DE1134253B - Elastischer Kolben fuer Schwingungsdaempfer - Google Patents
Elastischer Kolben fuer SchwingungsdaempferInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein elastischer Kolben für hydraulische Schwingungsdämpfer, insbesondere
für Kraftfahrzeuge.
Es sind bereits Teleskop-Stoßdämpfer bekanntgeworden, die infolge der zwischen dem Kolben
und dem Zylinderrohr entstehenden Reibung die auftretenden Schwingungen dämpfen. Der im Zylinderrohr
verschiebbare Kolben ist dabei aus einer als Säule ausgebildeten Bremsscheibe aus
mehreren, aufeinanderliegenden, einzelnen Gummiplatten zusammengesetzt. Um den Verschiebungswiderstand
innerhalb der Säule in verschiedenen Richtungen zu vergrößern oder zu verkleinern,
hat man auch bereits den inneren Teil der Bremsscheiben kegelförmig ausgebildet. Durch die lamellenartige
Ausbildung des Kolbenumfangs wird jedoch die Führung innerhalb des Zylinderrohres nachteilig
beeinflußt. Ferner hat es sich herausgestellt, daß nach relativ kurzer Zeit die einzelnen Bremsscheiben derart
stark verschleißen, daß eine wirkungsvolle Dämpfungsarbeit nicht mehr gewährleistet werden
kann.
Ferner sind auch elastische Kolben für Schwingungsdämpfer bekanntgeworden, die aus einem
schlauchförmigen Mantelteil bestehen, dessen Enden durch je eine Platte mit Durchflußöffnungen verschlossen
sind. Innerhalb des aus Gummi bestehenden Schlauchteils ist ein metallischer Stützkörper vorgesehen,
der ein Einfallen bei Druckbeaufschlagung des relativ dünnen Schlauches verhindern soll. Je nach
Bewegungsrichtung wird die eine oder andere Abschlußplatte verschoben und werden die in ihr befindlichen
Öffnungen freigelegt bzw. verschlossen, so daß die Durchströmgeschwindigkeit der Dämpfungsflüssigkeit
veränderbar ist. Das gleiche gilt für den Abstand zwischen dem elastischen Mantelteil und dem
zugeordneten Zylinderrohr. Durch die Zugbeanspruchungen des Mantelteils besteht jedoch die Gefahr,
daß er insbesondere durch die Einwirkung von Wärme und Flüssigkeit brüchig wird und schließlich reißt, so
daß der gesamte Dämpfer vorzeitig unbrauchbar wird. Ferner kennt man auch bereits Kolben für
Schwingungsdämpfer, die im wesentlichen aus einer innen- und außenspannenden Dichtlippe bestehen.
Zur axialen Halterung der Dichtung sind zwei Scheiben notwendig, die mit Durchfiußöffnungen versehen
werden müssen, die nur mittels kostspieliger Bearbeitung erzeugt werden können. Darüber hinaus ist die
dem Zylinderrohr zugekehrte Dichtlippe in einer Bewegungsrichtung von der Dämpferflüssigkeit beaufschlagt,
so daß die Gefahr einer zu großen Anpres-sung besteht, wodurch die Dichtlippe sehr schnell ver-Elastischer
Kolben für Schwingungsdämpfer
Anmelder:
Goetzewerke
Friedrich Goetze Aktiengesellschaft,
Friedrich Goetze Aktiengesellschaft,
Burscheid bei Köln,
Bürgermeister-Schmidt-Str. 6
Bürgermeister-Schmidt-Str. 6
Paul Vossieck, Burscheid bei Köln,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
schleißt und damit den gesamten Dämpfer unbrauchbar macht.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, für hydraulische Schwingungsdämpfer einen Kolben zu verwenden,
dessen innere Mantelfläche gegenüber seiner äußeren Mantelfläche verschieblich ist, so daß sich
die Durchströmöffnungen je nach Bewegungsrichtung im Querschnitt vergrößern oder verkleinern und dadurch
die Durchströmgeschwindigkeit der Dämpfflüssigkeit in an sich bekannter Weise verändern. Ein
solcher Kolben ist in seinem Aufbau sehr einfach, vorzugsweise einteilig ausgebildet, so daß er sich auch
wirtschaftlich herstellen läßt. Die Ausnehmungen bzw. Durchflußöffnungen können bei der Vulkanisation des
Kolbens gleich eingeformt werden, so daß eine Nacharbeit entfällt. Ebenso lassen sich die Metallteile, sofern
solche notwendig sind, mit dem Kolben in einem Arbeitsgang verbinden. Ferner wird die Montage erheblich
verbessert, da auf besondere Ventile, die gewöhnlich lose eingelegt werden, verzichtet werden
kann. Auch ist es denkbar, den Kolben für einen doppeltwirkenden Dämpfer zu verwenden, der in beiden
Bewegungsrichtungen dem Durchfluß der Dämpfflüssigkeit den erforderlichen Widerstand entgegensetzt.
