DE3044460A1

DE3044460A1 - Hydropneumatischer zweirohr-schwingungsdaempfer, insbesondere als vorderachsbein fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3044460A1
Application number: DE19803044460
Authority: DE
Inventors: Adolf 5828 Ennepetal Adrian; Johannes J. De Baan
Original assignee: August Bilstein GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 1980-11-26
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1982-06-24
Also published as: FR2494800A1; US4428566A; FR2494800B3

Description

Patentanwälte ^DR-^{INa DliCp}"^YS· "^{V STUB1ES} 304 4 460

DIPL.-ING. P. EICHLER BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2

Firma August Bilstern GmbH & Co KG, 5828 Ennepetal 13

Hydropneümatisch&r Zweirobr-Schwingungsdämpfef, insbesondere als Vorderachsbein· für' Kr a-ft fahr zeuge

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer, insbesondere als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungsflüssigkeit und einen darin befindlichen Arbeitskolben mit "Kolbenstange enthaltenden Innenzylinder, einem damit über ein Bodenventil verbundenen, teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit und oberhalb davon vorhandenem Druckgas gefüllten Außerizylinder und einem an den oberen Zylindereriden vorhandenen Verschlußpaket für den Kolbenstangendurchtritt, das mit einer Kol.behstangeri-Außendichtung, einer darunter gelegenen, mit dem Druckgasraum des Außenzylinders verbundenen -Ringkammer sowie einer darunter gelegenen Führungsbüchse für die Kolbenstange versehen ist, wobei weiterhin eine unterhalb der Führungsbüchse gelegene Kolberistangeri-Innendichtung und ein vom Innen- zum Außen-ZyIInder führender Entlüftungskanal mit Rückschlagventil vorgesehen sind.

Die bei solchen Zweirohr-Schwingungsdämpfern vorhandene Doppelabdichtung der Kolbenstange sorgt für do fen verbesserte Abdichtung, wobei der Innendichtung die Aufgabe zufällt, die beim jeweiligen Ausfahren der Kolbenstange in der oberhalb des Arbeitskolbens gelegenen Arbeitskammerhälfte auftretenden Über- bzw. Hochdrücke von der Kolbenstangen-Außendichtung fernzuhalten, die lediglich gegen den normalen, im Außenzylinder herrschenden Druck abzudichten braucht. Der dabei weiterhin vorhandene Entlüftungskanal mit Rückschlagventil bewirkt, daß etwaiges, sich in der oberen Arbeitskammerhälfte ansammelndes Gas währendder jeweiligen Ausfahrbewegung der Kolbenstange in den · Druckgasraum des Außenzylinders gelangen kann.

Bei einem durch das DE-GM 76 19 540 bekannten hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer obiger Art ist die Kolbenstangen-Innenabdichtung in verhältnismäßig weitem Abstand von der im Verschlußpaket liegenden Führungsbüchse, nämlich noch unterhalb des im Außenzylinder vorhandenen Dämpfungsflüssigkeitsspiegels angeordnet, und zwar in einem zwischen dem Innenzylinder und einem zum Verschlußpaket führenden, dia Kolbenstange mit Abstand umgreifenden Innenrohr vorhandenen Zwischendeckel. Um die in diesem Bereich verhältnismäßig großen Durchbiegungen der Kolbenstange aufnehmen zu können, ist der die Innendichtung bildende Dichtring im Zwischendeckel begrenzt radial verschieblich gelagert. Er besitzt darüber hinaus auch eine begrenzte radiale Verschieblichkeit, da er zugleich als Rückschlagventil für eine im Zwischendeckel gelegene, den Innen- mit dem Außenzylinder

