DE102016225341B4

DE102016225341B4 - Hydraulischer Doppelrohr-Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE102016225341B4
Application number: DE102016225341.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Wittstadt; Elke Almassy
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2036-12-17
Also published as: DE102016225341A1; CN211901416U; WO2018108419A1

Abstract

Hydraulischer Doppelrohr-Stoßdämpfer mit einem Innenrohr (1) und einem dieses umgebenden Außenrohr (2) und einem im Innenrohr (1) verschiebbar angeordneten und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, der den Innenraum des Innenrohres (1) in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt und in dem eine oder mehrere die erste Arbeitskammer und die zweite Arbeitskammer verbindende Drosselöffnungen ausgebildet sind, wobei die Kolbenstange durch die zweite Arbeitskammer geführt und abgedichtet aus einem Ende des Außenrohres (2) herausgeführt ist, wobei der Innenraum des Innenrohres (1) und ein Teil des zwischen Außenrohr (2) und Innenrohr (1) gebildeten Außenraumes (3) mit einer Dämpfflüssigkeit und der Rest des Außenraumes (3) mit Gas gefüllt ist und wobei ein Bodenventil (5) in einem die erste Arbeitskammer an ihrem der Kolbenstange abgewandten Ende verschließenden Boden (4) angeordnet ist, durch das die erste Arbeitskammer mit einem sich an den Boden (4) anschließenden Zwischenraum (6) verbindbar ist, der wiederum mit dem Außenraum (3) verbunden ist, wobei der sich an den Boden (4) anschließenden Zwischenraum (6) über einen Zulauf mit dem Außenraum (3) verbunden ist, der sich über einen radial umlaufenden Bereich des Bodens (4) von <180° erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (4) von einem Teilring (9) umschlossen ist oder ein Teilring (9) axial an dem Boden (4) dicht in Anlage ist, wobei der Teilring (9) sich über einen radial umlaufenden Bereich von >180° erstreckt und zwischen seinen in Umlaufrichtung gerichteten Enden eine Zulauflücke (13) aufweist sowie radial innen an der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche des Bodens (4) oder des Innenrohres im Bereich des Bodens in Anlage ist und eine radiale Erstreckung zur radial umlaufenden inneren Mantelfläche des Außenrohres (2) aufweist, und wobei der Teilring (9) mit radial nach innen gerichteter federnder Vorspannung an der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche des Bodens (4) oder des Innenrohres im Bereich des Bodens in Anlage ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Doppelrohr-Stoßdämpfer mit einem Innenrohr und einem dieses umgebenden Außenrohr und einem im Innenrohr verschiebbar angeordneten und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, der den Innenraum des Innenrohres in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt und in dem eine oder mehrere die erste Arbeitskammer und die zweite Arbeitskammer verbindende Drosselöffnungen ausgebildet sind, wobei die Kolbenstange durch die zweite Arbeitskammer geführt und abgedichtet aus einem Ende des Außenrohres herausgeführt ist, wobei der Innenraum des Innenrohres und ein Teil des zwischen Außenrohr und Innenrohr gebildeten Außenraumes mit einer Dämpfflüssigkeit und der Rest des Außenraumes mit Gas gefüllt ist und wobei ein Bodenventil in einem die erste Arbeitskammer an ihrem der Kolbenstange abgewandten Ende verschließenden Boden angeordnet ist, durch das die erste Arbeitskammer mit einem sich an den Boden anschließenden Zwischenraum verbindbar ist, der wiederum mit dem Außenraum verbunden ist. Diese sind beispielsweise aus den Druckschriften DE1 702 380 U , DE 1 775 687 B , US 6 334 516 B1 , DE 10 2008 040 210 A1 , DE 41 27 453 C1 , US 2014 0 318 908 A1 oder DE 20 2006 004 598 U1 bekannt.
Derartige hydraulische Doppelrohr-Stoßdämpfer werden in den unterschiedlichsten Einbaulagen zwischen einer vertikalen und einer horizontalen Einbaulage eingebaut und müssen in allen Einbaulagen voll funktionsfähig sein. Die bedeutet auch, dass kein Gas aus dem einen Ausgleichsraum bildenden Außenraum in den Innenraum des Innenrohres gelangen darf, da sonst die Dämpfungswirkung des Doppelrohr-Stoßdämpfers stark beeinträchtigt wird.
Bei im Wesentlichen senkrechter Einbaulage ist der Bereich des Bodenventils, des sich an den Boden anschließenden Zwischenraums und des unteren Teils des Außenraumes immer mit der Dämpfflüssigkeit gefüllt, so dass beim Ausfahren der Kolbenstange nur Dämpfflüssigkeit über das Bodenventil in die erste Arbeitskammer gelangt. Ist die Einbaulage aber im Wesentlichen horizontal, ist es möglich, dass sich auch Gas im sich an den Boden anschließenden Zwischenraum befindet und mit Dämpfflüssigkeit zusammen über das Bodenventil in die erste Arbeitskammer gelangen kann. Dadurch wird aber die Dämpfungswirkung des Doppelrohr-Stoßdämpfers stark beeinträchtigt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen hydraulischen Doppelrohr-Stoßdämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch bei einer von einer senkrechten Lage abweichenden Einbaulage ein derartiges Eintreten von Gas in die erste Arbeitskammer zumindest weitgehend vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen gemäß dem Patentanspruch 1 ausgebildeten Doppelrohr-Stoßdämpfer gelöst.