Ferner kann durch Ausgestaltung der Durchströmöffnungen, -spalte oder deren zugeordnete Begrenzungsplatten
der Durchströmwiderstand in einer Richtung geringer sein als in der anderen, um eine
Dämpfcharakteristik, z. B. gegen Ende des Hubes eine stark progressive Kennung, zu erhalten, die den
Erfordernissen im Kraftfahrzeugbau entspricht. Zusätzliche Anschlagpuffer lassen sich durch den elastischen,
progressiv arbeitenden Kolben vermeiden. Die
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Durchsttömöffmmgen können als Bohrungen innerhalb
des Kolbens vorgesehen sein bzw. als Schlitze oder ringförmige Spalte am Außenumfang des Kolbens eingearbeitet
werden. Vorteilhaft ist es, den Kolben mindestens am Außenumfang mit einem oder mehreren
Hartstoffringen zusammenzuvulkanisieren, um dem Kolben einerseits eine gute Führung innerhalb des
Zylinderrohres zu sichern und andererseits die Veränderung der Durchflußöffnungen besser bestim-
Der in Fig. 1 teilweise im Schnitt dargestellte Dämpfer besteht aus dem Dämpferrohr 1 und dem
mit der Kolbenstange 2 verbundenen Kolben 3. Der Kolben 3 setzt sich aus einem elastischen, vorzugsweise
aus Gummi bestehenden Mittelteil und den beiden Ringen 4, 5 zusammen. Der Kolben 3 ist in Arbeitsstellung
dargestellt, wobei der Ring 4, der die äußere Mantelfläche des Kolbens 3 darstellt, gegenüber
der inneren Mantelfläche, die durch den Ring 5
men zu können. Es ist aber nicht notwendig, daß der io verkörpert wird, axial verschoben ist. Durch die
Hartstoffring die gesamte Mantelfläche bedeckt, axiale Verschiebbarkeit der inneren und äußeren Manso
daß die Mantelfläche teilweise aus Hart- und telfläche vergrößern oder verkleinern sich die Durch-Weichstoff
bestehen kann. Um Dichtungsringe auf- Strömöffnungen 6 im Querschnitt. Die in der Kolbennehmen
zu können, kann der Hartstoff-Außenring im stange 2 vorgesehene Durchströmöffnung 7 erlaubt
Querschnitt U-förmig ausgebildet sein. Auch können 15 einen konstanten Durchfluß der Dämpferflüssigkeit,
am Außenumfang des aus elastischem Werkstoff be- Die dargestellten Pfeile zeigen die Bewegungsrichstehenden
Kolbens Nuten zur Aufnahme von Dich- tung während der Einfederung des nicht dargestellten
tungsringen vorgesehen sein. Gegebenenfalls können Rades an.
die mit dem Kolben verbundenen Hartstoffringe axial Eine weitere Möglichkeit, die Durchströmöffnungen
geschlitzt sein, um sich federnd an die innere Zylin- 20 je nach Bewegungsrichtung des Kolbens im Querderwand
anlegen zu können. schnitt zu verändern, ist in den Fig. 2 und 3 darge-Insbesondere
dann, wenn die Durchflußöffnungen stellt. Während in Fig. 2 der elastische Kolben 8 ohne
innerhalb des Kolbens vorgesehen sind, ist es möglich, Metallteile auf die nicht näher dargestellte Kolbendie
freien Enden in an sich bekannter Weise lippen- stange aufgezogen wird und auch am Außenumfang
förmig auszubilden. Die Lippenform erlaubt, den 25 keine metallische Versteifung aufweist, ist der KoI-Strömungswiderstand
der Dämpfflüssigkeit in einfach- ben 9 in Fig. 3 wenigstens an der äußeren Mantelster
Weise zu regulieren, z. B. in einer Richtung zu fläche mit einem Hartstoff ring 10 zusammenvulkanivergrößern.
