DE3202152A1

DE3202152A1 - Hydraulic shock absorber

Info

Publication number: DE3202152A1
Application number: DE19823202152
Authority: DE
Inventors: Herbert 7000 Stuttgart Mehren; Helmut 7302 Ostfildern Wulf
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1982-01-23
Filing date: 1982-01-23
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE3202152C2

Abstract

The invention relates to a hydraulic shock absorber with dissipation of the heat from the shock absorber fluid to the ambient air directly via a heat-dissipating rib system. In order to better reach the points at which the heat is generated and in order to reduce the constructional outlay and space requirement for such cooling, a system of heat exchanger tubes is provided inside the piston rod, which is of hollow design, and this system extends right into the piston, which is likewise of hollow design. The heat-dissipating rib system, which is integrated into the articulation eye or into the portion in which the latter makes the transition to the piston rod, is attached at the upper end of the piston rod.

Description

Hydraulischer Stoßdämpfer Hydraulic shock absorber

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus der DE-OS 22 45 334 oder der DE-OS 24 56 002 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a hydraulic shock absorber according to the preamble of claim 1, such as from DE-OS 22 45 334 or DE-OS 24 56 002 appears as known.

Bei den bekannten Stoßdämpfern ist in unmittelbarer Nachbarschaft zu dem Zylinder ein Ölvorratsraum angeordnet, der außenseitig eine kühlende Verrippung trägt; durch die Kolbenbewegungen des Stoßdämpfers wird die Dämpferflüssigkeit durch den Vorratsraum hindurchgefördert, so daß aufgrund des ständigen Ölaustausches und der Wärmeabgabe in den Vorratsbehälter eine unzulässige Ölerwärmung vermieden werden kann. Die Gefahr einer Überhitzung der Stoßdämpfer ist vor allen Dingen bei geländegängigen Fahrzeugen gegeben, insbesondere dann, wenn diese relativ rasch durchs Gelände fahren sollen. Bei extremen Fahrbedingungen über längere Zeit entsteht an den Drosselstellen des Stoßdämpfers mehr Wärme, als durch Abstrahlung an die Umgebungsluft abgeführt werden kann. Die Wärmeentwicklung entsteht an den Drosselbohrungen des Kolbens, der sich derartig stark aufheizen kann, daß es zu Materialschäden und damit zum Ausfall des Schwingungsdämpfers kommen kann. Eine extreme thermische Belastung hydraulischer Stoßdämpfer kann auch zur Zerstörung der Hydraulikflüssigkeit führen, welche dann ihre Schmiereigenschaft verliert, so daß es zum Fressen zwischen Kolben und Zylinder kommen kann. Zwar sind diese Schäden durch die bekannten gekühlten Stoßdämpfer vermeidbar, sofern die Flüssigkeitsvolumina und die wärmeabstrahlenden Flächen ausreichend bemessen werden; jedoch wird dadurch das Gewicht, der Preis und das Bauvolumen des Stoßdampfers erheblich vergrößert. Außerdem wird der Federungskomfort des Fahrzeugs verschlechtert, weil die ungefederten Massen größer werden; das -wenn auch nur geringfügig, so aber doch spürbar - erhöhte Fahrzeuggewicht verursacht darüber hinaus laufend einen vermehrten Kraftstoffbedarf.The well-known shock absorbers are in the immediate vicinity an oil reservoir is arranged next to the cylinder and has cooling ribs on the outside wearing; The damper fluid flows through the piston movements of the shock absorber conveyed through the storage space, so that due to the constant oil exchange and the heat dissipation into the storage tank, impermissible oil heating can be avoided can. The risk of overheating the shock absorbers is above all with off-road vehicles Vehicles given, especially when they drive relatively quickly through the terrain should. In extreme driving conditions over a long period of time, it occurs at the throttle points the shock absorber more heat than is dissipated by radiation into the ambient air can be. The heat development occurs at the throttle bores of the piston, which can heat up so much that it can lead to material damage and thus to Vibration damper failure can occur. An extreme thermal load of hydraulic Shock absorbers can also lead to the destruction of the hydraulic fluid, which then loses its lubricating properties, so that there is seizure between the piston and cylinder can come. Although this damage can be avoided by the well-known cooled shock absorbers, provided that the liquid volumes and the heat-radiating surfaces are adequately dimensioned will; however, this increases the weight, price and volume of the shock absorber considerably enlarged. In addition, the suspension comfort of the vehicle is impaired, because the unsprung masses increase; that - even if only slightly, so but but noticeable - increased vehicle weight also causes a constant increase Fuel requirement.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirksame Stoßdämpferkühlung anzugeben, die die oben erwähnten Nachteile vermeidet, die also den Stoßdämpfer nicht oder nur ganz unwesentlich im Gewicht, Bauvolumen und Preis erhöht.The object of the invention is to provide effective shock absorber cooling, which avoids the disadvantages mentioned above, so the shock absorber does not or only marginally increased in weight, construction volume and price.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Durch die Anwendung einer Wärmerohrkühlung im Innern der Kolbenstange kann die Wärme vom unmittelbaren Entstehungsort, nämlich vom Kolben abgeführt werden. Die Unterbringung in der Kolbenstange ist platz- und gewichtssparend. Eine Vermehrung des Ölvolumens ist nicht erforderlich, weil die Wärme direkt vom Entstehungsort abgeführt werden kann, außerdem ist eine Ölkühlung über den im Öl steckenden Teil der Kolbenstange erreichbar.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features solved by claim 1. By using heat pipe cooling inside the The piston rod can absorb the heat from the immediate place of origin, namely from the piston be discharged. The accommodation in the piston rod saves space and weight. An increase in the oil volume is not necessary because the heat is directly from the The place of origin can be discharged, there is also an oil cooling system over the in the oil stuck part of the piston rod accessible.

