DE7000825U - Kolben fuer hydraulische schwingungsdaempfer. - Google Patents

Description

Dr. Ing., Dipl. Phys. ' HERBERT STURIES 5600 Wuppertel-Elberfeld, den 12. 1. 1970

DMontanu,.!« MorianstraBe 10, Ruf 446271

Patentanwalt -~y j γ /■□

Postscheck Köln 160823

Deutsche Bank AG Wuppertal 038/2630

Firma August Bilstein, 5828 Ennepetal-Altenvoerde

"Kolben für hydraulische Schwingungsdämpfer"

Die Neuerung bezieht sich auf einen Kolben für hydraulische Schwingungsdämpfer, insbesondere hydropneustatische Einrohrdämpfer von Kraftfahrzeugen, der mit einem an einem Kolbenstangenende befestigten Kolbenkörper versehen ist, in welchem zwei je für eine Kolbenhubrichtung bestimmte Gruppen von mehreren axial verlaufenden Flüssigkeits-Durehtrittskanälen vorgesehen sind, die austrittsseitig durch auf beiden Seiten des Kolbenkörpers vorhandene und zusammen alt letzterem über Stützscheiben am Kolbenstangenende zentral eingespannte, im Durchmesser abgestufte Ventilringfederscheiben abgedeckt, dagegen eintrittsseitig mit über den Umfang der Ventilringfederscheiben radial hinausragenden Zulauftaschen /ersehen sind.

Es sind Arbeitskolben obiger Art bekannt, bei denen jede Kanalgruppe aus nur verhältnismäßig wenig, beispielsweise zwei oder auch drei Kanälen besteht, wobei die die Dämpfung beeinflussende Biegecharakteristik der die Kanäle abdeckenden Ventilfederscheiben durch Verdrehen einer sie haltenden Stützsoheibe von tlliptischer oder dreieckförmiger

Gestalt in bestimmten Grenzen zu variieren ist. Auf diese Weise kann eine entsprechende Dämpfungsfeineinstellung bzw. -regulierung ohne Auswechseln des betreffenden Ventilringfederscheibensatzes vorgenommen werden. Nachteilig ist dabei aber, daß wegen der verhältnismäßig geringen Anzahl der vorhandenen Flüssigkeits-Durehtrittekanäle die Ventilringfederscheiben örtlich recht ungleichmäßig von der die Kolbenkanäle passierenden Dämpfungsflüssigkeit beaufschlagt werden, wobei es nicht selten zu Ventilfederscheibenbrüchen kommt, insbesondere bei den für die regelmäßig schwächer gedämpfte Druckstufe wirksamen und dafür verhältnismäßig dünn bemessenen Ventilringfederscheiben. Um diesen Mangel zu beheben, ist es bei Schwingungsdämpferkolben auch schon bekannt, letztere mit einer größeren Anzahl von gleichmäßig über den Kolbenkörperumfang verteilt angeordneten Flüssigkeitsdurchlaßkanälen zu versehen, beispielsweise für jede Kolbenhubrichtung fünf oder noch mehr Kanäle anzuordnen. In diesen Fällen hat man aber auf eine Feineinstellung der Ventilringfeuerscheiben-Charakteristik mittels einer entsprechend unrunden Scheibe verzichtet, weil deren Drehverstellung im Hinblick auf die zahlreichen, umfangsmäßig gleichmäßig verteilt angeordneten Kolbenkanäle keine entsprechende Regelwirkung mehr erwarten ließ.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungidämpferkolben der eingangs erwähnten Gattung dahingehend zu verbessern und zu vervollkommnen, daß seine

