DE102005061164A1

DE102005061164A1 - Schwingungsdämpfer mit einer Anschlagfeder

Info

Publication number: DE102005061164A1
Application number: DE102005061164A
Authority: DE
Inventors: Günther Ing. Handke; Hans Dipl.-Ing. Gonschorrek
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: US20070138721A1; FR2895049A1; DE102005061164B4; US8109491B2

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend einen mit Dämpfmittel gefüllten Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich geführt ist, wobei innerhalb eines Arbeitsraums des Zylinders eine kreisringförmige Anschlagfeder angeordnet ist, die ab einer definierten Hublage der Kolbenstange zwischen einer kolbenstangenseitigen Anschlagfläche und einer den Arbeitsraum axial begrenzenden Stirnfläche vorgespannt wird und nach radial innen einen Raum begrenzt, der über mindestens einen Radialkanal mit dem Arbeitsraum außerhalb der Anschlagfeder verbunden ist, wobei die kolbenstangenseitige Anschlagfläche und/oder die axial begrenzende Stirnfläche von einem starren Körper gebildet wird und mit dem mindestens einen Radialkanal versehen ist, der sich von dem radial innen liegenden Raum bis zum radialen außenliegenden Arbeitsraum, bezogen auf die Anschlagfeder, erstreckt.

Description

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

Die DE 78 02 898 U1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer mit einer Anschlagfeder in der Bauform eines kreisringförmigen Elastomerkörpers, der konzentrisch auf der Kolbenstange innerhalb eines kolbenstangenseitigen mit Dämpfmedium gefüllten Arbeitsraums angeordnet ist. Die Anschlagfeder wird ab einer definierten Hublage von einem kolbenstangenseitigen Anschlag gegen eine arbeitsraumseitige Stirnfläche einer Kolbenstangenführung verspannt. Das in einem Ringraum zwischen der Kolbenstange und der Anschlagfeder befindliche Dämpfmediumvolumen wird bei der Kompression der Anschlagfeder durch Queröffnungen nach radial außen verdrängt. Diese Queröffnungen werden jedoch ebenfalls axial verspannt und in ihrem Querschnitt reduziert. Um weiterhin einen Abfluss aus dem Ringraum zu gewährleisten, verfügt die Anschlagfeder an ihren endseitigen Anschlagflächen über Radialkanäle, die den besagten Ringraum mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum verbinden. Aber auch diese Radialkanäle werden bei einer erhöhten Vorspannung durch die Verdrängung der gesamten Anschlagfeder verschlossen. Damit kann das Dämpfmedium aus dem Ringraum nur noch in Richtung der Kolbenstangenführung entweichen. Versuche haben gezeigt, dass dieser Effekt bei einem Schwingungsdämpfer nach dem Zweirohrprinzip keine Schäden zur Folge hat. Zweirohr-Schwingungsdämpfer, z. B. wie aus der DE 29 05 928 C2 bekannt, verfügten zwischen einer Kolbenstangenbuchse und einer Kolbenstangendichtung über einen Seitenkanal, der Schleppöl auf der Kolbenstange in Richtung eines Ausgleichsraums abführt. Dieser Seitenkanal kann dann auch von dem Dämpfmedium zum Entweichen aus dem Ringraum der Anschlagfeder genutzt werden. Bei einem Schwingungsdämpfer der Einrohrbauweise, dessen Ausgleichsraum häufig dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum nachgeordnet ist, steht diese Möglichkeit nicht zur Verfügung, so dass u. U. Dämpfmedium an der Kolbenstange austritt. Des Weiteren wurde festgestellt, dass das beschriebene Problem vor allem bei vergleichsweise langen Anschlagfedern auftritt. Die Verwendung von kurzen Anschlagfedern stellt jedoch keine Lösung dar, da eine geforderte Dämpfkraftkennlinie einzuhalten ist.

Aus der EP 120 005 B1 ist eine Anschlagfeder bekannt, die einen geschlossenen Ringkörper als Federelement und endseitige metallische Winkelringe aufweist, die auf der Kolbenstange gleiten. An den axialen Stirnflächen weisen die Winkelringe kurze Stege auf, so dass bei einer Anlage der Stirnfläche z. B. an der Kolbenstangenführung radiale Abflüsse vorliegen, die gesichert offen bleiben. Die metallischen Winkelringe verursachen beim Anschlagen an die Kolbenstangenführung jedoch Geräusche, die eine Komforteinschränkung darstellen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer mit einer Anschlagfeder derart weiterzuentwickeln, dass ein Abfluss aus dem Ringraum zwischen Kolbenstange und Anschlagfeder gesichert ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die kolbenstangenseitige Anschlagfläche und/oder die axial begrenzende Stirnfläche von einem starren Körper gebildet wird und mit mindestens einem Radialkanal versehen ist, der sich von dem radial innen liegenden Raum bis zum radialen außenliegenden Arbeitsraum bezogen auf die Anschlagfeder erstreckt.

