DE4424432A1 - Schwingungsdämpfer, insbesondere Federbein, mit veränderbarer Dämpfkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solcher Schwingungsdämpfer ist beispielsweise aus der DE-OS 41 37 330 bekannt. Dabei besteht insbesondere für Fe­ derbeine das Problem, daß Dämpfungsventil außerhalb des Be­ hälterrohres unterhalb des Ölspiegels des Ausgleichsraums liegen soll, damit der Dämpfmittelstrom aus dem Dämpfungsven­ til in den Ausgleichsraum nicht abreißt, was sich als ein Einbruch der Dämpfkraftkennlinie auswirken würde. Federbeine verfügen in der Regel über eine im Vergleich zu nicht radführende Schwingungsdämpfer stärker dimensionierte Kolben­ stange. Während des Dämpferbetriebes schwankt der Ölspiegel um den Niveauunterschied, der sich aus dem Hubweg multipliziert mit dem Kolbenstangendurchmesser ergibt. Bisher bestand die Lösung des Problems darin, daß man das Dämpfventil möglichst in die Nähe des Schwingungsdämpferbodens plazierte. Bei den Schwingungsdämpfern, die jedoch behälterseitige Anbauteile wie eine Lasche für den Radträger, Stabilisatoren- und/oder Bremsschlauchhalter aufweisen, kann es zu Konflikten zwischen der Anordnung des Dämpfventils und den behälterseitigen An­ bauteilen führen.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist das Problem dadurch gelöst worden, indem das Dämpfventil am Behälterrohr durch eine Schraubverbindung zum Zwischenrohr befestigt ist. Das Dämpfventil läßt sich trotz der Lasche montieren. Bei einem Schwingungsdämpfer mit angeschweißtem Rohrstutzen für das Dämpfventil ließe sich die Lasche oder ein beliebiges Anbauteil nur mit einem sehr viel größeren Aufwand montieren. Dämpfventile, die mit einem Rohrstutzen, der einteilig aus dem Behälterrohr gezogen sind, lieben sich gar nicht montieren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, das aus dem Stand der Technik bekannte Problem zu lösen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem das Behälterrohr eine Aufweitung für einen Teil des Ausgleichs­ raumes oberhalb des Dämpfkraftventils aufweist, wobei das Vo­ lumen der Aufweitung derart bemessen ist, daß die maximalen Ölspiegelschwankungen geringer sind als der Abstand zwischen dem Ölspiegel und dem Dämpfventil. Durch diese vorteilhafte Maßnahme ist die Problematik des Abstroms aus dem Dämpfventil behoben. Messungen an Schwingungsdämpfern mit der erfindungsgemäßen Ausbildung des Behälterrohres ergaben kei­ nerlei Einbrüche bei den Dämpfkraftkennlinien. Des weiteren kann ein stark verkürztes Zwischenrohr eingesetzt werden, da die Anschlußbohrung im Zylinder zum Zwischenrohr in der Regel im Bereich unterhalb der Kolbenstange angeordnet ist und somit eine Verkürzung der Fluidenstrecke erreicht werden kann. Zusätzlich vergrößert sich durch das verkürzte Zwischenrohr das für den Ausgleichsraum zur Verfügung stehende Volumen um das Maß der Verkürzung.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird die Aufweitung des Behälterrohres von einer umlaufenden Durchmessererweite­ rung gebildet. Bei einer Ausführungsvariante ist die Durch­ messererweiterung abschnittsweise zwischen dem Dämpfventil und der Kolbenstangenführung angeordnet. Es kann eine Standard­ kolbenstangenführung für einen Schwingungsdämpfer mit wahlweiser Verwendung eines Dämpfventils genutzt werden, da der Durchmesser des Behälterrohres gegenüber einem Schwin­ gungsdämpfer ohne Dämpfventil unverändert bleibt. Alternativ ist die Aufweitung des Behälterrohres ausgehend von einem An­ satz oberhalb des Dämpfventils bis zur Öffnung für die Kolbenstange ausgeführt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ver­ einfacht sich der Fertigungsaufwand für die Aufweitung.

