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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug mit einer Zuganschlagsanordnung.
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Aus der
DE 101 05 101 C1 ist ein hydraulischer Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Zuganschlag bekannt. Ein hydraulischer Zuganschlag dient üblicherweise der zusätzlichen Dämpfung im Endbereich der Zugstufe des Schwingungsdämpfers. Dazu taucht bei bekannten Schwingungsdämpfern ein Zusatzkolben in einen Zuganschlagsraum ein und erzeugt somit eine zusätzliche, beispielsweise progressive, Dämpfung bei einer Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung. Die bei der Zugdämpfung zusammenwirkenden Bauteile müssen üblicherweise sehr genaue Fertigungstoleranzen einhalten, um beispielsweise Querkräfte auf die Kolbenstange auszugleichen. Die Fertigung dieser Bauteile ist daher üblicherweise sehr kostenintensiv.
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Davon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungsdämpfer mit einer Zuganschlagsanordnung bereitzustellen, wobei eine zuverlässige Dämpfung durch die Zuganschlagsanordnung realisiert und die Zuganschlagsanordnung kostengünstig herstellbar sein soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Ein Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug umfasst nach einem ersten Aspekt ein mit Hydraulikfluid gefülltes Dämpferrohr, einen mit einer Kolbenstange verbundener Arbeitskolben, der innerhalb des Dämpferrohrs hin und her bewegbar angeordnet ist, wobei der Innenraum des Dämpferrohrs durch den Arbeitskolben in einen ersten, kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und einen zweiten, kolbenstangenfernen Arbeitsraum aufgeteilt ist. Der Schwingungsdämpfer umfasst insbesondere auch ein Verschlusspaket, das das Dämpferrohr kolbenstangeseitig fluiddicht abschließt. Des Weiteren umfasst der Schwingungsdämpfer eine Zuganschlagsanordnung mit einem an der Kolbenstange angebrachten, die Kolbenstange konzentrisch umschließenden Zusatzkolben und einer an dem Dämpferrohr angebrachten, insbesondere hülsenförmigen, Zuganschlagsaufnahme zur Aufnahme des Zusatzkolbens in der Zugstufe. Die Zuganschlagsanordnung weist ein Federelement auf, das zumindest teilweise innerhalb der Zuganschlagsaufnahme angeordnet ist und an dem Zusatzkolben befestigt ist.
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Das Federelement ist vorzugsweise zwischen dem Zusatzkolben und dem Verschlusspaket angeordnet und dient der zusätzlichen Dämpfung der Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung. Insbesondere ist das Federelement in axialer Richtung relativ zu der Kolbenstange und entlang dieser bewegbar angebracht. Eine Befestigung des Federelements an dem Zusatzkolben bewirkt eine Führung des Federelements in axialer Richtung und eine zusätzliche Zentrierung des Federelements an der Kolbenstange.
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Bei dem Schwingungsdämpfer handelt es sich beispielsweise um einen Einrohr- oder einen Mehrrohrschwingungsdämpfer. Beispielsweise umfasst ein Mehrrohrschwingungsdämpfer für ein Fahrzeug 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 verbundenen 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 Ausgleichsraum ist vorzugsweise zumindest teilweise, insbesondere an dem oberen Ende, mit einem Gas gefüllt. 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. 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. Bei einem Einrohrschwingungsdämpfer ist vorzugsweise kein Außenrohr vorgesehen. Das Innenrohr wird als Dämpferrohr bezeichnet und nimmt, wie vorrangehend mit Bezug auf das Innenrohr beschrieben, die Kolbenstange und den Arbeitskolben auf.
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Bei einem Mehrrohrschwingungsdämpfer weist der Schwingungsdämpfer 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.
