DE3110677A1

DE3110677A1 - Hydraulischer stossdaempfer

Info

Publication number: DE3110677A1
Application number: DE3110677A
Authority: DE
Inventors: Guido Torino Brambilla
Original assignee: IAO Industrie Riunite SpA
Current assignee: ITT Industrie Riunite SpA
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1981-12-24
Also published as: ES267158U; GB2072799B; IT8067464A0; DE3110677C2; FR2479388A1; FR2479388B1; IT1128244B; ES267158Y; GB2072799A

Description

IAO Industrie Riunite S.p.A. 19. Febr. 1981

Beinasco, Turin 67464-A/8o

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■! G. Brambilla -

\ Hydraulischer Stoßdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stoßdämpfer, bestehend aus mindestens einem einen Arbeitsraum umgebenden Rohr und einem in diesem Rohr verschiebbaren Kolben, der derj Arbeitsraum in zwei Druckräume aufteilt, die mit Druckmedium gefüllt sind, welche bei Betrieb des Stoßdämpfers unterschiedliches Druckniveaxi aufweisen.

Bei Stoßdämpfern der bezeichneten Art treten zwischen dem Kolben und der Rohrinnenwand Radialbe]astungen auf, die in statischem Zustand beträchtlich sind und die für dynamische Zustände hohe Werte erreichen. Die durch diese Radialbelastungen erzeugte Reibung verursacht ein gewisses Maß an Ungleichheit im Betriebsverhalten des Stoßdämpfers. Um diese Ungleichheit gering zu halten, ist es bereits üblich, den Kolben mit einem Ring aus Kunststoffmaterial mit einem geringen Reibungskoeffizienten (üblicherweise1Poly±etrafluoräthylen) zu versehen, um seine Gleitfähigkeit j zu verbessern.

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In einer bekannten Anordnung ist der Ring zwischen einem ringförmigen Flansch, der Bestandteil des Kolbens ist, und einem, einen ringförmigen Absatz bildenden, am Kolben angeordneten Element axial urtVersdhiebbar angeordnet. Bei dieser bekannten Anordnung befindet sich der Flansch an dem Ende des Kolbens/ von dem aus sich die Kolbenstange erstreckt, wählend das andere Element starr ist und gegen das andere Kolb^nende verankert

ist. j

Die bekannte Lösung stellt insofern ein Problem dar, als es schwierig ist, den Ring mit ^inem minimalen Axialspiel zwischen dem Flansch und flas am Kolben angeordnete Element einzupassen, so daß sich einerseits der Ring aufgrund des Öldrucks gegen die Rpharinnenwand ausdehnen kann und dadurch eine gute Dichtung bildet und andererseits der Ring keinen axialen Bewegungen in bezug auf den Kolben ausgesetzt sein soll. . ' '

Die erforderlichen Arbeitsgänge, mit denen dieses optimale Spiel erreicht wird, haben sehr enge Toleranzgrenzen und sind deshalb teuer.

Bei der bekannten Anordnung ergibt sich ferner die Schwierigkeit, daß der auf die Innenseit*; des Rings wirkende Öldruck, der die AufWeitung bewirkt, orst aufgebaut ist, nachdem das öl durch die Durchlässe gepreßt worden ist, die notwendigerweise sehr eng sein müssen. Infolgedessen findet die Aufweitung in der Praxis 'auf nicht sehr wirksame Art statt. I

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Stoßdämpfer der vorgenannten Art zu»schaffen, der die beiden erwähnten Schwierigkeiten ausschaltet.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen Kolben und Rohr ein in Hubrichtung am Kolben gesichertes, hülsenförmiges Lager- und Dichtungselement vorgesehen ist, daß das hülsenförinige Element unter Einwirkung des hydraulischen Drucks einer üruckkammer elastisch in radialer Richtung spreizbar ausgebildet ist und sich an die Rohrinnenwand anlegt und daß das hülsenförmige Element einen Schlitz aufweist, v/elcher als Labyrinth im Sinne einer Labyrinthdichtung ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung spreizt sich das hülsenförmige Lager- und Dichtungselement unter dem hohen hydraulischen Druck in z.B. der die Kolbenstange umgebenden Druckkammer auf und liegt dichtend an der Rohrinnenwand an. Das Aufspreizen wird erleichtert durch einen Längsschlitz, der zur Vermeidung des Durchtritts von Hydraulikflüssigkeit von einer Druckkammer in die andere Druckkammer als Labyrinthdichtung gestaltet ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung erhält man durch die Anordnung eines Hohlraums im Bereich des Kolbens, der am Außenumfang von dem hülsenförmigen Element begrenzt ist und der mit einer Druckkammer in Verbindung steht, so daß z.B. der hohe Druck in der die Kolbenstange umgebenden Druckkammer auch ungemindert im Hohlraum vorhanden ist und das Aufspreizen bewirkt. Das Aufpreizen erfolgt somit besonders wirkungsvoll mit dem höchstmöglichen Druck.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, daß der Kplbenflansch an dem Kolbenende angeordnet ist, das dem Kolbcnende gegenüberliegt, von dem aus sich die Kolbenstange urstreckt und daß das Halteelement ein mit Ausnehmungen versehenes elastisches Element ist,welches einerseits an einem Kolbenvorsprung gehalten ist und andererseits an der Stirnfläche des geschlitzten Rings anliegt

