DE3530490A1 - Kolben fuer einen hydraulischen teleskop-stossdaempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für einen hydraulischen Teleskop-Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Kolben an einer Kolben­ stange befestigt und jeweils eine Gruppe von Durchtritts­ kanälen für die Zugstufe und eine für die Druckstufe aufweist, deren jeweils austrittsseitige Mündungen durch ringförmige, federbelastete Ventilplatten oder dergleichen abgedeckt sind, wobei den eintrittsseitigen Mündungen wenigstens einer Gruppe von Durchtrittskanälen Drossel­ bohrungen zugeordnet sind und der Kolben die für seine Abmessungen im Hinblick auf seine Festigkeit größtmöglichen Durchtrittsquerschnitte bei der Gruppe bzw. den Gruppen von Durchtrittskanälen aufweist.

Die Kolben derartiger Schwingungsdämpfer sind bei gleichem Aufbau und gleichem Durchmesser je nach den unterschiedlichen an den Verlauf der Dämpfungskennlinien gestellten Anforderungen mit Durchtrittskanälen verschiedener Anzahl und verschiedener Querschnitte versehen. Für die Serienfertigung ist es deshalb nachteilig, daß jeweils Kolben mit entsprechender Zahl unter­ schiedlichster Durchtrittskanäle herzustellen und auf Lager zu halten sind. Für die Herstellung der verschiedenen Kolben­ typen sind die Maschinen und Werkzeugvorrichtungen häufig neu einzurichten. Die Lagerhaltung der Kolben ist relativ platzaufwendig. Systemwechsel erfordern jeweils neue Ma­ schineneinrichtungen und Bedingungen gegebenenfalls Un­ brauchbarkeit bereits hergestellter Kolben, bei welchen Anzahl und Querschnitte der Durchtrittskanäle nicht mehr den gestellten Anforderungen entsprechen.

Es sind bereits Kolben für Schwingungsdämpfer bekannt (z. B. DE-OS 30 44 596), bei denen der Kolben die für seine äußeren Abmessungen größtmögliche Anzahl mindestens einer Gruppe von Durchtrittskanälen mit den größtmöglichen Querschnitten aufweist und die Durchbrüche in mindestens einer Ventilplatte für die Abdeckung der austrittsseitigen Mündungen von Durchtrittskanälen vorgesehen sind. Durch­ brüche in den verhältnismäßig dünnen Ventilplatten lassen sich maßgenau unter Einhaltung engster Toleranzen mit ge­ normten Werkzeugen herstellen. Ventilplatten mit unter­ schiedlichem Querschnitt der Durchbrüche können dabei ohne besonderen Platzbedarf in großen Stückzahlen auf Lager ge­ halten werden. Es bleibt dabei der bei Kalibrieren der meist in Sinter- oder Spritzgußtechnik hergestellten Kolben auftretende Mangel einer Querschnittsänderung der Durch­ trittskanäle ohne Einfluß auf die gewünschte Dämpferleistung. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es bei den Ventil­ scheiben mit Durchbrüchen Dichtungsprobleme an den zylindrischen Führungen der Kolbenstange gibt. Je nach Maßhaltigkeit und Toleranz der Innendurchmesser der Ventilplatten im Verhält­ nis zur zylindrischen Führung der Kolbenstange gelangt zu­ sätzliche Dämpfungsflüssigkeit zwischen der Kolbenstange und der Ventilplatte hindurch. Dieses führt zu unerwünschten unterschiedlichen Dämpfungskennlinien. Darüber hinaus könnte eine Bohrungsüberdeckung der Ventilplatte mit den Stegen des Kolbens auftreten, so daß auch hier eine weitere Dämpfungs­ kraftbeeinflussung zu befürchten ist, falls keine besonderen Vorkehrungen in der Montage getroffen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungs­ dämpfer so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln ein Einsatz eines Standardkolbens durch die Verwendung von Abdeckscheiben bei unterschiedlichen Dämpfungsleistungen möglich ist, wobei zur Gewährleistung von einwandfreien Dämpfungswerten Bohrungsüberdeckungen und Abdichtprobleme der Abdeckscheibe vermieden werden sollen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Drosselbohrungen in einer zwischen Kolben und Kolbenstange axial verspannten Scheibe angeordnet sind, wobei der Kolben einen mit den Drosselbohrungen zusammen­ arbeitenden Ringkanal aufweist und daß die Scheibe mit einem die Abstützung einer die Ventilplatte belastende Feder dienenden Anschlag versehen ist.

Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, daß durch den Einsatz eines Standardkolbens die Vielzahl von ver­ schiedenen Kolben reduziert werden kann. Am Boden der Scheibe befinden sich die unterschiedlichen Durchfluß­ öffnungen für das Dämpfungsmedium, wobei diese Löcher in die Scheibe gestanzt werden können. Durch die axiale Einspannung der Scheibe zwischen der Kolbenstange und dem Kolben wird ein konstanter Durchfluß durch die Löcher erzielt, wobei undefinierte zusätzliche Strömungen zwischen der zylindrischen Führung der Kolbenstange und der Scheibe entfallen. Um eine Beeinflussung der Dämpfungs­ kraftlinien bei einer eventuellen Bohrungsüberdeckung auszugleichen, wurden die Durchflußöffnungen des Kolbens nach innen verlegt und mit einem Ringkanal verbunden, so daß sie mit der Befestigungsbohrung des Kolbens eine ge­ meinsame Öffnung bilden. Darüber hinaus ist von Vorteil, daß die Scheibe die Ventilplatten zentriert und gleich­ zeitig als Anschlag für eine Feder dient. Damit können zusätzliche Sicherungsmittel entfallen.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß der die Drosselbohrungen enthaltende Bereich der Scheibe den Ringkanal abdichtet. Durch diese Ausführung werden undefinierte Durchflüsse, die die Dämpfungskraft beeinflussen könnten, vermieden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Scheibe topfförmig ausgebildet ist. Dabei wird der Boden zwischen der Kolbenstange und dem Kolben fest einge­ spannt und der entgegengesetzte Bereich kann zusätzlich als Zugbegrenzung dienen.

Nach einer besonders günstigen Ausführungsform weist dabei die topfförmig ausgebildete Scheibe auf der dem Kolben entgegengesetzten Seite eine als Anschlag der Feder dienende Abwinklung auf. Vorteilhaft ist dabei, daß bei entsprechender Ausbildung der topfförmigen Scheibe und der Abwinkelung ohne weiteres eine zylin­ drische Feder zur Beaufschlagung der Ventilplatten vorge­ sehen werden kann.

Darüber hinaus ist vorgesehen, daß die topfförmige Scheibe als Tiefziehlteil ausgebildet ist.

Desweiteren ist vorgesehen, daß die topfförmige Scheibe als Zuganschlag ausgebildet ist.

Um Bohrungsüberdeckungen durch die Scheibe auszuschließen sind die Durchtrittskanäle in der Oberfläche der Mittel­ bohrung angeordnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den Ausschnitt eines Schwingungsdämpfers mit einem Kolben im Schnitt,

Fig. 2 einen in Fig. 1 gezeigten Kolben im Schnitt,

Fig. 3 der in Fig. 2 dargestellte Kolben in Draufsicht,

Fig. 4 eine topfförmige Abdeckscheibe im Schnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 13 und dem Kolben 1, wobei der Kolben 1 den Arbeitszylinder 13 in zwei Ar­ beitsräume unterteilt. Der Kolben 1 ist mit einer Kolben­ mutter 14 am Ende einer Kolbenstange 2 befestigt. Im Kolben 1 sind parallel u seiner Längsachse jeweils auf gemeinsamen Teilkreisen eine erste Gruppe vor Durch­ trittskanälen 3 und eine zweite Gruppe von Durchtritts­ kanälen 4 angebracht. Die austrittsseitigen Mündungen 5 der Durchtrittskanäle 3 werden von einer äußeren und einer inneren Dichtkante radial begrenzt und von einer Ventilplatte 6 abgedeckt. Die Ventilplatte 6 wird durch die Feder 11 beaufschlagt.

Die eintrittsseitigen Mündungen 7 der Durchtrittskanäle 4 sind durch einen Ringkanal 10 miteinander verbunden und durch die Scheibe 9 gegenüber dem Arbeitsraum abgedichtet. In der Scheibe 9 sind die Drosselbohrungen 8 vorgesehen. Diese Drosselbohrungen 8 bestimmen den Verlauf der Dämpfungskraft. Die Durchtrittskanäle 4 besitzen aus­ trittsseitig einen weiteren Ringkanal 15. Dieser wird von einem Ventilteller 16 abgedeckt, der von einer Schrau­ benfeder 17 beaufschlagt ist, die mit ihrem anderen Ende gegen eine Mutter 18 abgestützt ist, welche auf die Kolben­ stange 2 aufgeschraubt ist. Bei einer schnellen Bewegung des Kolbens 1 an der Kolbenstange 2 in Zugrichtung bestimmt der Gesamtquerschnitt der Drosselbohrungen 8 bei voll ge­ öffnetem Ventilteller 16 die Dämpfung, die durch Aus­ wechseln der Scheibe 9 mit einem anderen Gesamtquerschnitt der Drosselbohrungen 8 bei gleichem Kolben 1 leicht unter­ schiedlichen Dämpfungsanforderungen angepaßt werden kann.