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Bei einem Einrohrschwingungsdämpfer weist der Schwingungsdämpfer insbesondere ein Verschlusspaket auf, das dazu ausgebildet und angeordnet ist, den Innenraum des Dämpferrohrs kolbenstangenseitig fluidtechnisch abzudichten. Das kolbenstangenseitige Ende des Dämpferrohrs ist vorzugsweise an dem Verschlusspaket befestigt. Gegenüberliegend zu dem Verschlusspaket, an dem kolbenstangenfernen Ende, ist der Innenraum des Dämpferrohrs vorzugsweise mittels eines axial bewegbaren Dichtelement fluidtechnisch abgedichtet. Das Dichtelement trennt vorzugsweise einen sich in axialer Richtung daran anschließenden Gasraum von dem mit hydraulikfluid gefüllten Arbeitsraum. Beispielsweise weist der Schwingungsdämpfer kein Bodenventil, sondern lediglich ein Bodenstück auf, wobei das Bodenstück einen fluiddichten Abschluss des Dämpferrohrs bildet und ein zu dem Dämpferrohr externes Verstellventil vorgesehen ist, das die Dämpfung beispielsweise in Druckrichtung erzeugt. Es ist ebenfalls denkbar, insbesondere bei einem Einrohrschwingungsdämpfer, das Bodenstück durch einen Trennkolben zu ersetzen, das den kolbenstangenfernen Arbeitsraum von einem Gasraum trennt.
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In der folgenden Beschreibung ist unter dem Begriff Schwingungsdämpfer sowohl ein Mehrrohrschwingungsdämpfer als auch ein Einrohrschwingungsdämpfer zu verstehen, wobei das Dämpferrohr das Innenrohr eines Mehrrohrschwingungsdämpfers ist. Im Folgenden ist unter einer Bewegung in Zugrichtung eine Bewegung in Richtung des Verschlusspakets in den kolbenstangenseitigen Bereich des Stoßdämpfers und unter einer Bewegung in Druckrichtung eine Bewegung in Richtung des Bodenventils in den kolbenstangenfernen Bereich des Stoßdämpfers zu verstehen. Das Verschlusspaket ist vorzugsweise koaxial zu der Kolbenstange angeordnet und umschießt diese umfangsmäßig.
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Der Schwingungsdämpfer umfasst eine Zuganschlagsanordnung, die zur zusätzlichen Dämpfung der Kolbenbewegung in der Zugstufe ausgebildet ist. Die Zuganschlagsanordnung umfasst vorzugsweise einen Zusatzkolben, einen Zuganschlagsraum und eine Zuganschlagsaufnahme. Der Zuganschlagsraum ist vorzugsweise innerhalb des ersten Arbeitsraums zwischen der Kolbenstange und der Zuganschlagsaufnahme als Ringraum ausgebildet. Die Zuganschlagsaufnahme ist beispielsweise hülsenförmig, insbesondere zylinderförmig ausgebildet und weist vorzugsweise einen geringeren Durchmesser auf als das Innenrohr. Vorzugsweise liegt die Zuganschlagsaufnahme an der Innenwand des Dämpferrohrs fluiddicht an. Beispielsweise ist die Zuganschlagsaufnahme aus einem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet.
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Der Zusatzkolben ist insbesondere an der Kolbenstange befestigt, vorzugsweise positionsfest befestigt. In Zugrichtung ist der Zusatzkolben beispielsweise vor dem Arbeitskolben angebracht. Vorzugsweise ist der axiale Bewegungsbereich des Arbeitskolbens innerhalb des Dämpferrohrs derart eingestellt, dass lediglich der Zusatzkolben in den Zuganschlagsraum bewegbar ist, nicht aber der Arbeitskolben.
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Der Zusatzkolben umfasst beispielsweise eine Mehrzahl oder genau einen ringförmige(n) Bereich(e), die koaxial zu der Kolbenstange angeordnet und an der Kolbenstange befestigt sind. Vorzugsweise ist der Zusatzkolben derart dimensioniert, dass bei einer Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung der Zusatzkolben den Zuganschlagsraum fluidtechnisch zumindest teilweise abschließt, wobei der Zusatzkolben vorzugsweise einen Durchlass zum Durchlassen einer Strömung durch den Zusatzkolben aufweist.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform weist der Zusatzkolben einen Verbindungsbereich zur Verbindung des Zusatzkolbens mit dem Federelement auf, wobei das Federelement mit dem Verbindungsbereich des Zusatzkolbens fest, mittels einer formschlüssigen und/ oder kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Pressung, verbunden ist. Der Zusatzkolben bildet vorzugsweise eine Aufnahme für das Federelement und ermöglicht somit ein betriebssicheres Zusammenwirken des Federelements mit dem Zusatzkolben. Das Federelement dient der zusätzlichen Dämpfung des Zusatzkolbens bei einer Bewegung des Zusatzkolbens in Zugrichtung, sodass ein Anschlag des Zusatzkolbens an den Endbereich des Dämpfers, insbesondere das Verschlusspaket, verhindert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Verbindungsbereich eine Profilierung auf. Vorzugsweise ist die Profilierung an dem äußeren und/ oder dem inneren Umfang des Verbindungsbereichs ausgebildet. Die Profilierung dient der festeren Verbindung, insbesondere einer Pressverbindung, zwischen dem Zusatzkolben und der Kolbenstange oder zwischen dem Verbindungsbereich des Zusatzkolbens und dem Federelement.
