DE2312445B2

DE2312445B2 - Hydraulischer Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE2312445B2
Application number: DE2312445A
Authority: DE
Inventors: Dale Alexander Monroe Mich. Palmer (V.St.A.)
Original assignee: Monroe Auto Equipment Co
Current assignee: Tenneco Automotive Inc
Priority date: 1972-04-04
Filing date: 1973-03-13
Publication date: 1978-11-02
Also published as: JPS5623057B2; JPS497668A; AR194417A1; ES413325A1; CH548552A; DK137251B; GB1407747A; CA979031A; ATA286573A; BE797776A; DE2312445A1; ZA73591B; NO134565C; IT979207B; BR7302228D0; FR2179122B1; FR2179122A1; US3771626A; SE393671B; AT333134B

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämper mit einem Arbeitszylinder, in dem ein mit einer <o!benstange verbundener, ventilbestückter Kolben /erschiebbar angeordnet ist, mit einem, den Arbeitszyi:ider umgebenden und einen Ausgleichsraum für die flüssigkeit bildenden starren Außenrohr, mit zwei die :ntgegengesetzten Enden des Ausgleichsraumes schließenden Deckeln, mit einer im Bereich des unteren Deckels angeordneten Ventileinrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsdurchganges zwischen dem Arbeitszylinder und dem Ausgleichsraum, und mit einer rohrförmigen, elastomeren Membran von im wesentlichen konstantem Durchmesser, die sich koaxial zu dem Außenrohr erstreckt, mit seinen Enden am Stoßdämpfer befestigt ist, und durch Änderung der Flüssigkeitsmengo im Ausgleichsraum verformbar ist

Bei einem vorbekannten Stoßdämpfer dieser Art (FR-PS 11 08 087) ist die Membran am Außenumfang des Arbeitszylinders so befestigt, daß zwischen der Außenseite des Arbeitszylinders und der Innenseite der Membran ein mit Luft oder einem anderen Gas gefüllter Raum gebildet wird, der die durch die Kolbenstange bedingten Änderungen der Flüssigkeitsmenge im Ausgleichraum aufnehmen kann. Die Membran ist also im Ausgleichsraum selbst angeordnet. Dies hat zur Folge, daß die Abmessungen des Stoßdämpfers gegenüber einem konventionellen Stoßdämpfer ohne Membran geändert werden müssen, da das Volumen des Ausgleichsraums um den von der Membran gebildeten Gas-gefüllten Raum vergrößert werden muß. Die Verwendung der Membran erfordert somit eine gewisse Änderung des Stoßdämpferaufbaus. Außerdem ist es nicht ganz einfach, die Membran am Arbeitszylinder zu befestigen, da die Membran nicht zwischen zwei Teilen eingespannt werden kann. Schließlich muß zum Auswechseln der Membran der gesamte Sioßdämpfer zerlegt weiden, da die Membran im Inneren des Stoßdämpfers angeordnet ist.

Bei einem weiteren vorbekannten Stoßdämpfer mit einer durch die Volumenänderungen verformbaren Membran (FR-PS 10 94 639) ist das gesamte Außenrohr durch die Membran ersetzt, so daß sich die Membran vom einen bis zum anderen Deckel erstreckt, im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die beiden Deckel besitzt den Ausgleichsraum zur Außenseite hin begrenzt. Die Membran ist von einem Schutzrohr umgeben, und zwar derart, daß sie an ihren Enden zwischen dem Schutzrohr und dem betreffenden Deckel eingespannt ist und im übrigen Bereich einen gewissen Abstand vom Außenrohr besitzt, damit sie sich bei Volumenänderungen des Stoßdämpfers ausdehnen kann. Wegen des Fehlens des bei den herkömmlichen Zweirohr-Stoßdämpfeni verwendeten Außenrohres erfordert auch in diesem Fall die Verwendung der Membran eine gewisse Abweichung vom Aufbau der in der Praxis üblichen Stoßdämpfer; insbesondere müssen die Deckel wegen der Befestigung der Membran eine andere Ausgestaltung haben. Wegen Fehlens des Außenrohres muß außerdem die Membran über eine relativ große Länge die gesamten Druckänderungen im Betrieb des Stoßdämpfers aufnehmen, was zu einer hohen Belastung der Membran und entsprechenden praktischen Schwierigkeiten führen dürfte.

