DE102005053394A1

DE102005053394A1 - Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft

Info

Publication number: DE102005053394A1
Application number: DE102005053394A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Dipl.-Ing. Asshoff; Thomas Dipl.-Ing. Manger; Andreas Dipl.-Ing. Keidel; Thomas Solf
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2005-11-09
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2025-11-10
Also published as: DE102005053394B4

Abstract

Schwingungsdämpfer mit mindestens zwei verstellbaren Dämpfventilen, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange mit einem Kolben axial beweglich geführt ist, der den Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei jeweils ein Arbeitsraum über eine Fluidverbindung an das entsprechende verstellbare Dämpfventil angeschlossen ist und der Fluidenstrom mit dem Dämpfventil über eine Rückschlagventilanordnung gelenkt wird, wobei eine der Fluidenverbindungen von einem Ringraum zwischen dem Zylinder un einem Rohr gebildet wird, wobei in dem Ringraum ein Rückschlagventil angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die DE 40 07 261 A1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer, der für jeweils eine Bewegungsrichtung der Kolbenstange ein separat verstellbares Dämpfventil aufweist. Mit einem derartigen Aufwand kann der Schwingungsdämpfer noch gezielter den Ansprüchen an Komfort und Sicherheit angepasst werden als mit einem einzigen verstellbares Dämpfventil für beide Kolbenstangenbewegungen. Bei einem einzigen Dämpfventil ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Volumenströme aus den jeweiligen Arbeitsräumen in das verstellbare Dämpfventil Grenzen hinsichtlich der Anpassung des Schwingungsdämpfers an ein Fahrzeug. Damit eine eindeutige Zuordnung der Volumenströme aus den Arbeitsräumen zu dem jeweils vorgesehenen verstellbaren Dämpfventil gegeben ist, kommen Rückschlagventile zur Anwendung, die für einen gezielten Zustrom zum verstellbaren Dämpfventil sorgen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 ist das Rückschlagventil unmittelbar dem verstellbaren Dämpfventil zugeordnet. Die 2, die einen Schwingungsdämpfer mit extern angeordneten verstellbaren Dämpfventilen zeigt, beschränkt sich auf eine symbolische Darstellung der Rückschlagventile in einer Verbindungsleitung zwischen einem Arbeitsraum und einer Abflussöffnung aus dem verstellbaren Dämpfventil.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die konstruktive Ausgestaltung einer Rückschlagventilanordnung, die der Verwendung von zwei getrennt verstellbaren Dämpfventilen dient.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine der Fluidenverbindungen von einem Ringraum zwischen dem Zylinder und einem Rohr gebildet wird, wobei in dem Ringraum ein Rückschlagventil angeordnet ist.

Der große Vorteil besteht darin, dass an dem verstellbaren Dämpfventil keine tiefgreifenden Veränderungen vorgenommen werden müssen, die ggf. einen vergrößerten Bauraum erforderlich machen würden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung öffnet das Rückschlagventil ausgehend von einem Ausgleichsraum zur Kompensation des Volumens der Kolbenstange in Richtung der Fluidverbindung. Die Fluidverbindung sorgt für einen Dämpfmittelzustrom in den Arbeitsraum, wenn sich dieser bei einer Kolbenstangenbewegung vergrößert.

Das Rückschlagventil weist einen einfachen ringförmigen Ventilkörper auf. Der Ventilkörper des Rückschlagventils ist bevorzugt endseitig am Rohr befestigt.

Dazu weist das Rohr eine radiale Aufweitung auf, in der der Ventilkörper befestigt ist.

Die radiale Aufweitung ist axial länger ausgeführt ist als die Höhe des Ventilkörpers, so dass innerhalb der Aufweitung eine Ventilscheibe axial beweglich gelagert ist. Damit bildet das Rohr funktional das Gehäuse für das Rückschlagventil.

Ggf. kann die Ventilscheibe von einer Feder in Schließrichtung vorgespannt sein, um stets eine definierte Betriebsstellung des Rückschlagventils zu erreichen.

Bei einer Ausführungsform ist das Rohr als eine mehrteilige Baueinheit ausgeführt, umfassend einen Leitungskörper und einen Rohrstutzenkörper, wobei die beiden Bauteile über den Ventilkörper des Rückschlagventils miteinander verbunden sind. Die vorteilhafte Teilung des Rohres in verschiedene Funktionsabschnitte erleichtert wesentlich die Herstellung.

