DE3202152C2 - Hydraulischer Stoßdämpfer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer mit Abfuhr der Wärme aus der Dämpferflüssigkeit an die Umgebungsluft mittelbar über eine wärmeabgebende Verrippung. Um die Entstehungsstellen der Wärme besser erreichen zu können und um den baulichen Aufwand und den Platzbedarf für eine solche Kühlung zu reduzieren, ist im Innern der hohl ausgebildeten Kolbenstange ein Wärmerohrsystem vorgesehen, welches sich bis ins Innere des ebenfalls hohl ausgebildeten Kolbens hinein erstreckt. Am oberen Ende der Kolben stange ist die wärmeabgebende Verrippung angebracht, die in das Anlenkauge bzw. dessen Übergangsabschnitt zur Kolbenstange hin integriert ist.

Description

Kolbenstange 12 angeordnet. Der Kolben teilt die flüssigkeitsgefüllten Zylinder in zwei Arbeitskammern 11 und 11'. die über mehrere Drosselbohrungen 8 drosselnd miteinander in Verbindung stehen, wobei die Drosseln über membranartige Verschlußfedern 10 und 10' nach Art von Rückschlagventilen wechselseitig verschließbar sind, um für den Hin- bzw. Rückweg unterschiedliche Dämpfungscharakteristika zu erzielen.

Zur Abfuhr der beim Arbeiten des Stoßdämpfers entstehenden Wärme vom Kolben ist die Kolbenstange 12 als sogenanntes Wärmerohr ausgebildet Die Kolbenstange besteht aus einem Rohr, welches einen Innenraum 13 umschließt und das auf seiner Innenseite mit einer Kapillarstruktur 14 versehen ist, die in Form von kleinen Längsrillen oder einer Auskleidung mit einem Siebgewebe oder einem Metallfilz gebildet werden kann. Das Rohr der Kolbenstange ist hermetisch dicht an den Kolben 5 bzw. an das Anlenkauge 15 der Kolbenstange bzw. dessen Übergangs- bzw. Befestigungsabschnitt 16 angelötet oder -geschweißt Im Bereich ihres oberen Endes ist die Kolbenstange mit einer wärmeabgebenden Verrippung 18 versehen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel an dem Übergangsabschnitt 16 des Anlenkauges angebracht ist Es handelt sich dabei um dünne scheibenförmige oder ringförmige Kühllamellen, die mit ihrem inneren Rand in den zylindrischen Übergangsabschnitt 16 gut wärmeleitend eingegossen sind. Aufgrund ihres guten Wärmekontaktes mit dem Übergangsabschnitt und aufgrund ihrer dichten Packung und dünnen Ausgestaltung kann mit ihnen eine relativ hohe Wärmemenge an die Umgebungsluft abgeführt werden.

Das Wärmerohrsystem der Kolbenstange ist evakuiert und gezielt mit einer bestimmten Menge eines verdampfbaren und kondensierbaren Mediums, z. B. eines Kältemittels zu einem kleinen Bruchteil gefüllt Dieses zunächst flüssige Kältemittel sammelt sich and er geodätisch tiefesten Stelle des Wärmerohrsystems, nämlich im Bereich des Kolbens, wo auch die Wärme beim Arbeiten des Stoßdämpfers entsteht Durch die Wärmeentwicklung wird das Wärmeübertragungsmittel verdampft, wobei sich der Dampf schnell im Innern des Wärmerohrsystems ausbreitet und an den gekühlten Stellen des Wärmerohrsystems niederschlägt und kondensiert. Durch Schwerkrafteinfluß und durch die Kapillarwirkung der Kapillarstruktur 14 kriecht das Kondensat in Richtung zum Kolben zurück, wodurch der Kreislauf geschlossen wird.

Um noch besser den unmittelbaren Entstehungsort der Wärme, nämlich die Drosselbohrungen 8 mit dem Wärmerohrsystem erreichen zu können, ist der Kolben 5 nicht massiv, sondern hohl ausgebildet mit einem Kolbenhohlraum 7, der ebenfalls an das Wärmerohrsystem der Kolbenstange 12 angeschlossen ist. Der Kolben ist dabei im wesentlichen aus zwei axialen Scheiben und aus einem Umfangssteg gebildet, die — soweit die Einzelteile nicht zusammenhängend aus einem einzigen Werkstück herstellbar sind — hermetisch dicht miteinander verlötet oder verschweißt sind. Die Drosselbohrungen 8 sind dabei aus kleinen Drosselrohren 9 gebil-

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uci. uic cucmaiia uiuiucnu in ucn suii'uci αϊ ι gcuiiucien Kolben eingelötet sind, derart, daß die Drosselrohre allseits von dem Kolbenhohlraum 7 umgeben sind. Dank einer solchen Ausgestaltung des Kolbens werden die Drosselrohre 9 auf ihrer Außenseite durch das verdampfende Kältemittel gekühlt, so daß das drosselnd durch die Bohrungen 8 hindurchströmende Öl ebenalls durch die niedrige Temperatur der Rohrwandung auf mäßigem Temperaturniveau gehalten wird.