direkt verbindende Durchlaßöffnung dient, die hier den Entlüftungskanal bildet. Die oberhalb der Führungsbüchse gelegene KolbenstangenAußeridichtung steht über die sie umgebende Ringkammer und einen im Verschlußpaket vorhandenen, axial verlaufenden Verbindungskanal· in ständiger, unmittelbarer Verbindung mit dem Druckgasraum im Außerizylinder. Dieser vorbekannten Bauart haften noch mancherlei Mangel an: So kann die Kolbenstangen-Innendichtung wegen ihres oben erwähnten doppelten Bewegungsspiels die ihr zukommende Aufgabe, als Hochdruckabdichtung zu wirken, nur bedingt erfüllen, zumal sie dadurch erheblichen Abnutzungs und Ermüdungserscheinungen unterworfen ist. Weiterhin kann hier die im Verschlußpaket unterhalb der Außendichtung gelegene Führungsbüchse nicht hinreichend von der Dämpfungsflüssigkeit, insbesondere also dem Dämpfungsöl geschmiert werden, zumal sich in der darüber gelerjonein, utfindig mit dom Druckgasraum dos Außenzylinders verbundenen Ringkammer kein ölvorra.t ansammeln kann! Diese mangelhafte Ölbeaufschlagung liegt demzufolge auch bei der Kolbenstangen-Außendichtung vor.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, der eine wesentlich bessere Doppelabdichtung und Führung der Kolbenstange.iri ihrem im Verschlußpaket gelegenen Durchtrittsbereich ermöglicht und darüber hinaus auch noch eine wirksamere Entlüftung der im Innenzylinder gelegenen Arbeitskammer erlaubt. Diese Auf-■ gäbe wird ausgehend von einem Zweirohr-Schwingungsdämpfer der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,

daß die Kolbenstangen-Innendichtung unmittelbar unterhalb der Führungsbüchse im Verschlußpaket angeordnet ist und der Entlüftungskanal außerhalb der Innendichtung durch das Verschlußpaket sowie einen darin eingelegten, hauptsächlich gasdurchlässigen Porenkörper hindurchgeführt ist und in die Ringkammer einmündet, in deren zum Druckgasraum des Außenzylinders führende Verbindungsleitung das Rückschlagventil eingebaut ist. Auf diese Weise kann in der zwischen der Außendichtung und der Führungsbüchse gelegenen Ringkammer ein ständiger ölvorrat gehalten werden, so daß die Außendichtung wie auch die Führungsbüchse einer dauerhaften Ölbeaufschlagung unterworfen sind, mithin die Dichtwirkung fjer Außendichtung verbessert und die Führungsbüchse laufend gut geschmiert wird. Da die Innendichtung unmittelbar unterhalb der Führungsbüchse im Verschlußpaket angeordnet ist, braucht sie keine Kolbenstangen-Durchbiegungs- bzw. -Querkräfte aufzunehmen. Da diese Innendichtung weiterhin auch nicht den Entlüftungskanal als Rückschlagventil steuern und dementsprechend nicht axial verschioblich sioin muß, gow.'ihr.i.e 1 sU <> t nie eine dauerhafte Hochdruckabdichtung der Arbeitskammer. Letztere kann darüber hinaus durch den zur Ringkammer führenden und mit dem eingelegten Porenkörper versehenen Entlüftungskanal im Verschlußpaket wirksam entlüftet werden. Zweckmäßig ist dazu zwischen dem Porenkörper und der darüber gelegenen Ringkammer noch eine mit einer Drosselöffnung für einen gesteuerten Gas- und Öldurchlaß versehene Abdeckscheibe vorhanden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht das Verschlußpaket vorteilhaft aus einem die Innendichtung, die Führungsbüchse, den Entlüftungskanal, den Porenkörper

und die Abdeckscheibe enthaltenden Verschlußkörper und einem darauf über Distanznocken aufsitzenden, die Außendichtung enthaltenden Abschlußdeckel, wobei die zwischen beiden in Höhe der Distanznocken gelegene Ringkammer außen von einem auf einer Ringschulter des Verschlußkörpers sitzenden, das Rückschlagventil bildenden O-Ring umschlossen ist,· hinter dem sich ein in den Außenumfang des Verschlußkörpers eingearbeiteter, axial verlaufender Verbindungskanal befindet, der zum Druckgasraum des Außenzylinders führt. Hierdurch kommt man zu einer äußerst gedrängten Bauart des Verschlußkörpers, der alle funktionswesentlichen Teile, wie insbesondere die Kolbenstangen-Doppelabdichtung, deren dazwischen gelegene Führungsbüchse und auch die Entlüftungseinrichtung auf engstem Raum enthält, so daß'der Zweirohr-Schwingungsdämpfer eine verhältnismäßig kurze Baulänge bzw. einen entsprechend großen Arbeitshub besitzt.

