DE102022133666A1

DE102022133666A1 - Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102022133666A1
Application number: DE102022133666.2A
Authority: DE
Inventors: Tim Noruschat; Nicolas Sumkötter; Klaus Schmidt
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 2022-12-16
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2024-06-27
Also published as: US20240200632A1; CN118208517A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer (10), für ein Fahrzeug, umfassend: ein Außenrohr (12) und ein koaxial zu diesem angeordnetes Innenrohr (14), wobei zwischen dem Außenrohr (12) und dem Innenrohr (14) ein Ausgleichsraum (16) zur Aufnahme von Hydraulikfluids ausgebildet ist, und einen mit einer Kolbenstange (20) verbundener Arbeitskolben (18), der innerhalb des Innenrohrs (14) hin und her bewegbar angeordnet ist, wobei der Innenraum des Innenrohrs (14) durch den Arbeitskolben (18) in einen ersten Arbeitsraum (22) und einen zweiten Arbeitsraum (24) aufgeteilt ist, wobei innerhalb des Ausgleichsraums (16) eine Mehrzahl von Strömungselementen (30) angeordnet sind, die jeweils einen stiftförmigen Bereich aufweisen, der sich in radialer Richtung erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug mit einem Strömungselement zur Beruhigung der Strömung innerhalb des Schwingungsdämpfers.
Insbesondere bei als Mehrrohrschwingungsdämpfern ausgebildeten Schwingungsdämpfern ist es bekannt, Vorrichtungen zur Ölberuhigung zu verwenden. Mehrrohrschwingungsdämpfer weisen üblicherweise keinen separaten Gasraum auf, sodass das Hydrauliköl und das Gas nicht hermetisch voneinander getrennt sind. Kolbenstangenbewegungen oder Beschleunigungen des Hydraulikfluids innerhalb des Schwingungsdämpfers führen somit zu relativ starken Schwankungen des Hydraulikölspiegels. Beispielsweise ist es möglich, dass sich die Trennschicht zwischen Öl und Gas einseitig, insbesondere ventilseitig nach unten bewegt und somit die Verschäumung verstärkt.
Dies führt häufig zu einem „Zerreißen“ der Hydraulikölsäule, sodass sich das Hydrauliköl und das Gas durch eine Verschäumung derart vermischt, dass Gas in einen der Arbeitsräume gelangt. In einem solchen Fall ist die Funktion des Schwingungsdämpfers sehr eingeschränkt und die geforderte Dämpfungskennlinie wird nicht mehr erreicht.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, ein Spiralelement zur Beruhigung des Hydrauliköls einzusetzen. Aus der DE 11 2019 006 471 T5 ist beispielsweise ein Schwingungsdämpfer mit einem Spiralelement bekannt. Problematisch ist allerdings die Montage des Spiralelements innerhalb des Schwingungsdämpfers.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei welchem eine Verschäumung des Hydraulikfluids zuverlässig verhindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug umfasst nach einem ersten Aspekt ein Außenrohr und ein koaxial zu diesem angeordnetes Innenrohr, wobei zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr ein Ausgleichsraum zur Aufnahme von Hydraulikfluid ausgebildet ist, und einen mit einer Kolbenstange verbundener Arbeitskolben, der innerhalb des Innenrohrs hin und her bewegbar angeordnet ist, wobei der Innenraum des Innenrohrs durch den Arbeitskolben in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum aufgeteilt ist. Der Schwingungsdämpfer weist des Weiteren optional ein innerhalb des Ausgleichsraums angeordnetes Mittelrohr auf, das an dem Innenrohr befestigt ist.
Innerhalb des Ausgleichsraums ist eine Mehrzahl von Strömungselementen angeordnet, die jeweils einen stiftförmigen Bereich aufweisen, der sich in radialer Richtung erstreckt.
Die Strömungselemente sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie jeweils lokale Strömungswiderstände ausbilden und insbesondere die kinetische Energie des in dem Ausgleichsraum strömenden Hydraulikfluids senken. Vorzugsweise sind die Strömungselemente labyrinthartig innerhalb des Ausgleichsraums angeordnet, sodass das Hydraulikfluid einen labyrinthartigen Strömungsweg nehmen muss, um durch den Ausgleichsraum zu strömen. Die Strömungselemente bewirken vorzugsweise eine lokale Reduktion der Strömungsgeschwindigkeit des Hydraulikfluids, wobei das Hydraulikfluid insbesondere mehrfach umgelenkt wird.
Vorzugsweise sind die Strömungselemente alle identisch ausgebildet. Optional weisen die Strömungselemente unterschiedliche Längen auf. Vorzugsweise sind in dem Ausgleichsraum Strömungselemente mit zwei unterschiedlichen Längen angeordnet und insbesondere abwechselnd nebeneinander angeordnet. Vorzugsweise erstrecken sich die Strömungselemente ausschließlich in radialer Richtung orthogonal zur Axialen des Schwingungsdämpfers. Unter der Erstreckung ist vorzugsweise die Ausrichtung Längsachse des Strömungselements, insbesondere des stiftförmigen Bereichs, zu verstehen. Vorzugsweise weist jedes Strömungselement einen stiftförmigen Bereich auf. Der stiftförmige Bereich ist beispielsweise zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildet und weist vorzugsweise einen runden, eckigen, quadratischen, rechteckigen oder elliptischen Querschnitt auf. Vorzugsweise weist der stiftförmige Bereich einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf. Optional ist der stiftförmige Bereich kegelförmig ausgebildet. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Strömungselemente pyramidenförmig, kegelförmig, kugelförmig, halbkugelförmig, nadelförmig, quaderförmig, keilförmig, polygonförmig oder faserförmig ausgebildet sind.
