DE102007003407B3

DE102007003407B3 - Dämpfer

Info

Publication number: DE102007003407B3
Application number: DE200710003407
Authority: DE
Inventors: Holger Knaust
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2027-01-24

Abstract

Ein Dämpfer weist ein rohrförmiges Gehäuse (1) auf, in dem eine Kolben-Stangen-Einheit (5) in Richtung der Mittel-Längs-Achse (4) gedämpft verschiebbar gelagert ist. Die Kolben-Stangen-Einheit (5) weist ein Längen-Verstell-Element auf, das durch eine längenverstellbare Gasfeder (12) gebildet ist, die ein durch ein Außenrohr (13) gebildetes Gehäuse und eine hierin verschiebbar angeordnete Kolbenstange (15) und ein von außerhalb des Gehäuses (1) betätigbares Ventil (24) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige in der Praxis weit verbreitete Dämpfer weisen ein rohrartiges Gehäuse auf, an dessen einem geschlossenen Ende ein Befestigungselement angebracht ist. Sie weisen weiterhin eine Kolbenstange auf, die im Gehäuse geführt und abgestützt ist und aus dem anderen Ende abgedichtet herausgeführt ist. Im Dämpfer finden sich ein erster und ein zweiter Hydraulik-Raum, die über Hydraulik-Dämpfungs-Einrichtungen miteinander verbunden sind. Bei Verschiebungen der Kolbenstange relativ zum Gehäuse wird das Hydraulik-Öl durch die Dämpfungs-Einrichtungen von einem Hydraulik-Raum zum anderen transportiert und hierdurch die Bewegung der Kolbenstange relativ zum Gehäuse gedämpft. Da bei solchen Relativ-Verschiebungen Volumenänderungen innerhalb des Gehäuses eintreten, ist noch ein in der Regel mit Druckgas gefüllter Ausgleichs-Raum vorhanden, der beispielsweise mittels eines verschiebbaren Trennkolbens von einem oder beiden Hydraulik-Räumen getrennt ist. Derartige Dämpfer werden zur Schwingungsdämpfung eingesetzt. Bei verschiedenen Anwendungsfällen, beispielsweise bei Fahrersitzen in Fahrzeugen, ergibt sich das Problem, dass mit einer Veränderung der Grundeinstellung des Sitzes der Abstand der Anlenkpunkte, an denen der Dämpfer angebracht wird, verändert wird. Es steht dann nur in besonderen Situationen der volle Dämpfungs-Hub des Dämpfers zur Verfügung. Diese Probleme werden insbesondere bei Fahrersitzen dadurch behoben, dass konstruktiv aufwändige Luft-Federungs-Einheiten eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dämpfer in einfacher Weise so auszugestalten, dass ohne Beeinträchtigung des Dämpfungs-Hubs der Abstand der Anlenkpunkte des Dämpfers veränderbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Dämpfer der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, dass gleichsam als Kolbenstange des Dämpfers eine längenverstellbare Gasfeder eingesetzt wird. Hierüber kann im Rahmen des Verstell-Hubs der Gasfeder der Abstand der Anlenkpunkte, d. h. der Abstand der am Dämpfer angebrachten Befestigungs-Elemente verändert werden, ohne dass dadurch die Größe des Verstell-Hubes beeinträchtigt wird.
Die Weiterbildung nach Anspruch 2 hat den Vorteil, dass die Länge der Gasfeder und damit auch die Länge des Dämpfers in einer eingestellten Verstell-Position fest vorgegeben ist.
Anspruch 3 gibt in vorteilhafter Weise die Einbindung der längenverstellbaren Gasfeder in die Kolben-Stangen-Einheit des Dämpfers wieder.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 4 wird üblicherweise eine so genannte Doppel-Rohr-Gasfeder eingesetzt, die an ihrem dem Kolbenstangen-Austritt entgegengesetzten Ende ein Ventil zur Betätigung der Längenverstellung der Gasfeder aufweist.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 5 wird üblicherweise eine so genannte Ein-Rohr-Gasfeder eingesetzt, deren zur Längenverstellung dienendes Ventil durch die hohl ausgebildete Kolbenstange betätigbar ist.