Der Porenkörper besteht vorteilhaft aus einem Sinterring, der in einem entsprechend ausgebildeten Ringkanal des Verschlußkörpers liegt und durch die darüber gelegene, die Drosselöffnung enthaltende und entsprechend ringförmig gestaltete Äbdeckscheivbe abgedeckt ist, die zugleich mit ihrem Innenrand über die in'eine entsprechend ringförmige Aussparung des Verschlußkörpers eingesetzte Führungsbüchse greift. Da der aus Sintermetall oder -keramik bestehende Sinterring eine vergleichsweise große An- bzw. Dürchströmflache besitzt, kann or verhältnismäßig feinporig beschaffen sein, so daß er überwiegend nur gasdurchlässig ist und damit auch im Nichtbetriebszustande des Schwingungsdämpfers für eine hinreichende Ölfüllung der über ihm gelegenen Ringkammer sorgt.

Der Verschlußkörper ist zweckmäßig mit einem in den Innenzylinder hineinragenden Vorsprung versehen, in welchem sich eine die Innendichtung aufnehmende ringfor- . · mige Aussparung befindet und in dessen untere Stirnfläche das untere, dicht unterhalb der Innendichtung gelegene Ende des Entlüftungskanals eingearbeitet ist. Durch die nahe Heranführung des Entlüftungskanals an die Innendichtung ist gewährleistet, daß sich unter ihr keine Gasblasen ansammeln können und die Innendichtung bei der jeweiligen Ausfahrbewegung der Kolbenstange hinreichend vom Dämpfungsöl beaufschlagt wird.

Schließlich ist es noch von Vorteil, wenn die Innendichtung aus einem mit einer am Kolbenstangenumfang anliegenden Dichtl-ippe versehenen Dichtring besteht, der von einem ihn unter Vorspannung setzenden, elastischen O-Ring umgeben ist. Dieser O-Ring sorgt nicht nur für eine hinreichende Vorspannung des Dichtringes und dessen Dichtlippe, sondern bewirkt auch eine ausreichende Rückendichtung des Dichtringes, mit dem er zusammen in der ringförmigen Aussparung im Verschlußkörper-Vorsprung untergebracht ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfers dargestellt, wobei aber lediglich dessen orfinduncjswesentliche, im Bereich des Verschlußpakets gelegenen Teile im Schnitt wiedergegeben sind.

Der hauptsächlich als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge bestimmte hydropneumatische Zweirohr-Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus dem die Arbeitskammer 1 enthaltenden,

mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Innenzyl-inder 2 und dem. ihn konzentrisch mit Abstand umgebenden Außenzylinder 3, wobei die zwischen den beiden Zylindern vorhandene Ringkammer 4 im unteren Teil mit Dämpfungsflüssigkeit und im oberen Teil mit Druckgas gefüllt ist. Der Arbeitszylinder 1 steht mit der Ringkammer 4 über ein nicht dargestelltes, im unteren Teil des Schwingungsdämpfers gelegenes Bodenventil bekannter Ausbildung in Verbindung. Im Innenzylinder 2 ist der nicht dargestellte, in bekannter Weise mit ventilgesteuerten Durchtrittskanälen für die Dämpfungsflüssigkeit versehene Arbeitskolben verschieblich gelagert, der am unteren Ende der hier hohl ausgebildeten, oben und unten verschlossenen Kolbenstange 5 befestigt ist. Letztere ist oben aus den Zylindern 2 und 3 durch.das letztere miteinander verbindende und mit eim-· >- ntsprechenden Durchtrittsöffnung versehene, generell mit 6 bezeichnete Verschlußpaket hindurchgeführt.

Das Verschlußpaket 6 besteht im wesentlichen aus dem innenliegenden. Verschlußkörper 7 und dem darüber gelegenen Abschlußdeckel 8. Der Verschlußkörper 7 besitzt einen nach innen weisenden, in den Innenzylinder 2 hineinragenden Vorsprung 7' und liegt mit seiner zurückspringenden Schulter 7'¹ fest auf dem oberen Ende des Innenzylinders 2 auf. An seinem Außenumfang liegt der Verschlußkörper 7 an der Innenwandung des Außenzylinders 3 fest an. Der Abschlußdeckel 8 ist über Distanznocken 9 auf dem Verschlußkörper abgestützt und mit einem äußeren Dichtring 10 versehen. Durch das nach innen umgebördelte Ende 3¹ des Außenzylinders 3 werden

der Abschlußdeckel 8 und der Verschlußkörper 7 und ebenso auch die beiden Zylinder 2, 3 fest miteinander verbunden bzw. zusammengehalten.

