DE4311101A1 - Einteilige Blechkolbenstangenführung für einen Schwingungsdämpfer - Google Patents
Einteilige Blechkolbenstangenführung für einen SchwingungsdämpferInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/32—Details
- F16F9/36—Special sealings, including sealings or guides for piston-rods
- F16F9/362—Combination of sealing and guide arrangements for piston rods
- F16F9/364—Combination of sealing and guide arrangements for piston rods of multi-tube dampers
Description
Die Erfindung betrifft eine einteilige Blechkolbenstangenführung
gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Es ist bei dieser Gattung von Schwingungsdämpfern allgemein üb
lich, daß einerseits das Lecköl zwischen der Kolbenstange und
der Führung und andererseits das immer wieder auftretende Gas im
Druckrohr über den Kolbenstangenführungskomplex in den Aus
gleichsraum abgelassen wird. Dadurch wird vermieden, daß die
Kolbenstangendichtung vom hohen Dämpfungsdruck beaufschlagt wird
bzw. durch das Vorhandensein von Gas im Hochdruckbereich Fehl
funktionen und Poltergeräusche verursacht werden. Bei hoch be
anspruchten Schwingungsdämpfern dieser Art ist es zwecks Funk
tionsverbesserung ebenfalls üblich einen Gasdruck einzufüllen.
Dieser Gasdruck fördert die Kraftschlüssigkeit des Dämpfers und
unterdrückt die Neigung zu Schaumbildung. Damit das Gas sich
nicht über die Kolbenstangendichtung in die Atmosphäre ver
flüchtigt enthält der Dämpfer zusätzlich eine Gassperre. Die
Gassperre ist praktisch ein leichtgängiges Gummi-Schlauchventil,
das stets dafür sorgt, daß die Kolbenstangendichtung voll im Öl
steht und daß das Gas bei Stillstand des Schwingungsdämpfers
keinen Zutritt in diesen Raum mehr hat, um von hier aus über die
Kolbenstangenoberfläche nach außen zu gelangen. Aufgrund guter,
jedoch auch teurer Dichtungsmaterialien ist es allerdings auch
in einigen Fällen schon möglich ganz auf eine Gassperre zu ver
zichten. Die Kolbenstangenführung besteht wie üblicherweise in
der Hauptsache aus einem starren Trägerteil, das zumeist aus
Sinter oder ähnlichen formbindbaren Werkstoffen (Aluminium
druckguß, Zinkdruckguß) hergestellt ist.
Problematisch ist bei der Herstellung dieser Teile stets die
Entformbarkeit der komplizierten Rückflußöffnungen, wobei
unerwünschte Grate entstehen. Wird dieser Grat abgearbeitet, so
können unerwünschte Schmutzpartikel in das Dämpfmedium gelangen,
die wiederum die Funktion der Dämpfventile gefährden. Das Ent
graten beispielsweise mittels punktueller Sandstrahlung verteu
ert das ohnehin schon teure Einzelteil erheblich. Damit der
Gasübertritt in den Ausgleichsraum in den Ölsumpf zwecks Ver
meidung der Verschäumung verlaufen kann, ist beispielsweise zu
sätzlich ein Blechwinkelring erforderlich.
Der stets im Blechwinkelring vorhandene Ölsumpf verhindert au
ßerdem den Wiedereintritt von Gas in das Druckrohr, insbesondere
bei ruhendem und in der Abkühlungsphase befindlichem Schwin
gungsdämpfer.
Es gibt immer wieder Probleme, daß die unter Vorspannung ste
henden Teile des Dämpfers aufgrund fehlender Elastizitäten ihre
Vorspannung verlieren. Das hat zur Folge, daß der Schwingungs
dämpfer aufgrund von inneren Undichtigkeiten Funktionsschwächen
zeigen kann.
Die durch den Sinterwerkstoff hervorgerufenen Nachteile bei ei
ner Kolbenstangenführung können durch eine Blechkolbenstangen
führung verringert werden. Aus der DE-OS 40 30 788 ist bei
spielsweise eine einteilige Blechkolbenstangenführung bekannt.
Die dort beschriebene Kolbenstangenführung weist jedoch einige
Nachteile auf. Beispielsweise fehlen wirksame Mittel, die das
Verschäumen im Ausgleichsraum verhindern. Die Gefahr des
Verschäumens wird durch die unvorteilhafte Anordnung der Rück
flußöffnungen gesteigert, da das Dämpfmedium frei in den Aus
gleichsraum fällt. Es fehlen außerdem Maßnahmen, die den
Schwingungsdämpfer unter einer Vorspannung halten, um die ange
sprochenen inneren Undichtigkeiten zu unterbinden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Blechkolben
stangenführung zu realisieren, die die aufgezeigten Nachteile
vermeidet und eine einfachere Herstellung mit sich bringt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 ge
löst.