■ ι «

Ventilringfederscheiben einerseits durch eine entsprechende Kanalanordnung soweit wie möglich gegen übermäßige Beanspruchungen bzw. Deformationen geschont und andererseits dennoch in ihrer die Dämpfung beeinflussenden Federungacharakteristik durch einfaches Drehverstellen ihrer Stützscheiben in ausreichendem Umfang geändert werden können. Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß jede Kanalgruppe des Kolbens aus acht Kanälen besteht, die jeweils unter paarweieer Zusammenfassung zu vier um 90 gegeneinander versetzt angeordneten Kanalpaaren gruppiert sind, wobei die Stützecheiben von im wesentlichen quadratischer Form sind. Auf diese Weise kommt man si. einem Dämpfungskolben, der für jede Kolbenhubrichtung verhältnismäßig viel Flüssigkeits-Durchtrittskanäle besitzt, mithin eine verhältnismäßig gleichmäßige FlUsaigkeitebeaufsehlagung der Ventilringfederscheiben gewährleistet, bei dem aber infolge der paarweisen Zusammenfassung der Kanäle dennoch eic« Veränderung der Ventilfederscheibencharakteristik in auereichendem Umfang durch DreLTerstellen der Miadratisohen Stützscheibe möglich ist. Der so beschaffene Däapfungekolben ermöglicht daher eine sehr genaue Dämpfungseinatellung bei zugleich hoher Dauerhaltbarkeit seiner Ventilfederringscheiben. Er ist daher, wie auch die Praxis gezeigt hat, vor allem auch für hydropneumatisch^ Einrohrschwingungsdämpfer geeignet, bei denen bekanntlich gerade an die vorerwähnten Eigenschaften besonders hohe Anforderungen gestellt werden müssen.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ist der neue Dämpfungskolben in an sich bekannter Weise auch mit mindestens einer permanenten Flüssigkeits-Durchlaßöffnung versehen, die aber neuerungsgemäß aus einer von den übrigen Kolbenkanälen getrennt angeordneten Axialbohrung besteht. Eine derart beschaffene permanente Axialbohrung bringt gegenüber anderen bekannten permanenten Flüssigkeitsdurchläasen den Vorteil, daß der permanente Durchlaß unabhängig von den Toleranzen der übrigen Kolbenkanäle und auch der Ventilringfederecheiben ist sowie mit sehr großer Genauigkeit in den Kolbenkörper eingearbeitet werden kann, wodurch sich die Streuung in der Dämpfereinetellung erheblich herabmindern läßt. Zweckmäßig erstreckt sich die permanente Axialbohrung nur über einen Teil der Dicke des Kolbenkörpere, indem die Axialbohrung von einer Zulauftasche ausgeht und in eine auf der anderen Kolbenkörperseite eingearbeitete, im Durchmesser größere Sackbohrung ausmündet. Die die Permanentdurchlässe bildenden Axialbohrungen können entweder in dem durch die Ventilringfederscheiben unabgedeckten Umfangeteil oder auch in dem abgedeckten Teil des Kolbenkörpers liegen. Im ersteren Fall arbeiten die Bohrungen verhältnismäßig turbulenzfrei, während im letzteren Fall der Durchfluß stärker beruhigt wird.

Weitere Merkmale nach der Neuerung seien anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigt

I t I

Fig. 1 die erste Ausführungeform des neuen Kolbens in der Draufsicht mit teilweise weggeschnittenen Ventilfederringscheiben,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig« 3 eine Draufsicht auf die der Kolbenstange zugewandte Unterseite des Kolbenkörpers und Fig. 4 eiaen Schnitt nach der Linie IV-iV der Fig. 3,

während
Fig, 5 die zweite Kolbenausführungsform in teilweise

geschnittener Draufsicht,

Fig. b den Schnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5, Fig. 7 eine Unteransicht des zugehörigen Kolbenkörpers

und
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VlII der

Fig. Y zeigen.

Der in den Fig. 1 bis 4 abgebildete, insbesondere für hydropneumatische Einrohrdämpfer von Kraftfahrzeugen bestimmte Kolben besteht im wesentlichen aus dem auf das abgesetzte Ende 1' der Kolbenstange 1 aufgesetzten Kolbenkörper 2, den beiderseits davon paketweise angeordneten, im Durchmesser abgestuften Ventilringfederscheiben 3, 4 und den beiden Stützscheiben 5, 6, die zusammen mittels der Schraubmutter ⁿ auf dem Kolbenstangenende 1· eingespannt befestigt sind.

Im Kolbenkörper 2 sind zwei je für eine Kolbenhubrichtung bestimmte Gruppen von mehreren axial verlaufenden Flüssigkeits-Durchtrittskanälen 8, 9 vorgesehen, wobei jede

Kanalgruppe aus acht Kanälen 8 bzw. 9 besteht, die jeweils unter paarweiser Zusammenfassung zu Tier um 90 gegeneinander versetzt angeordneten Kanalpaaren A bzw. B gruppiert sind. Die aus im Durchmesser größeren Kanälen 8 bestehenden Kolbenpe re A gehören zu der während der Kolbenstangeneinfahrbewegung bzw. Druckstufe wirksamen Kanalgruppe, wohingegen die Kanalpaare B bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange, also während der Zugstufe von der Dämpfungsflüssigkeit (Dämpferöl) passiert werden. Jedes Kanalpaar A bzw. B ist eintrittsseitig mit einer gemeinsamen Zulauftasche A· bzw. B¹ von im wesentlichen nierenförmiger Gestalt vereehen. Diese Zulauftaschen A¹ bzw. B^f ragen jeweils über die ihnen zugewandten Ventilringfederscheiben 3 bzw. 4-radial hinaus, so daß sie einen praktisch ungehinderten Zufluß des Dämpfungsmittels in das ihnen zugeordnete Kanalpaar A bzw. B gewährleisten.

