DE102016207958A1

DE102016207958A1 - Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug, Fahrzeug mit einem Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer sowie Strömungswiderstandselement für einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102016207958A1
Application number: DE102016207958.1A
Authority: DE
Inventors: Johann Kettenberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2017-11-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit einer Endlagendämpfung für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug mit einem solchen Schwingungsdämpfer und ein Strömungswiderstandselement für einen solchen Schwingungsdämpfer, wobei der Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer ein Dämpfergehäuse mit einem Innenrohr und einem außerhalb vom Innenrohr angeordneten Außenrohr, eine Arbeitskolbeneinrichtung und wenigstens ein Dämpferventil aufweist. Die Arbeitskolbeneinrichtung ist innerhalb des Innenrohres in einem mit einem Hydraulikmedium befüllbaren Arbeitsraum entlang einer Dämpferlängsachse relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse bewegbar. Ein Volumen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr dient als Ausgleichsraum und ist zumindest teilweise mit einem gasförmigen Medium befüllbar, wobei der Arbeitsraum und der Ausgleichsraum mittels des Dämpferventils hydraulisch miteinander gekoppelt sind. Im Ausgleichsraum ist ein Strömungswiderstandselement angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit einer Endlagendämpfung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, wobei der Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer ein Dämpfergehäuse mit einem Innenrohr und einem außerhalb vom Innenrohr angeordneten Außenrohr, einer Arbeitskolbeneinrichtung und wenigstens ein Dämpferventil aufweist, wobei die Arbeitskolbeneinrichtung innerhalb des Innenrohres in einen mit einem Hydraulikmedium befüllbaren Arbeitsraum entlang einer Dämpferlängsachse relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse bewegbar ist, wobei ein Volumen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr als Ausgleichsraum dient und zumindest teilweise mit einem gasförmigen Medium befüllbar ist, und wobei der Arbeitsraum und der Ausgleichsraum mittels des Dämpferventils hydraulisch miteinander gekoppelt sind.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein zweispuriges Fahrzeug, mit einem vorbeschriebenen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Strömungswiderstandselement für einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer.
Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Beispielhalber wird auf die DE 34 34 877 A1 , die DE 10 2004 054 474 B3 sowie die DE 10 2014 202 440 A1 verwiesen.
Die erstgenannte DE 34 34 877 A1 und die zweitgenannte DE 10 2004 054 474 B3 offenbaren dabei jeweils einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpferkraft, wobei jeweils außen am Dämpfergehäuse wenigstens ein mit dem Volumen zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr hydraulisch gekoppeltes Dämpferventil vorgesehen ist.
Wie bei Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfern in der Regel üblich, dient das Volumen zwischen Innenrohr und Außenrohr dabei als Ausgleichsraum, in welches ein durch die Arbeitskolbeneinrichtung beim Einfedern verdrängtes Volumen des Hydraulikmediums, insbesondere ein durch die Kolbenstange verdrängtes Hydraulikvolumen, abgeführt werden kann. In der Regel ist der Ausgleichsraum dabei mit einem mit Druck beaufschlagten, gasförmigen Medium gefüllt, meistens mit Luft, um beim Ausfedern den Rückfluss des verdrängten Hydraulikmediums aus dem Ausgleichsraum in den Arbeitsraum zu unterstützen.
Aus der letztgenannten DE 10 2014 202 440 A1 ist darüber hinaus ein Schwingungsdämpfer mit einem Innenrohr und einem Außenrohr bekannt, bei dem zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr zusätzlich noch ein Zwischenrohr angeordnet ist, wobei in dem Volumen zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr ein Dämpferventil angeordnet ist. Allerdings dient das Volumen zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr, in welchem das Dämpferventil angeordnet ist, dabei nicht als Ausgleichsraum, sondern als Hauptströmungsweg.
Des Weiteren sind aus dem Stand der Technik Ein- und Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit Endlagendämpfung bekannt, insbesondere mit einer hubabhängigen Endlagendämpfung, d. h. einer sich über den Hub des Arbeitskolbens veränderlichen Endlagendämpfung.
Zur Realisierung einer hubabhängigen, insbesondere progressiv zunehmenden Endlagendämpfung ist aus dem Stand der Technik unter anderem bekannt, sowohl im Zusammenhang mit Ein-Rohr-Schwingungsdämpfern als auch mit Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfern, unterhalb des Arbeitskolbens einen ebenfalls an der Kolbenstange befestigten Zusatzkolben vorzusehen, wobei der Zusatzkolben in einem Endlagenbereich, insbesondere erst kurz vor Erreichen der unteren Endlage bzw. einem unteren Totpunkt, in ein sich verjüngendes Dämpferrohr eintaucht. Durch die sich verjüngende Geometrie des Dämpferrohrs kann eine progressiv zunehmende Dämpferkraft erreicht werden, insbesondere eine hubabhängig progressiv zunehmende Dämpferkraft im Endlagenbereich.
Eine derartig umgesetzte hubabhängige Endlagendämpfung benötigt zum einen diverse zusätzliche Bauteile, zum anderen erfordert der Zusatzkolben einen gewissen Bauraum, so dass ein Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit Zusatzkolben gegenüber einem herkömmlichen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer ohne Zusatzkolben in der Regel eine größere Einbaulänge aufweist und somit mehr Bauraum im Fahrzeug erfordert.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit Endlagendämpfung bereitzustellen, vorzugsweise einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit einer möglichst geringen Baulänge, der insbesondere außerdem einen besonders einfachen Aufbau aufweist. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes Fahrzeug mit einem solchen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer bereitzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen von Anspruch 1, durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 12 sowie durch ein Strömungswiderstandselement mit den Merkmalen von Anspruch 13. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird auch zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Manche der nachfolgenden, genannten Merkmale werden, um Wiederholungen zu vermeiden, teilweise nur einmal beschrieben, d. h. nur im Zusammenhang mit dem Schwingungsdämpfer selbst, dem Fahrzeug oder dem Strömungswiderstandselement, gelten jedoch unabhängig voneinander sowohl für den Schwingungsdämpfer, als auch für das Fahrzeug sowie für das Strömungswiderstandselement.
Ein erfindungsgemäßer Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer ist dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgleichsraum des Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers ein Strömungswiderstandselement angeordnet ist. Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Strömungswiderstandselements im Ausgleichsraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr kann auf besonders einfache und vor allem bauraumsparende Art und Weise eine Endlagendämpfung realisiert werden. Insbesondere über die geometrische Ausgestaltung des Strömungswiderstandselements lässt sich ab dem Moment, ab welchem das in den Ausgleichsraum verdrängte Hydraulikvolumen das Strömungswiderstandselement erreicht, auf einfache Art und Weise gezielt eine gewünschte, definierte Dämpferkraftänderung erreichen.
