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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Aus der
DE 10 2019 206 455 A1 ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, der zu Optimierung der räumlichen Anordnung einen endseitigen Leitungsblock aufweist, der zur Verbindung eines kolbenstangenseitigen und eines kolbenstangenfernen Arbeitsraums mit jeweils einer verstellbaren Dämpfventileinrichtung ein Leitungssystem umfasst.
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Diese Bauform eines Schwingungsdämpfers kann auch mit einem Hydrauliksystem verbunden werden, wenn man bei dem Leitungsblock entsprechend der Ausführung nach 7 vorsieht.
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Problematisch wird die Ausführung nach der
7 der
DE 10 2019 206 455 A1 insbesondere dann, wenn der Schwingungsdämpfer und das Hydrauliksystem getrennt montiert und erst im Fahrzeug miteinander verbunden werden. Im Rahmen der Fahrzeugmontage kann der Schwingungsdämpfer nicht innerhalb des üblichen Zeittaktes gefüllt werden. Der apparative Aufwand wäre viel zu hoch.
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Einfache Rückschlagventile in den Anschlussöffnungen für das Hydrauliksystem wären nicht zielführend, da die entsprechenden Kanäle im Schwingungsdämpferbetrieb in zwei Richtungen mit unter Druck stehendem Dämpfmedium durchströmt werden. Folglich könnten die Rückschlagventile während des Betriebs des Schwingungsdämpfers ungewollt geschlossen werden.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, am Schwingungsdämpfer eine Anschlussmöglichkeit für ein Hydrauliksystem zu schaffen, bei dem das aus dem Stand der Technik bekannte Problem gelöst ist.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Leitungsblock mindestens ein willkürlich betätigbares Sperrventil für einen Volumenstrom durch die Anschlussöffnung aufweist.
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Mit dem mindestens einen Sperrventil besteht die Möglichkeit, dass der Schwingungsdämpfer wie andere konventionelle Schwingungsdämpfer vollständig gefertigt wird, d. h. mit einer bei Bedarf auch unter Druck stehenden Dämpfmediumfüllung. Das abgeschlossene Aggregat kann an die Montagestelle geliefert, mit dem Hydrauliksystem mechanisch verbunden und anschließend geöffnet werden, sodass auch eine hydraulische Anbindung besteht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind das mindestens eine Sperrventil und die mindestens eine verstellbare Dämpfventileinrichtung axial auf verschiedenen Ebenen angeordnet. Der Vorteil besteht darin, dass in einem engen Radkasten eines Fahrzeugs aufgrund dieser Ausgestaltung ein besserer Zugang zu den Sperrventilen besteht, um diese aus der Blockier- in die Durchlassposition zu verstellen.
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Im Hinblick auf einen minimalen Fertigungsaufwand, insbesondere Zerspanungsaufwand, sind das mindestens eine Sperrventil und die mindestens eine verstellbare Dämpfventileinrichtung an einen gemeinsamen Fluidkanal angeschlossen.
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Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist der mindestens eine Fluidkanal zum Sperrventil exzentrisch zur Längsachse des Schwingungsdämpfers ausgerichtet. Dadurch steht ein größerer Bauraum für das mindestens eine Sperrventil zur Verfügung.
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Eine weitere Maßnahme zur Optimierung der Zugänglichkeit des Sperrventils, insbesondere im Fahrzeug, besteht darin, dass sich die Längsachsen des mindestens einen Sperrventils und der mindestens einen verstellbaren Dämpfventileinrichtung kreuzen.
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Die Herstellbarkeit des Leitungsblocks wird u. a. dadurch optimiert, dass die Anschlussöffnung für das Hydrauliksystem und das mindestens eine Sperrventil eine gemeinsame Winkelausrichtung innerhalb des Schwingungsdämpfers aufweisen. Man kann z. B. Zerspanungsarbeiten für die Herstellung der Anschlussgeometrie des Hydrauliksystems und der Aufnahmegeometrie für das Sperrventil in einer Maschinenaufspannung durchführen.
