DE2342033A1

DE2342033A1 - Hydraulischer stossdaempfer

Info

Publication number: DE2342033A1
Application number: DE19732342033
Authority: DE
Inventors: Teiji Katsumori; Shinji Yokoyama
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1972-08-21
Filing date: 1973-08-20
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2197130B1; DE2342033C3; JPS5214831B2; DE2342033B2; GB1440205A; JPS4938064A; FR2197130A1

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard UaH 8 München 22 Steinsdorf str. 21-22 Tel. 29 84

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TOKICO LTD., 6-3, Fujimi 1-chome, Kawasaki-lm, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken / JAPAN

:- Hydraulischer Stoßdämpfer

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer für ein Motorfahrzeug und insbesondere einen hydraulischen Stoßdämpfer für eine energieabsorbierende Einrichtung, wie sie beispielsweise zwischen der Stoßstange und dem Chassis eines Motorfahrzeuges vorgesehen ist,

Stoßdämpfer dienen «fezu, den Aufprall z& absorbieren, weswegen sie das Fahrzeug im FaEe eines Zusammenstoßes schützen. Der

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ORfÖiNAL INSPECTED

Stoßdämpfer "arbeitet" daher üblicherweise nicht, jedoch wird von ihm gefordert, daß er im Notfall ausreichend und zufriedenstellend funktioniert. .· .. _:· '-

Korrosion, Rost und hierdurch bewirkte Ölleckverluste sind üblicherweise gravierende Probleme, die bei einem hydraulischen Stoßdämpfer auftreten. Solche Probleme nehmen aber, wenn es sich um einen Stoßdämpfer handelt, äußerst gravierende Ausmaße an, da die bewegli chen Teile des Stoßdämpfers über einen langen Zeitraum hinweg im Ruhezustand gehalten werden und die Oberfläche einer beim Stoßdämpfer verwendeten Kolbenstange oder eines Innenzylüiders im normalen ausgefahrenen Zustand der Atmosphäre ausgesetzt ist.'.

Außerdem wirkt bei einem Unfall ein sehr hoher Öldruck auf die Öldichtung des Stoßdämpfers, was die Lebensdauer der Dichtung stark beeinträchtigt oder die Dichtung sogar zerstören kann, wenn der Aufprall stark genug. -. --.-."

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, und einen hydraulischen Stoßdämpfer als Energieschluckeinrichtung zur Verhinderung eines Zusammenstoßes zu schaffen, der leicht herzustellen ist und gewährleistet, daß seine beweglichen Teile auch über einen langen Zeitraum hinweg beweglich bleiben und sich nicht festfressen.' ^;

Die Merkmale des zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Stoßdämpfers ergeben sich aus den Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist der Stoßdämpfer gekennzeichnet durch einen ersten Kolben, der am inneren Ende eines Innenzylinders, dieses

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verschließend, befestigt ist und dort eine Mündungsöffnung aufweist, durch einen am Außenumfang dos Innenzylinders ausgebildeten zweiten Kolben in axialem Abstand zum ersten Kolben, wobei der erste und zweite Kolben in einem Außenzylinder verschieblich sind, durch einen verschieblich im Innenzylinder angeordneten Freikolben, durch eine den Freikolben in Richtung des ersten Kolbens drückende Federeinrichtung, wobei der Außenzylinder mit einem Hydraulikfluid gefüllt ist, das über die Mündungsöffnung mit dem Innenzylinder vor dem Fr.eikolben sowie über einen im Innenzylinder vorgesehenen radialen Durchlaß mit einem Ringraum in Verbindung steht, der durch den ersten und zweiten Kolben zwischen dem Außenzylinder und Innenzylinder begrenzt bzw. gebildet ist, :

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt jeweils im Schnitt in

Fig. 1 den erfindungsgemäßen hydraulischen Stoßdämpfer;.