Bei dem Schwingungsdämpfer handelt es sich vorzugsweise um einen Mehrrohrschwingungsdämpfer, wobei der Ausgleichsraum teilweise, insbesondere an dem oberen Ende, mit einem Gas gefüllt ist. Das Außenrohr bildet vorzugsweise zumindest teilweise das Gehäuse des Schwingungsdämpfers aus. Die Innenfläche des Innenrohrs ist vorzugsweise als Führung des Arbeitskolbens ausgebildet. Der Arbeitskolben weist vorzugsweise eine Ventileinrichtung auf, durch welche der erste und der zweite Arbeitsraum miteinander verbunden sind.
Zwischen dem optionalen Mittelrohr und dem Innenrohr ist vorzugsweise ein Ringraum ausgebildet. Das Innenrohr weist insbesondere zumindest eine Durchlassöffnung auf, die den ersten, kolbenstangenseitigen Arbeitsraum mit dem Ringraum fluidtechnisch verbindet, wobei die Durchlassöffnung in dem ersten Arbeitsraum ausgebildet ist.
Der Schwingungsdämpfer weist insbesondere ein Verschlusspaket auf, das dazu ausgebildet und angeordnet ist, den Innenraum des Außenrohrs kolbenstangenseitig fluidtechnisch abzudichten. Das kolbenstangenseitige Ende des Innenrohrs ist vorzugsweise an dem Verschlusspaket befestigt. Gegenüberliegend zu dem Verschlusspaket, an dem kolbenstangenfernen Ende, ist der Innenraum des Außenrohrs vorzugsweise mittels eines Bodenstücks fluidtechnisch abgedichtet. An dem Bodenstück ist insbesondere ein Bodenventil angeordnet, das insbesondere an dem kolbenstangenfernen Ende des Innenrohrs angebracht ist. Der zweite Arbeitsraum ist vorzugsweise über das Bodenventil mit dem Ausgleichsraum fluidtechnisch verbunden. Bei dem Bodenventil handelt es sich vorzugsweise um ein Rückschlagventil, das in beide oder nur eine Richtung durchströmbar ist. Beispielsweise ist das Bodenventil in Zugrichtung, bei einer Kolbenbewegung in Richtung aus dem Innenrohr hinaus, als Rückschlagventil ausgebildet und in Druckrichtung, bei einer Kolbenbewegung in das Innenrohr hinein, als ein kennungserzeugendes Ventil ausgebildet.
Das optionale Mittelrohr ist vorzugsweise koaxial zu und zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet. Das Mittelrohr weist beispielhaft eine Länge auf, die in etwa 40% bis 90%, insbesondere 50% bis 80% der Länge des Innenrohrs entspricht. Ein derart ausgebildetes Mittelrohr ist kostengünstig herstellbar und ermöglicht eine einfache und zeitoptimierte Montage.
Gemäß einer ersten Ausführungsform sind die Strömungselemente an dem Außenrohr, dem Innenrohr, dem Mittelrohr oder an einem Rohrelement befestigt, wobei das Rohrelement an dem Mittelrohr angebracht ist. Das Rohrelement und die Strömungselemente sind vorzugsweise aus einem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet. Insbesondere sind die Strömungselemente einstückig oder einteilig mit dem Rohrelement, dem Mittelrohr oder dem Außenrohr ausgebildet. Optional sind die Strömungselemente lösbar an dem Rohrelement, dem Mittelrohr oder dem Außenrohr befestigt, beispielsweise mittels einer Schraub- oder Steckverbindung. Vorzugsweise sind die Strömungselemente an dem
Rohrelement, dem Mittelrohr oder dem Außenrohr mittels einer formschlüssigen, stoffschlüssigen und/ oder kraftschlüssigen Verbindung angebracht. Das Rohrelement liegt vorzugsweise an dem Mittelrohr oder dem Außenrohr an und ist vorzugsweise mit diesem fest verbunden, beispielsweise mittels einer formschlüssigen Verbindung oder einer Schnappverbindung. Das Rohrelement ist vorzugsweise koaxial zu dem Außenrohr und dem Mittelrohr angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen zumindest einige der Strömungselemente oder alle Strömungselemente an dem Außenrohr, dem Innenrohr und/ oder dem Mittelrohr an. Vorzugsweise liegen die Strömungselemente mit dem freien, nicht befestigten Ende an dem Mittelrohr oder dem Außenrohr an. Beispielsweise liegen die Hälfte der Strömungselemente an dem AußOenrohr oder dem Mittelrohr an, wobei die übrigen Strömungselemente einen Spalt zwischen dem Außenrohr oder dem Mittelrohr ausbilden. Vorzugsweise liegen die Strömungselemente fluiddicht an dem Außenrohr oder dem Mittelrohr an, sodass eine Strömung des Hydraulikfluids verhindert wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Strömungselemente derart nebeneinander angeordnet, dass zwischen benachbarten Strömungselementen ein Strömungskanal zur Leitung von Hydraulikfluid ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Strömungselemente insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. Die Strömungskanäle sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Hydraulikfluid mehrfach in radialer, axialer und in Umfangsrichtung umgelenkt wird. Vorzugsweise wird dadurch eine Vergleichmäßigung der Trennschicht zwischen Öl und Gas erzeugt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die stiftförmigen Bereiche der Strömungselemente jeweils insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. Vorzugsweise sind die stiftförmigen Bereiche der Strömungselemente mit dem Rohrelement, dem Innenrohr, dem Mittelrohr und/ dem Außenrohr lösbar oder fest verbunden, insbesondere formschlüssig, stoffschlüssig und/ oder kraftschlüssig. Vorzugsweise sind die stiftförmigen Bereiche mit dem Mittelrohr, dem Rohrelement oder dem Außenrohr verschraubt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Strömungselemente in axialen Reihen, umfangsmäßigen und/oder spiralförmigen Reihen entlang des Außenrohrs, des Mittelrohrs oder