j und daß zwischen der Stirnseite des Kolbens und dem elastischen Teil eine Ringkammer abgegrenzt ist, die an ihrem Außenumfang von einem Abschnitt (fies Rings abgegrenzt ist, der in bezug auf die Stirnseite des Kolbens vorspringt.

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Durch diese vorteilhafte Ausgestaltunti| ist ein Ausschalten axialer Bewegungen des Rings ijn bezug auf den Kolben gewährleistet, da das elastische; Element den Ring axial gegen den Flansch drückt. Andererseits kann das elastische Element so gestaltet we&den, daß die auf die entsprechende Ringstirnseite wirkende Kraft nicht ausreicht, ein zum Zweck des AufSpreizens erforderliches Gleiten zu verhindern.Darüber: hinaus ist ein Aufspreizen des Rings in dem Bereich sichergestellt, der einer guten Abdichtung am meisten bedarf. Bekanntlich wird in einem hydraulischen Stoßdämpfer! der beschriebenen Art der größte Öldruck ±n dem Raum, in dem sich die Kolbenstange befindet, erzeugt, wenn die Länge dieser Kammer bei Ausfahrhüben des Stoßdämpfers reduziert wird. Da besagte Ringkammer durch die Ausnehmungen des elastischen Elements mit diesem Raum in Verbindung steht, wirkt der hohe Druck sofort unmittelbar auf den Bereich des Rings, der die Ringkammer in Umfangsrichtung abgrenzt. Andererseits stellt die Schaffung einer Abdichtung bei den Einfahrhüben des Stoßdämpfers kein

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Problem dar, da bekanntlich der Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des Kolbens bei diesen Hüben nicht besonders relevant ist.

Ausführungsbiispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Hand im folgenden näher beschrieben; es zeigen: Γ

Figur 1: einen Längsschnitt durch einen hydraulischen Zweirohr-Teleskopstoß-

\dämpfer in Höhe des Kolbens.

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Figur 2: eine perspektivische Darstellung des ,Kolbens mit den dazugehörigen Teilen ■' in ifuseinandergezogener Anordnung.

Figur 3:!ein0 andere Ausbildung des elastischen ., Elements.

In den Figuren 1 und 2 ist ein hydraulischer Zweirohr-Stoßdämpfer mit zwei koaxialen Zylindern, einem Außenzylinder 10 und einem Innenzylinder 12 dargestellt. Der Innenzylinder 12 enthält einen verschiebbaren Kolben 14. Ein Zapfen 16 der Kolbenstange 18 erstreckt sich zentral durch dien Kolben 14.

Der Kolben 14 hat erste radial außen ringförmig angeordnete Durchlässe 20, die dazu dienen, beim Einfahrhub des Stoßdämpfers die hydraulische Flüssigkeit in Richtung Öes Pfeils A durchzulcissen. Zweite, radial innen ringförmig'angeordnete, gedrosselte axiale Durchlässe 22 im kolben 14 lassen die hydraulische Flüssigkeit

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in die entgegengesetzte, mit dem Pfeil B gekennzeichnete Richtung durch.

Das der Kolbenstange 18 zugewandte Ende des Kolbens 14 hat einen mittigen, ringförmigen Vorsprung 24, dessen Hauptfunktion weiter unten beschrieben werden wird. Die Strömung durch die Durchlässe 20 wird von einem Verschlußventil gesteuert, das aus ^iner starren ringförmigen Scheibe 26 besteht, die an ihrer Innenseite eine Reihe von auf dem Umfang verteilten radialen Vorsprüngen 28 hat, die verschiebbar auf dem Vorsprung 2 4 angeordnet sind. Dem Verschlußventil gegenüber befindet sich eine konische Schraubenfeder 30, die einerseits am Verschlußventil anliegt und andererseits in eine an der Außenseite des Vorsprungs 24 verlaufende Nut 32 eingreift.

