander verbunden sind. Dadurch, daß der das Druckgasvolumen enthaltene Teil im Durchmesser vergrößert ist, und daß zumindest dieser Teil über den Zylinder des Schwingungsdämpfers hinausragen kann, ermöglicht sich insgesamt eine weitere Verkürzung der Einbaulänge.The cartridge of the new vibration damper expediently consists of one cylindrical, containing the damping fluid and the separating piston and one adjoining this, enlarged in diameter, containing the volume of compressed gas Part, which two parts are tightly connected to each other. Because the that Compressed gas volume contained part is enlarged in diameter, and that at least this part can protrude beyond the cylinder of the vibration damper, allows overall a further shortening of the installation length.

Für die Vorfabrizierung der Patrone ist es wesentlich, daß der zylindrische Teil in Nähe seines an den das Druckgasvolumen aufnehmenden Teil angrenzenden Abschnittes den Trennkolben aufnimmt.For the prefabrication of the cartridge it is essential that the cylindrical Part in the vicinity of its section adjoining the part that receives the compressed gas volume takes up the separating piston.

Der weitere Bereich des zylindrischen Teils dient sodann der Aufnahme von Dämpfungsflüssigkeit. Die erwähnte Lage des Trennkolbens trägt dem Umstand Rechnung daß die Stirnfläche des zylindrischen Teils nur bei extrem eingefahrener Kolbenstange durchstoßen werden kann. Wenn dann die Kolbenstange wieder ausgefahren wird, muß der Trennkolben im zylindrischen Teil der Patrone folgen können. Es ist von Vorteil, wenn der Trennkolben selbst bei vollständig ausgefahrener Kolbenstange noch einen geringen Abstand von der zur Prallscheibe gewordenen Stirhfläche beibehält.The further area of the cylindrical part is then used for receiving of damping fluid. The above-mentioned position of the separating piston takes this into account that the end face of the cylindrical part only when the piston rod is extremely retracted can be pierced. If the piston rod is then extended again, it must the separating piston in the cylindrical part of the cartridge can follow. It is beneficial if the separating piston still has one more even when the piston rod is fully extended maintains a small distance from the face that has become a baffle plate.

Für den das Druckgasvolumen aufnehmenden Teil der Patrone hat sich eine etwa halbkugelförmige Ausbildung als besonders zweckmäßig erwiesen. Diese Ausbildung trägt einerseits der Belastung durch den verhältnismäßig hohen Druck des Gases vorteilhaft Rechnung, während sie sich andererseits leicht mit dem zylindrischen Teil der Patrone durch automatische Schweißprozesse verbinden läßt.For the part of the cartridge that takes up the volume of compressed gas an approximately hemispherical design proved to be particularly useful. This training on the one hand carries the burden of the relatively high pressure of the gas advantageously Bill, while on the other hand it is easy to use with the cylindrical part of the cartridge can be connected by automatic welding processes.

Zu diesem Zweck kann man den zylindrischen Teil auf seiner offenen Seite im Durchmesser etwas größer ausbilden, so daß sich dann der das Druckgasvolumen aufnehsnde Teil ein kurzes Stück, in den zylindrischen Teil einschieben läßt, bevor-die endgültige Verbindung durch einen Schweißvorgang erfolgt.For this purpose one can open the cylindrical part on its Make the side slightly larger in diameter, so that the compressed gas volume is then The receiving part can be pushed a short distance into the cylindrical part before the final connection is made by a welding process.

Bei dem neuen Schwingungsdämpfer wird vorschlagsgemäß der von der Kolbenstange entfernte, offene Abschnitt des Zylinders durch die Patrone verschlossen. Zu diesem Zweck läßt sich am einfachsten der zylindrische Teil der Patrone wie ein dichter Stopfen in den offenen Abschnitt des Zylinders einschieben und im völlig eingeschobenen Zustand mit dem Zylinderrand dauerhaft und dicht verbinden, insbesondere wiederum durch eine Schweißverbindung, Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf ein in der Zeichnung dargestelltes AusfAhrungsbeispiel Bezug genommen.In the case of the new vibration damper, as proposed by the Piston rod removed, open section of the cylinder closed by the cartridge. The easiest way to do this is to use the cylindrical part of the cartridge as a Insert tight plug into the open section of the cylinder and im completely Connect the inserted state with the cylinder edge permanently and tightly, in particular again by a welded joint, For further illustration the invention is based on an exemplary embodiment shown in the drawing taken.

