DE102018206840A1

DE102018206840A1 - Schwingungsdämpfer mit verstellbarem Dämpfventil

Info

Publication number: DE102018206840A1
Application number: DE102018206840.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Manger; Lukas RUHMANN; Stefan Schmitt; Manuel Gumpert; Thomas Solf; Bernd Zeissner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-05-03
Filing date: 2018-05-03
Publication date: 2019-11-07
Also published as: CN112119239B; US20210054900A1; WO2019211215A1; CN112119239A; US11692606B2

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend mindestens ein verstellbares Dämpfventil, das ein äußeres Gehäuse aufweist, das mit einem Ende eines äußeren Behälter des Schwingungsdämpfers verbunden ist, wobei eine Längsachse des verstellbaren Dämpfventils und eine Längsachse des Schwingungsdämpfers parallel verlaufen, wobei das äußere Gehäuse des verstellbaren Dämpfventils eine Klemmfläche für ein Achsanschlussteil aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit verstellbarem Dämpfventil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem Schwingungsdämpfer mit verstellbarem Dämpfventil tritt sehr häufig ein Bauraumproblem auf, insbesondere wenn der Schwingungsdämpfer mit einer Luftfeder kombiniert wird oder als ein Federbein mit einem Federteller für eine Tragfeder ausgeführt ist. Grundsätzlich könnte man das verstellbare Dämpfventil auch als ein Kolbenventil ausgestalten. Immer häufiger soll jedoch für beide Bewegungsrichtungen des Schwingungsdämpfers ein separat einstellbares Dämpfventil vorhanden sein. Insbesondere dann tritt ein Bauraumproblem auf.
Die DE 40 07 261 A1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft, bei dem das verstellbare Dämpfventil bodenseitig am Ende eines äußeren Behälterrohres angebracht ist. In der Darstellung der 1 der DE 40 07 261 A1 ist das Dämpfventil in einer Schnittdarstellung gezeigt. Darin ist erkennbar, dass das bodenseitige verstellbare Dämpfventil zumindest teilweise von dem äußeren Behälterrohr aufgenommen ist. Lediglich der Bereich einer Magnetspule ragt aus dem Behälterrohr und wird von einer Kappe geschützt. Aus der 1 geht nicht hervor, wie der Schwingungsdämpfer mit einer Achse verbunden ist.
In der Ausführung gemäß der DE 198 15 214 A1 nimmt das äußere Behälterrohr das verstellbare Dämpfventil auf und verfügt auch über ein Anschlussorgan (3). Die Variante nach 2 zeigt ein Ventilgehäuse, das mit dem Behälterrohr verbunden ist. An einer Stirnseite des Ventilgehäuses ist ein Ringgelenk für die Anbindung an eine Fahrzeugachse befestigt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schwingungsdämpfer mit einem bodenseitig angeordneten verstellbaren Dämpfventil derart weiter zu entwickeln, dass der Schwingungsdämpfer auch mit einem aufgepressten Anschlussteil mit einer Fahrzeugachse verbindbar ist.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Längsachse des verstellbaren Dämpfventils und eine Längsachse des Schwingungsdämpfers parallel verlaufen, wobei das äußere Gehäuse des verstellbaren Dämpfventils eine Klemmfläche für ein Achsanschlussteil aufweist.
Der von dem Achsanschlussteil eingefasste Bauraum dient als Aufnahme für das verstellbare Dämpfventil. Dabei ist die Wandung des Gehäuses derart dimensioniert, dass die auftretenden Kräfte sicher aufgenommen werden können. Aufgrund der Ausrichtung der Längsachse kann das Gehäuse von einem rohrförmigen Grundkörper gebildet werden, der sich vergleichsweise einfach und kostengünstig herstellen lässt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist das äußere Gehäuse einen axialen Anschlag für das Achsanschlussteil auf. Damit über das äußere Gehäuse eine Sicherheitsfunktion für den Achsanschluss.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist das äußere Gehäuse mit dem äußeren Behälterrohr verschweißt, wobei eine Schweißnaht rückseitig zum axialen Anschlag für das Achsanschlussteil ausgeführt ist. Mit der Schweißnaht wird die Wandstärke des Anschlags aufgefüttert, so dass dieser eine noch größere Stabilität erhält.
Damit das Achsanschlussteil eine einfache Geometrie aufweist und eine günstige Krafteinleitung ausgehend vom Achsanschlussteil auf das Gehäuse vorliegt, weist das Gehäuse einen radialen Einzug auf, in den eine Kappe des verstellbaren Dämpfventils eingreift. Die Kappe wird von den Kräften, die auf das Achsanschlussteil einwirken, nicht belastet. Folglich kann die Kappe als eine einfache Kunststoffkappe ausgeführt sein.
Zusätzlich wird die Kappe dadurch geschützt, indem das Achsanschlussteil einen ringförmigen Boden aufweist, der einen Teil der Kappe abdeckt.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das verstellbare Dämpfventil von einem Klemmring gehalten wird, über dessen axiale Vorspannung das verstellbare Dämpfventil auf einen Absatz des äußeren Gehäuses fixiert wird. Dadurch kann das gesamte verstellbare Dämpfventil unabhängig von den anderen Bauteilen des Schwingungsdämpfers vormontiert werden.
Im Hinblick auf eine optimierte Bauraumausnutzung bildet eine Rückseite des Absatzes eine Stützfläche für einen Bodenventilkörper des Schwingungsdämpfers. Darüber lässt sich eine Verspannungskette mit einem inneren Zylinder und einer Kolbenstangenführung realisieren, sodass eine einfache Verschlusstechnik für den äußeren Behälter ausführbar ist.
Für eine optimale Strömungsführung des im Schwingungsdämpfer befindlichen Dämpfmediums weist der Bodenventilkörper eine zentrale Durchgangsöffnung zwischen einem Arbeitsraum und dem verstellbaren Dämpfventil auf. Aufwändige Kanalführungen für den Anschluss des Arbeitsraums entfallen.
In diesem Zusammenhang ist eine Anschlagscheibe für ein Rückschlagventil über einen Hülsenabschnitt durch die Durchgangsöffnung mit dem Bodenventilkörper verbunden. Der Hülsenabschnitt kann somit einen Hohlniet für die Befestigung der Anschlagscheibe bilden.
Ein weiterer Schritt für eine einfache Anbindung des Arbeitsraums an das verstellbare Dämpfventil besteht darin, dass der Bodenventilkörper einen Stutzen aufweist, der eine Strömungs- und eine Halteverbindung mit dem verstellbaren Dämpfventil aufweist.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:

1 Schnittdarstellung durch einen Schwingungsdämpfer
2 Teilansicht zur 1

Die 1 zeigt einen vollständigen Schnitt durch einen Schwingungsdämpfer 1, der eine axial bewegliche Kolbenstange 3 mit einem Kolben 5 in einem inneren Zylinder 7 aufweist. Der Kolben 5 kann optional mit Dämpfventilen bestückt sein und unterteilt den Zylinder 7 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9; 11. Der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 9 wird endseitig von einer Kolbenstangenführung 13 verschlossen. Sowohl der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 9 wie auch der kolbenstangenferne Arbeitsraum 11 sind vollständig mit einem in der Regel hydraulischen Dämpfmedium gefüllt.
Der innere Zylinder 7 kann eine Überströmöffnung 15 aufweisen, die den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 mit einer Fluidverbindung 17 zu einem verstellbaren Dämpfventil 19 verbindet. Die Fluidverbindung 17 wird von einem Zwischenrohr 21 gebildet, das auf einer äußeren Mantelfläche des inneren Zylinders 7 dichtend aufgepresst ist. Der innere Zylinder 7 sowie das Zwischenrohr 21 werden von einem äußeren Behälter 23 eingehüllt, der sich von der Kolbenstangenführung 13 bis zum gegenüberliegenden Ende erstreckt. Auf dem äußeren Behälterrohr können Anbauteile wie z. B. ein Federteller 25 oder das verstellbare Dämpfventil 19 fixiert sein.
Das der Kolbenstangenführung 13 abgewandte Ende des inneren Zylinders 7 und des äußeren Behälters 23 wird von einem Gehäuse 27 für ein verstellbares Dämpfventil 29 verschlossen. Das Dämpfventil 19 dient nur zur Demonstration der beengten Bauräume, wenn zwei Dämpfventile am äußeren Behälter angeordnet werden sollten. Grundsätzlich ist die Erfindung auch sinnvoll anwendbar, wenn nur das verstellbare Dämpfventil 29 eingesetzt werden soll.
Wie insbesondere aus der 2 ersichtlich ist, verlaufen eine Längsachse 31 des verstellbaren Dämpfventils 29 und eine Längsachse 33 des Schwingungsdämpfers 1 parallel. Parallel verlaufen kann selbstverständlich auch deckungsgleich bedeuten.
Das äußere Gehäuse 27 des verstellbaren Dämpfventils 29 weist eine Klemmfläche 35 für ein Achsanschlussteil 37 auf. In diesem konkreten Fall handelt es sich um eine Gabel mit einer geschlitzten Klemmhülse 39, die von einer nicht dargestellten Spannschraube auf die Klemmfläche 35 vorgespannt wird. Diese Form der Befestigung eines Achsanschlussteils 37 ist beispielsweise aus der DE 198 15 215 A1 bekannt.
Zur definierten Positionierung für das Achsanschlussteil 37 in Längsrichtung weist das äußere Gehäuse 27 einen axialen Anschlag 41 auf, der von einem umlaufenden Bund 43 gebildet wird.
Das äußere Gehäuse 29 ist mit dem äußeren Behälterrohr 23 wiederum mittels einer Schweißnaht 45 verbunden und bildet damit eine Verlängerung des äußeren Behälters 23. Die Schweißnaht 45 ist dabei rückseitig zum axialen Anschlag 41 für das Achsanschlussteil 37 ausgeführt und verstärkt damit den axialen Anschlag 41.
Das Gehäuse 27 weist eine rohrförmige Grundform mit einem radialen endseitigen Einzug 47 auf, in den eine Kappe 49 des verstellbaren Dämpfventils 29 eingreift. Der dadurch entstandene Freiraum für die Kappe 49 ermöglicht eine einfache zylindrische Klemmfläche 51 am Achsanschlussteil 37. Eine innenseitige Durchmesservergrößerung am Achsanschlussteil 37 erübrigt sich dadurch.
Zusätzlich weist das Achsanschlussteil 37 einen ringförmigen Boden 53 auf, der einen Teil der Kappe 49 abdeckt. Damit wird das verstellbare Dämpfventil 29 weitestgehend gegen äußere mechanische Einwirkungen geschützt. Die Kappe 49 ist wiederum mittels einer Dichtung 55 zum Gehäuse 27 abgedichtet, so dass auch keine Feuchtigkeit in das verstellbare Dämpfventil 29 eindringen kann. Der konstruktive Aufbau des verstellbaren Dämpfventils 29 ist untergeordnet. Die Darstellung ist lediglich beispielhaft anzusehen. Hinsichtlich des konkreten Aufbaus und der Funktionsweise wird auf die DE 10 2015 200 348 A1 verwiesen.
