DE102010028860B4

DE102010028860B4 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102010028860B4
Application number: DE201010028860
Authority: DE
Inventors: Andreas Alzer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2030-05-12
Also published as: CN102261421A; CN102261421B; BRPI1102116A2; DE102010028860A1

Abstract

Schwingungsdämpfer (1), umfassend einen Zylinder (3; 5), in dem eine Kolbenstange (9) eine axiale Hubbewegung ausführt, wobei ortsfest zur Kolbenstange (9) ein Schutzrohr (11) angeordnet ist, das die Kolbenstange (9) einhüllt, wobei in einem Ringspalt (19) zwischen dem Schutzrohr (11) und dem Zylinder (5) ein Ring (23) angeordnet ist, der zylinderseitig oder innenseitig am Schutzrohr (11) befestigt ist einen Schmutzeintrag in einen vom Schutzrohr (11) eingehüllten Ringraum (17) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (23) in Einströmrichtung in das Schutzrohr (11) stirnseitig ein Wirbelkammerprofil (25) aufweist, wobei eine Wirbelkammer (27) von einer umlaufenden Wandung (29) gebildet wird, die sich axial zu einem Boden (31) des Rings (23) in Richtung des Zylinders (5) erstreckt, wobei die in Richtung des Zylinders (5) weisende Wandung (29) schräg ausgeführt ist, so dass sich der Durchmesser der Wirbelkammer (27) in Richtung des Bodens (31) verkleinert, wobei der Ring (23) zu dem dazu beweglichen Bauteil, Zylinder (5) oder Schutzrohr (11) einen radialen Abstand aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem Schutzrohr gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
In der Regel wird der Arbeitsraum eines Schwingungsdämpfers im Kontaktbereich zu einer Kolbenstange von einer Kolbenstangendichtung abgedichtet. Wird die Kolbenstangendichtung beschädigt oder unterliegt sie einem erhöhten Verschleiß, so wird dadurch maßgeblich die Lebensdauer des Schwingungsdämpfers bestimmt. Deshalb wird einerseits die Oberfläche der Kolbenstange mit einem exakt auf die Kolbenstangendichtung abgestimmten Rauhigkeitsgrad hergestellt. Andererseits wird die Oberfläche der Kolbenstange durch einen ortsfest zur Kolbenstange befestigten Schutzbalg oder durch ein Schutzrohr gegen äußere Einflüsse abgedeckt.
Bei einem Schwingungsdämpfer, der im Wesentlichen vertikal im Fahrwerk angeordnet ist, ist die Schutzwirkung eines Schutzbalgs oder eines Schutzrohres zuverlässig gewährleistet. Dabei ist anzumerken, dass ein elastischer Schutzbalg als Bauteil und im Montageaufwand deutlich teurer ist als ein starres Schutzrohr, dessen Innendurchmesser in der Regel größer ist als der Außendurchmesser eines äußeren Zylinders des Schwingungsdämpfers.
Bei einem schräg im Fahrwerk angeordneten Schwingungsdämpfer kann Staub oder auch Salznebel in den Ringspalt zwischen dem Schutzrohr und dem äußeren Zylinder eindringen und in den Stirnbereich des Zylinders gelangen, so dass Staub und Schmutz die Oberfläche der Kolbenstange erreicht. Damit wäre ein stark erhöhter Verschleiß des Schwingungsdämpfers verbunden.
Aus der DE 1 041 72 A ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, der eine Abdichtung zwischen dem Schutzrohr und dem äußeren Zylinder aufweist. Diese Abdichtung wird von einem porösen Ring gebildet, der einen Luftaustausch zwischen dem Inneren des Schutzrohres und der äußeren Umgebung ermöglicht, so dass bei einer Ein- und Ausfahrbewegung der Kolbenstange relativ zum Zylinder ein Pumpeffekt vermieden wird. Dabei gleitet eine Innenwandung des Schutzrohres direkt auf einer äußeren Mantelfläche des Rings, wodurch eine permanente Reibung auftritt. Der Schmutz, der sich auch auf der Innenwandung des Schutzrohres absetzt, führt zu einem Verschleiß des Rings, wodurch wiederum die Funktion des Rings herabgesetzt wird.
Die DD 52970 beschreibt einen Gleitschutz für Teleskoprohre und Schutzhülsen bei Schwingungsdämpfern. Der Gleitschutz ist manschettenartig ausgeführt und steht im direkten Reibkontakt mit der Innenseite der Schutzhülse.
Ein ähnliches Konstruktionsprinzip ist in der DE 10 2006 010 332 A1 verwirklicht. Auch steht ist ein zylinderseitig fixierter Gleitring in Gleitreibungskontakt mit der Innenseite der Schutzhülse.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache und kostengünstige Lösung für das beschriebene Verschmutzungs- und Verschleißproblem bereitzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der große Vorteil besteht darin, dass das Schutzrohr mit einem radialen Abstand zum Zylinder ausgeführt sein kann. Das Wirbelkammerprofil lenkt die bei einer Kolbenstangen- und damit auch Schutzrohrbewegung ventilierende Luft um in Richtung des offenen Endes des Schutzrohres. Versuche haben bestätigt, dass allein das Wirbelkammerprofil den Abschirmeffekt gegen den Schmutzeintrag in Richtung der Kolbenstange verhindern kann.
Ein stirnseitiges Profil lässt sich besonders leicht herstellen, da es keine Hinterschneidungen gibt. Folglich kann der Ring problemlos aus einem Kunststoff gefertigt sein.
