DE2018845A1 - Separating pistons for hydropneumatic single-tube telescopic vibration dampers, in particular for motor vehicles - Google Patents
Separating pistons for hydropneumatic single-tube telescopic vibration dampers, in particular for motor vehiclesInfo
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Description
Trennkolben für hydropneumatische Einrohr-Teleskopschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Separating piston for hydropneumatic single-tube telescopic vibration damper, especially for motor vehicles.
Die Erfindung betrifft die Verbesserung und Weiterentwicklung von Trennkolben für hydropneumatische Einrohr- Teleskopschwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, bestehen.The invention relates to the improvement and further development of Separating piston for hydropneumatic single-tube telescopic vibration dampers, in particular for motor vehicles made of an elastically deformable material, for example Rubber.
Solche Trennkolben aus Gummi haben den Vorteil, dass sie den Casraum sicherer gegenüber dem Flüssigkeitsraum abdichten als Trennkolben aus metall. Die bis jetzt bekanntgewordenen Ausführungsformen von Trennkolben aus Gummi haben aber auch Nachteile, die so gross sind, dass sich solche Trennkolben bis jetzt nicht durchsetzen konnten.Such separating pistons made of rubber have the advantage that they the Casraum more reliable sealing against the liquid space than separating piston made of metal. the However, embodiments of rubber separating pistons that have become known up to now have also disadvantages that are so great that such separating pistons have not yet been found were able to enforce.
Ihr. Hauptnachteile sind einmal der grosse Reibungswiderstand, der beim Verschieben zu überwinden ist und der den Fahrkomfort beeinträchtigt, und zum anderen ist es der aus dieser Reibung resultierende Verschleiss, der die Lebensdauer verkürzt.You. The main disadvantages are the large frictional resistance is to be overcome when moving and which impairs driving comfort, and for For others, it is the wear and tear resulting from this friction that affects the service life shortened.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Trennkolben der eingange beschriebenen Art zu verbessern und zu einer neuen Ausführungsform weiterzuentwickeln, die bei Erhaltung ihres Abdichtungsvorteiles frei von den vorgenannten Nachteilen ist.The invention is based on the object of separating piston of the input to improve the type described and to further develop it into a new embodiment, which are free of the aforementioned disadvantages while maintaining their sealing advantage is.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Boden des Trennkolbene flexibel gestaltet und so nachgiebig ist, dass bei einem Hub der Kolbenstange bis tu mehr als 20 millimeter relativ zum Arbeitszylinder keine Relativbewec'unp gung zwischen dem Trennkolben und dem Arbeitszylinder zustandekommt, Der Boden kann aus einem Ende eines ringfdrmigen Trennkolbens herauswachsen und membranartig ausgsbildet sein, wie es bei stationären Trennvorrichtungen an sich schon bekant ist. Hierbei ist die Wanddicke des Bodens vorzugsweise verschieden und zwar so, dass sie in der mitte am grössten ist und mit zunehmendem Durchmesser abnimmt. Innerhalb des ringförmigen Trennkolbens befindet sich ein steifer, beispielsweise metallener Ring, der lose eingebettet ist, und der in einer Richtung durch den membranartig ausgebildeten Boden und in der anderen Richtung durch einen Bund festgehalten ist. Der Boden kann aber auch aus der mitte eines ringförmigen Trennkolbens herauswachsen und membranartig ausgebildet sein. Das Ausschwingen dieses membranartigen Bodens wird durch einen festen Anschlag begrenzt, der die Form eines Hohlkugelabschnittes hat und mehrere Ausnehmungen aufweist. Vorzugsweise sind zwei solcher fester Anschläge vorgesehen, die einen ringförmigen Bund aufweisen, welcher die Dichtfläche des Trennkolbens gegen die Bohrung des Arbeitszylinders drückt.This object is achieved according to the invention in that the floor of the separating piston is designed to be flexible and so flexible that the Piston rod up to more than 20 millimeters relative to the working cylinder has no relative movement supply comes about between the separating piston and the working cylinder, the bottom can come off grow out of one end of an annular separating piston and form it like a membrane as it is already known in the case of stationary separating devices. Here the wall thickness of the bottom is preferably different in such a way that it is in the in the middle is largest and decreases with increasing diameter. Inside the annular Separating piston is a stiff, for example metallic ring that is loose is embedded, and in one direction through the membrane-like Bottom and in the other direction is held in place by a collar. The floor can but also grow out of the center of an annular separating piston and become membrane-like be trained. The swinging out of this membrane-like floor is caused by a limited fixed stop, which has the shape of a hollow spherical section and several Has recesses. Preferably two such fixed stops are provided, which have an annular collar which forms the sealing surface of the separating piston presses against the bore of the working cylinder.