Der zeichnerisch wiedergegebene, neue Schwingungsdämpfer ist im Längsschnitt dargestellt. Man erkennt den Zylinder 1, in welchem der Dämpfungskolben 2 verschieblich ist. Der Dämpfungskolben 2 befindet sich am abgesetzten Endabschnitt einer Kolbenstange 3, damit dem Dorn 4 endigt. Mittels der Mutter 5 sind federnd anliegende Ventilscheiben 6 und 7 sowie der Dämpfungskolben 2 gehalten. Die erwähnten Ventilscheiben deckenVentilöffnungen 8 und 9 ab, so daß der Dämpfungskolben beim Einfahren der Kolbenstange 3 und bei dessen Ausfahren ;vorbestimmte Dämpfungskräfte erzeugt. Das Innere des Zylinders 1 ist mit einer D&mpfungsflüssigkeit gefUllt, die gleichfalls im in der Zeichnung oberen, zylindrisch ausgeführtenTeil 1O'der Patrone vorliegt. Die Stirnfläche 11 der Patrone ist im zentralen Bereich 12 in Richtung auf den Dorn 4 vorgewölbt und von letzterem durchstoßbar. Die erwähnte Wölbung hat den Vorteil, daß nach dem Durchstoßen die Durchstoßöffnung mit den in Richtung auf den Trennkolben 13 verformten Metallrändern im Bereich der zentralen Wölbung verbleibt, so daß der Weg des Trennkolbens 13 auch in unmittelbarer Nähe an der Stirnfläche 11, die dann zu einer Prallfläche geworden ist, nicht gestört wird.The new vibration damper shown in the drawing is in longitudinal section shown. One recognizes the cylinder 1 in which the damping piston 2 is displaceable is. The damping piston 2 is located on the stepped end section of a piston rod 3, so that the mandrel 4 ends. By means of the nut 5 there are resiliently abutting valve disks 6 and 7 and the damping piston 2 held. The valve disks mentioned cover valve openings 8 and 9, so that the damping piston when retracting the piston rod 3 and at its extension; generated predetermined damping forces. The inside of the cylinder 1 is filled with a damping fluid, which is also shown in the drawing upper, cylindrically designed part 10 'of the cartridge is present. The end face 11 the cartridge is bulged in the central area 12 in the direction of the mandrel 4 and pierceable by the latter. The aforementioned curvature has the advantage that after piercing the penetration opening with the metal edges deformed in the direction of the separating piston 13 remains in the area of the central curvature, so that the path of the separating piston 13 also in the immediate vicinity of the end face 11, which then becomes a baffle surface is not disturbed.

Der das Druckgasvolumen enthaltende Teil 14 der Patrone ist etwa halbkugelförmig ausgebildet und in den im Durchmesser erweiterten, offenen Abschnitt 15 des zylindrischen Teils 10 eingesetzt sowie durch eine umlaufende Schweißnaht 16 mit dessen Kante verschweißt.The part 14 of the cartridge containing the volume of compressed gas is approximately hemispherical formed and in the enlarged diameter, open portion 15 of the cylindrical Part 10 used and by a circumferential weld 16 with its edge welded.

Andererseits ist die offene, untere Kante des Zylinders 1 mit der umlaufenden Schweißnaht 17 mit der Außenwandung des zylindrischen Teils 10 verschweißt.On the other hand, the open, lower edge of the cylinder 1 is with the circumferential weld seam 17 is welded to the outer wall of the cylindrical part 10.