Durch diese Ausbildung ist ein Zufluss von Dämpfungsflüssigkeit aus dem Außenraum in den sich an den Boden anschließenden Zwischenraum nur im Bereich des Zulaufs möglich. Bei einer Neigung des Doppelroh-Stoßdämpfers, bei der der Zulauf sich im unteren Bereich des sich an den Boden anschließenden Zwischenraums befindet, ist auch dann der Zulauf von Dämpfflüssigkeit bedeckt und es gelangt nur Dämpfflüssigkeit aber kein Gas in den sich an den Boden anschließenden Zwischenraum und von dort über das Bodenventil in die erste Arbeitskammer. Eine Beeinträchtigung der Dämpfungswirkung des Doppelrohr-Stoßdämpfers wird somit zumindest weitgehend vermieden. Da der Teilring mit radial nach innen gerichteter federnder Vorspannung an der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche des Bodens oder des Innenrohres im Bereich des Bodens in Anlage ist, so wird bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange Dämpfflüssigkeit aus dem sich an den Boden anschließenden Zwischenraum über das Bodenventil in die erste Arbeitskammer eingesaugt. Diese Saugströmung zieht den Teilring mit seiner radial inneren umlaufenden Fläche fest an die radial umlaufende äußere Mantelfläche des Bodens oder des Innenrohres im Bereich des Bodens. Dadurch wird der Teilring gegenüber der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche des Bodens oder des Innenrohres im Bereich des Bodens abgedichtet. Dabei fließt aus dem Außenraum Dämpfflüssigkeit nur über die Zulauflücke in den sich an den Boden anschließenden Zwischenraum nach.
Der sich an den Boden anschließende Zwischenraum kann von einem Ring umschlossen sein, der axial mit seinem einen Ende an dem Boden und mit seinem anderen Ende an einem Verschluss des Außenrohres in Anlage ist und in dem radial der Zulauf ausgebildet ist.
Vorzugsweise erstreckt sich der Zulauf über einen radial umlaufenden Bereich zwischen 110° und 50°.
Vorzugsweise erstreckt sich der Teilring über einen radial umlaufenden Bereich zwischen 250° und 310°, insbesondere über einen Bereich zwischen 270° und 290°.
Je größer der radial umlaufende Bereich sich erstreckt und damit geringer die Zulauföffnung ist, umso geringer ist die Gefahr, dass Gas in den sich an den Boden anschließenden Zwischenraum und von dort über das Bodenventil in die erste Arbeitskammer gelangen kann.
Bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange wird Dämpfflüssigkeit und mit ihr ggf. in der ersten Arbeitskammer vorhandenes Gas aus der ersten Arbeitskammer über das Bodenventil in den sich an den Boden anschließenden Zwischenraum gepresst, so dass in dem sich an den Boden anschließenden Zwischenraum ein erhöhter Druck entsteht. Dieser Druck wirkt auf die Innenfläche des Teilrings und weitet diesen um ein solches geringes Maß auf, wie es das radiale Spiel zwischen der radial umlaufenden Außenfläche des Teilrings und der zylindrischen Innenfläche des Außenrohres zulässt. Durch den dabei zwischen der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche des Bodens oder des Innenrohres im Bereich des Bodens und der Innenfläche des Teilrings entstehenden Spalt kann mit der aus der ersten Arbeitskammer in den sich an den Boden anschließenden Zwischenraum strömenden Dämpfflüssigkeit sich in diesem Zwischenraum angesammeltes Gas in den Außenraum abströmen. Die abströmende Dämpfflüssigkeit reißt dabei das Gas mit, so dass eine besonders gute Ableitung von in dem Zwischenraum sich angesammeltem Gas erfolgt.
Zur Erzeugung der radial nach innen gerichteten federnden Vorspannung kann der Teilring an seinen Ringenden Federansätze aufweisen, die an entsprechenden Ausnehmungen des Bodens mit in Umfangsrichtung des Teilrings zueinander gerichteter Federspannung angreifen.
Es ist auch möglich, dass der Teilring aus einem Elastomer besteht oder als geschlitzter Metallring ausgebildet ist, der eine Aufweitung während der Einfahrbewegung der Kolbenstange erlaubt, bei der Ausfahrbewegung jedoch wieder abdichtet.
Zur axialen Positionierung des Teilrings kann der Teilring radial nach innen gerichtete Abstützarme aufweisen, die am Umfang des Teilrings verteilt angeordnet sind und mit denen der Teilring axial an dem Boden in Anlage ist.
Ein Verdrehen des Teilrings aus seiner Einbaulage kann dadurch vermieden werden, dass die Abstützarme in weitere radial gerichtete Ausnehmungen ragen.
Der Doppelrohr-Stoßdämpfer weist vorzugsweise eine von einer senkrechten Einbaulage abweichende Einbaulage, insbesondere eine horizontale Einbaulage, auf und der Zulauf oder die Zulauflücke ist in der Einbaulage nach unten gerichtet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