Auch auf der wärmeabgebenden Seite des Wärmerohrsystems 7,13,14 ist die Wärmeabgabe nach außen dadurch besonders wirkungsvoll ausgestaltet daß auch der Übergangsabschnitt 16 des Anlenkauges mit einer Höhlung 17 versehen ist die an das Wärmerohrsystem angeschlossen bzw. in dieses miteinbezogen ist.

Die Menge der abführbaren Wärme kann durch geeignete Auswahl des Wärmeübertragungsmediums, mit dem das Wärmerohrsystem gefüllt wird, und durch eine Bemessung der wärmeabführenden und verrippten Strecke im Bereich des wärmeabführenden Endes der Kolbenstange beeinflußt werden. Wenn ein beispielsweise schon bei 60 bis 80 Grad C verdampfendes Medium gewählt wird und durch eine ausreichende Bemessung des Verrippungsteiles dafür gesorgt wird, daß das verdampfende Medium auch laufend wieder rückkondensiert wird, so kann ohne weiteres gewährleistet werden, daß Temperaturen nicht über 90 bis 100 Grad in der Dämpferflüssigkeit auftreten. In der Regel sind diese Temperaturen noch völlig unschädlich für derartige Flüssigkeiten.

Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß die entstehende Wärme wirkungsvoll abgeführt werden kann, wobei der Stoßdämpfer einfach im Aufbau sowie klein und leicht ausgebildet ist; er ist also insgesamt in der Anschaffung und im Betrieb preisgünstig. Dank der zuverlässigen und bei geringem baulichen Aufwand wirkungsvollen Wärmeabfuhr ist der erfindungsgemäße Stoßdämpfer nicht nur interssant für geländegängige Fahrzeuge mit hoher thermischer Belastung der Stoßdämpfer, sondern auch für normale Straßenfahrzeuge, indem diese dank der wirkungsvollen Wärmeabfuhr knapper, d.h. kleiner und leichter bemessen werden können. Dadurch ergeben sich nicht nur Vorteile in den Einbauverhältnissen, sondern die ungefederten Massen können auch kleiner werden, was den Federungskomfort verbessert; außerdem kann Fahrzeuggewicht eingespart werden, was dem Kraftstoffverbrauch zugutekommt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 den Flächen ausreichend bemessen werden; jedoch wird Patentansprüche: dadurch das Gewicht, der Preis und das Bauvolumen des Stoßdämpfers erheblich vergrößert. Außerdem wird

1. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einem flüssig- der Federungskomfort des Fahrzuges verschlechtert, keitsgefüllten Zylinder, einem darin gleitenden KoI- 5 weil die angefederten Massen größer werden; das — ben und mit einer durch die Stirnseite des Zylinders wenn auch nur geringfügig, so aber doch spürbar — dichtend hindurchgeführten Kolbenstange, ferner erhöhte Fahrzeuggewicht verursacht darüber hinaus mit Mitteln zur Abfuhr der Wärme aus der Flüssig- laufend einen vermehrten Kraftstoffbedarf.

keit an die Umgebungsluft mittelbar über eine war- Eine ähnliche Stoßdämpferkühlung zeigt das DE-GM

meabgebende Verrippung, dadurch gekenn- 10 19 45 784, bei dem sowohl der Stoßdämpferzylinder als

zeichnet, daß die hohle Kolbenstange (12) als auch die Kolbenstange doppelwandig ausgebildet ist

sogenanntes Wärmerohr ausgebildet und daß die Der Stoßdämpferkolben wird gleichzeitig als Pumpe

wärmeabgebende Verrippung (18) außenseitig an zum Umwälzen der Dämpfungsflüssigkeit zu einem ex-

der Kolbenstange (12) angeordnet ist ternen Kühler ausgenützt, wobei der Hin- und Rücklauf

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge- 15 der Dämpfungsflüssigkeit zu dem Kühler bzw. zu dem kennzeichnet, daß auch der Kolben (5) hohl (7) aus- Stoßdämper in den beiden solcherart geschaffenen Kagebildet usd an das Wärmerohrsystem (13, Ϊ4) der nälen erfolgt Hierbei sind jedoch trotz des relativ erKolbenstange (12) angeschlossen ist heblichen Bauaufwandes nur relativ kleine Wärmemen-

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch ge- gen abführbar. Die Förderwirkung des Stoßdämpferkennzeichnet, daß die Drosselbohrungen (8) im KoI- 20 kolbens kann nämlich nicht ohne Beeinträchtigung der ben (5) rings von Hohlraum (7) des Wärmerohrsy- Dämpfungswirkung beliebig erhöht werden.

