DE102006004753B3 - Schwingungsdämpfer - Google Patents
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- F16F9/3484—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features of the annular discs per se, singularly or in combination
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Abstract
Schwingungsdämpfer bestehend aus einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange, einem an der Kolbenstange befestigten Kolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Arbeitsräume unterteilt, und dass der Kolben für die Zug- und/oder Druckstufe mit Durchlässen versehen ist, die zur Dämpfungskrafterzeugung durch mindestens eine Scheibe und/oder Federscheibe abgedeckt sind, wobei auf der der Stirnseite des Kolbens zugewandten Seite eine Zwischenscheibe vorgesehen ist, deren über mindestens einen Teil des Umfangs verlaufende Ausnehmungen mit Öffnungen einer benachbart angeordneten Scheibe korrespondieren, die Öffnungen weisen mindestens einen Radialschlitz auf, der in radial außen angeordnete weitere Öffnungen mündet, und dass die alle Öffnungen aufweisende Scheibe durch mindestens eine Abdeckscheibe abgedeckt wird und dass auf der der Stirnseite des Kolbens abgelegenen Seite mindestens eine Stützscheibe angeordnet ist, deren Außendurchmesser mindestens teilweise kleiner ist als der Außendurchmesser der weiteren Öffnungen.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer bestehend aus einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange, einem an der Kolbenstange befestigten Kolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Arbeitsräume unterteilt, und dass der Kolben für die Zug- und/oder Druckstufe mit Durchlässen versehen ist, die zur Dämpfungskrafterzeugung durch mindestens eine Scheibe und/oder Federscheibe abgedeckt sind.
- Bei derartigen Schwingungsdämpfern kommt im Regelfall an den Kolbenventilen eines Ein- und/oder Zweirohrschwingungsdämpfers ein definierter Bypass in Form von geprägten Nuten oder von Voröffnungsscheiben zur Anwendung, um bereits bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten einen Ölstrom zwischen den Arbeitsräumen zu gewährleisten. Die Querschnittsgröße ist dabei als Abstimmmerkmal zu sehen und wird im Rahmen von Fahrabstimmungen fahrzeugspezifisch festgelegt. Bei der Vielzahl der bekannten Anwendungen wird dieser Bypass sowohl in der Zug- als auch in der Druckstufe gleichermaßen durchströmt, das heißt. die Dämpfungskräfte bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten werden für beide Bewegungsrichtungen vom gleichen Bypassquerschnitt bestimmt. In der Praxis bedeutet dies eine immerwährende Kompromissfindung bezüglich des Verhältnisses von Zug- zu Druckdämpfung. Während bei Zweirohrdämpfern über das Bodenventil eine gewisse Einflussnahme möglich ist, steht diese Option bei Einrohrschwingungsdämpfern grundsätzlich nicht zur Verfügung. Es ist daher oftmals die gewünschte Dämpfungskennlinien-Charakteristik mit dieser Systematik nicht zu gewährleisten. In der Praxis sind daher Lösungsansätze bekannt, die zur Erzielung von unabhängig einstellbaren Bypäßen in der zug- und/oder druckunabhängigen Voröffnung betrieben werden.
- Es sind z.B. Schwingungsdämpfer bekannt (US 2004/0069581 A1), bei denen diese gewünschte Ventilfunktion auf der der Bewegungsrichtung gegenüberliegenden Ventilseite des Kolbens angeordnet ist, wobei für eine Absenkung der Dämpfungskräfte in Druckrichtung die notwendigen Bauteile auf der Zugventilseite verbaut werden. Damit ist bei einer Änderung der Querschnittsverhältnisse auch immer eine unerwünschte Rückkopplung verbunden. Darüber hinaus muss die Stirnfläche des Dämpfungskolbens, insbesondere die Steuerkantengeometrie auf der Stirnfläche, auf die gewünschte Funktion angepasst werden, da die der Stirnseite des Kolbens zugewandte Scheibe in den Kolbengrund, das heißt in die Stirnfläche des Kolbens eintauchen muss. Aus diesem Grunde sollte ein genügender Bauraum für den Kolben vorhanden sein, damit die Funktion des Ventils gewährleistet ist.