Weiterhin sind, wie Pig. 3 zeigt, in der der Kolbenstange 1 zugewandten Unterseite des Kolbenkörpers 2 noch vier Sackbohrungen 10 ausgeformt, die zur vereinfachten Herstellung von permanenten Flüssigkeits-Durchlaßöffnungen in Gestalt einer oder mehrerer Axialbohrusgen 11 dienen, die. wie Fig. 2 zeigt, von einer auf der Kolbenkörperoberseite vorhandenen Zulauftasche A' ausgehen und in die betreffende Sackbohrung 10 ausmünden. Diese permanente Axialbohrung ist also getrennt von den übrigen Kolbenkanälen 8, 9 angeordnet und liegt in dem äußeren, durch die Ventilringfeder-

-1-

ι scheiben 3, 4 unabgedeokten Umfangsteil des Kolbenkörper* 2.

% Auf diese Weise wird ein geradliniger, weithin turbu"\enz-

\ freier Flüeslgkeitadurchgang durch die permanente Axial-

' bohrung 11 gewährleistet, die noch dazu exakt bemessen werden kann. j Weiterhin ist der Kolbenkdrper 2 noch auf seinen

beider. Seiten mit innerhalb des Ventilringfederscheibenbereichs gelegenen, flachen Aussparungen 12, 13 bzw. 14; 15

▼ersehen, die als Flüssigkeitspuffer für die Ventilringfederecheiben 3, 4 dienen, dadurch nämlich, daß sie ein au hartes Aufschlagen der Ventilringfederscheiben bei der jeweiligen Kolbenumkehrbewegung auf der betreffenden Kolbenkörperseite ▼erhindern und damit zugleich auch entsprechende Ventilgeräusche ▼ermeiden helfen.

Die die Ringfederscheiben 3, 4 außen umgreifenden Stützscheiben 5 bzw. 6 sind, wie Fig. 1 zeigt, ▼on im wesentlichen quadratischer Form mit leicht abgerundeten Ecken 5'. Dadurch ist es möglich, durch Drehverstellen der Stützscheibe 5 bzw. 6 die Biegecharakteristik der ihnen zugewandten Ventilringfederscheiben 3 bzw. 4 in ausreichendem Umfang zu verändern, nämlich in einem Drehverstellbereich von immerhin 45°. Bei der in Fig. 1 eingezeichneten Dreheinstellage der Stützscheibe 5 greift letztere mit ihren abgerundeten Ecken 5' am weitesten über die die Kolbenkanalpaare B abzudeckenden Zonen der Ventilringfederscheiben 3» so daß in dieser Stellung deren Durchbiegungswiderstand und somit auch die eingestellte Zugstufendämpfung am größten sind. Würde dagegen

die Stützscheibe 5 um 45° verdreht werden, so träte dabei ein entsprechender Abfall des Aufbiegewiderstandes in den betreffenden Ventilfederringscheibenzonen ein, mithin auch eine entsprechende Abnahme der eingestellten Zugdämpfung.

Der in den Fig. 5 bis 8 dargestellte Kolbenkörper 19 besitzt ebenfalls für jede Arbeitsrichtung je acht Kolbenkanäle 8, 9t die jeweils unter paarweiser Zusammenfassung zu vier um 90° gegeneinander versetzt angeordneten Kanalpaaren gruppiert sind. Auch die quadratische Stützscheibe 5 sowie getrennt von den Kolbenkanälen angeordnete, permanente Durchlaßöffnungen 17 bildende Axialbohrungen 18 sind vorhanden. Letztere sind hler aber nach innen verlegt, befinden eich also in dem durch die Ventilfederringscheiben 3, 4 abgedeckten Teil des Kolbenkörpers 19. Die Axialbohrungen 17, 18 münden dabei in auf beiden Seiten des Kolbenkörpers 19 vorhandene Hingkanäle 19'» 19*' aus, die sich radial bis zu dem anabgedeckten Umfangeteil des Kolbenkörpers 19 erstrecken und innen durch die vorstehenden Wülste für die zentrale Einspannung der Ventilfederscheiben 3 bzw. 4 begrenzt sind. Letztere liegen mit ihren äußeren Partien auf den erhabenen Bohrungsrändern 16 bzw. 16' der Kolbenkanäle 8 bzw. 9 auf. Über die vorerwähnten Ringkanäle 19', 19*· kann also die Dämpfungeflüssigkeit praktisch unbehindert zu den permanenten Bohrungekanälen 17, 18 gelangen. Dabei wird aber eine weitergehende Beruhigung des permanenten Flüssigkeitsdurchflusses erzielt, wobei zugleich die im Ausführungsbeispiel nach den

Figuren 1 bis 4 vorhandenen flachen Aussparungen 12, 13, 14 und 15 entfallen bzw. entbehrlich werden.