Die in die Wirbelkammer einströmende Luft wird umgelenkt, so dass ein Luftpolster entsteht, das den Ringspalt zwischen dem Schutzrohr und dem Zylinder verschließt.
Zur Befestigung kann der Ring auf dem Zylinder aufgepresst sein. Alternativ ist der Ring mit dem Zylinder verschweißt.
Eine weitere Befestigungsmöglichkeit besteht darin, dass der Ring Bestandteil einer Kappe ist, die sich stirnseitig am Zylinder abstützt.
Für den Fall, dass das Schutzrohr schräg zur Kolbenstange und dem Zylinder montiert ist, oder z. B. beim Überfahren eines Hindernisses ausgelenkt wird, wird das Schutzrohr schonend zentriert, da eine äußere Mantelfläche des Rings in Richtung der Innenwandung des Schutzrohres ballig ausgeführt ist.
Dabei ist eine Innenwandung des Rings nach radial innen ballig ausgeführt, um bei einem Schiefstand des Schutzrohres nicht schabend mit dem Zylinder in Kontakt zu kommen.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schnittdarstellung eines Schwingungsdämpfers
2 Teilausschnitt von 1
3 Ring aus den 1 und 2 als Einzelteil
4 Ring als Teil einer Kappe oder als Teil eines Schutzrohres
Die 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1, der einen inneren und einen äußeren Zylinder 3; 5 aufweist. Der innere Zylinder 3 ist vollständig mit Dämpfmedium, z. B. Öl gefüllt und wird zusammen mit dem äußeren Zylinder 5 von einer Kolbenstangenführung 7 verschlossen. Grundsätzlich kann die Erfindung bei Schwingungsdämpfern beliebiger Bauform verwendet werden.
Innerhalb des inneren Zylinders 3 ist eine Kolbenstange 9 axial beweglich angeordnet und führt eine axiale Hubbewegung aus. Die Kolbenstange 9 trägt ein starres Schutzrohr 11, das eine Endkappe 13 und einen Rohrkörper 15 umfasst. Der Rohrkörper begrenzt zur Kolbenstange 9 einen Ringraum 17 und weist einen größeren Innendurchmesser auf als der äußere Zylinder 5, so dass ein Ringspalt 19 zwischen den beiden Bauteilen 5; 11 vorliegt.
Das Schutzrohr 11 soll den unmittelbaren Einfluss von Schmutzpartikeln auf der Kolbenstange 9 verhindern. Diese Schmutzpartikel könnten sich auf der Kolbenstange 9 ablagern und eine Kolbenstangendichtung 21, die in der Kolbenstangenführung 7 fixiert ist, verschleißen.
Wie aus der Zusammenschau der 1, 2 und 3 ersichtlich ist, ist in dem Ringspalt 19 ein Ring 23 angeordnet, der in Einströmrichtung in das Schutzrohr ein Wirbelkammerprofil 25 aufweist. Das Wirbelkammerprofil ist stirnseitig in dem Ring ausgeführt.
Eine Wirbelkammer 27 wird von einer umlaufenden Wandung 29 gebildet, die sich axial zu einem Boden 31 des Rings 23 in Richtung des Zylinders 5 erstreckt. Die in Richtung des Zylinders 5 weisende Wandung 29 ist schräg ausgeführt, so dass sich der Durchmesser der Wirbelkammer 27 in Richtung des Bodens 31 verkleinert.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Ring zylinderseitig befestigt, z. B. über eine Presspassung, die sich insbesondere bei einem Ring 23 aus Kunststoff anbietet, um die Oberfläche des äußeren Zylinders bei der Montage nicht zu beschädigen. Alternativ kann der Ring 23 mit dem Zylinder 5 verschweißt sein.
Bei einer Hubbewegung der Kolbenstange 9 bzw. des Schutzrohres 11 in Pfeilrichtung wird Luft zusammen mit den Schmutzpartikeln in Richtung des Ringraums 17 gefördert. Die Luft trifft auf das Wirbelkammerprofil 25, wodurch sich innerhalb der Wirbelkammer 27 ein Luftpolster aufbaut, das sich bis an die Innenwandung des Schutzrohres erstrecken kann, das bei bestimmungsgemäßer Montage einen radialen Abstand zum Ring aufweist und folglich mit dem Ring 23 nicht in Kontakt steht.
Für den Fall, dass das Schutzrohr 11 doch einen gewissen Schiefstand zum Zylinder eingenommen hat und mit dem Zylinder in Kontakt kommt, wird eine Beschädigung der beiden relativ zueinander beweglichen Bauteile 11; 5; 23 verhindert, indem eine äußere Mantelfläche 33 des Rings 23 in Richtung der Innenwandung des Schutzrohres 11 ballig ausgeführt ist.
Mit dem linken Halbschnitt der 4 soll gezeigt werden, dass der Ring 23 alternativ Bestandteil einer Kappe 35 sein kann, die sich stirnseitig am Zylinder 5 abstützt und damit den Ring 23 am Zylinder 5 fixiert.
Im rechten Halbschnitt der 4 ist der Ring 23 an der Innenwandung des Schutzrohres 11 ausgeführt. Um ebenfalls ein oberflächenschonendes Kontaktverhalten des Schutzrohres zum Zylinder zu erreichen, ist die Innenwandung des Ringes 23 ballig ausgeführt. Um eine im Vergleich zu einem konventionellen Schutzrohr vergleichbare Gesamtlänge beizubehalten, ist der Ring 23 an dem der Endkappe 13 abgewandten Ende angeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsdämpfer
3: innerer Zylinder
5: äußerer Zylinder
7: Kolbenstangenführung
9: Kolbenstange
11: Schutzrohr
13: Endkappe
15: Rohrkörper
17: Ringraum
19: Ringspalt
21: Kolbenstangendichtung
23: Ring
25: Wirbelkammerprofil
27: Wirbelkammer
29: Wandung
31: Boden
33: Mantelfläche
35: Kappe

