DE102012016437A1

DE102012016437A1 - Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012016437A1
Application number: DE201210016437
Authority: DE
Inventors: Marco Willems
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-08-18
Filing date: 2012-08-18
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2032-08-19
Also published as: DE102012016437B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kolbenstange (1), deren Kolbenstangenkopf (9) über ein Dämpferlager (15) am Fahrzeugaufbau (17) angebunden ist, wobei über den Kolbenstangenkopf (9) zumindest eine Signalleitung (3) von einem, im Schwingungsdämpfer angeordneten Stellglied aus dem Schwingungsdämpfer heraus bis zu einer ortsfest am Fahrzeugaufbau (17) angeordneten Kontaktstelle (35) führbar ist, und ein Bewegungsausgleich vorgesehen ist, mit dem eine Beschädigung der Signalleitungen (3) aufgrund von betriebsbedingten Linear- oder Rotationsbewegungen der Kolbenstange (1) verhindert ist. Erfindungsgemäß ist die Signalleitung (3) durch das Material eines Elastomerkörpers (19) des Dämpferlagers (15) bis zur fahrzeugaufbauseitigen Kontaktstelle (35) geführt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug können zur Steuerung und Regelung der Dämpfercharakteristik elektrisch ansteuerbare Stellglieder oder Sensoren im Inneren des Dämpferkolbens aufweisen.
Aus der DE 10 2006 059 297 A1 ist ein gattungsgemäßer Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug bekannt, dessen Kolbenstange eine axiale Leitungsdurchführung aufweist, durch die eine Signalleitung aus dem Kolbenstangenkopf herausgeführt und in elektrischem Kontakt mit einer am Fahrzeugaufbau ortsfest angeordneten Kontaktstelle steht. Die Kontaktstelle ist über weitere Signalleitungen mit einer elektronischen Steuereinrichtung des Fahrzeuges in Verbindung. Der Kolbenstangenkopf ist über ein Dämpferlager am Fahrzeugaufbau angebunden. Das Dämpferlager kann einen am Kolbenstangenkopf befestigten metallischen Lagerkern aufweisen, der radial außenseitig in einem ringförmigen Elastomerkörper übergeht. Der ringförmige Elastomerkörper kann wiederum in einem radial äußeren Lagergehäuse gehaltert sein. Das Dämpferlager kann über das radial äußere Lagergehäuse in einer fahrzeugaufbauseitigen Dämpferaufnahme, etwa einem Federbeindom, befestigt sein. Im normalen Fahrbetrieb ergeben sich aufgrund der elastischen Dämpferlagerung relativ zum Fahrzeugaufbau lineare oder rotatorische Bewegungen der Kolbenstange. Damit es beim Leitungsaustritt aus dem Kolbenstangenkopf nicht zu einer Leitungsbeschädigung kommt, ist ein Bewegungsausgleich vorgesehen, mit dem die Signalleitungen derartige Dämpfungsbewegungen der Kolbenstange aufnehmen können.
In der DE 10 2006 059 297 A1 ist für einen solchen Bewegungsausgleich in der Signalleitung ein Steckverbinder eingeschaltet. Dieser weist eine ortsfest an der Kolbenstange angebrachte Koaxialbuchse und einen damit zusammenwirkenden, am Fahrzeugaufbau ortsfest angeordneten Koaxialstecker auf. Der Koaxialstecker und die Koaxialbuchse sind zueinander verdrehbar angeordnet, wodurch im Fahrbetrieb ein Verdrillen der Signalleitungen verhindert werden kann. Sowohl der Koaxialstecker als auch die Koaxialbuchse sind komplexe sowie bauraumintensive Bauteile.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei dem Signalleitungen unter Bauraumreduzierung sowie betriebssicher aus dem Kolbenstangenkopf des Schwingungsdämpfers herausführbar sind.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass im Stand der Technik der geometrisch komplexe Steckverbinder, der die in der Kolbenstange verlaufende Signalleitung mit der aus dem Schwingungsdämpfer herausgeführten Signalleitungsabschnitt verbindet, nicht nur geometrisch komplex sondern auch bauraumintensiv ist. Auf diese Weise ergibt sich ein hoher Bauraumbedarf, wodurch Probleme im Hinblick auf eine Durchladebreite des Fahrzeuges oder den Fußgängerschutz entstehen können. Vor diesem Hintergrund ist gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 die aus dem Kolbenstangenkopf herausgeführte Signalleitung unmittelbar durch das Material eines Elastomerkörpers des Dämpferlagers zur fahrzeugaufbauseitigen Kontaktstelle geführt.