Claims (1)

1. Schutzansprüche;

   1. Kolben für hydraulische Schwingungsdämpfer, insbesondere hydropneumatische Einrohrdämpfer von Kraftfahrzeugen, mit einem an einam Kolbenstangenende befestigten Kolbenkörper, in welchem zwei je für eine Kolbenhubrichtung bestimmte Gruppen von mehreren axial verlaufenden Flüssigkeits-Dur chtrittskanälen vorgesehen sind, die austritteseitig durch auf beiden Seiten des Kolbenkörpers vorhandene und zusammen mit letzterem über Stützscheiben am Kolbenstangenende zentral eingespannte, im Durchmesser abgestufte Ventilringfederscheiben abgedeckt, dagegen eintrittsseitig mit über den Umfang der Ventilringfederscheiben radial hinausragenden Zulauftaschen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kanalgruppe aus acht Kanälen (8,9) besteht, die jeweils unter paarweiser Zusammenfassung zu vier um 90° gegeneinander versetzt angeordneten Kanalpaaren (A bzw. B) gruppiert sind, und daß die Stützscheiben (5,6) von im wesentlichen quadratischer Form sind.

   2. Kolben nach Anspruch 1, mit mindestens einer permanenten Flüssigkeits-Durchlaßöffnung, dadurch gekennzeichnet, daß die permanente Durchlaßöffnung aus einer von den übrigen Kclben&anälen (8,9) getrennt angeordneten Axiallohrung (11) besteht.

   3. Kolben nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die permanente Axialbohrung

   (11) von einer Zulauftasche (A') auegeht und in eine auf der anderen Kolbenkörpereeite vorhandene, im Durchmesser

   •ι größere Sackbohiung (10)ausmündet.

   f 4. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Richtung der Kolbenstangenausfahrbewegung (Zugstufe) wirksamen Kolbenkanäle (9) j einen kleineren Durchmesser als ^A ie (8) der anderen Kanal-

   V gruppe (Druckstufe) und die eretere abdeckenden Ventilrlng-

   federscheiben (3) eine größere Scheibendicke als die (4) der anderen Kanalgruppe besitzen, und daß weiterhin jedem Kanalpaar (A bzw. B) jeder Kanalgruppe eine gemeinsame Zulauf-

   \ tasche (A¹ bzw. B¹) zugeordnet ist.

   ] 5. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g β -

   , kennzeichnet, daß die die permanenten Durchlaß-

   öffnungen bildenden Axialbohrungen (11) in dem durch die ientilringfederscheiben (3,4) unabgedeckten Umfangsteil des Kolbenkörpers (2) liegen (Fig. 1 bis 4).

   6. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkörper (2) auf seinen beiden Seiten mit innerhalb des Ventilringfederecheibenbereichs gelegenen, flachen Aussparungen (12, 13 bzw. H, 15) versehen ist. die als Flüssigkeitspuffer für die Ventilfederringscheiben (3 bzw. 4) dienen und gestalt- und anordnungsmäßig der Gruppierung der Kolbenkanalpaare angepaßt sind (Fig. 1 bis 4).

   7. Kolben nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge-

   kennzeichnet, daß die die permanenten Durchlaßöffnungen bildenden Axialbohrungen (17,18) in dem durch die Ventilfederringscheiben (3,4) abgedeckten Teil des Kolbenkörpers (19) liegen und in auf beiden Seiten des Kolbenkörpers (19) vorhandene Ringkanäle (19'» 19'') ausmünden, die sich radial bis zu dem unabgedeckten Umfangsteil des Kolbenkörpers (19) erstrecken und in die je eine Gruppe der Durchtrittskanäle (8,9) mit ihren erhaben ausgebildeten Bohrungsrändern (16 bzw. 16') hineinragt, auf welchen die jeweils zugehörigen Ventilfederringscheiben (4 bzw. 3) mit ihren äußeren Partien aufliegen (Pig. 5 bis 8).