Ein erfindungsgemäßer Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer ist dabei bevorzugt grundsätzlich wie ein aus dem Stand der Technik bekannter Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer aufgebaut, wobei das Außenrohr vorzugsweise konzentrisch zum Innenrohr angeordnet ist und sich insbesondere zumindest über einen Teil der Länge des Innenrohres erstreckt, vorzugsweise über die gesamte Länge des Innenrohres.
Die Arbeitskolbeneinrichtung eines erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer weist vorzugsweise, wie ebenfalls bei aus dem Stand der Technik bekannten Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfern in der Regel üblich, eine Kolbenstange mit einem unteren Ende und einem oberen Ende auf sowie einen an der Kolbenstange befestigten Arbeitskolben, wobei das obere Ende der Kolbenstange bevorzugt aus dem Dämpfergehäuse herausgeführt ist. Das obere Ende der Kolbenstange kann vorzugsweise am Fahrzeugaufbau befestigt werden, während das untere Ende des Schwingungsdämpfers, welches bevorzugt durch das Dämpfergehäuse selbst gebildet wird, besonders bevorzugt dazu ausgebildet ist, an einem Radträger oder einem der radführenden Lenker eines Fahrzeugs abgestützt zu werden, so dass im Ergebnis Radbewegungen gegenüber dem Fahrzeugaufbau gedämpft werden können. Bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers in einem Fahrzeug ist der Arbeitskolben bevorzugt im Bereich des unteren Endes der Kolbenstange an der Kolbenstange befestigt und teilt den Arbeitsraum in einen oberen Teil und einen unteren Teil.
Das wenigstens eine Dämpferventil eines erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers ist bevorzugt als sogenanntes Bodenventil ausgebildet, wobei vorzugsweise das beim Einfedern durch das Eintauchen der Kolbenstange verdrängte Hydraulikvolumen durch das Bodenventil in den Ausgleichsraum zwischen Innenrohr und Außenrohr abgeführt werden kann.
Vorzugsweise ist das wenigstens eine Dämpferventil, insbesondere wenn es als Bodenventil ausgebildet ist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers in einem Fahrzeug, im unteren Teil des Arbeitsraumes angeordnet, insbesondere im Bodenbereich des Arbeitsraumes bzw. im Bodenbereich des unteren Teils des Arbeitsraumes.
Wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfern in der Regel üblich, ist vorzugsweise innerhalb des Arbeitskolbens wenigstens ein weiteres Dämpferventil vorgesehen, insbesondere wenigstens zwei Dämpferventile, über welche der obere Teil des Arbeitsraumes mit dem unteren Teil des Arbeitsraumes hydraulisch gekoppelt ist und insbesondere derart hydraulisch verbunden werden kann, dass ein Hydraulikmedium, mit welchem der Arbeitsraum befüllt werden kann, aus dem unteren Teil des Arbeitsraumes in den oberen Teil des Arbeitsraumes strömen kann und umgekehrt, insbesondere mit einer definierten Druckdifferenz. Besonders bevorzugt kann mittels wenigstens eines der im Arbeitskolben, vorzugweise mittels sämtlicher im Arbeitskolben angeordneten Dämpferventile, die wirkende Dämpferkraft gezielt eingestellt werden.
Der Ausgleichsraum eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist vorzugsweise, wie ebenfalls bei Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfern in der Regel üblich, bezogen auf einen maximalen Ausfederhub der Arbeitskolbeneinrichtung, zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, mit einem gasförmigen Medium gefüllt, wobei das gasförmige Medium insbesondere mit einem definierten Druck beaufschlagt ist. Als gasförmiges Medium eignen sich insbesondere Luft und/oder Stickstoff.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers, ist das Strömungswiderstandselement derart ausgebildet und im Ausgleichsraum angeordnet, dass es erst ab Erreichen eines definierten Mindest-Einfederhubs dämpferkraftändernd wirkt, insbesondere dämpferkrafterhöhend, wobei das Strömungswiderstandselement dazu besonders bevorzugt ortsfest im Ausgleichsraum angeordnet ist.
Durch eine entsprechende Ausgestaltung und insbesondere eine ortsfeste Anordnung des Strömungswiderstandselements kann auf einfache Art und Weise sichergestellt werden, dass eine Dämpferkraftänderung erst ab einem definierten Hub erfolgt, insbesondere, dass das Strömungswiderstandselement erst ab Erreichen eines definierten Mindest-Einfederhubs eine Dämpferkraftzunahme bewirkt. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn das Strömungswiderstandselement derart ausgebildet und im Ausgleichsraum angeordnet ist, dass es überhaupt erst ab Erreichen eines definierten Mindest-Einfederhubs vom Hydraulikmedium erreicht wird.
Dazu ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers das Strömungswiderstandselement derart im Ausgleichsraum angeordnet, dass es sich bei einem maximalen Ausfederhub der Arbeitskolbeneinrichtung und/oder in einer Nulllage des Schwingungsdämpfers in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers in einem Fahrzeug oberhalb des Hydraulikmediums befindet, wobei es sich dabei vorzugsweise vollständig oberhalb des Hydraulikmediums befindet. D. h. mit anderen Worten, dass das Strömungswiderstandselement bevorzugt derart im Ausgleichsraum angeordnet ist, dass es in einem oberen Totpunkt und/oder in einer Nulllage des Schwingungsdämpfers vom Hydraulikmedium nicht erreicht wird, sondern sich bevorzugt im Bereich des mit dem gasförmigen Medium befüllten Volumens befindet. D. h. bevorzugt ist das Strömungswiderstandselement im oberen Totpunkt und/oder der Nulllage des Schwingungsdämpfers vollständig von dem gasförmigen Medium umgeben und insbesondere beabstandet zu einer Oberfläche des Hydraulikmediums angeordnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Strömungswiderstandselement erst ab einem definierten Mindest-Einfederhub wirkt bzw. erst nach Zurücklegen eines definierten Leerweges.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers füllt das Strömungswiderstandselement den Zwischenraum zwischen Innenrohr und Außenrohr in radialer Richtung zumindest über einen Teil der Dämpferlänge vollständig aus. Dadurch kann bei entsprechender Ausgestaltung des Strömungswiderstandselements und entsprechender Geometrie von Innenrohr und Außenrohr auf besonders einfache Art und Weise eine Abdichtung im Ausgleichsraum erreicht werden und insbesondere sichergestellt werden, dass das Hydraulikmedium auch tatsächlich durch das Strömungswiderstandselement strömt und nicht an diesem vorbei.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist das Strömungswiderstandselement im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und weist vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindermantelförmigen Grundkörper auf. Durch die hohlzylinderförmige Ausgestaltung des Strömungswiderstandselements kann eine steifere Abstützung des Arbeitskolbens und damit eine höhere Gesamtbiegesteifigkeit des Schwingungsdämpfers und infolgedessen auch eines Federbeins mit einem solchen Schwingungsdämpfer erreicht werden, was insbesondere bei radführenden Schwingungsdämpfern bzw. radführenden Federbeinen vorteilhaft sein kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist das Strömungswiderstandselement derart optimiert, dass es in einem funktionsgemäßen Einbauzustand im Schwingungsdämpfer die Gesamtbiegesteifigkeit des Dämpfergehäuses erhöht, vorzugsweise nennenswert. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise die Gesamtbiegesteifigkeit eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers erhöht werden, bei entsprechender Ausgestaltung des Strömungswiderstandselements sogar gezielt auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers weist das Strömungswiderstandselement wenigstens einen bevorzugt in Dämpferlängsrichtung verlaufenden Strömungskanal auf, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Strömungswiderstandselements im Ausgleichsraum eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers, wobei wenigstens ein Strömungskanal vorzugsweise einen dämpferkraftändernden, insbesondere einen dämpferkrafterhöhend wirkenden Querschnittsverlauf aufweist, insbesondere einen Querschnittsverlauf der progressiv dämpferkrafterhöhend wirkt.
