DE3110677C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stoß­ dämpfer, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Stoßdämpfern der bezeichneten Art treten zwischen dem Kolben und der Rohrinnenwand Radialbelastungen auf, die in statischem Zustand beträchtlich sind und die für dyna­ mische Zustände hohe Werte erreichen. Die durch diese Radialbelastungen erzeugte Reibung verursacht ein ge­ wisses Maß an Ungleichheit im Betriebsverhalten des Stoß­ dämpfers. Um diese Ungleichheit gering zu halten, ist es bereits üblich, den Kolben mit einem Ring aus Kunststoff­ material mit einem geringen Reibungskoeffizienten (üblicherweise Polytetrafluoräthylen) zu versehen, um seine Gleitfähigkeit zu verbessern.

Ein gattungsgemäßer hydraulischer Stoßdämpfer ist aus der FR 63 350, Zusatz zu FR 10 24 802 bekannt. Bei diesem Stoßdämpfer ist die durch das Lager- und Dichtelement begrenzte Ringkammer innerhalb des Kolbens ausgebildet und über die Dämpfungsventile an die entsprechenden Druckräume angeschlossen. Der Druck in der Ringkammer ist daher stets etwas geringer als der im belasteten Druckraum; vor allen Dingen aber baut sich der Druck in der Ringkammer erst verzögert auf. Dies ist in bezug auf die radiale Anpreßkraft des Dichtelementes an die Rohr­ innenwand und damit für die Dichtwirkung von Nachteil. Hinzu kommt, die aufwendige Montage der zweifach vorhan­ denen und jeweils zweiteilig ausgeführten Dichtelemente.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 77 25 868 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem von einem elastischen, hülsenförmigen Dichtelement umgebenen Kolben bekannt, dieses Dichtelement begrenzt jedoch keine Beauf­ schlagungskammer im Sinne der Erfindung. Vielmehr ist das Dichtelement an seiner Stirnseite mit Ausnehmungen ver­ sehen, so daß ein Aufspreizen des Dichtelementes zum Zwecke einer verbesserten Abdichtung nicht möglich ist. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 73 30 737 ist ein Schwingungsdämpferkolben bekannt, welcher mit einem labyrinthartig geschlitzten, ringförmigen Dichtelement versehen ist. Das Dichtelement ist zwischen zwei am Kol­ ben ausgebildeten Absätzen mit geringem axialen Spiel an­ geordnet und mittels einer zwischen den Absätzen vorge­ sehenen ringförmig umlaufenden Rippe radial gegen die Innenwand des Dämpferrohres gepreßt. Zwischen der Kolben­ mantelfläche und dem Dichtelement entsteht zwar eine ringförmige Kammer, welche über den Ringspalt zwischen der Stirnseite des Dichtelementes und dem entsprechenden Absatz am Kolben mit einem Druckraum verbunden ist, je­ doch ist ein Druckaufbau innerhalb dieser ringförmigen Kammer nicht zufriedenstellend sichergestellt, da sich ein Druck von gleicher Höhe natürlich auch in dem Ring­ spalt zwischen Dämpferrohr und Dichtungselementaußen­ mantel ausbilden kann. Ein Druckaufbau in der Ringkammer zwischen Kolbenmantelfläche und Dichtelement ist insbe­ sondere wegen der nötigen Strömungsumkehr im Bereich des Kolbenabsatzes schwierig. Durch die Erhöhung der Flächen­ pressung zwischen Dichtelement und Dämpferrohr im Bereich der Rippe wird außerdem das radiale Aufspreizen des Dichtelementes behindert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Stoßdämpfer derart weiterzubilden, daß eine optimale Dichtwirkung zwischen Kolben und Dämpfer­ rohr erreicht wird, wobei der Stoßdämpfer kostengünstig zu fertigen und einfach montierbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Lager- und Dichtelement labyrinth­ artig geschlitzt ist, um die Leckage zwischen Kolben und Dämpfungsrohrwand so gering wie möglich zu halten.

Eine in bezug auf Fertigung und Montage besonders günstige Ausführungsform sieht vor, daß die Druckkammer durch einen axial über die Stirnwand des Kolbens ragenden Abschnitt des Dichtelementes, die Stirnfläche des Kolbens und einen stirnseitig angeordneten Vorsprung am Kolben begrenzt ist, wobei ein ringförmiges elastisches Halteele­ ment am Vorsprung befestigt ist und die Stirnfläche des Abschnittes beaufschlagt.

Da die maximale Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen beim Ausfahren der Kolbenstange auftritt und da die Abdichtung zwischen Kolben und Zylinderwand in der Zugphase am wichtigsten ist, ist vorgesehen, daß die Ringkammer an denjenigen Druckraum angeschlossen ist, der beim Ausfahren der Kolbenstange komprimiert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und im folgenden näher beschrieben; es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen hy­ draulischen Zweirohr-Teleskopstoß­ dämpfer in Höhe des Kolbens,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Kolbens mit den dazugehörigen Teilen in auseinandergezogener Anordnung,

Fig. 3 eine andere Ausbildung des elastischen Elements.

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

Der Kolben 14 hat erste radial außen ringförmig an­ geordnete Durchlässe 20, die dazu dienen, beim Ein­ fahrhub des Stoßdämpfers die hydraulische Flüssigkeit in Richtung des Pfeils A durchzulassen. Zweite, radial innen ringförmig angeordnete, gedrosselte axiale Durch­ lässe 22 im Kolben 14 lassen die hydraulische Flüssigkeit 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 einer starren ring­ förmigen Scheibe 26 besteht, die an ihrer Innenseite eine Reihe von auf dem Umfang verteilten radialen Vor­ sprüngen 28 hat, die verschiebbar auf dem Vorsprung 24 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 ein­ greift.