Die zwei festen Anschläge sind lose in den Trennkolben eingebettet und sie sind über ihren ringförmigen Bund in einer Richtung durch den membranartig ausgebildeten Boden und in der anderen Richtung durch einen Bund festgehalten.The two fixed stops are loosely embedded in the separating piston and they are membrane-like over their annular collar in one direction through the formed bottom and held in the other direction by a collar.
Der mit der Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht darin, dass der Boden des Trennkolbens flexibel gestaltet und so nachgiebig ist, dass bei einem Hub der Kolbenstange bis zu mehr als 20 millimeter relativ zum Arbeitszylinder keine Relativbewegung zwischen dem Trennkolben und dem Arbeitszylinder zustandekommt. Hierdurch wird erreicht, dass die kleinen Schwingungen, welche die Räder eines Kraftfahrzeuges auch beim Befahren von Autobahnen und guten Landstrassen infolge der kleinen Unebenheiten der Fahrbahn dauernd gegenüber dem Aufbau vollführen, nur den flexiblen Boden des Trennkolbens bewegen, nicht aber den Trennkolben selbst relativ zum Arbeitszylinder. Da diese dauernden kleinen Schwingungen bei vielen Kraftfahrzeugen bis zu 80% der gesamten Arbeit eines Trennkolbens ausmachen, wird wird die Lebensdauer des Trennkolbens auf einen Ulert vergrössert, der weit über der Gesamtlebensdauer des Kraftfahrzeuges liegt. Das ist insoferne von grosser Bedeutung, als die Lebensdauer des Trennkolbens zusammen mit der Lebensdauer der Kolbenstangenabdichtung die Gesamtlebensdauereines hydropneumatischen Einrohr- Teleskopschwingungsdämpfers bestimmt. Da der Boden des Trennkolbens membranartig ausgebildet ist, und da die Kräfte für das Bewegen einer membran minimal sind, kommt es gegenüber den heute üblichen Ausführungsformen von Trennkolben zu einer grossen Verbesserung des Fahrkomforts. Die Vorteile, die sich aus der besonderen Durchbildung der möglichen Ausführungsformen von Trennkolben gemäss der Erfindung ergeben, sind aus der Zeichnungsbeschreibung zu ersehen.The main advantage achieved by the invention is that the Bottom of the separating piston is designed to be flexible and so flexible that when a No stroke of the piston rod up to more than 20 millimeters relative to the working cylinder Relative movement between the separating piston and the working cylinder comes about. This ensures that the small vibrations that the wheels of a motor vehicle even when driving on highways and good country roads due to the small bumps the roadway continuously opposite the structure, only the flexible floor of the Move the separating piston, but not the separating piston itself relative to the working cylinder. Since these permanent small vibrations in many motor vehicles up to 80% of the make up the entire work of a separating piston becomes the lifespan of the separating piston is enlarged to an Ulert, which is well above the total service life of the motor vehicle is located. This is of great importance insofar as the service life of the separating piston together with the service life of the piston rod seal the total service life of a hydropneumatic single-tube telescopic vibration damper. Since the bottom of the Separating piston is designed like a membrane, and since the forces for moving a membrane are minimal, it comes from the conventional designs of today Separating piston to a great improvement in driving comfort. The advantages that are from the special design of the possible embodiments of separating pistons according to the invention can be seen from the description of the drawings.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und sie werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and they are described in more detail below.
Fig.l zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Trennkolbens gemäss der Erfindung, dessen membranartig-ausgebildeter Boden am oberen Ende des ringförmigen Trennkolbens herauswächst. Der membranartig ausgebildete Boden ist in Mittellage dargestellt.Fig.l shows a longitudinal section through an embodiment of a separating piston according to the invention, whose membrane-like-trained bottom at the upper end of the ring-shaped separating piston grows out. The membrane-like floor is shown in central position.