stems (7,13,14) umgeben sind. Die GB-PS 7 39 120 zeigt eine Stoßdämpferkühlung,

4. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Stoßdämpferzylinder mit einer Außenverdadurch gekennzeichnet daß das Anlenkauge (15) rippung versehen ist Und zwar ist ein L-förmiges Band der Kolbenstange (12) mit einem hohlen (17) zylin- 25 stramm um den Stoßdämpferzylinder entlang einer drischen Übergangs- und Befestigungsabschnitt (16) Schraubenlinie herumgewickelt, so daß sich eine radial zur Kolbenstange (12) versehen ist, dessen Hohl- abstehende Umfangsverrippung ergibt. Hierbei muß die raum (17) ebenfalls mit in das Wärmerohrsystem (7, vom Stoßdämpfer entwickelte Wärme durch Wärmelei-13, 14) einbezogen ist und außenseitig die Verrip- tung im flüssigen Dämpfungsmedium und in der Wanpung (18) trägt 30 dung des Dämpfungszyinders an dessen Außenseite in

5. Anordnung eines Stoßdämpfers nach einem der die Verrippung geleitet werden, von wo sie durch Strah-Ansprüche 1 bis 4, derart, daß das wärmeabgebende lung und Konvektion an die Umgebung abgegeben wer-Ende der Kolbenstange (12) in Einbaulage geodä- den kann. Auch hiermit sind nur relativ kleine Wärmetisch höher liegt als der Kolben (5). mengen abführbar, wofür zum einen der Berührungs-

35 spalt zwischen Zylinderaußenseite und Verrippung und

zum anderen die langen Wärmeflußwege bei der Wärmeleitung verantwortlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirksame Stoß-

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoß- dämpferkühlung anzugeben, die den Stoßdämpfer hin-

dämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er 40 sichtlich Gewicht, Bauvolumen und Preis trotzdem

beispielsweise aus der DE-OS 22 45 334 oder der DE- praktisch gleich schwer, gleich teuer bzw. gleich groß

OS 24 56 002 als bekannt hervorgeht. wie einen ungekühlten Stoßdämpfer macht, also die

Bei den bekannten Stoßdämpfern ist in unmittelbarer oben erwähnten Nachteile bekannter Stoßdämpferküh-

Nachbarschaft zu dem Zylinder ein ölvorratsraum an- lungen vermeidet.

geordnet, der außenseitig eine kühlende Verrippung 45 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

trägt; durch die Kolbenbewegungen des Stoßdämpfers kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst,

wird die Dämpferflüssigkeit durch den Vorratsraum Durch die Anwendung einer Wärmerohrkühlung im In-

hindurchgefördert, so daß aufgrund des ständigen öl- nern der Kolbenstange kann die Wärme von unmittel-

austausches und der Wärmeabgabe in den Vorratsbe- baren entstehungsort, nämlich vom Kolben abgeführt

halter eine unzulässige Ölerwärmung vermieden wer- 50 werden. Die Unterbringung in der Kolbenstange ist

den kann. Die Gefahr einer Überhitzung der Stoßdämp- platz- und gewichtssparend. Eine Vermehrung des 01-

fer ist vor allen Dingen bei geländegängigen Fahrzeu- volumens ist nicht erforderlich, weil die Wärme direkt

gen gegeben, insbesondere dann, wenn diese relativ vom Entstehungsort abgeführt werden kann, außerdem

rasch durchs Gelände fahren sollen. Bei extremen Fahr- ist eine ölkühlung über den im öl steckenden Teil der

bedingungen über längere Zeit entsteht an den Drossel- 55 Kolbenstange erreichbar.

stellen des Stoßdämpfers mehr Wärme, als durch Ab- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den

strahlung an die Umgebungsluft abgeführt werden Unteransprüchen beschrieben. Ein Ausführungsbeispiel

kann. Die Wärmeentwicklung entsteht an den Drossel- ist in den Zeichnungen dargstellt; dabei zeigt

bohrungen des Kolbens, der sich derartig stark aufhei- Fig. 1 einen Längschnitt durch einen hydraulischen

zen kann, daß es zu Materialschäden und damit zum 60 Stoßdämpfer nach der Erfindung und

Ausfall des Schwingungsdämpfers kommen kann. Eine F i g. 2 einen Querschnitt durch den Stoßdämpfer

extreme thermische Belastung hydraulischer Stoß- nach F i g. 1 entlang der Schnittlinie H-II.

dämpfer kann auch zur Zerstörung der Hydraulikflüs- Der in den Figuren dargestellte hydraulische StoB-

sigkeit führen, welche dann ihre Schmiereigenschaft dämpfer enthält einen Zylinder 1, der unterseitig mit

verliert, so daß es zum Fressen zwischen Kolben und 65 einem Zylinderboden 4 mit Anlenkauge und oberseitig

Zylinder kommen kann. Zwar sind diese Schaden durch mit einem Zylinderdeckel 2 mit Dichtung 3 zum Durch-

die bekannten gekühlten Stoßdämpfer vermeidbar, so- tritt der Kolbenstange versehen ist. Im Innern ist axial

fern die Flüssigkeitsvolumina und die wärmeabstrahlen- gleitend ein Kolben 5 mit Kolbendichtung 6 und einer