Es ist ferner ein Stoßdämpfer einer etwas anderen Gattung (US-PS 30 24 875) vorbekannt, bei dem in einem Ausgleichsraum eine elastisch verformbare, gasgefüllte Hülle angeordnet ist, so daß eine Durchmischung des Öls mit Luft vermieden wird und im übrigen alle wesentlichen Stoßdämpferbauteile in ihrer Gestaltung unbeeinflußt sind und daher unverändert verwendet werden können. Die Verwendung solcher gasgefüllter Hüllen ist jedoch relativ kostspielig. Die Herstellung der gasgefüllten Hüllen, das Füllen der Hüllen mit Gas, das Abdichten der Hülle und so weiter erfordern einen erheblichen fertigungstechnischen Aufwand, der die

Gesamtherstellungskosten des Stoßdämpfers nicht unbeträchtlich erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpfer der eingangs angegebenen Gattung so auszubilden, daß bei möglichst geringer Abweichung vom Aufbau herkömmlicher Zweirohr-Stoßdämpfer der fertigungstechnische Aufwand gering und Reparaturen leicht durchführbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Stoßdämpfer mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sich die Membran, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die beiden Deckel besitzt, um die Außenseite des Außenrohres erstreckt, daß in dem Außenrohr öffnungen gebildet sind, die den Ausgleichraum mit der radial inneren Seite der Membran verbinden, daß sich um die Außenseite der Membran ein Schutzrohr erstreckt, das mit seinen beiden Enden am Stoßdämpfer so befestigt ist, daß die beiden Membranenden am Außenumfang des Außenrohres abgedichtet sind, und daß das Schutzrohr mit einem Ausdehnungsbereich versehen ist, in den hinein die Membran radial nach außen ausdehnbar ist.

Die Membran ist somit nicht im Inneren des Ausgleichsraumes, sondern auf der Außenseite des Außenrohres angeordnet. Die Membran ist daher von außen zugänglich und kann leicht ausgewechselt werden. Der fertigungstechnische Aufwand ist sehr gering, da die Membran wie auch das Außen- und Schutzrohr in einfacher Weise gefertigt werden können. So kann die Membran von einer kontinuierlichen Materialbahn hergestellt werden, die in Einzellängen unterteilt wird. Das Außen- und Schutzrohr lassen sich durch relativ einfache Rollvorgänge herstellen, die die Gesamtherstellungskosten des Stoßdämpfers nur unerheblich erhöhen. Dennoch läßt sich der Stoßdämpfer weitgehend aus den üblichen Bestandteile konventioneller Stoßdämpfer zusammensetzen. Eine Durchmischung von öl und Luft isi mit Sicherheit ausgeschlossen.

Anhand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Stoßdämpfer;

F i g. 2 einen Querschnitt im wesentlichen entlang der Linie 2-2der Fig. 1.

Der dargestellte Stoßdämpfer 10 weist einen langgestreckten, rohrförmigen Arbeitszylinder 12 auf, indem ein in Längsrichtung hin- und herbewegbarer Kolben 14 angeordnet ist. Der Kolben 14 ist an einem Ende einer Kolbenstange 16 befestigt, die sich von einem Ende des Zylinders 12 axial nach außen erstreckt und mit einem ringförmigen Befestigungselement 18 versehen ist, das mit dem gefederten oder ungefederten Teil eines Kraftfahrzeugs verbunden werden kann. Der Stoßdämpfer 10 weist ein zylindrisches Außenrohr 20 auf, das koaxial und nach außen im Abstand zum Zylinder 12 angeordnet ist. Das untere Ende des Rohrs 20 ist mit einem unteren Deckel 22 versehen, an dem ein ringförmiges Befestigungselement 24 befestigt ist. Das Element 24 kann fest am anderen gefederten oder ungefederten Teil des Fahrzeugs befestigt werden. Das obere Ende des Außenrohrs 20 wird von einem oberen Deckel 26 abgeschlossen, der mit einer zentralen öffnung 28 versehen ist, durch die sich die Kolbenstange 16 erstreckt. Das obere Ende des Zylinders 12 wird von einem Führungsglied 30 abgeschlossen, das mit einem unteren Endabschnitt 32 mit verringertem Durchmesser versehen ist. der sich in das obere Ende des Arbeitszylinders 12 erstreckt und daran dichtend befestigt ist. Das Führungsglied 30 hat eine zentrale, ringförmige öffnung 34, die die Kolbenstange 16 mit Gleitsitzpassung aufnimmt, wenn die Kolbenstange 16 sich hin- und herbewegt. Eine federnde, elastomere Dichtung 36 umgibt die Kolbenstange 16 und wird in dem Deckel 26 mittels eines Halteelements 38 und einer Schraubenfeder 40 gehalten. Die Dichtung 36 verhindert den Eintritt von Fremdmaterial in den Stoßdämp-

