DE3117493C2 - Gasdruckdämpfer in Zweirohr-Teleskop-Bauart - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasdruckdämpfer in Zweirohr-Teleskop-Bauart, insbesondere für die Schwingungsdämpfung am Fahrgestell von Fahrzeugen, mit einem zwischen Innenrohr und Mantelrohr eingeschlossenen, gasgefüllten Ausgleichsraum, einer aus dem Innenrohr durch eine Kolbenstangenführung herausgeführten Kolbenstange sowie mit einer Gasdichtung in Form eines Dichtungsrings mit zwti gasbeaufschlagten Dichtlippen, von denen die eine sich in Richtung Ausgleichsraum erstreckend an einer äußeren Wandung anliegt und für die Befüllung des Ausgleichsraums durch Gasdruck von außen abhebbar ist und die andere in gleicher Richtung sich erstreckende Dichtlippe an der Stangenführung zur Abdichtung des Ausgleichsraums gegen den vom Innenrohr eingeschlossenen Arbeitsraum anliegt

Ein derartiger Gasdruckdämpfer ist in der DE-PS 29 12 687 und der DE-OS 30 06 174 beschrieben. Er hat einen ölgefüllten, von einem Innenrohr eingeschlossenen Arbeitsraum, in dem ein an einer Kolbenstange ss geführter Kolben in axialer Richtung bewegbar ist. Der Arbeitsraum ist über Drosselelemente mit einem von einem Mantelrohr gebildeten Ausgleichsraum verbunden, der zum Teil ebenfalls mit Öl, zum Teil aber auch mit einem Gas gefüllt ist. &o

An der Aiistrittsseite der Kolbenstange ist eine Kolbenstangenführung und eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die aus einer Kolbenstangendichtung und einer Gasdichtung besteht. Die Kolbenstangendichtung liegt innenseitig an der Kolbenstange an und stützt sich b5 an einer nach innen gebogenen Fortsetzung des Mantelrohrs ab. Sie dient der Verhinderung von ölausiriti aus dem Arbeitsraum und hat eine zusätzliche Dichtfunktion gegen Austritt von Gas aus dem Ausgleichsraum.

An der Unterseite der Kolbenstangendichtung ist die Gasdichtung in Form eines Dichtungsrings angeordnet Sie weist zwei Dichtlippen auf, von denen die eine an der Fortsetzung des Mantelrohrs und die andere an einem Dichtsteg an der Kolbenstange anliegen. Die Gasdichtung wird über Durchlässe in der Kolbenstangenführung mit dem Gas im Ausgleichsraum '<nd dem unter gleichen Druck stehenden öl im inneren bzw. Arbeitsraum beaufschlagt, wodurch sie gegen die Kolbenstangendichtung und diese wiederum gegen die umgebogene Fortsetzung des Mantelrohrs gedrückt werden. Zur Unterstützung und Lagefixierung ist eine umlaufende Feder vorgesehen, die sich an der Kolbenstangenführung abstützt und nach oben gegen die Gasdichtung drückt

Der Gasdruck beaufschlagt die äußere Dichtlippe, so daß sie fest gegen die obere Fortsetzung des Mantelrohrs gepreßt wird und so einen Gasaustritt nach außen vermeidet, während die Dichtlippe am Dichtsteg der Stangenführung durch den inneren Druckausgleich nur durch ihre eigene, nach innen wirkende Spannkraft anliegt Die Dichtlippen können von ihren Dichtflächen abgehoben werden, wenn von außen oder vom Arbeitsraum her ein höherer Druck wirkt als im Ausgleichsraum. Die Gasdichtung wirkt damit praktisch wie ein Rückschlagventil. Auf diese Weise kann einerseits über die Kolbenstangenführung zufließendes öl in den Ausgleichsraum abgeleitet und zum anderen der Ausgleichsrau;« mit Gas befüllt werden.