Die Strömung durch die radial innen liegenden Durchlässe 22 wird von einem Verschlußventil gesteuert, das einen Stapel elastisch verformbarer ringförmiger Scheiben 34 umfaßt. Eine starke Schraubenfeder 36 liegt über eine kragenförmige Hülse 38, die gleitbar auf einer den Zapfen 16 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 14 gedrückt. Die Bundmutter 42 dient auch als Gegenlager für die Feder 36.

Ein geschlitzter Ring 44 aus Polytetrafluoräthylen oder ähnlichem Kunststoffmaterial mit einem niedrigen Rei­ bungskoeffizienten ist zwischen dem Kolben 14 und der Innenwand des Innenzylinders 12 angeordnet.

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

Der Ring 44 ist in bezug auf den Innenzylinder 12 ver­ schiebbar. An der einen Seite liegt er axial an einem ringförmigen Kolbenflansch 46 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 befin­ det 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 Ele­ ment in Form einer Scheibe 52 aus elastischem Blech be­ festigt. 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 darge­ stellt; die Löcher 54 können aber beispielsweise auch durch sektorförmige Öffnungen ersetzt werden.

Der Ring 44 hat einen Abschnitt 44 a, der über die der Kolbenstange 18 benachbarte Stirnseite des Kolbens 14 hervorragt. Der Außenbereich der Scheibe 52 drückt elastisch gegen die entsprechende ringförmige Stirnfläche des vorspringenden Ringabschnitts 44 a, um die gegenüber­ liegende Stirnfläche des Rings 44 ohne Spiel gegen den Kolbenflansch 46 zu halten.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, wird eine Ringkammer 56 zwi­ schen der Scheibe 52 und dem entsprechenden Kolbenende abgegrenzt. Diese Ringkammer 56 wird an ihrer Außen­ seite von dem vorspringenden Abschnitt 44 a des Rings 44 abgegrenzt. Durch die Löcher 54 ist die Ringkammer 56 ebenfalls mit dem Druckraum zwischen dem Innenzylinder 12 und der Kolbenstange 18 verbunden.

Beim Ausfahrhub des Stoßdämpfers wird der zwischen dem Innenzylinder 12 und der Kolbenstange 18 erzeugte hohe Öldruck in die Ringkammer 56 übertragen und wirkt radial auf den vorspringenden Abschnitt 44 a des Rings 44. Auf diese Weise wird der vorspringende Abschnitt 44 a aufge­ spreizt und mit großer Kraft gegen die Innenseite des Innenzylinders 12 gedrückt, wodurch die Dichtung im Hinblick auf die durchtretende hydraulische Flüssigkeit verbessert wird. Die elastische Kraft, mit der die elastische Scheibe 52 gegen den Ring 44 drückt, muß so gewählt sein, daß sie diese Aufspreizung nicht hemmt, ein Axialspiel des Rings 44 jedoch ständig ausschließt.

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

So kann ebenfalls die gebohrte Scheibe 52 von einem sternförmigen Teil 152 (Fig. 3) ersetzt werden. Das elastische Teil 152 hat einen Ring von radialen Stegen 58, deren Außenränder an die Stirnseite des vorspringenden Abschnitts 44 a des Rings 44 angrenzen.

Zwischen den Stegen 58 sind sektorförmige Einschnitte 60 angebracht, die dieselbe Funktion wie die Löcher 54 ha­ ben.

Claims (6)

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 ge­ füllt sind, welche bei Betrieb des Stoßdämpfers unter­ schiedliches Druckniveau aufweisen, wobei am Kolben ein hülsenförmiges, geschlitztes Lager- und Dichtelement vorgesehen ist, das unter Einwirkung des hydraulischen Druckes einer im Bereich des Kolbens ausgebildeten und von dem Lager- und Dichtelement begrenzten Ringkammer elastisch in radialer Richtung spreizbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (56) an einer Stirnseite des Kolbens (14) ausgebildet ist und mit dem Druck des angrenzenden Druckraumes beaufschlagt ist.

2. Hydraulischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager und Dichtelement (44) labyrinthartig geschlitzt ist.

3. Hydraulischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (56) durch einen axial über die Stirnwand des Kolbens (14) ragenden Abschnitts (44 a) des Lager- und Dichtele­ mentes (44), die Stirnfläche des Kolbens (14) und einen stirnseitig angeordneten Vorsprung (24) des Kolbens (14) begrenzt ist, wobei ein elastisches Halteelement (52, 152) am Vorsprung (24) befestigt ist und die Stirnfläche des Abschnittes (44 a) beaufschlagt.

4. Hydraulischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (56) an denjenigen Druckraum angeschlossen ist der beim Ausfahren der Kolbenstange (18) komprimiert wird.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Element (52, 152) eine Scheibe (52) ist, die mit ringförmig angeordneten Ausnehmungen (Bohrungen 54) versehen ist.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elastische Element (52, 152) sternförmig ist und an seiner Außenseite eine Anzahl von Einschnitten (60) und radialen Stegen (58) hat, die an dem vorspringenden Abschnitt des Ringes (44 a) anliegen.