Die Strömung durch die radial innen liegenden Durchlässe 22 wird von einem Verschlußventll gesteuert, das einen Stapel elastisch verformbarer ringförmiger Scheiben 34 umfaßt. Eine starke Schraubenfeder 36 liegt über eine kragenförmige Hülse 38, die gieitbar auf einer den Zapfen umgebenden Buchse 40 angeordnet ist, an den Scheiben 34 an. Die Buchse 40 wird von einer auf das Gewindeende des Zapfens 16 geschraubten Bundmutter 42 gegen den Kolben gedrückt. Die Bundmutter 42 dient aifich als Gegenlager für die Feder 36.

Ein geschlitzter Ring 44 aus Pölytetraf luoräthylen oder ähnlichem Kunststoffmaterial mit eimern niedrigen Reibüngskoeffizienten ist zwischen dem!Kolben 14 und der Innenwand des Innenzylinders 12 angeordnet.

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Die Umfangsenden des Rings 44 haben einander ergänzende Absätze, durch die eine Labyrinthdichtung ausgebildet ist, die dazu dient, das Durchtreten der hydraulischen Flüssigkeit fön einer Stirnseite des Kolbens 14 zur anderen Stirnseite minimal zu halten, wenn der Ring 4 zwischen dem.Kolben 14 und dem Innenzylinder 12 gehalten ist.

Der Ring 44 ist in bezug auf den Innenzylinder 12 verschiebbar. Ah der einen Seite liegt er axial an einem ringförmigen Kolbenflansch 4 6 an, der einstückig mit dem Kolben 14 ausgebildet ist und sich an dem Ende des Kolbens 14 befindet, das dem Kolbenende gegenüberliegt, von dem aus sich die Kolbenstange 18 erstreckt.

Zwischen der Kolbenstange 18 und dem Zapfen 16 befindet sich wegen der unterschiedlichen Durchmesser ein Absatz 48. Ein Distanzring 50 liegt am Absatz 48 an und umgibt den Zapfen 16 ohne größeres Spiel. Zwischen dem Distanzring 50 und der entsprechenden Stirnseite des Vorsprungs 24 ist ein ringförmiges elastisches Element in Form einer Scheibe 52 aus elastischem Blech befestigt. Die Befestigung der Scheibe 52 erfolgt durch die Bundmutter 42 über die Buchse 40 und den Kolben 14.

Die Scheibe 52 ist mit Ausnehmungen versehen. In der Fig. 2 sind über einen Ring verteilte Löcher 54 dargestellt; die JLöcher 54 können aber beispielsweise auch durch Sektorförmige öffnungen ersetzt werden.

Der Ring 44 hat einen Abschnitt 44a, der über die der Kolbenstange 16 benachbarte Stirnseite des Kolbens 14 hervorragt, per Außenbereich der Scheibe 52 drückt elastisch gegen die entsprechende ringförmige Stirnfläche des

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vorspringenden Ringabschnitts 44a,; um die gegenüberliegende Stirnfläche des Rings 44 bhne Spiel gegen den Kolbenflansch 46 zu halten. ι

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird eine Ringkammer 56 zwischen der Scheibe 52 und dem entsprechenden Kolbenende abgegrenzt. Diese Ringkammer 56 wipd an ihrer Außenseite von dem vorspringenden Abschnitt 44a des Rings 44

abgegrenzt. Durch die Löcher 54 ist die Ringkammer 56 ebenfalls mit dem Druckraum zwischen dem Innenzylinder und der Kolbenstange 18 verbunden.·

Beim Ausfahrhub des Stoßdämpfers w£.rd der zwischen dem Innenzylinder 12 und der Kolbe/istajige 18 erzeugte hohe Öldruck in die Ringkammer 56 ÜEbertjragen und wirkt radial auf den vorspringenden Abschnitt 4&a des Rings 44. Auf diese Weise wird der vorspringende; Abschnitt 44a aufgespreizt und mit großer Kraft gegen! die Innenseite des Innenzylinders 12 gedrückt, wdäurefc die Dichtung im Hinblick auf die durchtretende hydraulische Flüssigkeit verbessert wird. Die elastische Krfift, mit der die elastische Scheibe 52 gegen den Ring 44 drückt, muß so gewählt sein, daß sie diese Aüfsprfeizung nicht hemmt, ein Axialspiel des Rings 44 jedoch* ständig ausschließt.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführung ist nicht die einzig mögliche. So kann z.B. fter Vorsprung 24, der als Abstandshalter für die elaktische Scheibe 52 wirkt, eine Distanzhülse sein, die vom Kolben 14 getrennt ist.

