DE3210518A1

DE3210518A1 - Hydropneumatischer zweirohr-schwingungsdaempfer, insbesondere als vorderachsbein fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3210518A1
Application number: DE19823210518
Authority: DE
Inventors: Johannes J De Baan; Michael Hoenig
Original assignee: August Bilstein GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1983-10-06
Also published as: US4494632A; DE3210518C2; FR2524098B1; FR2524098A1

Description

DR. ING. DjPJ_.EHYS.^; K. STURIES

PATENTANWÄLTE _Λ _.'__,

DIPL. ING. P. EICHLER

56 WUPPERTAL 2. BRAHMSSTRASSE 29

August Bilstein GmbH & Co KG, 5828 Ennepetal-Altenvoerde

Hydropneumatischer Zweirohr-Schwingungsdämpfer, insbesondere als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer, insbesondere als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Innenzylinder, einem damit über ein Bodenventil verbundenen, teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit und Druckgas gefüllten Außenzylinder, einer im Innenzylinder geführten Kolbenstange mit daran vorhandenem Arbeitskolben und einem an den oberen Zylinderrohrenden vorgesehenen Verschlußpaket für den Kolbenstangen-Durchtritt, das eine am Außenzylinder anliegende sowie eine am Kolbenstangenumfang anliegende Innendichtung tragende Verschlußscheibe mit einem am Innenzylinderende anliegenden Zentrierflansch, eine unterhalb der Innendichtung liegende ringförmige Aufnahmetasche und einen von der Aufnahmetasche abzweigenden, zum oberen Ende des Außenzylinders führenden Entlüftungskanal enthält.

Bekannte Zweirohr-Schwingungsdämpfer obiger Art, z. B. nach der DE-OS 29 12 902 oder dem DE-GM 76 19 540, gewährleisten zwar eine gute Entlüftung des Innenzylinders und

eine wirksame Abdichtung des Kolbenstangen-Durchtritts, insbesondere wenn außer der hier vorhandenen Innendichtung noch eine weiter innen im Innenzylinder gelegene Hochdruckdichtung vorgesehen ist. Sie sind jedoch bezüglich ihres Verschlußpakets von noch recht aufwendiger Bauart. Für sie wie auch für andere bekannte Zweirohr-Schwingungsdämpfer ist charakteristisch, daß der am oberen Innenzylinderende angreifende Zentrierflansch der Verschlußscheibe vergleichsweise weit unterhalb der Kolbenstangen-Innendichtung liegt und somit das Verschlußpaket bzw. die Verschlußscheibe eine vergleichsweise große axiale Längserstreckung besitzt. Der Entlüftungskanal ist durch die Verschlußscheibe axial hindurchgeführt und auch verhältnismäßig lang bemessen, insbesondere wenn er oberhalb der ringförmigen Aufnahmetasche von letzterer abzweigt, damit in der Aufnahmetasche ein genügender Ölvorrat zur ständigen Benetzung der Innendichtung vorhanden ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer, insbesondere als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge, der in Rede stehenden Gattung zu schaffen, der bezüglich des am Kolbenstangen-Durchtritt vorhandenen Verschlußpakets von wesentlich einfacherer und gedrängterer Bauart ist und darüber hinaus auch noch eine wirksamere Benetzung der Innendichtung bei zugleich verbesserter Entlüftung des Innenzylinders ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Innendichtung unterhalb des Zentrierflansches angeordnet ist und in das die ringförmige Aufnahmetasche bildende, trichterförmig erweiterte obere Ende des Innenzylinders hineinragt, an welchem der Entlüftungskanal vorbeigeführt ist und eine letzteren rückschlagventilartig verschließende, an der Verschlußscheibe befestigte Dichtringlippe anliegt.

Auf diese Weise kommt man zu einer erheblichen Vereinfachung des Verschlußpakets, da dieses praktisch nur noch aus einer einzigen, axial vergleichsweise kurz gehaltenen Ver-

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schlußscheibe besteht, die außer dem Zentrierflansch sämtliche vorerwähnten Dichtungsteile trägt. Die Innendichtung ragt dabei verhältnismäßig tief in die vom oberen Innenzylinderende gebildete, mit Öl gefüllte ringförmige Aufnahmetasche hinein, wobei die Entlüftung einfach über den Oberrand des Innenzylinders erfolgt, ohne daß dazu besondere Bohrungen in der Verschlußscheibe notwendig wären.