Anspruch 6 gibt vorteilhafte Einzelheiten des Aufbaus des Dämpfers wieder.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 wird erreicht, dass bei einer Längenverstellung der Gasfeder deren Ausschub aus dem Gehäuse des Dämpfers durch den auf das Hydraulik-Öl des Dämpfers wirkenden Druck des Druckgases im Ausgleichs-Raum unterstützt wird. Bei der Ausgestaltung nach 8 findet die vorstehend angesprochene Unterstützung dagegen nicht statt.
Die Ansprüche 9 und 10 geben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von drei Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigt
1 einen Dämpfer mit einer Doppelrohr-Gasfeder als Kolbenstange bei maximal möglichem Verstell-Hub in nicht eingeschwungenem Zustand,
2 den Dämpfer nach 1 in vollständig eingeschwungenem Zustand,
3 den Dämpfer nach den 1 und 2 mit minimalem Verstell-Hub in nicht eingeschwungenem Zustand,
4 den Dämpfer nach 3 in vollständig eingeschwungenem Zustand,
5 eine Variante zu dem Dämpfer nach den 1 bis 4 in einer Darstellung gemäß 1,
6 dem Dämpfer nach 5 in einer Darstellung gemäß 3,
7 einen Dämpfer mit einer Ein-Rohr-Gasfeder als Kolbenstange in einer Darstellung gemäß den 1 und 5 und
8 den Dämpfer nach 7 in einer Darstellung gemäß den 3 und 6.
Der in den 1 bis 4 dargestellte längenverstellbare Dämpfer weist ein zylindrisches, rohrartiges Gehäuse 1 auf, das an seinem ersten Ende 2 verschlossen ist und ein erstes Befestigungs-Element 3 aufweist, mittels dessen der Dämpfer an einem entsprechenden Teil eines Sitzes oder dergleichen angelenkt werden kann. In dem Gehäuse 1 ist koaxial zu dessen Mittel-Längs-Achse 4 eine längenverstellbare Kolbenstangen-Einheit 5 in Richtung der Achse 4 verschiebbar angeordnet. Diese Kolben-Stangen-Einheit 5 ist an dem dem ersten Ende 2 des Gehäuses 1 abgewandten zweiten Ende 6 des Gehäuses 1 abgedichtet aus letzterem herausgeführt. Die Kolben-Stangen-Einheit 5 weist an ihrem außerhalb des Gehäuses 1 befindlichen freien Ende ein zweites Befestigungselement 7 auf.
Die Kolben-Stangen-Einheit 5 weist einen koaxial zur Achse 4 im Gehäuse 1 angeordneten und in diesem in Richtung der Achse 4 verschiebbaren topfartigen Einsatz 8 auf, der an seinem dem zweiten Ende 6 des Gehäuses 1 zugewandten Ende mittels eines am Einsatz 8 befestigten Führungs-Rings 9 gegenüber der Innenwand des Gehäuses 1 abgestützt und an dieser geführt ist. Der Führungs-Ring 9 liegt gegen eine Schrauben-Druckfeder 10 an, die sich gegen das als Boden dienende erste Ende 2 des Gehäuses 1 abstützt. Der Führungs-Ring 9 bildet also ein Widerlager für die Druckfeder 10. Die Druckfeder 10 ist in einem ersten Hydraulik-Raum 11 angeordnet, der also durch das erste Ende 2 und den Führungs-Ring 9 und das Gehäuse 1 und den Einsatz 8 begrenzt wird.
