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Hydraulischer TeleskopstoßdEmpfer mit einer Vorrichtung zum Aufstauen
von O1 im Vorratsraum Die Erfindung; bezieht sich auf einen hydropneumatischen Teleskopstoßdämpfer,
bestehend aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Zylindern, wobei der innere
Zylinder eine Flüasigkeitsfüllung aufweist und in diesem den Arbeitsraum bildenden
Zylinder ein mit einer Kolbenstange verbundener sowie Dämpfventile aufweisender
Kolben gleitet, während sich der mit Flüssigkeit und Gas gefüllte Ausgleichsraum
zwischen dem inneren und äußeren Zylinder befindet und mit dem Arbeitsraumin Verbindung
steht, einer am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende angeordneten golbense angenfahmmng,
einer Kolbenstangendichtung sowie einer Entlüftungseinrichtung, über welche das
obere Ende des Arbeitsraumes bzw. der Dichtungsraum mit dem Ausgleichsraum verbindbar
ist und im Ausgleichsraum eine Trennwand angeordnet ist, die den Ausgleichsraum
in zwei Baumeunterteilt.-Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 111 713 ist eine
Entlüftungseinrichtung bekannt, die aus einer zwischen Innenzylinder und Kolbenstangenfuhrun
eingespannten Ventilscheibe besteht, wobei der Ventilsitz von der Kolbenstangenführung
gebildet wird. Am äußeren Durchmesser bildet diese Ventil scheibe zusammen mit der
Innenwand des Außenzylinders einen Ringspalt, dessen Querschnitt nahezu unveränderlich
ist, d. h., bei Durchbiegen der elastischen Ventil scheibe bei einem Uberdruck ändert
sich der Abstand des Außenrandes dieser Ventilscheibe zur Innenfläche des Außenzylinders
im Bewegungsbereich der Ventilscheibe so minimal, daß durch den Rückstau der Dämpferflüssigkeit
während des Betriebes ein relativ hoher Druck an der Kolbenstangendichtung
aufgebaut
wird. Besonders bei tiefen Temperaturen wird infolge der Zähigkeit der Dämpferflüiesigkeit
ein hoher Druck an der Dichtung aufgebaut, wodurch die Lebensdauer der tolbenstangendichtung
herabgesetzt wird. Weiterhin ist nachteilig, daß die dünne Ventilscheibe auch bei
einem engen Spalt zwischen ihrem Außendurchmesser und der Innenfläche des Außenzylinders
nicht in der Lage ist, das Verschäumen zu verhindern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten
Konstruktionen zu vermeiden und eine Entlüftungseinrichtung zu schaffen, die unter
allen Betriebsbedingungen eine einwandfreie Funktion des Dämpfers gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Bildung
der Entlüftungseinrichtung die Trennwand im Ausgleichsraum als Teil eines unabhängig
von der Ausbildung der Eolbenatangenführung wirkenden Druckventiles ausgebildet
ist. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die Vergrößerung des Querschnittes
zwischen dem Raum oberhalb des Druckventiles und dem Raum unterhalb des Druckventiles
in Abhängigkeit des herrschenden Druckes zu verändern und damit einen unzulässig
hohen Druck im Bereich der Kolbenstangendichtung zu vermeiden, wodurch eine einwandfreie
Funktion des Stoßdämpfers gewährleistet wird.
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Ein besonders einfacher Aufbau der Entlüftungseinrichtung ergibt sich
entsprechend einem flerkmal der Erfindung, indem die Trennwand ein starres Bauteil
ist und den Ventilsitz mindestens eines Bückschlagventiles bildet. Wird diese Trennwand
zwischen dem Innenzylinder und dem Außenzylinder eingespannt1 so kann diese zusätzlich
die Führung des Innenzylinders im Außen2ylinder übernehmen.
