DE3231135A1

DE3231135A1 - Hydropneumatischer stossdaempfer

Info

Publication number: DE3231135A1
Application number: DE19823231135
Authority: DE
Inventors: Hubert 5208 Eitorf Beck
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1982-08-21
Filing date: 1982-08-21
Publication date: 1984-02-23
Also published as: DE3231135C2

Description

Hydropneumatischer Stoßdämpfer
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydropneumatischen Stoßdämpfer für Fahrzeugaufhängungen, bestehend aus einem teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit und teilweise mit Druckgas gefüllten Zylinder, einem darin im Bereich der Flüssigkeitsfüllung verschieblichen Kolben, der für beide Richtungen durch Ventile gesteuerte Durchtrittsöffnungen für die Dämpfungsflüssigkeit aufweist und einem im Zylinder an dessen dem Kolbenstangendurchtritt gegenüberliegenden Ende verschieblich angeordneten, den Druckgasraum von Flüssigkeitsraum abteil enden Trennkolben.
Es sind Stoßdämpfer bekannt (z.B. DE-PS 819 634), bei denen das zwischen dem Druckgasraum und dem Flüssigkeitsraum befindliche Trennorgan als Schwimmkolben ausgebildet ist, der hier zur Beruhigung des Flüssigkeitsspiegels während der Dämpferarbeit dienen soll.
Zwischen dem Schwimmkolben und der Zylinderwand des Stoßdämpfers ist ein Ringspalt vorgesehen, über den die von einem am Kolbenstangendurchtrittsende angeordneten Rückschlagventil während der jeweiligen Kompressionshübe des Kolbens von außen angesaugte und durch die Kolbendrosselöffnungen nach oben hindurchtretende Luft in den oberhalb des Schwimmkolbens gelegenen Druckgasraum gelangen kann, um hier eine entsprechende Druckaufladung zu bewirken. Nachteilig ist jedoch, daß die erforderliche Luft durch die Dämpfungsflüssigkeit hindurchgesaugt wird, dabei bleibt ein Teil davon in Lösung in der Dämpfungsflüssigkeit zurück, wodurch es bei der Dämpferarbeit zu Schaumbildung und Emulgierung der Dämpfungsflüssigkeit kommt, die dessen Dämpfungsfähigkeit sehr stark herabsetzt und unkontrollierbar macht. Nachteilig ist desweiteren, daß die im Druckgasraum befindliche Luft über den zwischen Schwimmkolben und Zylinderwand befindlichen Ringspalt in der Dämpfungsflüssigkeit in Lösung gehen kann, wobei zu beachten ist, daß die Gaslöslichkeit der Dämpfungsflüssigkeit mit steigendem Druck sehr stark zunimmt.
Es kommt daher bei schnellen Stoßdämpferausschlägen in Folge ungenügenden Nachströmens der Dämpfungsflüssigkeit von der Druckseite des Kolbens auf die entlastete Seite zu Hohlraumbildung bzw. Kavitation in der Dämpfungsflüssigkeit, bei der das gelöste Gas in Form von Blasen aus der Flüssigkeit austritt. Somit arbeitet der Stoßdämpfer ständig mit einer verschäumten bzw. mit Gas emulgierten Flüssigkeit.
Desweiteren sind Stoßdämpfer bekannt (DE-AS 11 18 623), bei denen der Gasdruck im Druckgasraum einen bestimmten Oberdruck aufweisen und daß der Druckgasraum gegenüber dem Flüssigkeitsraum einwandfrei abgedichtet ist. Es wird dabei zwar erreicht, daß der in der Dämpfungsflüssigkeit von vornherein in Lösung befindliche Gasanteil auf sein ursprüngliches Maß beschränkt, also unter allen beim Betrieb des Stoßdämpfers auftretenden Bedingungen in Lösung bleibt, nachteilig ist jedoch, daß eine kompakte und massive Ausführung notwendig ist, um den Anforderungen gerecht zu werden.
Derartige unter Hochdruck arbeitende Trennkolben sind weiterentwickelt worden und bestehen aus Gründen der Gewichtseinsparung und der Laufeigenschaft aus Aluminium-Legierungen, wobei die Lauffläche gehärtet ist.
Die Verwendung von Aluminium-Legierungen wirkt sich aus Kostengründen nachteilig bei Großkolben aus, wobei zusätzlich noch eine kostenaufwendige, spanabhebende Bearbeitung des eigentlichen Teiles aus einem kaltfließgepreßten Rohteil auftritt.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Trennkolben zu schaffen, der den geforderten Beanspruchungen entspricht und dessen Material druckdicht, an der Lauffläche abriebfest und wärme- und kältebeständig ist und wobei auch eine Herstellung bei Großkolben wirtschaftlich und kostengünstig durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Trennkolben aus einem Tiefziehteil und einem koaxial zum Tiefziehteil angeordneten, eine äußere, zylindrische Führungsfläche aufweisenden, Rohrabschnitt besteht.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, daß der zweiteilig ausgebildete Trennkolben je nach den Anforderungen aus dem entsprechenden Material hergestellt werden kann. Die spanabhebende Bearbeitung des Rohteils wird auf ein Minimum beschränkt. Durch eine entsprechende konstruktive Gestaltung kann die Herstellung auch bei Großkolben wesentlich kostengünstiger erfolgen.