des Rohrelements angeordnet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind benachbarte Strömungselemente axial und/ oder in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet. Beispielsweise ist der Abstand zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Strömungselementen größer als der Abstand zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Strömungselementen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Strömungselemente jeweils einen stiftförmigen Bereich und einen Kopfbereich auf, der sich radial, insbesondere innen oder außen, an den stiftförmigen Bereich anschließt. Der Kopfbereich ist vorzugsweise fest mit dem stiftförmigen Bereich verbunden und beispielsweise einstückig mit diesem ausgebildet. Insbesondere liegt der Kopfbereich des Strömungselements fluiddicht an der Innenseite des Außenrohrs oder der Außenseite des Mittelrohrs an oder ist zu diesem beabstandet angeordnet. Der stiftförmige Bereich ist vorzugsweise mit dem Kopfbereich lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt. Der Kopfbereich ist vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und weist einen größeren Durchmesser auf als der stiftförmige Bereich.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kopfbereich einen größeren Durchmesser auf als der stiftförmige Bereich. Die Strömungselemente weisen beispielsweise einen kreisscheibenförmigen Kopfbereich auf. Der stiftförmige Bereich und/ oder der Kopfbereich ist beispielsweise pyramidenförmig, kegelförmig, kugelförmig, halbkugelförmig, nadelförmig, quaderförmig, keilförmig, polygonförmig oder faserförmig ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen die Kopfbereiche zueinander benachbarter Strömungselemente aneinander an. Insbesondere sind die Strömungselemente derart angeordnet, dass sich die Kopfbereiche axial oder in Umfangsrichtung benachbarter Strömungselemente berühren. Beispielsweise liegen die Kopfbereiche aller zueinander benachbarten Strömungselemente aneinander an.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Innenrohr, das Mittelrohr, das Außenrohr und/oder das Rohrelement einen Flächenbereich auf, der einen Füllgrad an Strömungselementen von 1% bis 99%, insbesondere 5% bis 95%, vorzugsweise 30% bis 90% aufweist. Unter dem Füllgrad ist die Summe der Querschnittsflächen der Strömungselemente pro Fläche zu verstehen, wobei die Fläche ein Teilbereich der Fläche ist, auf welcher die Strömungselemente angebracht sind, beispielsweise die Außenfläche des Mittelrohrs, des Rohrelements oder des Außenrohrs.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Strömungselemente an einem Rohrelement befestigt, wobei das Rohrelement mittels einer Verriegelungseinrichtung an dem Mittelrohr oder dem Innenrohr angebracht ist.
Bei der Verriegelungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine feste Verbindung, die zumindest in axialer und/ oder radialer Richtung und/ oder in Umfangsrichtung eine Relativbewegung des Rohrelements und des Mittelrohrs oder des Innenrohrs zueinander verhindert. Die Verriegelungseinrichtung ist vorzugsweise an dem kolbenstangenseitigen Ende des Mittelrohrs oder des Innenrohrs angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verriegelungseinrichtung als Formschlussverbindung ausgebildet. Vorzugsweise handelt es sich bei der Verriegelungseinrichtung um einen Schnappverschluss. Eine Formschlussverbindung, insbesondere ein Schnappverschluss, bietet eine besonders einfache Möglichkeit der Befestigung des Rohrelements an dem Mittelrohr, wobei insbesondere kein Werkzeug notwendig ist. Vorzugsweise ist die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie das Rohrelement in axialer Richtung und/ oder in Umfangsrichtung auf dem Mittelrohr fixiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verriegelungseinrichtung eine Mehrzahl von Klemmarmen, die umfangsmäßig nebeneinander angeordnet sind und ein Ende des Rohrelements ausbilden. Die Klemmarme sind beispielsweise derart ausgebildet, dass sie in radialer Richtung verformbar sind, sodass der Querschnitt des Rohrelements vorzugsweise durch eine Verformung der Klemmarme erhöht oder verringert wird. Bei der Verformung handelt es sich vorzugsweise um eine reversible, elastische Verformung. Die Klemmarme erstrecken sich beispielsweise in axialer Richtung und sind jeweils zu einem in Umfangsrichtung benachbarten Klemmarm über einen Schlitz beabstandet. Die Klemmarme erstrecken sich vorzugsweise parallel zueinander. Das Rohrelement weist vorzugsweise eine Mehrzahl von axialen Schlitzen auf, die sich von dem in Richtung des Verschlusspakets weisenden Ende des Rohrelements in axialer Richtung erstrecken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Mittelrohr an dem Innenrohr über eine Mittelrohranbringung angebracht. Das Mittelrohr ist vorzugsweise an dem Innenrohr über zumindest eine, insbesondere über eine erste und eine zweite Mittelrohranbringung angebracht. Zumindest eine Mittelrohranbringung ist an dem kolbenstangenfernen Ende des Mittelrohrs angeordnet, wobei eine weitere Mittelrohranbringung beispielsweise an dem kolbenstangenseitigen Ende des Mittelrohrs angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Mittelrohranbringung in dem Mittelrohr ausgebildet. Die Mittelrohranbringung umfasst vorzugsweise zwei radial nach innen umfangsmäßig verlaufende Einschnürungen, wobei in