1 eine Seitenansicht des unteren Endbereichs eines hydraulischen Doppelrohr-Stoßdämpfers
2 eine perspektivische Ansicht des unteren Endbereichs eines hydraulischen Doppelrohr-Stoßdämpfers nach 1
3 eine untere Stirnansicht des Bereichs eines Bodens eines Innenrohres des Doppelrohr-Stoßdämpfers nach 1 mit einem Teilring
4 eine perspektivische untere Stirnansicht des Bereichs des Bodens eines Innenrohres des Doppelrohr-Stoßdämpfers nach 1 mit einem Teilring
5 eine perspektivische Ansicht des Teilrings des Doppelrohr-Stoßdämpfers nach 1.

Der dargestellte hydraulische Doppelrohr-Stoßdämpfer weist ein Innenrohr 1 auf, das von mit radialem Abstand koaxial von einem Außenrohr 2 umschlossen ist, so dass zwischen Innenrohr 1 und Außenrohr 2 ein ringartiger Außenraum 3 gebildet ist. In dem Innenraum des Innenrohres 1 ist nicht dargestellt ein Kolben verschiebbar angeordnet, der mit einer Kolbenstange verbunden ist. Der Kolben unterteilt den Innenraum des Innenrohres 1 in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer und weist eine oder mehrere die erste Arbeitskammer und die zweite Arbeitskammer verbindende Drosselöffnungen auf. Dabei ist die Kolbenstange durch die zweite Arbeitskammer geführt und ragt abgedichtet aus dem oberen Ende des Außenrohres 2 heraus.
Der Innenraum des Innenrohres 1 sowie ein Teil des Außenraums 3 sind mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllt. Der Rest des Außenrohres ist mit einem Gas wie z.B. Luft gefüllt.
Das untere Ende des Innenrohres 1 ist durch einen Boden 4 verschlossen, in dem ein Bodenventil 5 angeordnet ist, durch das die erste Arbeitskammer mit einem Zwischenraum 6 verbindbar ist, der zwischen dem Boden 4 und einem dazu parallelen Verschluss 7 des über das Ende des Innenrohres 1 hinausragenden Außenrohres 2 gebildet ist.
Der Boden 4 besitzt an seinem äußeren Umfang verteilt axial bis zum Verschluss 7 ragende Vorsprünge 11 auf, zwischen denen radial gerichtete Ausnehmungen 10 gebildet sind.
An der äußeren Seite des Verschlusses 7 ist ein Anschlussgelenk 8 angeordnet. An dem Boden 4 ist ein sich über 280° radial umlaufender Teilring 9 axial abgestützt und umschließt mit einem Teil seiner Länge den Boden 4, wobei der Teilring 9 sich radial mit geringem Spiel zwischen der radial umlaufenden Mantelfläche des Bodens 4 und der radial umlaufenden inneren Mantelfläche des Außenrohres 2 erstreckt und axial an dem Verschluss 7 dicht in Anlage ist.
Zwischen den Ringenden des Teilrings 9 ist eine Zulauflücke 13 gebildet, über die der Zwischenraum 6 mit dem Außenraum 3 in Verbindung steht.
In die Ausnehmungen 10 ragen radial nach innen gerichtete Abstützarme 11 des Teilrings 9, die sich axial an dem Boden 4 abstützen.
An seinen Ringenden weist der Teilring 9 radial nach innen ragende Federansätze 12 auf, die hakenartig in Ausnehmungen 10` des Bodens 4 ragen und mit in Umfangsrichtung des Teilrings 9 zueinander gerichteter Federspannung an den Seitenwänden der Ausnehmungen 10' angreifen. Dadurch wird der federelastische Teilring 9 mit seiner inneren radial umlaufenden Mantelfläche in Anlage an die radial umlaufenden Mantelfläche des Bodens 4 gezogen.
In der Einbaulage befindet sich der Doppelrohr-Stoßdämpfer in einer von der Senkrechten abweichenden Lage, insbesondere in einer zumindest annähernd horizontalen Lage. Dabei ist die Zulauflücke 13 nach unten gerichtet, so dass der Zwischenraum 6 immer mit Dämpfflüssigkeit aus dem Außenraum 3 gefüllt ist.
Der Teilring 9 ist in seiner Einbaulage fixiert, damit er im Betrieb des Doppelrohr-Stoßdämpfers in dieser Einbaulage verbleibt. Dazu kann eine nicht dargestellte formschlüssige Positionierung zwischen Teilring 9 und Außenrohr 2 vorhanden sein.
Bezugszeichenliste