- Aufgabe der Erfindung ist es, die Ventile des Kolbens eines Schwingungsdämpfers derart auszubilden, dass nicht nur eine einwandfreie Funktion gewährleistet ist, sondern dass auch die Geometrie des Kolbens unabhängig von den Dämpfungsventilen ohne Beeinflussung bleibt.
- Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auf der der Stirnseite des Kolbens zugewandten Seite eine Zwischenscheibe vorgesehen ist, deren über mindestens einen Teil des Umfangs verlaufende Ausnehmungen mit Öffnungen einer benachbart angeordneten Scheibe korrespondieren, die Öffnungen weisen mindestens einen Radialschlitz auf, der in radial außen angeordnete weitere Öffnungen mündet, und dass die alle Öffnungen aufweisende Scheibe durch mindestens eine Abdeckscheibe abgedeckt wird und dass auf der der Stirnseite des Kolbens abgelegenen Seite mindestens eine Stützscheibe angeordnet ist, deren Außendurchmesser mindestens teilweise kleiner ist als der Außendurchmesser der weiteren Öffnungen.
- Vorteilhaft ist hierbei, dass durch die Verwendung einer Zwischenscheibe, einer Scheibe, einer Abdeckscheibe sowie einer Stützscheibe, unabhängig von der Geometrie des Kolbens, ein konstanter Durchlass in Form eines Bypasses erzeugt werden kann. Der Querschnitt des einzustellenden Bypasses wird dabei durch den Radialschlitz sowie der Dicke der Scheibe bestimmt. Eine Abdichtung in axialer Richtung des Radialschlitzes erfolgt dabei durch die Zwischenscheibe und der Abdeckscheibe.
- Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass als Abdeckscheibe eine Federscheibe vorgesehen ist.
- Eine günstige Ausführungsform sieht vor, dass als Stützscheibe eine Ovalscheibe vorgesehen ist.
- In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Ausnehmungen mindestens zwei ringförmig über den Umfang verlaufende Ausnehmungen vorgesehen sind.
- Eine Anpassung bzw. eine Änderung des Querschnittes des Bypasses ist problemlos möglich, da durch den Radialschlitz zusammen mit der Dicke der verwendeten Scheibe der Querschnitt eines konstanten Durchlasses bestimmt wird. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch Änderung einer einzigen Scheibe die Dämpfungscharakteristik für die kleinen Kolbengeschwindigkeiten angepasst werden kann.
- Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Stützscheibe mindestens teilweise einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Außendurchmesser aufweist. Mit Vorteil ist dabei vorgesehen, dass die vom Kreisquerschnitt abweichenden Bereiche der Stützscheibe einen Außendurchmesser aufweisen, der maximal so groß ist, wie der Innendurchmesser der radial außen angeordneten weiteren Öffnungen der Scheibe.
- Eine fertigungstechnisch einfache Möglichkeit sieht vor, dass die Zwischenscheibe, die Scheibe, die Abdeckscheibe und die Stützscheibe relativ zum Kolben fest eingespannt sind.
- Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, dass mindestens ein Ringgraben in der Stirnseite des Kolbens eine von der kreiszylindrischen Form abweichende Form aufweist.
- Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
- Es zeigt:
-
1 einen Schwingungsdämpfer, teils im Schnitt -
2 als Einzelheit einen Teil des Kolbens, im Schnitt -
3 die einzelnen Federscheiben an einer Stirnseite des Kolbens montiert -
4 bis7 die Scheiben als Einzelheit. - Der in
1 dargestellte Schwingungsdämpfer1 besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder2 und dem an der Kolbenstange3 befestigten Kolben4 . Der Kolben4 unterteilt dabei den Arbeitszylinder2 in einen oberen5 und einen unteren Arbeitsraum6 , wobei der Kolben4 selbst mit Durchlässen7 versehen ist, die durch entsprechende Dämpfungsventile versehen sind und damit eine entsprechende Dämpfungskraft erzeugen. - In der
2 ist als Einzelheit der Kolben4 dargestellt, wobei die in3 näher erläuterten einzelnen Scheiben über ein Befestigungselement16 auf der Kolbenstange3 , gegenüber dem Kolben4 , auf ihrer Innenseite fest verspannt sind. -
3 zeigt im vergrößerten Maßstab einen Teil des Kolbens4 , wobei der Durchlaß7 in einen umlaufenden Ringgraben17 mündet. Dieser Ringgraben17 ist durch eine Zwischenscheibe8 abgedeckt, es folgen eine Scheibe11 , eine Abdeckscheibe14 sowie eine Stützscheibe15 . Der Ringgraben17 kann jedoch auch von der kreiszylindrischen Form abweichen. - Die Zwischenscheibe
8 ist mit Ausnehmungen9 versehen, die mit Öffnungen10 der Scheibe11 korrespondieren. Die Öffnungen10 werden durch eine Abdeckscheibe14 abgedeckt, wobei deren Auslenkung bei Druckbeaufschlagung durch das Dämpfungsmittel von der Stützscheibe15 bestimmt wird. Zusätzlich lassen sich noch weitere Scheiben18 anordnen. - Aus den einzelnen Draufsichten der
4 bis7 lässt sich die Wirkungsweise der einzelnen Scheiben darstellen. In4 ist die Zwischenscheibe8 dargestellt, deren Ausnehmungen9 mit den Öffnungen10 der Scheibe11 korrespondieren. Die Zwischenscheibe8 sowie die Scheibe11 lassen sich ohne Lageorientierung verbauen, es verbleibt immer ein genügend großer Strömungsquerschitt zwischen den Ausnehmungen9 der Zwischenscheibe8 sowie den Öffnungen10 der Scheibe11 zur Verfügung. Der konstante Durchlaß wird durch den Radialschlitz12 gebildet, indem die Dämpfungsflüssigkeit über die Öffnungen10 , den Radialschlitz12 in die weiteren Öffnungen13 der Scheibe11 fließt. - Sowohl die Öffnungen
10 als auch die weiteren Öffnungen13 der Scheibe11 werden durch die in diesem Ausführungsbeispiel federnd gestaltete Abdeckscheibe14 im Rohzustand des Kolbens4 verschlossen. Bei Druckbeaufschlagung der Abdeckscheibe14 durch das Dämpfungsmittel lässt die Stützscheibe15 eine Abwinkelung der Abdeckscheibe14 zu, wie dies in3 dargestellt ist. Damit kann das Dämpfungsmittel im Bereich der niedrigen Kolbengeschwindig keit problemlos von dem einen Arbeitsraum in den anderen Arbeitsraum strömen. - Die gemäß den
4 bis7 dargestellte Zwischenscheibe8 , Scheibe11 , Abdeckscheibe14 sowie die Stützscheibe15 lassen sich ohne Lageorientierung auf der jeweiligen Stirnseite des Kolbens4 anordnen. Durch die Verwendung der Zwischenscheibe8 ist eine weitgehend unabhängige Anordnung von der Steuerkantengeometrie des Koblens4 möglich. Durch die nierenförmige Gestaltung der Öffnungen10 bzw. der weiteren Üffnungen13 der Scheibe11 werden zur Erzielung der gewünschten Funktion lediglich geringe Abhubwege der Abdeckscheibe14 benötigt, was sich wiederum positiv auf die Standfestigkeit der Bauteile als auch der Ventildynamik auswirkt. Weiterhin ist durch die Übersetzung der bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten vorherrschenden geringen Drücke auf die relativ große druchbeaufschlagte Fläche der Abdeckscheibe14 ein sensibles Ansprech- und/oder Üffnungsverhalten dieser Abdeckscheibe14 gewährleistet. Indem eine Stützscheibe15 gemäß7 in Form einer Ovalscheibe verwendet wird, lassen sich rein lineare Dämpfungskraftkennlinien erzielen, wobei in Verbindung mit aufgeschalteten Federelementen auch degressive Dämpfungskraftkennlinien erreichen. Die Stützscheibe15 übernimmt dabei die Funktion einen möglichst großen Federhebelarm der Abdeckscheibe14 einzustellen und darüber hinaus den eigentlichen Bypassquerschnitt, nämlich den Radialschlitz12 konstant zu halten. -
