DE7510084U

DE7510084U - Trennkolben

Info

Publication number: DE7510084U
Application number: DE19757510084
Authority: DE
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1975-03-29
Filing date: 1975-03-29
Publication date: 1976-02-26

Description

PATENTANWÄLTIN _:\], ' ',,'',.' ' .,.'

DR. HELGA WEISSENFELD 6940 Weinheim/Bergttr.

*Ρ'-Chemikerin

Τ·Ι·χ 04 65 631

26. Mär» 1975 Mo/Sch S 1ο7

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinhein

Trennkolben

Die Erfindung betrifft die Verbesserung und Weiterent wicklung von Trennkolben, wie sie in hydropneumatischen Einrohr-Teleskop-Schwingungsdämpfern in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Es ist bekannt» daß bei dieser Art von Schwingungsdämpfer!! ein Teil des Arbeitszylinders mit einem vorgespannten Qff.s gefüllt wird, um das Volumen der ein- bzw. ausfahrenden Kolbenstange zu kompensieren. Der Gasraum wird vorzugsweise durch einen schwebenden Trennkolben vom Hydraulikraum getrennt, weil eine Vermischung der Stoffe zu Schaumbildung und damit zum Ausfall des gesamten Schwingungsdämpfers führt.

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Der Trennkolben folgt in seinen Bewegungen unter Betriebsbedingungen synchron den Bewegungen der Kolbenstange. Er wird regulär als Metallkolben ausgebildet, wobei die Abdichtung zur Zylinderwand vorzugsweise durch einen in eine umlaufende Nut eingelegten, elastomeren Dichtungsring erfolgt (z.B, O-Ring). Ein anderer Trennkolben besteht aus einem Profilblech, an das zur Abdichtung und Führung zwei Dichtleisten anvulkanisiert sind (Corcos). Der Nachteil dieser Konstruktionen liegt darin, daß sich bei einem Verschieben der Kolbenstange grundsätzlich der gesamte Trennkolben im Arbeitszylinder mit Reibung verschiebt. Diese Reibung wirkt sich störend auf den Fahrkomfort aus. Bei sehr kleinen Bewegungen besteht die Gefahr, daß der Sehmierfilm abreißt, was einen hohen Verschleiß der Dichtung und vorzeitigen Ausfall des gesamten Schwingungsdämpfers zur Folge hat.

Bei einer neueren Ausführung des Trennkolbens, wie sie in der OS 2 ol8 845 beschrieben wird, versucht man dies«» Nachteile zu vermeiden, indem man in dem Kolben eine Membran verwendet, die die kleinen Bewegungen der Kolbenstange allein durch elastische Verformung ausgleichen soll. Erst bei großen Kolbenstangenbewegungen soll dann der gesamte Trennkolben folgen. Die Ausführung hat den Nachteil, daß die Membran, insbesondere bei den hohen Frequenzen, wie sie im Automobilbau anzutreffen sind, zum Hartwerden neigt. Dadurch werden kurze Fahrbahnstöß« nicht erfindungsgemäß reibungsfrei aufgenommen.

Hinzu kommt die Gefahr leichten Verkantens bzw. Verklemmen β des Trennkolbens im Arbeitszylinder, was ebenfalls einen Ausfall des Schwingangedämpfer« bedeutet. Die Ursache für das Verklemmen liegt in der geforderten kurzen Bauweise im Verhältnis zum Durchmesser.

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Außerdem hat es sich als besonders nachteilig erwiesen, daß die Führungselemente dieses Trennkolbens gleichzeitig Dichtungselemente sind. Sie sind damit dem Verschleiß und damit einer Veränderung ausgesetzt; die sich am Umfang des Trennkolbens unterschiedlich auswirkt und hierdurch dir» Gefahr des Verklemmens vergrößert.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem insbesondere für Kfz bestimmten hydropneumatisehen Einrohrschwingungsdämpfer den Trennkolben so auszubilden, daß die vorgenannten Nachteile sicher vermieden werden.

Die Aufgabe wurde gelöst mit einem Trennkolben für hydropnaumatische Schwingungsdämpfer, bestehend aus einem in einem Zylinder frei schwebenden Kolben., der durch eine elastomere Dichtung wirkungsvoll das eine von dem anderen im Zylinder eingeschlossene Medium trennt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Gehäuse ausgebildet ist, in das ein elastomeres Dichtelement am Innendurchmesser gas- und flüssigkeitsdicht eingeklemmt und als Dichtung am Außendurehmesser ausgebildet und über ein membranartiges Zwischenteil einstückig mit dem eingeklemmten Teil verbunden ist, wobei der an der Zylinder« wand anliegende, abdichtende Teil einschließlich des membranartig ausgebildeten Zwischenteiles des elastOmaren Dichtelementes im Gehäuse in axialer Richtung frei beweglich ist. Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert:

Figur I zeigt im Schnitt einen in einen hydropneumatischen Einrohrschwingungsdämpfer eingebauten erfindungsgemäßen Trennkolben. Durch ihn werden der mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte hydraulische Raum 1 und der mit vorgespanntem Gas gefüllte Ausgleichsraum 2 dichtend voneinander getrennt.