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Die Profilierung umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von Vorsprüngen, an der nach außen und/ oder nach innen weisenden Umfangsfläche, wobei die Vorsprünge beispielsweise gleichmäßig zueinander beabstandet sind und sich insbesondere in axialer Richtung erstrecken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement eine Spiralfeder, wobei der Innendurchmesser der Spiralfeder geringer ist als der Außendurchmesser des Verbindungsbereichs des Zusatzkolbens. Vorzugsweise ist das Federelement auf den Verbindungsbereich des Zusatzkolbens gepresst oder geklemmt. Insbesondere ist zumindest eine oder zwei Windungen auf dem Verbindungsbereich befestigt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Federelement mit dem dem Zusatzkolben gegenüberliegenden Ende an einer Aufnahme befestigt, die in axialer Richtung bewegbar angebracht ist. Beispielsweise bildet das Verschlusspaket einen axialen Anschlag zur Anlage der Aufnahme bei einer Bewegung des Federelements in Zugrichtung aus. Das Federelement ist vorzugsweise positionsfest an der Aufnahme befestigt. Die Aufnahme ist vorzugsweise koaxial zu der Kolbenstange angeordnet und insbesondere in axialer Richtung entlang der Kolbenstange relativ zu dieser bewegbar angebracht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Zusatzkolben zweiteilig ausgebildet und weist einen ersten Kolbenbereich und einen zweiten Kolbenbereich auf, die jeweils an der Kolbenstange befestigt sind. Eine zweiteilige Ausbildung ermöglicht eine einfache Montage des Zusatzkolbens an der Kolbenstange.
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Die Kolbenbereiche sind beispielsweise ringförmig ausgebildet und liegen vorzugsweise fluiddicht aneinander an oder sind mit einander verbunden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der erste und der zweite Kolbenbereich jeweils mittels einer formschlüssige, kraftschlüssigen und/ oder stoffschlüssigen Verbindung an der Kolbenstange angebracht. Der zweite Kolbenbereich schließt sich vorzugsweise in Zugrichtung an den ersten Kolbenbereich an, wobei das Federelement an dem zweiten Kolbenbereich befestigt ist. Vorzugsweise ist der den Verbindungsbereich aufweisende zweite Kolbenbereich mittels einer Pressverbindung an der Kolbenstange angebracht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt sich an den Verbindungsbereich in Richtung des ersten Kolbenbereichs ein Bereich mit einem relativ zu dem Verbindungsbereich größeren Durchmesser an, der eine axialer Auflagefläche für das Federelement ausbildet. Vorzugsweise stützt sich das Federelement bei einer Bewegung des Zusatzkolbens in Zugrichtung an der Auflagefläche ab. Die Auflagefläche weist vorzugsweise in Zugrichtung und ist insbesondere eben, plan ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Verbindungsbereich zur Verbindung des zweiten Kolbenbereichs mit der Kolbenstange ausgebildet ist. Vorzugsweise bildet der Verbindungsbereich das in Zugrichtung weisende Ende des Zusatzkolbens aus. Der Verbindungsbereich ist insbesondere hülsenförmig ausgebildet und weist beispielweise einen Innendurchmesser auf, der geringer ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange, sodass vorzugsweise eine Pressverbindung zwischen der Kolbenstange in dem Zusatzkolben ausgebildet ist. Beispielsweise weist der Verbindungsbereich an der inneren Umfangsfläche eine Profilierung mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen und Einkerbungen auf, durch welche die Haftung des Verbindungsbereichs an der Kolbenstange optimiert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet der Verbindungsbereich mit der Kolbenstange eine Schnappverbindung aus. Der Verbindungsbereich weist gemäß einer weiteren Ausführungsform eine Mehrzahl von zumindest teilweise radial einwärts ausgerichteten Verbindungsvorsprüngen auf, die mit Aussparungen in der Kolbenstange zusammenwirken, sodass eine formschlüssige und/ oder kraftschlüssige Verbindung, insbesondere eine Schnappverbindung, ausgebildet ist.