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Erfindungsgeaäß kann diese Trennwand einen ständig offenen Querschnitt
zwischen den Ausgleichsräumen aufweisen, der hinsichtlich der Wirkung Voröffnungsquerschnitten
der Dämpfventile entspricht.
Um ein Verschäumen der Dämpfflüssigkeit
durch einen derartigen, ständig offenen Querschnitt mit Sicherheit zu vermeiden,
ist - wie die Erfindung zeigt - die Trennwand als Topf ausgebildet, wobei die Mantelfläche
des Topfes nach unten gerichtet ist und mit der Innenfläche des Außenzylinders einen
Laminarspalt bildet. Damit der Druck oberhalb des Topfes, also im Bereich der Kolbenstangendichtung,
, nicht über einen vorbestimmten Wert ansteigen kann1 wird außerdem ein druckabhängig
wirkendes Ventil entsprechend einem Merkmal der Erfindung dadurch gebildet, daß
die Bodenfläche des Topfes mit Durchlaßöffnungen versehen ist, die von einem Plattenventil
abgedeckt werden. Eine druckabhingige Vergrößerung des Durchflußquerschnittes kann
entsprechend der Erfindung auf einfache Weise dadurch gebildet werden, daß der Boden
der topfförmigen Trennwand mindestens einen durchgestanzten und als Blattfeder wirkenden
Lappen aufweist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Trennwand durch ein
elastisches Bauteil gebildet, welches einseitig befestigt ist und an seinem freien
Ende mit einem Zylinder zusammenwirkt.
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Damit ein vorgegebener Druck im oberen Teil des Ausgleichsraumes bzw.
im Bereich der Dichtung nicht überschritten wird, muß das elastische Bauteil eine
druckabhängige Veränderung des Durchflußquerschnittes gewährleisten. Entsprechend
einem Merkmal der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Trennwand in an
sich bekannter Weise eine zwischen Innenzylinder und EolbenstangenfUhrung eingeapknnte
Tellerfeder ist, die im Bereich ihres Außendurchmessers mit einem im Außenzylinder
angeordneten ringförmigen Ansatz, welcher den Ventilsitz bildet, zusammenwirkt.
Tellerfeder und Ansatz bilden das Ventil, wobei der Durchlaßquerschnitt vom Hub
der Tellerfeder abhingig iet, d. h., der Außendurchmesser der Tellerfeder bildet
mit der Innenwand des Außenzylinders eine größere Querschnittsfläche als das Ventil
selbst.
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Wie die Erfindung zeigt, ist die elastische Trennwand einc mit einem
hochgezogenen Rand versehene Federscheibe, die mit dem Rand an der Innenfläche des
Außenzylinders befestigt ist, während der Innenzylinder einen ringförmigen Bund
aufweist, welcher den Ventilsitz für diese Federscheibe bildet. Auch bei dieser
Ausfühungsform ist es wichtig, daß der zwischen Außendurchmesser der Federscheibe
und Innenzylinder bestehende Querschnitt größer ist als der Ventilquerschnitt bei
voll geöffnetem Ventil.
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Eine eehr einfache Ausführung der Entlüftungseinrichtung ergibt sich
erfindungsgesnäß dadurch, daß die elastische Trennwand aus Gummi oder Kunststoff
besteht, die einen zylindrischen Innenteil aufweist, mit dem sie auf dem Innenzylinder
befestigt ist, während die Dichtfläche am Außenzylinder durch eine schräg nach unten
gerichtete Dichtlippe gebildet wird.
