DE2331852B2 - Hydropneumatischer Einrohrschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmten hydropneumatischen Einrohrschwingungsdämpfer mit einem mit Dämpfungsflüssigkeit und Druckgas gefüllten Dämpferzylinder, einem darin im Bereich der Dämpfungsflüssigkeit verschieblich geführten, mit Drosselöffnungen für die Dämpfungsflüssigkeit versehenen Arbeitskolben mit nach unten aus dem Dämpferzylinder abdichtend herausgeführter Kolbenstange und mit einem unterhalb der Grenzfläche zwischen Druckgas und Dämpfungsflüssigkeit vorhandenen beweglichen Prallelement, das an seinem Außenumfang mit an der Dämpferzylinderwandung gleitverschieblich anliegenden Führungsvorsprüngen und jeweils dazwischen gelegenen Aussparungen für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit versehen sowie gegen zu tiefes Absinken in den Dämpfungsflüssigkeitsraum durch Begrenzungsanschläge gehindert ist.

Bei hydropneumatischen Einrohr-Schwingungsdämpfern fällt dem unterhalb der Grenzfläche zwischen dem

Druckgas und der Dämpfungsflüssigkeit vorhandenen beweglichen Prallelement die Aufgabe zu, die bei der Ausfahrbewegung des Kolbens aus dessen Drosselöffnungen mit großer Intensität nach oben ausströmenden Dämpfungsflüssigkeitsstrahlen zu bremsen bzw. so zu zerstreuen, daß es an der Flüssigkeitsoberfläche möglichst zu keiner entsprechenden Aufwirbelung bzw. Zersprühung kommt, da andernfalls die Dämpfungsflüssigkeit entsprechend verschäumen würde, wodurch die

ίο Dämpfungswirkung wesentlich herabgesetzt und zugleich auch störende Geräuschbildung auftreten würde. Um solche Schaumbildung zu vermeiden, hat man zwischen dem Druckgasraum und der Dämpfungsflüssigkeit abdichtende Trennkolben verwendet Diese bringen zwar eine vollständige Trennung zwischen Druckgas und Dämpfungsflüssigkeit und damit auch eine weitestgehende Verschäumungsfreiheit mit sich, haben jedoch den Nachteil, daß sie recht kostenaufwendig sind, zumal solche abdichtenden Trennkolben auch besonders bearbeitete Zylinderinnenwandflächen in ihrem Arbeitsbereich erfordern. Daher hat man sich bereits mit Prallelementen zu behelfen versucht, die aus im Dämpferzylinder an entsprechender Stelle fest eingebauten Prallblechen oder dergleichen Strömungshindernissen bestehen. Durch diese fest eingebauten Prallelemente wird zwar den bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange aus den Arbeitskolben-Drosselöffnungen aufströmenden Flüssigkeitsstrahlen ein erheblicher Teil ihrer Intensität genommen. Jedoch tritt durch solche festen Prallelementeneinbauten eine zusätzliche Behinderung bzw. Verwirbelung der an ihnen vorbeiströmenden Dämpfungsflüssigkeit auf, insbesondere auch bei der jeweiligen Einfahrbewegung der Kolbenstange, wo die mit steigendem Flüssigkeitsspiegel

^J'⁵ aufsteigenden Strömungswirbel zusätzlich auch die Flüssigkeitsoberfläche beunruhigen. Um diese störenden Begleiterscheinungen zu vermeiden, ist man bei solchen Einrohrdämpfern dazu übergegangen, beweglich angeordnete Prallelemente zu verwenden, die den beim jeweiligen Ein- und Ausfahren der Kolbenstange zustandekommenden Flüssigkeitsbewegungen bzw. den entsprechenden Verlagerungen der Flüssigkeit weitestgehend feigen sollen, um dabei also keinen Anlaß zu zusätzlicher Flüssigkeitsverwirbelung zu geben.

Bei einem bekannten hydropneumatischen Einrohrschwingungsdämpfer der eingangs erwähnten Gattung nach den Figuren 15 und 16 der britischen Patentschrift 9 41 330 besteht das bewegliche Prallelement aus einem hohl ausgebildeten Schwimmkolben, der in die Dämpfungsflüssigkeit eintaucht Der Schwimmkolben besitzt einen etwas kleineren Durchmesser als der Dämpferzylinder. Um dabei eine entsprechende Führung im Dämpferzylinder zu gewährleisten, ist der hohle Schwimmkolben an seiner Ober- bzw. Unterseite mit einer am Umfang gezahnten Blechscheibe versehen, deren Zähne die an der Dämpferzylinderwandung gleitverschieblich anliegenden Führungsvorsprünge und deren Zahnlücken die Aussparungen für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit bilden. Als Begrenzungsanschlag gegen zu tiefes Absinken des Prallelementes bzw. Schwimmkolbens in den Dämpfungsflüssigkeitsraum dient ein an entsprechender Stelle im Dämpferzylinder befestigter Siebeinsatz, gegen den der Schwimmkolben bei den jeweiligen Ausfahrbewegungen der Kolbenstange und den dabei zustandekommenden, nach unten erfolgenden Flüssigkeitsverlagerungen auftrifft. Ein solcher Siebeinsatz stellt aber wiederum einen festen, zu unerwünschten Verwirbelungen der Dämpfungsflüssig-