Die ortsfesten Bauteile des verstellbaren Dämpfventils 29 werden von einem Klemmring 57 gehalten, über dessen axiale Vorspannung das verstellbare Dämpfventil 29 auf einen Absatz 59 des äußeren Gehäuses 27 fixiert wird. Der Klemmring 57 wird in diesem Beispiel von einem Schraubring gebildet. Alternativ könnte man auch einen Pressring einsetzen.
Eine Rückseite des Absatzes 59 bildet eine Stützfläche 61 für einen Bodenventilkörper 63 des Schwingungsdämpfers 1 bildet. Die Stützfläche 61 verfügt über eine konische Grundform, so dass sich der Bodenventilkörper 63 bei der Montage selbsttätig zentriert.
Der Bodenventilkörper 63 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 65 zwischen dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 und dem verstellbaren Dämpfventil 29 auf. Damit wird eine direkte Anströmung des verstellbaren Dämpfventils 29 gefördert und Strömungsgeräusche minimiert.
Der Bodenventilkörper 63 ist Bestandteil eines Rückschlagventils 67, das bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange 3 Dämpfmedium aus einem Ausgleichsraum 69 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 nachströmen lässt. Dafür verfügt der Bodenventilkörper 63 auf einem Teilkreis über Durchgangskanäle 71, die von einer Ventilscheibe 73 in Verbindung mit mindestens einer Schließfeder 75 den beweglichen Teil des Rückschlagventils 67 bildet. Eine Anschlagscheibe 77 für das Rückschlagventil 67 zur Begrenzung der Abhubbewegung der mindestens einen Ventilscheibe 73 ist über einen Hülsenabschnitt 79 durch die Durchgangsöffnung 65 mit dem Bodenventilkörper 63 formschlüssig nietähnlich verbunden. Folglich kann das Bodenventil bzw. das Rückschlagventil 67 unabhängig von dem verstellbaren Dämpfventil 29 vormontiert werden.
Zur Verbindung zwischen dem Bodenventilkörper 63 und dem verstellbaren Dämpfventil 29 weist der Bodenventilkörper 63 einen Stutzen 81 auf, der eine Strömungs- und eine Halteverbindung mit dem verstellbaren Dämpfventil 29 eingeht.
Die Montage des Schwingungsdämpfers 1 entspricht im Wesentlichen den Grundsätzen einen konventionellen Schwingungsdämpfers ohne verstellbarem Dämpfventil 29, da das verstellbare Dämpfventil 29 mit dem Gehäuse 27 den Boden des verstellbaren Schwingungsdämpfers 1 bildet. Wie bereits ausgeführt kann das verstellbare Dämpfventil 29 unabhängig von den weiteren Komponenten des Schwingungsdämpfers 1 vormontiert sein, so dass im Fertigungsablauf anstatt eines einfachen Blechbodens das Gehäuse mit dem verstellbaren Dämpfventil 29 verarbeitet wird.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsdämpfer
3: Kolbenstange
5: Kolben
7: innerer Zylinder
9: kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
11: kolbenstangerferner Arbeitsraum
13: Kolbenstangenführung
15: Überströmöffnung
17: Fluidverbindung
19: verstellbares Dämpfventil
21: Zwischenrohr
23: Behälter
25: Federteller
27: Gehäuse
29: verstellbares Dämpfventil
31: Längsachse, Dämpfventil
33: Längsachse, Schwingungsdämpfers
35: Klemmfläche
37: Achsanschlussteil
39: Klemmhülse
41: Anschlag
43: umlaufender Bund
45: Schweißnaht
47: Einzug
49: Kappe
51: Klemmfläche
53: Boden
55: Dichtung
57: Klemmring
59: Absatz
61: Stützfläche
63: Bodenventilkörper
65: Durchgangsöffnung
67: Rückschlagventil
69: Ausgleichsraum
71: Durchgangskanal
73: Ventilscheibe
75: Schließfeder
77: Anschlagscheibe
79: Hülsenabschnitt
81: Stutzen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4007261 A1 [0003]
DE 19815214 A1 [0004]
DE 19815215 A1 [0023]
DE 102015200348 A1 [0027]

