DE102021204442A1

DE102021204442A1 - Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102021204442A1
Application number: DE102021204442.5A
Authority: DE
Inventors: Harun Tucovic; Eberhard Simon; Barbara Ester; Artur Schell; Frank Gundermann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-11-10
Also published as: CN117280132A; WO2022233723A1; KR20240004731A

Abstract

Es wird ein Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer 1 angegeben, umfassend mindestens einen Dämpferzylinder 2, welcher zumindest teilweise mit einem flüssigen Dämpfmedium gefüllt ist, eine, bezogen auf die Längserstreckungsachse L des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1 axial bewegliche Kolbenstange 3, welche abschnittsweise in den Dämpferzylinder 2 hineinragt, eine Kolbenstangenführung 4, welche die Kolbenstange 3 in Umfangsrichtung umgreift und den Dämpferzylinder 2 nach außen abdichtet, einen gasundurchlässigen, formveränderlichen Gasdruckbehälter 5, wobei der Gasdruckbehälter 5 in einem Ausgleichsraum 6 innerhalb des Dämpferzylinders 2 angeordnet ist, ein Füllkanal 7, welcher den Gasdruckbehälterinnenraum mit der Außenumgebung verbindet, sowie ein zumindest mittelbar mit dem Gasdruckbehälter 5 verbundenes Rückschlagventil 8, welches den Füllkanal 7 in Abhängigkeit von einer Gasdruckdifferenz zwischen dem Gasdruck innerhalb des Gasdruckbehälterinnenraums 12 und dem Gasdruck außerhalb des Gasdruckbehälterinnenraums 12 verschließt oder öffnet.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus. dass das Rückschlagventil innerhalb eines gasundurchlässigen Rückschlagventilgehäuses 9 ausgeführt ist, welches mit der Kolbenstangenführung 4 formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugschwingungsdampfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein gattungsbildender Kraftfahrzeugschwingungsdampfer ist aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Die DE 10 2004 053 401 A1 , DE 10 2006 011 397 B3 , DE 10 2016 208 454 A1 , sowie DE 10 2005 005 789 A1 offenbaren beispielsweise jeweils einen Kraftfahrzeugschwingungsdampfer, umfassend mindestens einen Dämpferzylinder, welcher zumindest teilweise mit einem flüssigen Dämpfmedium gefüllt ist, eine, bezogen auf die Längserstreckungsachse des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers axial bewegliche Kolbenstange, welche abschnittsweise in den Dämpferzylinder hineinragt, eine Kolbenstangenführung, welche die Kolbenstange in Umfangsrichtung umgreift und den Dämpferzylinder nach außen abdichtet, einen gasundurchlässigen, formveränderlichen Gasdruckbehälter, welcher in einem Ausgleichsraum innerhalb des Dämpferzylinders angeordnet ist, und einen Füllkanal umfasst, welcher den Gasdruckbehälterinnenraum mit der Außenumgebung verbindet, sowie ein Rückschlagventil, welches den Füllkanal in Abhängigkeit von einer Gasdruckdifferenz zwischen dem Gasdruck innerhalb und außerhalb des Gasdruckbehälterinnenraums verschließt oder öffnet.
Da der Füllkanal in der Regel zumindest abschnittsweise durch die Kolbenstangenführung selbst verläuft, und das Rückschlagventil direkt in der Kolbenstangenführung ausgebildet ist, ist es bei allen vorstehend genannten Konstruktionen notwendig, die Kolbenstangenführung aus einem gasundurchlässigen hochwertigen Werkstoff auszubilden, damit das Gas nach der Befüllung des Gasdruckbehälters nicht unkontrolliert aus dem Gasdruckbehälter entweichen kann. Die Kolbenstangenführung wird dabei üblicherweise aus Metall durch ein geeignetes Zerspannungsverfahren hergestellt. Sowohl der Werkstoff als auch das mit hohen Produktionskosten verbundene Herstellungsverfahren tragen zu einer Erhöhung des Endpreises des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers bei.
Davon ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer anzubieten, welcher einfach und kostengünstig produzierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhaften Ausführungen sind in den abhängigen Patentansprüchen, den Figuren, sowie in der Beschreibung angegeben.
Wenn das Rückschlagventil innerhalb eines gasundurchlässigen Rückschlagventilgehäuses ausgebildet ist, welches mit der Kolbenstangenführung formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist, kann ein unkontrolliertes Entweichen des Gases aus dem Gasbehälter unabhängig von der Beschaffenheit der Kolbenstangenführung verhindert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann die Kolbenstangenführung mit Hilfe eines Sinterverfahrens hergestellt sein, was die Werkstoffkosten, sowie die Herstellungskosten der Kolbenstangenführung erheblich minimiert.
