DE3006174A1

DE3006174A1 - Hydraulischer daempfer

Info

Publication number: DE3006174A1
Application number: DE19803006174
Authority: DE
Inventors: Keiji Akino; Tetsuo Kato; Teiji Katsumori; Ieaki Miura
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1980-02-19
Publication date: 1980-08-28
Also published as: DE3006174C2; BR8001068A; FR2449827B1; GB2045892B; GB2045892A; FR2449827A1

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PAT E N TANWALTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . DIPL.-ING.W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN . DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MÖNCHEN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29il9 (PATHE)

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Tokico Ltd.,
Kawasa-shi / Japan

Hydraulischer Dämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Dämpfer für die Verwendung an einer Fahrzeugaufhängung mit einem aus einem inneren und äußeren Rohr bestehenden Doppelrohrgehäuse, mit einem im inneren Rohr verschiebbaren Kolben, der das Innere des inneren Rohres in zwei Ölkammern aufteilt, mit einer am Kolben befestigten Kolbenstange, die durch eine der Ölkammern nach außen verläuft,und mit einer zwischen dem inneren und äußeren Rohr befindlichen, Öl und Gas enthaltenden Aufnahmekammer·

In Erwiderung auf die Bewegung des Kolbens steht das Öl des inneren Rohres mit dem Öl der Aufnahmekammer in Verbindung, um den Volumenwechsel des inneren Rohres zu kompensieren· Dieser Volumenwechsel wird durch die Bewegung der Kolbenstange in das oder

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aus dem inneren Rohr verursacht. Beim Betrieb des Dämpfers entsteht beziehungsweise gelangt eine geringe Gasmenge in das innere Rohr, und zwar infolge eines Belüftungsphänomens oder dergleichen· Es ist daher notwendig, dafür zu sorgen, daß dieses Gas zur Aufrechterhaltung der normalen Dämpfungseigenschaften des Dämpfers in die Aufnahmekammer zurückkehrt. Weiterhin ist es erforderlich, zu verhindern, daß in der Aufnahmekammer befindliches Gas in das innere Rohr gelangt, insbesondere wenn der Druck in der einen Kammer beim Einziehhub des Dämpfers abnimmt·

Daher wurde üblicherweise die eine Kammer im inneren Rohr, in das die Kolbenstange ragt, mit dem Gas enthaltenden Abschnitt der Aufnahmekammer über einen Strömungsweg verbunden, welcher mit einem Rückschlagventil versehen ist. Das Rückschlagventil erlaubt dem Strömungsmittelstrom von der einen Ölkammer zur Aufnahmekammer zu fließen und blockiert den Strömungsmittelstrom in die entgegengesetzte Richtung, Das Rückschlagventil umfaßt üblicherweise ein nachgiebiges bzw. elastisches Ventilglied mit einem beweglichen Lippenabschnitt zum Öffnen oder Schließen des Ventils. Das Ventilglied soll eine ausreichende Flexibilität haben, so daß es schnell zum Öffnen des Ventils versetzt werden kann. Ebenso soll das Ventilglied eine ausreichende Steifigkeit haben, um den geschlossenen Zustand des Ventils gegen den Gasdruck in der Aufnahmekammer aufrechtzuerhalten. Jedoch ist es schwierig diesen entgegengesetzten Erfordernissen zu genügen. Es wurden bereits verschiedene Vorschläge hinsichtlich des zu verwendenden Materials, der Härte, der Dicke oder dergleichen gemacht· Wenn beispielsweise der Basisabschnitt des Lippenabschnitts aus einem weichen Material be-

steht oder so ausgebildet ist, daß er eine geringere Dicke hat, um den vorgenannten Erfordernissen zu genügen, dann kann allerdings dieses Ventilglied nicht dem bestehenden Gasdruck widerstehen· Wenn die Steifigkeit des Basisabschnittes des Lippenabschnittes erhöht wird, werden die Ventilöffnungseigenschaften beeinträchtigt.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Ventilglied zu schaffen, welches einerseits leicht und schnell öffnet bzw. schließt und andererseits dem Druckgas der Aufnahmekammer in ausreichendem Maße widersteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Strömungswege eine Ölkammer mit dem Gas enthaltenden Abschnitt der Aufnahmekammer verbinden, daß eine Dichtung das Gehäuse gegenüber der Umgebung abdichtet und gleitend die Kolbenstange aufnimmt, daß ein nachgiebiges bzw· elastisches Ventilglied mit einem Lippenabschnitt versehen ist, welcher als Einwegventil wirkt, damit Strömungsmittel nur von der einen Ölkammer zum Gas enthaltenden Abschnitt der Aufnahmekammer über die genannten Strömungswege gelangen kann, daß der Lippenabschnitt von einem Basisabschnitt im wesentlichen in Richtung der Achse des Dämpfers ausgeht, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um den Basisabschnitt des Ventilgliedes abzustützen, um zumindest einen Teil der Kraft aufzunehmen, die vom Gasdruck ausgeht, der radial nach innen relativ zur Achse des Dämpfers auf den Basisabschnitt wirkt·