Die Kolben-Stangen-Einheit 5 des längenverstellbaren Dämpfers weist als eigentliches Längen-Verstell-Element eine längenverstellbare, blockierbare Gasfeder 12 auf. Eine derartige Gasfeder 12 – eine sogenannte Doppel-Rohr-Gasfeder oder Zwei-Rohr-Gasfeder – ist beispielsweise aus DE 18 12 282 C2 (entsprechend US-Patent 3,656,593 ) oder EP 0 789 157 (entsprechend US 5,915,674 ) allgemein bekannt. Sie weist ein als Gehäuse dienendes Außenrohr 13 auf, in dem koaxial zur Achse 4 ein Innenrohr 14 angeordnet ist, wobei zwischen dem Außenrohr 13 und dem Innenrohr 14 ein Ringraum 14a verbleibt. In dem Innenrohr 14 ist eine Kolbenstange 15 koaxial zur Achse 4 verschiebbar angeordnet, die abgedichtet aus dem im Einsatz 8 befindlichen Ende des Außenrohres 13 herausragt und mit dem Boden 16 des Einsatzes 8 fest verbunden ist. Im Innenrohr 14 ist die Kolbenstange 15 mittels eines Kolbens 17 abgedichtet geführt, so dass dieser Kolben 17 den Innenraum des Innenrohres 14 in zwei Teil-Gehäuseräume trennt, nämlich einen die Kolbenstange 15 umgebenden ersten Druckgas-Raum 18 und einen hiervon abgewandten ersten Fluid-Raum 19. Der erwähnte zwischen dem Innenrohr 14 und dem Außenrohr 13 befindliche Ringraum 14a ist durch einen verschiebbaren, abgedichtet gegen das Außenrohr 13 und das Innenrohr 14 anliegenden Trennkolben 20 in zwei Teil-Räume getrennt, nämlich einen zweiten Druckgas-Raum 21 und einen zweiten Fluid-Raum 22. Der erste Druckgas-Raum 18 und der zweite Druckgas-Raum 21 sind mittels eines Verbindungskanals 23 miteinander verbunden. Der erste Fluid-Raum 19 und der zweite Fluid-Raum 22 kön nen mittels eines Ventils 24 miteinander verbunden werden. Dieses Ventil 24 wird mittels eines Auslösestiftes 25 betätigt, der im Bereich des zweiten Befestigungselementes 7 aus der Gasfeder 1 herausragt.
Das Außenrohr 13 der Gasfeder 12 ist aus dem rohrartigen Gehäuse 1 abgedichtet herausgeführt. Weiterhin ist ein ringförmiger Dämpfer-Trennkolben 26 auf dem Außenrohr 13 in Richtung der Achse 4 verschiebbar angeordnet, der einerseits gegenüber dem Gehäuse 1 und andererseits gegenüber dem Außenrohr 13 abgedichtet ist. Zwischen dem abgedichteten zweiten Ende 6 des Gehäuses 1 und dem Dämpfer-Trennkolben 26 ist ein mit Druckgas gefüllter Ausgleichs-Raum 27 ausgebildet. Zwischen dem Dämpfer-Trennkolben 26 und dem Führungs-Ring 9 ist ein zweiter Hydraulik-Raum 28 ausgebildet, der mit dem ersten Hydraulik-Raum 11 über mindestens einen Drossel-Kanal 29 im Führungs-Ring 9 verbunden ist. Der Innenraum 30 des topfartigen Einsatzes 8 ist mittels einer Verbindungs-Öffnung 31 mit dem ersten Hydraulik-Raum 11 verbunden. Eine solche Verbindungsöffnung kann alternativ auch zwischen dem Einsatz 8 und dem Außenrohr 13 zum zweiten Hydraulik-Raum 28 hin vorgesehen werden.
Die Längenverstellung des Dämpfers erfolgt durch eine bekannte Längenverstellung der Gasfeder 12. Hierzu wird der Auslösestift 25 – beispielsweise mittels eines nicht dargestellten Betätigungs-Hebels – entsprechend der Darstellung in 3 und 4 in die Gasfeder 12 eingedrückt, wodurch das Ventil 24 geöffnet und die beiden Fluid-Räume 19 und 22 miteinander verbunden werden. Aufgrund des Druckes des Druckgases in den Druckgas-Räumen 18 und 21 wird die Kolbenstange 15 aus dem Innenrohr 14 und dem Außenrohr 13 der Gasfeder 12 herausgeschoben. Da die Kolbenstange 15 mit ihrem außerhalb des Außenrohres 13 liegenden Ende fest am Boden 16 des Einsatzes 8 befestigt ist, bedeutet dies, dass die Gasfeder 12 weitgehend aus dem Einsatz 8 und entsprechend aus dem Gehäuse 1 ausgeschoben wird, wie es in den 1 und 2 dargestellt ist. Die Ausfahrbewegung des Außenrohres 13 der Gasfeder 12 wird hierbei unterstützt durch den gegen die Ringfläche 32 anstehenden Druck des Hydraulik-Öls, das sich im ersten Hydraulik-Raum 11 und im zweiten Hydraulik-Raum 28 befindet. Dieser Druck ist wiederum vorgegeben durch den Druck des Gases im Ausgleichs-Raum 27. Die Ringfläche 32 ist innen durch die Kolbenstange 15 und außen durch den Außendurchmesser des Außenrohres 13 definiert.