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Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben
sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der WirkNngsweise der im nachfolgenden
beispielsweise dargestellten Austilhrungsformen der Erfindung. Es zeigt: Fig. 1
einen Teleskopstoßdämpfer im Längsschnitt dessen Entlüftungseinrichtung durch eine
Trennwand mit Rtlckschlagventilen gebildet wird; Fig.2 einen Ausschnitt eines Stoßdämpfers,
wobei ein topfförmiger Körper zwischen dem Innenzylinder und der Kolbenstangenfuhung
eingespannt ist; Fig.3 einen topffrmigen Körper mit durchgestanzten und als Blattfedern
wirkenden Lappen; Fig. 4 eine Ausführungsvariante des topfförmigen Körpers gemäß
Pig. 3;
Fig. 5 5 eine Entlüftungseinrichtung, wobei eine elastische
Trc:nnwand mit ihrem hochgezogenen Rand an der Innenwand des Außenzylinders befestigt
ist; Fiz. 6 eine als Federscheibe ausgebildete elastische Trennwand, welche ein
Rückschlagventil mit einem Teil des Äußenzy linders bildet, und Fig.7 eine aus Gummi
oder Kunststoff bestehende elastische Trennwand.
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Der in Fig. 1 gezeigte hydropneumatische Schwingungsdämpfer besitzt
einen Außenzylinder 1, in dessen Bodenteil der Innenzylinder 2 mit der Bodenventilplatte
5 zentriert ist. In dem mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Innenzylinder 2 gleitet der
mit der Kolbenstange 3 verbundene Kolben 4, welcher Dämpfventile trägt.
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Vom Kolben 4 wird der Inneraum des Zylinders 2 in einen Arbeitsraum
6 unterhalb des Kolbens und einen oberhalb des Kolbens angeordneten Arbeitsraum
7 getrennt. Zwischen dem Innenzylinder 2 und dem Außenzylinder 1 befindet sich der
mit Dämpfflüssigkeit und Gas gefüllte Ausgleichsraum 8, welcher über in der Bodenventilplatte
5 angeordnete Ventile sowie über Kanal swischen der Bodenventilplatte 5 und dem
Boden des Außenzylinders 1 mit dem Arbeitsraum 6 in Verbindung steht. Die Kolbenstangenführung
11 wird vom Zylinder 2 gegen den Boden des Zylinders 1 gedrü'ckt. In den Raum 12
der Kolbenstangenführung 11 ragt der untere Teil der Kolbenstangendichtung 13. Zur
Abdichtung gegenüber dem Innenraum des Stoßdämpfers liegt die Kolbenstangendichtung
13 im Bereich ihres Außendurchmessers an entsprechenden Flächen der Kolbenstangenführung
11 und am umgebördelten Rand des Außenzylinders 1 an Durch die starre Trennwand
15, welche mindestens ein Rückschlagventil 16 aufweist, wird der Raum 9 begrenzt,
in welchen mindestens ein zum Raum 12 führender Kanal 14 sowie die Verbindungskanäle
10 zum Arbeitsraum 7 münden.
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Die starre Trennwand 15 kann als zusätzliche Zentrierung des
Zylinders
2 im Zylinder 1 dienen und ist im Bereich der den Ar-Arbeitsraum7 begrenzenden Stirnfläche
der Kolbenstangenführung 11 im Ausgleichsraum 8 angeordnet.
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Da die Wirkungsweise von hydropneumatischen Teleskopstoßdämpfern hinreichend
bekannt ist, wird bei der nachfolgenden Boßchreibung vorwiegend auf die Wirkung
der Entlüftungseinrichtung eingegangen. In der Druckstutc, d. h., bei einfahrender
Eolbenstange, übernimmt ein in der Bodenventilpiatte 5 angeordnetes Ventil die Dämpfung,
wobei das der Druckstufe zugeordnete Kolbenventil geöffnet ist, während für die
Zugstufe das Kolbenventil als Dä;pfventil wirkt und das Bodenventil die Dämpfflüssigkeit
praktisch ohne Widerstand vom Ausgleichsraum 8 in den Arbeitsraum 6 fließen läßt.