Bevorzugt weist das Strömungswiderstandselement mehrere Strömungskanäle auf, wobei die Strömungskanäle insbesondere in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt im Grundköper angeordnet sind und diesen vorzugsweise zumindest über einen Teil seiner Länge durchziehen. Es versteht sich von selbst, dass nicht alle Strömungskanäle als Durchgangskanäle ausgebildet sein müssen, einige können auch sacklochförmig ausgebildet sein und insbesondere oben geschlossen sein. Die Strömungskanäle müssen auch nicht in Dämpferlängsrichtung verlaufen. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, wenn wenigstens ein Strömungskanal helixförmig durch das Strömungswiderstandselement verläuft. Wichtig ist lediglich, dass die Strömungskanäle derart ausgebildet sind, dass das durch die Kolbenstange verdrängte Volumen des Hydraulikmediums in den Ausgleichsraum abgeführt werden kann und sich die gewünschte Dämpferkraft einstellt. Über die Anzahl, die Verteilung sowie den Querschnitt der Strömungskanäle lässt sich gezielt eine gewünschte, definierte Dämpferkraftänderung, insbesondere eine definierte Dämpferkraftzunahme in Richtung Endlage, d. h. eine definierte Endlagendämpfung, einstellen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist der Grundkörper des Strömungswiderstandselements ein Gummikörper und besteht aus Gummi oder enthält Gummi, d. h. ist ein Elastomer oder enthält ein Elastomermaterial. Ein Grundkörper aus Gummi ermöglicht auf einfache Art und Weise zum einen ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen einen Toleranzausgleich zwischen Innenrohr und Außenrohr. Zum anderen kann ein Gummikörper kostengünstig an komplizierte Dämpfergehäusegeometrien angepasst werden, beispielsweise an ein Dämpfergehäuse mit Reifenfreigangsverprägungen im Außenrohr. Darüber hinaus kann mit einem Gummikörper, welcher den Zwischenraum zwischen Innenrohr und Außenrohr in radialer Richtung vollständig ausfüllt, bei entsprechender Ausgestaltung auf einfache Art und Weise, insbesondere ohne aufwendige Zusatzmaßnahmen, eine gute Abdichtung realisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers weist das Strömungswiderstandselement an wenigstens einer Stirnseite des Grundköpers, vorzugsweise an einer Unterseite des Grundkörpers, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Strömungswiderstandselements im Ausgleichsraum eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer und bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers in einem Fahrzeug, einen Stützring auf. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Grundkörper durch einen Gummikörper gebildet ist, denn durch den Stützring kann die Steifigkeit des Grundkörpers verbessert werden, insbesondere bei einem Gummikörper als Grundkörper, da eine freie Oberfläche minimiert wird und eine Deformation der Oberfläche reduziert bzw. vermeiden werden kann. Infolgedessen kann, bei entsprechender Ausgestaltung des Strömungswiderstandselements, auch mit einem Strömungswiderstandselement mit einem Gummikörper die Gesamtbiegesteifigkeit des Schwingungsdämpfers nennenswert verbessert werden.
Vorzugsweise weist das Strömungswiderstandselement dabei nicht nur an der Unterseite einen Stützring auf, sondern bevorzugt auch an seiner Oberseite, d. h. an beiden Stirnseiten, wodurch sich die Stabilität des Grundkörpers, insbesondere im Fall eines Gummikörpers, noch weiter verbessern lässt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Stützring dabei ähnlich einem ringscheibenförmigen Stützblech ausgebildet ist, d. h. insbesondere durch eine im Wesentlichen flache, metallische Ringscheibe gebildet ist. Es versteht sich von selbst, dass auch andere Geometrien für den Stützring denkbar sind, insbesondere muss diese nicht flach ausgebildet sein, sondern kann auch profiliert sein, beispielsweise U-förmig oder dergleichen. Des Weiteren kann der Stützring auch aus Kunststoff oder dergleichen ausgebildet sein.
Vorzugsweise weist der Stützring dabei korrespondierend zu den Strömungskanälen des Grundkörpers angeordnete Öffnungen und/oder Ausnehmungen auf und ist bevorzugt entsprechend derart angeordnet, insbesondere derart am Grundkörper befestigt, dass die Strömungskanaleingänge und -ausgänge jeweils den gewünschten Öffnungsquerschnitt aufweisen. Bei einem Gummikörper als Grundkörper hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Gummikörper an den bzw. die Stützringe anvulkanisiert ist.
Es versteht sich von selbst, dass auch durch eine Änderung der Geometrie des Stützrings, insbesondere durch eine andere Geometrie der Öffnungen im Stützring, bei gleichem Grundkörper ein anderer Strömungswiderstand einstellbar ist. Zur Einstellung der Dämpferkraft können dabei ein oder mehrere Öffnungen des Stützrings beispielsweise den gleichen oder einen kleineren Querschnitt aufweisen als die Strömungskanäle. Einzelne Öffnungen der Strömungskanäle können auch durch den Stützring verschlossen sein, insbesondere, wenn durch das Strömungswiderstandselement eine besonders hohe Dämpferkraftzunahme erreicht werden soll. Somit kann bereits durch eine Änderung des Stützrings, d. h. ohne eine Änderung des Grundkörpers, eine andere Dämpferkraftänderung eingestellt werden. Insbesondere, wenn der Stützring als ringscheibenförmiges Stützblech ausgebildet ist und durch Stanzen oder Tiefziehen hergestellt werden kann, lassen sich besonders einfach und kostengünstig verschiedene Varianten von Strömungswiderstandselementen herstellen.
