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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einer verstellbaren Dämpfventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus der
DE 10 2015 213 242 A1 ist ein gattungsbildender Schwingungsdämpfer bekannt, bei dem ein Abflusskanal der verstellbaren Dämpfventileinrichtung in einem ringförmigen Ausgleichsraum innerhalb des Schwingungsdämpfers mündet. Vielfach wird der Abflusskanal der verstellbaren Dämpfventileinrichtung möglichst nahe an einem Boden des Ausgleichsraums platziert, um einen großen Abstand zu einem Dämpfmediumspiegel innerhalb des Ausgleichsraums zu erreichen. Dadurch wird ein Verschäumen des Dämpfmediums bei Austritt aus der Dämpfventileinrichtung minimiert. In der
DE 10 2015 213 242 A1 wird ein Umlenkelement eingesetzt, das von einem Anschlussstutzen eines Zwischenrohres gehalten und zum Austrittskanal positioniert wird. Das Umlenkelement weist eine beckenförmige Grundform mit einem umlaufenden Rand auf, der in Richtung einer Innenwandung eines äußeren Zylinders, der auch den Ausgleichsraum begrenzt, weist. Das aus der Dämpfventileinrichtung austretende Dämpfmedium trifft auf einen Boden des Umlenkelements auf und wird von dem umlaufenden Rand in Richtung der Innenwandung umgelenkt. Dadurch wird der direkte Strömungsweg zum Dämpfmediumspiegel zumindest teilweise blockiert.
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Das Umlenkelement besteht aus Kunststoff oder Gummi. Aufgrund der Position innerhalb des Schwingungsdämpfers ist es durch das über den Abflusskanal aus der Dämpfventileinrichtung ausströmenden Dämpfmedium einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt.
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Die
US 10 968 975 B2 beschreibt ebenfalls einen Schwingungsdämpfer mit einer verstellbaren Dämpfventileinrichtung und einem Umlenkelement innerhalb des Ausgleichsraums. Abweichend zur
DE 10 2015 213 242 A1 verfügt das Umlenkelement über mehrere im Abstand angeordnete Ringelemente, die in Richtung der Innenwandung weisen und damit einen Drosselspalt begrenzen. Das Umlenkelement stützt sich auf dem Zwischenrohr ab und benötigt keine rotatorische Ausrichtung zur Dämpfventileinrichtung. Auch bei dieser Bauform wird das Dämpfmedium von dem Umlenkelement nur bis maximal in Richtung der Innenwandung des äußeren Zylinders umgelenkt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfache und universell einsetzbare Lösung für ein Umlenkelement zu finden.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Umlenkelement eine umlaufende Rinne begrenzt, die über einen in Richtung der Dämpfventileinrichtung weisenden Steg das aus dem Abflusskanal austretende Dämpfmedium zurück in Richtung der Dämpfventileinrichtung ablenkt.
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Die Rinnenform des Umlenkelements bietet einerseits den Vorteil, dass keine rotatorische Ausrichtung des Umlenkelements zur Dämpfventileinrichtung erforderlich ist und andererseits von dem Umlenkelement eine Gegenströmung zum Dämpfmediumvolumen erzeugt wird, das aus der Dämpfventileinrichtung in den Ausgleichsraum austritt. Diese Gegenströmung reduziert die Neigung zur Schaubildung im Ausgleichsraum des Schwingungsdämpfers.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Umlenkelement auf einem Zylinder des Schwingungsdämpfers befestigt. Als Zylinder kann z. B. ein sogenanntes Zwischenrohr, das eine Fluidverbindung zwischen einem Arbeitsraum und der Dämpfventileinrichtung bildet oder auch von einem äußeren Zylinder, nämlich der Innenwandung dienen.
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Gemäß einem Unteranspruch bildet eine Haltefläche des Zylinders für die Befestigung des Umlenkelements eine Begrenzung der Rinne. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des Umlenkelements, da zumindest ein die Rinne begrenzender zweiter Steg nicht an dem Umlenkelement ausgeführt sein muss.