Für den letzteren Zweck wird das obere Ende des Gasdruckdämpfers mit Gasdruck beaufschlagt Dies bewirkt eine axiale Verschiebung der Kolbenstangendichtung und damit auch der Gasdichtung, so daß das Gas an der Abstützfläche von Kolbenstangendichtung und Mantelrohr vorbeiströmeti kann. Der Gasdruck hebt dann auch die betreffende Dichtlippe der Gasdichtung vom Mantelrohr ab, so daß das Gas in dem Ausgleichsraum gelangen kann. Nach Abschluß des Füllvorganges wird der Gasdruckdämpfer druckentlastet, so daß die betreffende Dichtiippe der Gasdichtung aufgrund des nunmehr im Ausgleichsraum und Arbeitsraum herrschenden Druckes wieder an das Mantelrohr gepreßt sowie Gasdichtung und Kolbenstangendichtung axial nach oben verschoben werden. Dies ergibt auch eine doppelte Abdichtung, nämlich aufgrund der Anlage sowohl der Dichtlippe der Gasdichtung als auch der Kolbenstangendichtung am Mantelrohr.

Durch diese Ausbildung der Dichtungsanordnung ist jedoch eine hinreichend genaue, reproduzierbare und gleichmäßige Gasbefüllung des Ausgleichsraumes mit einem vorgegebenen Druck nicht möglich. Dies beruht zum einen auf der Reibung bei der axialen Bewegung der Kolbenstangendichtung und der Gasdichtung und zum anderen auf der durch Fertigungsgenauigkeiten bedingten unterschiedlichen Federkräfte der Feder. Sie bewirken von Dämpfer zu Dämpfer unterschiedlichen Widerstand gegen die Befüllung, wozu noch unterschiedliche Drosseleffekte aufgrund der Axialbewegung der Dichtungsanordnung kommen. Die bekannten Druckgasdämpfer haben somit weitstreuende Befüllungsdrücke mit der Folge unterschiedlicher Dämpfereigenschaften.

Entsprechendes gilt auch für ein Gasdruck-F'ederclcment, wie es in der DF.-OS 29 00 610 beschrieben ist. Das eine Ende des Zylinders dieses Federclementes ist nämlich mit einem Dichtungsring versehen, der

zusammen mit der Absehlußplatte beim Befüllvorgang in gleicher Weise wie bei den Teleskop-Stoßdämpfern nach der DE-PS 29 12 687 und der DE-OS 30 06 174 nach innen verschoben wird, und zwar bis zu nach innen vorstehenden Vorsprüngen, die die äußere Dichtlippe so weit abheben, daß das Gas hineinströmen kann. Aus diesem Grund ist auch hier eine reproduzierbare Gasbefüllung nicht möglich, was bei Gasdruck-Federelementen im Regelfall aucn nicht so kritisch ist

In der DE-PS 10 49 543 ist ein hydropneumatischer Teleskop-Stoßdämpfer in Einrohrbauweise beschrieben. Die Gasbefüllung in den Arbeitsraum geschieht Ober eine seitliche öffnung, die von einer umlaufenden Dichtlippe abgedeckt ist. Mit dieser Ausbildung ist eine Befüllung nur von der Seite möglich. Außerdem ist sie nicht für einen Zweirohr-Dämpfer geeignet, bei der der Ausgleichsraum in zweifacher Hinsicht, nämlich gegenüber dem Arbeitsraum und gegenüber der Außenatmosphäre, abgedichtet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Gasdruckdämpfer der eingangs genannten Art eine genaue, reproduzierbare und gleichmäßige Befüllung mit Gas sowie eine möglichst einfache und kostensparende Herstellung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtungsring an der gasseitigsn Fläche einer in der Verspannungskette zwischen Kolbenstangenführung und dem Ende des Mantelrohrs ortsfest eingeklemmten, mit Durchlässen für das einzufüllende Gas versehenen Scheibe oder dergleichen angeordnet ist, wobei der Dichtungsring einziges Dichtelement für die obenseitige Abdichtung des Ausgleichsraums ist Mit dieser Lösung wird vom bekannten Prinzip der axialen Beweglichkeit der Dichtungsanordnung abgegangen. Eventuelle Störquellen, die durch diese axiale Beweglichkeit bisher auftraten, sind durch den erfindungsgemäßen Vorschlag so weit beseitigt, daß die Gasdrücke nach dem Einfüllen innerhalb kleiner Toleranzen liegen. Zudem ist diese Ausbildung der Dichtungsanordnung fertigungsmäßig günstig, da das Befüllen des Dämpfers mit Gas sowohl vor dem Umbiegen des oberen Mantelrohrendes als auch nach dem Umbiegen desselben erfolgen kann, wenn bei letzterer Methode gemäß zeichnerischer Darstellung das Mantelrohrende zwecks Bildung der Verspannkette nur örtlich umgebogen ist