Darüber hinaus hat ein Stützring, insbesondere in Verbindung mit einem Grundkörper aus Gummi, den Vorteil, dass er als Montageträger für zusätzliche Dämpferventile dienen kann, welche somit im Eingangsbereich der Strömungskanäle angeordnet werden können, wodurch sich eine zusätzliche Verstellmöglichkeit für die Dämpferkraft ergibt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist in wenigstens einem Strömungskanal des Strömungswiderstandselements und/oder an wenigstens einem Ende, d. h. in wenigstens einem Eingangs- und/oder Ausgangsbereich eines Strömungskanals, ein weiteres Dämpferventil angeordnet. Mittels eines derartig angeordneten, weiteren Dämpferventils kann auf besonders einfache Art und Weise eine zusätzliche Möglichkeit zur Änderung der Dämpferkraft geschaffen werden, vor allem in einem Endlagenbereich. Wie bereits erwähnt, ist das weitere Dämpferventil dabei besonders bevorzugt am Stützring befestigt und/oder wird vom Stützring gehalten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist das Strömungswiderstandselement mittels eines Presssitzes ortsfest im Ausgleichsraum fixiert. Alternativ und/oder zusätzlich ist es selbstverständlich auch denkbar, das Strömungswiderstandselement beispielsweise mit dem Innenrohr und/oder dem Außenrohr zu verkleben oder, insbesondere, wenn das Strömungswiderstandselement einen Grundkörper aus Gummi aufweist, den Grundkörper auf das Innenrohr und/oder das Außenrohr aufzuvulkanisieren, wobei es für eine einfache Montierbarkeit des Schwingungsdämpfers vorteilhaft ist, wenn der Grundkörper entweder nur fest mit dem Innenrohr oder mit dem Außenrohr verbunden wird.
Die einfachste Montierbarkeit ist durch einen Presssitz gegeben, wobei die Verwendung eines hohlzylinderförmigen Gummikörpers als Grundkörper den Vorteil hat, dass auf besonders einfache Art und Weise ein Toleranzausgleich realisiert werden kann. Ferner kann ohne zusätzliche Maßnahmen die erforderliche Dichtfunktion erreicht werden, welche notwendig ist, um einen definierten Strömungswiderstand sicherzustellen.
In einigen Fällen kann es dabei von Nutzen sein, in den Strömungskanälen entsprechende Einsätze vorzusehen, wie beispielsweise Buchsen oder dergleichen, insbesondere metallische Einsätze, um auch bei der Verwendung eines Gummikörpers als Grundkörper, insbesondere wenn der Gummikörper zur ortsfesten Fixierung des Strömungswiderstandselements zwischen Innenrohr und Außenrohr eingepresst ist, eine genau definierte Querschnittsgeometrie der Strömungskanäle sicherstellen zu können. Dazu können beispielsweise metallische, dünne Blechbuchsen oder auch Kunststoffbuchsen oderdergleichen verwendet werden.
Zur Fixierung des Strömungswiderstandselements im Ausgleichsraum kann alternativ oder zusätzlich auch eine Verprägung im Dämpfergehäuse vorgesehen sein, insbesondere am Außenrohr, vorzugsweise nach innen, um insbesondere einen Formschluss zwischen Strömungswiderstandselement und Dämpfergehäuse zu bewirken.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Strömungswiderstandselement ist dadurch gekennzeichnet, dass es zur Anordnung im Ausgleichsraum zwischen Innenrohr und Außenrohr eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers ausgebildet ist, wobei ein erfindungsgemäßes Strömungswiderstandselement in einer vorteilhaften Ausgestaltung dazu ausgebildet ist, in einem zugehörigen Schwingungsdämpfer den Zwischenraum in radialer Richtung zwischen Innenrohr und Außenrohr zumindest über einen Teil der Dämpferlänge vollständig auszufüllen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Strömungswiderstandselement dabei derart ausgebildet, dass es erst ab Erreichen eines definierten Mindest-Einfederhubs dämpferkraftändernd wirkt, insbesondere dämpferkrafterhöhend, wobei das Strömungswiderstandselement vorzugsweise ortsfest im Ausgleichsraum angeordnet werden kann, insbesondere mittels eines Presssitzes.
Alternativ oder zusätzlich kann das Strömungswiderstandselement aber auch auf das Innenrohr und/oder das Außenrohr aufvulkanisiert werden oder mit dem Innenrohr und/oder dem Außenrohr verklebt werden.
Alternativ oder zusätzlich das Strömungswiderstandselement, insbesondere dessen Grundkörper, auch eine derart korrespondierend zum Dämpfergehäuse ausgebildete Geometrie aufweisen, dass in einem funktionsgemäßen Einbauzustand in einem Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer ein Formschluss mit dem Dämpfergehäuse hergestellt werden kann.
Bevorzugt kann das Strömungswiderstandselement dabei, bezogen auf einen maximalen Ausfederhub der Arbeitskolbeneinrichtung und/oder bezogen auf die Nulllage des Schwingungsdämpfers in einem funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers in einem Fahrzeug, oberhalb des Hydraulikmediums im Ausgleichsraum angeordnet werden, d. h. vorzugsweise im Bereich des gasförmigen Mediums.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements ist das Strömungswiderstandselement im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und weist vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindermantelförmigen Grundkörper auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements ist das Strömungswiderstandselement derart optimiert, dass es in einem funktionsgemäßen Einbauzustand im Schwingungsdämpfer die Gesamtbiegesteifigkeit des Dämpfergehäuses erhöht, vorzugsweise nennenswert. Dadurch kann auf besonders einfache Art und Weise die Gesamtbiegesteifigkeit eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers erhöht werden, bei entsprechender Ausgestaltung des Strömungswiderstandselements sogar gezielt auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements weist das Strömungswiderstandselement wenigstens einen, vorzugsweise in Dämpferlängsrichtung verlaufenden Strömungskanal auf, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Strömungswiderstandselements im Ausgleichsraum eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers, vorzugsweise mit einem dämpferkraftändernden, insbesondere mit einem dämpferkrafterhöhend wirkenden Querschnittsverlauf, insbesondere mit einem progressiv dämpferkrafterhöhend wirkenden Querschnittsverlauf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements ist der Grundkörper des Strömungswiderstandselements ein Gummikörper oder enthält Gummi.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements weist das Strömungswiderstandselement an wenigstens einer Stirnseite des Grundkörpers, vorzugsweise an einer Unterseite des Grundkörpers, insbesondere an beiden Stirnseiten, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand im Ausgleichsraum eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers und einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers in einem Fahrzeug, einen Stützring auf.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements ist in wenigstens einem Strömungskanal des Strömungswiderstandselements und/oder an wenigstens einem Ende eines Strömungskanals ein Dämpferventil angeordnet.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren, in Form von Unterkombinationen bei einer Ausgestaltung der Erfindung verwirklicht sein können und eine vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführung darstellen können, für die ebenfalls Schutz beansprucht wird, sofern sie technisch sinnvoll ist.