Im Verschlußkörper 7 ist in eine ringförmige Innenausrjparung 7'·· yino vorteilhaft au« .tbriobfow l:.<.>m KvitiHfcaUoFi" bestehende Führungsbüchse 11 eingesetzt, die zur Führung der Kolbenstange 5 in diesem Durchtrittsbereich dient. Weiterhin befindet sich im Vorsprung 7' eine ringförmige Aussparung 7 , in der ein mit einer am Kolbenstangenumfang anliegenden Dichtlippe 12' versehener, aus abriebfestem Kunststoff bestehender Dichtring 12 sowie ein letzteren abstützen·"¹ r \ind ihn unter Vorspannung haltender, elastischer O-Ring 13 untergebracht sind.

Auf der Oberseite des Verschlußkörpers 7 ist ein Ringkanal 14 vorgesehen, in den ein aus Sintermetall oder Sinterkeramik bestehender Ring 15 hinreichender Porösität eingesetzt ist. Der Ringkanal 14 steht über den in den Verschlußkörper 7 eingearbeiteten, axial verlaufenden Entlüftungskanal 16 mit der Arbeitskammer 1 in Verbindung, wobei das untere Ende 16' des Entlüftungskanals in die untere Stirnfläche des Verschlußkörper-Vorsprunges 7' eingearbeitet ist und dadurch so nahe wie n:"glich an die Unterseite der Innendichtung 12 herangeführt ist. Oberhalb des Sinterringes 15 ist in eine flache ringscheibenartige Aussparung

7 des Verschlußkörpers eine ringförmig gestaltete Abdeckscheibe 17 eingesetzt, die eine entsprechend dimensionierte Drosselöffnung 18 für den gesteuerten Gas- und öldurchlaß an dieser Stelle aufweist. Mit ihrem Innenrand 17' greift die Abdeckscheibe 17 über die Führungsbüchse 11.

Oberhalb des Verschlußkörpers 7 bzw. seiner Abdeckscheibe 17 befindet sich eine durch die hier aufsitzenden Distanznocken 9 des Abschlußdeckels 8 gebildete Ringkammer 19,

VI die außen von einem auf der abgeschrägten Ringschulter 7 des Verschlußkörpers 7 sitzenden elastischen O-Ring 20 umschlossen ist, der als Rückschlagventil dient. Der hinter dem O-Ring gelegene bzw. ihn außen umgebende Ringraum 21 steht "über den in den Außenumfang des Verschlußkörpers 7 eingearbeiteten, axial verlaufenden Verbindungskanal 22 in ständiger unmittelbarer Verbindung mit dem Druckgasraum im Außenzylinder 3.

Im Abschlußdeckel 8 ist eine innenliegende ringförmige Aussparung 23·vorhanden, in der der die Kolbenstangen-Außendichtung bildende, aus einem Elastomer bestehende Dichtring eingesetzt ist, der mit seiner oberen Dichtlippe 24' und seint f •interen Dichtlippe 24'' am Kolbenstangenumfang anliegt.

Bei dor joweiligcn Ausfahrbewegung der Kolbenstange 5 und dem dadurch in der oberen Arbeitskammerhälfte 1 auftretenden Überdruck, der-durch den Innendichtung 12 wirksam aufgefangen wird, kommt es zu einer Art Pumpwirkung im Entlüftungskanal 15, wobei eine geringe Menge des Dämpfungsöle und etwa in ihr vorhandene Gasblasen durch den Porenkörper 15 und die Drosselöffnung 18 in die Ringkammer 19 gedruckt werden. Durch diesen Überdruck weitet sich der als Rückschlagventil dienende O-Ring 20 geringfügig, so daß das Gas über den Verbindungskanal 22 in den Druckgasraum im Außenzylindor 3 gelangen kann, mithin eine wirksame Entlüftung der Arbeitskammer 1 erreicht wird. Die Ringkammer 19 bleibt aber mit.Öl gefüllt, so daß die ihr benachbarte Außendichtung

* η Μ # *

W ft * f

■ * η m *

30A446G

-VO-

24 wie auch die Führungsbüchse 11 ständig von Öl beaufschlagt werden. Durch entsprechende Bemessung der in der Abdeckscheibe 17 vorhandenen Drosselöffnung kann der Gas- und öldurchlaß entsprechend gesteuert werden. Während der jeweiligen Einfahrbewegungen der Kolbenstange 5 bleibt die Ringkammer 19 durch den O-Ring 20 gegenüber dem Druckgasraum im Außerizylinder 3 verschlossen, so daß dabei kein Gas nachgesaugt werden kann. Auch ein Nach- bzw. Leersaugen von in der Ringkammer 19 befindlichem Öl tritt dabei nicht auf, da das der Porenkörper 15 verhindert.