iü fer 10 und verhindert den Austria irgendwelchen Hydraulikdruckmittels.

Das untere Ende der Kolbenstange 16 hat einen Endabschnitt 42 mit verringertem Durchmesser, der mit einem Außengewinde versehen ist und hierdurch eine

is geeignete Haltemutter 44 aufnehmen kann, die den Kolben 14 an der Kolbenstange 16 befestigt. Der Kolben 14 weist einen Satz von am Umfang verteilten, axial verlaufenden, äußeren Strömungsöffnungen 46 und einen Satz von am Umfang verteilten, axial verlaufenden, inneren Strömungsöffnungen 48 auf. Zwei in seitlichem Abstand angeordnete, konzentrisch ausgerichtete Ventilsitz 50 und 52 sind am oberen Ende des Kolbens 14 gebildet und können von einem dünnen, scheibenförmigen Ventilglied 54 zum Abschließen der

2ϊ äußeren Strömungsöffnungen 46 erfaßt werden, wenn die Kolbenstange 16 im Arbeitszylinder 12 nach oben bewegt wird. Eine Federscheibe 56 drückt das Ventilglied 54 in dichtende Berührung mit den Ventilsitzen 50, 52. Eine mit einer öffnungen versehene

;> Haltescheibe 58 ist oberhalb des Ventilglieds 54 angeordnet.

Das untere Ende des Kolbens 14 ist mit einem ringförmigen Ventilsitz 60 versehen, der gegenüber dem inneren Satz von Strömungsöffnungen 48 radial nach

r> außen versetzt angeordnet ist und ein dünnes, scheibenähnliches Ventilglied 62 erfassen kann, das von einer Hülse 64 gegen den Ventilsitz 60 gedrückt wird. Die Hülse 64 ist entlang der Mutter 44 verschiebbar und wird von einer Feder 66 nach oben gedrückt, die auf

κι einem seitlich nach außen vorstehenden und am unteren Ende der Mutter 44 ausgebildeten Flansch 68 aufliegt. Zwischen dem oberen Ende der Mutter 44 und dem Ventilglied 62 ist eine Scheibe 70 angeordnet, wie von der Mutter 44 zusammen mit dem Ventilglied 62 an Ort

Vi und Stelle gehalten werden kann. Wenn der Kolben 14 im Arbeitszylinder 12 nach oben bewegt wird, bewegt sich unter Druck stehendes Druckmittel durch die Strömungsöffnungen 48 nach unten und hebt das Ventilglied 62 von seinem Sitz ab, damit das Druckmittel

ίο in den Bereich des Zylinders 12 unterhalb des Kolbens 14 strömen kann.

Das untere Ende des Arbeitszylinders 12 weist eine Ventileinrichtung 72 auf, die aus einem Kopf 74 mit einem Abschnitt besteht, der sich in das Ende des

v> Arbeitszylinders 12 erstreckt und daran befestigt ist. Der Kopf 74 hat an seinem oberen Ende eine Ausnehmung 76, die mit einer zentralen Bohrung 78 in Verbindung steht, deren obere Kante mit einem ringförmigen Ventilsitz 80 versehen ist. Ein scheibenför-

Mi miges Ventil 82 ruht auf dem Silz 80 und ist an einem zentralen Niet 84 befestigt, der von Federfingern 86 einer Federscheibe 88 nach unten gedrückt wird. Die Scheibe 88 wird von einer gestauchten Kante 90 in ihrer Lage gehalten. Der Niet 84 ist mit einer verschiebbaren

in Hülse 92 versehen, die von einer Feder 94 aufwärts gegen die Unterseite des Ventils 82 gedruckt wird. Das untere Ende der Feder 94 wird von einer am unteren Ende des Niets 84 befestigten Scheibe 96 getragen. Der