Fig.2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Trennkolben gemäss Fig.1, dessen membranartig ausgebildeter Boden ganz nach oben durchgewölbt ist.FIG. 2 shows a longitudinal section through a separating piston according to FIG. whose membrane-like bottom is arched right up to the top.
Fig.3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Trennkolben gemäss Fig.1, dessen membranartig ausgebildeter Boden ganz nach unten durchgeuiölbt ist.FIG. 3 shows a longitudinal section through a separating piston according to FIG. whose membrane-like bottom is arched all the way down.
Fig.4 zeigt einen hydropneumatischen Einrohr- Teleskopschwingungsdäipfer für Kraftfahrzeuge in verkleinerter Darstellung mit einem erfindungsgemässen Trennkolben.4 shows a hydropneumatic single-tube telescopic vibration damper for motor vehicles in a reduced representation with a separating piston according to the invention.
Fig.5 zeigt einen Längaschnitt durch eine Ausführungsform eines Trennkolbens gemäss der Erfindung, dessen membranartig ausgebildeter Boden aus der mitte des ringfbrmigen Trennkolbens herauswächst undder mit zwei festen Anschläge gen versehen ist. Der membranart-igausgebildete boden ist in Mittellage dargestellt.5 shows a longitudinal section through an embodiment of a separating piston according to the invention, whose membrane-like bottom from the middle of the ring-shaped separating piston grows out and the is provided with two fixed stops is. The membrane-like floor is shown in the middle position.
Fig.6 Fig.6 zeigt einen Längsæchnitt durch eine Ausführungsform eines Trennkolbens semäss Fig.5, dessen membrenartig ausgebildeter Boden ganz nach oben durchgewölbt ist.Fig. 6 6 shows a longitudinal section through an embodiment of a separating piston according to FIG is arched at the top.
Fig.7 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Trennkolbens gemäss Fix,5, dessen membranartig ausgebildeter Boden ganz nach unten durchgewölbt ist.7 shows a longitudinal section through an embodiment of a separating piston according to Fix, 5, the membrane-like base of which is arched all the way down is.
Der ringförmige Trennkolben 1 besteht aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, beispielsweise Gummi, d ein steifer, beispielsweise metallener Ring 2 drückt seine Dichtfläche gegen die Bohrung des Arbeitszylinders 5, sodass eine guR Abdichtung zwischen dem Flüssigkeitsraum 9 und dem Gasraum 14 zustandekommt.The annular separating piston 1 consists of an elastically deformable one Material, for example rubber, d a stiff, for example metallic ring 2 presses its sealing surface against the bore of the working cylinder 5, so that a guR Sealing between the liquid space 9 and the gas space 14 comes about.
Der steife Ring 2 ist lose in den Trennkolben eingebettet und wird in einer Richtung durch den membranartig ausgeb:ldeten Boden 3 und in der anderen Richtung durch den Bund 12 ttstgehalten. Die Wanddicke des Bodens 3 ist verschieden und zwar so, dass sie in der mitte am grössten ist und mit zunehmenden Durchmesser abnimmt. Wenn sich die Kolbenstange 4, die an ihre oberen Ende mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges verbunden istv relativ zum Arbeitezylinder 5, der mit seinem unteren Ende mit der Radaufhängung verbunden ist, auf- und abbewegt, dann wird das Volumen des Casraumes 14 entsprechend der Volumensänderung der in die Flüssigkeit eintauchenden Kolbenstange 4 verändert.The rigid ring 2 is loosely embedded in the separating piston and is in one direction through the membrane-like floor 3 and in the other Direction held by the federal government 12. The wall thickness of the bottom 3 is different in such a way that it is largest in the middle and with an increasing diameter decreases. When the piston rod 4, which is at its upper end with the structure of the Motor vehicle is connected relative to the working cylinder 5, which is with its lower End connected to the suspension, moving up and down, then the volume of the Casraumes 14 corresponding to the change in volume of the immersed in the liquid Piston rod 4 changed.