Es kann darüber hinaus vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Gasdruckbehälter ein untrennbar damit verbundenes Anschlussstück umfasst, welches das Rückschlagventilgehäuse des Rückschlagventils bildet. Somit wird die Anzahl der Bauteile verkleinert, was eine weitere Kostenreduktion mit sich bringt.
Alternativ kann der Gasdruckbehälter ein untrennbar damit verbundenes Anschlussstück umfassen und das Rückschlagventil kann dabei als ein separates Bauteil ausgebildet und mit dem Anschlussstück zu einer gemeinsamen Baueinheit formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden sein. Dadurch kann jedes Bauteil, Anschlussstück und/oder Rückschlagventil vorteilhafterweise jeweils aus einem für dessen Funktion am besten geeigneten Werkstoff hergestellt und zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengesetzt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Rückschlagventil derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich dessen Rückschlagventilgehäuse im eingebauten Zustand vollständig durch die Kolbenstangenführung erstreckt. Dadurch kann auf eine einfache Weise ein Entweichen des Gases beim Befüllen des Gasdruckbehälters verhindert werden. Dabei ist es unerheblich, ob das Rückschlagventilgehäuse durch das Anschlussstück oder als ein separates Bauteil gebildet ist. Es kann somit ebenfalls vorgesehen sein, dass sich eine aus dem Anschlussstück und dem Rückschlagventil bestehende Baueinheit im eingebauten Zustand vollständig durch die Kolbenstangenführung erstreckt.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungen kann die Erstreckungsrichtung des Rückschlagventilgehäuses und/oder des Anschlussstücks gemeinsam oder unabhängig voneinander axial und/oder radial ausgerichtet sein.
Zur Realisierung einer vorteilhaft sehr einfachen Befestigung des Anschlussstücks an der Kolbenstangenführung ist gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass das Anschlussstück und die Kolbenstangenführung zumindest abschnittsweise jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform aufweisen, sodass diese im zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers eine gemeinsame Formschlussformation bilden.
Ähnlich dazu kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass das Rückschlagventilgehäuse des Rückschlagventils und die Kolbenstangenführung zumindest abschnittsweise jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform aufweisen, sodass diese im zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers eine sehr einfach ausgeführte gemeinsame Formschlussformation bilden.
Ebenfalls ist eine Alternative vorgesehen, wonach die aus dem Anschlussstück und dem Rückschlagventil bestehende Baueinheit und die Kolbenstangenführung zumindest abschnittsweise jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform aufweisen, sodass diese im zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeug-schwingungsdämpfers eine gemeinsame Formschlussformation bilden.
In allen vorstehend dargestellten Ausführungen kann die gemeinsame Formschlussformation entweder durch eine axiale und/oder durch eine radiale Relativbewegung deren Bestandteile zueinander gebildet werden.
Gemäß folgenden Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.
Es zeigen:

1: eine Schnittdarstellung eines gattungsbildenden Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers, im Bereich der Kolbenstangenführung, gemäß dem Stand der Technik;
2: eine Schnittdarstellung einer ersten beispielsweisen Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1;
3: eine Schnittdarstellung einer weiteren beispielsweisen Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1;
4: eine Schnittdarstellung einer weiteren beispielsweisen Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1;

Alle Figuren zeigen jeweils abschnittsweise und in einer Schnittdarstellung einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, wobei zur Ansicht der Bereich des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers mit der eingebauten Kolbenstangenführung gewählt wurde.
Die 1 zeigt abschnittsweise und in einer Schnittdarstellung, einen gemäß dem Stand der Technik ausgeführten Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer 1. Dieser umfasst einen zumindest teilweise mit einem flüssigen Dämpfmedium gefüllten Dämpferzylinder 2. Eine Kolbenstange 3 ist bezogen auf die Längserstreckungsachse L des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1 axial beweglich gelagert und ragt teilweise durch eine Kolbenstangenführung 4 hindurch in den Dämpferzylinder 2 hinein, bzw. aus dem Dämpferzylinder 2 heraus.
Die Kolbenstangenführung 4 umgreift die Kolbenstange 3 in Umfangsrichtung und dichtet mit Hilfe einer an der Kolbenstangenführung 4 angebrachten Kolbenstangendichtung 13 den Dämpferzylinder 2 nach außen ab. Innerhalb des Dämpferzylinders 2 ist ein Ausgleichsraum 6 angeordnet, innerhalb welchen ein gasundurchlässiger, formveränderlicher Gasdruckbehälter 5, wobei der Gasdruckbehälter 5 positioniert ist.