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Im Hinblick auf einen sehr einfachen und zuverlässigen Aufbau des Sperrventils weist das Sperrventil einen Anschlussraum auf, der mit der Fluidleitung im Leitungsblock und mit der Anschlussöffnung für das Hydrauliksystem verbunden ist, wobei der Anschlussraum eine Ventilsitzfläche für einen Ventilkörper des Sperrventils aufweist. Schon ein kleiner Verstellweg des Ventilkörpers führt zu einem großen Strömungsquerschnitt, so dass die Öffnungsbewegung des Sperrventils sehr schnell ablaufen kann.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein bezogen auf den Anschlussraum rückseitiger Aufnahmeraum des Sperrventils mit der Atmosphäre verbunden ist. Mit dem Sperrventil kann auch eine Entlüftung des Schwingungsdämpfers mit dem Hydrauliksystem durchgeführt werden.
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Damit die auf den Schwingungsdämpfer einwirkenden Anregungen das Sperrventil nicht in eine undefinierte Betriebsstellung versetzen, ist das Sperrventil horizontal zur Längsachse des Schwingungsdämpfers ausgerichtet.
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Anhand der Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 u. 2 Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer
- 3 u. 4 Höhenschnitte durch den Schwingungsdämpfer nach den 1 u. 2
- 5 Leitungsblock des Schwingungsdämpfers nach 1 u. 2
- 6 - 8 Schnittdarstellungen vom Leitungsblock nach 5
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Die 1 und 2 zeigen einen Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer 1 mit einem Zylinder 3, in dem eine axiale bewegliche Kolbenstange 5 mit einem Kolben 7 geführt ist. Der Kolben 7 ist über Dämpfventile 9; 11 beidseitig durchströmbar und unterteilt den Zylinder 3 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13; 15. Beide Arbeitsräume sind vollständig mit einem hydraulischen Dämpfmedium gefüllt.
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Der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 13 wird endseitig von einer Kolbenstangenführung 17 verschlossen. Am anderen Ende des Zylinders 3 ist in Reihe zum Zylinder 3 ein Leitungsblock 19 und zwischen dem Zylinder 3 und dem Leitungsblock 19 ein trichterförmiges Reduzierstück 21 angeordnet. Das Reduzierstück 21 stellt für den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15 einen Ringboden mit einer ersten Fluidverbindung 23 zu einer verstellbaren Dämpfventileinrichtung 25 dar. In dieser Variante wird das Reduzierstück 21 von einem zum Leitungsblock 19 separaten Bauteil gebildet, insbesondere um die Herstellbarkeit des Leitungsblocks 19 zu vereinfachen. Grundsätzlich könnte das Reduzierstück auch fester Bestandteil der Wandung des Zylinders 3 sein, also einteilig oder verschweißt mit dem Zylinder 3 ausgeführt sein.
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Der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 13 ist über eine zweite Fluidverbindung 27 an eine zweite Dämpfventileinrichtung 29 angeschlossen. Die zweite Fluidverbindung 27 ist über eine Anschlussöffnung 31 innerhalb der Kolbenstangenführung 17 oder in einem Bereich des Zylinders 3, der von dem Kolben 7 nicht überfahren wird mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 13 verbunden.
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Der Zylinder 3 wird von einem Zwischenrohr 33 eingehüllt, das mit einem Anschlussbereich 35 radial am Zylinder 3 positioniert wird. Ein Ringraum zwischen dem Zwischenrohr 33 und einer äußeren Mantelfläche des Zylinders 3 bildet den längsten Abschnitt der zweiten Fluidverbindung 29.
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Mit seinem anderen Ende wird das Zwischenrohr 33 von einem Stutzen 37 des Leitungsblocks 19 zentriert und gehalten (2).
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Der Zylinder 3 und das Zwischenrohr 33 werden wiederum von einem äußeren Behälterrohr 41 eingehüllt. Das Behälterrohr 41 erstreckt sich zumindest von einer äußeren Stirnfläche 43 der Kolbenstangenführung 17 bis zu einem Zentrieransatz 45 des Leitungsblocks 19. Folglich bildet der Leitungsblock 19 einen endseitigen Verschluss für den gesamten Schwingungsdämpfer 1.
