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Gasdruckdämpfer in~7weirohr-Teles£o;B2uart
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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,
einer Kolbenstangendichtung sowie einer Gasdichtung zur Abdichtung des Ausgleichsraumes
gegen Gasverlust nach außen, wofür die Gasdichtung zumindest eine gasbeaufschlagte
Dichtlippe aufweist, die für die Befüllung des Ausgleichsraumes durch Gasdruck von
außen abhebbar ist.
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Ein derartiger Gasdruckdämpfer ist in der DE-PS 29 12 687 und der
DE-OS 30 o6 174 bechrieben. Er hat einen ölgefüllten, von einem Innenrohr eingeschlossenen
Arbeitsraum, in dem ein an einer Kolbenstange geführter Kolben in axialer Richtung
bewegbar ist. Der Arbeitsraum ist über Drosselelemente mi einem von einem Mantelrohr
gebildeten Ausgleichsraum verbunden, der zum Teil ebenfalls mit Ul , zum Teil aber
auch mit einem Gas gefüllt ist.
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An der Austrittsseite der Kolbenstange ist eine Kolbenstangenführung
und eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die aus einer Kibenstangendichtung und iner
Gasdichtung
besteht. Die Kolbenstangendichtung weist einen Dichtring mit innenseitiger Anlage
an der Kolbenstange auf und stützt sich an einer nach innen gebogenen Fortsetzung
des Mantelrohres ab. Sie dient der Verhinderung von olaustritt aus dem Arbeitsraum
und hat eine zusätzliche Dichtfunktion gegen Austritt von Gas aus dem Ausgleichsraum.
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An der Unterseite der KolbPnqtancendichtun ist die Gasdichtung angeordnet.
Sie weist zwei Dichtlippen auf, von denen die eine am Mantelrohr und die andere
an einem Dichtsteg an der Kolbenstangenführung anliegen.
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Die Gasdichtung wird über Durchlässe in der Kolbenstangenführung mit
dem Gas im Ausgleichsraum und dem unter gleichem Druck stehenden Ul im Inneren bzw.
Arbeitsraum beaufschlagt, wodurch sie gegen die Kolbenstangendichtung und diese
wiederum gegen die umgebogene Fortsetzung des Mantelrohres gedrückt werden. Zur
Unterstützung und Lagefixierung bei nicht gasgefülltem Ausgleichsraum ist eine umlaufende
Feder vorgesehen, die sich an der Kolbenstangenführung abstützt und nach oben gegen
die Gasdichtung drückt.
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Der Gasdruck beaufschlagt die Dichtlippe am Mantelrohr, so daß sie
fest gegen das Mantelrohr 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. Umgekehrt können
die Dichtlippen 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 Ul in den Ausgleichs raum abgeleitet und zum anderen
der Ausgleichsraum mit Gas befüllt werden.
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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 Manteil rohr vorbeiströmen kann. Der Gasdruck hebt dann auch die betreffende
Dichtlippe der Gasdichtung vom Mantelrohr ab, so daß das Gas in den Ausgleichsraum
gelangen kann. Nach Abschluß des Füllvorganges wird der Gasdruckdämpfer druckentlastet,
so daß die betreffende Dichtlippe der Gasdichtung aufgrund des nunmehr im Ausgleichsraum/und
Arbeitsraum herschenden Drückes Arbeitsraum kes wieder an das Mantelrohr gepreßt
sowie Gasdichtung und Kolenstangendichtung axial nach oben verschoben werden.
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pies ergibt auch eine doppelte Abdichtung, nämlich aufgrund der Anlage
sowohl der Dichtlippe der Gasdichtung als auch der Kolbenstangendichtung am Mantel
rohr.
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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 Fertigungsungenauigkeiten bedingten unterschiedlichen Federkräfte der
Feder.
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Sie bewirken von Dämpfer zu Dämpfer unterschiedli chen 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.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile
zu vermeiden und insbesondere eine genaue, reproduzierbare und gleichmäßige Befüllung
des Gasdruckdämpfers mit Gas zu errnöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gasdichtung
ortfest angeordnet und einziges Dichtelement für die Abdichtung des Ausgleichsraumes
nach außen ist. Diese Lösung beruht auf der schon zur Erfindung gehörenden Erkenntnis,
daß zur Erzielung möglichst gleicher Gasdrücke beim Befüllen eventuelle Störquellen,
die zu veränderten Strömungsverhältnissen führen können, soweit wie möglich beseitigt
werden müssen. Deshalb ist hier vom bekannten Prinzip der axialen Beweglichkeit
der Dichtungsanordnung und auch der Doppelabdichtung durch Kolbenstangendichtung-
und Gasdichtung abgegangen worden.