Die Beruhigungskanäle lassen das Dämpfmedium aus der topfartigen
Kolbenstangenführung langsam an der Innenwandung herunter lau
fen. Unkontrolliertes Übertreten in den Ausgleichsraum mit un
erwünschter Schaumbildung kann durch diese vorteilhafte Maßnahme
unterdrückt werden. Die geringe radiale Ausdehnung der Beruhi
gungskanäle erlaubt es sogar auf ein Rückschlagventil bei
spielsweise in Form des bekannten Winkelringes zu verzichten, da
das Gaspolster nicht durch die Beruhigungskanäle und anschlie
ßend durch den von der Kolbenstangenführung gebildeten Dämpfme
diumsumpf in der Stufung der Kolbenstangenführung in das Druck
rohr eindringen kann.
Des weiteren ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Füh
rungsfläche gegenüber dem Behälterrohr aus segmentartigen Füh
rungsabschnitten besteht zwischen denen die Beruhigungskanäle
verlaufen. Dadurch ergibt sich gegenüber dem Behälterrohr eine
sehr steife Kolbenstangenführung. Die Einformungen der Beruhi
gungskanäle lassen sich sehr leicht vornehmen.
Damit die Beruhigungskanäle möglichst lang wirksam sind, sind
die Rückflußöffnungen unmittelbar unterhalb der Kolbenstangen
führung angebracht.
Zur Verringerung des Umformaufwandes bei der Herstellung der
Kolbenstangenführung gegenüber dem genannten Stand der Technik
wird die Auflagefläche auf die Kolbenstangendichtung von der
Querschnittsfläche gebildet.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch sind die Rückflußöff
nungen durch Ausklinkungen im Bereich der Auflagefläche für die
Kolbenstangendichtung eingebracht. Die Rückflußöffnungen liegen
somit stets höher als der Dämpfmediumsumpf.
Um die Länge der Beruhigungskanäle optimal auszunutzen und an
dererseits den Dämpfmediumsumpf möglichst tief zu gestalten,
sind die Rückflußöffnungen im wesentlichen horizontal angeord
net.
Für die Ausführung eines elastischen Gliedes innerhalb des
Schwingungsdämpfers ist vorgesehen, daß der Abstand zwischen den
Auflageflächen für die Kolbenstangendichtung und dem Druckrohr
größer ist als der zwischen der Stufung und dem Grund der Kol
benstangenführung. Wird der Dämpfer bei der Montage über die
Kolbenstangendichtung vorgespannt, so kann sich die Kolbenstan
genführung auf der Länge zwischen den Auflageflächen für die
Kolbenstangendichtung und dem Druckrohr elastisch verformen und
eine Federfunktion ausüben.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung wird die Erfindung nä
her erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 Schnitt durch einen Schwingungsdämpfer im Bereich der
Kolbenstangenführung,
Fig. 2 Querschnitt durch die Kolbenstangenführung.
Die Fig. 1 beschränkt sich in ihrer Darstellung auf das
kolbenstangenaustrittsseitige Ende eines Schwingungsdämpfers 1.
Innerhalb eines Behälterrohres 1 ist ein Dämpfmedium gefülltes
Druckrohr 5 angeordnet, das zusammen mit dem Behälterrohr 3 ei
nen Ausgleichsraum 7 bildet, der mit einem Gaspolster 9 teilge
füllt ist. Eine Kolbenstangendichtung 11 verschließt den
Schwingungsdämpfer 1 gegenüber der Atmosphäre. Zur Führung einer
Kolbenstange 13 dient eine Lagerbuchse 15, die in eine Kolben
stangenführung 17 eingepreßt ist. Des weiteren zentriert die
Kolbenstangenführung 17 das Druckrohr 5 relativ zum Behälter
rohr 3.
Die Kolbenstangenführung 17 besteht aus einem gestuften, kreis
ringförmigen, topfartigen Grundkörper, der aus einem Blechroh
ling geformt ist. Der Grundkörper umfaßt eine Reihe von
Führungsflächen. Zum einen ist die konzentrische Führungsflä
che 19 für die Lagerbuchse 15 zu nennen. Des weiteren enthält
der Grundkörper radiale und axiale Führungsflächen 21a/21b für
das Druckrohr 5. Die endseitige Stirnfläche der Kolbenstangen
führung 17 dient als Auflagefläche 22 für die Kolbenstangen
dichtung 11. Der Außendurchmesser der Kolbenstangenführung 17
bildet die Führungsfläche 23 gegenüber dem Behälterrohr 3. Die
gestufte Kontur der Kolbenstangenführung 17 bildet wiederum ei
nen Dämpfmediumsumpf 25, der stets bis an Rückflußöffnungen 27
mit Dämpfmedium gefüllt ist. Damit die Sperrwirkung des Dämpf
mediumsumpfes 25 möglichst wirksam ist, sind die Rückflußöff
nungen 27 sehr hoch, d. h. unmittelbar unterhalb der Kolbenstan
gendichtung 11 angeordnet. Die Rückflußöffnungen 27 sind mit
Beruhigungskanälen 29 verbunden, die in den Ausgleichsraum 7
münden. Die Beruhigungskanäle 29 sind spanlos in die Führungs
fläche 23 eingeformt und teilen diese in Führungssegmente 23a,
wobei die radiale Ausdehnung der Beruhigungskanäle 29 bewußt
klein gehalten wurde, um die Sperrwirkung gegenüber dem Gaspol
ster 9 zu verstärken.