Alternativ weist das Anbauteil des Behälterrohres eine schlitzförmige Aussparung auf, die einen Freiraum für das Dämpfventil bildet. Das Anbauteil kann nach dem Anschweißen des Rohrstutzens für das Dämpfventil auf das Behälterrohr aufgeschoben und befestigt werden. Für die Verschweißung des Rohrstutzens bestehen für den Einsatz eines Schweißroboters keine Hindernisse seitens der Anbauteile. Für Rohrstutzen, die einteilig aus dem Behälterrohr gezogen wurden besteht erst durch diese vorteilhafte Ausgestaltung die Möglichkeit der ungehinderten Anordnung des Dämpfventils am Behälterrohr.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer mit Bypass und Dämpfventil im Bypass;

Fig. 2-3 weitere Ausführungsbeispiele.

In Fig. 1 ist der Zylinder eines Schwingungsdämpfers in der Ausführung eines Federbeins mit 1 bezeichnet, die Kolbenstange mit 3. Der Zylinder ist nach unten durch einen Boden 5 abge­ schlossen. Die Kolbenstange 3 ist durch eine Führungs- und Dichtungseinheit 7 aus dem oberen Ende des Zylinders heraus­ geführt. Innerhalb des Zylinders 1 ist an der Kolbenstange 3 eine Kolbeneinheit 9 mit einer Kolbenventilanordnung 11 befe­ stigt. Das untere Ende des Zylinders 1 ist durch eine Boden­ platte 13 mit einer Bodenventilanordnung 15 abgeschlossen. Der Zylinder 1 ist von einem Behälterrohr 17 umhüllt. Zwischen dem Behälterrohr 17 und dem Zylinder 1 ist ein Ringraum 19 gebil­ det, der eine Ausgleichskammer darstellt. Der Raum innerhalb des Zylinders 1 ist durch die Kolbeneinheit 9 in eine erste Arbeitskammer 21a und eine zweite Arbeitskammer 21b unter­ teilt. Die Arbeitskammern 21a und 21b sind mit Druckflüssigkeit gefüllt. Die Ausgleichskammer 19 ist bis zu dem Niveau 19a mit Flüssigkeit und darüber mit Gas gefüllt. Innerhalb der Ausgleichskammer 19 ist eine erste Leitungs­ strecke, nämlich eine Hochdruckteilstrecke 23, gebildet, welche über eine Bohrung 25 des Zylinders 1 mit der zweiten Arbeitskammer 21b in Verbindung steht. An diese Hochdruck­ teilstrecke schließt sich ein seitlich an dem Behälterrohr 17 angebautes Dämpfventil 27 an. Von diesem Dämpfventil führt eine zweite Leitungsstrecke, nämlich eine schematisch darge­ stellte Niederdruckteilstrecke 29, zu dem Ausgleichsraum 19.

Wenn die Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 nach oben ausfährt, wird die obere Arbeitskammer 21b verkleinert. Es bildet sich in der oberen Arbeitskammer 21b ein Überdruck aus, der sich durch die Kolbenventilanordnung 11 in die untere Arbeitskam­ mer 21a abbauen kann, solange das Dämpfventil 27 geschlossen ist. Wenn das Dämpfventil 27 geöffnet ist, so flieht gleich­ zeitig Flüssigkeit von der oberen Arbeitskammer 21b durch die Hochdruckteilstrecke 23 und das Dämpfventil 27 in die Aus­ gleichskammer 19. Die Dämpfcharakteristik des Schwingungs­ dämpfers beim Ausfahren der Kolbenstange 3 ist also davon ab­ hängig, ob das Dämpfventil 27 offen oder geschlossen ist.

Wenn die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 einfährt, so bildet sich in der unteren Arbeitskammer 21a ein Überdruck. Flüssig­ keit kann von der unteren Arbeitskammer 21a durch die Kolben­ ventilanordnung 11 nach oben in die obere Arbeitskammer 21b übergehen. Die durch das zunehmende Kolbenstangenvolumen in­ nerhalb des Zylinders 1 verdrängte Flüssigkeit wird durch die Bodenventilanordnung 15 in die Ausgleichskammer 19 ausgetrie­ ben. In der oberen Arbeitskammer 21b tritt, da der Durchfluß­ widerstand der Kolbenventilanordnung 11 geringer ist als der Durchflußwiderstand der Bodenventilanordnung 15, ebenfalls ein steigender Druck auf. Dieser steigende Druck kann bei geöff­ netem Dämpfventil 27 durch die Hochdruckteilstrecke 23 wie­ derum in den Ausgleichsraum 19 überfließen. Dies bedeutet, daß bei geöffnetem Dämpfventil 27 der Stoßdämpfer auch beim Einfahren dann eine weichere Charakteristik hat, wenn das Dämpfventil 27 geöffnet ist und eine härtere Charakteristik, wenn das Dämpfventil geschlossen ist, genauso wie beim Aus­ fahren der Kolbenstange. Festzuhalten ist, daß die Strömungs­ richtung durch die Hochdruckteilstrecke 23 des Bypasses immer die gleiche ist, gleichgültig, ob die Kolbenstange ein- oder ausfährt.