Zum Verkürzen der Länge des Dämpfers wird das Ventil 24 entsprechend 3 und 4 durch Eindrücken des Auslösestiftes 25 geöffnet und eine entsprechende Einschubkraft auf das zweite Befestigungs-Element 7 ausgeübt. Hierdurch wird die Kolbenstange 15 in das Innenrohr 14 eingeschoben und drückt Fluid, also ebenfalls Hydraulik-Öl, aus dem ersten Fluid-Raum 19 in den zweiten Fluid-Raum 22, und zwar gegen den Druck des Gases in den Druckgas-Räumen 18 und 21. Mit Loslassen des Auslösestiftes 25 schließt sich das Ventil 24 selbsttätig. Die geringstmögliche Länge der Kolben-Stangen-Einheit 5 des Dämpfers ergibt sich aus den 3 und 4.
Wenn der Dämpfer nicht in Richtung seiner Achse 4 belastet ist, haben die Befestigungs-Elemente 3 und 7 den längstmöglichen Abstand voneinander, der sich jeweils aus der geschilderten Längeneinstellung der Kolben-Stangen-Einheit 5 ergibt. Wenn eine in Einschubrichtung wirkende Kraft zwischen den Befestigungselementen 3 und 7 wirkt, dann federt die Kolben-Stangen-Einheit 5 gegen die Kraft der Druckfeder 10 in das Gehäuse 1 ein, wobei diese Bewegung und auch die umgekehrte Ausschubbewegung durch das Überfließen des Hydraulik-Öls vom ersten Hydraulik-Raum 11 in den zweiten Hydraulik-Raum 28 beim Einfedern und in umgekehrter Richtung beim Ausschieben, und zwar jeweils durch den Drossel-Kanal 29, gedämpft wird. Wie die 1 bis 4 erkennen lassen, verschiebt sich der Dämpfungs-Trennkolben 26 hierbei entsprechend der Volumenänderung der Hydraulik-Räume 11 und 28. Der Gasdruck im Ausgleichs-Raum 27 unterstützt hierbei die Kraft der Druckfeder 10.
Der längenverstellbare Dämpfer nach den 5 und 6 unterscheidet sich von dem nach den 1 bis 4 im Wesentlichen nur dadurch, dass der topfartige Einsatz 8' aus dem Gehäuse 1 abgedichtet nach außen geführt ist. Der Dämpfungs-Trennkolben 26' ist hierbei nicht mehr auf dem Außenrohr 13 der Gasfeder 12 abgedichtet geführt, sondern auf dem Einsatz 8'. Wie 5 erkennen lässt, ragt das Außenrohr 13 der Gasfeder 12 in der längsmöglichen Einstellung der Kolben-Stangen-Einheit 5' aus dem Einsatz 8' heraus, während in der kürzesten Einstellung der Kolben-Stangen-Einheit 5' entsprechend 6 nur noch das zweite Befestigungs-Element 7 aus dem Einsatz 8' herausragt. Bei dieser Ausgestaltung ist der Innenraum 30 des Einsatzes 8' naturgemäß nicht mehr mit den Hydraulik-Räumen 11 und 28 verbunden, so dass dementsprechend auf die Ringfläche 32 keine Kraft wirkt, die eine Vergrößerung der Länge der Kolben-Stangen-Einheit 5' unterstützen würde.