Ein aus mehreren Durchbrüchen und/oder Bohrungen bestehender Füllkanal 7, verbindet den Gasdruckbehälterinnenraum 12 mit der Außenumgebung, und dient in erster Linie der Befüllung des Gasdruckbehälters 5 mit einem Gas. Der Füllkanal 7 ist zumindest abschnittsweise direkt in der Kolbenstangenführung 4 ausgeführt.
Des Weiteren ist in der 1 ein zumindest mittelbar mit dem Gasdruckbehälter 5 verbundenes Rückschlagventil 8 dargestellt, welches den Füllkanal 7 in Abhängigkeit von einer Gasdruckdifferenz zwischen dem Gasdruck innerhalb des Gasdruckbehälterinnenraums und dem Gasdruck außerhalb des Gasdruckbehälterinnenraums 12 verschließt oder öffnet. Das Rückschlagventil 8 ist direkt in der Kolbenstangenführung 4, innerhalb des Füllkanals 7 angeordnet.
Die 2 bis 4 zeigen dagegen beispielhaft jeweils eine erste mögliche Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß Erfindung. Die gemäß den 2 bis 4 ausgeführten Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer sehen vor, dass das Rückschlagventil 8 innerhalb eines gasundurchlässigen Rückschlagventilgehäuses ausgeführt ist, welches mit der Kolbenstangenführung 4 formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
Gemäß der Ausführung nach 2 umfasst der Gasdruckbehälter 5 ein untrennbar damit verbundenes Anschlussstück 10. Innerhalb des Anschlussstücks 10 ist ein Rückschlagventil 8 angeordnet, sodass das Anschlussstück 10 das Rückschlagventilgehäuse 9 für das Rückschlagventil 8 bildet. Das Anschlussstück 10 und die Kolbenstangenführung 4 weisen jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform auf sind durch eine axiale und/oder eine radiale Relativbewegung miteinander verbunden, sodass diese im zusammengesetzten Zustand eine gemeinsame Formschlussformation bilden. Damit ein in der Regel flüssiges Dämpfmedium nicht in das Rückschlagventil 8 gelangt, ist zwischen dem Anschlussstück 10 und der Kolbenstangenführung 4 ein Dichtungselement 14 angeordnet.
Die Konstruktionen gemäß den 3 und 4 sehen ebenfalls vor, dass der Gasdruckbehälter 5 ein untrennbar damit verbundenes Anschlussstück 10 umfasst. Der Unterschied zu der 2 liegt darin, dass das Rückschlagventil 8 in den 3 und 4 als ein separates Bauteil ausgebildet ist. Das bedeutet, dass das Rückschlagventil 8 ebenfalls ein eigenes, separat ausgebildetes Rückschlagventilgehäuse 9 aufweist, welches mit dem Anschlussstück 10 zu einer gemeinsamen Baueinheit 11 formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden werden kann, wie es in den 3 und 4 dargestellt ist.
Die 3 zeigt eine Ausführungsvariante, wonach sich die das Anschlussstück 10, sowie das Rückschlagventil 8 mit dem Rückschlagventilgehäuse 9 umfassende Baueinheit 11 nur durch einen Teil der Kolbenstangenführung 4 axial und/oder radial erstreckt. Alternativ dazu zeigt die 4 eine Ausführung, welche vorsieht, dass sich die aus dem Anschlussstück 10 und dem Rückschlagventil 8 bestehende Baueinheit 11 im eingebauten Zustand vollständig durch die Kolbenstangenführung 4 erstreckt. Die Erstreckungsrichtung des Rückschlagventilgehäuses 9 des Rückschlagventils 8 und/oder des Anschlussstücks 10 kann dabei gemeinsam oder unabhängig voneinander axial und/oder radial ausgerichtet sein.
Darüber hinaus, obwohl in den Figuren nicht gezeigt, kann dennoch vorgesehen sein, dass das Rückschlagventil 8 derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich allein dessen Rückschlagventilgehäuse 9 im eingebauten Zustand vollständig durch die Kolbenstangenführung 4 erstreckt. Beispielsweise dann, wenn das Anschlussstück 10 außerhalb der Kolbenstangenführung 4 angebracht, oder wenn das Rückschlagventilgehäuse 9 durch das Anschlussstück 10 gebildet ist.