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Die Verbindungsvorsprünge sind beispielsweise in einem Winkel von etwa 10 bis 60°, vorzugsweise 20° bis 40°, insbesondere 30° zur Axialen in Richtung der Kolbenstange ausgerichtet. Vorzugsweise weist der Verbindungsbereich einen, zwei, drei, vier oder fünf oder mehr Verbindungsvorsprünge auf, die vorzugsweise über den Umfang gleichmäßig zueinander beabstandet angebracht sind. Insbesondere weisen die Verbindungsvorsprünge in radialer Richtung nach Innen. Die Kolbenstange weist beispielsweise Aussparungen, insbesondere eine ringförmige Nut, auf, in welche die Verbindungsvorsprünge eingreifen. Vorzugsweise bilden die Verbindungsvorsprünge mit den Aussparungen in der Kolbenstange eine Schnappverbindung aus.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Kolbenbereich des Zusatzkolbens aus einem Kunststoff ausgebildet. Vorzugsweise ist der zweite Kolbenbereich mittels eines Kunststoffspitzgussverfahrens hergestellt. Ein solcher Kolbenbereich ist besonders günstig herstellbar. Vorzugsweise ist nur der zweite, Zugrichtung angeordnete, Kolbenbereich aus dem Kunststoff ausgebildet. Auf diesen Bereich des Zusatzkolbens wirken im Betrieb des Schwingungsdämpfers geringere Lasten, sodass eine Ausbildung aus einem günstigeren Material, wie Kunststoff, möglich ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kolbenbereich ein Kolbenring angeordnet. Vorzugsweise ist der Kolbenring als C-Ring mit einer Öffnung ausgebildet. Der Kolbenring ist insbesondere in axialer Richtung bewegbar angebracht.
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Der zweite Kolbenbereich weist insbesondere eine umfangsmäßige Ausnehmung auf, die in Richtung des ersten Kolbenbereichs offen ist. Innerhalb der Ausnehmung ist vorzugsweise der Kolbenring angeordnet. Die axiale Länge des Kolbenrings ist vorzugsweise geringer als die axiale Länge der Ausnehmung, sodass der Kolbenring vorzugsweise in axialer Richtung relativ zu dem ersten und zweiten Kolbenbereich bewegbar angebracht ist. Insbesondere wird die Bewegung des Kolbenrings in Druckrichtung durch den ersten Kolbenbereich und in Zugrichtung durch den zweiten Kolbenbereich begrenzt.
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Der jeweilige Außendurchmesser des ersten und des zweiten Kolbenbereichs sind vorzugsweise geringer als der Innendurchmesser der Zuganschlagsaufnahme, sodass zwischen dem ersten und dem zweiten Kolbenbereich und der Zuganschlagsaufnahme Hydraulikfluid strömbar ist. Der Kolbenring weist vorzugsweise einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser der Zuganschlagsaufnahme entspricht und mit dieser fluiddicht abschließt. Insbesondere weist der Kolbenring einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung in dem zweiten Kolbenbereich, sodass zwischen dem Kolbenring und dem ersten und/ oder zweiten Kolbenbereich Hydraulikfluid strömbar ist. Der Zusatzkolben weist vorzugsweise einen Bypasskanal auf, der zwischen dem Innendurchmesser des Kolbenrings und dem ersten und/ oder zweiten Kolbenbereich ausgebildet ist und sich insbesondere umfangsmäßig, vorzugsweise über den gesamten Umfang erstreckt. Der Bypasskanal bildet eine Fluidverbindung zwischen dem Zuganschlagsraum und dem in Druckrichtung des Zusatzkolbens angeordneten ersten Arbeitsraum.
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Der Zusatzkolben ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Kolbenring von einer geöffneten Position, in welcher der Bypasskanal insbesondere vollständig, geöffnet ist, in eine geschlossene Position, in welcher der Strömungsdurchmesser des Bypasskanals relativ zu der geöffneten Position verringert ist, insbesondere zumindest teilweise oder vollständig von dem Kolbenring verschlossen ist, bewegbar ist. Vorzugsweise ist der Bypasskanal in der geschlossenen Position ausschließlich durch die Öffnung des als C-Ring ausgebildeten Kolbenrings ausgebildet.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schwingungsdämpfers in einer Längsschnittansicht gemäß einem Ausführungsbeispiel.