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Die Entlüftungseinrichtung nach Fig. 1 wirkt während der Zug- * stufe
des Stoßdämpfers. Da in diesem Arbeitsbereich der Druck im Arbeitsraum 7 höher ist
als der im Ausgleichsraum8, kann die Dämpfflüssigkeit über die Verbindungsksnäie
10 und das in der starren Trennwand 15 angeordnete RUckschlagventilvom Arbeitsraum
7 in den Äusgleichsraum8 fließen. Dabei wird das sich eventuell unter der Kolbenstangenführung
im Arbeitsraum 7 angesanelte Gas ebenfalls mitgerissen. Um eine einwandfreie Entlüftung
auch bei Schrägstellung des Dämpfers zu erzielen1 sind vorteilhafterweise mehrere
solcher Kanäle 10 über den Umfang verteilt angeordnet. Auch das zwischen der Bohrung
der Kolbenstangenführung 11 und der Kolbenstange 3 in den Raum 12 gelangende Bluid
kann über einen oder mehrere Kanäle 14 in den Raum 9 abfließen. Vorteilhafterweise
mündet der Kanal 14 am oberen Rand in den Raum 12, so daß dieser Raum 12 einen Flüssigkeitssutpf
bildet1 wodurch eine einwandfreie Fldssigkeitsschmierung zwischen der Kolbenstange
3 und der Kolbenstangendichtung 13 gewahrleistet wird. Damit der Druck im Raum 12
und damit auch im Baum 9 nicht über einen vorbestimmten Wert ansteigen kann, ist
das RUckschlaeventil 16 entsprechend ausgelegt. Die zwischen dem Arbeitsraum? und
dem Ausgleichsraum 9 angeordneten Kanäle * und Druckwirken
wie
der Voröffnungsquerschnitt des der Zugdämpfung zugeordneten Dämpfventiles.
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Bei der Entlüftungseinrichtung nach Fig. 2 ist der topfförmige Körper
17 zwischen der Stirnfläche des Innenzylinders 2 und der Solbenstangenführung 11
eingespannt. Dieser topfförmige Körper 17 besitzt die Durchflußöffnungen 20 und
bildet mit der Mantelfläche 19 zusammen mit der Innenfläche des Außenzylinders 1
einen Laminarspalt 21. Ein Plattenventil 18 ist auf der dem Ausgleichsraum 8 zugewendeten
Topfseite zur Abdeckung der Durchlaßöffnungen 20 gleichzeitig mit dem Topf 17 zwischen
dem Innenzylinder 2 und der Kolbenstangenführung 11 eingespannt. Der zwischen dem
äußeren Durchmesser dieses Plattenventiles 18 und dem zylindrischen Teil 19 gebildete
Spalt ist wesentlich größer gewählt als der Hub dieses PlattenventilesX wodurch
ein einwandfreies Abfließen der Dämpfflüssigkeit ab einem vorbestimmten Druck im
Raum 9 dadurch die Durchlaßöffnungen 20 gewährleistet wird. Die beim Zughub durch
den Laminarspalt 21 vom Raum 9 in den Raum 8 durchtretende Flüssigkeitsmenge läuft
entlang der Innenwand des Außenzylinders 1, wodurch ein Verschäumen vermieden wird.
DU durch das Plattenventil 18 und die Durchlaßöffnungen 20 gebildete Iiüokschlagvontil
ermöglicht eine durch die Druckdifferenz zwischen den Räumen 8 und 9 gesteuerte
Vergrößerung des Durchflußquerschnittes, so daß durch entsprechende Auslegung dieses
Rückschlagventiles mit Sicherheit ein vorbestimmv ter Druck im Raum 12 nicht überschritten
wird uad eine einwandfreie Funktion des Stoßdämpfers gewährleistet ist.
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Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig.
2 dadurch, daß der zwischen der Stirnseite des Tnnenzylinders 2 und der Kolbenstangenführung
11 eingespannte Topf in radialer Richtung verlaufende, durchgestanzte Lappen 22
aufweist.