Auf diese Weise wird besonders bauraumsparend die Signalleitung aus dem Schwingungsdämpfer geführt. Bevorzugt kann somit die Signalleitung einen Leitungsabschnitt aufweisen, der zumindest teilweise im Material des Elastomerkörpers integriert ist. In Doppelfunktion kann besonders bevorzugt der im Material des Elastomerkörpers verlegte Leitungsabschnitt eine Überlänge aufweisen, mit der ein Bewegungsausgleich bereitstellbar ist, um betriebsbedingte linear- oder rotatorische Bewegungen der Kolbenstange auszugleichen. Die Überlänge kann beispielhaft durch einen helixartigen Verlauf des Leitungsabschnittes erreicht werden.
Das Dämpferlager kann mit einem, fest am Kolbenstangenkopf angeordneten Lagerkern aus Metall sowie den bereits erwähnten Elastomerkörper aufgebaut sein. Der Elastomerkörper kann sich radial außenseitig ringförmig um den Lagerkern erstrecken und in einem radial äußeren Lagergehäuse gehaltert sein. Das Dämpferlager kann mit seinem radial äußeren Lagergehäuse in einer fahrzeugaufbauseitigen Dämpferaufnahme, insbesondere einem Federbeindom der Karosserie, angebunden sein.
Bevorzugt wird die oben erwähnte Überlänge des im Elastomerkörper verlegten Leitungsabschnittes dadurch erreicht, dass sich der Leitungsabschnitt schraubenlinienförmig innerhalb des ringförmigen Elastomerkörpers erstreckt, und zwar ausgehend von einer Innenseite des Elastomerkörpers radial nach außen. Auf diese Weise wird die Dämpfungsfunktion des Elastomerkörpers durch die darin verlegte Signalleitung nicht beeinträchtigt.
Der im Material des Elastomerkörpers integrierte Leitungsabschnitt kann unmittelbar bei der Herstellung des Elastomerkörpers bereits integriert werden. Beispielhaft kann vor dem Einspritzen und Vulkanisieren des Elastomer-Materials der Lagerkern und der Leitungsabschnitt in der Formkammer des Formwerkzeugs vorpositioniert werden und anschließend mit dem Elastomer-Material umspritzt werden. In diesem Fall ist der Leitungsabschnitt als integraler Bestandteil im Elastomerkörper eingespritzt sowie einvulkanisiert.
Der im Elastomerkörper verlegte Leitungsabschnitt der Signalleitung kann über einen weiteren, freien Leitungsabschnitt mit dem, innerhalb der Kolbenstange verlaufenden Leitungsabschnitt verbunden sein. Im Hinblick auf eine einfache Montage bzw. Demontage des Schwingungsdämpfers ist es bevorzugt, wenn die Signalleitung mit ihren Leitungsabschnitten nicht durchgängig, d. h. als eine einstückige Leitung, verlegt ist, sondern vielmehr die Leitungsabschnitte der Signalleitung an Verbindungsstellen miteinander verbindbar bzw. voneinander entkoppelbar angeordnet sind. Bevorzugt kann der oben erwähnte freie Leitungsabschnitt durch einen einfach aufgebauten Verbinder, etwa einem Steckverbinder, mit dem innerhalb der Kolbenstange verlaufenden Leitungsabschnitt in Steckverbindung sein. Zudem kann der freie Leitungsabschnitt an seinem anderen Leitungsende in lösbarer Verbindung mit dem im Elastomerkörper verlegten Leitungsabschnitt sein. Dieser kann besonders bevorzugt ein Schleifkontakt sein, mit dessen Hilfe zusätzlich ein Bewegungsausgleich bereitstellbar ist, mit dem betriebsbedingte linear- oder rotatorische Bewegungen der Kolbenstange ausgeglichen werden können. Bevorzugt ist der Lagerkern der Kolbenstange nicht vollständig vom Elastomerkörper überdeckt, sondern vielmehr nur teilweise. Zwischen der Innenseite des ringförmigen Elastomerkörpers und der Kolbenstange ergibt sich somit ein Ringraum. Im Ringraum kann der vom Elastomerkörper freigelegte Bereich des Lagerkerns zur Anordnung des oben erwähnten Schleifkontaktes genutzt werden.
Das Dämpferlager kann zusätzlich eine Lagerkappe aufweisen, die den Kolbenstangenkopf stirnseitig überdeckt. Auf diese Weise kann die Lagerkappe den oben erwähnten Ringraum begrenzen. Im Ringraum können bevorzugt der freie Leitungsabschnitt, der Schleifkontakt und/oder die oben erwähnte Steckverbindung angeordnet sein und entsprechend vor äußeren Einflüssen geschützt sein. Der im Ringraum verlegte freie Leitungsabschnitt kann zusätzlich ebenfalls mit einer Überlänge ausgestattet sein. Im Hinblick auf eine Bauraumreduzierung der Lagerkappe ist es jedoch bevorzugt, wenn der freie Leitungsabschnitt ohne eine solche Überlänge unmittelbar an der Innenseite der Lagerkappe verlegt ist.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer grob schematischen Seitenschnittdarstellung die Lagerstelle eines Kolbenstangenkopfes eines Schwingungsdämpfers am Fahrzeugaufbau; und
2 in einer perspektivischen Darstellung das Dämpferlager des Schwingungsdämpfers.