-AM-

Leerseite

Claims

Patentanwälte ^DR-^me· ^DlVu-^PHYS- ^Η·^STURIES 30444

DIPL-ING. P. EICHLER

BRAHMSSTRASSE 29, 5600 WUPPERTAL 2 · .

Patentansprüche:

Hydropneumatischer Zweirohr-Schwingungsdämpfer, insbesondere als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungsflüssigkeit und einen darin befindlichen Arbeitskolben mit Kolbenstange enthaltenden Innenzylinder, einem damit über ein Bodenventil verbundenen, teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit und oberhalb davon vorhandenem Druckgas gefüllten Außenzylinder und einem an den oberen Zylinderenden vorhandenen Verschlußpaketfür don Kolbenstangendurchtritt, das mit ulrior Kolbenstangen-Außendichtung, einer darunter gelegenen, mit dem Druckgasraum des Außenzylinders verbundenen Ringkammer sowie einer darunter gelegenen Führungsbüchse für die Kolbenstange versehen ist, wobei weiterhin eine unterhalb der Führungsbüchse gelegene Kolbenstangen-Innendichtung und ein vom Innen- zum Außen-Zylinder führender Entlüftungskanal mit Rückschlagventil vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangen-Innendichtung (12) unmittelbar unterhalb der Führungsbüchse (11) im Verschlußpaket (6) eingeordnet ist und der Entlüftungskanal (16) außerhalb der Innendichtung (12) durch das Verschlußpaket (6) sowie einen darin eingelegten, hauptsächlich gasdurchlässigen Porenkörper (15) hindurchgeführt ist und in die Ringkammer (19) einmündet, in deren zum Druckgasraum des Außenzylinders (3) führende Verbindungsleitung (22) das Rückschlagventil (20) eingebaut ist.

- 2 - 304U60
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Porenkörper (15) und der darüber gelegenen Ringkammer (19) eine mit einer Drosselöffnung (18) für gesteuerten Gas- und Öldurchlaß versehene Abdeekscheibe (17) vorhanden ist.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußpaket

(6) aus einem die Innendichtung (12), die Führungsbüchse (11), den Entlüftungskanal (16), den Porenkörper

(15) und die Abdeekscheibe (17)· enthaltenden Verschlußkörper (7) und einem darauf über Distanznocken (9) aufsitzenden, die Außendichtung (24) enthaltenden Abschlußdeckel (8) besteht, wobei die zwischen beiden in Höhe der Distanznoeken (9) gelegene Ringkammer (19) außen von einem auf einer Ringschulter (7 ) des Verschlu."I<örpers

(7) sitzenden, das Rückschlagventil bildenden elastischen O-Ring (20) umschlossen ist, hinter dem sich ein in den Außenumfang des Verschlußkörpers (7) eingearbeiteter, axial verlaufender Verbindungskanal (22) befindet, der zum Druckgasraum des Außenzylinders (3) führt.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, d a d u r c h · gekenn, ζ ei chnet, daß der Porenkörper aus einem Sinterei^senring (15) besteht, der in einem entsprechend, ausgebildeten Ringkanal (14) des Verschlußkörpers (7) liegt und durch die darüber gelegen' , 7ie Drosselöffnung (18) enthaltende und entsprechend ringförmig gestaltete

» · · * » · · · ■ »ft * * ♦ ·

- 3 - . 304U60

Abdeckscheibe (17) abgedeckt ist, die zugleich mit ihrem Innenrand (17¹) über die in eine entsprechend ringförmige Aussparung (7¹¹¹) des Verschlußkörpers (7) eingesetzte Führungsbüchse (11) greift.
5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dad.urch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (7) mit einem in den Innenzylinder (2) hineinragenden Vorsprung (7') versehen ist, in welchem sich eine die • Innendichtung aufnehmende ringförmige Aussparung (7 ) befindet und in dessen untere Stirnfläche das untere, dicht unterhalb der Innendichtung (12) gelegene Ende (16¹) des Entlüftungskanals (16) eingearbeitet ist.
6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendichtung aus einem mit einer am Kolbenstangenumfang anliegenden Dichtlippe (12¹) versehenen Dichtring (12) besteht, der von einem ihn unter Vorspannung setzenden, elastischen O-Ring (13) umgeben ist.