Fig. 2 eine Teilansicht einer abgewandelten Ausführungsform des Stoßdämpfers und -, , ■

Fig. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein erster Kolben 2 mittels Verschrau bung am linken Ende eines Lirienzylinders 1 befestigt. Das rechte Ende des Zylinders 1 ist mittels eines hiermit einstückigen Flansches 3 verschlossen, der seinerseits an eins r Stoßstange eines nicht dargestellten Automobils befestigt werden kann.

Am Außenumfang dus Iimeiisy linders 1 ist-im" Mittelteil ein zweiter

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Kolben 4 ausgebildet, wobei beide Kolben 2, 4 innerhalb eines Außenzylinders 5 verschieblich Bind. Im ersten Kolben 2 ist eine Mündungsöffnung 6 vorgesehen, durch die hindurch sich axial ein sich konisch verjüngender Dosierzapfen 7 erstreckt.

Im Innenzylinder 1 ist verschieblich ein Freikolben 8 vorgesehen, bei zwischen diesem Freikolben 8 und dem Innenzylinder 1 ein O-Ring angeordnet ist. Es ist daher aufgrund des Freikolbens 8 der Innerizylinder in seinem Inneren in eine erste und zweite Kammer 10 bzw. 12 unterteilt. In der ersten Kammer 10 ist abgedichtet ein Druckgas enthalten, das den Freikolben 8 nach links zu drücken sucht. Statt dem Druckgas oder zusätzlich zu diesem kann auch eine mechanische Federeinrichtung, wie beispielsweise eine Schraubendruckfeder, vorgesehen werden. . ^; ; .

Durch den ersten sowie durch den zweiten Kolben 2, 4 und durch die zylindrischen Wände des Außenzylinders 5 sowie des Innenzylinders 1 wird ein Ringraum bzw. eine Ringkammer 13 begrenzt bzv/. gebildet. In der zylindrischen Wand des Innenzylinders 1 ist ein radialer Durchlaß 11 vorgesehen, der die Ringkammer 13 mit der Zylinderkammer verbindet. ' · .

Vor dem ersten Kolben 2 ist im Außenzylinder 5 eine Kammer 14 ausgebildet. Diese steht mit der Kammer 12 des Innenzylinders 1 über die Mündungsöffnung 6 in Verbindung.

Diese untereinander in Verbindxmg stehenden Kammern 12, 13 und 14 sind mit einem Hydraulikfluid gefüllt, wobei die genannten Teile im normalen ausgefahrenen Zustand die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung einnehmen. Hierbei wirkt im Gleichgewichtszustand der gleiche

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Druck auf die gegenüberliegende Seite (rechte Seite) des Freikolbens

Der Außenzylinder 5 kann mittels eines Flansches 15 sowie mittels eines Bolzens 16 am nicht dargestellten Chassis oder Körper eines Automobils befestigt werden.

Am rechten Ende des Außenzylinders 5 ist zur Verhinderung einer nach rechts erfolgenden Bewegung des Kolbens 4 ein Anschlag 17 vorgesehen, wodurch die Gesamtlänge des Stoßdämpfers bestimmt wird. Am Innenzylinder ist eine aus elastisch federndem Material bestehende Dichtung 18 oder ein Dichtungsring derart angeordnet, daß er gegen die Innenschulter des zweiten Kolbens 4 anliegt und auf diese Weise verhindert, daß in der Ringkammer 13 enthaltenes Öl hieraus aufgrund von Leckage austritt. ;