Claims

Schwingungsdämpfer (1), umfassend einen Zylinder (3; 5), in dem eine Kolbenstange (9) eine axiale Hubbewegung ausführt, wobei ortsfest zur Kolbenstange (9) ein Schutzrohr (11) angeordnet ist, das die Kolbenstange (9) einhüllt, wobei in einem Ringspalt (19) zwischen dem Schutzrohr (11) und dem Zylinder (5) ein Ring (23) angeordnet ist, der zylinderseitig oder innenseitig am Schutzrohr (11) befestigt ist einen Schmutzeintrag in einen vom Schutzrohr (11) eingehüllten Ringraum (17) verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (23) in Einströmrichtung in das Schutzrohr (11) stirnseitig ein Wirbelkammerprofil (25) aufweist, wobei eine Wirbelkammer (27) von einer umlaufenden Wandung (29) gebildet wird, die sich axial zu einem Boden (31) des Rings (23) in Richtung des Zylinders (5) erstreckt, wobei die in Richtung des Zylinders (5) weisende Wandung (29) schräg ausgeführt ist, so dass sich der Durchmesser der Wirbelkammer (27) in Richtung des Bodens (31) verkleinert, wobei der Ring (23) zu dem dazu beweglichen Bauteil, Zylinder (5) oder Schutzrohr (11) einen radialen Abstand aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (23) mit dem Zylinder (5) verschweißt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (23) Bestandteil einer Kappe (35) ist, die sich stirnseitig am Zylinder (5) abstützt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Mantelfläche (33) des Rings (23) in Richtung der Innenwandung des Schutzrohres (11) ballig ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenwandung des Rings (23) nach radial innen ballig ausgeführt ist.