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Die
Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit amplitudenselektiver
Dämpfkraft
gemäß dem Oberbegriff
von Patentanspruch 1.
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Die ältere
DE 10 2005 045 267 beschreibt
einen Schwingungsdämpfer
mit amplitudenselektiver Dämpfkraft,
die von einer an der Kolbenstange befestigten Baugruppe gesteuert
wird. Die Baugruppe besteht aus mehreren ineinander und hintereinander angeordneten
Hülsen,
die insgesamt drei Strömungswege
bestimmen. Ein erster Strömungsweg zwischen
einem Kolbenstangenzapfen und einem inneren hülsenförmigen Grundträger dient
als Zu- und Abfluss zu einem kolbenstangenseitigen Dämpfventil.
Radial außerhalb
des hülsenförmigen Grundträgers ist
eine Distanzhülse
angeordnet, die axial verlaufende Bypasskanäle für eine Strömungsverbindung zwischen der
Mantelfläche
der Distanzhülse und
einer Innenwandung eines Zylinders aufweist.
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Der
Zu- und der Abfluss in die Bypasskanäle erfolgt über einen Verteilerring, der
zwischen der Distanzhülse
und einem kolbenstangenseitigen Kolben axial verspannt ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die Bauteile der an der Kolbenstange
befestigten Baugruppe zur Erzeugung der amplitudenselektiven Dämpfkraft
zu vereinfachen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass hydraulisch parallel zur Strömungsverbindung ein Bypasskanal
vorliegt, der von einer Distanzhülse
gebildet wird, die zusätzlich
einen Zu- und Abfluss zur Kolbenstangenanordnung begrenzt.
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Der
große
Vorteil besteht darin, dass die Kolbenanordnung aus axial geschichteten
Einzelbauteilen besteht, die nur zur radialen Zentrierung und Abstützung auf
einem kurzen Abschnitt ineinander greifen. Es können sehr einfach auch gesinterte
Bauteile verwendet werden, da man an den Bauteilen hinterschneidungsfreie
Konturen erzeugen kann.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung schließt sich der Distanzhülse zumindest
an einem Ende ein Kopfteil an, das die Anschlagfläche aufweist.
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Gemäß einem
vorteilhaften Unteranspruch verläuft
in dem mindestens einen Kopfteil ein Teilabschnitt des Bypasskanals.
Der Teil des Bypasskanals in der Distanzhülse wird von einer einfachen
Durchgangsöffnung
gebildet. Eine Queröffnung
vom Bypasskanal in die Strömungsverbindung,
die von dem Schaltring gesteuert wird, setzt an einer Deckfläche des
Kopfteils an, so dass auch das Kopfteil sehr einfach sintertechnisch
oder in einem Schmiedeverfahren herstellbar ist.
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Zwecks
einfacher und fehlerfreier Montage sind zwischen der Distanzhülse und
dem Kopfteil Drehorientierungsflächen
ausgeführt.
Jedem Bypasskanal in der Distanzhülse ist ein Bypasskanal in dem
Kopfteil zugeordnet.
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Die
Distanzhülse
und das Kopfteil werden von einer Spannhülse innerhalb der Kolbenanordnung
fixiert. Dabei durchdringt die Kolbenstange die Kolbenanordnung
vollständig,
so dass die Bauteile der Kolbenanordnung nur auf Druck beansprucht werden.
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In
der Spannhülse
sind Durchströmungsfenster
ausgeführt,
die den Dämpfmediumstrom
zu oder von den Kolbenventilen freigeben.
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Das
Kopfteil bildet mit der Spannhülse
einen Ringraum für
ein den Bypasskanal steuerndes Rückschlagventil,
so dass das Prinzip der geschichteten Bauweise fortgesetzt wird.
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Die
Distanzhülse
weist auf der Mantelfläche mindestens
einen axial verlaufenden Steg auf, wobei in dem mindestens einen
Steg ein Bypasskanal verläuft.