Niet 84 ist mit einem axialen Kanal 98 versehen, der mit einem radialen Auslaßschlitz 100 in Verbindung steht. Die Hülse 92 ist abwärts gegen die Kraft der Feder 94 bewegbar und gestattet dem Druckmittel, vom unteren Ende des Arbeitszylinders 12 durch den Kanal 98 in einen Ausgleichsraum 101 zu strömen, der zwischen dem Arbeitszylinder 12 und dem Außenrohr 20 gebildet ist. Der Kopf 74 ist mit einer Vielzahl von Aussparungen 102 versehen, die mit einer Vielzahl von erhabenen, im Deckel 22 gebildeten Bereichen 104 in Eingriff kommen können, um den Kopf 74 daran zu befestigen.

Das Außenrohr 20 ist mit einem zentralen, radial einwärts gedrücktem Bereich 106 versehen, der einen zylindrischen Zwischenabschnitt 108 aufweist, der koaxial zum Arbeitszylinder 12 und radial etwas näher im Abstand zum übrigen Außenrohr 20 angeordnet ist. Die axial entgegengesetzten Enden des Abschnitts 108 haben radial nach außen abgeschrägte Teile 110 und 111, die mit dem Abschnitt 108 einen zylindrischen Raum 112 begrenzen. Die Teile des Außenrohrs 20 oberhalb und unterhalb der Teile 110, 111 haben radial nach innen gerichtete, eingedrückte Abschnitte 114 und 116.

Um den äußeren Umfang des Außenrohrs 20 ist eine rohrförmige Membran 18 angeordnet. Diese Membran 118 ist aus einem federnden, elastomeren Material hergestellt, etwa aus Natur- oder synthetischem Gummi oder aus einem anderen leicht deformierbaren, elastischen und vollständig druckmitteldurchlässigen Material. Wie in Fig. 1 gezeigt, verläuft die Membran 118 entlang dem Raum 112 und dient zum Abschließen dessen Außenseite.

Um die Außenseite der Membran 118 verläuft ein zylindrisches, äußeres Schutzrohr 120. Das Schutzrohr 120 hat einen radial auswärts angeordneten Zwischenabschnitt 122, der axial zum Stoßdämpfer 10 und etwas radial in Abstand gegenüber dem übrigen Schutzrohr 120 angeordnet ist. Die entgegengesetzten Enden des Abschnitts 122 gehen in abgeschrägte Abschnitte 124 und 126 über, die einstückig mit dem Abschnitt 122 des Schutzrohrs 120 verbunden sind. Die Abschnitte 124, 126 sind ihrerseits mit oberen und unteren zylindrischen Endteilen 128 bzw. 129 einstückig verbunden. Um das Schutzrohr 120 und die Membran 118 am Stoßdämpfer 10 zu befestigen, haben die oberen und unteren Endteile 128 und 129 radial nach innen eingeformte Abschnitte 130 und 132, die axial mit den Abschnitten 114 und 116 im Außenrohr 20 fluchten. Die Abschnitte 114, 116 und die Abschnitte 130, 132 klemmen die oberen und unteren Enden 134 und 136 der Membran 118 ein und bilden eine Dichtung entlang ihren dem Außenrohr 20 und dem Schutzrohr 120 gegenüberliegenden, inneren und äußeren Flächen. Die Membran 118 und der außen angeordnete Abschnitt 122 des Schutzrohrs 120 begrenzen einen ringförmigen Ausdehnungsbereich 138, der axial mit dem Raum 112 fluchtet. Der Raum 112 kann mit den Inneren des Ausgleichsraums 101 über

in eine Vielzahl von am Umfang verteilten Öffnungen 140 in den Teilen 110 und 111 des Außenrohrs 20 für noch zu beschreibende Zwecke verwendet werden. Der Stoßdämpfer 10 wird so zusammengesetzt, daß so viel Luft wie möglich aus seinem Inneren entfernt wird.

i) Anschließend wird das Innere mit öl oder einem anderen hydraulischen Druckmittel gefüllt. Der ölfüllvorgang findet statt, wenn die Kolbenstange 16 und der Kolben 14 sich in ihren voll ausgefahrenen Stellungen befinden und gewährleisten, daß das maximale ölvolu-

:o men in den Stoßdämpfer 10 eingefüllt werden kann.