In der 1 ist ein erfindungsgemäßes Dämpferlager eines Schwingungsdämpfers in der Einbaulage in einem Fahrzeug grob schematisch dargestellt. Vom Schwingungsdämpfer ist in der 1 lediglich die Kolbenstange 1 des in dem Dämpferzylinder teleskopartig verschiebbar geführten Dämpferkolbens dargestellt. Zur Steuerung der Dämpfercharakteristik sind im Schwingungsdämpfer elektrisch ansteuerbare Magnetventile vorgesehen, die über elektrische Leitungen 3 ansteuerbar sind. Wie aus der 1 hervorgeht, ist die Kolbenstange 1 hohlzylindrisch zur Bildung eines Leitungskanals 3 ausgebildet. In dem Leitungskanal 5 erstrecken sich die beiden elektrischen Leitungen 3 bis zur oberen Stirnseite 7 des Kolbenstangenkopfes 9.
Wie aus der 1 weiter hervorgeht, weist die Kolbenstange 1 am Kolbenstangenkopf 9 eine angeformte Ringschulter 11 auf, auf der ein scheibenförmiger Lagerkern 13 eines Dämpferlagers 15 montiert ist. Der Kolbenstangenkopf 9 ist über das Dämpferlager 15 elastisch nachgiebig in einer, zum Beispiel als Federbeindom ausgebildeten, karosseriefesten Dämpferaufnahme 17 des Kraftfahrzeuges elastisch nachgiebig angebunden. Die Dämpferaufnahme 17 ist in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur durch Schraffur angedeutet.
Das Dämpferlager 15 weist neben dem Lagerkern 13 eine in Radialrichtung nach außen anschließenden Elastomerkörper 19 auf, der den radial äußeren Bereich 21 (1) des Lagerkerns 13 umgreift, während der radial innere Bereich 23 des Lagerkerns 13 vom Elastomerkörper 19 freigelegt verbleibt. Die Innenseite des ringförmigen Elastormerkörpers 19 begrenzt daher zusammen mit der Kolbenstange 1 einen Ringraum 24. Der ringförmige Elastomerkörper 19 ist in einem radial äußeren Lagergehäuse 25 (1) gehaltert, das wiederum ortsfest in der fahrzeugaufbauseitigen Dämpferaufnahme 17 angeordnet ist. Während des Fahrbetriebes führt die Kolbenstange 1 eine von lateralen Bewegungen überlagerte Taumelbewegung aus, wie es durch Doppelpfeile in der 1 angedeutet ist.
Gemäß der 1 sind an der oberen Stirnseite 7 des Kolbenstangenkopfes 9 Steckverbindungen 27 vorgesehen. Diese verbinden einen innerhalb der Kolbenstange 1 verlaufende erste Leitungsabschnitte 29 mit zweiten Leitungsabschnitten 31, die mit, im Material des Elastomerkörpers 19 integrierten dritten Leitungsabschnitten 33 verbunden sind. Das aus dem Material des Elastomerkörpers 19 herausgeführte gemeinsame Ende der Leitungsabschnitte 33 ist zu einer ortsfest am Fahrzeugaufbau 17 vorgesehenen Kontaktstelle 35 geführt, die wiederum in nicht dargestellter elektrischer Verbindung mit einem elektronischen Steuergerät des Fahrzeuges ist.
Wie aus der 1 weiter hervorgeht, ist der radial nach außen vom ringförmigen Elastomerkörper 19 begrenzte Ringraum 24 mit dem freigelegten inneren Bereich 23 des Lagerkerns 13 von einer Lagerkappe 37 überdeckt. In dem von der Lagerkappe 37 überdeckten Ringraum 24 erstreckt sich der freie, zweite Leitungsabschnitt 31 der Signalleitung 3. Der zweite Leitungsabschnitt 31 ist dabei entlang der Innenseite der Lagerkappe 37 verlegt, wobei sein von dem Steckverbinder 27 abgewandtes Ende 39 als Bestandteil eines Schleifkontaktes 41 in schleifender Verbindung mit einer dazu korrespondierenden Kontaktfläche 43 ist. Die Kontaktfläche 43 ist an einem am Lagerkern 13 angeformten Radialsteg 45 ausgebildet.
