DE102005060309B3

DE102005060309B3 - Schwingungsdämpfer mit amplitudenselektiver Dämpfkraft

Info

Publication number: DE102005060309B3
Application number: DE102005060309A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Breun; Hendrik Dipl.-Ing. Marquar; Michael Denkel
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-12-16
Filing date: 2005-12-16
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-12-17

Abstract

Schwingungsdämpfer mit amplitudenselektiver Dämpfkraft, umfassend eine axial bewegliche Kolbenstange in einem mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder, mit einem zur Kolbenstange ortsfesten Gehäuse, in dem ein Kolben axial beweglich angeordnet ist und das Gehäuse in zwei Arbeitskammern unterteilt, wobei mindestens eine mit Dämpfmedium gefüllte Arbeitskammer eine axial fixierte Trennscheibe mit mindestens einer Durchlassöffnung aufweist, die Trennscheibe verdrehfest fixiert ist.

Description

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

Aus der gattungsbildenden DE 103 51 353 A1 ist ein Schwingungsdämpfer mit amplitudenabhängiger Dämpfung bekannt. In einem kolbenstangenfesten Gehäuse ist ein axialbeweglicher Kolben angeordnet, der das Gehäuse in zwei Arbeitskammern unterteilt. An einem Ende einer Arbeitskammer ist eine Trennscheibe mit mindestens einem Durchlass fixiert, die zur radialen Strömungsumlenkung ausgehend von einer zentralen Zuströmöffnung dient. Die Trennscheibe liegt auf einem Absatz eines Bodens auf und wird von einer Hülse als Teil des Gehäuses auf dem Boden gehalten. Zwischen dem Boden und der Hülse liegt eine Schweißverbindung vor.

Die ältere DE 10 2004 036 449 B3 beschreibt einen Schwingungsdämpfer mit derselben Bauart mit einer Trennscheibe, die ebenfalls auf einem Absatz eines Boden aufliegt, jedoch durch eine radiale Versickung zwischen der Hülse und einer Mantelfläche der Trennscheibe formschlüssig gehalten wird.

Für einen Absatz, der als ebene Stützfläche der Trennscheibe dienen soll, ist eine spanende Bearbeitung unerlässlich, da ansonsten ein Schiefstand oder eine Leckstelle nicht ausgeschlossen werden kann. Entsprechend teuer ist die Herstellung des Gehäuses.

Bei einer radialen Versickung muss gewährleistet sein, dass über die gesamte Laufzeit des Schwingungsdämpfers eine Verstopfung der mindestens einen Durchlassöffnung vermieden wird, auch dann, wenn sich die Trennscheibe z. B. durch Materialsetzungen an der Trennscheibe oder der Versickung lösen sollte.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Fixierung der Trennscheibe zu realisieren, die einerseits einfach und kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere Teilaufgabe besteht darin, dass die Durchlassöffnungen über die gesamte Laufzeit des Schwingungsdämpfers stets offen bleiben sollen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Trennscheibe durch eine radiale Versickung im Gehäuse formschlüssig verdrehfest fixiert ist, wobei in einer Mantelfläche der Trennscheibe für die Versickung eine angepasste Anzahl von Taschen ausgeführt ist. Die Taschen lassen, wenn überhaupt, nur eine begrenzte Verdrehung der Trennscheibe zu. Die Versickung kann jedoch keinesfalls in Überdeckung mit den Durchlassöffnungen der Trennscheibe gelangen.

Der große Vorteil besteht darin, dass selbst dann, wenn sich die Trennscheibe axial lockern sollte, keine Verdrehung der Trennscheibe auftreten kann, die zu einem Verschluss der Durchlassöffnung führen könnte.

Mit dem Ziel, eine besonders einfache Fertigung der Trennscheibe zu erreichen, sind die Taschen axial in Richtung des Trennkolbens offen ausgeführt sind. Folglich kann die Trennscheibe sehr einfach in einem Sinterverfahren hergestellt werden.

Die Teilaufgabe der einfachen Fixierung der Trennscheibe, die von einer Stützfläche eines Bodens im Gehäuse abgestützt wird, wird dadurch gelöst, dass die Stützfläche eine konische Kontur aufweist.