Damit dieser Strömungsvorgang bei jeder Hubbewegung, insbe­ sondere bei groben Hublängen oder einer ausgeprägten Schlechtwegstrecke sicher abläuft, weist das Behälterrohr 17 eine umlaufende Durchmessererweiterung 31 auf, die abschnittsweise zwischen dem Dämpfventil 27 und der Kolben­ stangenführung 7 angeordnet ist. Dabei ist die Durchmesserer­ weiterung derart ausgelegt, daß das von der Kolbenstange 9 verdrängte Volumen den Ölspiegel 19a nicht unterhalb des Dämpfventils 27 sinken läßt. Ein die Hochdruckteilstrecke 23 bildendes Zwischenrohr 33 kann besonders kurz ausgeführt wer­ den, so daß der Teil, der der Verkürzung des Zwischenrohres entspricht, als ein Zusatzvolumen nutzbar ist.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die Aufweitung des Behäl­ terrohres 17 ausgehend von einem Ansatz 35 oberhalb des Dämpfventils 27 bis zur Öffnung für die Kolbenstangenführung 7 ausgeführt. Diese Variante lädt sich besonders leicht fer­ tigen, da sich das Behälterohr 17 durch ein Ziehwerkzeug hin­ sichtlich der gewünschten Durchmesserkontur herstellen läßt.

In der Fig. 3 wird ein alternative Weg gegangen, da sich das Dämpfventil 17 nicht immer oberhalb eines Anbauteils 37 pla­ zieren läßt, da die Bauraumvorgaben eine solche Vorgehensweise verhindern. In solchen Fällen kann das Anbauteil 37 des Be­ hälterohres 17 eine schlitzförmige Aussparung 39 aufweisen, die einen Freiraum für das Dämpfventil 17 bildet. Das Anbau­ teil 39, in dieser Figur eine Lasche für einen Radträger, wird auf das Ende des Schwingungsdämpfers aufschoben, wobei die Aussparung 41 das Dämpfventil 17 aufnimmt. Gerade bei geschweißten oder einteilig aus dem Behälterrohr gezogenen Rohrstutzen 43a/43b ist durch die Aussparung ein größerer konstruktiver Freiraum für die Anordnung des Dämpfventils 27 gegeben.

Claims (5)

1. Schwingungsdämpfer, insbesondere Federbein, mit verän­ derbarer Dämpfkraft, umfassend eine Kolbenstange, die innerhalb eines Zylinders axial verschieblich durch eine Kolbenstangenführung geführt ist, wobei der Zylinder eine Anschlußöffnung an eine Fluidenstrecke aufweist, die von einem den Zylinder zumindest abschnittsweise einhüllende Zwischenrohr gebildet wird, das in Fluidverbindung mit einem an einem Behälterrohr angebrachten Dämpfventil steht, dessen Abstrom in einen teilweise mit Dämpfmedium gefüllten Ausgleichsraum mündet, der von dem Behälterrohr gebildet wird, wobei außenseitig am Behälterrohr weitere Anbauteile angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Behälterrohr (17) eine Aufweitung (31) für einen Teil des Ausgleichsraumes (19) oberhalb des Dämpfkraftven­ tils (27) aufweist, wobei das Volumen der Aufweitung derart bemessen ist, daß die maximalen Ölspiegelschwan­ kungen geringer sind als der Abstand zwischen dem Öl­ spiegel (19a) und dem Dämpfventil (27).

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufweitung (31) des Behälterrohres (17) von einer umlaufenden Durchmessererweiterung gebildet wird.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Durchmessererweiterung abschnittsweise zwi­ schen dem Dämpfventil (27) und der Kolbenstangenfüh­ rung (7) angeordnet ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufweitung (31) des Behälterohres (17) aus­ gehend von einem Ansatz (35) oberhalb des Dämpfven­ tils (27) bis zur Öffnung für die Kolbenstangenfüh­ rung (7) ausgeführt ist.

5. Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbauteil (37) des Be­ hälterrohres (17) eine schlitzförmige Aussparung (39) aufweist, die einen Freiraum (41) für das Dämpfven­ til (27) bildet.