In der 2 ist das Dämpferlager 15 in einer Perspektivdarstellung ohne Lagergehäuse 25 gezeigt, wobei die zweiten und dritten Leitungsabschnitten 31, 33 der Signalleitungen 3 hervorgehoben sind. Demzufolge wird an diametral gegenüberliegenden Seiten jeweils ein dritter Leitungsabschnitt 33 in das Material des Elastomerkörpers 19 eingeführt, wobei jeder der dritten Leitungsabschnitte 33 jeweils schraubenlinienförmig um eine Längsachse der Kolbenstange 1 verläuft. Beide dritten Leitungsabschnitte 33 sind mit einem gemeinsamen Leitungsende aus dem Elastomerkörper 19 heraus bis zu der karosseriefesten Kontaktstelle 35 geführt. D. h. das im helixartigen Verlauf die beiden dritten Leitungsabschnitte 33 wieder zusammengeführt sind gemeinsam aus dem Elastomerkörper 19 heraustreten.
Durch den helixartigen Verlauf sind die beiden zweiten Leitungsabschnitte 31 mit Überlänge im Elastomerkörper 19 verlegt, wodurch ein Bewegungsausgleich bereitgestellt wird, mit dem eine Beschädigung, etwa ein Abriss, der Signalleitungen 3 aufgrund der betriebsbedingten Linear- oder Rotationsbewegungen der Kolbenstange 1 verhindert ist. Gleichzeitig unterstützen die Schleifkontakte 41 zwischen den beiden zweiten Leitungsabschnitten 31 und den dritten Leitungsabschnitten 33 einen solchen Bewegungsausgleich.
Auf diese Weise kann auf das Vorsehen von Überlängen in den freien zweiten Leitungsabschnitten 31 verzichtet werden. Solche Überlängen im zweiten Leitungsabschnitt 31 würden nämlich nachteilig zu einem wesentlich größeren Bauraumbedarf im Bereich oberhalb des Kolbenstangenkopfes 9 führen, wodurch wiederum die Durchladebreite in der Fahrzeugkarosserie reduziert werden müsste oder gegebenenfalls Nachteile im Hinblick auf den Fußgängerschutz im Kauf genommen werden müssten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006059297 A1 [0003, 0004]

Claims

Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kolbenstange (1), deren Kolbenstangenkopf (9) über ein Dämpferlager (15) am Fahrzeugaufbau (17) angebunden ist, wobei über den Kolbenstangenkopf (9) zumindest eine Signalleitung (3) von einem, im Schwingungsdämpfer angeordneten Stellglied aus dem Schwingungsdämpfer heraus bis zu einer ortsfest am Fahrzeugaufbau (17) angeordneten Kontaktstelle (35) führbar ist, und ein Bewegungsausgleich vorgesehen ist, mit dem eine Beschädigung der Signalleitungen (3) aufgrund von betriebsbedingten Linear- oder Rotationsbewegungen der Kolbenstange (1) verhindert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (3) durch das Material eines Elastomerkörpers (19) des Dämpferlagers (15) bis zur fahrzeugaufbauseitigen Kontaktstelle (35) geführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalleitung (3) mit einem Leitungsabschnitt (33) zumindest teilweise im Material des Elastomerkörpers (19) integriert ist, und/oder dass der Leitungsabschnitt (33) zur Bereitstellung des Bewegungsausgleichs mit einer Überlänge, insbesondere helixartig, im Elastomerkörper (19) verlegt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der im Elastomerkörper (19) verlegte Leitungsabschnitt (33) der Signalleitung (3) über einen freien Leitungsabschnitt (31) mit einem innerhalb der Kolbenstange (1) verlaufenden Leitungsabschnitt (29) verbunden ist, und dasss insbesondere die Leitungsabschnitte (29, 31, 33) der Signalleitung (33) an Verbindungsstellen (27, 41) lösbar miteinander verbunden sind.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Leitungsabschnitt (31) durch einen Verbinder (27), insbesondere Steckverbinder, mit dem innerhalb der Kolbenstange (1) verlaufenden Leitungsabschnitt (29) verbunden ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Leitungsabschnitt (31) über einen Schleifkontakt (41) mit dem im Elastomerkörper (19) verlegten Leitungsabschnitt (33) verbunden ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferlager (15) einen am Kolbenstangenkopf (9) befestigten Lagerkern (13) aufweist, der über einen, insbesondere ringförmigen Elastomerkörper (19) in einem radial äußeren Lagergehäuse (25) gehaltert ist, das in einer fahrzeugaufbauseitigen Dämpferaufnahme (17), insbesondere einem Federbeindom, angebunden ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussstellen (39, 43) des Schleifkontakts (41) auf dem Lagerkern (13) angeordnet sind.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferlager (15) eine Lagerkappe (37) aufweist, die den Kolbenstangenkopf (9) stirnseitig überdeckt, und dass insbesondere der freie Leitungsabschnitt (31) und/oder der Schleifkontakt (41) sowie der Verbinder (27) innerhalb des von der Kappe (37) begrenzten Bauraums angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Leitungsabschnitt (31) an der Innenseite der Lagerkappe (37) verlegt ist.