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Diese Lappen 22 wirken als Blattfedern und vergrößern bei ansteigender
Druckdifferenz zwischen dem Raum 9 und dem Raum 8 den Durchflußquerschnitt. Der
Laminarspalt 21 ist entsprechend
dem in Fig. 2 80 ausgelegt, daß
bei Druckglcichheit zwischen den Räumen 8 und 9 infolge der Adhäsionswirkung die
Dimpferfldßsigkeit in diesem Spalt stehen bleibt. Dementsprechend wird durch diesen
Laminarspalt 21 ein Rückstau an Daapfungsflüssigkeit im Raum 9 erzielt. Das übertreten
von Gas vom Raum 8 in den Raum 9 wird somit vermieden.
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Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform des Topfes 17, wobei die durchgestan2ten
Lappen 23 in Umfangsrichtung verlaufend angeordnet sind. Diese Lappen 23 wirken
auch hier wie Blattfedern, jedoch können diese Lappen 23 relativ lang ausgebildet
werden, so daß bei sehr geringem Druckanstieg diese den Durchflußquerschnitt vergrößern.
Im übrigen entspricht diese Ausfahrungsform der nach Fig. 3.
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Die elastische Trennwand entsprechend Fig. 5 besteht aus einer Federscheibe
24, die einen hochgezogenen Rand 25 aufweist und damit im Außenzylinder 1 befestigt
ist. Der Zylinder 2 weist im Bereich seines oberen Endes einen Bund 26 als Ventilsitz
fUr die Federscheibe 24 auf. Dieser Bund ist in dem Ausführungsbeispiel als kreisringförmige
starre Scheibe ausgebildet und zwischen Zylinder 2 und Kolbenstangenführung 11 eingespannt.
Um eine einwandfreie druckabhängige querschnittsverKnderung zu crhilten ist der
zwischen dem Innendurchmesser der Federscheibe 24 und der Außenfläche des Zylinders
1 bestehende Abstand größer als der maximale Hub der Federscheibe 24. Selbstverständlichkann
der Bund 26 auch am Innenzylinder 2 angeformt sein. Eine elastische Trennwand zeigt
ebenso die Fig. 6. Hier ist eine Tellerf eder 27 zwischen der Stirnfläche des Zylinders
2 und der Kolbenstangenführung 11 befestigt, währen8der Ventilsitz durch einen Ansatz
28 im Außenzylinder gebildet wird. Bei ansteigender Druckdifferenz zwischen dem
Ausgleichsraum 9 und dem Ausgleichsraum 8 hebt die Tellerfeder von dem Ventilsitz
ab und läßt die Flüssigkeit sowie das angesammelte Gas in den Ausgleichsraum 8 entweichen.
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Die Fig. 7 zeigt eine zwischen den Ausgleichsräumen 8 und 9 angeordnete,
aus Gummi oder Kunststoff bestehende Trennwand 29, die ein zylindrisches Innenteil
30 aufweist. Mit diesem zylindrischen Teil 30 ist die Trennwand 29 an der Außenfläche
des Innenzylinders 2 befestigt, während die nach unten gerichtete Dichtlippe 31
mit der Innenwand des Außenzylinders 1 zusammenarbeitet. Bei Druckanstieg im Raum
9 gegenüber Raum 8 hebt die Dichtlippe von der Innenwand des Außenzylinders 1 ab
und läßt so Flüssigkeit und mitgeführtes Gas von Raum 9 in Raum 8 fließen.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausfuhrungsformen,
sondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens weitgehend abgewandelt werden. Beispielsweise
ist es ohne weist teres möglich, die in Fig. 7 dargestellte elastische Trennwand
29 an der Innenwand des Außenzylinders zu befestigen und die Dichtlippe am Innenzylinder
anliegen zu lassen. Ferner sind die als Ruckschlagventile ausgebildeten Trennwände
auch bei hydropneumatischen Zweirohrdämpfern mit Gasvorspannung, d. h., bei Stoßdämpfern
ohne Bodenventil und mit doppelt wirkendem Dämpfkolben anwendbar.