Durch die besondere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ventils werden die eingangs genannten entgegengesetzten Anforderungen an ein derartiges Ventil auf besonders günstige Weise und mit einfachen technischen Mitteln gelöst·

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig· I einen Längsschnitt durch einen hydraulischen Dämpfer gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des wesentlichen Teils der Fig. 1 und

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht mit der Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte hydraulische Dämpfer besteht aus einem Doppelrohrgehäuse 1. Dieses Gehäuse 1 besteht aus einem inneren Rohr 2 und einem äußeren Rohr 6. Das innere Rohr 2 besteht aus einem rohrförmigen Körper 3, einer Stangenführung 4, die das obere Ende des rohrförmigen Körpers 3 abschließt, und einem Bodenflansch 5, welcher das untere Ende des rohrförmigen Körpers schließt. Das äußere Rohr 6 besteht aus einem rohrförmigen Körper 7, dessen oberes und unteres Ende durch einen Stirndeckel 8 bzw. den Bodenflansch 5 geschlossen ist. Die Stangenführung 4 lokalisiert das innere Rohr 2 koaxial zum äußeren Rohr 6. Im inneren Rohr 2 arbeitet ein Kolben 9, der das Innere in zwei Ölkammern A und B aufteilt. Eine am Kolben 9 befestigte Kolbenstange 10 ragt durch die Ölkammer B, welche als eine Ölkammer gilt, die Stangenführung 4, eine vom Stirndeckel 8 gehaltene Dichtung 17 und den Stirndeckel 8 und von dort zur Aussenseite des Gehäuses 1. Am jeweiligen äus-

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seren Ende der Kolbenstange 10 und des Bodenflansches 5 ist ein Anschlußring 11 befestigt, um den hydraulischen Dämpfer beispielsweise an einem Fahrzeug festzulegen.

Die Kammern A und B sind mit Öl 12 gefüllt. In einem Ringraum zwischen dem äußeren und inneren Rohr 2 und 6 befindet sich eine Aufnahmekammer C, die im unteren Abschnitt Öl 12 enthält und im oberen Abschnitt Druckgas 13. Der untere Abschnitt der Aufnahmekammer C ist über eine Öffnung 14, die im unteren Abschnitt des inneren Rohres 2 ausgebildet ist und deren Durchtrittsbereich als Drossel wirkt, mit der Ölkammer A verbunden. Im Kolben 9 ist ein Dämpfkraft-Erzeugungsmechanismus bekannter Art vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform umfaßt dieser Mechanismus eine Vielzahl von Kanälen 15, die den Kolben 9 durchlaufen, um die Kammern A und B miteinander zu verbinden. Weiterhin umfaßt dieser Mechanismus eine nachgiebige Ventilscheibe 16 zum Öffnen oder Schließen der Kanäle 15.

Entsprechend der deutlichen Darstellung in Fig. 2 liegt die Dichtung 17 gleitend an der äußeren Umfangsflache der Kolbenstange 10 an und ist in den inneren Umfang des Stirndeckels 8 eingesetzt bzw. eingepaßt, wodurch das Innere des Gehäuses 1 gegenüber der Umgebung abgedichtet ist. Im Raum zwischen der Dichtung 17 und der Stangenführung 4 ist eine ringförmige Ventilkammer D ausgebildet. Die Ventilkammer D steht über einen engen Spalt 18 zwischen der Kolbenstange 10 und der Stangenführung 4 mit der Ölkammer B in Verbindung. Weiterhin steht die Kammer D über einen in der Stangenführung 4 ausgebildeten Kanal 19 mit dem das Druckgas enthaltenden Abschnitt der Aufnahmekammer C in Verbindung. Daher sind die Kammern B und C über einen Strömungsweg verbunden, welcher die Kanäle 18 und 19 und die