Manche der nachfolgend genannten Merkmale bzw. Eigenschaften betreffen sowohl einen erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer als auch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug sowie ein erfindungsgemäßes Strömungswiderstandselement. Einige dieser Merkmale und Eigenschaften werden nur einmal beschrieben, gelten jedoch unabhängig voneinander im Rahmen technisch möglicher Ausgestaltungen sowohl für einen erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer, für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug als auch für ein erfindungsgemäßes Strömungswiderstandselement.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. 1 zeigt einen aus dem Stand der Technik bekannten Ein-Rohr-Schwingungsdämpfer mit einem Zusatzkolben zur Realisierung einer Endlagendämpfung in Prinzipdarstellung, 2 einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer in Schnittdarstellung, 3 einen vergrößerten Ausschnitt des Schwingungsdämpfers aus 2, ebenfalls in Schnittdarstellung, 4 einen abermals vergrößerten Ausschnitt des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers aus den 2 und 3 und 5 das erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement aus den 2 bis 4 in Einzelteildarstellung im Perspektivschnitt.
Zum besseren Verständnis der Vorteile eines erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Realisierung einer hubabhängigen Endlagendämpfung mittels eines Zusatzkolbens, welche hinsichtlich der Einbaulänge nachteilig ist, zeigt 1 in Prinzipdarstellung einen aus dem Stand der Technik bekannten Ein-Rohr-Schwingungsdämpfer 1. Dieser Ein-Rohr-Schwingungsdämpfer 1 weist eine Arbeitskolbeneinrichtung 4 mit einer Kolbenstange 4A, einem Arbeitskolben 4B sowie einen am unteren Ende der Kolbenstange 4A befestigten Zusatzkolben 6 auf, wobei die Arbeitskolbeneinrichtung 4 entlang einer hier nicht eingezeichneten Dämpferlängsachse in einem Dämpfergehäuse 2 axial verschiebbar ist. Der Arbeitskolben 4B teilt dabei einen ersten Arbeitsraum 5 des Schwingungsdämpfers 1 in ein oberes Arbeitsvolumen 5A sowie ein unteres Arbeitsvolumen 5B, wobei im Arbeitskolben 4B ein Dämpfer-Drosselventil 3A sowie ein Dämpfer-Rückschlagventil 3B angeordnet sind, mittels derer der oberer Arbeitsraum 5A und der untere Arbeitsraum 5B hydraulisch gekoppelt sind und durch die ein hier ebenfalls nicht dargestelltes Hydraulikmedium, mit welchem der erste Arbeitsraum 5 zumindest teilweise befüllt werden kann, vom oberen Arbeitsvolumen 5A in das untere Arbeitsvolumen 5B strömen kann.
Unterhalb des ersten Arbeitsraumes 6 befindet sich ein zweiter Arbeitsraum 7, der durch einen Trennkolben 8 ebenfalls in zwei Arbeitsvolumina geteilt wird, und zwar insbesondere in ein oberes, als Hydraulikvolumen ausgebildetes Arbeitsvolumen 7A und ein unteres, als Gasdruckspeichervolumen ausgebildetes Arbeitsvolumen 7B. Das Gasdruckspeichervolumen 7B ist dabei mit Stickstoffgas befüllt und mit einem Druck von etwa 30 bar beaufschlagt und mittels eines Trennkolbens 8, welcher in Dämpferlängsrichtung axial verschiebbar gelagert ist, gegenüber dem Hydraulikvolumen 7A abgedichtet. Das Gasdruckspeichervolumen 7B dient dabei, wie üblich bei gattungsgemäßen Ein-Rohr-Schwingungsdämpfern mit Gasdruckspeichervolumen, als Ausgleichsvolumen für das bei einer Einfederbewegung aus dem ersten Arbeitsraum 5 durch die Kolbenstange 4A verdrängte Volumen des Hydraulikmediums, wobei zum Volumenausgleich das im Gasdruckspeicher 7B aufgenommene Gas entsprechend komprimiert wird, da sich das Volumen des Gasdruckspeichers 7B bei zunehmenden Druck verkleinert.
Mittels der Dämpferventile 3A und 3B kann, bei diesem Ausführungsbeispiel, vorzugsweise in Abhängigkeit von einer Dämpfergeschwindigkeit bzw. in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der sich die Kolbenstange 4A in Dämpferlängsrichtung bewegt, ein Fluidstrom des hier nicht dargestellten Hydraulikmediums, mit dem der Schwingungsdämpfer 1 in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand befüllt ist, zwischen dem oberen Arbeitsvolumen 5A und dem unteren Arbeitsvolumen 5B eingestellt werden. Dabei ist zur Einstellung des Fluidstroms beim Einfedern bevorzugt das Dämpfer-Drosselventil 3A vorgesehen und zur Einstellung des Fluidstromes beim Ausfedern das Dämpfer-Rückschlagventil 3B, wobei jeweils mittels einer Veränderung des Fluidstromes eine Dämpferkraft verändert werden kann.
Dabei ist die sich einstellende Dämpferkraft umso größer, je geringer der sich ergebende Fluidstrom ist.
Der Arbeitskolben 4B und der Zusatzkolben 6 sind dabei jeweils fest mit der Kolbenstange 4A verbunden, so dass bei einer Einfederbewegung, das heißt, bei einer Abwärtsbewegung der Kolbenstange 4A, sich sowohl der erste Arbeitskolben 4B, als auch der zweite Arbeitskolben 6 nach unten in Richtung Dämpferboden bewegen und beim Ausfedern entsprechend nach oben.
Mit zunehmenden Hub der Kolbenstange 4A bzw. des ersten Arbeitskolbens 4B, das heißt mit zunehmenden Einfederweg, wird somit auch der zweite Arbeitskolben 6 zunehmend abwärts bewegt. Durch den kleineren Querschnitt des zweiten Arbeitsraumes 7, insbesondere im Bereich des oberen Arbeitsvolumens 7A bzw. des Hydraulikvolumens 7A steigt, sobald der zweite Arbeitskolben 6 in dem zweiten Arbeitsraum 7 eintaucht, die Dämpferkraft an. Durch den sich verjüngenden Querschnitt des zweiten Arbeitsraumes 7 insbesondere progressiv. Dabei ist in 1 gut der zusätzliche Bauraumbedarf für den Zusatzkolben und die daraus resultierende größere Einbaulänge erkennbar.
Ähnlich dem in 1 abgebildeten Ein-Rohr-Schwingungsdämpfer sind aus dem Stand der Technik bekannte Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer mit Zusatzkolben aufgebaut, wobei als Ausgleichsvolumen in der Regel das Volumen zwischen Innenrohr und Außenrohr dient, welches in der Regel ebenfalls mit einem gasförmigen, mit Druck beaufschlagten Medium gefüllt ist und über ein Bodenventil mit dem Arbeitsraum hydraulisch gekoppelt ist.
