DE102005039384B3

DE102005039384B3 - Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip

Info

Publication number: DE102005039384B3
Application number: DE200510039384
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr.-Ing. Lutz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-08-20
Filing date: 2005-08-20
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-08-21

Abstract

Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange mit einem Kolben axial beweglich geführt ist, wobei der Kolben den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt und mit Dämpfventilen für die Ein- und Ausfahrbewegung der Kolbenstange bestückt ist, mit einem gasvorgespannten Ausgleichsraum, der das Volumen der ein- und ausfahrenden Kolbenstange kompensiert, wobei der Ausgleichsraum in Strömungsverbindung mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum steht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip gemäß dem Oberbegriff nach Anspruch 1.

Bei einem Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip, wie z. B. in der 1 der DE 197 35 249 C1 dargestellt ist, befindet sich der mit Druckgas vorgespannte Ausgleichsraum in Einfahrrichtung der Kolbenstange zwischen einem Trennkolben und dem Boden des Zylinders. Folglich wird die in Einfahrrichtung erreichbare Dämpfkraft vom Druckniveau im Ausgleichsraum bestimmt, da sich die Dämpfmediumsäule im kolbenstangenfernen Arbeitsraum auf dem Trennkolben abstützt. Insbesondere bei extremen Schlechtwegstrecken kann dabei die Grenze der zulässigen Dämpfkraft überschritten werden, so dass der Kolben mit der Kolbenstange durchschlägt.

Man kann den Druck innerhalb des Ausgleichsraums in Grenzen erhöhen, doch steigt dann die auf die Kolbenstange wirkende Ausfahrkraft. Es ist bereits bekannt, zwischen dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum und dem Trennkolben ein Bodenventil anzuordnen, um ein Druckgefälle zu erreichen, so dass sich der Betriebsdruck auf dem Bodenventil abstützt. Bei dieser Lösung muss man jedoch mit einem Hubverlust für den Bauraum des Bodenventils und einem Arbeitsraum zwischen dem Bodenventil und dem Trennkolben rechnen.

Die gattungsbildende DE 68 00 81 U1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer, bei dem die Strömungsverbindung zwischen dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum unabhängig von der Hublage des Kolbens stets geöffnet ist.

Aus der DE 973 646 C ist ein Einrohrschwingungsdämpfer bekannt, deren kolbenstangenseitiger Arbeitsraum über einen Kanal in der Kolbenstangenführung mit dem Ausgleichsraum verbunden ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip derart weiterzuentwickeln, dass auch in Einfahrrichtung eine ausreichend große Druckkraft ohne den Einsatz eines Bodenventils möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe von den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Vorteil besteht darin, dass man die Druckdämpfung sehr stark anheben kann, da das Dämpfmedium im kolbenstangenfernen Arbeitsraum zwischen dem Boden des Zylinders und dem Kolben an der Kolbenstange verspannt ist. Die Dämpfkraft wird in beiden Bewegungsrichtungen der Kolbenstange vom Querschnitt des kolbenstangen fernen Arbeitsraums bestimmt. Die Dämpfkraft in Zugrichtung berechnet sich aus dem Ringraumquerschnitt multipliziert mit dem Druck im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und dem Kolbenstangenquerschnitt im kolbenstangenfernen Arbeitsraum multipliziert mit dem Druck im kolbenstangenfernen Arbeitsraum. Im Vergleich zu einem konventionellen Einrohrschwingungsdämpfer kann man vorteilhafterweise insbesondere für Federbeine einen größeren Kolbenstangendurchmesser in Verbindung mit einem kleineren Zylinderdurchmesser verwenden. Der elastische Anschlagpuffer im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und die mindestens eine Anschlagöffnung bilden ein Schieberventil zwischen dem Ausgleichsraum und dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum, so dass bei zumindest teilverschlossenem Arbeitsraum eine größere Dämpfkraft möglich ist.

Es besteht die Option, dass die mindestens eine Anschlussöffnung im Zylinder in einem Hubbereich ausgeführt ist, der von dem Kolben passiert werden kann. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dass der Kolben eine Schalterfunktion übernimmt und jeweils außerhalb des Hubbereichs der Anschlussöffnungen) eine Dämpfkraft völlig unabhängig vom Druck im Druckbehälter erreicht werden kann.

Damit insgesamt ein kompakter, insbesondere kurzbauender Schwingungsdämpfer vorliegt, wird der Ausgleichsraum von dem Zylinder und einem den Zylinder einhüllenden Behälterrohr begrenzt.

Das Gas im Ausgleichsraum wird von einem formveränderbaren Druckbehälter zum Dämpfmedium getrennt. Ein ringförmiger Trennkolben im Ausgleichsraum benötigt deutlich mehr Bauraum und bereitet größere Schwierigkeiten bei der Montage.