Des weiteren weist der Rohrstutzenkörper einen Absatz auf, auf dem sich der Ventilkörper abstützt, wobei zwischen dem Rohrstutzenkörper und dem Ventilkörper eine Formschlussverbindung vorliegt. Damit liegt eine stabile und im gesamten Aufbau sehr einfache Fluidverbindung vor.

Zusätzlich ist vorgesehen, dass für die verstellbaren Dämpfventile getrennte Rohre zur Bildung der Fluidverbindungen vorliegen. Die Dämpfventile sind ebenfalls in getrennten Gehäusen angeordnet, so dass man für den Betrieb des Schwingungsdämpfers nur ein einziges Rückschlagventil benötigt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schwingungsdämpfer im Längsschnitt
2 Kolbenventil im Detail
3a-c Mehrteiliges Rohr als Baueinheit
4 Rückschlagventilkörper als Einzelteil
Die 1 zeigt einen verstellbaren Schwingungsdämpfer 1, der einen dämpfmittelgefüllten Zylinder 3 aufweist, in dem eine Kolbenstange 5 mit einem Kolben 7 axial beweglich geführt ist. Ein oberes Ende des Zylinders wird von einer Kolbenstangenführung 9 und ein unteres Ende von einem Boden 11 verschlossen. Der Kolben 5 unterteilt den Zylinder 3 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13; 15. Ein außenseitig zum Zylinder 3 angeordnetes Rohr 17 und der Zylinder selbst bilden einen Ringraum, der als Fluidverbindung 19 zwischen dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und einem verstellbaren Dämpfventil 21 fungiert. Dazu ist der Zylinder 3 mit einer Anschlussöffnung 23 versehen. Das Dämpfventil entspricht dem Aufbau, wie z. B. in der DE 196 24 898 C1 beschrieben ist.
Der gesamte Zylinder wird von einem Behälterrohr 25 eingehüllt, der mit dem Zylinder oder dem Rohr 17 einen Ausgleichsraum 27 begrenzt, der das Volumen der ein- und ausfahrenden Kolbenstange 5 kompensiert. Das Gehäuse des verstellbare Dämpfventils ist am Behälterrohr 25 befestigt. Ein Rohrstutzen 29 sorgt für eine Anbindung des verstellbaren Dämpfventils 21 an die Fluidverbindung 19.
In der Fluidverbindung ist ein Rückschlagventil 31 angeordnet, das einen ringförmigen Ventilkörper 33 aufweist, der mit seinem Innendurchmesser dichtend, ggf. unterstützt durch eine separate Dichtung, auf der Außenseite des Zylinders 3 geführt ist. Der Ventilkörper 33 des Rückschlagventils ist endseitig in einer radialen Aufweitung 35 des Rohres 17 befestigt. Die Aufweitung ist axial länger ausgeführt als die Höhe des Ventilkörpers, so dass innerhalb der Aufweitung eine Ventilscheibe 37 axial beweglich gelagert werden kann. Das Rückschlagventil 31 öffnet in Strömungsrichtung vom Ausgleichsraum 27 in die Fluidverbindung 19, so dass bei einem sich vergrößernden Arbeitsraum 13 bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange in den Zylinder Dämpfmedium aus dem Ausgleichsraum über die Fluidverbindung und die Anschlussöffnung 23 in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum nachströmen kann.
Bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange wird das Dämpfmedium aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum durch die Anschlussöffnung 23 und die Fluidenverbindung 19 zum verstellbaren Dämpfventil 21 gefördert. Das Rückschlagventil 31 ist geschlossen. Das gesamte Dämpfmedium aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum wird in das verstellbare Dämpfventil 21 verdrängt, dessen Ausgangsseite 39 an den Ausgleichsraum 27 anschlossen ist.
Der Schwingungsdämpfer 1 verfügt über ein zweites verstellbares Dämpfventil 41, das im konstruktiven Aufbau dem verstellbaren Dämpfventil 21 gleicht. Für das verstellbare Dämpfventil ist ebenfalls auf der Außenseite des Zylinders 3 ein zweites Rohr 43 geführt, das von dem Rohr 17 völlig getrennt ist und somit auch getrennte Fluidverbindungen 19; 45 vorliegen. Eine zweite Anschlussöffnung 47 im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 15 sorgt für einen direkten Zustrom über einen Rohrstutzen 49 in das verstellbare Dämpfventil 41, dessen Abströmseite ebenfalls im Ausgleichsraum 27 mündet.
Prinzipiell könnte der Kolben als einfacher Verdränger ohne Verbindungskanäle zwischen den Arbeitsräumen 13; 15 ausgeführt sein. Auch in dem Boden 11 müsste kein Druckbegrenzungsventil 51 angeordnet sein. Ein Rückschlagventil 53 sorgt bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange für ein Nachströmen von Dämpfmedium aus dem Ausgleichsraum 27 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15.
In der 2 ist erkennbar, dass im Kolben ggf. Durchlasskanäle 55; 57 vorhanden sind, die mit Druckbegrenzungsventilen 59; 61 bestückt sind, um bei einem Defekt der verstellbaren Dämpfventile 21; 41 die beiden Arbeitsräume 13; 15 miteinander zu verbinden und dadurch den Schwingungsdämpfer vor einer Beschädigung schützen.
Die 3a–3c zeigt den Ventilkörper 33 des Rückschlagventils 31 als Einzelteil. In dem ringförmigen Ventilkörper sind in Umfangsrichtung zahlreiche Durchlässe 63 ausgeführt, die den Volumenstrom vom Ausgleichsraum 27 möglichst drosselfrei in die Fluidverbindung 17 ermöglichen sollen.
Die 4 zeigt in Abwandlung zur Variante nach 1 ein Rohr 17, das als eine mehrteilige Baueinheit ausgeführt ist. Der größte Teil der Fluidverbindung wird von einem Leitungskörper 65 gebildet, der die endseitige Aufweitung 35 für das Rückschlagventil 31 aufweist. In der vergrößerten Darstellung ist auch eine Schließfeder 67 erkennbar, die die Ventilscheibe 37 auf den Ventilkörper 33 in Schließrichtung der Durchlässe 63 vorspannt. Der Ventilkörper wird an seiner Ober- und Unterseite von der Aufweitung des Leitungskörpers formschlüssig umgriffen und ist damit axial fixiert. Dem Ventilkörper schließt sich ein Rohrstutzenkörper 69 an, der wie der Leitungskörper Nuten 71; 73 zur Aufnahme von Dichtringen aufweist. Im Rohrstutzenkörper ist der Rohrstutzen 29 einteilig ausgeführt, wobei der Rohrstutzenkörper hinsichtlich Wandstärke, Werkstoff oder Herstellungsverfahren nicht identisch mit dem Leitungskörper sein muss. So kann der Rohrstutzenkörper z. B. aus einem urformbaren Werkstoff bestehen, da sich z. B. mit einem Druckgussverfahren leichter die Konturen eines Rohrstutzen herstellen lassen.
Der Rohrstutzen verfügt über einen Absatz 75, auf dem sich der Ventilkörper 33 axial und radial abstützt. Der Absatz ist geringfügig länger ausgeführt als die Bauhöhe des Ventilkörpers 33, so dass der vorliegenden Überstand zu einer Formschlussverbindung 77 mit dem Ventilkörper genutzt werden kann.