Die Verschlußscheibe besitzt vorteilhaft einen L-förmigen Querschnitt und ist mit einer aufvulkanisierten elastomeren Schicht versehen, aus der die Innendichtung, die dem Zentrierflansch mit Abstand gegenüberliegende Dichtringlippe und eine am Innenumfang des Außenzylinders anliegende Außendichtung ausgeformt sind.

Zur Bildung des Entlüftungskanals sind vorteilhaft im Zentrierflansch sowie in der benachbarten, den Stirnrand des Innenzylinders übergreifenden Flanke der Verschlußscheibe ein oder mehrere Entlüftungsnuten eingearbeitet.

Um das Entlüftungsgas wirksam von der Innendichtung abzuhalten, ist in das trichterförmig erweiterte Ende des Innenzylinders vorteilhaft ein entsprechend geformter Entlüftungstrichter eingesetzt, der mit seinem oberen Rand die Innendichtung mit Abstand umgreift und mit der Innenwandung des Innenzylinders eine oder mehrere Entlüftungskanäle bildet. Zweckmäßig ragt der Entlüftungstrichter mit seinem oberen Rand über die Innendichtung bzw. eine letztere umschließende Schlauchfeder hinaus. Hierdurch wird das aus dem Innenzylinder aufsteigende Gas von der Innendichtung ferngehalten, vielmehr direkt in die den oberen Stirnrand des Innenzylinders umgebenden Entlüftungskanäle geleitet, so daß sich unmittelbar unterhalb der Innendichtung kein Gaspolster bilden kann.

Schließlich sieht die Erfindung noch vor, daß im Innenzylinder unterhalb des Entlüftungstrichters ein Kolbenstangen-Führungsring und darunter ein an der Kolbenstange dicht anliegender Hochdruck-Dichtungsring vorgesehen sind, die beide auf ihren Rückseiten mit einem oder mehreren axial verlaufenden, engen Entlüftungskanälen versehen sind. Aus letzteren gelangt die hier verhältnismäßig großen Strömungswiderstand vorfindende, aufsteigende Luft unmittelbar unter den Entlüftungstrichter, der sie in die durch die Dichtringlippe verschlossenen Entlüftungskanäle lenkt.

In der Zeichnung sind vorteilhafte Auführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 einen entsprechend beschaffenen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer in senkrechtem Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt durch den oberen Teil des Schwingungsdämpfers in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel.

Der in Fig. 1 abgebildete, als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge dienende Zweirohr-Schwingungsdämpfer besitzt ein mit einem Boden 1 versehenes Außenzylinderrohr 2 und ein dazu konzentrisch angeordnetes innenzylinderrohr 3. Während das Innenzylinderrohr 3 vollständig mit Dämpfungsflüssigkeit, insbesondere - Öl gefüllt ist, ist der zwischen den beiden Zylindern 2, 3 vorhandene Ringraum nur in seinem unteren Teil 4 etwa bis zum Niveau 5 mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllt, wohingegen der darüber gelegene Ringraum 6 Druckgas von beispielsweise 5 atü enthält. Der untere Ringraum 4 steht mit dem unteren Arbeitsraum 7 im Innenzylinderrohr 3 über ein nicht näher dargestelltes, an der Stelle 8 unterzubringendes Bodenventil in Verbindung.

X— I V-/ W

Im Innenzylinder ist die Kolbenstange 9 axial verschieblich geführt. Sie trägt an ihrem in die Dämpfungsflüssigkeit eintauchenden Ende 9¹ den Arbeitskolben 10, der in bekannter Weise mit durch Ventilfederscheiben gesteuerten Öldurchlaßkanälen versehen ist. Der oberhalb des Arbeitskolbens 10 vorhandene Gummipuffer 11 wirkt mit dem im Übergang zur Zylindereinschnürung 3¹ vorhandenen Anschlagring 12 derart zusammen, daß sie die Ausfahrbewegung der Kolbenstange begrenzen. Die Kolbenstange 9 ist hohl ausgebildet und wird mit ihrem oberen Ende 9¹¹ mit dem Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs in bekannter Weise verbunden.