Um Kavitation im kolbenstangenfernen Arbeitsraum zu vermeiden, kann zwischen dem Ausgleichsraum und dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum ein in Richtung des Arbeitsraums sich öffnendes Rückschlagventil angeordnet sein.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schwingungsdämpfer mit einem Kanal innerhalb der Kolbenstangenführung
2 Schwingungsdämpfer mit einer Anschlussöffnung in der Wandung des Zylinders
Die 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 in Einrohrbauweise, bei dem eine Kolbenstange 3 mit einem Kolben 5 in einem Zylinder 7 axial beweglich geführt ist. Der Kolben 5 trennt den Zylinder 7 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9; 11, wobei beide Arbeitsräume über richtungsabhängig wirksame Dämpfventile 13a; 13b im Kolben verbunden sind.
Der Zylinder 7 wird von einem Behälterrohr 15 eingehüllt, wobei die Innenwandung des Behälterrohres und die Außenwandung des Zylinders einen Ausgleichsraum 17 bilden, der vollständig mit Dämpfmittel und einem verformbaren gasvorgespannten Druckbehälter 19 bis an eine Kolbenstangenführung 21 gefüllt ist.
Der gasvorgespannte Ausgleichsraum 17 steht über einen Kanal 23 innerhalb der Kolbenstangenführung in Strömungsverbindung mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9, so dass garantiert kein Hubverlust auftritt.
Bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange 3 wird das Dämpfmedium im kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 komprimiert und durch das Dämpfventil 13a in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 verdrängt. Das von der Kolbenstange 3 verdrängte Volumen strömt in den ringförmigen Arbeitsraum 9, der jedoch dieses Volumen nur teilweise aufnehmen kann. Über den Kanal 23 innerhalb der Kolbenstangenführung wird das überschüssige Dämpfmedium in den Ausgleichsraum 17 verdrängt.
Bei einer Kolbenstangenausfahrbewegung verkleinert sich der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 9, wobei Dämpfmedium durch das Dämpfventil 13b in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum fließt. Für den Fall, dass das Dämpfventil 13b eine besonders große Drosselwirkung entfaltet, kann ein Rückschlagventil 25 zwischen dem Ausgleichsraum und dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum angeordnet sein, das in Richtung des kolbenstangenfernen Arbeitsraums 11 öffnet, um Kavitation zu verhindern.
Der Schwingungsdämpfer 1 nach 2 folgt dem Konstruktionsprinzip nach 1. Abweichend liegt in der Wandung des Zylinders 7 mindestens eine Anschlussöffnung 27 als Strömungsverbindung zwischen dem Ausgleichsraum 17 und dem kolbenstan genseitigen Arbeitsraum 9 vor. Die Anschlussöffnung befindet sich in einem Abstand zur Kolbenstangenführung 21, so dass der Kolben 5 die Anschlussöffnung 27 erreicht oder während des Hubes passiert. Man kann auch vorsehen, dass die Anschlussöffnung von einem elastischen Anschlagpuffer 29 zumindest teilabgedeckt wird, so dass die mindestens eine Anschlussöffnung 27 und der Anschlagpuffer 29 ein Schieberventil bilden und damit die Strömungsverbindung zwischen dem Ausgleichsraum 17 und dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum schalten.
Man kann auch vorsehen, dass die mindestens eine Anschlussöffnung in der Konstruktionslage, d. h. der Schwingungsdämpfer nimmt die angestrebt Niveaulage ein, in Überdeckung mit dem Kolben 5 steht. Wird diese Konstruktionslage in Einfahr- oder Ausfahrrichtung der Kolbenstange verlassen, dann können die Dämpfkräfte unabhängig vom Druck im Ausgleichsraum erreicht werden, so dass die Druckvorspannung im Druckbehälter 19 sehr klein gehalten werden kann.

Claims

Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange mit einem Kolben axial beweglich geführt ist, wobei der Kolben den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt und mit Dämpfventilen für die Ein- und Ausfahrbewegung der Kolbenstange bestückt ist, mit einem gasvorgespannten Ausgleichsraum, der das Volumen der ein- und ausfahrenden Kolbenstange kompensiert und in Strömungsverbindung mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum steht, wobei in der Wandung des Zylinders im Bereich des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums mindestens eine Anschlussöffnung an den Ausgleichsraum ausgeführt ist. dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussöffnung (27) von einem elastischen Anschlagpuffer (29) zumindest teilweise abgedeckt wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anschlussöffnung (27) im Zylinder (7) in einem Hubbereich ausgeführt ist, der von dem Kolben (5) passiert werden kann.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (17) von dem Zylinder (7) und einem den Zylinder (7) einhüllenden Behälterrohr (15) begrenzt wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas im Ausgleichsraum (17) von einem formveränderbaren Druckbehälter (19) zum Dämpfmedium getrennt wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ausgleichsraum (17) und dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum (11) ein sich in Richtung des Arbeitsraums (11) öffnendes Rückschlagventil (25) angeordnet ist.