Wenn sich der Stoßdämpfer in Tätigkeit befindet, d.h. bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeuges mit einem anderen Gegenstand, wird der Flansch 3 einer äußeren Kraft unterworfen, die üblicherweise als Aufprall oder Stoß wirkt und den Innenzylinder 1 nach links in den Außenzylinder 5 drückt. Hierdurch verstärkt sich der in der Kammer 14 gegebene Öldruck, wodurch das Öl von dieser Kammer 14 durch die Mündungsöffnung 6 in die Kammer 12 fließt und sich der Freikolben 8 nach rechts bewegt, so daß das Volumen der Kammer 10 verkleinert wird. Der kleine Öldurchlaß, der durch die Mündungsöffnung 6 und den Dosierzapfen 7 gebildet ist, sorgt für die Dämpfungskraft. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Dosierzapfen 7 an seinem rechten Ende sich verjüngend ausgebildet, weswegen der freie Raum oder die Durchlaßfläche zwischen dom Dosierzapfen 7 und der Mündungsöffnung 6 abnimmt, wenn sich der Kolben 2 bzw. dor Innenzylinder 1 nach links in den Außenzylinder 5 hineinbewegfc.

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Hierdurch wird in Abhängigkeit von der abnehmenden Kolbengeschwindigkeit eine weitgehend konstante Dämpfungskraft gewährleistet. Selbstverständlich ist auch eine andere Ausbildung des Dosierzapfens 7 und der Mündungsöffnung 6 möglich.

Der Öldruck in der Kammer 12 bewirkt, daß sich der Freikolben 8 im Innenzylinder 1 nach rechts bewegt, wodurch das Volumen der Kammer 10 verkleinert und der hierin gegebene Gasdruck vergrößert wird. Der vergrößerte Gasdruck wirkt nun im Sinne einer Vergrößerung des Öldrucks in den Kammern 12, 13, was sich wiederum auf den Dichtungsring 18 auswirkt. Es wird daher der auf den Dichtungsring 18 wirkende Öldruck durch den in der Kammer 10 gegebenen Gasdruck bestimmt, weswegen auf ihn keinerlei dynamischer Druck wirkt. Aus diesem Grund kann der maximale Druckwert im Hinblick auf die Dimensionierung des Dichtungsrings 18 leicht durch die anfängliche Einstellung des Gasdrucks bestimmt werden, weswegen stets ein ausreichender Dichtungseffekt gewährleistet ist.

Wie schon erwähnt, wird der Dichtungsring 18 gegen den zweiten Kolben 4 gedrückt, und zwar aufgrund des in der Ringkammer 13 gegebenen Öldrucks, der dem in der Kammer 10 gegebenen Gasdruck entspricht. Hierdurch ist die Innenfläche des Außenzylinders 5 von außen her geschützt. Folglich können auch der Dichtungsring 18 und der zweite Kolben 4 gleichmäßig und sanft an der Innenfläche des Außen-· Zylinders 5 gleiten, wobei diese Innenfläche selbst dann mit Öl geschmiert ist, wenn die Außenflächen der Zylinder 1, 5 in großem Ausmaß verrostet sind und wenn der Stoßdämpfer einer durch einen Zusammenstoß oder dgl. hervorgerufenen äußeren Kraft unterworfen wird. -

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Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen abgewandelten Ausführungsform weist der zweite Kolben 4 eine Umfangsnut oder -ausnehmung zur Aufnahme eines aus synthetischem Kunststoff bestehenden Ringes oder Hülsenteiles 19 auf. Aufgrund dieses Hülsenteiles 19 ist gewährleistet, daß der zweite Kolben 4 und der Außenzylinder 5 stets gegeneinander verschieblich sind, weswegen auch über einen sehr langen Zeitraum hinweg verhindert werden kann, daß sich der Außenzylinder 5 und der zweite Kolben 4 aufgrund von Rostausbildung gegenseitig festfressen.