Wie insbesondere die Fig. 2 zeigt, ist an den oberen Enden 3'' bzw. 2¹' der beiden Zylinderrohre 3, 2 ein generell mit bezeichnetes Verschlußpaket für den Durchtritt der Kolbenstange 9 vorhanden. Dieses Verschlußpaket 13 besteht im wesentlichen aus nur einer einzigen, im Querschnitt L-förmigen Verschlußscheibe 14, die die am Kolbenstangenumfang anliegende Innendichtung 15, den Zentrierflansch 16 und eine letzterem in geringem Abstand gegenüberliegende Dichtringlippe 17 sowie einen Außendichtungswulst 18 trägt. Die Verschlußscheibe 14 ist dazu mit einer aufvulkanisierten elastomeren Schicht versehen, aus der die einzelnen Dichtungsteile 15, 17 und 18 entsprechend ausgeformt sind. Um die Innendichtung 15 ist noch eine Schlauchfeder 19 angeordnet, die für hinreichenden Anlagedruck der Innendichtung 15 an der Kolbenstange 9 sorgt. Der obere Teil der Innendichtung 15 ist als Abstreiferlippe 15" ausgeformt, die ebenfalls am Kolbenstangenumfang anliegt.

Mit ihrem Zentrierflansch 16 ragt die Verschlußscheibe 14 in das obere, trichterförmig erweiterte Ende 3¹¹ des Innenzylinders 3 festsitzend hinein, wodurch die oberen Enden 2¹¹, 3¹¹ der beiden Zylinder 2, 3 fest und ausgerichtet miteinander verbunden werden. Durch die am oberen Ende des Außenzylinders 2 vorhandene Umbördelung 2¹ wird die Verschlußscheibe 14 sicher gehalten. Das trichterförmig erweiterte

Ende 3¹¹ bildet eine ringförmige, ständig mit Öl gefüllte Aufnahmetasche 20, in die die Innendichtung 15 verhältnismäßig tief hineinragt. In der Aufnahmetasche 20 ist ein entsprechend geformter Entlüftungstrichter 21 vorhanden, der mit seinem oberen Rand 21' die Innendichtung 15 umgreift und darüber noch etwas hinausragt. Der Entlüftungstrichter bildet mit der Innenwandung des Innenzylinders 3 eine oder mehrere Entlüftungskanäle 22. Entsprechende Entlüftungskanäle sind auch um den oberen Rand des Innenzylinders 3 herumgeführt, und zwar in Gestalt von in den Zentrierflansch 16 sowie in die benachbarte, den Stirnrand des Innenzylinders 3 übergreifende Flanke der Verschlußscheibe 14 eingearbeiteten Entlüftungsnuten 14', 14".

Unterhalb des Entlüftungstrichters 22 ist in der Einschnürung 3' des Innenzylinders 3 ein Kolbenstangenführungsring 23 angeordnet. Unterhalb dieses Führungsringes 23 befindet sich der z. B. aus PTFE bestehende Hochdruck-Dichtungsring 24, der mit axial begrenztem Bewegungsspiel durch den darunter liegenden, an der Zylinder-Einschnürung 3' befestigten Haltering 25 gehalten wird. Jeweils auf der Rückseite des Hochdruck-Dichtungsringes 24 sowie des Führungsringes 23 sind ein oder mehrere axial verlaufende, sehr enge Entlüftungskanäle 24" bzw. 23' vorgesehen. Die in diesen Kanälen aufsteigende Entgasungsluft findet hier einen verhältnismäßig großen Strömungswiderstand vor und gelangt über die zwischen dem Entlüftungstrichter 21 und dem Innenzylinderende 3¹¹ vorhandenen Entlüftungskanäle 22 unmittelbar in die Entlüftungsnuten 14', 14" in der Verschlußscheibe 14 und von hier aus nach Passieren der Dichtungsringlippe 17 in den Druckgasraum 6. Hierdurch wird eine wirksame Entlüftung des Innenzylinder-Arbeitsraumes sichergestellt.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 2 dargestellten nur insofern,

- -frais hier die Verschlußscheibe 14 mit ihrem Zentrierflansch das obere Innenzylinderende 3¹' von außen umgreift, während die den Entlüftungskanal bzw. -weg rückschlagventilartig verschließende Dichtringlippe 17' hier unmittelbar an der Innendichtung 15 angeformt ist und an der Innenwandung des Innenzylinderendes 3¹¹ anliegt. Nach Passieren der Dichtringlippe 17' gelangt das Entlüftungsgas über die auch hier in den Zentrierflansch 16 und die benachbarte Flanke der Verschlußscheibe 14 eingearbeiteten Entlüftungsnuten 14' und 14'' in den Druckgasraum 6 des Außenzylinders 2. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Entlüftungstrichter 21 mit jeweils darunter liegendem Führungsring 23, Hochdruck-Dichtungsring 24 und Haltering 25 vorhanden.