Bei der Wahl des geeigneten Materials ist lediglich darauf zu achten, daß die Führungsfläche abriebfest ist und daß das eigentliche Tiefziehteil druckdicht ist.
Da die Beanspruchungen aufgeteilt werden, ist es nicht notwendig, daß ein Material beide Anforderungen erfüllen muß.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß das Tiefziehteil aus dünnwandigem Blech besteht.
Vorteilhaft ist dabei, daß nicht nur eine entsprechende Gewichtsreduzierung auftritt, sondern das Tiefziehteil erfüllt die Anforderungen an die Druckdichtigkeit.
Als weiteres wesentliches Merkmal ist vorgesehen, daß der Rohrabschnitt aus einer Aluminium-Legierung besteht, wobei die zylindrische Führungsfläche mit einer hartcoatierten Oberfläche versehen ist oder daß der Rohrabschnitt aus Kunststoff besteht.
Durch Verwendung eines Rohrabschnittes als Führungsfläche für das Tiefziehteil kann bei der Wahl der Aluminium-Legierung eine Legierung mit minderer Qualität bezüglich der Druckdichtigkeit gewählt werden. Die Führungsfläche muß lediglich abriebfest sein und wird entsprechend den Anforderungen auf der Lauffläche gehärtet. Die Anforderung der Druckdichtigkeit an die Aluminium-Legierung entfällt, da das Tiefziehteil aus Blech diese Aufgabe übernimmt.
Um das Tiefziehteil mit dem Rohrabschnitt verzugsfrei zu montieren, ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen, daß das Tiefziehteil formschlüssig mit dem Rohrabschnitt verbunden ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das. Tiefziehteil mit einem Kragen versehen ist, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Zylinders entspricht, wobei zwischen dem Kragen des Tiefziehteiles und der Stirnfläche des Rohrabschnittes eine Dichtung angeordnet ist.
Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, daß bei einer entsprechenden konstruktiven Auslegung des Rohrabschnittes sowie auch des Tiefziehteiles keine zusätzliche Bearbeitung für die Fixierung der Dichtung notwendig ist.
Weitere Einzelheiten des Stoßdämpfers nach der Erfindung sind anhand einer Zeichnung dargestellt, wobei die Figur eine Ausführungsform des Stoßdämpfers in axialem Längsschnitt zeigt.
Der in Figur 1 gezeigte Stoßdämpfer besteht im wesentlichen aus einem teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit 1 und teilweise mit Druckgas 2 gefüllten Zylinder 3. An dem oberen Ende des Zylinders 3 ist zur Befestigung ein Bolzen 4 vorgesehen.
Zwischen der Niederdruckkammer 5 und der Hochdruckkammer 6 befindet sich die Trennwand 7.
Die mit Dämpfungsflüssigkeit 1 gefüllte Hochdruckkammer 6 ist gegenüber dem mit Druckgas 2 gefüllten Druckgasraum 8 durch einen Trennkolben 9 abgedichtet. Der Trennkolben 9 ist im Zylinder 3 axial beweglich geführt. Der Trennkolben 9 wird durch das Druckgas 2 ständig gegen die Dämpfungsflüssigkeit 1 gedrückt. Für die Abdichtung sorgt die Dichtung lo, welche zwischen dem Tiefziehteil 11 und dem Rohrabschnitt 12 eingekammert ist. Die Nut zur Aufnahme der Dichtung lo wird durch einen Kragen 13 des Tiefziehteiles 11 und der Stirnwand 14 des Rohrabschnittes gebildet. Der Rohrabschnitt 12 besteht aus einer Aluminium-Legierung und ist mit einer verschleißfesten Oberfläche 15 versehen. Das Tiefziehteil 11 ist aus dünnwandigem Blech hergestellt und wird durch eine Einprägung in eine Nut 16 des Rohrabschnittes 12 formschlüssig verbunden und axial gesichert.
Als Anwendungsgebiete derartiger Trennkolben kommen nicht nur hydropneumatische PKW-Federungen, Gasdruckdämpfer und Trennkolbendruckspeicher in Frage, sondern auch dort wo das Trennen von Gas und Flüssigkeit bei Hochdruck erforderlich ist, um Diffundieren des Gases in die Flüssigkeit zu unterbinden.
Bezugszeichenliste 1 Dämpfungsflüssigkeit 2 Druckgas 3 Zylinder 4 Bolzen 5 Niederdruckkammer 6 Hochdruckkammer 7 Trennwand 8 Druckgasraum 9 Trennkolben lo Dichtung 11 Tiefziehteil 12 Rohrabschnitt 13 Kragen 14 Stirnwand 15 Verschleißfeste Oberfläche 16 Nut Leerseite