Ausgestaltungen der Erfindung und weitere Vorteile können den Unteransprüchen bzw. der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles entnommen werden; dabei zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch einen hydraulischen Stoßdämpfer nach der Erfindung und Figur 2 einen Querschnitt durch den Stoßdämpfer nach Fig.l entlang der Schnittlinie II-II.Refinements of the invention and further advantages can be found in the subclaims or the following description of an embodiment shown in the drawings be removed; show: Figure 1 is a longitudinal section through a hydraulic shock absorber according to the invention and FIG. 2 shows a cross section through the shock absorber according to Fig.l along the section line II-II.

Der in den Figuren dargestellte hydraulische Stoßdämpfer enthält einen Zylinder 1, der unterseitig mit einem Zylinderboden 4 mit Anlenkauge und oberseitig mit einem Zylinderdeckel 2 mit nichtung 3 zum Durchtritt der Kolbenstange versehen ist. Im Innern ist axial gleitend ein Kolben 5 mit Kolbendichtung 6 und einer Kolbenstange 12 angeordnet.The hydraulic shock absorber shown in the figures includes a Cylinder 1, the underside with a cylinder base 4 with articulation eye and on the top provided with a cylinder cover 2 with notch 3 for the passage of the piston rod is. A piston 5 with a piston seal 6 and a piston rod is axially sliding inside 12 arranged.

Der Kolben teilt den flüssigkeitsgefüllten Zylinder in zwei Arbeitskammern 11 und 11', die übere mehrere Drosselbohrungen 8 drosselnd miteinander in Verbindung stehen, wobei die Drosseln über membranartige Verschlußfedern 10 und 10' nach Art von Rückschlagventilen wechselseitig verschließbar sind, um für den Hin- bzw. Rückweg unterschiedliche Dämpfungscharakteristika zu erzielen.The piston divides the liquid-filled cylinder into two working chambers 11 and 11 ', which are connected to one another in a throttling manner via a plurality of throttle bores 8 stand, the throttles via membrane-like locking springs 10 and 10 'according to Art can be closed alternately by non-return valves to allow for the way there and back to achieve different damping characteristics.

Zur Abfuhr der beim Arbeiten des Stoßdämpfers entstehenden Wärme vom Kolben ist die Kolbenstange 12 als sogenanntes Wärmerohr ausgebildet. Die Kolbenstange besteht aus einem Rohr, welches einen Innenraum 13 umschließt und das auf seiner Innenseite mit einer Kapillarstruktur 14 versehen ist, die in Form von kleinen Längsrillen oder einer Auskleidung mit einem Siebgewebe oder einem Metallfilz gebildet werden kann, Das Rohr der Kolbenstange ist hermetisch dicht an den Kolben 5 bzw. an das Anlenkauge 15 der Kolbenstange bzw. dessen Übergangs- bzw. Befestigungsabschnitt 16 angelötet oder geschweißt, Im Bereich ihres oberen Endes ist die Kolbenstange mit einer wärmeabgebenden Verrippung 18 versehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel an dem Übergangsabschnitt 16 des Anlenkauges angebracht ist.To dissipate the heat generated when the shock absorber is working Piston, the piston rod 12 is designed as a so-called heat pipe. The piston rod consists of a tube which encloses an interior space 13 and on its Inside is provided with a capillary structure 14 in the form of small longitudinal grooves or a lining with a screen fabric or a metal felt can, The tube of the piston rod is hermetically sealed to the piston 5 or to the Articulation eye 15 of the piston rod or its transition or fastening section 16 soldered or welded, the piston rod is in the area of its upper end with heat-emitting ribs 18 provided that when shown Embodiment is attached to the transition section 16 of the articulation eye.

