DE102005040283A1

DE102005040283A1 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102005040283A1
Application number: DE102005040283A
Authority: DE
Inventors: Bernd Zeissner; Andreas Dipl.-Ing. Förster; Frank Gundermann; Steffen Dipl.-Ing. Heyn; Anton Dipl.-Ing. Krawczyk; Uwe Boecker; Thomas Dipl.-Ing. Thein; Wolfgang Dipl.-Ing. Breun; Herbert Dipl.-Ing. Bies; Holger Dipl.-Ing. Beyer; Ludwig Gampl; Heinz-Joachim Dipl.-Ing. Gilsdorf; Klaus Sauer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2007-03-08
Also published as: EP1917455A1; US8245823B2; KR101252021B1; WO2007022920A1; US20090038898A1; DE502006005601D1; ATE451569T1; JP2009506268A; KR20080034846A; JP4931925B2; EP1917455B1

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich geführt ist, wobei an der Kolbenstange ein erster Kolben ortsfest und ein zweiter, mit mindestens einer von einer Federanordnung vorgespannten Ventilscheibe bestückter Kolben gegen eine Federkraft von mindestens einer Stützfeder axial verschiebbar gelagert ist, wobei die Federanordnung mindestens einen Federteller aufweist, an dem sich die Federanordnung abstützt, wobei der zweite Kolben von einer Fixierhülse gehalten wird, die den mindestens einen Federteller trägt, wobei die Baueinheit aus Fixierhülse und dem mindestens einen Federteller eine axial wirksame Teilungsfuge für eine Rastverbindung innerhalb der Baueinheit aufweist, wobei die gesamte Baueinheit gegen die mindestens eine Stützfeder axial verschiebbar ist.

Description

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

Aus der DE 100 41 199 C1 ist der gattungsbildende Schwingungsdämpfer bekannt. Funktional erfüllt dieses Konstruktionsprinzip die Aufgabe hochfrequente, kleinamplitudige Anregungen auszufiltern und damit einen Komfortvorteil im Vergleich zu einem konventionellen Schwingungsdämpfer zu bieten. Ein erster Kolben ist fest mit der Kolbenstange verbunden. Der zweite Kolben gleitet auf der Kolbenstange und wird von zwei Federn gestützt, von denen eine Stützfeder am ersten Kolben und eine zweite Stützfeder an einem Federteller anliegt, der wiederum von einem Sicherungsring gehalten wird. Die Ventilscheiben werden von den Stützfedern auf den zweiten Kolben vorgespannt, die auch gegen die Axialbewegung des zweiten Kolbens wirken. Daraus ergibt sich einerseits eine komplizierte Montage und andererseits eine Abhängigkeit der Ventilscheibenvorspannung zur Axialkraftunterstützung des zweiten Kolbens.

Aus der JP 10-339 345 A ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, in dessen Zylinder eine Kolbenstange axial beweglich geführt ist. An der Kolbenstange ist ein erster Kolben ortsfest und ein zweiter Kolben in Grenzen axial beweglich angeordnet. Der zweite Kolben verfügt über elastische Ventilscheiben und kann gegen die Federkraft von Federn eine axiale Verschiebebewegung ausführen. Der Zylinder weist einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen sowie einen Arbeitsraum zwischen den beiden Kolben auf, wobei ventilbestückte Durchlassöffnungen eine Verbindung zwischen den Arbeitsräumen steuern. Auch diese Konstruktion enthält keine vormontierbare Baueinheit für den zweiten Kolben mit seinen Federn.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den gattungsbildenden Schwingungsdämpfer derart weiterzuentwickeln, dass der zweite Kolben einerseits einfach montierbar ist und andererseits die Ventilscheibenvorspannung unabhängig von den Axialkräften der Stützfedern ausgeführt ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der zweite Kolben von einer Fixierhülse gehalten wird, die den mindestens einen Federteller trägt, wobei die Baueinheit aus Fixierhülse und dem mindestens einen Federteller eine axial wirksame Teilungsfuge für eine Rastverbindung innerhalb der Baueinheit aufweist, wobei die gesamte Baueinheit gegen die mindestens eine Stützfeder axial verschiebbar ist.