Eine konische Kontur garantiert eine horizontale Ausrichtung der Trennscheibe.

Dieser Selbstausrichteffekt kann dadurch gesteigert werden, indem die Trennscheibe in Richtung des Bodens zumindest im Kontaktbereich eine ballig geformte Kontaktfläche aufweist.

Der Boden des Gehäuses wird durch ein spanloses Umformverfahren hergestellt, so dass eine bisher notwendig spanende Bearbeitung entfallen kann, wodurch ein erheblicher Kostenvorteil erreicht wird.

Um eventuelle Bearbeitungsgrate oder Form- und/oder Lageabweichungen des Bodens kompensieren zu können, wird der Übergang zwischen einer Mantelfläche der Trennscheibe und der Kontaktfläche von einem Absatz gebildet.

Eine weitere Maßnahme für eine einfache Herstellung der Trennscheibe besteht darin, dass die Kontaktfläche von mehreren Stützfüßen gebildet wird, zwischen denen die mindestens eine Durchlassöffnungen ausgeführt ist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer mit amplitudenselektiver Dämpfkraft
2 Räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Trennscheibe
3 Querschnitt durch den Schwingungsdämpfer im Bereich der Versickung der Trennscheibe
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1, in dessen mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinder 3 eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt ist. Ein Kolben 6 unterteilt den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 7; 9, wobei für jeweils eine Bewegungsrichtung der Kolbenstange ein Dämpfventil vorliegt, in diesem Fall Durchtrittsquerschnitte 11; 13, die endseitig zumindest teilweise von mindestens einer Ventilscheibe 15; 17 abgedeckt werden.
Innerhalb der hohlen Kolbenstange 5 ist ein Gehäuse 19 ausgeführt, in dem ein Trennkolben 21 axial beweglich angeordnet ist. Die Kolbenstange ist zweigeteilt ausgeführt, wobei die beiden Teile 5a; 5b über eine Schweißnaht 5c oberhalb des Gehäuses 19 miteinander verbunden sind. Der Trennkolben 21 unterteilt das Gehäuse 19 in zwei ebenfalls mit dem Dämpfmedium gefüllte Arbeitskammern 23; 25. Die untere Arbeitskammer 25 ist über eine Strömungsverbindung 27 in der Bauform eines Axialkanals innerhalb eines Kolbenstangenzapfens 29 mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9 verbunden. Zwischen dem kolbenstangenseitigen Arbeitsaum 7 und der oberen Arbeitskammer 23 besteht ebenfalls eine Anschlussöffnung 31. Über die Strömungsverbindung und die Anschlussöffnung werden Volumenänderungen der beiden Arbeitskammern 23; 25 ausgeglichen, so dass beide Arbeitskammern permanent mit Dämpfmedium gefüllt sind.
Bei einer Kolbenstangenbewegung und einem in seiner Ausgangslage mittigen Position des Trennkolbens wird das verdrängte Dämpfmedium von einer der Arbeitskammern aufgenommen, wobei der Trennkolben einen Verschiebeweg ausführt. Sobald der Trennkolben eine Anschlagfläche 33 oder einen Deckel 35 des Gehäuses 19 erreicht hat, öffnen sich bei fortgesetzter Kolbenstangenbewegung die Dämpfventile 11; 15 oder 13; 17.
Der Trennkolben 21 weist an seinem äußeren Rand eine kleinere Bauhöhe auf als im zentralen Bereich und die Strömungsverbindung 27 mündet exzentrisch in die Arbeitskammer 25. Die Strömungsverbindung 27 wird von einer Trennscheibe 37 nach radial außen bezogen auf den Trennkolben geführt. Zumindest der zentrale Bereich des Trennkolbens besteht aus einem elastomeren Werkstoff, um Anschlaggeräusche zu vermeiden. Am Ende des Verschiebewegs des Trennkolbens wälzt sich der zentrale Bereich bedingt durch seine Verformung auf der Anschlagfläche 33, die von der Trennscheibe 37 gebildet wird ab. Es entsteht ein Ringraum, in dem sich noch Dämpfmedium befindet. Dieses Dämpfmedium kann über mindestens eine Durchlassöffnung 39, die in der Trennscheibe 37 angeordnet ist, in die Strömungsverbindung 27 bzw. aus der Strömungsverbindung in die Arbeitskammer übertreten.
In der Zusammenschau der 1; 2 und 3 ist erkennbar, dass die Trennscheibe 37 durch eine radiale Versickung 41 axial fixiert ist. In einer Mantelfläche 43 der Trennscheibe 37 sind für die Versickung 41 angepasste Taschen 45 ausgeführt, die das verdrängte Volumen des Gehäuses 5c der Kolbenstange 5 aufnehmen. Die Taschen sorgen mit ihren Seitenflächen 47 dafür, dass die Trennscheibe formschlüssig verdrehfest fixiert ist. Selbst bei einem Verlust der Vorspannung zwischen dem verdrängten Volumen des Gehäuses und der Trennscheibe bilden die Seitenflächen einen Verdrehanschlag. In Richtung der Arbeitskammer 25 sind die Taschen 45 axial offen ausgeführt, so dass die Trennscheibe mit wenig Aufwand als ein Sinterteil hergestellt werden kann.
Die 1 zeigt weiter, dass sich die Trennscheibe 37 auf einer in Richtung des Axialkanals 27 konischen Stützfläche 49 eines Bodens 51 des Gehäuses 19 abstützt. In 2 ist erkennbar, dass die Trennscheibe in Richtung des Bodens 51 bzw. der Stützfläche 49 eine ballig geformte Kontaktfläche 53 aufweist, die auf der Stützfläche zur Anlage kommt. Der Boden 51 wird in einem spanlosen Umformverfahren hergestellt, z. B. durch Schmieden, so dass zwischen dem Boden 51 und dem Abschnitt 5b des Gehäuses 19 fertigungsbedingte Übergangsradien vorliegen können, die von einem Absatz 55 am Übergang zwischen der Mantelfläche 43 und der Kontaktfläche 53 aufgenommen werden.
Die Kontaktfläche 53 wird von mehreren Stützfüßen 57 gebildet, zwischen denen die Durchlassöffnungen 39 ausgeführt sind.
Bei der Montage der Trennscheibe 37 wird dieses in Umfangsrichtung ausgerichtet in das Gehäuse 19 eingeführt, wobei die Trennscheibe schon bei einer geringen Anpresskraft aufgrund der konischen Stützfläche 49 eine rechtwinklige Einbaulage zur Längsachse des Gehäuses 19 einnimmt. Von radial außen werden Volumenteile des Gehäuses in die Taschen 45 versickt.