Für die vorliegende Erfindung ist die überaus einfache Bauart und platzsparende Ausbildung des Kolbenstangen-Verschlußpakets charakteristisch, das nur aus einem einzigen Bauteil, nämlich der Verschlußscheibe 14 mit dem darauf vulkanisierten Elastomer-Werkstoff besteht, wobei dieses Bauteil alle für ein Verschlußpaket dieser Art notwendigen wesentlichen Punktionen erfüllt, nämlich eine wirksame Innen- und Außenabdichtung, die zentrierende Befestigung des oberen Innenzylinderendes 3¹¹, eine gegen Rückstrom gesicherte Entlüftung des Innenzylinders, dauerhafte Benetzung der Innendichtung durch den in der Aufnahmetasche vorhandenen Ölvorrat bei gleichzeitigem Fernhalten des Entlüftungsgases von der Innendichtung durch dessen entfernte Vorbeiführung am trichterförmig aufgeweiteten Innenzylinderrohrende.

Claims

PATENTANWÄLTE ™_ui _CB

DIPL. ING. P. EICHLER

• 56 WUPPERTAL 2. BRAHMSSTRASSE 29

Patentansprüche

Hydropneumatischer Zweirohr-Schwingungsdämpfer, insbesondere als Vorderachsbein für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Innenzylinder, einem damit über ein Bodenventil verbundenen, teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit und Druckgas gefüllten Außenzylinder, einer im Innenzylinder geführten Kolbenstange mit daran vorhandenem Arbeitskolben und einem an den oberen Zylinderrohrenden vorgesehenen Verschlußpaket für den Kolbenstangen-Durchtritt, das eine am Außenzylinder anliegende sowie eine am Kolbenstangenumfang anliegende Innendichtung tragende Verschlußscheibe mit einem am Innenzylinderende anliegenden Zentrierflansch, eine unterhalb der Innendichtung liegende ringförmige Aufnahmetasche und einen von der Aufnahmetasche abzweigenden, zum oberen Ende des Außenzylinders führenden Entlüftungskanal enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Innendichtung (15) unterhalb des Zentrierflansches

(16) angeordnet ist und in das die ringförmige Aufnahmetasche (20) bildende, trichterförmig erweiterte obere Ende (3¹¹) des Innenzylinders (3) hineinragt, an welchem der Entlüftungskanal (14', 14") vorbeigeführt ist und eine letzteren rückschlagventilartig verschließende, an der Verschlußscheibe (14) befestigte Dichtringlippe

(17) anliegt.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußscheibe (14) einen L-förmigen Querschnitt besitzt und mit einer aufvulkanisierten elastomeren Schicht versehen ist, aus der die Innendichtung (15), die dem Zentrierflansch (16) mit Abstand

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gegenüberliegende Dichtringlippe (17) und eine am Innenumfang des Außenzylinders (2) anliegende Außendichtung (18) ausgeformt sind.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrierflansch (16) sowie in der benachbarten, den Stirnrand des Innenzylinders (3) übergreifenden Flanke der Verschlußscheibe (14) eine oder mehrere den Entlüftungskanal bildende Entlüftungsnuten (14¹, 14"') eingearbeitet sind.
4. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierflansch (16) in das Innenzylinderende (3¹¹) hineinragt und die Dichtringlippe (17) letzteres außen umgibt.
5. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierflansch (16) das Innenzylinderende (3¹¹) außen umgibt und die Dichtringlippe (17¹) an der Innendichtung (15) sitzt und am Innenumfang des Innenzylinderendes (3¹¹) anliegt.
6. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in das trichterförmig erweitere Ende (3¹¹) des Innenzylinders (3) ein entsprechend geformter Entlüftungstrichter (21) eingesetzt ist, der mit seinem oberen Rand (21') die Innendichtung (15) mit Abstand umgreift und mit der Innenwandung des Innenzylinders (3) eine oder mehrere Entlüftungskanäle (22) bildet.
7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß der Entlüftungstrichter (21) mit seinem oberen Rand (21·) über die Innendichtung (15)

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bzw. eine letztere umschließende Schlauchfeder (19) hinausragt.
8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenzylinder (3) unterhalb des Entlüftungstrichters (21) ein Kolbenstangen-Führungsring (23) und darunter ein an der Kolbenstange (9) dicht anliegender Hochdruck-Dichtungsring (24) vorgesehen sind, die beide auf ihren Rückseiten mit einem oder mehreren axial verlaufenden, engen Entlüftungskanälen (23¹ bzw. 24') versehen sind.
9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8,dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruck-Dichtungsring (24) mit geringem axialem Bewegungsspiel durch einen unterhalb von ihm im Innenzylinder (3) befestigten Haltering (25) gehalten ist.