Claims

Patentansprüche a Hydropneumatischer Stoßdämpfer für Fahrzeugauflängungen, bestehend aus einem teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit und teilweise mit Druckgas gefüllten Zylinders, einem darin im Bereich der Flüssigkeitsfüllung verschieblichen Kolben, der für beide Richtungen durch Ventile gesteuerte Durchtrittsöffnungen für die Dämpfungsflüssigkeit aufweist und einem im Zylinder an dessen dem Kolbenstangendurchtritt gegenüberliegenden Ende verschieblich angeordneten, den Druckgasraum vom Flüssigkeitsraum abteilenden Trennkolben dadurch gekennzeichnet, daß der Trennkolben (9) aus einem Tiefziehteil (11) und einem koaxial zum Tiefziehteil (11) angeordneten, eine äußere, zylindrische Führungsfläche (15) aufweisenden, Rohrabschnitt (12) besteht.
2. Hydropneumatischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefziehteil (11) aus dünnwandigem Blech besteht.
3. Hydropneumatischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (12) aus einer Aluminium-Legierung besteht, wobei die zylindrische Führungsfläche (15) mit einer hartcoatierten Oberfläche versehen ist.
4. Hydropneumatischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (12) aus Kunststoff besteht.
./9 5. Hydropneumatischer StoRdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefziehteil (11) formschlüssig mit dem Rohrabschnitt (12) verbunden ist.
6. Hydropneumatischer Stoßdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefziehteil (11) mit einem Kragen (13) versehen ist, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Zylinders (3) entspricht, wobei zwischen dem Kragen (13) des Tiefteiles und der Stirnfläche (14) des Rohrabschnittes (12) eine Dichtung (lo) angeordnet ist.