Bei den heute üblichen Trennkolben verursachen schon die kleinsten Bewegungen der Kolbenstange relativ zum Arbeitezylinder eine Bewegung des Trennkolbens relativ zum Arbeitszylinder. Bei Trennkolben gemäss der Erfindung kommt bei einem Hub 11 der Kolbenstenge 4 bis zu mehr als 20 millimeter relativ zum Arbeitszylinder 5 keine Relativbewegung zwischen dem Trennkolben 1 und dem Arbeitszylinder 5 zustande, weil sich der mimbranartig ausgebildete Boden 3 so verformen kann, wie es die Figuren 1 bis 3 zeigen. Erst bei grossen Hüben der Kolbenstange 4, wie sie beispielsweise beim Überfahren einer Bodenwelle oder beim Befahren von schlechten Strassen mit Schlaglöchern zustandekommen, wird der Trennkolben 1 relativ zum Arbeitszylinder 5 bewegt. Je nach dem Durchmesser der Bohrung d 8 des Arbeitszylinders 5 und dem Durchmesser der Kolbenstange 4 ergibt sich die Grösss des Hubes 11. Normalerweise wird dieser Hub etwa so sein, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. - 8 versinnbildlicht die Lage des Dämpfungskolbens in der Normalstellung des Kraftfahrzeuges. Bewegt sich bei kleinen und mittelgrossen Schwingungen der Räder gegenüber dem Aufbau des Kraftfahrzeuges der Dämpfungskolben von 8 nach 7 und von 7 nach 10, so wird innerhalb dieses Hubes 11 der Trennkolben keine Bewegung relativ zum Arbeitszylinder vollführen. Erst wenn sich der Dämpfungskolben über den Hub 11 hinaus in Richtung auf die Endstellungen 6 und 13 bewegt, bewegt sich auch der Trennkolben 1 relativ zum Arbeitszylinder 5. Da dies nur selten der Fall ist, und da die dauernden kleinen Schwingungen innerhalb des Hubes 11 bei vielen Kraftfahrzeugen bis zu 80% der gesamten Arbeit eines Trennkolbens ausmachen, wird die Lebensdauer eines Trennkolbens gemäss der Erfindung auf einen Wert vergrösssrt, der weit über der gesamten Lebensdauer des Kraftfahrzeuges liegt. Da zum Verschieben des Trennkolbens 1 relativ zum Arbeitszylinder 5 eine bestimmte Kraft notwendig ist, die eine Zugbeanspruchung im membranartig ausgebildeten Boden 3 verursacht, hat dieser eine ungleiche Wanddicke, die in der mitte am grössten ist und mit zunehmendem Durchmesser abnimmt. Die materialanhäufung in der mitte dient gewissermassen als Speicher, in dem elastisch vertormbaror Werkstoff angehäuft ist, damit bei ruckartigen Zugbeanspruchungn eine dämpfende Wirkung und damit eine Verringerung der Beanspruchung des Werkstoffes erreicht wird. Bei der Ausführungsforn nach den Figuren 5 bis 7 ist zum Schutz gegen Überb@anspruchungen des membranartig ausgebildeten Bodens 19 ein rester Anschlag 20 vorgesehen, der aus einem dünnen Stahlbloch oder Leichtmetall- Druckguss hergestellt sein kann.With today's standard separating pistons, even the smallest of them cause Movements of the piston rod relative to the working cylinder a movement of the separating piston relative to the working cylinder. When separating piston according to the invention comes with one Stroke 11 of the piston rod 4 up to more than 20 millimeters relative to the working cylinder 5 there is no relative movement between the separating piston 1 and the working cylinder 5, because the mimbran-like base 3 can deform as the figures do 1 to 3 show. Only with large strokes of the piston rod 4, as they are for example when driving over a bump or when driving on bad roads Potholes come about, the separating piston 1 is relative to the working cylinder 5 moves. Depending on the diameter of the hole d 8 of the working cylinder 5 and the diameter of the piston rod 4 results in the size of the stroke 11. Normally this stroke will be roughly as shown in FIG. - 8 symbolized the position of the damping piston in the normal position of the motor vehicle. Emotional with small and medium-sized vibrations of the wheels compared to the structure of the Motor vehicle the damping piston from 8 to 7 and from 7 to 10, so is within this stroke 11 of the separating piston perform no movement relative to the working cylinder. Only when the damping piston moves beyond the stroke 11 in the direction of the end positions 6 and 13 moves, the separating piston 1 also moves relative to the working cylinder 5. Because this is seldom the case, and because the constant small oscillations within of the stroke 11 in many motor vehicles up to 80% of the total work of a separating piston make up, the service life of a separating piston according to the invention is reduced to one Increased value that is well above the entire service life of the motor vehicle. Since for moving the separating piston 1 relative to the working cylinder 5 a certain Force is necessary, which is a tensile load in the membrane-like floor 3, this has an uneven wall thickness, which is greatest in the middle and decreases with increasing diameter. The accumulation of material in the middle serves to a certain extent as a memory in which the elastically vertormbaror material is accumulated is, so with jerky tensile loads a damping effect and thus a Reduction of the stress on the material is achieved. In the execution form According to FIGS. 5 to 7, the membrane is like a membrane to protect against excessive stresses formed bottom 19 a residual stop 20 is provided, which consists of a thin Steel hole or light metal die-cast can be made.