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Ein Ringraum zwischen dem Zwischenrohr 33 und einer Innenwandung des Behälterrohres 41 bildet einen nur teilweise mit Dämpfmedium gefüllten Ausgleichsraum 47, der das von der Kolbenstange 5 aus den Arbeitsräumen 13; 15 des Zylinders 3 verdrängte Dämpfmediumvolumen kompensiert. Beide verstellbaren Dämpfventileinrichtungen 25; 29 sind in Abflussrichtung mit dem gemeinsamen Ausgleichsraum 47 verbunden.
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Die zweite Fluidverbindung 27 ist ebenfalls an den Leitungsblock 19 angeschlossen und beide Fluidverbindungen 25; 29 weisen innerhalb des Leitungsblocks 19 einen separaten Radialkanal 49; 51 auf, der jeweils an eine nicht dargestellte Eingangsöffnung der Dämpfventileinrichtungen 25; 29 angeschlossen ist. Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktion der beiden Dämpfventileinrichtungen 25; 29, die konstruktiv identisch sind, wird beispielhaft auf die
DE 10 2013 218 658 A1 verwiesen.
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Ein Längenabschnitt 57 der zweiten Fluidverbindung 27 verläuft innerhalb des Leitungsblocks 19. Das Reduzierstück 21 trennt einen Ringraum 59 innerhalb dem der zweiten Fluidverbindung 27 im Bereich einer Stirnfläche 61 des Leitungsblocks 19 von dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15. Dieser Ringraum 59 bildet einen radialen Übergang innerhalb der zweiten Fluidverbindung 27 im Bereich der äußeren Mantelfläche des Zylinders 3 und dem axialen Längenabschnitt 57 der zweiten Fluidverbindung 27 innerhalb des Leitungsblocks 19. An diesen axialen Längenabschnitt 57 ist der Radialkanal 51 für die Dämpfventileinrichtung 29 des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums 13 angeschlossen.
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Konzentrisch innerhalb des Leitungsblocks 19 verläuft ein Längenabschnitt 63 der ersten Fluidverbindung 23 (3). Dieser Längenabschnitt 63 nimmt das Reduzierstück 21 auf und verfügt über den Radialkanal 49 in Verbindung mit einem Anschlussstutzen 65 zur Dämpfventileinrichtung 25 für den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 15. Die beiden Radialkanäle 49; 51 weisen eine axiale Überdeckung auf, wobei die beiden Dämpfventileinrichtung 25; 29 in diesem konkreten Ausführungsbeispiel sogar einen identischen axialen Abstand zu einer endseitigen Stirnfläche 67 des Leitungsblocks 19 aufweisen. Aufgrund des Ringraums 59 kann der Längenabschnitt 57 im Bezug zum Längenabschnitt 63 radial nach innen verlegt werden, wodurch auch der Abstand der Anschlussstutzen 65; 69 für die beiden Dämpfventileinrichtungen 25; 29 minimiert werden kann.
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Der Leitungsblock 19 verfügt über einen umlaufenden Ringsteg 53 als Teil des Zentrieransatzes. Dieser Ringsteg 53 steht in axialer Überdeckung mit dem Behälterrohr 41. Ein äußeres Gehäuse 55 der Dämpfventileinrichtungen 25; 29 ist mit dem Leitungsblock 19 im Bereich des Ringstegs 53 mittels einer Schweißnaht 71 druckdicht verbunden. Des Weiteren münden alle axialen Kanäle 63; 57 in der Stirnfläche 61 des Leitungsblocks 19. Die Stirnfläche 61 begrenzt im radial äußeren Bereich zwischen dem Anschlussbereich 23 für das Zwischenrohr 33 und dem Ringsteg 83 den Ausgleichsraum 47. Der Anschlussbereich 39 für das Zwischenrohr 33 ist axial zum Ringsteg 83 versetzt in Richtung der Radialkanäle 49; 51 ausgeführt (6 - 8).
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Folglich schneidet ein Aufnahmeraum 73; 75 für die beiden Dämpfventileinrichtungen 25; 29 den endseitigen Bereich des Ausgleichsraums 47. Dadurch entstehen Übertrittskanäle 77; 79 zwischen dem Ausgleichsraum 47 und den Dämpfventileinrichtungen 25; 29.