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Ventilkammer D umfaßt·

In der Ventilkammer D befindet sich ein Ventilglied 20, welches aus nachgiebigem und/oder elastischem Material, wie Gummi oder dergleichen besteht· Das Ventilglied 20 ist ringförmig ausgebildet und weist einen Flanschabschnitt 20a auf, welcher im wesentlichen radial zur Dämpferachse verläuft· Ein ringförmiger Lippenabschnitt 20b des Ventilgliedes 20 verläuft im wesentlichen senkrecht nach unten, d.h· im wesentlichen senkrecht zum Flanschabschnitt 20a in Richtung des Inneren des Gehäuses. Der Flanschabschnitt 20a wird durch eine Feder 22, die zwischen der Stangenführung 4 und einem Abstützteil 21 wirkt, gegen die Unterseite der Dichtung 17 gedrückt·

In der Oberseite der Stangenführung 4 ist eine ringförmige Ausnehmung 4a ausgebildet. Auf der Innenwand der Ausnehmung 4a ist ein Ventilsitz 4b ausgebildet, welcher mit dem Lip— penabschnitt 20b des Ventilglieds 20 zusammenwirkt. Wenn der Lippenabschnitt 20b am Ventilsitz 4b anliegt, teilt das Ventilglied 20 die Ventilkammer D in eine mit dem Kanal 18 in Verbindung stehende innere Ventilkammer D^ und eine mit dem Kanal 19 in Verbindung stehende äußere Ventilkammer D~ auf und isoliert die Verbindung zwischen diesen beiden Kanälen derart, daß die Aufnahmekammer C von der Ölkammer D isoliert ist. Wenn der Lippenabschnitt 20b von dem Ventilsitz 4b abhebt, stehen die Kammern B und C miteinander in Verbindung.

Das Versetzen des Lippenabschnittes 20b relativ zum Ventilsitz 4b entweder hinsichtlich einer Anlage oder eines Abhebens am oder vom Ventilsitz wird durch eine hin- und her-

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gehende Bewegung des Lippenabschnitts 20b in Richtung des Radius der Kolbenstange 10 und um den Basisabschnitt 20c des Lippenabschnitts 20b bewirkt. Der Basisabschnitt 20c hat eine größere Dicke als die des Endbereiches des Lippenabschnittes 20b und stützt sich an einem ringförmigen Vorsprung 17a der Dichtung 17 ab. Dieser ringförmige Vorsprung 17a steht von der Unterseite der Dichtung 17 ab, nimmt gleitend die Kolbenstange 10 auf und hat eine ausreichende Dicke in Radialrichtung zur Abstützung des Basisabschnittes 20c, wodurch verhindert wird, daß der Lippenabschnitt 20b radial nach innen übermäßig verformt wird. Der Flanschabschnitt 20a des Ventilgliedes 20 und die Unterseite der Dichtung 17, an der der Flanschabschnitt 20a anliegt, sind nach oben und nach außen schrägverlaufend ausgebildet, wodurch das Ventilglied 20 zuverlässig relativ zur Dichtung 17 ausgerichtet werden kann. Das Ventilglied 20 kann integriert durch Kleben oder dergleichen mit der Dichtung 17 verbunden sein. Das Ventilglied 20 hat einen weiteren Lippenabscnnitt 2Od, welcher sich am äußeren Umfang des Flanschabschnittes 20a befindet, um an der Innenseite des Stirndeckels 8 zur Anlage zu kommen, wodurch die Dichtigkeit des Gehäuses erhöht wird. Der Lippenabschnitt 2Od kann zum Füllen von Druckgas in die Aufnahmekammer C als Rückschlagventil wirken· Um leicht den GasfüllVorgang vollziehen zu können, ist am äußeren Umfang der Dichtung zumindest ein weggeschnittener Abschnitt 17b ausgebildet. Beim Füllen von Gas in die Aufnahmekammer C wird die Dichtung 17 nach unten versetzt, damit der weggeschnittene Abschnitt 17b mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Versorgung mit Druckgas erfolgt von außen her. Der Lippenabschnitt 2Od verbiegt sich radial nach innen und löst sich vom Stirndeckel 8. So wird Druckgas zur Aufnahmekammer C geleitet. Danach wird die auf die Dichtung 17 aufgebrachte Druckkraft beseitigt. Dies hat zur Folge, daß infolge der

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Federkraft des Lippenabschnitts 2Od und durch die Wirkung der Federkraft der Feder 22 der Lippenabschnitt 2Od mit der Innenseite des Stirndeckels 8 in Berührung gelangt, um so die Aufnahmekammer C gegenüber der Umgebung zu isolieren.