Bevorzugt kommen mehrere Stege zur Anwendung, so dass die Distanzhülse in der äußeren Gestalt
eine zahnradähnliche
Kontur aufweist.
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Es
ist vorgesehen, dass an beiden Enden der Distanzhülse ein
Kopfteil angeordnet ist, die als Gleichteile ausgeführt sind.
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Mit
demselben Ziel der Beschränkung
der Teilevielfalt innerhalb der Kolbenanordnung sind die Spannhülse und
ein dem Kolben zugeordneter Verteilerring, der einen Anschluss an
den mindestens einen Bypasskanal aufweist, als Gleichteile ausgeführt.
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Anhand
der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es
zeigt:
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1 Längsschnitt
durch die Kolbenanordnung
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2 weiterer
Längsschnitt
zur 1
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3 Explosionszeichnung
zur 1
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4 u. 5 Distanzhülse als
Einzelteil
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6 u. 7 Kopfteil
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8–10 Verteilerring
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11–13 Spannhülse
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14 Kolbenanordnung
nach dem Funktionsprinzip der 1 in einem
kolbenstangenseitigen Arbeitsraum
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Die 1 und 2 zeigen
eine Kolbenanordnung 1 innerhalb eines dämpfmediumgefüllten Zylinders 3 als
Teil eines Schwingungsdämpfers.
Dabei ist es unerheblich, ob der Schwingungsdämpfer nach dem Einrohr- oder
Zweirohrprinzip aufgebaut ist. Die Kolbenanordnung ist an einer
Kolbenstange 5 befestigt und unterteilt den Zylinder 3 in
einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 7; 9.
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Ein
Kolben 11 innerhalb der Kolbenanordnung 1 besitzt
Durchtrittskanäle 13; 15 (2),
die mit Ventilscheiben bestückt
sind, so dass für
beide Durchströmungsrichtungen
Dämpfventile 17; 19 zur Verfügung stehen.
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Neben
dem Kolben 11 umfasst die Kolbenanordnung in Reihe einen
Verteilerring 21, (8–10),
ein erstes Kopfteil 23 (6 und 7),
eine Distanzhülse 25 (4 und 5),
ein zweites Kopfteil 27 und eine Spannhülse 29, dargestellt
in den 11–13. Alle
genannten Bauteile 21–29 bilden
eine Baugruppe 31 zur Erzeugung einer amplitudenselektiven
Dämpfkraft
und werden von der Kolbenstange 5 durchdrungen. Zumindest
die beiden Kopfteile 23; 27 sind als Gleichteile
ausgeführt.
Eine Kolbenmutter 33 fixiert die Baugruppe 31 axial.
Die Kolbenstange 5 und die Mantelfläche 34 der Baugruppe 31 bilden
einen Ringraum 35 (2) zum Dämpfmediumaustausch über die
Dämpfventile 17; 19 zwischen
den beiden Arbeitsräumen 7; 9,
wobei in der Spannhülse 29 Durchströmungsfenster 37 für das Dämpfmedium
ausgeführt
sind.
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Hydraulisch
parallel zu den Dämpfventilen 17; 19 besteht
eine Strömungsverbindung 39,
die beispielsweise durch axiale Kanäle in der Mantelfläche des
Kolbens 11 ausgeführt
sein können.
Zwischen dem Verteilerring 21 und dem ersten Kopfteil 23 ist
ein Zwischenring 41 verspannt, der eine Schaltringnut 43 (2)
für einen
axial beweglichen Ventilring 45 in der Höhe begrenzt.
Beidseitig am Zwischenring 41 sind noch Voröffnungsscheiben 47; 49 mit
jeweils unterschiedlichen randseitigen Aussparungen angeordnet.
Eine gleichartige Ausführung
eines axial beweglichen Ventilrings 51 in einer Schaltringnut 53 (2),
die von einem Zwischenring 55 und Voröffnungsscheiben 57,59 gebildet
werden, ist zwischen dem zweiten Kopfteil 27 und der Spannhülse 29 ausgeführt. Die
Schaltringnuten 43; 53 verfügen über einen Anschluss 61; 63 zu
Kanälen 65; 67, die
abschnittsweise von den beiden Kopfteilen 23; 27 und
der Distanzhülse 25 gebildet
werden.