Diese Wirkung kann ferner noch dadurch siert, der dem Kolben eine größere Stabilität verleiht,
unterstützt werden, daß man die Durchströmöffnun- Gemäß Fig. 2 werden die Durchflußöffnungen 11
gen konisch ausbildet. Um den Querschnitt der im 30 durch die Metallplatten 12, 13 dann im Querschnitt
Kolben vorgesehenen Bohrungen durch die Ver- verändert, wenn sich die äußere Mantelfläche des Kolschiebung
der Kolbenmantelflächen zu vergrößern bens 8 gegenüber der inneren Mantelfläche verschiebt,
oder zu verkleinern, wird ferner vorgeschlagen, die Die gleiche Wirkung wird auch entsprechend dem
Bohrungen in tangentialer Richtung oval auszubilden. Kolben 9 (Fig. 3) erzielt, nur daß hierbei die Schließso
daß sich die benachbarten Wandflächen je nach 35 platten als Ringlippen 14, 15 ausgebildet sind und aus
Bewegungsrichtung der Mantelflächen nähern oder dem Werkstoff des Kolbens 9 bestehen,
voneinander entfernen.
Vorteilhafterweise kann der Kolben an beiden Stirnflächen
durch gegebenenfalls gebogene Anschlagplatten begrenzt werden, um die axiale Bewegung des 40
Kolbens zu begrenzen bzw. den Querschnitt der
Durchflußöffnungen des Kolbens zu verändern, so daß
sich auch hierdurch der Strömungswiderstand verändern läßt. Bei Verwendung von Anschlagplatten
kann der Kolben ganz aus elastischem Werkstoff be- 45 ist die äußere Mantelfläche durch einen Ring 19 verstehen, wobei es jedoch besonders vorteilhaft ist, ihn steift, um ein unerwünschtes Festklemmen des KoI-zonal verschieden hart auszubilden. Die Anschlagplat- bens im Zylinderrohr 17 zu vermeiden. Auf der anten können ferner durch ventilartige Lippen, die aus deren Seite der Mantelfläche sind Einschnitte 20 vordem Werkstoff des Kolbens gebildet sind, ersetzt wer- gesehen, die je nach Bewegungsrichtung den Ringspalt den. Dabei ist es denkbar, die Lippen entweder aus 50 18 erweitern oder verengen, so daß durch die Größe dem Werkstoff des Kolbens zu bilden und durch des Ringspalts und der Einschnitte der Durchfluß-Metallteile zu versteifen oder sie aus einem härteren widerstand der Dämpfungsflüssigkeit bestimmt wer-Werkstoff als dem des Kolbens zu bilden. Schließlich den kann.
Kolbens zu begrenzen bzw. den Querschnitt der
Durchflußöffnungen des Kolbens zu verändern, so daß
sich auch hierdurch der Strömungswiderstand verändern läßt. Bei Verwendung von Anschlagplatten
kann der Kolben ganz aus elastischem Werkstoff be- 45 ist die äußere Mantelfläche durch einen Ring 19 verstehen, wobei es jedoch besonders vorteilhaft ist, ihn steift, um ein unerwünschtes Festklemmen des KoI-zonal verschieden hart auszubilden. Die Anschlagplat- bens im Zylinderrohr 17 zu vermeiden. Auf der anten können ferner durch ventilartige Lippen, die aus deren Seite der Mantelfläche sind Einschnitte 20 vordem Werkstoff des Kolbens gebildet sind, ersetzt wer- gesehen, die je nach Bewegungsrichtung den Ringspalt den. Dabei ist es denkbar, die Lippen entweder aus 50 18 erweitern oder verengen, so daß durch die Größe dem Werkstoff des Kolbens zu bilden und durch des Ringspalts und der Einschnitte der Durchfluß-Metallteile zu versteifen oder sie aus einem härteren widerstand der Dämpfungsflüssigkeit bestimmt wer-Werkstoff als dem des Kolbens zu bilden. Schließlich den kann.