Als elastisches Ausgleichsglied zur Verhinderung von inneren
Undichtigkeiten ist ein Abstand a deutlich größer gewählt als
ein Abstand b zwischen der Führungsfläche 21b und dem Grund 31
der Kolbenstangenführung 17. Bei der Montage kann der Ring mit
der Höhe a hoch vorgespannt werden. Nach dem wahlweisen Ver
schließen mittels eines Verschweiß- oder
Umbördelungsarbeitsganges dient der Ring als eine Art Feder, der
das Druckrohr 5 innerhalb des Schwingungsdämpfers 1 vorspannt.
Beim Dämpferbetrieb dringt das Dämpfmedium kontrolliert durch
einen Spalt 33 zwischen der Kolbenstangenführung 17 und der La
gerbuchse 15 im Bereich der Führungsfläche 19 und der
Lagerbuchse 15 in den Dämpfmediumsumpf 25. Anschließend fließt
das Dämpfmedium über die Rückflußöffnungen 27 in die Beruhi
gungskanäle 29. Diese werden von der Innenwandung des Behälter
rohres 3 mitgebildet. Folglich wirken zwischen dem Behälter
rohr 3 und dem Dämpfmedium hohe Adhäsionskräfte, die dafür sor
gen, daß das Dämpfmedium garantiert an der Innenwandung entlang
in den Ausgleichsraum 7 fließt. Dabei kann das Gaspolster 9
nicht in den Dämpfmediumsumpf 25 eindringen, so daß auf ein
Rückschlagventil zwischen dem Ausgleichsraum 7 und dem Dämpfme
diumsumpf 25 verzichtet werden kann.
Die aus dem Stand der Technik bekannte kardanische Wirkung kann
diese Ausführung der Kolbenstangenführung 17 ebenfalls leisten,
da ein relativ langer Hebelarm, der im wesentlichen von einem
die Führungsfläche 19 bildenden Flansch 35 zur Verfügung steht.
Aus der Fig. 2 läßt sich erkennen, wie die Führungskanäle 29 in
die Kolbenstangenführung 17 eingeprägt sind. Die Größe der Füh
rungsabschnitte 23a sorgt für eine hohe Stabilität in radialer
Richtung. Insgesamt entsteht die Kolbenstangenführung 17 durch
einen sehr geringen Umformaufwand, so daß eine problemlose Fer
tigung vorliegt.
Claims (7)
1. Einteilige Blechkolbenstangenführung, insbesondere für einen
Schwingungsdämpfer, der u. a aus einem Behälterrohr und einem
dämpfmediumgefüllten Druckrohr besteht, wobei zwischen dem
Behälterrohr und dem Druckrohr ein Ausgleichsraum gebildet
wird, wobei des weiteren eine Kolbenstangendichtung den
Schwingungsdämpfer gegenüber der Atmosphäre verschließt, um
fassend einen gestuften kreisringförmigen, topfartigen
Grundkörper mit einer konzentrischen Führungsfläche für eine
Lagerbuchse, eine Auflagefläche für die Kolbenstangendichtung
und eine Führungsfläche gegenüber dem Behälterrohr, minde
stens einer Rückflußöffnung, die mit dem Ausgleichsraum ver
bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser
der Kolbenstangenführung (17) und der Innendurchmesser des
Behälterrohres (3) ausgehend von der/den Rückflußöff
nung/en (27) radial schmale Beruhigungskanäle (29) zum Aus
gleichsraum (7) bilden, die unter Ausnutzung der Adhäsions
kräfte für ein Ablaufen des Dämpfmediums auf der Innenwandung
des Behälterrohres (3) sorgen.
2. Blechkolbenstangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Führungsfläche (23) aus segmentartigen
Führungsabschnitten (23a) besteht, zwischen denen die Beru
higungskanäle (29) verlaufen.
3. Blechkolbenstangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückflußöffnungen (27) unmittelbar unter
halb der Kolbenstangenführung (11) eingebracht sind.
4. Blechkolbenstangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Auflagefläche (22) für die Kolbenstangen
dichtung (11) von der Querschnittsfläche gebildet wird.
5. Blechkolbenstangenführung nach den Ansprüchen 3 und 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Rückflußöffnungen (27) durch
Ausklinkungen im Bereich der Auflagefläche (22) für die Kol
benstangendichtung (11) eingebracht sind.
6. Blechkolbenstangenführung nach Anspruch 1, daß die Rückfluß
öffnungen (27) im wesentlichen horizontal angeordnet sind.
7. Blechkolbenstangenführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abstand a zwischen den
Auflageflächen (21b; 22) für die Kolbenstange und dem Druck
rohr größer ist als der Abstand (b) zwischen der Stufung und
dem Grund (31) der Kolbenstangenführung.
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