Es handelt sich dabei um dünne scheibenförmige oder ringförmige Kühllamellen, die mit ihrem inneren Rand in den zylindrischen Übergangsabschnitt 16 gut wärmeleitend eingegossen sind. Aufgrund ihres guten Wärmekontaktes mit dem Übergangsabschnitt und aufgrund ihrer dichten Packung und dünnen Ausgestaltung kann mit ihnen eine relativ hohe Wärmemenge an die Umgebungsluft abgeführt werden.These are thin disk-shaped or ring-shaped cooling fins, which conducts heat well with its inner edge in the cylindrical transition section 16 are poured. Because of their good thermal contact with the transition section and because of their close packing and thin configuration, a relatively high amounts of heat are dissipated to the ambient air.

Das Wärmerohrsystem der Kolbenstange ist evakuiert und gezielt mit einer bestimmten Menge eines verdampfbaren und kondensierbaren Mediums, z.B. eines Kältemittels zu einem kleinen Bruchteil gefüllt. Dieses zunächst flüssige Kältemittel sammelt sich an der geodätisch tiefsten Stelle des Wärmerohrsystems, nämlich im Bereich des Kolbens, wo auch die Wärme beim Arbeiten des Stoßdämpfers entsteht. Durch die Wärmeentwicklung wird das Wärmeübertragungsmittel verdampft, wobei sich der Dampf schnell im Innern des Wärmerohrsystems ausbreitet und an den gekühlten Stellen des Wärmerohrsystems niederschlägt und kondensiert. Durch Schwerkrafteinfluß und durch die Kapillarwirkung der Kapillarstruktur 14 kriecht das Kondensat in Richtung zum Kolben zurück, wodurch der Kreislauf geschlossen wird.The heat pipe system of the piston rod is evacuated and targeted with a certain amount of a vaporizable and condensable medium, e.g. a Refrigerant filled to a small fraction. This initially liquid refrigerant collects at the geodetically deepest point of the heat pipe system, namely in the Area of the piston where the heat is generated when the shock absorber works. As a result of the heat generation, the heat transfer medium is evaporated, whereby the steam quickly spreads inside the heat pipe system and to the cooled ones Places of the heat pipe system precipitates and condenses. By the influence of gravity and by the capillary action of the capillary structure 14, the condensate creeps in the direction back to the piston, closing the circuit.

Um noch besser den unmittelbaren Entstehungsort der Wärme, nämlich die Drosselbohrungen 8 mit dem Wärmerohrsystem erreichen zu können, ist der Kolben 5 nicht massiv, sondern hohl ausgebildet mit einem Kolbenhohlraum 7, der ebenfalls an das Wärmerohrsystem der Kolbenstange 12 angeschlossen ist. Der Kolben ist dabei im wesentlichen aus zwei axialen Scheiben und aus einem Umfangssteg gebildet, die - soweit die Einzelteile nicht zusammenhängend aus einem einzigen Werkstück herstellbar sind - hermetisch dicht miteinander verlötet oder verschweißt sind. Die Drosselbohrungen 8 sind dabei aus kleinen Drosselrohren 9 gebildet, die ebenfalls dichtend in den solcherart gebildeten Kolben eingelötet sind, derart, daß die Drosselrohre allseits von dem Kolbenhohlraum 7 umgeben sind. Dank einer solchen Ausgestaltung des Kolbens werden die Drosselrohre 9 auf ihrer Außenseite durch das verdampfende Kältemittel gekühlt, so daß das drosselnd durch die Bohrungen 8 hindurchströmende Öl ebenfalls durch die niedrige Temperatur der Rohrwandung auf mäßigem Temperaturniveau gehalten wird.In order to better identify the immediate source of heat, namely to be able to reach the throttle bores 8 with the heat pipe system is the piston 5 not solid, but hollow with a piston cavity 7, which is also is connected to the heat pipe system of the piston rod 12. The piston is there essentially formed from two axial disks and from a circumferential web, the - so far the individual parts are not coherent from a single one Workpiece can be produced - soldered or welded together hermetically tight are. The throttle bores 8 are formed from small throttle tubes 9, which are also soldered in a sealing manner in the piston formed in this way, in such a way that that the throttle tubes are surrounded on all sides by the piston cavity 7. Thanks one Such a configuration of the piston, the throttle tubes 9 are on their outside cooled by the evaporating refrigerant, so that the throttling through the holes 8 oil flowing through is also due to the low temperature of the pipe wall is maintained at a moderate temperature level.