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Die Strömungsverhältnisse bei einer Serie von identischen Stoßdämpfertypen
können somit aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung praktisch gleich gehalten
werden, was einen entsprechend kleinen Toleranzbereich, innerhalb dessen die Gasdrücke
nach dem Einfüllen liegen, zur Folge hat.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gasdichtung eine
weitere gasbeaufschlagte Dichtlippe zur Abdichtung des Ausgleichsraumes gegen den
vom Innenrohr eingeschlossenen Arbeitsraum aufweist. Für diesen Fall bietet es sich
an, die Gasdichtung als Nutringdichtung auszubilden, da diese Dichtungsart zwei
Dichtlippen aufweist. Diese Nutringdichtung kann derart angeordnet sein, daß eine
Dichtlippe am Mantelrohr und die andere Dichtlippe an der Kolbenstangenführung anliegt.
Es ergibt sich hierdurch eine besonders kompakte Ausbildung der gesamten Dichtungs-
anordnung.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Gasdichtung an der gasseitigen Fläche einer zwischen der Kolbenstangenführung und
dem Ende des Mantelrohres eingeklemmten, mit Durchlässen für das einzufüllende Gas
versehenen Scheibe angeordnet ist. Auch diese Maßnahme trägt zu einer kompakten
Ausbildung bei und ermöglicht zusätzlich, daß das Mantelrohr an seinem oberen Ende
nach dem Befüllen in einer Vorrichtung nach innen umgebogen werden kann.
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Bei den vorbeschriebenen bekannten Gasdruckdämpfern ist dies nicht
möglich.
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Die Scheibe ist zweckmäßigerweise mit.einer an der Kolbenstange anliegenden
Staublippe armiert, um hierdurch der Scheibe eine Doppelfunktion zuzuweisen.
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Die Kolbenstangendichtung kann bei dieser Ausbildung zwischen der
Scheibe und der Kolbenstangenführung angeordnet sein. Dabei ist es zweckmäßig, die
Kolbenstangendichtung mittels Federdruck gegen die Scheibe zu drücken. Insgesamt
wird hierdurch ein zuverlässiges Abdichtungssystem von geringer radialer und axialer
Ausdehnung sowie einfacher Montage erhalten.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines i einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung gibt den oheren Teil eines
Gasdruckdämpfers in Zweirohr-Teleskop-Bauart in einem Axialschnitt wieder.
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Der Gasdruckdämpfer hat ein Innenrohr 1, das einen ölgefüllten Arbeitsrau..
2 einschließt, in dem in an einer
Kolbenstange 3 befestigter, hier
nicht gezeigter Kolben auf- und abbewegbar 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 über Drossel elemente
miteinander verbunden. Der Ausgleichsraum 5 ist im unteren Teil je nach Stellung
des Kolbens im Innenrohr 1 mehr oder weniger mit Ul gefüllt. Im oberen Bereich befindet
sich eine Gasfüllung.
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Am oberen Ende des Innenrohres 1 ist eine Kolbenstangenführung 6 angesetzt,
die die Kolbenstange 3 innenseitig mit Spiel führt und sich außenseitig am Mantelrohr
4 abstützt. Die Kolbenstangenführung 6 hat einen nach oben sich erstreckenden 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.
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Die Scheibe 8 ist außenseitig mit einer Staublippe 8a 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 Kolbenstangendichtuna 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.
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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 Kolbenstangenführung 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 eine 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.
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Der obere Rand des Axialsteges 7 der Kolbenstangenführung 6 weist
Ausnehmungen 20 auf, die ein Oberströmen von aus dem Arbeitsraum 2 über die Kolbenstangenführung
6 hochfließendem Ul in den Ausgleichsraum 4 erlaubt. Dabei wird die innere Dichtlippe
17 abgehoben, sofern die Druckkraft des Uls stärker ist als ihre nach innen wirkende
Spannkraft.
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Ober einen Spalt 21 zwischen Scheibe 8 und Mantelrohr 4 kann der Ausgleichsraum
5 auch mit Gas befüllt werden. Bei Druckbeaufschlagung des 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 Ausgleichsr.m 5 strömen kann.
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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 Atmosphärendruc;., auf deren Innenseite jeder'. der höhere
Druck aus m Aus-
gleichsraum 5 wirkt, wird die Dichtlippe 18 gegen
das Mantelrohr 4 gepreßt und dichtet auf diese Weise ab.
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Da die Strömungs-, insbesondere die Drosselverhä,ltnisse bei der dargestellten
Ausführungsform nur von der Ausbildung der Dichtlippe 18 abhängt, ansonsten jedoch
praktisch konstant angenommen werden kann, sind Abweichungen des nach der Befüllung
im Ausgleich-sraum 5 herschenden Druckes vom vorgegebenen Wert auf ein Minimum reduziert.
Außerdem lassen sich Befüllung und anschließendes Umbiegen des oberen Randes des
Mantelrohr res 4 in einer Vorrichtung durchführen.