dem Bereich der Einschnürungen der Durchmesser des Mittelrohrs derart verringert wird, dass das Mittelrohr an dem Innenrohr anliegt. Zwischen den beiden Einschnürungen ist eine ringförmige Aufweitung ausgebildet, wobei in dem Bereich der Aufweitung der Durchmesser des Mittelrohrs, auf den vorherigen Durchmesser außerhalb der Einschnürung erweitert wird. Die Aufweitung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie zwischen dem Mittelrohr und dem Innenrohr einen abgeschlossenen Ringraum ausbildet. Innerhalb des Ringraums ist beispielsweise ein Dichtelement, insbesondere ein Dichtring angeordnet, der an dem Innenrohr und dem Mittelrohr anliegt und zwischen diesen eine fluiddichte Abdichtung ausbildet. Die Mittelrohranbringung stellt vorzugsweise eine Abdichtung des Mittelrohrs gegen das Innenrohr dar. Die Mittelrohranbringung ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie eine Bewegung des Mittelrohrs in radialer Richtung relativ zu dem Innenrohr verhindert. In axialer Richtung fixiert die Mittelrohranbringung das Mittelrohr an dem Innenrohr vorzugsweise nicht. Insbesondere wird das Mittelrohr in axialer Richtung und in Umfangsrichtung durch die Montage eines Ventils an dem Flanschbereich des Mittelrohrs fixiert.
Vorzugsweise ist die Verriegelungseinrichtung an der Mittelrohranbringung angebracht. Die Verriegelungseinrichtung ist vorzugsweise an der kolbenstangenseitigen Mittelrohranbringung angeordnet und bildet mit dieser insbesondere eine formschlüssige Verbindung. Vorzugsweise ist die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet, dass sie an der Mittelrohranbringung einrastet und das Rohrelement vorzugsweise in axialer Richtung auf dem Mittelrohr fixiert. Vorzugsweise ist der Klemmarm der Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet, dass er mit der den Ringraum ausbildenden Aufweitung der Mittelrohranbringung zusammenwirkt und insbesondere eine formschlüssige Verbindung ausbildet. Insbesondere umfasst die Mittelrohranbringung zwei radial nach innen weisende umfangsmäßig verlaufende Einschnürungen in dem Mittelrohr.
Beispielsweise ist die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie an der Mittelrohranbringung einrastet. Unter Einrasten wird eine radiale reversible Verformung zumindest eines Klemmarms in radialer Richtung nach Außen verstanden, auf die eine radiale reversible Verformung zumindest eines Klemmarms in radialer Richtung nach Innen folgt, wobei das Rohrelement in axialer Richtung fixiert wird. Bei der Montage des Rohrelements wird dieses vorzugsweise von dem verschlusspaketseitigen Ende des Mittelrohrs auf dieses geschoben bis es an der Mittelrohranbringung einrastet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schwingungsdämpfer eine Dämpfungsventileinrichtung auf und das Rohrelement weist einen Flanschbereich zum Anbringen der Dämpfungsventileinrichtung an das Mittelrohr auf. Der Flanschbereich bildet eine Aufnahme für die Dämpfungsventileinrichtung, insbesondere bildet der Flanschbereich einen Fluideinlass und/ oder Fluidauslass der Dämpfungsventileinrichtung. Insbesondere verbindet der Flanschbereich den Ringraum mit der Dämpfungsventileinrichtung. Das Außenrohr des Schwingungsdämpfers weist vorzugsweise ein mit dem Flanschbereich fluchtende Öffnung zur Aufnahme der Dämpfungsventileinrichtung auf, sodass die Dämpfungsventileinrichtung fluidtechnisch mit dem Ausgleichsraum verbunden ist. Der Flanschbereich ist beispielsweise einstückig mit dem Mittelrohr ausgebildet und weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der vorzugsweise rohrförmige Flanschbereich erstreckt sich in radialer Richtung nach außen von dem Mittelrohr in Richtung des Außenrohrs. Das Rohrelement erstreckt sich vorzugsweise von der kolbenstangenseitigen Verriegelungseinrichtung des Mittelrohrs bis zu dem Flanschbereich. Vorzugsweise ist das Rohrelement in axialer Richtung zu dem Flanschbereich beabstandet und erstreckt sich in axialer Richtung insbesondere nicht über den Flanschbereich hinaus. Es ist ebenfalls denkbar, dass sich das Rohrelement von der kolbenstangenseitigen Verriegelungseinrichtung des Mittelrohrs bis über den Flanschbereich hinaus erstreckt, wobei der Endbereich des Rohrelements vorzugsweise eine in axialer Richtung verlaufende Nut aufweist, in welcher der Flanschbereich angeordnet ist. Beispielsweise ist das Rohrelement und/ oder das Mittelrohr aus einem Kunststoff und/ oder aus einem Metall ausgebildet.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwingungsdämpfers mit einer Mehrzahl von Strömungselementen in einer Längsschnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Schwingungsdämpfers mit einer Mehrzahl von Strömungselementen in einer Längsschnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Schwingungsdämpfers mit einer Mehrzahl von Strömungselementen in einer Längsschnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Mittelrohrs mit einer Mehrzahl von Strömungselementen in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Schwingungsdämpfers mit einer Mehrzahl von Strömungselementen in einer Längsschnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Mittelrohrs mit einer Mehrzahl von Strömungselementen in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Mittelrohrs mit einer Mehrzahl von Strömungselementen in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.