Claims

Schwingungsdämpfer (1) mit amplitudenselektiver Dämpfkraft, umfassend eine axial bewegliche Kolbenstange (5) in einem mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder (3), mit einem zur Kolbenstange ortsfesten Gehäuse (19), in dem ein Kolben (21) axial beweglich angeordnet ist und das Gehäuse (19) in zwei Arbeitskammern (23; 25) unterteilt, wobei mindestens eine mit Dämpfmedium gefüllte Arbeitskammer (25) eine axial fixierte Trennscheibe (37) mit mindestens einer Durchlassöffnung (39) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (37) durch eine radiale Versickung (41) im Gehäuse (19) formschlüssig verdrehfest fixiert ist, wobei in einer Mantelfläche (43) der Trennscheibe (37) für die Versickung (41) eine angepasste Anzahl von Taschen (45) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Taschen (45) axial in Richtung des Trennkolbens (21) offen ausgeführt sind.
Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, wobei die Trennscheibe (37) auf einer Stützfläche (49) eines Bodens (51) des Gehäuse (19) abgestützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützfläche (49) eine konische Kontur aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (37) in Richtung des Bodens (51) zumindest im Kontaktbereich eine ballig geformte Kontaktfläche (53) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (51) des Gehäuses durch ein spanloses Umformverfahren hergestellt wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen einer Mantelfläche (43) der Trennscheibe (37) und der Kontaktfläche (53) von einem Absatz (55) gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (53) von mehreren Stützfüßen (57) gebildet wird, zwischen denen die mindestens eine Durchlassöffnungen (39) ausgeführt ist.