hat es sich noch als vorteilhaft erwiesen, den elasti- Die in Fig. 5 dargestellte Ausführung eines Kolbens
sehen Kolben, wenn er am Innenumfang kein Metall- 55 21 zeigt eine im Querschnitt konisch verlaufende
teil aufweist, die Kolbenstange mit Spannung um- Durchflußöffnung 22 mit einem lippenartigen Teil 23,
schließen zu lassen, um ein unerwünschtes Durchströ- der sich bei umgekehrter Bewegungsrichtung des KoI-men
der Dämpfungsflüssigkeit zu vermeiden. bens 21 verengt, so daß der Querschnitt der Durch-
Für die Gegenstände der Unteransprüche wird nun flußöffnung 22 kleiner wird. In umgekehrter Richtung
in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptan- 60 tritt die Flüssigkeit bei 24 in die Durchflußöffnung
Spruchs Schutz begehrt. 22, wodurch sie sich im Bereich der Lippe 23 aufwei
tet. Die äußere Mantelfläche ist mit einem im Querschnitt U-förmigen Ring 25 verbunden, in dessen
hohlem Profil Rundgummiringe 26 liegen. Entspre-65 chend Fig. 6 ist der U-förmige Ring 27 im Mittelteil
durchbrochen, so daß der Werkstoff des Kolbens bis an die Lauffläche des Kolbens vordringen kann und
einen Steg 28 bildet. In den verbleibenden Kammern
Denkbar ist es schließlich auch, die Metallplatten eben und die Kolbenoberfläche konisch auszubilden,
so daß der Kolben eine kegelige Oberfläche erhält.
In Fig. 4 ist eine Hälfte eines elastischen Kolbens 16 dargestellt, der zwischen seiner äußeren Mantelfläche
und dem Zylinderrohr 17 einen Ringspalt 18 beläßt, durch den die Dämpfungsflüssigkeit von einem
Arbeitsraum in den anderen strömen kann. Teilweise
In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 einen Teil eines Schwingungsdämpfer im
Schnitt,
Schnitt,
Fig. 2 und 3 je einen Kolbenquerschnitt,
Fig. 4 bis 6 je eine Hälfte eines Kolbens im Schnitt,
Fig. 7 teilweise Draufsicht eines Kolbens.
liegen Kolbenringe 29, 30. Wie aus Fig. 7 hervorgeht,
sind die Durchflußöffnungen 31 oval ausgebildet.
Claims (12)
1. Elastischer Kolben für hydraulische Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
mit Durchströmöffnungen, die sich je nach Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Kolbens
im Querschnitt verändern, dadurch gekennzeich net, daß zur Querschnittsveränderung der Durchströmöffnungen
die innere Mantelfläche (5) des Kolbens (3) gegenüber der äußeren Mantelfläche (4) verschieblich ist.
2. Elastischer Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3, 9) mindestens
am Außenumfang mit einem oder mehreren Hartstoffringen (4, 5,10) zusammenvulkanisiert
ist.
3. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang
des Kolbens (16) teilweise aus Metall (19) und aus elastischem Werkstoff gebildet ist.
4. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang
des Kolbens (21) eine oder mehrere Nuten zur Aufnahme von Dichtungsringen (26, 29, 30)
vorgesehen sind.
5. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem
Kolben (3, 9) verbundenen Ringe (4, 5,10) axial geschlitzt sind.
6. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnungen
(6,11, 22) im Kolben (3, 8, 9, 21) vorgesehen und an ihren freien Enden gegebenenfalls
lippenförmig (23) ausgebildet sind.
7. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolben
(21) vorgesehenen Bohrungen (22) konisch ausgebildet sind.
8. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Kolben
vorgesehenen Bohrungen (31), in tangentialer Richtung gesehen, oval ausgebildet sind.
9. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußöffnungen
(11) durch eine oder mehrere Anschlagplatten (12,13) verschließbar sind.
10. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß besondere
ventilartige" Lippen (14) zum Verschließen der Durchflußöffnungen aus dem Werkstoff des Kolbens
(9) gebildet sind.
11. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben zonal verschiedene Härten aufweist.
12. Elastischer Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben
die Kolbenstange mit Spannung umschließt.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 845 125;
britische Patentschrift Nr. 816 569;
französische Patentschriften Nr. 1 083 043,
456, 1166 482.
Deutsche Patentschrift Nr. 845 125;
britische Patentschrift Nr. 816 569;
französische Patentschriften Nr. 1 083 043,
456, 1166 482.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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