Bei der weiterhin abgewandelten Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist zwischen dem äußeren Ende des zweiten Kolbens 4 und dem Anschlag eine Staubdichtung 20 angeordnet, die verhindert, daß in den Stoßdämpfer Staub oder Schmutzwasser eintritt. Hierdurch wird die Widerstandsfähigkeit gegen Rost und Korrosion weiter gesteigert. Die Staubdichtung 20 kann durch einen geeigneten Gummiverschluß ersetzt werden. ·

Aus Vorstehendem wird deutlich, daß der beschriebene Stoßdämpfer ungeachtet seiner normalerweise seltenen Anwendung stets eine zuverlässige Dämpfungsfunktion gewährleistet, da die beiden Kolben 2, an der konstant mit Öl versorgten Innenfläche des Außenzylinders 5 gleiten, ohne daß die konstant der Atmosphäre ausgesetzte Außenfläche des Innenzylinders 1 mit der Innenfläche des Außenzylinders 5 in Berührung kommt. Hierdurch wird mit Sicherheit verhindert, daß die Innenfläche des Außenzylinders 5 rostet oder korrodiert.

Aufgrund des in der Kammer 10 enthaltenen Druckgases oder der Feder wirkt das Öl auf den Dichtungsring 18 stets mit demselben Druck, unter dem das in der Kammer enthaltene Gas oder die Feder steht, ein, ohne daß ein dynamischer Druck ausgeübt wird. Aus

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diesem Grund können die Druckv/iderstandsfähigkeit und die Lebensdauer des Dichtungsrings 18 in großem Ausmaß verbessert werden, ■und es ist ein gleichmäßiger Betrieb des Stoßdämpfers gewährleistet, ohne daß sich ein Ölleckverlust ergibt. ..

Der beschriebene Stoßdämpfer kann äußerst leicht hergestellt werden, da lediglich der erste und der zweite Kolben 2, 4 in Verschiebeeingriff mit dem Außenzylinder 5 kommen. Aus diesem Grund ist es nicht erforderlich, die Außenfläche des Innenzylinders 1 äußerst genau herzustellen und fein zu bearbeiten.

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Claims

IJ Hydraulischer Stoßdämpf er, gekennzeichnet durch einen ersten Kolben (2) der am inneren Ende eines Innenzylinders (1), dieses verschließend, befestigt ist und dort eine Mündungsöffnung (6) aufweist, durch einen am Außenumfang des Innenzy linde rs (I) ausgebildeten zweiten Kolben (4) in axialem Abstand zum ersten Kolben (2), wobei der erste und zweite Kolben (2, 4) in einem Außenzyluider (5) ver-· schieblich sind, durch einen verschieblich im Innenzylinder (1) angeordneten Freikolben (8), durch eine den Freikolben (8) in Richtung des ersten Kolbens (2) drückende Federeinrichtung, wobei der Außenzylinder (5) mit einem HydrauliLfluid gefüllt ist, das über die Mündungsöffnung (6) mit dem Bmenzylindor. (1) vor dem Freikolben (8) sowie über einen im Innenzylinder (1) vorgesehenen radialen Durchlaß (11) mit einem Ringraum (13) in Verbindung steht, der durch den ersten_ und zweiten Kolben (2, 4) zwischen dom Außonzylinder (5) und Innenzylinder (1) gebildet ist. . .
2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungs öffnung eine an der ra.cüal verlaufenden Wand des ersten Kolbens (2) ausgebildete axiale Öffnung (6) ist, durch die hindurch sich ein am geschlossenen Snde des Außenzylinders (5) befestigter Dosierzapfen (7) erstreckt. . .-.-_.. -. .
3. Stoßdämpfer nach Ansxmieh 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierzapfen ein sich konisch verjüngender Zapfen (7) ist.
4. Stoßdämpfer nach einem eier Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtimg eine Gasfeder und/oder eine Schraubendruckfeder ist. .

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SAD ORtQINAL
5. Stoßdämpfer nach einom der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (4) eine Hülse (19) oder einen Ring aus Kunstharz aufnimmt, die mit dem Außenzylinder (5) in Eingriff steht. ; ■':. ; '. . ■"'-"."":-.-"■-'.
6. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß am inneren Ende des zweiten Kolbens (4) eine Öldichtung (18) vorgesehen ist.
7. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß am äußeren Ende des zweiten Kolbens (4) eine Staubdichtung (20) oder ein Gummiverschluß angeordnet ist.

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