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Bevorzugt ist die Haltefläche des Zylinders zur restlichen Mantelfläche des Zylinders radial abgesetzt, um z. B. für eine Klemmfunktion und die dafür erforderliche Durchmessergenauigkeit nicht den gesamten Zylinder mit dieser Präzision herstellen zu müssen.
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Optional kann das Umlenkelement mindestens eine Entgasungsöffnung aufweisen, die hydraulisch parallel zu einem Ringspalt zwischen der Innenwandung des äußeren Zylinders und dem Steg des Umlenkelements verläuft. Selbst bei sorgfältigster Montage und hochwertigem Dämpfmedium weist das Dämpfmedium einen gewissen Gasanteil auf, der bei Austritt des Dämpfmediums aus der Dämpfventileinrichtung freigesetzt werden kann. Dieser Gasanteil kann durch die Entgasungsöffnungen kontrolliert zum Dämpfmediumspiegel aufsteigen.
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In weiterer Ausgestaltung verläuft die mindestens eine Entgasungsöffnung schräg zur Längsachse des Umlenkelements. Dabei geht es darum, die Schaumbildung durch eine Verlängerung des Wegs Gaseinschlusses bis zum Dämpfmediumspiegel zu minimieren.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Rinne und eine Führungshülse des Umlenkelements zu dessen Befestigung über einen Übergangsradius miteinander verbunden sind. Das Umlenkelement wird bevorzugt als Blechbiegeteil hergestellt. Dabei ist es eben kein scharfer Knick zwischen den beiden Funktionsbereichen gewollt. Durch die Ausrundung ergibt sich ein sehr praktischer Flächenbereich, der die Montage des Umlenkelements auf der Haltefläche vereinfacht.
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Eine weitere Maßnahme zur Steigerung der Umlenkfunktion des Umlenkelements besteht darin, dass ein Boden der Rinne des Umlenkelements in Strömungsrichtung des Dämpfmediums ausgehend von dem Abflusskanal ausgerundet ist. Es liegt damit ein vergleichsweise großer Flächenbereich vor, der für eine durchgehende Umlenkfunktion sorgt.
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Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 Schnittdarstellung durch einen Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfventileinrichtung
- 2 Detaildarstellung im Bereich des Umlenkelements nach 1
- 3 u. 4 Umlenkelement als Einzelteil nach 2
- 5 Alternativausführung des Umlenkelements
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Die 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 mit einer verstellbaren Dämpfventileinrichtung 3; 5 pro Arbeitsrichtung. Innerhalb eines inneren Zylinders 7 ist eine Kolbenstange 9 mit einem Kolben 11 axial beweglich geführt. Der Kolben 11 unterteilt den inneren Zylinder 7 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13; 15. Der gesamte innere Zylinder 7 ist mit einem hydraulischen Dämpfmedium gefüllt.
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Ein äußerer Zylinder 17 hüllt den inneren Zylinder 7 vollständig ein. Eine Kolbenstangenführung 19 verschließt endseitig sowohl den inneren wie auch den äußeren Zylinder 7; 17.
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An dem der Kolbenstangenführung 19 gegenüberliegenden Ende bildet ein Boden 21 den Verschluss des äußeren Zylinders 17. Auf dem Boden 21 stützt sich ein Bodenventilkörper 23 ab, der wiederum den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15 im inneren Zylinder 7 begrenzt.
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Zwischen dem inneren Zylinder 7 und dem äußeren Zylinder 17 erstreckt sich ein ringförmiger Ausgleichsraum 25. Ein Dämpfmediumvorrat 27 kompensiert innerhalb des Ausgleichsraums 25 das Volumen der in den inneren Zylinder 7 ein- und ausfahrenden Kolbenstange 9. Oberhalb eines Dämpfmediumspiegels 29 des Dämpfmediumvorrats liegt eine Gasfüllung 31 vor, die einen Umgebungsdruck aber auch einen darüberliegenden Systemdruck aufweisen kann.