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Beide
Kopfteile 23; 27 verfügen über Anschlagflächen 69; 71 an
ihrem Ringsteg 73; 75, wobei ein axial beweglicher
Schaltring 77 gleitend auf den Kopfteilen 23; 27 und
der Distanzhülse 25 gelagert ist.
Der Schaltring 77 begrenzt mit den Anschlagflächen 69; 71 jeweils
einen Ringraum 79; 81, der in seiner Größe in Abhängigkeit
der Schaltstellung des Schaltrings variiert. Beide Ringräume 79; 81 stehen über axial
verlaufende Verbindungsnuten 83 in den äußeren Mantelflächen der
Kopfteile 23; 27 und der Distanzhülse 25 in
Verbindung und ermöglichen
eine Hinterströmung
des Schaltrings (2).
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Jedes
Kopfteil 23; 27 verfügt über mindestens eine Queröffnung 85; 87,
die wechselweise an sacklochförmigen
Kanälen 89; 91 angeschlossen sind.
In diesem Ausführungsbeispiel
kommen, wie aus den Darstellungen der Distanzhülse 25 und der Kopfteile 23; 27 nach
den 4 und 5 bzw. 6 und 7 drei
sacklochförmige
Kanäle 89; 91 für die Kolbenstangeneinfahrbewegung
in Richtung des Arbeitsraums 9 und drei Kanäle 91 für die Kolbenstangenausfahrbewegung
zur Anwendung. Die Distanzhülse 25 verfügt auf ihrer
Mantelfläche über axial
verlaufende Stege 93 für
die Kanäle 65,
wobei zwischen den Stegen 93 die Verbindungsnuten 83 erkennbar
sind. Dadurch ergibt sich für
die Distanzhülse
eine zahnradähnliche
Kontur. Für
jeweils eine Bewegungsrichtung sind in den Kopfteilen 23; 27 abwechselnd
Durchgangsöffnungen 95; 97 und
sacklochförmige
Kanäle 89; 91 eingeformt,
die in den Queröffnungen 85; 87 münden und
von einer der Distanzhülse 25 zugewandten
Stirnfläche
ausgehen. Die Querschnitte der Queröffnungen 85; 87 verringern
sich in Richtung der benachbarten Anschlagfläche. Die Kanäle 65; 67 bilden
einen Bypasskanal zu den Verbindungsnuten 83 zwischen den
Ringräumen 79; 81.
Damit jeweils die vorbestimmte Queröffnung 85; 87 mit
dem zugeordneten Kanal verbunden ist, bestehen zwischen der Distanzhülse 25 und
den beiden Kopfteilen 23; 27 Drehorientierungsflächen 99; 101,
so dass eine fehlerhafte Montage ausgeschlossen ist.
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Der
Verteilerring 21 und das erste Kopfteil 23 bilden
einen Ringraum 103, in dem ein Rückschlagventil 105 angeordnet
ist, das einen Zustrom von Dämpfmedium
in das erste Kopfteil 23 zulässt. Auch das zweite Kopfteil 27 und
die Spannhülse 29 bilden einen
gleichartigen Ringraum 107 in dem ebenfalls ein Rückschlagventil 109 angeordnet
ist, das einen Zustrom in die Kanäle 67 ermöglicht.
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In
der 3 sind die beiden Kopfteile 23; 27 und
die Distanzhülse 25 in
einer Explosionszeichnung mit Ringdichtungen 111; 113 dargestellt.
In dieser Perspektive kann man die ineinander greifenden Drehorientierungsflächen 99; 101 zur
winkelgenauen Lagefixierung erkennen.