Claims

Schwingungsdämpfer mit mindestens zwei verstellbaren Dämpfventilen, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange mit einem Kolben axial beweglich geführt ist, der den Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei jeweils ein Arbeitsraum über eine Fluidverbindung an das entsprechende verstellbare Dämpfventil angeschlossen ist und der Fluidenstrom mit dem Dämpfventil über eine Rückschlagventilanordnung gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fluidenverbindungen (19) von einem Ringraum zwischen dem Zylinder (3) und einem Rohr (17) gebildet wird, wobei in dem Ringraum ein Rückschlagventil (31) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (31) ausgehend von einem Ausgleichsraum (27) zur Kompensation des Volumens der Kolbenstange (5) in Richtung der Fluidverbindung (19) öffnet.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (31) einen ringförmigen Ventilkörper (33) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (33) des Rückschlagventils (31) endseitig am Rohr (17) befestigt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (17) eine radiale Aufweitung (35) aufweist, in der der Ventilkörper (33) befestigt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Aufweitung (35) axial länger ausgeführt ist als die Höhe des Ventilkörpers (33), so dass innerhalb der Aufweitung eine Ventilscheibe (37) axial beweglich gelagert ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (37) von einer Feder (67) in Schließrichtung vorgespannt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (17) als eine mehrteilige Baueinheit ausgeführt ist, umfassend einen Leitungskörper (65) und einen Rohrstutzenkörper (69), wobei die beiden Bauteile (65; 69) über den Ventilkörper (33) des Rückschlagventils (33) miteinander verbunden sind.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrstutzenkörper (69) einen Absatz (75) aufweist, auf dem sich der Ventilkörper (33) abstützt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rohrstutzenkörper (69) und dem Ventilkörper (33) eine Formschlussverbindung (77) vorliegt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die verstellbaren Dämpfventile (21; 41) getrennte Rohre (17; 43) zur Bildung der Fluidverbindungen (17; 45) vorliegen.