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Die Zeichnung gibt den oberen Teil eines Gasdruckdämpfers in Zweirohr-Teleskop-Bauart in einem Axialschnitt wieder.

Der Gasdruckdämpfer hat ein Innenrohr 1, das einen ölgefüllten Arbeitsraum 2 einschließt, in dem ein an einer Kolbenstange 3 befestigter, hier nicht gezeigter Kolben auf- und abhewegbar geführt ist Koaxial zum Innenrohr 1 ist ein Mantelrohr 4 angeordnet das einen ringförmigen Ausgleichsraum 5 einschließt Arbeitsraum 2 und Ausgleichsraum 5 sind an ihrem unteren Ende Ober Drosselelemente miteinander verbunden. Der Ausgleichsraum 5 ist im unteren Teil je nach Stellung des Kolbens im Innenrohr i mehr oder weniger mit Öl gefüllt. Im oberen Bereich befindet sich eine Gasfüllung.

Am oberen Ende des Innenrohres 1 ist eine Kolbensliingenfiihrung 6 angesetzt, die die Kolbenstangc 3 innenseitig mit S"iel führt und sich außenseitig am Mantelrohr 4 abstüt/.t. Die Kolbenstangenführung 6 hat einen nach oben sich ersireckenden Axialsteg 7, der gegen eine Scheibe 8 drückt, welche sich an Vorsprüngen 9 an der Innenseite des Mantelrohres 4 abstützt Auf diese Weise bilden Innenrohr 1, Kolbenstangenführung 6, Scheibe 8 und Mantelrohr 4 eine Verspannkette, die ihre gegenseitige Lagefixierung sichert

Die Scheibe 8 ist außenseitig mit einer Staublippe Sa versehen. Zwischen der Scheibe 8, dem Axialsteg 7 und der Kolbenstange 3 ist die Kolbenstangendichtung 10 angeordnet Sie weist eine Dichtungsmanschette 11 auf, die von einem winkelförmigen Stützring 12 und einer Wurmfeder 13 umgeben ist In die Dichtungsmanschette 11 ist innenseitig ein Führungsring 14 und ein zusätzlicher Dichtring 22 eingelagert Mittels einer koaxial angeordneten, sich an der Kolbenstangenführung 6 abstützenden Schraubenfeder 15 wird die Kolbenstangendichtung 10 gegen die Scheibe 8 gedrückt wobei die Dichtungsmanschette 10 dort abdichtend zur Anlage kommt Es ist auch denkbar, daß die Staublippe 8a an einer zusätzlichen Scheibe zur Scheibe 8 anvulkanisiert wird.

An der Unterseite der Scheibe 8 ist im äußeren Bereich eine Nutringdichtung 16 anvulkanisiert und zwar so, daß deren beide Dichtlippen 17,18 schräg nach unten gerichtet sind. Da an der Außenseite der Kolbenstsngenführung 6 Nuten 19 vorgesehen sind, wird die Dichtlippe 18 mit dem im Ausgleichsraum 5 herrschenden Gasdruck beaufschlagt und auf diese Weise die Dichtlippe 18 gegen das Mantelrohr 4 gedrückt Die Dichtlippe 17 liegt durch ihre eigene Spannkraft am Axialsteg 7 an, da zum Arbeitsraum hin Druckausgleich besteht Sie bilden somit eine zuverlässige Abdichtung gegen Gasverlust nach außen und Einströmen in den Arbeitsraum 2.