Der große Vorteil besteht darin, dass durch die Verwendung einer Fixierhülse eine vom Schwingungsdämpfer unabhängig produzierbare Baueinheit vorliegt, die dem Montageprozess zuführbar ist. Die Baueinheit kann vor dem Einbau in den Schwingungsdämpfer überprüft und bei einer Abweichung sehr leicht demontiert werden. Des Weiteren liegt funktional eine strikte Trennung zwischen den Kräften der Stützfedern für die Baueinheit und der Federanordnung für die Ventilscheiben vor.

Bei einer ersten Variante ist vorgesehen, dass die Rastverbindung zwischen dem mindestens einen Federteller und der Fixierhülse ausgeführt ist.

Die Fixierhülse trägt den zweiten Kolben außenseitig, so dass der zweite Kolben direkt auf der Kolbenstange gleiten kann.

Zur leichteren Montage ist die Fixierhülse radial elastisch ausgeführt. Die Verwendung von Kunststoff für die Fixierhülse erhöht die Elastizität.

Zusätzlich kann die Fixierhülse Längsschlitze aufweisen, die die radiale Elastizität erhöht.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist die Fixierhülse mit mindestens einen Dichtring zum Zylinder bestückt, damit keine undefinierte Leckage zwischen den Arbeitsräumen des Schwingungsdämpfers auftritt.

Die Fixierhülse eine Fixiernut weist für den zweiten Kolben auf. Es wird verhindert, dass sich durch eine ungewollte Axialverlagerung des Kolbens die Vorspannung der Federanordnung auf den Kolben verändert.

Der angrenzende Bereich zur Fixiernut ist als eine Montageschräge ausgeführt, die die radiale Aufweitung der Fixierhülse beim Montagevorgang fördert.

Um eine in Axialrichtung kompakte Anordnung der Baueinheit mit der mindestens einen Stützfeder zu erreichen, ist der mindestens eine Federteller topfförmig mit einem abgewinkelten Rand ausgeführt, wobei der Rand und ein Boden des Federtellers als Stützflächen für die Federanordnung und eine Stützfeder dienen.

Zur Vermeidung von Leckagen am Kolben weist der zweite Kolben an seinem Innendurchmesser mindestens einen Dichtring auf.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Fixierhülse zweiteilig ausgeführt und wird über die Rastverbindung axial zusammengehalten.

Man kann jeweils eine Fixierhülse einteilig mit einem Federteller ausgeführten.

