DE2251309A1

DE2251309A1 - Verfahren zum zusammenbau eines hydraulischen teleskopdaempfers

Info

Publication number: DE2251309A1
Application number: DE2251309A
Authority: DE
Inventors: Wayne Vincent Fannin; Loren Richard Gute; Wilbur Joseph Zimmerle
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-10-17
Publication date: 1973-05-10
Also published as: AU4792872A; FR2159913A5; JPS4854384A; CA981890A; GB1410238A; IT966374B; US3736645A; AU466660B2

Description

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Patentanwalt

DlpUng. K. WaKher

1 BERLIN 19
Bolivara^ee 9

Te!.SO442S5 w/Vh-2908

17.10.72

G-eneral Motors Corporation, D e t r ο i t, Mich_9? V₉St.A.

Verfahren zum Zusammenbau eines hydraulischen leleskopdämpfers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren

zum Zusammenbau eines hydraulischen Seleskopdämpfersj der eine federnde Vorbelastung aufweist und eine Reserve an Dämpferflüssigkeit enthält«

Eine Vorbelastung ist bei derartigen Dämpfern insbesondere dann erwünscht, wenn dieser als Energieverzehrer zur Befestigung von Stoßstangen von Kraftfahrzeugen verwendet wird, da durch diese der Dämpfer in der normalerweise gestreckten Stellung gehalten wird₉ ohne dass ein Bütteln oder andere unerwünschte Eigenschaften während des Betriebes auf-

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auftreten, wenn das Fahrzeug über eine rauhe Fahrbahn läuft. ; Ferner ist es vorteilhaft, wenn in diesem Falle der Dämpfer j erst bei Erreichen einer gewissen Höhe der Zusammenstosskraft ! wirksam wird. Ferner ist es erwünscht, eine Reserve an Dämpferflüssigkeit bereitzustellen, um die abstützenden und energieverzehrenden Eigenschaf ten des Dämpfers nicht zu beeinträchtigen, wenn beispielsweise die Dämpferflüssigkeit sich durch extreme Temperaturänderungen zwischen der Zeit des Zusammenbaues und demjpraktischen Betrieb zusammenzieht; ferner Leckagen der Dämpferflüssigkeit eintreten; oder ungewöhnlich hohe Anteile von Druckgas oder anderen Fremdkörpern in der Dämpferflüssigkeit enthalten sind.

Bei bisherigen Verfahren zum Zusammenbau wird so verfahren, dass der Dämpfer mit der Dämpferflüssigkeit vor oder nach dem Einführen des Kolbens oder inneren Zylinders in den äusseren Zylinder gefüllt wird, worauf der Dämpfer mit einer bestimmten Menge von Druckgas gefüllt wird, wenn mit einer Gasfeder gearbeitet wird oder eine Schraubendruckfeder o.dgl. ill

bei anderen Bauarten eingebaut wird. Bei dem bekannten Verfahren ist es nicht möglich, eine Reserve an Dämpferflüssigkeit vorzusehen und auch das genaue Einhalten der Vorbelastung ist bei einem derartigen Zusammenbau nicht immer gewährleistet.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Zusammenbau eines hydraulischen Teleskopdämpfers so vorzunehmen, dass unter Einsparung von Kosten das genaue Einhalten der Vorspannung sowie das Vorsehen einer Reserve an Dämpferflüssigkeit erleichtert wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass ein Kolben in einen inneren Zylinder eingeführt und federnd gegen eine mit einem Durchbruch versehene Stirnwand des inneren Zylinders zur Anlage gebracht wird, dass ein einseitig offener äusserer Zylinder mit einem abgemessenen Volumen von Dämpferflüssigkeit gefüllt wird und sodann der innere Zylinder in den äusseren Zylinder soweit eingeführt wird, dass eine ringförmige Dichtung am inneren Zylinder gegen die Innenwand des äusseren Zylinders anliegt, und bei der weiteren Einwärtsbewegung des inneren Zylinders Dämpferflüssigkeit durch den Durchbruch in der Stirnwand des innderen Zylinders verlagert wird, um den Kolben gegen die federnde Belastung von der Stirnwand fort zu bewegen, worauf ein einseitiger An-

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schlag zwischen den Zylindern gebildet wird, der die relative Auseinanderbewegung der Zylinderfbegrenzt. Es werden also zuvor gebildete Baueinheiten des inneren und äusseren Zylinders zusammengebaut, wobei der innere Zylinder mit der Gasfüllung vor dem Zusammenbau mit dem äusseren Zylinder versehen wird.