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Eine erste Dämpfventileinrichtung 3 ist über ein erstes Zwischenrohr 33 mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15 verbunden. Das erste Zwischenrohr 33 ist auf einer äußeren Mantelfläche des inneren Zylinders 7 geführt und verfügt über einen Rohrstutzen 35, der in die Dämpfventileinrichtung 3 eingreift. Der konkrete konstruktive Aufbau der Dämpfventileinrichtung 3 ist für die Erfindung unerheblich beispielhaft wird auf die Ausgestaltung der Dämpfventileinrichtung nach der
DE 10 2013 218 658 A1 verwiesen, deren Inhalt Bestandteil dieser Figurenbeschreibung ist.
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In dem inneren Zylinder 7 ist eine erste bodennahe Anschlussöffnung 37 ausgeführt, die den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15 mit einer ersten Fluidververbindung 39 zur Dämpfventileinrichtung 3 verbindet. Das aus dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15 verdrängte Dämpfmedium fließt bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange 9 in die erste Dämpfventileinrichtung 3 und über einen Abflusskanal 40 in den Dämpfmediumvorrat 27 im Ausgleichsraums 25. Oberhalb eines Spitzendrucks kann ein Überdruckventil 41 im Bodenventilkörper 23 öffnen und einen Bypass in den Ausgleichsraum 25 freigeben.
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Der innere Zylinder 7 trägt noch ein zweites Zwischenrohr 43, das mit dem inneren Zylinder 7 eine zweite Fluidverbindung 45 zwischen einer zweiten Anschlussöffnung 47 im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 13 oberhalb einer maximalen Ausfahrposition des Kolbens 11 und der zweiten Dämpfventileinrichtung 5 für die Bedämpfung einer Kolbenstangenausfahrbewegung bildet.
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Wie man der 1 sofort entnehmen kann, besteht zwischen dem Abflusskanal 40 der ersten Dämpfventileinrichtung 3 und dem Dämpfmediumspiegel 29 ein deutlich größerer axialer Abstand als zwischen einem Abflusskanal 49 der zweiten Dämpfventileinrichtung 5 und dem Dämpfmediumspiegel 29. Deshalb ist die erste Dämpfventileinrichtung 3 hinsichtlich einer Schaumbildung von Dämpfmedium innerhalb des Ausgleichsraums 25 unkritisch.
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Im Zusammenhang mit der zweiten Dämpfventileinrichtung 5 wird deshalb ein Umlenkelement 51 innerhalb des Ausgleichsraums 25 bzw. innerhalb des Dämpfmediumvorrats 27 verwendet, das das aus dem Abflusskanal 49 in den Ausgleichsraum 23 eintretende Dämpfmedium durch eine Umlenkung beruhigen und damit der Schaumbildung entgegenwirken soll.
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In der vergrößerten Darstellung nach 2 ist erkennbar, dass das Umlenkelement 51 eine umlaufende Rinne 53 begrenzt, die über einen in Richtung der Dämpfventileinrichtung 5 weisenden Steg 55 das aus dem Abflusskanal 49 austretende Dämpfmedium zurück in Richtung der zweiten Dämpfventileinrichtung 5 ablenkt.
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Das Umlenkelement 51 ist auf einem Zylinder des Schwingungsdämpfers 1, in diesem Fall dem zweiten Zwischenrohr 43, befestigt ist. Eine Haltefläche 57 des Zwischenrohres 43 für die Befestigung des Umlenkelements 51 bildet eine Begrenzung der Rinne 53. Das Umlenkelement 51 kann z. B. mittels einer Presspassung oder einer stoffschlüssigen Verbindung mit dem Zwischenrohr 43 verbunden sein. Für eine einfache Montage des Umlenkelements 51 ist die Haltefläche 57 des Zwischenrohres 43 zur restlichen Mantelfläche des Zwischenrohres 43 radial abgesetzt. Damit muss das Zwischenrohr 43 nur im Bereich der Haltefläche 57 exakter gearbeitet sein.
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Der Steg 55 des Umlenkelements 51 bildet mit der Innenwandung des äußeren Zylinders 17 einen Ringspalt 59, der einen drosselfreien Durchfluss des Dämpfmediums ermöglicht.