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Die 6 und 7 zeigen
das erste und zweite Kopfteil 23; 27, die als
Gleichteile ausgeführt sind,
in einer perspektivischen Darstellung. In der 6 ist
besonders gut die gleichmäßige Verteilung der
Durchgangsöffnungen 95; 97 der
axial verlaufenden Verbindungsnuten 83 und der sacklochförmigen Kanäle 89; 91 mit
Queröffnung 85; 87 zu
erkennen.
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Zum
besseren Verständnis
ist in der 7 beispielhaft ein Ausschnitt
aus der Voröffnungsscheibe 49; 57 (1)
mit einem Voröffnungsquerschnitt 115 als
Teil der Schaltringnut dargestellt. Die Voröffnungsscheibe 49:57 liegt
auf einer Stirnfläche
auf, die entweder in Richtung der Spannhülse 29 oder des Verteilerrings 21 weist.
Ausgehend von dieser Stirnfläche
folgt eine gestufte Durchgangsöffnung, mit
einem wellenförmigen
Auflageprofil 117. Der innere Durchmesser bildet Zentrierflächen 119 für eine scheibenförmige Feder
eines der Rückschlagventile 105; 109 (1).
Eine Oberseite 121 des Auflageprofils dient als Abhubbegrenzungsfläche für die Ventilscheibe
des jeweiligen Rückschlagventils 105; 109,
dessen gestrichelt dargestellter Außendurchmesser kleiner ist
als die maximale radiale Ausdehnung des Wellenprofils, so dass bei
einer maximalen Öffnungsstellung
des Rückschlagventils
eine Mehrzahl von Durchtrittsöffnungen
mit einem kreisabschnittsförmigen
Querschnitt vorliegt.
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In
der Figurenfolge 8–10 ist
der Verteilerring als Einzelheit dargestellt. Zusammen mit der 8 wird
ein Ausschnitt der Voröffnungsscheibe 47; 59 mit
einem Voröffnungsquerschnitt 123 gezeigt,
die auf einer Auflagefläche 125 verspannt
ist. Auf einem der Auflagefläche
folgenden axialen Absatz sind auf dem Umfang mehrere Nuten 127 eingearbeitet,
die einen Teil der Anschlüsse 61 (1) zum
Rückschlagventil 105 bilden.
Der Absatz dient als Zentrierfläche 129.
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In 9 ist
ein zweiter Absatz erkennbar, der eine Zentrierfläche 131 für die Ventilscheibe
des Rückschlagventils 105 bildet.
Des Weiteren wird diese Zentrierfläche 131 für das erste
Kopfteil 23 verwendet. Am anderen Ende verfügt der Verteilerring 21 über eine
Ringnut 133 für
eine Dichtung 135 (1) und eine
Zentrierfläche 137 zum
Kolben 11.
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10 zeigt
die Oberseite des Verteilerrings 21 mit einer Spannfläche 139 für die Ventilscheiben des
Dämpfventils 17 am
Kolben, sowie Durchgangsöffnungen 141 zu
den Kolbenventilen 17; 19.
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Aus
der Figurenfolge 11–13 ist
ersichtlich, dass die Spannhülse 29 hinsichtlich
der Funktionalität
sehr stark dem Verteilerring 21 gleicht. Eine Spannfläche 143 auf
der Oberseite dient für
die Kolbenmutter.
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Mit
der 14 soll dokumentiert werden, dass sich die gesamte
Kolbenanordnung 1 auch im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 7 erstrecken kann.
Bei dieser Variante ist es besonders einfach zu erreichen, dass
die Spannhülse 29 und
der Verteilerring 21 als Gleichteile ausgeführt sind.
Prinzipiell lässt
sich diese Möglichkeit
auch in der Variante nach 1 realisieren.
Man muss nur dafür
sorgen, dass die Innendurchmesser von Verteilerring und Spannhülse über ein
Befestigungsgewinde an der Kolbenstange geschoben werden können.
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Hinsichtlich
der Funktionsweise der Kolbenanordnung wird auf die
DE 10 2005 045 267 verwiesen,
der Offenbarungsgehalt Teil dieser Beschreibung sein soll.