Claims

Schwingungsdämpfer (1), umfassend mindestens ein verstellbares Dämpfventil (29), das ein äußeres Gehäuse (27) aufweist, das mit einem Ende eines äußeren Behälters (23) des Schwingungsdämpfers (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse (31) des verstellbaren Dämpfventils (29) und eine Längsachse (33) des Schwingungsdämpfers (1) parallel verlaufen, wobei das äußere Gehäuse (27) des verstellbaren Dämpfventils (29) eine Klemmfläche (35) für ein Achsanschlussteil (37) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Gehäuse (27) einen axialen Anschlag (41) für das Achsanschlussteil (37) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Gehäuse (27) mit dem äußeren Behälterrohr (23) verschweißt ist, wobei eine Schweißnaht (45) rückseitig zum axialen Anschlag (41) für das Achsanschlussteil (37) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse(27) einen radialen Einzug (47) aufweist, in den eine Kappe (49) des verstellbaren Dämpfventils (29) eingreift.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Achsanschlussteil (37) einen ringförmigen Boden (53) aufweist, der einen Teil der Kappe (49) abdeckt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das verstellbare Dämpfventil (29) von einem Klemmring (57) gehalten wird, über dessen axiale Vorspannung das verstellbare Dämpfventil (29) auf einen Absatz (59) des äußeren Gehäuses (27) fixiert wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückseite des Absatzes (59) eine Stützfläche (61) für einen Bodenventilkörper (63) des Schwingungsdämpfers (1) bildet.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenventilkörper (63) eine zentrale Durchgangsöffnung (65) zwischen einem Arbeitsraum (11) und dem verstellbaren Dämpfventil (29) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anschlagscheibe (77) für ein Rückschlagventil (67) über einen Hülsenabschnitt (79) durch die Durchgangsöffnung (65) mit dem Bodenventilkörper (63) verbunden ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenventilkörper (63) einen Stutzen (81) aufweist, der eine Strömungs- und eine Halteverbindung mit dem verstellbaren Dämpfventil (27) aufweist.