In der dargestellten Lage ist die Kolbenstange 3 noch nicht vollständig eingefahren0 Wenn man sie noch ein kurzes Stück weiter einfährt, durchst8ßt der Dorn 4 die Stirnfläche der Patrone, so daß von diesem Zeitpunkt an das gesamte System unter dem Druck des in der Patrone eingeschlossenen Gasvolumens steht. Gleichfalls ma-cht von diesem Zeitpunkt an der Trennkolben 13 entsprechend dem von der Kolbenstange 3 verdrängten Volumen an Dämpfungsflüssigkeit seine Ausgleichsbewegungen. Zu diesem Zweck besitzt der Trennkolben 13 eine ringförmige Dichtung l8, durch welche eine wirkungsvolle Absperrung gegenüber den'Druckgasvolumen erreicht wird. Man kann also insbesonaere den neuen Schwingungsdämpfer auch so anordnen daß sich die Druckgasfüllung unten befindet, und daß die Kolbenstange 3 nach oben herausgeführt ist.In the position shown, the piston rod 3 is not yet complete retracted0 If you retract it a little further, it will break through Dorn 4 the face of the cartridge, so that from that point in time to the entire system under the pressure of the volume of gas enclosed in the cartridge stands. Likewise, from this point in time on, the separating piston 13 does the same the volume of damping fluid displaced by the piston rod 3 its compensatory movements. For this purpose, the separating piston 13 has an annular seal 18 through which an effective shut-off against the pressure gas volume is achieved. One can So in particular arrange the new vibration damper so that the compressed gas filling is located below, and that the piston rod 3 is led out upwards.

Die an der Kolbenstange 3 zugehörigen Endabschnitt des. Zylinders 1 befindliche Dichtung 19 ist lediglich schematisch dargestellt.The end section of the cylinder belonging to the piston rod 3 1 located seal 19 is shown only schematically.

Am Ende der Kolbenstange 3 befindet sich eine in der Zeichnung nicht wiedergegebene erste Befestigungsvorrichtung für den Schwingungsdämpfer' während sich die erforderliche gleichfalls zeichnerisch nicht dargestellte zweite Befestigungsvorrichtung am Ende des halbkugelförmigen Teils 14 in der Patrone befindet.At the end of the piston rod 3 there is not one in the drawing reproduced first fastening device for the vibration damper 'during the required second fastening device, also not shown in the drawing located at the end of the hemispherical part 14 in the cartridge.

Claims

PATENT CLAIMS

t. Hydropneumatic vibration damper, consisting of one Cylinder in which a valve is attached to a piston rod and provided with openings Damping can be displaced with a piston, with one end portion of the cylinder a cartridge with a volume of compressed gas that can be pierced by a mandrel, a separating piston and damping fluid communicates while in the remainder of the cylinder Damping fluid is located and the piston rod from its other end portion is led out in a sealing manner, characterized by the fact that the one from the piston rod (3) Removed portion of the cylinder (1) in a pressure-tight manner with the cartridge (10, 14) is closed 1 whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the cylinder (1) is at least the same, and the face thereof facing the damping piston (2) (11) from which the damping piston (2) penetrates and is designed as a mandrel (4) Piston rod (3) can be pierced.

2. Hydropneumatic vibration damper according to claim i, daduroh characterized in that the cartridge (10> 14) consists of a cylindrical, the dampening liquid and one containing the separating piston (13) and one adjoining it in diameter enlarged, the compressed gas volume containing part, which two parts (10, 14) are tightly connected to one another.

3. Hydropneumatic vibration damper naoh claim 2, characterized characterized in that the cylindrical part (10) of the cartridge in the vicinity of its to the the part (14) adjoining the pressure gas volume receiving part the separating piston (13) records.

4t hydropneumatic vibration damper according to claims 2 and 3, characterized in that the volume of compressed gas absorbing Part (14} of the cartridge is approximately hemispherical.

5. Hydropneumatic vibration damper according to claims 2 Lis 4, characterized in that the cylindrical part (10) of the cartridge in the open The end of the cylinder can be used and can be connected to it in the fully inserted state.

B. hydropneumatic vibration damper according to claims 1 to 5, characterized in that the end face of the cartridge which can be pierced by the mandrel (4) is arched towards the mandrel.

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