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Weitere Merkmale des erfindungsgemässen Verfahren^ ergeben aich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Pig. 1 eine perspektivische Teildarstellung

eines Kraftfahrzeugrahmena mit hydraulischen Teleskopstosadämpferη zur Halterung einer Stoßstange_f Fig. 2 bis 5 Teilschnitte durch einen Dämpfer in

verschiedenen Stufen des Zusammenbaues und Pig. 6 einen Schnitt durch ^fertig zusammengebauten

Dämpfer.

Eine quer zum fahrzeug liegende Stoßstange 14

'fr/

ist mit dem Fahrzeugrahmen/über zwei energtererzehrende hydraulische Stossdämpfer 10 und 12 verbunden, 'die an Hörnern 18 des Rahmens befestigt sind. Die Dämpfer 10 und 12 sind von gleichem Aufbau und bestehen aus einem äusseren Zylinder 20 und einem in diesem teleskopartig verschiebbaren als Kolben arbeitenden inneren Zylinder 22. Im zusammengebauten Zustand nehmen die Dämpfer die in Fig. 1 dargestellte Ruhestellung ein, in der die Dämpfer ihre grösste Länge aufweisen. Das vordere Ende des inneren Zylinders 22 ist mit der Stoßstange 14

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über einen Bügel 24 verbunden, während die äusseren Zylinder 20 über Bügel 26 "bzw. 28 mit den zugeordneten. Hörnern 18 · . am Fahrzeugrahmen verbunden sind. Im !Falle eines Zusammenstosses werden die Dämpfer 10 und 12 durch die von der Stoßstange 14 aufgenommene Kraft teleskopartig verkürzt und "bieten einen gesteuerten Widerstand gegen die Zusammenstosskraft, wodurch ein Dämpfen und eine Verteilung der kinetischen Energie eintritt.

Pig. 6 zeigt einen Dämpfer im fertig zusammengebauten Zustand in der Ruhestellung, also seiner grössten Länge. Der innere Zylinder 22 hat einen zylindrischen Mantel 30,

dessen eines Ende durch eine Stirnwand 32 verschlossen ist. In der Stirnwand 32 ist ein Durchbruch 34 vorgesehen, der durch einen Einsatz in einer Bohrung 36 der Stirnwand 32 gebildet wird. In dem Man.tel 30 gleitet ein Kolben 38, der mit einem O-Ring 40 als Dichtung versehen ist und eine 3?lüssigkeitskammer 42 veränderlichen Volumens von einer Gaskammer veränderlichen Volumens trennt» An der äusseren !Fläche des Mantels 30 ist ein ringförmiger Anschlag 46, beispielsweise durch Schweissen, befestigt, der einen nach aussen gerichteten Bund aufweist. Über diesen Bund wird ein glasfaserverstärkter Nylonring 48 als Lagerring geschoben₉ wobei der Bund'des Anschlagringes durch eine !Tut von einer kegelstumpfförmigen'