Auch auf der wärmeabgebenden Seite des Wärmerohrsystems 7, 13, 14 ist die Wärmeabgabe nach außen dadurch besonders wirkungsvoll gestaltet, daß auch der Übergangsabschnitt 16 des Anlenkauges mit einer Höhlung 17 versehen ist, die an das Wärmerohrsystem angeschlossen bzw. in dieses miteinbezogen ist.Also on the heat-emitting side of the heat pipe system 7, 13, 14 the heat dissipation to the outside is made particularly effective that also the transition section 16 of the articulation eye is provided with a cavity 17 which is connected to or included in the heat pipe system.

Die Menge der abführbaren Wärme kann durch geeignete Auswahl des Wärmeübertragungsmediums, mit dem das Wärmerohrsystem gefüllt wird, und durch eine Bemessung der wärmeabSührenden und verrippten Strecke im Bereich des wärmeabführenden Endes der Kolbenstange beeinflußt werden. Wenn ein beispielsweise schon bei 60 bis 80 Grad C verdampfendes Medium gewählt wird und durch eine ausreichende Bemessung des Verrippungsteiles dafür gesorgt wird, daß das verdampfende Medium auch laufend wieder rückkondensiert wird, so kann ohne weiteres gewährleistet werden, daß Temperaturen nicht über 90 bis 100 Grad in der Dämpferflüssigkeit auftreten.The amount of heat that can be dissipated can be determined by suitable selection of the heat transfer medium, with which the heat pipe system is filled, and by dimensioning the heat dissipating and ribbed section in the region of the heat-dissipating end of the piston rod will. For example, if a medium evaporates at 60 to 80 degrees C. is chosen and ensured by a sufficient dimensioning of the ribbing part is that the evaporating medium is also continuously recondensed again, so can It can easily be ensured that temperatures do not exceed 90 to 100 degrees occur in the damper fluid.

In der Regel sind diese Temperaturen noch völlig unschädlich für derartige Flüssigkeiten.As a rule, these temperatures are completely harmless to such Liquids.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die entstehende Wärme wirkungsvoll abgeführt werden kann, wobei der Stoßdämpfer einfach im Aufbau sowie klein und leicht ausgebildet ist; er ist also insgesamt in der Anschaffung und im Betrieb preisgünstig. Dank der zuverlässigen und bei geringem baulichen Aufwand wirkungsvollen Wärmeabfuhr ist der erfindungsgemäße Stoßdämpfer nicht nur interessant für geländegängige Fahrzeuge mit hoher thermischer Belastung der Stoßdämpfer, sondern auch für normale Straßenfahrzeuge, indem diese dank der wirkungsvollen Wärmeabfuhr knapper, d.h. kleiner und leichter bemessen werden können. Dadurch ergeben sich nicht nur Vorteile in den Einbauverhältnissen, sondern die ungefederten Massen können auch kleiner werden, was den Federungskomfort verbessert; außerdem kann Fahrzeuggewicht eingespart werden, was dem Kraftstoffverbrauch zugutekommt.The advantages of the invention are that the heat generated can be effectively dissipated, the shock absorber being simple in construction as well is small and light; so he is overall in the acquisition and in the Operation inexpensive. Thanks to the reliable and with little construction effort effective heat dissipation, the shock absorber according to the invention is not only interesting for off-road vehicles with high thermal load on the shock absorbers, but also for normal road vehicles, thanks to the effective heat dissipation can be more tightly measured, i.e. smaller and lighter. This results in not only advantages in the installation conditions, but also the unsprung masses also get smaller, which improves suspension comfort; also can vehicle weight can be saved, which benefits fuel consumption.

Claims

Claims Hydraulic shock absorber with a liquid-filled Cylinder, a piston sliding in it and with one through the face of the cylinder sealingly passed piston rod, furthermore with means for dissipating the heat air from the liquid to the environment indirectly via heat-emitting ribs, characterized in that the hollow piston rod (12) as a so-called heat tube formed and that the heat-emitting ribs (18) on the outside of the piston rod (12) is arranged.

2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that also the Piston (5) hollow (7) and attached to the heat pipe system (13, 14) of the piston rod (12) is connected.

3. Shock absorber according to claim 2, characterized in that the throttle bores (8) in the piston (5) surrounded by the cavity (7) of the heat pipe system (7, 13, 14) are.

4. Shock absorber according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the articulation eye (15) of the piston rod (12) with a hollow (17) cylindrical Transition and fastening section (16) to the piston rod (12) is provided, the Cavity (17) is also included in the heat pipe system (7, 13, 14) and the ribs (18) on the outside.

5. Shock absorber according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the heat-emitting end of the piston rod (12) is geodetically higher in the installation position lies than the piston (5).