So kann ebenfalls die gebohrte Schlsibe 52 von einem sternförmigen Teil 152 (Fig. 3) ersetzt werden. Das elastische Teil 152 hat einen Ring von radialen Stegen 58,

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deren Außenränder an die Stirnseite des vorspringenden Abschnitts 44a des Rings 44 angrenzen.

Zwischen den,Stegen 58 sind sektorförmigc Einschnitte GO angebracht, die dieselbe Funktion wie die Löcher 54 haben. j

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Leerseite

Claims

ΙΛΟ Industrie Riunite S.ρ.Λ. 19. Febr. 1981

_n . 67464-A/8O

Bemasco, Turm st/ow^/k

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G. Brambilla - 4

Patentansprüche

( 1.) Hydraulischer Stoßdämpfer, bestehend aus mindestens einem einen Arbeitsraum umgebenden Rohr und einem in diesem Rohr verschiebbaren Kolben,, der den Arbeitsraum in zwei Druckräume aufteilt, die mit Druckmedium gefüllt sind, welche bei Betrieb des Stoßdämpfers unterschiedliches Druckniveau aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolben (14) und Rohr (12) ein in Hubrichtung am Kolben (14) gesichertes, hülsenfÖrmiges Lager- und Dichtungselement (44) vorgesehen ist, daß das hülsjenförmige Element (44) unter Einwirkung des hydraulischen Drucks einer

i Druckkammer elastisch in radialer Richtung spreizbar ausgebildet ist und sich an die Rphrinnenwand anlegt und daß das hülsenförmige Element (44) einen Schlitz aufweist, welcher als Labyrinth im Sinne einer Labyrinthdichtung ausgebildet ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Kolbens (14) ein Hohlraum (56) ausgebildet ist, dessen radial äußere Begrenzung durch das hülsenfÖrmige Element (4 4) gebildet wird und daß der Hohlraum (56) mit mindestens einer Druckkammer verbunden 1st, wodurch das hülsenförmige Element (44) in radialer Richtung durch den Druck der betreffenden Druckkammer aufgespreizt wird.

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-3. Stoßdämpfer nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichne t, daß der ringförmig ausgeb.ildet.cj Kolben (14) auf einem Zapfen (16) zwischen einem Absatz (48) einer Kolbenstange (18) und einer auf einem Gewindeende des Zapfens (16) aufgeschraubten Mutter (42) befestigt ist und Längsdurchlässe (2o,22) und diesen zugeordnete Scheibenventile (26,3-1) aufweist und am Außenumfang einen geschlitzten Ring (44) aus Kunststoffmaterial mit einem geringen Reibungskoeffizienten hat, der seinerseits zwischen dem Kolben (14) und der Rohrinnenwand angeordnet und axial zwischen einem ringförmigen, einstückigen Kolben-

angeordneten

flansch (46) und einem am Kolben (14)/, ringförmigen, vorspringenden Halteelement befestigt ist und daß der Kolbenflansch (46) an dem Kolbenende angeordnet ist, das dem Kolbenende gegenüberliegt,von dem aus sich die Kolbenstange (18) erstreckt und daß das Halteelement ein mit Ausnehmungen versehenes elastisches Element (52,152) ist, welches zwischen dem Absatz (48) der Kolbenstange (18) und einem ringförmigen Vorsprung (24), der an dem entsprechenden Kolbenende angeordnet ist, mittig gehalten ist und daß zwischen der St.i rnsoito des Kolbens (14) und dem elantischen Teil (52) eine Ringkammer (56) abgegrenzt ist, in die die; Öffnungen der Durchlässe (2o,22) mik:den und daß die IU ng kammer (56) an ihrem Außonurafaiig von einem Abschnitt (44a) des Rings (44) abgegrenzt ist, der in bezug auf die Stirnseite des Kolbens (14) vorspringt.

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4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3:, dacjurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (52, 152) eine Scheibe (52) ist, die mit ringförmig angeordneten Ausnehmungen, insbesondere Bohrungen (54) versehen ist.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 3 _f dadurch gekennzeichnet, daß das elastische "Element (52,152) sternförmig (152) ist und an seiner Außenseite eine

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Anzahl von Einschnitten (6o) un<ä radialen Stegen (58)

i hat, die an dem vorspringenden Abschnitt des Rings (44a) anliegen und daß die Stege ($8) und die Einschnitte (60) abwechselnd angeordnet sind.

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