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Anschlagfläche 50 getrennt ist. Gegen die Aussenfläche des Mantels 30 liegt ein O-Ring 52 an und siü tzt sich an einem den Anschlagring 46 übergreifenden Lagerring 48 ab. Ein weiterer lagerring 54, der dem lagerring 48 ähnlich ausgebildet ist, erstreckt sich über den Aussenrand der Stirnwand 32 des inneren Zylinders 22. Der innere Zylinder 22 weist an seinem offenen Ende eine angeschweiaste Kappe 56 in Porm eines Joches auf, so dass dieses Ende dea inneren Zylinders verschlossen ist. Die Kappe 56 bildet einen Teil des Bügels 24 und arbeitet beispielsweise mit einem ähnlichen Joch an der Stoßstange 14 zusammen. Die Verbindung erfolgt durch einen senkrechten Zapfen, der durch ausgerichtete Löcher in den Jochen tritt. Die Kappe 56 enthält ein zentrales Loch zur Aufnahme einer Kugel 60, die nach dem Einfüllen einer gewünschten Menge von Stickstoff oder einem anderen Gas in die Gaskammer 44 mit der Kappe 56 verschweisst wird, um die Gaskammer zu verschliessen.

Der äussere Zylinder 20 weist einen zylindrischen Mantel 62 auf, an dessen linkem offenen Ende ("Fig,6) eine Stütze 64 angeschweisst ist, die ein Teil des Bügels 26 sein kann. Gegebenenfalls kann die Stütze 64 fortgelassen werden und mit dem Dämpfer durch Schweissen in einem späteren Zeitpunkt des Zusammenbaues verbunden werden.

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Wie Pig. 2 zeigt, hat das offene Ende des äusseren Zylinders einen grösseren Durchmesser, so dass zu dem Teil kleineren Durchmessers eine kegelstumpfförmige Fläche 65 "begrenzter länge gebildet ist, unterhalb der ein im "wesentlichen zylindrischer Raum 66 zwischen den Zylindern gebildet ist. Dieser Raum 66 wirkt als Dichtfläche, wie noch später ■beschrieben wird. Das andere Ende des äusseren Zylinders 20 ist durch eine angeschweisste Kappe 67 verschlossen, an deren Innenseite sich ein in der Achse liegender Zumesstift 68 erstreckt, der mit der Öffnung 34 in der Stirnwand 32 des inneren Zylinders zusammenwirkt. An der Aussenseite trägt die Kappe 67 einen Gewindezapfeη 70, der durch den Bügel 28 gesteckt durch eine aufgeschraubte Mutter der Befestigung am Fahrzeugrahmen dient. Der Zumesstift 68 und der Gewindezapfeη 70 werden zweckmässig mit der Kappe 67 in einem Arbeitsgang durch Widerstandsschweissen verbunden. Der äussere Zylinder weist ferner an seiner Aussenfläche eine kegelstumpfförmige Anschlagfläche 72 auf, die der Anschlagfläche 50 des Anschlagringes 46 am inneren Zylinder 22 entsprechend ausgebildet ist. Diese beiden Anschlagflächen bilden den Anschlag für die beiden Zylinder in der normalen Ruhestellung des Dämpfers, die in I¹Ig. 6 dargestellt ist, wobei die Anlage durch die Tor-

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spannungsfeder "bewirkt wird, die durch das Druokgas in der Gaskammer 44 gegeben ist.

Als Vorspannungskraft ist im Ausführungstieispiel 350 kg angenommen, die somit die Anschlagflächen 72 und 50 fest gegeneinander hält. Bei einem Dämpfer, bei dem die

K_olbenflache des inneren Zylinders etwa 33 cm beträgt, ergibt sich damit ein Druck des Gases in der Gaskammer 44 von etwa 10,5 kg/cm . Dieser Druck wird durch den Kolben 38 auf die in der Flussigkeitskammer 42 enthaltene Dämpferflüssigkeit übertragen und ferner in eine weitere Kammer 74 im äusseren Zylinder· Diese Kammer 74 umfasst auch den Baum des äusseren · Zylinders rechts der Stirnwand 32 (Hg. 6) und ferner den Ringraum zwischen dem äusseren Zylinder 20 und dem inneren Zylinder 22 auf der linken Seite der Stirnwand 32, der auf der linken Seite durch den O-Ring 52 begrenzt wird. Der Lagerring 54 ist zu diesem Zweck in axialer Richtung mit Durchbrüchen versehen oder entsprechend kleiner im Durchmesser zum Mantel 62 ausgebildet, damit die Flüsslgkeitsverbindung gebildet ist. In der Ruhestellung gemäas Pig. 6 enthält die Flüssigkeitskammer 42 Dämpferflüssigkeit und ist ausreichend gross, um eine Reserve an Dämpferflüssigkeit nach der nachstehend zu beschreibenden Montage aufzunehmen. Diese Reserve an Dämpferflüasigkeit ist nützlich, um eine bestimmte Vorbe-