1: Innenrohr
2: Außenrohr
3: Außenraum
4: Boden
5: Bodenventil
6: Zwischenraum
7: Verschluss
8: Anschlussgelenk
9: Teilring
10: Ausnehmungen
10': Ausnehmungen
11: Abstützarme
12: Federansätze
13: Zulauflücke

Claims

Hydraulischer Doppelrohr-Stoßdämpfer mit einem Innenrohr (1) und einem dieses umgebenden Außenrohr (2) und einem im Innenrohr (1) verschiebbar angeordneten und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, der den Innenraum des Innenrohres (1) in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt und in dem eine oder mehrere die erste Arbeitskammer und die zweite Arbeitskammer verbindende Drosselöffnungen ausgebildet sind, wobei die Kolbenstange durch die zweite Arbeitskammer geführt und abgedichtet aus einem Ende des Außenrohres (2) herausgeführt ist, wobei der Innenraum des Innenrohres (1) und ein Teil des zwischen Außenrohr (2) und Innenrohr (1) gebildeten Außenraumes (3) mit einer Dämpfflüssigkeit und der Rest des Außenraumes (3) mit Gas gefüllt ist und wobei ein Bodenventil (5) in einem die erste Arbeitskammer an ihrem der Kolbenstange abgewandten Ende verschließenden Boden (4) angeordnet ist, durch das die erste Arbeitskammer mit einem sich an den Boden (4) anschließenden Zwischenraum (6) verbindbar ist, der wiederum mit dem Außenraum (3) verbunden ist, wobei der sich an den Boden (4) anschließenden Zwischenraum (6) über einen Zulauf mit dem Außenraum (3) verbunden ist, der sich über einen radial umlaufenden Bereich des Bodens (4) von <180° erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (4) von einem Teilring (9) umschlossen ist oder ein Teilring (9) axial an dem Boden (4) dicht in Anlage ist, wobei der Teilring (9) sich über einen radial umlaufenden Bereich von >180° erstreckt und zwischen seinen in Umlaufrichtung gerichteten Enden eine Zulauflücke (13) aufweist sowie radial innen an der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche des Bodens (4) oder des Innenrohres im Bereich des Bodens in Anlage ist und eine radiale Erstreckung zur radial umlaufenden inneren Mantelfläche des Außenrohres (2) aufweist, und wobei der Teilring (9) mit radial nach innen gerichteter federnder Vorspannung an der radial umlaufenden äußeren Mantelfläche des Bodens (4) oder des Innenrohres im Bereich des Bodens in Anlage ist.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich an den Boden (4) anschließende Zwischenraum (6) von einem Ring umschlossen ist, der axial mit seinem einen Ende dicht an dem Boden und mit seinem anderen Ende dicht an einem Verschluss (7) des Außenrohres (2) in Anlage ist und in dem radial der Zulauf ausgebildet ist.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Zulauf über einen radial umlaufenden Bereich zwischen 110° und 50° erstreckt.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Teilring (9) über einen radial umlaufenden Bereich zwischen 250° und 310° erstreckt.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilring (9) an seinen Ringenden Federansätze (12) aufweist, die an entsprechenden Ausnehmungen (10) des Bodens (4) mit in Umfangsrichtung des Teilrings (9) zueinander gerichteter Federspannung angreifen.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilring (9) radial nach innen gerichtete Abstützarme (11) aufweist, die am Umfang des Teilrings (9) verteilt angeordnet sind und mit denen der Teilring (9) axial an dem Boden (4) in Anlage ist.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützarme (11) in weitere radial gerichtete Ausnehmungen (10') des Bodens (4) ragen.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Doppelrohr-Stoßdämpfer eine von einer senkrechten Einbaulage abweichende Einbaulage aufweist und der Zulauf oder die Zulauflücke (13) in der Einbaulage nach unten gerichtet ist.
Doppelrohr-Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbaulage eine horizontale Lage ist.