Beim Betrieb, wenn die Kolbenstange 10 nach innen oder nach unten gedruckt wird, wird das Öl 12 in der Kammer A mittels des Kolbens 9, welcher an der Kolbenstange 10 befestigt ist, komprimiert. Der äußere Umfangsabschnitt der Ventilscheibe 16 wird dabei nach oben abgebogen, so daß das Öl bei Erzeugung einer Dämpfkraft durch die Kanäle 15 in die Kammer B strömt. Das Öl in der Kammer A strömt ebenso durch die Öffnung 14 in die Aufnahmekammer C. Das Volumen des in der Aufnahmekammer C befindlichen Gases 13 nimmt um einen Betrag ab, der der Zunahme des Eintauchens der Kolbenstange 10 in das Rohr 2 entspricht. Der Druck des Gases in der Aufnahmekammer C wirkt auf den äußeren Umfang des Lippenabschnittes 20b und hält diesen dadurch im geschlossenen Zustand. Eine übermäßige Verformung des Lippenabschnittes 20b in Richtung radial nach innen wird durch den Basisabschnitt 20c verhindert, welcher am vorstehenden Abschnitt 17a der Dichtung 17 anliegt.

Wenn sich die Kolbenstange 10 entsprechend der Darstellung in der Zeichnung nach oben bewegt, d.h. aus dem Rohr herausgezogen wird, wird das Öl in der Ölkammer B komprimiert. Der innere Umfangsabschnitt der Ventilscheibe 16 wird nach unten abgebogen, so daß das in der Ölkammer B befindliche Öl in die Kammer A strömt, wobei eine Dämpfkraft erzeugt wird. Jegliches Gas, welches in der Ölkammer B enthalten sein könnte, und zwar infolge eines Belüftungsphänomens oder dergleichen, gelangt durch den Spalt 18 und von dort

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in die innere Ventilkammer D^· Beim Ausziehhub des Kolbens verbiegt dieses in die Ventilkammer D^ strömende Gas den Lippenabschnitt 20b des Ventilgliedes 20 und gelangt somit in die äußere Ventilkammer Dg. Der vorstehende Abschnitt 17a der Dichtung 17 behindert nicht die Bewegung des Lippenabschnittes 20b in die Richtung radial nach außen, so daß das in der Ölkammer B befindliche Gas zuverlässig in die Aufnahmekammer C zurückkehren kann.

Bei der beschriebenen Ausführungsform wirkt der auf dem Kolben 9 befindliche Dämpfkraft-Erzeugungsmechanismus sowohl beim Auszieh- als auch beim Einziehhub des Dämpfers. Jedoch kann ein Dämpfkraft-Erzeugungsmechanismus, welcher beim Einziehhub wirksam ist, am bodenseitigen Ende der Kammer A befestigt sein, wobei zugleich der Dämpfkraft-Erzeugungsmechanismus, welcher am Kolben 9 angeordnet ist, beim Ausziehhub des Dämpfers wirksam ist.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein ringförmiges Abstützteil aus einem radial abstehenden Flansch 23a und einem vertikal verlaufenden, rohrförmigen Abschnitt 23b besteht, welche Teile aus steifem Material, wie Metall, hartes Kunstharzmatsrial oder dergleichen sind· Dieses Abstützteil befindet sich zwischen der Dichtung 17 und dem Ventilglied 20. Der rohrförmige Abschnitt 23b liegt eng an der radialen Innenseite des Basisabschnittes 20c des Lippenabschnittes 20b des Ventilgliedes 20 an und verhindert ein Versetzen oder ein Verformen des Basisabschnittes 20c in radialer Richtung nach innen. Das Ventilglied 20 kann integriert durch Kleben oder Sintern mit dem Abstützteil 23 verbunden sein.

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Der Betrieb der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ähnelt dem der ersten Ausführungsform.