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lastung aufrechtzuerhalten, falls während des Betriebes Verluste an Dämpferflüssigkeit auftreten. Dies kann durch Abströmen, durch Leckagen erfolgen, aber auch durch Volumenverringerung infolge übermässiger Temperaturänderungen, sowie bei ungewöhnlich hohem Gasvolumen innerhalb der Dämpferflüssigkeit. Eine wesentliche Verkleinerung des Plüssigkeitsvolumens ist gestattet, bevor der Kolben 38 gegen die Stirnwand 32 anfährt und die Vorspannung durch die Gasfeder endet.

Die Gasfeder kann durch eine Schraubendruckfeder oder andere Vorspannungselemente auf der Rückseite des Kolbens 38 ersetzt werden, um eine gewünschte Vorspannung zu erzielen. Beim erfindungsgemässen Zusammenbau des Dämpfers wird der innere Zylinder mit Druckgas gefüllt, bevor er in "den äusseren Zylinder 20 eingeschoben wird. Hierzu kann eine Halterung verwendet werden, die gegen die obere Fläche der Kappe 56 anliegt und die Kugel 60 ausserhalb des Loches 58 hält, so dass eine vorgegebene Menge von Gas in die Gaskammer 44 eingefüllt werden kann, um diese soweit zu fällen, dass der Kolben 38 gegen die Stirnwand 32 anliegt, wie dies in Pig. 2 gezeigt ist. Die Kugel 60 wird dann in das Loch 58. eingeführt und mit der Kappe verschweigst, wie dies in Pig.'6 dargestellt ist. Dann wird der äussere Zylinder 20 mit einer abgemessenen Menge von Dämpferflüssigkeit, jedoch nicht völlig, gefüllt,

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so dass in dem senkrecht stehenden Zylinder die Flüssigkeit vor dem Einführen des inneren Zylinders in dem mit a in Pig. 2 bezeichneten Bereich ist. Wie in dieser Figur gezeigt, wird dann der innere Zylinder in den äuseeren Zylinder eingeführt, so dass sich der Pegel der Dämpferflüssigkeit durch Verlagerung um den O-Ring 52 herum der kegelstumpfförmigen Fläche 65 nähert. Vor dem Erreichen dieser Fläche besteht zwischen dem O-Ring und dem erweiterten Durchmesser am offenen Ende des Mantels 62 ein wesentliches Spiel, so dass enthaltene Luft am O-Ring vorbei entweichen kann. Bei dem weiteren Einführen des inneren Zylinders streicht der O-Ring über die gesamte Länge der kegelstumpfförmigen Fläche 65 bis zu deren oberen Ende, bis die Stellung nach Fig. 3 erreicht wird, in der der O-Ring an der oberen Kante der abdichtenden Fläche 66 des Mantels 62 liegt. Zu dieser Zeit ist der Flüssigkeitspegel der Dämpferflüssigkeit an der gleichen Kante der Dichtfläche neben dem O-Ring oder liegt etwas unterhalb, um enthaltene Luft aufzunehmen. Auf diese Weise ist ein Übertritt von Dämpferflüssigkeit aus den Flüssigkeitskammern in dem Bereich des Anschlagringes 46 verhindert, weil vor dem Einführen des inneren Zylinders eine genau abgemessene Flüssigkeitsmenge in den äusseren Zylinder eingefüllt wurde.