1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 10, wobei es sich bei dem Schwingungsdämpfer 10 um einen Mehrrohrschwingungsdämpfer, beispielshaft um einen 2 - Rohrschwingungsdämpfer, handelt. Der Schwingungsdämpfer 10 weist ein Außenrohr 12 auf, das eine Außenfläche, insbesondere ein Gehäuse, des Schwingungsdämpfers 10 ausbildet. Innerhalb des Außenrohrs 12 ist koaxial zu diesem ein Innenrohr 14 angeordnet. Zwischen dem Außenrohr 12 und dem Innenrohr 14 ist ein Ausgleichsraum 16 ausgebildet, der vorzugsweise zumindest teilweise mit einem Hydraulikfluid gefüllt ist. Vorzugsweise ist der Ausgleichsraum 16 teilweise mit einem Gas gefüllt.
Innerhalb des Innenrohrs 14 ist ein mit einer Kolbenstange 20 verbundener Arbeitskolben 18 derart angeordnet, dass er innerhalb des Innenrohrs 14 bewegbar ist, wobei das Innenrohr vorzugsweise als Führung des Arbeitskolbens 18 ausgebildet ist. Der Arbeitskolben 18 weist vorzugsweise eine Ventileinrichtung auf. Der Arbeitskolben 18 teilt den Innenraum des Innenrohrs 14 in einen ersten Arbeitsraum 22, der kolbenstangenseitig angeordnet ist und einen zweiten Arbeitsraum 24, der kolbenstangenfern angeordnet ist. Innerhalb des Ausgleichsraums 16 ist ein Mittelrohr 26 koaxial zu und zwischen dem Innenrohr 14 und dem Außenrohr 12 angeordnet.
Der Innenraum des Außenrohrs 12 ist kolbenstangenseitig mittels eines Verschlusspakts 34 fluidtechnisch abgedichtet. Gegenüberliegend zu dem Verschlusspaket 34, an dem kolbenstangenfernen Ende, ist der Innenraum des Außenrohrs 12 mittels eines Bodenstücks 36 fluidtechnisch abgedichtet. An dem Bodenstück 36 ist beispielhaft ein Bodenventil 38 angeordnet, das insbesondere an dem kolbenstangenfernen Ende des Innenrohrs 14 angebracht ist. Bei dem Bodenventil 38 handelt sich vorzugsweise um ein Rückschlagventil, das in beide oder nur eine Richtung durchströmbar ist. Der zweite Arbeitsraum 24 ist vorzugsweise über das Bodenventil 38 mit dem Ausgleichsraum 16 fluidtechnisch verbunden. Das kolbenstangenseitige Ende des Innenrohrs 14 ist vorzugsweise an dem Verschlusspaket 34 befestigt.
Das Mittelrohr 26 weist beispielhaft eine Länge auf, die in etwa 50 bis 80% der Länge des Innenrohrs 14 entspricht. Das Mittelrohr 26 ist insbesondere an dem Innenrohr 14 über eine erste und eine zweite Mittelrohranbringung 40, 42 angebracht. Die erste Mittelrohranbringung 40 ist an dem kolbenstangenfernen Ende des Mittelrohrs 26 angeordnet und die zweite Mittelrohranbringung 42 ist an dem kolbenstangenseitigen Ende des Mittelrohrs 26 angeordnet.
In dem Ausgleichsraum 16 und koaxial zu dem Mittelrohr 26 ist in dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 beispielhaft ein Rohrelement 28 angeordnet. Das Rohrelement 28 liegt vorzugsweise an der Außenfläche des Mittelrohrs 26 an. An dem Rohrelement 28 sind beispielhaft eine Mehrzahl von Strömungselementen 30 angebracht.