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An dem Leitungsblock 19 ist ein Hydrauliksystem 81 angeschlossen, das mittels einer nicht dargestellten Pumpe das Dämpfmedium in die beiden Arbeitsräumen 13; 15 pumpt. Dazu verfügt der Leitungsblock 19 über eine erste und eine zweite Anschlussöffnung 85; 87, an denen mittels eines Anschlussblocks 89 jeweils eine Anschlussleitung 91; 93 des Hydrauliksystems 83 gekoppelt sind. Der Anschlussblock 89 ist über mindestens ein Befestigungsmittel, in diesem Fall zwei Gewindebohrungen 83, mit dem Leitungsblock 19 mechanisch verbunden.
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Des Weiteren weist der Leitungsblock 19 mindestens ein willkürlich betätigbares Sperrventil 97; 99 für einen Volumenstrom durch die Anschlussöffnungen 85 auf. Wie man insbesondere aus der 1 erkennen kann, sind das mindestens eine Sperrventil 97; 99 und die mindestens eine verstellbare Dämpfventileinrichtung 25; 29 axial auf verschiedenen Ebenen 101; 103 angeordnet. Bevorzug sind die beiden Sperrventile 97; 99 axial zwischen den beiden Dämpfventileinrichtungen 25; 29 und einem am Leitungsblock 19 fixierten Anschlussorgan 105 platziert.
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Das Hydrauliksystem 81 ist bevorzugt so ausgeführt, dass jeweils ein Arbeitsraum 13; 15 mit einer der Anschlussöffnungen 85; 87 verbunden ist. Die Anschlussöffnungen 85; 87 können während des Betriebs des Schwingungsdämpfers in beide Richtungen durchströmt werden, da bedarfsabhängig ein Arbeitsraum mit Dämpfmedium gefüllt oder aus diesem Arbeitsraum Dämpfmedium abgeführt werden muss, z. B. in einen nicht dargestellten Speicher des Hydrauliksystems.
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Ein Sperrventil 97 und die verstellbare Dämpfventileinrichtung 25 sind an den gemeinsamen Fluidkanal 63 angeschlossen. Die Anschlussöffnung 85 für das Hydrauliksystem 81 und das Sperrventil 97 weisen eine gemeinsame Winkelausrichtung innerhalb des Schwingungsdämpfers 1 auf, so dass diese beiden Komponenten am Leitungsblock 19 gegenüberliegend angeordnet sind. Des Weiteren kreuzen sich die Längsachsen des mindestens einen Sperrventils 97; 99 und der mindestens einen verstellbaren Dämpfventileinrichtung 25; 27.
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Ein Fluidkanal 107 zum Sperrventil 99 ist exzentrisch zur Längsachse des Schwingungsdämpfers 1 ausgerichtet. Dadurch ist dieser Fluidkanal 107 zum Sperrventil 99 mit einem geringen Zerspanungsaufwand herstellbar.
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Wie insbesondere aus der 4 ersichtlich ist, weist das Sperrventil 97; 99 einen Anschlussraum 107; 109 auf, der mit der Fluidleitung 63; 107 im Leitungsblock 19 und mit der Anschlussöffnung 85; 87 verbunden ist, wobei der Anschlussraum 107; 109 eine Ventilsitzfläche 111; 113 für einen Ventilkörper 115; 117 des Sperrventils aufweist. Ein Absatz der Anschlussöffnung 85; 87 bildet die Ventilsitzfläche für den Ventilkörper. Schon eine geringe axiale Verstellung des Ventilkörpers 115; 117 führt zu einem großen Übertrittsquerschnitt am Sperrventil 97; 99. Das Sperrventil 97; 99 ist innerhalb des Anschlussraums 107; 109 horizontal zur Längsachse des Schwingungsdämpfers 1 ausgerichtet.
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Innerhalb des Anschlussraums 107; 109 ist rückseitig zum Ventilkörper 115; 117 eine Aufnahmeringnut 119 ausgeführt, die einen Sicherungsring 121 kammert, der einen Axialanschlag für den Ventilkörper 115; 117 bildet. Dadurch wird verhindert, dass der Ventilkörper über eine Durchlassposition hinaus von der Ventilsitzfläche 111; 113 abheben kann, insbesondere aufgrund des Systemdrucks im Schwingungsdämpfer 1 aus dem Anschlussraum 107; 109 hinausgedrückt wird.