Die Ausführungsform nach den 7 und 8 unterscheidet sich von der nach 1 dadurch, dass die Kolben-Stangen-Einheit 5'' eine längenverstellbare blockierbare Gasfeder 12'' ist, die nicht – wie die Gasfeder 12 als Doppel-Rohr-Gasfeder – sondern als Ein-Rohr-Gasfeder ausgebildet ist, wie sie aus EP 0 353 550 B1 (entsprechend US-Patent 4,949,941 ) allgemein bekannt ist. Ihr verschlossenes Außenrohr 13'' ist am Boden 16 des Einsatzes 8 befestigt. Das durch das Außenrohr 13'' gebildete Gehäuse der Gasfeder 12'' ist also gegenüber dem Einsatz 8 in Richtung der Achse 4 unverschiebbar. Relativ zum Außenrohr 13'' einstellbar ist die Kolbenstange 15''. Im Kolben 17'' der Gasfeder 12'' ist das Ventil 24'' angeordnet, dessen Auslösestift 25'' in der hohl ausgebildeten Kolbenstange 15'' in Richtung der Achse 4 verschiebbar geführt ist. Beiderseits des Kolbens 17'' sind Fluid-Räume 19'' und 22'' vorgesehen, die bei geöffnetem Ventil 24'' miteinander verbunden sind. Zwischen dem dem Boden 16 benachbarten Ende des Außenrohres 13'' und dem ersten Fluid-Raum 19'' ist ein Druckgas-Raum 18'' ausgebildet, wobei dieser Druckgas-Raum 18'' und der benachbarte Fluid-Raum 19'' durch einen Trennkolben 20'' voneinander getrennt sind. Das zweite Befestigungs-Element 7'' ist hierbei am außeren freien Ende der Kolbenstange 15'' ausgebildet.

Claims

Dämpfer – mit einem rohrförmigen Gehäuse (1) mit einer Mittel-Längs-Achse (4), – mit einer im Gehäuse (1) in Richtung der Mittel-Längs-Achse (4) verschiebbar gelagerten Kolben-Stangen-Einheit (5, 5', 5'') und – mit Dämpfungs-Einrichtungen zur Dämpfung einer Relativverschiebung zwischen der Kolben-Stangen-Einheit (5, 5', 5'') und dem Gehäuse (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Stangen-Einheit (5, 5', 5'') ein Längen-Verstell-Element aufweist, das durch eine längenverstellbare Gasfeder (12, 12'') gebildet ist, die ein durch ein Außenrohr (13, 13'') gebildetes Gehäuse und eine hierin verschiebbar angeordnete Kolbenstange (15, 15'') und ein von außerhalb des Gehäuses (1) betätigbares Ventil (24, 24'') aufweist.
Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (12, 12'') hydraulisch blockierbar ausgebildet ist.
Dämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (1) ein gegenüber dem Gehäuse (1) mittels eines Führungs-Rings (9) abgestützter topfartiger Einsatz (8, 8') in Richtung der Mittel-Längs-Achse (4) verschiebbar angeordnet ist, der in einen ersten Hydraulik-Raum (11) eintaucht, der von einem zweiten Hydraulik-Raum (28) mittels des Führungs-Rings (9) getrennt ist, wobei der erste Hydraulik-Raum (11) und der zweite Hydraulik-Raum (28) mittels ei ner Hydraulik-Dämpfungs-Einrichtung miteinander verbunden sind, und dass die Gasfeder (12, 12'') mit einem Ende in dem Einsatz (8, 8') abgestützt ist.
Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (12) mittels ihrer Kolbenstange (15) in einem Innenraum (30) des Einsatzes (8) abgestützt ist.
Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasfeder (12'') mittels des Außenrohrs (13'') im Einsatz (8) abgestützt ist.
Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Hydraulik-Raum (11) und dem zweiten Hydraulik-Raum (28) ein mit Druckgas gefüllter Ausgleichs-Raum (27) zugeordnet ist, der vom zweiten Hydraulik-Raum (28) durch einen im Gehäuse (1) verschiebbar geführten Dämpfungs-Trennkolben (26, 26') getrennt ist.
Dämpfer nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (30) des Einsatzes (8) mit mindestens einem Hydraulik-Raum (11, 28) verbunden ist und dass der Dämpfungs-Trennkolben (26) auf dem Außenrohr (13) der Gasfeder (12) abgedichtet geführt ist.
Dämpfer nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (30) des Einsatzes (8, 8') gegenüber den Hydraulik-Räumen (11, 28) geschlossen ausgebildet ist und dass der Dämpfungs-Trennkolben (26') auf dem Einsatz (8') abgedichtet geführt ist.
Dämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (8') aus dem Gehäuse (1) herausgeführt ist.
Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (8, 8') über eine Druckfeder (10) im Gehäuse (1) abgestützt ist.