Die Mittelrohranbringung 40, 42 umfasst vorzugsweise zwei radial nach innen umfangsmäßig verlaufende Einschnürungen 44a,b, wobei in dem Bereich der Einschnürungen 44a,b der Durchmesser des Mittelrohrs 26, insbesondere des Rohrelements 28, derart verringert wird, dass das Mittelrohr 26, insbesondere das Rohrelement 28, an dem Innenrohr 14 anliegt. An die axial einwärtige, erste Einschnürung 44a schließt sich eine insbesondere ringförmige Aufweitung 46 des Innenrohrs 14 an, wobei in dem Bereich der Aufweitung 46 der Durchmesser des Mittelrohrs 26, insbesondere des Rohrelements 28, auf den vorherigen Durchmesser außerhalb der Einschnürung 44 erweitert wird. An die Aufweitung 46 schließt sich in axialer Richtung nach außen die zweite Einschnürung 44b an und bildet das Ende des Rohrelements 28 aus. Mit Ausnahme der Mittelrohranbringung 40,42 weist das Mittelrohr 26 vorzugsweise einen konstanten Durchmesser und Querschnitt auf. Die Aufweitung 46 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie zwischen dem Mittelrohr 26 und dem Innenrohr 14 einen abgeschlossenen Ringraum 48 ausbildet. Innerhalb des Ringraums 48 ist beispielhaft in Dichtelement, insbesondere ein Dichtring 50 angeordnet, der an dem Innenrohr 14 und dem Mittelrohr 26 anliegt und zwischen diesen eine fluiddicht Abdichtung ausbildet. Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Mittelrohranbringung 40, 42 jeweils einen Ringraum 48 mit einem Dichtring 50 auf. Die Ausweitung 46 und Einschnürungen 44a,b sind vorzugsweise an dem Mittelrohr 26 ausgebildet.
Zwischen dem Mittelrohr und dem Innenrohr 14 ist ein Ringraum 13 ausgebildet. In dem Innenrohr 14 ist zumindest eine Durchlassöffnung 17 ausgebildet, die den ersten Arbeitsraum 22 mit dem Ringraum 13 fluidtechnisch verbindet. Die Durchlassöffnung 17 ist in dem ersten Arbeitsraum 22 ausgebildet.
Das Rohrelement 28 ist vorzugsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff ausgebildet. Beispielhaft weist das Mittelrohr 26 einen Flanschbereich 52 zum Anbringen einer Dämpfungsventileinrichtung 54 an des Mittelrohr 26 auf. Der Flanschbereich 52 ist beispielsweise einstückig mit dem Mittelrohr 26 ausgebildet und weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der vorzugsweise rohrförmige Flanschbereich 52 erstreckt sich in radialer Richtung nach außen von dem Mittelrohr 26 in Richtung des Außenrohrs 12. Der Flanschbereich 52 bildet eine Aufnahme für die Dämpfungsventileinrichtung 54, insbesondere bildet der Flanschbereich 52 einen Fluideinlass und/ oder Fluidauslass der Dämpfungsventileinrichtung 54. Der Flanschbereich 52 verbindet den Ringraum 13 mit der Dämpfungsventileinrichtung 54. Das Außenrohr 12 weist vorzugsweise ein mit dem Flanschbereich 52 fluchtende Öffnung zur Aufnahme der Dämpfungsventileinrichtung 54 auf, sodass die Dämpfungsventileinrichtung 54 fluidtechnisch mit dem Ausgleichsraum 16 verbunden ist.
Die Strömungselemente 30 sind vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet. Vorzugsweise sind die Strömungselemente 30 jeweils als radial nach außen weisender Vorsprung ausgebildet. Die Strömungselemente 30 weisen jeweils vorzugsweise einen stiftförmigen Bereich 58 auf, der sich insbesondere ausschließlich in radialer Richtung nach außen erstreckt. Unter der Erstreckung ist die Ausrichtung Längsachse des Strömungselements 30, insbesondere des stiftförmigen Bereichs 58, zu verstehen. Der stiftförmige Bereich 58 ist beispielsweise zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildet und weist vorzugsweise einen runden, eckigen, quadratischen, rechteckigen oder elliptischen Querschnitt auf. Vorzugsweise weist der stiftförmige Bereich 58 einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser auf. Optional ist der stiftförmige Bereich 58 kegelförmig ausgebildet. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Strömungselemente 30 pyramidenförmig, kegelförmig, kugelförmig, halbkugelförmig, nadelförmig, quaderförmig, keilförmig, polygonförmig oder faserförmig ausgebildet sind.
Die Strömungselemente 30 erstecken sich beispielsweise zumindest teilweise bis an die Innenseite des Außenrohrs 12 heran und bilden insbesondere einen fluiddichten Abschluss mit dem Außenrohr 12. Vorzugsweise sind zumindest einige Strömungselemente 30 zu der Innenseite des Außenrohrs 12 beabstandet angeordnet, sodass ein mit Hydraulikfluid gefüllter Spalt ausgebildet ist. Die Strömungselemente 30 sind vorzugsweise derart nebeneinander angeordnet, dass zwischen benachbarten Strömungselementen ein mit Hydraulikfluid gefüllter Strömungskanal ausgebildet ist. Die stiftförmigen Bereiche 58 der Strömungselemente 30 sind vorzugsweise jeweils gleichmäßig beabstandet zueinander angeordnet. Beispielsweise sind axial zueinander benachbarte Strömungselemente 30 in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Optional sind die Strömungselemente 30 in axialen Reihen oder spiralförmigen Reihen entlang des Mittelrohrs 26 oder des Rohrelements 28 angeordnet.