Dieser feste Anschlag ist lose eingebettet in den ringförmigan Trennkolb.n1S. Der ringförmige Bund 17, 18 des festen Anschlages 20 drückt die Dichtfläche 22 des Trennkolbens 15 gegen die Bohrung 23 des Arbeitszylinders 24. Der lose eing@-bettste die Anschlug 20 ist in einer Richtung durch den mmbransritlS membranartig ausgebildeten Boden 19 und in der anderen Richtung durch den Bund 16 festgehalten. Die Löcher 21 sind notwendig, damit die Dämpfungsflüssigkeit durch den festen Anschlag strömen kann. Der Gesamtquerschnitt aller Löcher sollte so gross wie möglich sein, um einen geringen Strömungswiderstand zu erreichen, damit kein unnötiges Verschieben des Trennkolbens 15 relativ zum Arbeltszylinder 24 verursacht wird.This fixed stop is loosely embedded in the ring-shaped separating piston. The annular collar 17, 18 of the fixed stop 20 presses the sealing surface 22 of the Separating piston 15 against the bore 23 of the working cylinder 24. The loosely embedded @ -bettste The stop 20 is one-way through the rim membrane-like formed bottom 19 and held in the other direction by the collar 16. The holes 21 are necessary so that the damping fluid through the fixed stop can flow. The total cross-section of all holes should be as large as possible, to achieve a low flow resistance, so that no unnecessary shifting of the separating piston 15 relative to the working cylinder 24 is caused.
Trennkolben gemäss der Erfindung können billig hergestellt werden, weil die Vulkanisierformen einfach sind und die Wietallteile nach dem Vulkanisieren lose eingebettet werden können. Sie haben eine lange Lebensdauer, die erheblich über der Gasamtlebensdauer des Kraftfahrzeuges liegt, und sie ergeben einen Fahrkomfort, der von keiner bis jetzt bekenntgewordenen Ausführungsform von Trennkolben erreicht wird, und durch den auch die Fahrsicherheit erhöht wird.Separating pistons according to the invention can be manufactured cheaply, because the vulcanizing molds are simple and the wietall parts after vulcanizing can be loosely embedded. They have a long lifespan that is considerable is over the total gas life of the motor vehicle, and they result in driving comfort, which has not been achieved by any embodiment of separating piston that has become known up to now and which also increases driving safety.
Patentansprüche Claims
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702018845 DE2018845A1 (en) | 1970-04-20 | 1970-04-20 | Separating pistons for hydropneumatic single-tube telescopic vibration dampers, in particular for motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702018845 DE2018845A1 (en) | 1970-04-20 | 1970-04-20 | Separating pistons for hydropneumatic single-tube telescopic vibration dampers, in particular for motor vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2018845A1 true DE2018845A1 (en) | 1971-11-11 |
Family
ID=5768533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE19702018845 Pending DE2018845A1 (en) | 1970-04-20 | 1970-04-20 | Separating pistons for hydropneumatic single-tube telescopic vibration dampers, in particular for motor vehicles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2018845A1 (en) |
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