keit Anlaß gebenden Einbaukörper dar. Auch der hohl ausgebildete Schwimmkolben ist von erheblichem Nachteil, da er nicht nur schwierig herzustellen und dicht zu halten ist, sondern mit seinen verhältnismäßig scharfkantigen Führungszähnen zum Verklemmen im Dämpferzylinder neigt, mithin infolgedessen seine Beweglichkeit verliert und letztlich doch zu entsprechender Verwirbelung der Dämpfungsflüssigkeit und damit verbundener Schaumbildung führt Das gilt auch für andere bewegliche Prallelemente in Form von lose im Dämpfftrzylinder geführten Schwimmkolben, die schon bei geringen Schrägstellungen des Dämpfers und Fahrerschütterungen zu Verkantungen bzw. Verklemmungen im Dämpferzylinder neigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydropneumatischen Einrohrschwingungsdämpfer der eingangs erwähnten Gattung bezüglich seines beweglich angeordneten Prallelements so zu verbessern und zu vervollkommnen, daß es die vererwähnten Mangel nicht aufweist, vielmehr äußerst kosten- und raumsparend herzustellen ist, verkantungs- und verkJemmungsfrei arbeitet, eine wirksame Zerstreuung bzw. Beruhigung der vom Arbeitskolben erzeugten Dämpfungsflüssigkeitsstrahlen bringt und schließlich auch noch eine rasche Kontrolle der Dämpfungsflüssigkeitsfüllung ermöglicht Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Prallelement aus einem gestanzten Blechhut mit zum Druckgasraum durchgedrücktem Kopfteil und einem letzteren ringsum umgebenden, senkrecht zur Zylinderachse verlaufenden, flachen Randteil sowie außen von dessen LJmfeng nach oben abgebogenen, parallel zur Dämpferzylinderwandung verlaufenden, zylindersegmentartigen Führungszungen besteht zwischen denen in den Umfang des Randteiles eingeschnittene kreisbogenförmige Aussparungen für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit liegen. Ein solches Prallelement kann nicht nur außerordentlich einfach, nämlich aus einem entsprechend gestanzten und geformten Blech hergestellt werden, sondern es ist auch sehr raumsparend, da der Prallblechhut mit seinem zum Druckgasraum durchgedrückten Kopfteil den Arbeitskolben bzw. die an seinem oberen Ende zumeist vorhandene Eip.spannmutter in der eingefahrenen Stellung der Kolbenstange aufzunehmen vermag. Weiterhin gewährleisten die breitflächig an der Dämpferzylinderwandung lose anliegenden, zylindersegmentartigen Führungszungen eine einwandfreie Gleitverschiebeführung des hutartige.1 Prallelements im Däiwpferzylinder unter allen praktisch vorkommenden Arbeitsbedingungen, insbesondere auch bei Schrägstellungen und starken Fahrerschütterungen des Dämpferzylinders. Da die Führungszungen im wesentlichen in gleicher Höhe wie sein ausgedrücktes Kopfteil liegen, ist die Einbauhöhe für das hutartige Prallelement nur gering. Durch auf den Kopf stellen des Dämpfers kann das Druckgas innerhalb weniger Sekunden in das andere, dem Kolbenstangendurchtritt dienende Ende des Dämpferzylinders gelangen, wonach der zunächst voll ausgezogene Arbeitskolben dann so weit hereingedrückt wird, bis man durch dessen Auftreffen auf die Flüssigkeitsoberfläche den jeweiligen Füllstand ohne weiteres ermitteln kann.

Die am Randteil des hutartigen Prallelements vorhandenen Aussparungen besitzen zusammen zweckmäßig einen Flächenquerschnitt, der in etwa dem Querschnitt der Kolbenstange entspricht. Dadurch kann die Dämpfungsflüssigkeit auch bei auf den Begrenzungsanschlägen im Däm^ferzylinder aufsitzendem Prallelement dieses praktisch ungehindert passieren, so daß auch insoweit Flüssigkeitsverwirbelungen weitestgehend vermieden werden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäß ausgebildeten hydropneumatischen Einrohr-Schwingungsdämpfern in Teilansichten dargestellt, die den Prallelement-Bereich des Dämpfers wiedergeben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Teilschnitt durch eine erste ίο Ausführungsform des Dämpfers,

Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie H-II der

Fig.3 einen senkrechten Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform und

Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig,3.