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10, welcher wie bei aus dem Stand der Technik bekannten Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfern in der Regel üblich, ein Dämpfergehäuse 12 mit einem Innenrohr 12A und einem Außenrohr 12B aufweist, welche konzentrisch zueinander angeordnet sind, wobei das Innenrohr 12A einen mit Hydraulikmedium füllbaren Arbeitsraum 15 umschließt, in welchem eine Arbeitskolbeneinrichtung 14 mit einer Kolbenstange 14A und einem Arbeitskolben 14D in Dämpferlängsrichtung L bewegbar ist. Der Arbeitskolben 14B teilt dabei den Arbeitsraum 15 in einen oberen Teil 15A sowie einen unteren Teil 15B auf. Im Arbeitskolben 14B sind bei einem erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10 ebenfalls vorzugsweise entsprechende Dämpferventile angeordnet, wie bei dem in 1 dargestellten Ein-Rohr-Schwingungsdämpfer 1, welche jedoch in den 2 bis 4 nicht erkennbar sind.
Der erfindungsgemäße Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10 weist ebenfalls einen mit einem gasförmigen Medium 13A gefüllten Ausgleichsraum 13 auf, dieser befindet sich jedoch nicht im Bodenbereich des Schwingungsdämpfers 10, wie bei dem in 1 dargestellten Ein-Rohr-Schwingungsdämpfer 1, sondern zwischen dem Innenrohr 12A und dem Außenrohr 12B. Das gasförmige Medium 13A ist dabei ebenfalls mit einem definierten Druck beaufschlagt.
Um das durch die Kolbenstange 14A beim Einfedern der Arbeitskolbeneinrichtung 14 verdrängte Volumen des Hydraulikmediums, welches hier nur schematisch im Ausgleichsraum 13 als Hydrauliksäule 13B dargestellt ist, auszugleichen, weist der erfindungsgemäße Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10, wie bei Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfern in der Regel üblich, ein Bodenventil 16 auf, über welches der Arbeitsraum 15, insbesondere der untere Teil 15B des Arbeitsraums 15, mit dem Ausgleichsraum 13, der sich außerhalb vom Innenrohr 12A in Dämpferlängsrichtung L erstreckt, hydraulisch gekoppelt ist.
Fährt in der Druckstufe, d. h. beim Einfedern, die Arbeitskolbeneinrichtung 14 ein, strömt ein Teil des verdrängten Hydraulikmediums aus dem unteren Arbeitsraum 15B durch das Bodenventil 16 in den Ausgleichsraum 13 und bildet die Hydrauliksäule 13B. Je nach Ausgestaltung des Bodenventils 16 kann dabei alternativ und/oder zusätzlich zu den hier nicht dargestellten, im Arbeitskolben 14B angeordneten Dämpferventilen eine zur Erzeugung einer Dämpferkraft erforderliche Druckdifferenz aufgebaut werden.
Beim Ausfedern, d. h. bei einer Aufwärtsbewegung der Arbeitskolbeneinrichtung 14, in der sogenannten Zugstufe, kann das die Hydrauliksäule 13B bildende Hydraulikmedium durch das Bodenventil 16 aus dem Ausgleichsraum 13 zurück in den unteren Teil 15B des Arbeitsraumes 15 strömen, wobei das mit dem definierten Druck vorgespannte gasförmige Medium 13A ähnlich der Rückstellkraft einer Feder für eine ausreichende Rückströmung des Hydraulikmediums in den unteren Teil 15B des Arbeitsraumes 15 sorgt. Das Bodenventil 16 ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Hydraulikmedium dabei mit der zur Erzeugung in der Zugstufe erforderlichen Dämpferkraft in den unteren Teil 15B des Arbeitsraumes 15 zurückströmen kann.
Im Unterschied zum einen aus dem Stand der Technik bekannten Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer ist bei dem erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10 im Ausgleichsraum 13, d. h. zwischen Innenrohr 12A und Außenrohr 12B, erfindungsgemäß zusätzlich ein erfindungsgemäßes Strömungswiderstandselement 17 angeordnet, vgl. insbesondere 3 und 4.
Das erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement 17 ist bei diesem Ausführungsbeispiel dabei im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und weist einen zylindermantelförmigen Grundkörper 17A auf, welcher durch einen Gummikörper 17A gebildet ist und den Zwischenraum zwischen Innenrohr 12A und Außenrohr 12B vollständig ausfüllt.
Der zylindermantelförmige Gummi-Grundkörper 17A des erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements 17 ist dabei von mehreren, bei diesem Ausführungsbeispiel gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, in Längsrichtung verlaufenden Strömungskanälen 18 durchzogen, welche bei diesem Ausführungsbeispiel jeweils als Durchgangskanäle ausgebildet sind und jeweils einen Querschnittsverlauf aufweisen, mit welchem eine progressive Dämpferkraftzunahme im Endlagenbereich erreicht wird. Über die Anzahl und Ausgestaltung der Strömungskanäle 18, insbesondere deren Querschnittsverlauf sowie deren Anzahl kann auf einfache Art und Weise ein gewünschter Strömungswiderstand bzw. und infolgedessen eine gewünschte Dämpferkraft eingestellt werden.
Für eine bessere Stabilität des Gummikörpers 17A sind an dessen oberer und unterer Stirnseite jeweils dünne, metallische Stützringe 17B angeordnet, insbesondere in Form von Stützblechen 17B. Mittels der bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Stützbleche 17B kann auf einfache Art und Weise die Steifigkeit des Strömungswiderstandselements 17 erhöht werden und ohne zusätzliche Maßnahmen eine Befestigungsmöglichkeit für im Strömungswiderstandselement 17 vorzusehende Dämpferventile geschaffen werden. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, die Stützringe 17B aus dünnen Metallblech herzustellen und den Gummikörper 17A an diese anzuvulkanisieren.
Das erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement 17 ist dabei insbesondere derart ausgebildet, dass es wie eine Abdichtung wirkt und somit verhindert, das Hydraulikmedium seitlich am Strömungswiderstandselement 17 vorbeiströmen kann, so dass das Hydraulikmedium zwingend durch die Strömungskanäle 18 geführt wird und in jedem Fall die gewünschte Dämpferkraftzunahme erreicht wird.
Bei dem dargestellten erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10 sind in dem erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselement 17 ferner am Eingang der Strömungskanäle 18 jeweils zusätzlich am unteren Ende der Strömungskanäle 18, d. h. an deren Eingang, jeweils weitere Dämpferventile 19 eingesetzt, welche durch das an der Unterseite des erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements 17 angeordnete Stützblech 17B gehalten werden. Die weiteren Dämpferventile 19 ermöglichen eine besonders gezielte Einstellung der Dämpferkraft, insbesondere eine besonders gezielte Einstellung der Dämpferkraftzunahme im Endlagenbereich.
