DE2331852C3 - Hydropneumatischer Einrohrschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Hydropneumatischer Einrohrschwingungsdämpfer, insbesondere für KraftfahrzeugeInfo
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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
«i 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 ?us den Arbeitskolben-Drosselöffnungen
aufströmenden Flüssigkeitsstrahlen ein erheblicher Teil ihrer Intensität genommen. Jedoch tritt durch
μ 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
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
folgen 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 Dämp-
fungsflüssigkeit 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 Kolbenstan-
M ge und den dabei zustandekommenden, nach unten
erfolgenden Flüssigkeitsverlagerungen auftrifft. Ein solcher Siebeinsatz stellt aber wiederum einen festen, zu
unerwünschten Verwirbelungen der DämpfungsflUssig-
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 Führungszahnen 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 Dämpferzylinder 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 Einrohr-Schwingungsdämpfer der
eingangs erwähnten Gattung bezüglich seines beweglich angeordneten Prallelements so zu verbessern und
zu vervollkommnen, daß es die vorerwähnten Mängel nicht aufweist, vielmehr äußerst kosten- und raumsparend
herzustellen ist, verkantungs- und verklemmungsfrei 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 Umfang 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 Einspannmutter in der eingefahrenen Stellung der Kolbenstange aufzunehmen
vermag. Weiterhin gewährleisten die breitflächig an der Dämpferzylinderwandung tose anliegenden,
zylindersegmentartigen Führungszungen eine einwandfreie Gleitverschiebeführung des hutartigen Prallelements
im Dämpferzylinder 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 Dämpferzylinder 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-Schwingungsdämpfem in Teilansichten dargestellt
die den Prallelement-Bereich des Dämpfers wiedergeben. Dabei zeigt
F i g. 1 einen senkrechten Teilschnitt durch eine erste
F i g. 1 einen senkrechten Teilschnitt durch eine erste
ίο Ausführungsform des Dämpfers,
Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie H-II der
Fig. 1.
Fig.3 einen senkrechten Querschnitt durch eine
zweite Ausführungsform und
is Fig.4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der
Fig. 3.
Der in F i g. 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 kn Bereich der
Dämpfungsflüssigkeit ist der Arbeitskolbta 2 verschieblich
gelagert, dessen Kolbenstange 3 nach unten aus dem Dämpferzylinder 1 abdichtend herausgeführt ist
Der Arbeitskolben 2 ist mit nicht dargestellten Drossel&'fnungen 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
und der Dämpfungsflüssigkeit ist im Dämpferzylinder 1 ein bewegliches Prallelernent 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
r>o jeweils drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt
angeordnete Führungszungen 6" und Aussparungen 7, wobei letztere in Umfangsrichtung gesehen etw?
doppelt so breit wie die Führungszungen sind, wie das in?be& jndere 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 Prallelsment 6 mit seinem flachen Randteil
bo 6"' normalerweise aufliegt oder aber bei entsprechenden
Hub- und damit auch FlQssigkeitsbewepngen des Dämpferzylinders aufzutreffen veimag: so wie das
F i g. 1 zeigt
Das in den F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbel· 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-
Das in den F i g. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbel· 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.
Claims (3)
1. Hydropneumatischer Einrohr-Schwingungsdämpfer,
insbesondere for Kraftfahrzeuge, 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 Begrenzungsanschlage
gehindert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ass Prallelement (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 (J) für den Durchtritt der Dämpfungsflüssigkeit liegen.
2. Einrohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß -je am Randteil (6"')
des hutartigen Prallebments (6) vorhandenen Aussparungen (7) zusammen * wien 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.
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