Optional weisen die Strömungselemente 30 einen stiftförmigen Bereich 58 und einen sich radial außen daran anschließenden Kopfbereich 60 auf. Der Kopfbereich 60 ist vorzugsweise fest mit dem stiftförmigen Bereich 58 verbunden und beispielsweise einstückig mit diesem ausgebildet. Insbesondere liegt der Kopfbereich 60 des Strömungselements 30 fluiddicht an der Innenseite des Außenrohrs 12 an oder ist zu diesem beabstandet angeordnet.
Das Rohrelement 28 ist beispielhaft über eine Verriegelungseinrichtung 32 mit dem Mittelrohr 26 verbunden. Die Verriegelungseinrichtung 32 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine Relativbewegung des Rohrelements 28 zu dem Mittelrohr 26 in axialer und/ oder in Umfangsrichtung verhindert. Die Verriegelungseinrichtung 32 ist vorzugsweise an dem kolbenstangenseitigen Ende des Mittelrohrs 26, insbesondere an der kolbenstangenseitigen Mittelrohranbringung 42 ausgebildet. Bei der Verriegelungseinrichtung 32 handelt es sich vorzugsweise um eine Formschlussverbindung. Vorzugsweise handelt es sich bei der Verriegelungseinrichtung 32 um einen Schnappverschluss.
2 zeigt das Rohrelement 28 mit den Strömungselementen 30 gemäß 1 im Detail. Das Rohrelement 28 weist beispielhaft die Verriegelungseinrichtung 32 auf. Vorzugsweise ist der in Richtung des Verschlusspakets 34 weisende Endbereich des Rohrelement 28 als Verriegelungseinrichtung 32 ausgebildet. Die Verriegelungseinrichtung 32 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie mit der Mittelrohranbringung 42 eine Formschlussverbindung ausbildet. Vorzugsweise ist die Verriegelungseinrichtung 32 derart ausgebildet, dass sie an der Mittelrohranbringung 42 einrastet und das Rohrelement 28 vorzugsweise in axialer Richtung auf dem Mittelrohr 26 fixiert.
Die Verriegelungseinrichtung 32 umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von Klemmarmen 56, die umfangsmäßig nebeneinander angeordnet sind und das in Richtung des Verschlusspakets 34 weisende Ende des Rohrelements 28 ausbilden. Die Klemmarme 56a-h erstrecken sich beispielsweise in axialer Richtung parallel zueinander und sind vorzugsweis jeweils zu einem in Umfangsrichtung benachbarten Klemmarm 56 über einen in axialer Richtung verlaufenden Schlitz getrennt. Beispielhaft weist das Rohrelement 28 eine Mehrzahl von Klammarmen 56 auf. Bei den Klemmarmen 56handelt es sich insbesondere um umfangsmäßige Rohrendabschnitte des Rohrelements 28. Die Klemmarme 56 weisen insbesondere jeweils einen radial einwärts gerichteten Vorsprung 64 auf, der derart ausgebildet ist, dass er mit der Aufweitung 46 der Mittelrohranbringung 42 zusammenwirkt und insbesondere eine formschlüssige Verbindung ausbildet. Insbesondere liegt der Vorsprung 64 an der Einschnürung 44a an.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungsdämpfers 10 mit einer Mehrzahl von Strömungselementen 30. Die Strömungselemente 30 sind beispielhaft an dem Mittelrohr 26 befestigt oder einstückig mit diesem ausgebildet. Beispielhaft weisen die Strömungselemente 30 jeweils einen stiftförmigen Bereich 58 und einen sich daran radial nach außen anschließenden Kopfbereich 60 auf. Der stiftförmige Bereich 58 ist vorzugsweise mit dem Kopfbereich 60 lösbar verbunden, beispielsweise verschraubt. Der Kopfbereich ist vorzugsweise kugelförmig ausgebildet und weist einen größeren Durchmesser auf als der stiftförmige Bereich 60. Die Strömungselemente 30 sind in dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 beispielhaft ein einer Mehrzahl axialen Reihen angeordnet, wobei der Abstand zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Strömungselementen 30 größer ist als der Abstand zwischen zwei in axialer Richtung benachbarten Strömungselementen 30.
5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Mittelrohrs 26 mit Strömungselementen 30. Die Strömungselemente 30 weisen beispielshaft einen kreisscheibenförmigen Kopfbereich 60 auf. Beispielhaft sind die stiftförmigen Bereiche 58 mit dem Mitterohr 26 verschraubt und weisen insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Strömungselemente 30 sind in axialen Reihen angeordnet, wobei sich die Kopfbereiche 60 axial benachbarter Strömungselemente 30 berühren. Beispielhaft sind alle Strömungselemente 30 identisch ausgebildet. Die Strömungselemente 30 sind vorzugsweise zu der Innenseite des Außenrohrs 12 beabstandet angeordnet, sodass zwischen dem Außenrohr 12 und den Strömungselementen 30 Hydraulikfluid strömbar ist.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ausschnitts eines Mittelrohrs 26 oder Rohrelements 28 mit einer Mehrzahl von Strömungselementen 30. Die Strömungselemente 30 weisen beispielhaft ausschließlich einen stiftförmigen Bereich 58 auf, wobei der stiftförmige Bereich 58 insbesondere einen eckigen, vorzugsweise quadratischen Querschnitt aufweist. Beispielhaft sind die Strömungselemente 30 als Quader oder Würfel ausgebildet und vorzugsweise in Umfangsrichtung und in axialer Richtung jeweils zueinander versetzt angeordnet.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Strömungselementen 30 auf einer bestimmten Fläche des Rohrelements 28 oder des Mittelrohrs 26 angeordnet. Vorzugsweise ist der Füllgrad an Strömungselementen 30 pro Flächeneinheit 1% bis 99%, insbesondere 5% bis 95%, vorzugsweise 30% bis 90%. Unter dem Füllgrad ist die Summe der Querschnittsflächen der Strömungselemente pro Fläche zu verstehen, wobei die Fläche die Fläche ist, auf welcher die Strömungselemente 30 angebracht sind, beispielsweise die Außenfläche des Mittelrohrs, des Rohrelements oder des Außenrohrs.