Wie bereits beschrieben wurde, kann ein Verformen oder Versetzen des Lippenabschnittes des Ventilgliedes bei geschlossenem Ventil infolge des Gasdruckes in der Aufnahmekammer zuverlässig verhindert werden. Das Ventilglied kann für einen zufriedenstellenden Betrieb derart ausgebildet sein, daß das Einwegventil sich schnell und leicht öffnen kann, wenn dies gewünscht wird, und bleibt zuverlässig geschlossen, wenn sich kein Gas in der Ölkammer B befindet. Somit können die Betriebseigenschaften des Dämpfers verbessert werden.

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Claims

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PATENTANWÄLTE

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Kawasa-shi / Japan

Hydraulischer Dämpfer

Patentansprüche :

Hydraulischer Dämpfer mit einem aus einem inneren und äusseren Rohr bestehenden Doppelrohrgehäuse, mit einem im inneren Rohr verschiebbaren Kolben, der das Innere des inneren Rohres in zwei Ölkammern aufteilt, mit einer am Kolben befestigten Kolbenstange, die durch eine der Ölkammern nach außen verläuft, und mit einer zwischen dem inneren und äußeren Rohr befindlichen, Öl und Gas enthaltenden Aufnahmekammer, dadurch gekennzeichnet , daß Strömungswege (18, D^, D₂, 19) eine Ölkammer (B) mit dem Gas enthaltenden Abschnitt der Aufnahmekammer (C) verbinden,

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daß eine'Dichtung (17) das Gehäuse (1) gegenüber der Umgebung abdichtet und gleitend die Kolbenstange aufnimmt, daß ein nachgiebiges beziehungsweise elastisches Ventilglied (20) mit einem Lippenabschnitt (2Ob) versehen ist, welcher als Einwegventil wirkt, damit Strömungsmittel nur von der einen Ölkammer (B) zum Gas enthaltenden Abschnitt der Aufnahmekammer (C) über die genannten Strömungswege gelangen kann, daß der Lippenabschnitt (20b) von einem Basisabschnitt (2Oc) im wesentlichen in Richtung der Achse des Dämpfers ausgeht, und daß eine Einrichtung (17aj 23b) vorgesehen ist, um den Basisabschnitt (2Oc) des Ventilgliedes (20) abzustützen, um zumindest einen Teil der Kraft aufzunehmen, die vom Gasdruck ausgeht, der radial nach innen relativ zur Achse des Dämpfers auf den Basisabschnitt (20c) wirkt·

2· Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß am inneren Rohr (2) zum Abschließen der einen Ölkammer (B) und zum Führen der Gleitbewegung der Kolbenstange (10) eine Stangenführung (4) befestigt ist, daß am äußeren Rohr (6) zum Schließen des Endes des Gehäuses und zum Zurückhalten der Dichtung (17) ein Stirndeckel (8) befestigt ist, daß die Strömungswege von einem Spalt (18) zwischen der Stangenführung (4) und der Kolbenstange (10) gebildet sind,und daß der Lippenabschnitt (20b) des Ventilgliedes (20) mit der Stangenführung (4) zusammenwirkt.

3. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Abstützeinrichtung für den Basisabschnitt (20c) des Ventilgliedes (20) von einem ringförmigen Vorsprung (17a) gebildet ist, welcher integriert an

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der Dichtung (17) ausgebildet ist und in Richtung auf die Achse des Dämpfers verläuft, daß der innere Umfang des Vorsprungs (17a) im Gleitzustand an der Kolbenstange (10) anliegt, und daß dessen äußerer Umfang eng und dicht an dem inneren Umfang des Basisabschnittes (2Oc) des Ventilgliedes (20) anliegt,

4. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Basisabschnitt (2Oc) des Ventilgliedes (20) am inneren Umfang eines ringförmigen Abstützteils (23) befestigt ist, welches aus starrem beziehungsweise steifem Material besteht, und daß dieses Abstützteil (23) gegen die axial innere Fläche der Dichtung (17) drückt.

5· Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Ventilglied (20) mittels einer Feder (22) gegen die axial innere Fläche der Dichtung (17) gedrückt wird, und daß die Feder (22) zwischen der Stangenführung (4) und dem Ventilglied (20) wirkt.

6. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Ventilglied (20) mit einem weiteren Lippenabschnitt (2Od) versehen ist, welcher dichtend an der Innenseite des Stirndeckels (8) anliegt.

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