Der obere Rand des Axialsteges 7 der Kolbenstangenführung 6 weist Ausnehmungen 20 auf, die ein Überströmen von aus dem Arbeitsraum 2 über die Kolbenstangenführung 6 hochfließendem Öl in den Ausgleichsraum 4 erlaubt Dabei wird die irnere Dichtlippe 17 abgehoben, sofern die Druckkraft des Öls stärker ist als ihre nach innen wirkende Spannkraft

Übir einen Spalt 21 zwischen Scheibe 8 und Mantelrohr 4 kann der Ausgleichsraum 5 auch mit Gas befüllt werden. Bei Druckbeaufschlagung dos oberen Endes des Gasdruckdämpfers, beispielsweise in einem Druckraum, kann Gas durch den Spalt 21 auf die Außenfläche der Dichtlippe 18 gelangen und diese nach innen drücken, so daß das Gas dort vorbei in den Ausgleichsraum 5 strömen kann.

Der Befüllvorgang wird dadurch abgeschlossen, daß die Druckbeaufschlagung des oberen Endes des Gasdruckdämpfers unterbrochen wird. Da dann auf der Außenfläche der Dichtlippe 18 nur noch Atmosphärendruck, Ftf deren Innenseite jedoch der höhere Druck aus dem Ausgleichsraum 5 wirkt wird die Dichtlippe 18 gegen das MantelroV 4 gepreßt und dichtei auf diese Weise ab.

Da die Strömungs-, insbesondere die Drosselverhältnisse bei der dargestellten Ausführungsform nur von der Ausbildung der Dichilippe 18 abhängt, ansonsten jedoch praktisch konstant angenommen werden kann, sind Abweichungen des nach der Befüllung im Ausgleichsraum 5 herrschenden Druckes vom vorgegebenen Wert auf ein Minimum reduziert. Außerdem lassen sich Befüllung und anschließendes Umbiegen des obcen Randes des Mantelrohres 4 in einer Vorrichtung durchführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasdruckdämpfer in Zweirohr-Teleskop-Bauart, insbesondere für die Schwingungsdämpfung am Fahrgestell von Fahrzeugen, mit einem zwischen Innenrohr (1) und Mantelrohr (4) eingeschlossenen, gasgefüllten Ausgleichsraum (5), einer aus dem Innenrohr (1) durch eine Kolbenstangenführung (6) herausgeführten Kolbenstange (3) sowie mit einer Gasdichtung (16) in Form eines Dichtungsrings mit zwei gasbeaufschlagten Dichtlippen (17), von denen die eine sich in Richtung Ausgleichsraum (S) erstreckend an einer äußeren Wandung (4) anliegt und für die Befüllung des Ausgleichsraums (5) durch Gasdruck von außen abhebbar ist und die andere in gleicher Richtung sich erstreckende Dichtlippe (17) an der Stangenführung (6) zur Abdichtung des Ausgleichsraums (5) gegen den vom Innenrohr (1) eingeschlossenen Arbeitsraum (2) anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungs- ring (16) as der gasseitigen Fläche einer in in der Verspannkette zwischen Kolbenstangenführung (6, 7) und dem Ende des Mantelrohrs (4) ortsfest eingeklemmten, mit Durchlässen (21) für das einzufüllende Gas versehenen Scheibe (8) oder dergleichen angeordnet ist, wobei der Dichtungsring (16) einziges Dichtelement für die obenseitige Abdichtung des Ausgleichsraums (5) ist.

2. Gasdruckdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring als Nutring- _M dichtung (16) ausgebildet ist.