Dabei ist vorgesehen, dass die Fixierhülse den zweiten Kolben an seinem Innendurchmesser trägt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weisen die Fixierhülsen fingerartige Schnapphaken auf, die am zweiten Kolben angreifen. Es besteht die Möglichkeit, dass die Fixierhülsen als identische Bauteile ausgeführt sind, die spiegelbildlich am Kolben angreifen.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Kolbenstange mit ersten Kolben und der erfindungsgemäßen Baueinheit mit dem zweiten axial beweglichen Kolben
2 Baueinheit nach 1 als Einzelteil
3 Alternative Baueinheit zur 2
4 Baueinheit mit axial geteilter Fixierhülse
5 Explosionszeichnung zur 4
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1 mit einem dämpfmediumgefüllten Zylinder 3, in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt ist. An der Kolbenstange 5 ist ein erster Kolben 7 axial befestigt. Dieser Kolben 7 unterteilt den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11. Der Aufbau und die Funktion des Kolbens 7 sind allgemein bekannt. Ergänzend wird auf die DE 34 45 684 A1 , 2, verwiesen, deren Offenbarung Bestandteil dieser Figurenbeschreibung sein soll.
Im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 sind auf der Kolbenstange 5 zwei Stützfedern 13; 15 angeordnet, deren Stützkräfte entgegengesetzt gerichtet auf eine Baueinheit 17 wirken, die in 2 als Einzelteil dargestellt ist. Jede Stützfeder 13; 15 liegt endseitig an einer Stützringscheibe 19; 21 an, die ortsfest zur Kolbenstange 5 ausgeführt sind. Bei einer Kolbenstangebewegung kann sich die Baueinheit 17 gegen die Kräfte der Stützfedern 13; 15 axial zum ersten Kolben 7 verschieben.
Die 2 zeigt die Baueinheit 17, die einen zweiten Kolben 23 aufweist, der direkt auf der Kolbenstange 5 zentriert ist. Der zweite Kolben 23 verfügt über Dämpfventile 25; 27, mit Ventilscheiben 29; 31, die jeweils von Federanordnungen 33; 35 in der Bauform von Wellfedern vorgespannt sind. Die Anzahl und die Form der Federn der Federanordnungen 33; 35 können beliebig von der dargestellten 2 abweichen.
Der zweite Kolben wird von einer Fixierhülse 37 gehalten, die endseitig jeweils einen Federteller 39; 41 für die Federanordnungen 33; 35 trägt. Die Federteller 39; 41 stellen zur Fixierhülse 37 separate Bauteile dar, so dass zwei axial wirksame Teilungsfugen 43; 45 vorliegen, die jeweils von einer Rastverbindung 47; 49 gehalten werdenn, so dass die gesamte Baueinheit 17 gegen die Stützfedern 13; 15 axial verschiebbar ist. Die Fixierhülse verfügt über Randsegmente 51; 53, die auf den außenseitigen Deckflächen der Federteller 39; 41 anliegen.
Die Fixierhülse ist radial elastisch ausgeführt, einerseits begünstigt durch die Verwendung eines Kunststoffmaterials und andererseits durch Längsschlitze 55; 57.
Der zweite Kolben 23 wird von der Fixierhülse 39 außenseitig getragen, wofür die Fixierhülse eine Fixiernut 59 aufweist. Zur leichteren Montage ist der angrenzende Bereich zur Fixiernut mit Montageschrägen 61; 63 ausführt, so dass der Kolben von einer beliebigen Seite in die Fixiernut einschiebbar ist.
Zur Vermeidung von Leckagen zum Zylinder dienen ein Dichtring 65 in der Fixierhülse 37 und mindestens ein Dichtring 67 am Innendurchmesser des zweiten Kolbens.
Bei der Montage wird der mit den Dichtringen 67 bestückte zweite Kolben 23 in die endseitig offene Fixierhülse 37 bis in die Fixiernut 59 geschoben, wobei sich die Fixierhülse unter der Wirkung der Montageschräge 61 oder 63 radial aufweitet. Danach werden jeweils endseitig die Ventilscheiben 29; 31 und die Federanordnungen 33; 35 in die Fixierhülse eingesetzt. Die Federteller 39, 41 verschließen die Baueinheit 17.
Die Wirkungsweise des Schwingungsdämpfers gleicht im Wesentlichen dem Prinzip gemäß der DE 100 41 199 C1 , so dass auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet werden kann. Abweichend sorgt die Trennung der Stützfedern 13; 15 und der Federanordnungen 33; 35 für eine bedarfsgerechtere Dämpfkraftkennlinie.
Die Ausführung der Baueinheit 17 gemäß der 3 entspricht im prinzipiellen Aufbau der 2. Abweichend kommen Federteller 39; 41 zur Anwendung, die topfförmig mit einem abgewinkelten Rand 39R; 41R und einem Boden 39B; 41B ausgeführt sind, wobei die Ränder und die Böden als Stützflächen für die Federanordnungen 33; 35 und die Stützfedern 13; 15 dienen. Dadurch lässt sich in Grenzen eine axiale Überdeckung der Federanordnungen 39; 41 mit den Stützfedern 13; 15 erreichen, so dass insgesamt ein längerer axialer Bauraum für die Stützfedern 13; 15 zur Verfügung steht.
Die 4 und die dazugehörige Explosionszeichnung nach 5 zeigen eine Baueinheit 17, deren Fixierhülse 37 axial geteilt ausgeführt ist und zwei Fixierhülsenteile 37a: 37b aufweist, die jeweils über eine Rastverbindung 69 mit dem zweiten Kolben 23 zusammengehalten werden. Jede der Fixierhülsenteile 37a; 37b ist einteilig mit einem Federteller 39; 41 ausgeführt. Ein wesentlicher Unterschied zu den Varianten nach den 2 und 3 besteht darin, dass die Fixierhülse den zweiten Kolben 23 an seinem Innendurchmesser trägt. Die Fixierhülsen 37a; 37b weisen fingerartige Schnapphaken 71; 73 auf, die jeweils dieselbe Teilung aufweisen, so dass die Schnapphaken 71 in die Lücken zwischen den Schnapphaken 73 eingreifen können. Auf der Außenseite der Schnapphaken sind abschnittsweise Fixiernutensegmente 75; 77 ausgeführt, so dass die Fixierhülsenteile 37a; 37b unabhängig voneinander am zweiten Kolben 23 befestigt sind. Wie man in der 4 erkennt, verlaufen die Seitenflächen 79; 81 der fingerartigen Schnapphaken 71; 73, gepfeilt, so dass durch die Wahl des Winkels zur Längsachse eine Selbsthemmung erreicht werden kann. Diese Selbsthemmung wird durch die permanente Vorspannung der Stützfedern 13; 15 sichergestellt. Die Teilungsfuge zwischen den beiden Fixierhülsen 37a; 37b verläuft an den Seitenflächen 79; 81 der Schnapphaken.
Zusätzlich zu den 2 und 3 soll verdeutlicht werden, dass die Federanordnungen 31; 33 auch Elastomerfedern 85; 87 aufweisen können, die für eine progressive Federkraftkennlinie sorgen. Zur Abdichtung der Baueinheit 17 zum Zylinder dient ein konventioneller Kolbenring 89.