Jedenfalls weist sowohl das Anschlussstück 10 als auch das Rückschlagventilgehäuse 9 des Rückschlagventils 8 und die Kolbenstangenführung 4 zumindest abschnittsweise jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform auf, sodass das Anschlussstück 10 und/oder das Rückschlagventilgehäuse 9 des Rückschlagventils 8 im zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1 eine gemeinsame Formschlussformation miteinander und/oder mit der Kolbenstangenführung 4 bilden.
Alle erfindungsgemäß ausgeführten Varianten haben den Vorteil, dass diese unabhängig von der Gasdurchlässigkeit der Kolbenstangenführung 4 zur Verhinderung eines unkontrollierten Gasverlustes einsetzbar sind. Somit kann die Kolbenstangenführung 4 gasundurchlässig oder auch gasdurchlässig, beispielsweise mit Hilfe eines Sinterverfahrens hergestellt sein, was die Herstellkosten des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1 erheblich senken würde.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer
2: Dämpferzylinder
3: Kolbenstange
4: Kolbenstangenführung
5: Gasdruckbehälter
6: Ausgleichsraum
7: Füllkanal
8: Rückschlagventil
9: Rückschlagventilgehäuse
10: Anschlussstück
11: Baueinheit
12: Gasdruckbehälterinnenraum
13: Kolbenstangendichtung
14: Dichtungselement
L: Längserstreckungsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004053401 A1 [0002]
DE 102006011397 B3 [0002]
DE 102016208454 A1 [0002]
DE 102005005789 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1), umfassend: - mindestens einen Dämpferzylinder (2), welcher zumindest teilweise mit einem flüssigen Dämpfmedium gefüllt ist, - eine, bezogen auf die Längserstreckungsachse (L) des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers (1) axial bewegliche Kolbenstange (3), welche abschnittsweise in den Dämpferzylinder (2) hineinragt, - eine Kolbenstangenführung (4), welche die Kolbenstange (3) in Umfangsrichtung umgreift und den Dämpferzylinder (2) nach außen abdichtet, - einen gasundurchlässigen, formveränderlichen Gasdruckbehälter (5), wobei der Gasdruckbehälter (5) in einem Ausgleichsraum (6) innerhalb des Dämpferzylinders (2) angeordnet ist, - ein Füllkanal (7), welcher den Gasdruckbehälterinnenraum mit der Außenumgebung verbindet, - sowie ein zumindest mittelbar mit dem Gasdruckbehälter (5) verbundenes Rückschlagventil (8), welches den Füllkanal (7) in Abhängigkeit von einer Gasdruckdifferenz zwischen dem Gasdruck innerhalb des Gasdruckbehälterinnenraums und dem Gasdruck außerhalb des Gasdruckbehälterinnenraums verschließt oder öffnet, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (8) innerhalb eines gasundurchlässigen Rückschlagventilgehäuses (9) ausgeführt ist, welches mit der Kolbenstangenführung (4) formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangenführung (4) mit Hilfe eines Sinterverfahrens hergestellt ist.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruckbehälter (5) ein untrennbar damit verbundenes Anschlussstück (10) umfasst, welches das Rückschlagventilgehäuse (9) des Rückschlagventils (8) bildet.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruckbehälter (5) ein untrennbar damit verbundenes Anschlussstück (10) umfasst und wobei das Rückschlagventil (8) als ein separates Bauteil ausgebildet und mit dem Anschlussstück (10) zu einer gemeinsamen Baueinheit (11) formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (8) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sich dessen Rückschlagventilgehäuse (9) im eingebauten Zustand vollständig durch die Kolbenstangenführung (4) erstreckt.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die aus dem Anschlussstück (10) und dem Rückschlagventil (8) bestehende Baueinheit (11) im eingebauten Zustand vollständig durch die Kolbenstangenführung (4) erstreckt.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (10) und die Kolbenstangenführung (4) zumindest abschnittsweise jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform aufweisen, sodass diese im zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers (1) eine gemeinsame Formschlussformation bilden.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventilgehäuse des Rückschlagventils und die Kolbenstangenführung zumindest abschnittsweise jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform aufweisen, sodass diese im zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers eine gemeinsame Formschlussformation bilden.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Anschlussstück (10) und dem Rückschlagventil (8) bestehende Baueinheit und die Kolbenstangenführung (4) zumindest abschnittsweise jeweils eine relativ zueinander korrespondierende Ausgestaltungsform aufweisen, sodass diese im zusammengesetzten Zustand des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers (1) eine gemeinsame Formschlussformation bilden.
Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Formschlussformation durch eine axiale und/oder eine radiale Relativbewegung der Formschlussformationsbestandteile, wie Kolbenstangenführung (4) und Anschlussstück (10) und/oder Rückschlagventil (8) zueinander gebildet ist.