Der in Fig. 1 und 2 teilweise dargestellte hydropneumatische Einrohr-Schwingungsdämpfer besitzt einen Dämpferzylinder 1, der in seinem oberen nicht dargestellten Bereich mit Druckgas und im übrigen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist Im Bereich der Dämpfungsflüssigkeit ist der Arbeitskolben 2 verschieblich gelagert dessen Kolbenstange 3 nach unten aus dem Dämpferzylinder 1 abdichtend herausgeführt ist Der Arbeitskolben 2 ist mit nicht dargestellten Drosselöffnungen für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit versehen. Die Drosselöffnungen sind jeweils abwechselnd durch mittig eingespannte Ventilfederscheiben 4 bis 4' abgedeckt die den Flüssigkeitsdurchlaß in der einen oder anderen Richtung steuern. Durch die

Einspannmutter 5 werden die Ventilfederscheiben

zusammen mit dem Arbeitskolben 2 am inneren Ende der Kolbenstange 3 befestigt.

Unterhalb der Grenzfläche zwischen dem Druckgas

und der Dämpfungsflüssigkeit ist im Dämpferzylinder 1 ein bewegliches Prallelement 6 angeordnet das aus einem gestanzten Blechhut mit zum Druckgasraum durchgedrückten Kopfteil 6' und parallel zur Dämpferzylinderwandung verlaufenden, zylindersegmentartigen

■»o Führungszungen 6" besteht Das vorzugsweise aus Stahlblech bestehende Prallelement 6 besitzt einen ringsumlaufenden flachen Randteil 6'", von dem die Führungszungen 6" nach oben abgebogen sind, wobei zwischen den Führungszungen in den Randteil kreisbogenförmige Aussparungen 7 für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit eingeschnitten sind. Diese Aussparungen 7 besitzen zusammen einen Flächenquerschnitt, der in etwa dem Querschnitt der Kolbenstange 3 entspricht. Vorzugsweise hat das hutartige Prallelement jeweils drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Führungszungen 6" und Aussparungen 7, wobei letztere in Umfangsrichtung gesehen etwa doppelt so breit wie die Führungszungen sind, wie das insbesondere F i g. 2 erkennen läßt

Um ein zu tiefes Absinken des Prallelementes 6 in den Dämpfungsflüssigkeitsraum hinein zu verhindern, sind in entsprechender Höhe in die Dämpferzylinderwandung Begrenzungsnocken 8 warm eingedrückt auf denen das Prallelement 6 mit seinem flachen Randteil 6'" normalerweise aufliegt oder aber bei entsprechenden Hub- und damit auch Flüssigkeitsbewegungen des Dämpferzylinders aufzutreffen vermag, so wie das F i g. 1 zeigt

Das in den F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbei-

spiel unterscheidet sich von dem vorbeschriebenen nur dadurch, daß hier als Begrenzungsanschlag für das Prallelement 6 ein in den Dämpferzylinder 1 eingeschobener und an dessen Innenwandung haftender Klemm-

ring 9 dient. Dieser Klemmring besteht aus einem gewellten Federblechstreifen, wie das inbesondere F i g. 4 zeigt Der Einbau dieses gewellten Klemmringes 9 kann einfach in der Weise erfolgen, daß der Ring durch den Arbeitskolben 2 in den Zylinder 1 eingeschoben wird, und zwar bis in die tiefste Einfahrstellung der Kolbenstange 3.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Hydropne iima tischer Einrohr-Scbwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mit Dämpfungsflüssigkeit und Druckgas gefüllten Dämpferzylinder, einem darin im Bereich der Dämpfungsflüssigkeit verschieben geführten, mit Drosselöffnungen für die Dämpfungsflüssigkeit versehenen Arbeitskolben mit nach unten aus dem Dämpferzylinder abdichtend herausgeführter Kolbenstange und mit einem unterhalb der Grenzfläche zwischen Druckgas und Dämpfungsflüssigkeit vorhandenen beweglichen Prallelement, das an seinem Außeninnfang mit an der Dämpferzylinderwandung gleitverschieblich anliegenden Führungsvorsprüngen und jeweils dazwischen gelegenen Aussparungen für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit versehen sowie gegen zu tiefes Absinken in den D&mpfungsflüssigkeitsraum durch Begrenzungsanschlage gehindert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das PralJeJement (6) aus einem gestanzten Blechhut mit zum Druckgasraum durchgedrücktem Kopfteil (6') und einem letzteren ringsum umgebenden, senkrecht zur Zylinderachse verlaufenden, flachen Randteil (6'") sowie aus von dessen Umfang nach oben abgebogenen, parallel zur Dämpferzylinderwandung (1) verlaufenden, zylindersegmentartigen Führungszungen (6") besteht, zwischen denen in den Umfang des Randteiles (6'") eingeschnittene kreisbogenförmige Aussparungen (7) für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit liegen.

2. Einrohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Randteil (6'") des hutartigen Prallelements (6) vorhandenen Aussparungen (7) zusammen einen Flächenquerschnitt besitzen, der in etwa dem Querschnitt der Kolbenstange (3) entspricht.

3. Einrohrschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hutartige Prallelement (6) jeweils drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnete Führungszungen (6") und Aussparungen (7) besitzt, wobei letztere in Umfangsrichtung etwa doppelt so breit wie die Führungszungen (6") sind.