Die Scheibe 9 ist topfförmig ausgebildet und dient einer­ seits der Zentrierung der Ventilplatte 6 und andererseits über den Anschlag 12 der Abstützung der Feder 11.

Die Fig. 2 zeigt einen Kolben 1 im Schnitt, wobei in der Stirnseite die austrittsseitigen Mündungen 5 ange­ ordnet sind und die Durchtrittskanäle 4 in den Ringkanal 10 verlaufen. Die Durchtrittskanäle 4 sind dabei in der Mittenbohrung 19 des Kolbens 1 angeordnet.

Die Draufsicht in Fig. 3 zeigt den Kolben 1, wobei die austrittsseitigen Mündungen 5 die Durchtrittskanäle 3 aufweisen und die Mittenbohrung 19 die Durchtrittskanäle 4 aufweist, welche in den Ringkanal 10 münden.

Fig. 4 zeigt die Scheibe 9 als Einzelteil, wobei diese Scheibe 9 topfförmig ausgebildet ist und im Boden die Drosselbohrungen 8 aufnimmt. Die zentrale Bohrung 20 dient der axialen Verspannung und Abdichtung zwischen der Kolbenstange 2 und dem Kolben 1. Mit ihrem Außendurch­ messer 21 wird die Ventilplatte 6 zentriert, wobei die Abwinkelung an ihrer Stirnseite als Anschlag 12 zur Ab­ stützung der Feder vorgesehen ist. Die Bohrungen 22 sind zusätzliche Öffnungen für das Dämpfungsmittel im oberen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers.

• Bezugszeichenliste 1  Kolben
  2  Kolbenstange
  3  Durchtrittskanäle (erste Gruppe)
  4  Durchtrittskanäle (zweite Gruppe)
  5  Austrittsseitige Mündungen
  6  Ventilplatten
  7  Eintrittsseitige Mündungen
  8  Drosselbohrungen
  9  Scheibe
  10  Ringkanal
  11  Feder
  12  Anschlag
  13  Arbeitszylinder
  14  Kolbenmutter
  15  Weiterer Ringkanal
  16  Ventilteller
  17  Schraubenfeder
  18  Mutter
  19  Mittenbohrung
  20  Zentrale Bohrung
  21  Außendurchmesser der Scheibe 9
  22  Bohrungen

Claims (7)

1. Kolben für einen hydraulischen Teleskop-Schwingungs­ dämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Kolben an einer Kolbenstange befestigt und jeweils eine Gruppe von Durchtrittskanälen aufweist, deren jweils austrittsseitige Mündungen durch ringförmige, federbelastete Ventilplatten oder dergleichen abge­ deckt sind, wobei den eintrittsseitigen Mündungen wenigstens einer Gruppe von Durchtrittskanälen Drossel­ bohrungen zugeordnet sind und der Kolben die für seine Abmessungen im Hinblick auf seine Festigkeit größt­ möglichen Durchtrittsquerschnitte bei der Gruppe bzw. den Gruppen von Durchtrittskanälen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselbohrungen (8) in einer zwischen Kolben (1) und Kolbenstange (2) axial verspannten Scheibe (9) angeordnet sind, wobei der Kolben (1) einen mit den Drosselbohrungen (8) zusammenarbeitenden Ringkanal (10) aufweist und daß die Scheibe (9) mit einem der Abstützung einer die Ventilplatte (6) belastende Feder (11) dienenden Anschlag (12) versehen ist.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drosselbohrungen (8) enthaltende Bereich der Scheibe (9) den Ringkanal (10) abdichtet.

3. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (9) topfförmig ausgebildet ist.

4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmig ausgebildete Scheibe (9) auf der dem Kolben (1) entgegengesetzten Seite eine als Anschlag (12) der Feder (11) dienende Abwinke­ lung aufweist.

5. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmige Scheibe (9) als Tiefziehteil ausgebildet ist.

6. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die topfförmige Scheibe (9) als Zuganschlag ausge­ bildet ist.

7. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittskanäle (4) in der Oberfläche der Mittelbohrung (19) angeordnet sind.