- 1
- Schwingungsdämpfer
- 2
- Arbeitszylinder
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Kolben
- 5
- oberer Arbeitsraum
- 6
- unterer Arbeitsraum
- 7
- Durchlässe
- 8
- Zwischenscheibe
- 9
- Ausnehmungen
- 10
- Öffnungen
- 11
- Scheibe
- 12
- Radialschlitz
- 13
- weitere Öffnungen
- 14
- Abdeckscheibe
- 15
- Stützscheibe
- 16
- Befestigungselement
- 17
- Ringgraben
- 18
- weitere Scheiben
Claims (9)
- Schwingungsdämpfer bestehend aus einem Arbeitszylinder, einer Kolbenstange, einem an der Kolbenstange befestigten Kolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Arbeitsräume unterteilt, und dass der Kolben für die Zug- und/oder Druckstufe mit Durchlässen versehen ist, die zur Dämpfungskrafterzeugung durch mindestens eine Scheibe und/oder Federscheibe abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der Stirnseite des Kolbens (
4 ) zugewandten Seite eine Zwischenscheibe (8 ) vorgesehen ist, deren über mindestens einen Teil des Umfangs verlaufende Ausnehmungen (9 ) mit Öffnungen (10 ) einer benachbart angeordneten Scheibe (11 ) korrespondieren, die Öffnungen (10 ) weisen mindestens einen Radialschlitz (12 ) auf, der in radial außen angeordnete weitere Öffnungen (13 ) mündet, und dass die alle Öffnungen (10 ,13 ) aufweisende Scheibe (11 ) durch mindestens eine Abdeckscheibe (14 ) abgedeckt wird und dass auf der der Stirnseite des Kolbens (4 ) abgelegenen Seite mindestens eine Stützscheibe (15 ) angeordnet ist, deren Außendurchmesser mindestens teilweise kleiner ist als der Außendurchmesser der weiteren Öffnungen (13 ). - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Abdeckscheibe (
14 ) eine Federscheibe vorgesehen ist. - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stützscheibe (
15 ) eine Ovalscheibe vorgesehen ist. - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausnehmungen (
9 ) mindestens zwei ringförmig über den Umfang verlaufende Ausnehmungen (9 ) vorgesehen sind. - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Radialschlitz (
12 ) zusammen mit der Dicke der verwendeten Scheibe (11 ) der Querschnitt eines konstanten Durchlasses bestimmt wird. - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützscheibe (
15 ) mindestens teilweise einen vom Kreisquerschnitt abweichenden Außendurchmesser aufweist. - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Kreisquerschnitt abweichenden Bereiche der Stützscheibe (
15 ) einen Außendurchmesser aufweisen, der maximal so groß ist, wie der Innendurchmesser der radial außen angeordneten weiteren Öffnungen (13 ) der Scheibe. - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenscheibe (
8 ), die Scheibe (11 ), die Abdeckscheibe (14 ) und die Stützscheibe (15 ) relativ zum Kolben (4 ) fest eingespannt sind. - Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ringgraben (
17 ) in der Stirnseite des Kolbens (4 ) eine von der kreiszylindrischen Form abweichende Form aufweist.
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DE200610004753 DE102006004753B3 (de) | 2006-02-02 | 2006-02-02 | Schwingungsdämpfer |
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