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Bei der Stellung gemäss Pig. 3 ist im wesentliche*! aas gesamte Zylindervolumen von Dämpferflüssigkeit oder dem inneren Zylinder ausgefüllt. Das "weitere Einschieben des inneren Zylinders bewirkt dann eine Verlagerung von Dämpferflüssigkeit durch äen Durchbruch 34 in die zuvor kleinstes Volumen aufweisende Flüesigkeitskammer 42 innerhalb des inneren Zylinders 22. Der innere Zylinder 22 -wird weiter eingeschoben, so dass der O-Ring 52 über die Oberfläche 66 über eine bestimmte länge χ (Fig. 4) streicht. Diese länge ist so bemessen, dass eine vorgegebene JPlüssigkeitsmenge als Reserve verlagert wird. Im Ausführungsbeispiel ist bei einer Zylinder-

2 fläche des inneren Zylinders von 33 cm die länge χ von 6,4 mm ausreichend, um eine ausreichende Reserve von Dämpferflüssigkeit in der Flussigkeitskammer 42 bereitzustellen, -wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Die Verlagerung der Dämpferflüssigkeit während des Zusammenbaues ergibt eine Verlagerung des Kolbens 38 von der Stirnwand 32 fort, so dass sich eine Druckerhöhung in der Gaskammer 44 ergibt. Der im Beispiel angenommene Druck von 10,5 kg/cm zum Ausüben einer Vorspannungskraft von 350 kg wird durch die Einstellung des Druckes während des Zusammenbaues gewährleistet. Der anfängliche Druck im inneren Zylinder vor

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dessen Einführen in den äusseren Zylinder ist daher entsprechen geringer eingestellt und bei Vorsehen der Strecke χ von 6, 4nun

beträgt dieser dann 9,5 kg/cm , um im endgültig zusammengebauten Zustand einen Druck von 10,5 kg/om zu erhalten. Abschliessend wird ein Anschlag für das Auseinanderbewegen der Zylinder gebildet, d.h. die Bildung der Anschlagfläche 72, die mit der Anschlagfläche 50 zusammenarbeitet. Wie Pig. 4 zeigt, wird über das obere erweiterte Ende des Mantels 62 des äusseren Zylinders 20 ein Bördelwerkzeug 76 geschoben, während der innere Zylinder in der lage gemäss Pig. 4 festgehalten wird. Das Bördeln des oberen Bandes führt zu der

Form gemäss Fig. 5, in der die Anschlagflächen 50 und 72 gegeneinanderliegend das Auseinanfterbewegen der beiden Zylinder begrenzt.

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Claims

Patentans prüche

1.) Verfahren zum Zusammenbau eines hydraulischen (Deleskopdämpfers, der eine federnde Vorbelastung aufweist und eine Reserve an DHmpferflüssigkeit enthält, d a du r cn gekennzeichnet, dass ein Kolben (38) in einen inneren Zylinder (22) eingeführt und federnd gegen eine mit einem Durchbruch (34) versehene Stirnwand (32) des inneren Zylinders zur Anlage gebracht wird j dass ein einseitig offener äusserer Zylinder (20) mit einem abgemessenen Yolumen von Dämpferflüssigkeit gefüllt wird und sodann der innere Zylinder (22) in den äusseren Zylinder (20) soweit eingeführt wird, dass eine ringförmige Dichtung (52) am inneren Zylinder (22) gegen die Innenwand des äusseren Zylinders (20) anliegt, und bei der weiteren Einwärtsbewegung des inneren Zylinders Dämpferflüssigkeit durch den Durchbruch in der Stirnwand des inneren Zylinders verlagert wird, um den Kolben (38) gegen die federnde Belastung von der Stirnwand (32) fort zu ι bewegen, worauf ein einsaitiger Anschlag (50,72) zwischen den i

Zylindern (20,22) gebildet wird, der die relative Auseinander- j

i bewegung der Zylinder begrenzt.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die federnde Belastung auf den Kolben (38) durch Füllen des inneren Zylinders (22) mit Druckgas bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einseitige Anschlag (50,72) durch radial nach innen erfolgendes Bördeln des offenen Endes des

äusseren Zylinders (20) gegen einen Teil (50) eines Anschlagringes (46) am inneren Zylinder (22) gebildet wird.

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