Im Betrieb des Stoßdämpfers 10 und während eines typischen Druckhubs bewegen sich der Kolben 14 und die Kolbenstange 16 im Arbeitszylinder 12 nach unten. Aufgrund des von der Kolbenstange 16 verdrängten Volumens dehnt oder streckt sich die Membran 118 nach außen von der in F i g. 1 voll ausgezogen gezeigten Stellung in die in dieser Figur gestrichelt gezeigte Stellung. Der Grad der Ausdehnung wird gesteuert durch den Hub, den Kolbenstangendurchmesser, das

«ι elastische Material, aus dem die Membran 118 hergestellt ist, und die axiale Länge zwischen deren befestigten Enden. Bei gewissen Anwendungsarten kann es zusätzlich wünschenswert sein, den Ausdehnungsbereich 138 durch Aufladen mit einem geeigneten

■·', Gas bei einem vorgegebenen Druck vorzuspannen Dieses Gas wird während der Ausdehnung der Membran 118 komprimiert.

Bei der obigen Anordnung steht keine Luft mit dem Hydraulikdruckmittel in Berührung, so daß eine

■to ölluftdurchmischung zwangsläufig verhindert wird Zusätzlich wird die Tendenz des Hydraulikmittels zur Abscherung bzw. Trennung auf ein Minimum gebracht Durch richtiges Auswählen des Materials der Membran 118 und/oder des Volumens und Drucks des Ausdeh-

!") nungsbereichs 138 drückt zusätzlich die Membran 118 während eines Rückhubs Druckmittel in den Zylinder 12, so daß der Stoßdämpfer 10 als zusätzliche Feder für die zugehörige Fahrzeugfeder dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einem Arbeitszylinder, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Ventil bestückter Kolben verschiebbar angeordnet ist, mit einem den Arbeitszylinder umgebenden und einen Ausgleichsraum für die Flüssigkeit bildenden starren Außenrohr, mit zwei die entgegengesetzten Enden des Ausgleichsraumes schließenden Deckeln, mit einer im Bereich des unteren Deckels angeordneten Ventileinrichtung zur Steuerung des Flüssigkeitsdurchganges zwischen dem Arbeitszylinder und dem Ausgleichsraum, und mit einer rohrförmigen, elastomeren Membran von im wesentlichen konstantem Durchmesser, die sich koaxial zu dem Außenrohr erstreckt, mit seinen Enden am Stoßdämpfer befestigt ist, und durch Änderung der Flüssigkeitsmenge im Ausgleichcraum verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Membran (118), die im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die beiden Deckel (22,26) besitzt, um die Außenseite des Außenrohres (20) erstreckt, daß in dem Außenrohr (20) öffnungen (140) gebildet sind, die den Ausgleichsraum (101) mit der radial inneren Seite der Membran (118) verbinden, daß sich um die Außenseite der Membran (136) ein Schutzrohr (120) erstreckt, das mit seinen beiden Enden am Stoßdämpfer so befestigt ist, daß die beiden Membranenden am Außenumfang des Außenrohres (20) abgedichtet sind, und daß das Schutzrohr (120) mit einem Ausdehnungsbereich (138) versehen ist, in den hinein die Membran radial nach außen ausdehnbar ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (20) zur Bildung eines Raumes (112) zwischen der Innenseite der Membran (118) und der Außenseite des Außenrohres (20) radial nach innen verformt ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radial nach innen verformte Teil des Außenrohres (20) aus einem zyiindrischen Zwischenabschnitt (108) und einem oberen und unteren abgeschrägten Abschnitt (110, 111) besteht, wobei die öffnungen (140) des Außenrohres (20) in « den abgeschrägten Abschnitten (110, 111) gebildet sind.

4. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsbereich (138) des Schutzrohres (120) von ^r>o einem zylindrischen Zwischenabschnitt (122) und einem oberen und unteren abgeschrägten Abschnitt (124,126) des Schutzrohres gebildet ist, die fluchtend zu den entsprechenden Abschnitten (108, 110, 111) des Außenrohres (20) angeordnet sind, wobei die v> entgegengesetzten Enden der Membran (118) zwischen den Enden des Schutzrohres (120) und der Außenseite des Außenrohres (20) eingespannt sind.