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Trotz der axialen Sicherung ist ein bezogen auf den Anschlussraum 107; 109 rückseitiger Aufnahmeraum 123 des Sperrventils 97; 99 mit der Atmosphäre verbunden. Der Ventilkörper 115; 117 weist auf seiner äußeren Mantelfläche eine Nut für einen Dichtring auf, der den Anschlussraum 107; 109 zur Atmosphäre abdichtet. Man kann jedoch den Ventilkörper 115; 117 soweit aus dem Anschlussraum 107; 109 herausdrehen, bis der Dichtring seine Dichtwirkung verliert und damit eine Entlüftung des Schwingungsdämpfers 1 nach dem Anschluss an das Hydrauliksystem 81 möglich wird.
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Bei der Montage des Schwingungsdämpfers 1 wird der Leitungsblock 19 entsprechend einem konventionellen Boden mit dem äußeren Behälterrohr 41 verschweißt. Die beiden Sperrventile 97; 99 befinden sich in der Sperrstellung, d.h. dass der Schwingungsdämpfer 1 am Leitungsblock 19 hermetisch dicht ist. Im weiteren Montageablauf wird der Schwingungsdämpfer mit Dämpfmedium und ggf. einem Gasvolumen gefüllt.
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In einem weiteren Montageabschnitt wird der über die Sperrventile 97; 99 geschlossene Schwingungsdämpfer 1 mit dem Hydrauliksystem 81 verbunden. Dazu wird der Anschlussblock 89 an den Leitungsblock 19 geschraubt. Dieser Montageschritt kann an einem beliebigen Montageort durchgeführt werden.
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Erst wenn die Sperrventile 97; 99 geöffnet sind, besteht auch eine hydraulische Verbindung zwischen dem Schwingungsdämpfer 1 und dem Hydrauliksystem 81. Bei Bedarf kann über die Sperrventile 97; 99 auch eine Entlüftung des Hydrauliksystems 81 durchgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungsdämpfer
- 3
- Zylinder
- 5
- Kolbenstange
- 7
- Kolben
- 9
- Dämpfventil
- 11
- Dämpfventil
- 13
- kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
- 15
- kolbenstangenferner Arbeitsraum
- 17
- Kolbenstangenführung
- 19
- Leitungsblock
- 21
- Reduzierstück
- 23
- erste Fluidverbindung
- 25
- verstellbare Dämpfventileinrichtung
- 27
- zweite Fluidverbindung
- 29
- zweite verstellbare Dämpfventileinrichtung
- 31
- Anschlussöffnung
- 33
- Zwischenrohr
- 35
- Anschlussbereich
- 37
- Stutzen
- 39
- Anschlussbereich
- 41
- Behälterrohr
- 43
- äußere Stirnfläche
- 45
- Zentrieransatz
- 47
- Ausgleichsraum
- 49
- Radialkanal
- 51
- Radialkanal
- 53
- Ringsteg
- 55
- Gehäuse der Dämpfventileinrichtung
- 57
- Längenabschnitt
- 59
- Ringraum
- 61
- Stirnfläche
- 63
- Längenabschnitt
- 65
- Anschlussstutzen
- 67
- Stirnfläche
- 69
- Anschlussstutzen
- 71
- Schweißnaht
- 73
- Aufnahmeraum
- 75
- Aufnahmeraum
- 77
- Übertrittskanal
- 79
- Übertrittskanal
- 81
- Hydrauliksystem
- 83
- Gewindebohrung
- 85
- Anschlussöffnung
- 87
- Anschlussöffnung
- 89
- Anschlussblock
- 91
- Anschlussleitung
- 93
- Anschlussleitung
- 97
- Sperrventil
- 99
- Sperrventil
- 101
- Ebene
- 103
- Ebene
- 105
- Anschlussorgan
- 107
- Anschlussraum
- 109
- Anschlussraum
- 111
- Ventilsitzfläche
- 113
- Ventilsitzfläche
- 115
- Ventilkörper
- 117
- Ventilkörper
- 119
- Aufnahmeringnut
- 121
- Sicherungsring
- 123
- Aufnahmeraum
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102019206455 A1 [0002, 0004]
- DE 102013218658 A1 [0026]