Claims

Schwingungsdämpfer, umfassend einen Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich geführt ist, wobei an der Kolbenstange ein erster Kolben ortsfest und ein zweiter, mit mindestens einer von einer Federanordnung vorgespannten Ventilscheibe bestückter Kolben gegen eine Federkraft von mindestens einer Stützfeder axial verschiebbar gelagert ist, wobei die Federanordnung mindestes einen Federteller aufweist, an dem sich die Federanordnung abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (23) von einer Fixierhülse (37; 37a; 37b) gehalten wird, die den mindestens einen Federteller (39; 41) trägt, wobei die Baueinheit aus Fixierhülse (37; 37a; 37b) und dem mindestens einen Federteller (39; 41) eine axial wirksame Teilungsfuge (45; 45) für eine Rastverbindung (47; 49; 69) innerhalb der Baueinheit (17) aufweist, wobei die gesamte Baueinheit gegen die mindestens eine Stützfeder (13; 15) axial verschiebbar ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastverbindung (47; 49) zwischen dem mindestens einen Federteller (39; 41) und der Fixierhülse (37) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (37) den Kolben (23) außenseitig trägt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (37) radial elastisch ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (37) Längsschlitze (55; 57) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (37; 37a; 7b) mit mindestens einen Dichtring (65) zum Zylinder (3) bestückt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (37; 37a; 37b) eine Fixiernut (59; 75; 77) für den zweiten Kolben (23) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der angrenzende Bereich zur Fixiernut (59) als eine Montageschräge (61; 63) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Federteller (31; 33) topfförmig mit einem abgewinkelten Rand (39R; 41R) ausgeführt ist, wobei der Rand (39R; 41R) und ein Boden (39B; 41B) des Federtellers (31; 33) als Stützflächen für die Federanordnung (33; 35) und eine Stützfeder (13; 15) dienen.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolben (23) an seinem Innendurchmesser mindestens einen Dichtring (67) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (37a; 37b) zweiteilig ausgeführt und über die Rastverbindung (69) axial zusammengehalten wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Fixierhülse (37a; 37b) einteilig mit einem Federteller (39; 41) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülse (37a; 37b) den zweiten Kolben (23) an seinem Innendurchmesser trägt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierhülsen (37a; 37b) fingerartige Schnapphaken (71; 73) aufweisen, die am zweiten Kolben (23) angreifen.