Der große Vorteil besteht darin, dass unter allen Umständen eine Verbindung zwischen dem innenliegenden Raum und dem außenliegenden Arbeitsraum zur Verfügung steht, so dass das Dämpfmedium aus dem innenliegenden Raum entweichen kann. Wegen des Verzichts auf massive Endstücke an der Anschlagfeder treten auch keine Anschlaggeräusche auf.

Insbesondere bei einem Schwingungsdämpfer nach dem Einrohr-Prinzip ist vorgesehen, dass eine den Arbeitsraum begrenzende Kolbenstangenführung eine in Richtung des Arbeitsraums weisende Tragscheibe umfasst, in der der Radialkanal ausgeführt ist.

Bevorzugt wird der Radialkanal mittels eines Prägeverfahrens hergestellt, so dass eine kostengünstige Herstellung genutzt werden kann, bei der keine die Anschlagfeder beschädigenden Bearbeitungsgrate zu befürchten sind.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch erstreckt sich der Radialkanal exzentrisch vom Innendurchmesser der Anschlagfläche nach radial außen.

Insbesondere dann, wenn die Anschlagfeder endseitig mindestens eine Abflussrinne aufweist, kann man vorsehen, dass sich die Abflussrinne in der Anschlagfeder und der Radialkanal der Anschlagfläche in der Einbaulage der Anschlagfeder zumindest auf einer Teillänge überdecken und eine nochmals verbesserte Abströmsituation vorliegt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schwingungsdämpfer in Einrohrbauweise
2 Detaildarstellung im Bereich der Kolbenstangenführung
3 Ansicht einer Tragscheibe zu 2
4 Detaildarstellung im Bereich einer kolbenstangenseitigen Anschlagfläche
5 Alternative Radialkanäle in einer Tragscheibe zu 2
6 Schwingungsdämpfer in Zweirohrbauweise
Die 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 in Einrohrbauweise mit einem Zylinder 3, in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich angeordnet ist. An einem Ende wird ein kolbenstangenseitiger, vollständig mit einem Dämpfmedium, insbesondere Öl, gefüllter Arbeitsraum 7 von einer Kolbenstangenführung 9 verschlossen. Die Kolbenstangenführung ist mit einer Kolbenstangendichtung 11 bestückt, die axial durch eine Tragscheibe 13 gesichert ist.
An der Kolbenstange ist ein Kolben 15 befestigt, der den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7 von einem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 17 trennt. Der Kolben 15 umfasst eine Stützscheibe 19 mit einer Anschlagfläche 21 für eine axial schwimmend gelagerte kreisringförmige Anschlagfeder 23, die von einem Elastomerkörper gebildet wird. Der Elastomerkörper verfügt endseitig über ein Abschlussringe 25; 27, die an der Anschlagfläche 21 der Stützscheibe 19 oder einer Anschlagfläche 29 der Tragscheibe 13 in Abhängigkeit der Kolbenstangenhublage zur Anlage kommen.
Zwischen dem kreisringförmigen Elastomerkörper 23 und der Kolbenstange liegt ein Ringraum 31 vor, der über eine Anzahl von Queröffnungen 33 mit dem Arbeitsraum 7 verbunden ist. Des Weiteren sind in den Abschlussringen 25; 27 Abflussrinnen 35; 37, die sich ebenfalls von einer Durchgangsöffnung für die Kolbenstange 5 bis zum äußeren Rand erstrecken. (s. auch 4) Grundsätzlich kann eine derartige Anschlagfeder auch im kolbenstangenfernen Arbeitsraum 17 zwischen dem Kolben 15 und einem nicht dargestellten Verschluss des Arbeitsraums 17 verwendet werden.
Die 2 zeigt vergrößert den Bereich der Kolbenstangenführung nach 1. In der kolbenstangenseitigen Anschlagfläche 29 der starren Tragscheibe 13 ist mindestens ein Radialkanal 39 ausgeführt, der von dem radial innenliegenden Raum 31 (1) bis zum radial außenliegenden Arbeitsraum 7 bezogen auf die Anschlagfeder 23 erstreckt. Bei einem Kontakt der Anschlagfeder 23 bleibt der Radialkanal auch dann offen, wenn die Abflussrinne 37 (1) u. U. durch eine erhöhte Vorspannung der damit verbundenen Formänderung verschlossen ist.
Aus der 3 ist ersichtlich, dass die Radialkanäle 39 als einfache Kerben ausgeführt sind, die mittels eines Prägeverfahrens herstellbar sind.
Die 4 zeigt den Schwingungsdämpfer 1 im Bereich des Kolbens 15. Auch die Stützscheibe 19 verfügt über Radialkanäle 41 in Richtung des Abschlussrings 27 der Anschlagfeder 23 zum Abfluss von Dämpfmedium aus dem radial innenliegenden Ringraum 31 in Richtung des Arbeitsraums 7.
In der 5 ist eine besondere Ausgestaltung der Radialkanäle 39; 41 in der Tragscheibe 29 oder der Stützscheibe 21 erkennbar, die exzentrisch zur Durchgangsöffnung für die Kolbenstange ansetzen und in Umfangsrichtung versetzt am Außendurchmesser enden. Dabei schneiden sich die Radialkanäle 39; 41 mit den Abflussrinnen 35; 37 in der Anschlagfeder 23, so dass je nach Verformungsgrad der Anschlagfeder 23 eine weitere Zuströmöffnung 43; 45 zu den Radialkanäle 39; 41 genutzt werden kann.
Mit der 6 soll verdeutlicht werden, dass die Erfindung auch sinnvoll bei einem Schwingungsdämpfer 1 nach der Zweirohrbauweise verwendet werden kann. Der Zylinder 1 wird von einem Behälterrohr 47 eingehüllt, wobei zwischen dem Behälterrohr und dem Zylinder ein Ausgleichsraum 49 angeordnet ist. Eine Stufenöffnung 51 in der Kolbenstangenführung 11 ist mit einem Leckölkanal 53 ausgeführt, der im Ausgleichsraum 49 mündet. Wenn der Anschlussring 25 der Anschlagfeder 23 an der Anschlagfläche 29 der Kolbenstangenführung 9 anliegt, dann kann das Dämpfmedium aus dem Ringraum 31 in den Arbeitsraum 7 abfließen, ohne dass Dämpfmedium in die Stufenöffnung 51 und den Leckölkanal verdrängt wird. Dadurch wird die Kolbenstangendichtung 11 wesentlich geringer belastet.