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Der Trennkolben besteht aus einem z.B. tiefgesogenen Gehäuse mit den Führungsteilen M und 5» sowie einem elastoaeren Dichtungselement. Dieses Dichtungselement ist aus einem Teil gefertigt und besteht aus dem zentralen Trägerring 6, der dichtend von den Führungsteilen 4 und 5 zwischen den Dichtflächen 11-14 gehalten wird, einen membranartigen Verbindung»teil 7 und dem äuAeren Dichtungsring 8, der durch einen Metall- oder Kunststoff ring 9 vorsteift werden kann. Der Dichtungsring liegt an der Innenwand des Arbeitszylinders 3 an.

Durch das membranartige Verbindungselement 7 ist der Trennkolben in axialer Richtung bis zum Anschlag des Fuhrungsteiles 4 bzw. 5 an den Dichtungsring frei beweg-

Erst bei weiterer Bewegung des Trennkolbens, wie sie bei grofien Xolbenstangenhüben auftritt, wird der Dichtungsring 6 von dem Teil 4 bzw. 5 unter Reibungsverhältnissen im Arbeitszylinder 3 verschoben. Ein Verkanten des Trennkolbens im Arbeitszylinder wird hierbei durch die Führungsteile 4 und 5 vermieten. Die Gefahr des Verkantens kann noch weiter vermindert werden durch Vorziehen von einem oder beiden Führungsteilen 4, 5 in gekröpfter Form, wie sie in Position 17 dargestellt ist, oder durch geeignete Passung des AuAendurchmessern der Führungsteile 4 und 5 im Arbeitszylinder 3> Um das Ein- und Ausströmen der Medien in die Räume 15 und 16 bei reibungsfreiem Schwingen des Trennkolbens zu erleichtern, können in den Führungsteilen 4 und 5 geeignete Bohrungen angebracht werden, wie in Position 18, 19 dargestellt.

Zur Erreichung einer zuverlässigen Abdichtung zwischen dem Dichtungsring 8 und dem Arbeitszylinder 3 ist ein« geeignete Formgebung der Dichtungsfläche Io sowie ein ausreichender Anprossdruck notwendig.

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Auaführungebeiapiele für die Porm der Dichtfläche sind in den Figuren I-VI dargestellt. Eine Ausführung ent« sprechend der Pigur VI ermöglicht ein Abrollen der Dichtung mit zusätzlicher Verschleißminderung.

Zur Erhöhung des Anpressdruckes ist das Einbringen oder das Auflegen von Metall- oder Kunststoffteilen denkbar, z.B. in Form eines starren Ringes, wie in den Figuren I, III und VI dargestellt, oder auch einer Feder, wie in der Figur IV dargestellt. Ebenso kann die Vergrößerung dea Anpressdruckes der Dichtfläche an die Zylinderwand dadurch erreicht werden, daß der Querschnitt des Dichtringes 8 vergrößert wird, wie in Figur V dargestellt.

Die Verhärtung des membranartigen Verbindungselemente« wird durch eine Formgebung, wie sie in der Figur I beispielhaft dargestellt ist, zuverlässig verhindert.

Eine mögliche Ausführungsform des vorher geschilderten Trennkolbens ist in Figur II dargestellt. Dieser Trennkolben hat eine besonders kurze Baulänge. Die achsparallele Führung erhält er durch eine geeignete Passung des Kolbens im Arbeitszylinder.

Der äußere Dichtring des DichtunRselernentes wurde ohne Stützelement entsprechend der vorher geschilderten Ausführungsform bei Figur V ausgebildat.

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Claims

Patentansprüche:

1. Trennkolben für hydropneumatisch« Einrohrschwingungsdämpfer, bestehend aus einen in einem Zylinder frei schwebenden Kolben, der durch eine elastomere Dichtung wirkungsvoll das eine von dem anderen im Zylinder eingeschlossene Medium trennt» dadurch gekennseiehnet» da* der Kolben als Gehäuse ausgebildet ist, in das ein elastomere» Diehtelernent em Innendurchmesser gas- und flüssigkeitβdicht eingeklemmt und als Dichtung am Auftendurohmesser ausgebildet und über ein membranartigea Ivisohenteil einstückig mit dem eingeklenmten Teil verbunden ist, wobei der an der Zylinderwand anliegende abdichtende Teil einschließlich des membranartig ausgebildeten Zwischenteiles des elaatomeren Dichtelementes im Gehäuse in axialer Richtung frei beweglich ist.

2. Trennkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennseiehnet, daft das Gehäuse aus einem Metall- oder Kunststoffkäfig besteht, in dem das Dichtelement eingerollt, eingeklemmt o.a. 1st.

3. Trennkolben nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit einer kippsicheren Führung versehen ist.

i». Trennkolben nach Anspruch 1-3, dadurch gekennseiehnet, daft der Auftendurchmesser des elastomeren Dientelementes, der an der Zylinderwand anliegt, durch einen Metall- oder Kunatstoffring verstärkt ist.

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5. Trennkolben nach Anspruch 1-3» dadurch gekennzeichnet, dal nur Erhöhung des Anpressdruckes an die Zylinderwand in die elaatomre Sichtung eine Wurmfeder einvulkaniaiert oder aufgelegt iat.

6. Trennkolben nach Anspruch 1-5, dadurch gekennseich* net, daft der Auftenquersahnitt der elaatoiseren Dichtung, der an der Zylinderwand anliegt, verschiedene Formen aufweisen krnn, die aioh von einer runden Ausführung bis su einer viereckigen Vorn erstrecken.

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