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In den 3 und 4 ist das Umlenkelement 51 als Einzelteil darstellt. Es verfügt über eine Führungshülse 61, deren Innendurchmesser der Dimensionierung der Haltefläche 57 am Zwischenrohr 43 angepasst ist. Es schließt sich ein Übergangsradius 63 zu einem Boden 65 der Rinne 53 an, der wiederum außenseitig den umlaufenden Steg 55 aufweist. Insgesamt liegt ein vergleichsweise einfach gestaltetes stufenförmiges Blechbiegeteil vor, das keinerlei Rücksprünge aufweist und damit leicht herstellbar ist.
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Das Umlenkelement 51 weist mindestens eine Entgasungsöffnung 67 auf, die hydraulisch parallel zu dem Ringspalt 59 zwischen der Innenwandung des äußeren Zylinders 17 und dem Steg 55 des Umlenkelements 51 verläuft. Die Entgasungsöffnung 67 ist relativ klein dimensioniert, z. B. 1 mm2, so dass die Strömung entlang des Bodens 65 und des rückwärtsgewandten Stegs 55 einen gewissen Drall bekommt und somit einen längeren Strömungsweg innerhalb des Dämpfmediumvorrats 27 ausführt.
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Die 4 zeigt, dass die mindestens eine Entgasungsöffnung 67 schräg zu einer Längsachse 71 des Umlenkelements 51 verläuft. Die mindestens eine Entgasungsöffnung 67 liegt bevorzugt an dem Übergangsradius 63 zwischen der Rinne 53 und dem der Führungshülse 61 des Umlenkelements 51 und damit an einem ausgehend von dem Abflusskanal 49 hohen Strömungspunkt innerhalb der Rinne 53. Dadurch ist eine Eintrittsöffnung der Entgasungsöffnung 67 nahe zum Zwischenrohr 43 ausgerichtet.
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Die Ausführung des Umlenkelements 51 nach 5 entspricht in vielen Details der Ausführung nach den 3 und 4. Abweichend ist der Boden 65 der Rinne 53 des Umlenkelements in Strömungsrichtung des Dämpfmediums ausgehend von dem Abflusskanal 49 ausgerundet. Des Weiteren ist eine Austrittsöffnung der mindestens einen Entgasungsöffnung 67 in Richtung der Führungshülse 61 ausgerichtet, so dass die Führungshülse 61 eine Prallfläche 69 für die durch die Entgasungsöffnungen 67 strömenden Gaseinschlüsse und das in geringem Maße austretende Dämpfmedium bildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungsdämpfer
- 3
- Dämpfventileinrichtung
- 5
- Dämpfventileinrichtung
- 7
- innerer Zylinder
- 9
- Kolbenstange
- 11
- Kolben
- 13
- kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
- 15
- kolbenstangenferner Arbeitsraum
- 17
- äußerer Zylinder
- 19
- Kolbenstangenführung
- 21
- Boden
- 23
- Bodenventilkörper
- 25
- Ausgleichsraum
- 27
- Dämpfmediumvorrat
- 29
- Dämpfmediumspiegel
- 31
- Gasfüllung
- 33
- erstes Zwischenrohr
- 35
- Rohrstutzen
- 37
- erste Anschlussöffnung
- 39
- erste Fluidverbindung
- 40
- Abflusskanal
- 41
- Überdruckventil
- 43
- zweites Zwischenrohr
- 45
- zweite Fluidverbindung
- 47
- zweite Anschlussöffnung
- 49
- Abflusskanal
- 51
- Umlenkelement
- 53
- Rinne
- 55
- Steg
- 57
- Haltefläche
- 59
- Ringspalt
- 61
- Führungshülse
- 63
- Übergangsradius
- 65
- Boden der Rinne
- 67
- Entgasungsöffnung
- 69
- Prallfläche
- 71
- Längsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015213242 A1 [0002, 0004]
- US 10968975 B2 [0004]
- DE 102013218658 A1 [0021]