Claims

Schwingungsdämpfer (1), umfassend einen mit Dämpfmittel gefüllten Zylinder (3), in dem eine Kolbenstange (5) axial beweglich geführt ist, wobei innerhalb eines Arbeitsraums (7; 17) des Zylinders (3) eine kreisringförmige Anschlagfeder (23) angeordnet ist, die ab einer definierten Hublage der Kolbenstange (5) zwischen einer kolbenstangenseitigen Anschlagfläche (21) und einer den Arbeitsraum (7; 17) axial begrenzenden Stirnfläche (29) vorgespannt wird und nach radial innen einen Raum (31) begrenzt, der über mindestens einen Radialkanal (39; 41; 35; 37) mit dem Arbeitsraum (7) außerhalb der Anschlagfeder (23) verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, dass die kolbenstangenseitige Anschlagfläche (29) und/oder die axial begrenzende Stirnfläche (21) von einem starren Körper (13; 19) gebildet wird und mit dem mindestens einem Radialkanal (39; 41) versehen ist, der sich von dem radial innen liegenden Raum (31) bis zum radialen außenliegenden Arbeitsraum (7; 17) bezogen auf die Anschlagfeder (23) erstreckt.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine den Arbeitsraum (7) begrenzende Kolbenstangenführung (9) eine in Richtung des Arbeitsraums weisende Tragscheibe (13) umfasst, in der der Radialkanal (39) ausgeführt ist.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialkanal (39; 41) mittels eines Prägeverfahrens hergestellt wird.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Radialkanal (39; 41) exzentrisch vom Innendurchmesser der Anschlagfläche (29; 21) nach radial außen erstreckt.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfeder (23) endseitig mindestens eine Abflussrinne (35; 37) aufweist.
Kolben-Zylinderaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Abflussrinne (35; 37) in der Anschlagfeder (23) und der Radialkanal (39; 41) der Anschlagfläche (29; 19) in der Einbaulage der Anschlagfeder (23) zumindest auf einer Teillänge überdecken.