Bezugszeichenliste

10: Schwingungsdämpfer
12: Außenrohr
13: Ringraum
14: Innenrohr
16: Ausgleichsraum
17: Durchlassöffnung
18: Arbeitskolben
20: Kolbenstange
22: erster, kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
24: zweiter, kolbenstangenferner Arbeitsraum
26: Mittelrohr
28: Rohrelement
30: Strömungselemente
32: Verriegelungseinrichtung
34: Verschlusspaket
36: Bodenstück
38: Bodenventil
40: Mittelrohranbringung
42: Mittelrohranbringung
44a,b: Einschnürung
46: Aufweitung
48: Ringraum
50: Dichtring
52: Flanschbereich
54: Dämpfungsventileinrichtung
56: Klemmarme
58: stiftförmiger Bereich
60: Kopfbereich
64: Vorsprung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 112019006471 T5 [0004]

Claims

Schwingungsdämpfer (10), für ein Fahrzeug, umfassend: - ein Außenrohr (12) und ein koaxial zu diesem angeordnetes Innenrohr (14), wobei zwischen dem Außenrohr (12) und dem Innenrohr (14) ein Ausgleichsraum (16) zur Aufnahme von Hydraulikfluids ausgebildet ist, und - einen mit einer Kolbenstange (20) verbundener Arbeitskolben (18), der innerhalb des Innenrohrs (14) hin und her bewegbar angeordnet ist, wobei der Innenraum des Innenrohrs (14) durch den Arbeitskolben (18) in einen ersten Arbeitsraum (22) und einen zweiten Arbeitsraum (24) aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass - innerhalb des Ausgleichsraums (16) eine Mehrzahl von Strömungselementen (30) angeordnet sind, die jeweils einen stiftförmigen Bereich aufweisen, der sich in radialer Richtung erstreckt.
Schwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 1, wobei die Strömungselemente (30) an dem Außenrohr (12), dem Innenrohr (14), einem an dem Innenrohr angebrachten Mittelrohr (26) oder an einem Rohrelement (28) befestigt sind, wobei das optionale Rohrelement (28) an dem Innenrohr (14), dem Mittelrohr (26) oder dem Außenrohr (12) angebracht ist.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest einige der Strömungselemente (30) an dem Außenrohr (12), dem Innenrohr (14) und/ oder dem Mittelrohr (26) anliegen.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strömungselemente (30) derart nebeneinander angeordnet sind, dass zwischen benachbarten Strömungselementen (30) ein Strömungskanal zur Leitung von Hydraulikfluid ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die stiftförmigen Bereiche (58) der Strömungselemente (30) jeweils insbesondere gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strömungselemente (30) in axialen Reihen, umfangsmäßigen Reihen und/ oder spiralförmigen Reihen entlang des Außenrohr (12), des Mittelrohrs (26) oder des Rohrelements (28) angeordnet sind.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei benachbarte Strömungselemente (30) axial und/ oder in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strömungselemente (30) jeweils einen stiftförmigen Bereich (58) und einen Kopfbereich (60) aufweisen, der sich radial an den stiftförmigen Bereich (58) anschließt.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kopfbereich (60) einen größeren Durchmesser aufweist als der stiftförmige Bereich (58).
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kopfbereiche zueinander benachbarter Strömungselemente (30) aneinander anliegen.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Mittelrohr (26), das Außenrohr (12) und oder das Rohrelement (28) einen Flächenbereich aufweist, der einen Füllgrad an Strömungselementen (30) von 1% bis 99%, insbesondere 5% bis 95%, vorzugsweise 30% bis 90% aufweist.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Strömungselemente (30) an einem Rohrelement (28) befestigt sind und wobei das Rohrelement (28) mittels einer Verriegelungseinrichtung (32) an dem Innenrohr (14) oder dem Mittelrohr (26) angebracht ist.
Schwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 12, wobei die Verriegelungseinrichtung (32) als Formschlussverbindung ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die Verriegelungseinrichtung (32) eine Mehrzahl von Klemmarmen (56) umfasst, die umfangsmäßig nebeneinander angeordnet sind und ein Ende des Rohrelements (28) ausbilden.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Mittelrohr (26) an dem Innenrohr (14) über eine Mittelrohranbringung (40, 42) angebracht ist und wobei die Verriegelungseinrichtung (32) an der Mittelrohranbringung (42) angebracht ist.
Schwingungsdämpfer (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schwingungsdämpfer (10) eine Dämpfungsventileinrichtung (54) aufweist und das Mittelrohr (26) einen Flanschbereich (52) zum Anbringen der Dämpfungsventileinrichtung (54) an das Mittelrohr (26) aufweist.