Das erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement 17 ist dabei mittels eines Presssitzes im Ausgleichsraum 13 ortsfest fixiert, d. h. zwischen dem Innenrohr 12A und dem Außenrohr 12B eingeklemmt bzw. eingepresst, wobei dies insbesondere über den zylindermantelförmigen Gummi-Grundkörper 17A erreicht wird. Die Verwendung eines Gummikörpers als Grundkörper 17A ermöglicht eine besonders einfache, ortsfeste Fixierung des Strömungswiderstandselements 17 im Ausgleichsraum 13 und bietet zudem die Möglichkeit, auf einfache Art und Weise eine entsprechende Abdichtung sicherzustellen, da der Gummikörper 17A toleranzausgleichend wirkt. Darüber hinaus ist ein Gummi-Grundkörper 17A besonders kostengünstig in der Herstellung und kann auf vielfältigste Art und Weise ausgestaltet werden und erlaubt somit die Anpassung an unterschiedlichste Dämpfergehäusegeometrien und eignet sich daher insbesondere für den Einsatz in Schwingungsdämpfern 10 mit komplizierten Dämpfergehäusegeometrien wie beispielsweise Reifenfreigangsverprägungen 20 wie in diesem Fall.
Alternativ zu der vorbeschriebenen Fixierung des erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselements 17 im Ausgleichsraum 13 durch einen Presssitz kann das Strömungswiderstandselement 17 selbstverständlich auch durch Verkleben am Innenrohr 12A und/oder am Außenrohr 12B im Ausgleichsraum 13 fixiert werden. Ist der Grundkörper 17A aus Gummi, kann dieser auch am Innenrohr 12A und/oder am Außenrohr 12B anvulkanisiert werden, wobei jedoch aus Montagesicht ein Presssitz eine besonders einfache Möglichkeit der Fixierung des Strömungswiderstandselements 17 im Ausgleichsraum 13 darstellt.
Das erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement 17 ist dabei in vorteilhafter Weise derart im Ausgleichsraum 13 angeordnet, dass es sich von einem maximalen Ausfederhub bis zu einer Nulllage des Schwingungsdämpfers 10 hin oberhalb des Hydraulikmediums 13B befindet, d. h. oberhalb der Hydrauliksäule 13B und damit im Bereich des gasförmigen Mediums 13A.
Durch die Anordnung bzw. Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselement 17 derart, dass bis zu einer Nulllage des Schwingungsdämpfers 10 das Hydraulikmedium nicht bis zum Strömungswiderstandselement 17 reicht bzw. nicht bis in die Strömungskanäle 18, kann sichergestellt werden, dass das Strömungswiderstandselement 17 erst ab einem definierten Mindest-Einfederhub wirkt, wodurch sozusagen ein „Leerweg” realisiert werden kann.
Mit einem erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10 mit einem erfindungsgemäßen Strömungswiderstandselement 17 kann somit auf einfache Art und Weise auch bei einem Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer eine Endlagendämpfung, insbesondere eine progressiv zunehmende Endlagendämpfung realisiert werden, ohne die Einbaulänge des Dämpfers zu vergrößern, d. h. insbesondere ohne zusätzlichen Bauraumbedarf gegenüber einem herkömmlichen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer, da kein Zusatzkolben erforderlich ist.
Darüber hinaus wirkt bei diesem Ausführungsbeispiel das im Ausgleichsraum 13 angeordnete erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement 17 aufgrund seiner Ausgestaltung gesamtbiegesteifigkeitserhöhend, so dass durch das erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement 17 im Ausgleichsraum 13 nicht nur eine Dämpferkrafterhöhung, insbesondere eine progressive Endlagendämpfung erreicht werden kann, sondern ferner außerdem die Gesamtbiegesteifigkeit des Dämpfergehäuses 12 und somit des Schwingungsdämpfers 10 insgesamt erhöht werden kann, was insbesondere bei radführend eingesetzten Schwingungsdämpfern 10, insbesondere für Schwingungsdämpfer 10 von radführenden Federbeinen, vorteilhaft ist. Bei entsprechender Ausgestaltung des Strömungswiderstandselement kann in einigen Fällen so auf einfache Art und Weise eine Erhöhung der Gesamtbiegesteifigkeit des Dämpfergehäuses erreicht werden.
5 zeigt das erfindungsgemäße Strömungswiderstandselement aus dem vorbeschriebenen, erfindungsgemäßen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer 10 in Einzelteildarstellung in einem Perspektivschnitt, wobei in dieser Darstellung besonders gut der Strömungskanal 18 sowie die auf der oberen Stirnseite und der unteren Stirnseite angebrachten Stützbleche 17B sowie der an das Dämpfergehäuse 12 angepasste im Bereich der Verprägung 20 mit der Kontur 20' erkennbar ist. Am Eingang des in dieser Darstellung beispielhaft gezeigten, einzigen Strömungskanals 18 ist im Stützblech 17B ein hier nicht erkennbar dargestelltes Dämpferventil 19 eingesetzt, über welches die Dämpferkraftzunahme insbesondere der Öffnungsquerschnitt im Bereich des Eingangs des Strömungskanals 18 eingestellt werden kann.
Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere von konstruktiven Abwandlungen, von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Ein-Rohr-Schwingungsdämpfer aus dem Stand der Technik
2: Dämpfergehäuse
3A: Dämpfer-Drosselventil im Arbeitskolben
3B: Dämpfer-Rückschlagventil im Arbeitskolben
4: Arbeitskolbeneinrichtung
4A: Kolbenstange
4B: Arbeitskolben
5: erster Arbeitsraum
5A: oberes Arbeitsvolumen
5B: unteres Arbeitsvolumen
6: Zusatzkolben
7: zweiter Arbeitsraum
7A: Hydraulikvolumen
7B: Gasdruckspeichervolumen
8: Trennkolben
10: erfindungsgemäßer Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer
12: Dämpfergehäuse
12A: Innenrohr
12B: Außenrohr
13: Ausgleichsraum
13A: gasförmiges Medium im Ausgleichsraum
13B: Hydraulikmedium im Ausgleichsraum (Hydrauliksäule)
14: Arbeitskolbeneinrichtung
14A: Kolbenstange
14B: Arbeitskolben
15: Arbeitsraum
15A: oberer Teil des Arbeitsraums
15B: unterer Teil des Arbeitsraums
16: Bodenventil
17: erfindungsgemäßes Strömungswiderstandselement
17A: Gummi-Grundkörper
17B: Stützblech
18: Strömungskanal
19: weiteres Dämpferventil
20: Reifenfreigangsverprägung
20': an Reifenfreigangsverprägung angepasste Kontur

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 3434877 A1 [0004, 0005]
DE 102004054474 B3 [0004, 0005]
DE 102014202440 A1 [0004, 0007]

Claims

Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer (10) mit einer Endlagendämpfung für ein Fahrzeug, insbesondere für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, wobei der Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer (10) ein Dämpfergehäuse (12) mit einem Innenrohr (12A) und einem außerhalb vom Innenrohr (12A) angeordneten Außenrohr (12B), eine Arbeitskolbeneinrichtung (14) und wenigstens ein Dämpferventil (16) aufweist, wobei die Arbeitskolbeneinrichtung (14) innerhalb des Innenrohres (12A) in einem mit einem Hydraulikmedium befüllbaren Arbeitsraum (15) entlang einer Dämpferlängsachse (L) relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse (12) bewegbar ist, wobei ein Volumen zwischen dem Innenrohr (12A) und dem Außenrohr (12B) als Ausgleichsraum (13) dient und zumindest teilweise mit einem gasförmigen Medium befüllbar ist, und wobei der Arbeitsraum (15) und der Ausgleichsraum (13) mittels des Dämpferventils (16) hydraulisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Ausgleichsraum (13) ein Strömungswiderstandselement (17) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stömungswiderstandselement (17) derart ausgebildet und im Ausgleichsraum (13) angeordnet ist, dass es erst ab Erreichen eines definierten Mindest-Einfederhubs der Arbeitskolbeneinrichtung (14) dämpferkraftändernd wirkt, vorzugsweise dämpferkrafterhöhend.
Schwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) sich bei einem maximalen Ausfederhub der Arbeitskolbeneinrichtung (14) und/oder in einer Nulllage des Schwingungsdämpfers (10) in einem funktionsgemäßen Verwendungszustand des Schwingungsdämpfers (10) in einem Fahrzeug oberhalb des Hydraulikmediums befindet, wobei sich dabei vorzugsweise das gesamte Strömungswiderstandselement (17) oberhalb des Hydraulikmediums befindet.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandslement (17) den Zwischenraum in radialer Richtung zwischen Innenrohr (12A) und Außenrohr (12B) zumindest über einen Teil der Dämpferlänge vollständig ausfüllt.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist und vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindermantelförmigen Grundkörper (17A) aufweist.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) derart ausgebildet ist, dass es in einem funktionsgemäßen Einbauzustand im Schwingungsdämpfer (10) die Gesamtbiegesteifigkeit des Dämpfergehäuses (12) erhöht, vorzugsweise nennenswert.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) wenigstens einen, vorzugsweise in Dämpferlängsrichtung (L) verlaufenden Strömungskanal (18) aufweist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Strömungswiderstandselements (17) im Ausgleichsraum (13) eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers (10), vorzugsweise mit einem dämpferkraftändernden, insbesondere mit einem dämpferkrafterhöhend wirkenden Querschnittsverlauf, insbesondere mit einem progressiv dämpferkrafterhöhend wirkenden Querschnittsverlauf.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (17A) des Strömungswiderstandselements (17) ein Gummikörper ist oder Gummi enthält.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) an wenigstens einer Stirnseite des Grundkörpers (17A), vorzugsweise an einer Unterseite des Grundkörpers (17A), insbesondere an beiden Stirnseiten des Grundkörpers (17A), bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand im Ausgleichsraum (13) eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers (10) und auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers (10) in einem Fahrzeug, einen Stützring (17B) aufweist.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Strömungskanal (18) des Strömungswiderstandselements (17) und/oder an wenigstens einem Ende eines Strömungskanals (18) ein weiteres Dämpferventil (19) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) mittels eines Presssitzes ortsfest im Ausgleichsraum (13) fixiert ist.
Fahrzeug, insbesondere zweispuriges Fahrzeug, mit einem Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.
Strömungswiderstandselement (17) für einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer (10), insbesondere für einen Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer (10), der nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist, wobei der Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfer (10) ein Dämpfergehäuse (12) mit einem Innenrohr (12A) und einem außerhalb vom Innenrohr (12A) angeordneten Außenrohr (12B), eine Arbeitskolbeneinrichtung (14) und wenigstens ein Dämpferventil (16) aufweist, wobei die Arbeitskolbeneinrichtung (14) innerhalb des Innrohres (12A) in einem mit einem Hydraulikmedium befüllbaren Arbeitsraum (15) entlang einer Dämpferlängsachse (L) relativ gegenüber dem Dämpfergehäuse (12) bewegbar ist, wobei ein Volumen zwischen dem Innenrohr (12A) und dem Außenrohr (12B) als Ausgleichsraum (13) dient und zumindest teilweise mit einem gasförmigen Medium befüllbar ist, und wobei der Arbeitsraum (15) und der Ausgleichsraum (13) mittels des Dämpferventils (16) hydraulisch miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) zur Anordnung im Ausgleichsraum (13) zwischen Innenrohr (12A) und Außenrohr (12B) ausgebildet ist.
Strömungswiderstandselement (17) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) dazu ausgebildet ist, in einem zugehörigen Schwingungsdämpfer (10) den Zwischenraum in radialer Richtung zwischen Innenrohr (12A) und Außenrohr (12B) zumindest über einen Teil der Dämpferlänge vollständig auszufüllen.
Strömungswiderstandselement (17) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist und vorzugsweise einen im Wesentlichen zylindermantelförmigen Grundkörper (17A) aufweist.
Strömungswiderstandselement (17) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) derart ausgebildet ist, dass es in einem funktionsgemäßen Einbauzustand im Schwingungsdämpfer (10) eine Erhöhung der Gesamtbiegesteifigkeit des Dämpfergehäuses (12) bewirkt, vorzugsweise eine nennenswerte Erhöhung der Gesamtbiegesteifigkeit.
Strömungswiderstandselement (10) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) wenigstens einen, vorzugsweise in Dämpferlängsrichtung (L) verlaufenden Strömungskanal (18) aufweist, bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Strömungswiderstandselements (17) im Ausgleichsraum (13) eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers (10), vorzugsweise mit einem dämpferkraftändernden, insbesondere mit einem dämpferkrafterhöhend wirkenden Querschnittsverlauf, insbesondere mit einem progressiv dämpferkrafterhöhend wirkenden Querschnittsverlauf.
Strömungswiderstandselement (17) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (17A) des Strömungswiderstandselements (17) ein Gummikörper (17A) ist oder Gummi enthält.
Strömungswiderstandselement (17) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Strömungswiderstandselement (17) an wenigstens einer Stirnseite des Grundkörpers (17A), vorzugsweise an einer Unterseite des Grundkörpers (17A), insbesondere an beiden Stirnseiten des Grundkörpers (17A), bezogen auf einen funktionsgemäßen Einbauzustand im Ausgleichsraum (13) eines Zwei-Rohr-Schwingungsdämpfers (10) und einen funktionsgemäßen Einbauzustand des Schwingungsdämpfers (10) in einem Fahrzeug, einen Stützring (17B) aufweist.
Strömungswiderstandselement (17) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Strömungskanal (18) des Strömungswiderstandselements (17) und/oder an wenigstens einem Ende eines Strömungskanals (18) ein Dämpferventil (19) angeordnet ist.