- 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnitts eines Schwingungsdämpfers in einer Längsschnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Teilausschnitts eines Schwingungsdämpfers in einer Längsschnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Bereichs eines Zusatzkolbens in einer perspektivischen Ansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
- 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Zusatzkolbens mit einem Federelement und der Kolbenstange in einer Schnittansicht gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 10, wobei es sich bei dem Schwingungsdämpfer 10 beispielhaft 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 Dämpferrohr 14 angeordnet, das ebenfalls als Innenrohr 14 bezeichnet wird. Zwischen dem Außenrohr 12 und dem Innenrohr 14 ist ein Ausgleichsraum 16 ausgebildet, der vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig mit einem Hydraulikfluid gefüllt ist. Beispielsweise ist der Ausgleichsraum 16 teilweise mit einem Gas gefüllt.
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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. Beispielsweise umfasst die Ventileinrichtung ein Zugstufenventil, zur Dämpfung der Kolbenbewegung in der Zugstufe und ein Druckstufenventil zur Dämpfung der Kolbenbewegung in der Druckstufe. Vorzugsweise sind die Ventile jeweils durch eine Durchlassöffnung durch den Kolben und ein Ventilscheibenpaket gebildet. 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. Die Kolbenstange 20 ist vorzugsweise mit ihrem aus dem Dämpferrohr 14 herausragenden Ende mit der Fahrzeugkarosserie verbindbar.
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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.
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Das Außenrohr 12 wird beispielhaft an dem kolbenstangenseitigen Endbereich von einer Kappe oder einer Dichtung 26 umschlossen wird. Die Kappe oder Dichtung 26 bildet ein Endstück des Außenrohrs 12 und einen Abschluss zur Kolbenstange 20.
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Der Schwingungsdämpfer 10 umfasst des Weiteren eine Zuganschlagsanordnung 28 zur zusätzlichen Dämpfung der Kolbenbewegung in der Zugstufe. Die Zuganschlagsanordnung 28 umfasst beispielhaft einen Zusatzkolben 30, einen Zuganschlagsraum 32 und eine Zuganschlagsaufnahme 40. Der Zusatzkolben 30 ist an der Kolbenstange 20 angebracht, vorzugsweise positionsfest befestigt. In Zugrichtung Z ist der Zusatzkolben 30 vor dem Arbeitskolben 18 angebracht, sodass bei einer Bewegung der Kolbenstange 20 in Zugrichtung Z, also in Richtung aus dem Dämpferrohr 14 heraus, der Zusatzkolben 30 vor dem Arbeitskolben 18 den Zuganschlagsraum 32 erreicht. Vorzugsweise ist der axiale Bewegungsbereich des Arbeitskolbens 18 innerhalb des Dämpferrohrs 14 derart eingestellt, dass lediglich der Zusatzkolben 30 in den Zuganschlagsraum 32 bewegbar ist, nicht aber der Arbeitskolben 18. Die Zuganschlagsaufnahme 40 ist vorzugsweise an dem in Zugrichtung weisenden Endbereich des Dämpferrohrs 14 angebracht und beispielhaft mit dem Verschlusspaket 34 verbunden.
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Der Zuganschlagsraum 32 ist zwischen der Kolbenstange 20 und der Zuganschlagsaufnahme 40 als Ringraum ausgebildet. Die Zuganschlagsaufnahme 40 ist beispielsweise hülsenförmig, insbesondere zylinderförmig ausgebildet und weist einen geringeren Durchmesser auf als das Innenrohr 14. Vorzugsweise liegt die Zuganschlagsaufnahme 40 an der Innenwand des Innenrohrs 14 fluiddicht an. Beispielsweise ist die Zuganschlagsaufnahme 40 aus einem Kunststoff oder einem Metall ausgebildet. Beispielhaft weist die Zuganschlagsaufnahme 40 einen konstanten Innendurchmesser und/ oder Außendurchmesser auf. Das Dämpferrohr 14 weist insbesondere einen konstanten Innendurchmesser und/ oder Außendurchmesser auf.
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Die Zuganschlagsanordnung 28 umfasst auch ein Federelement 44, insbesondere eine Spiralfeder. Das Federelement 44 ist koaxial zu der Kolbenstange 20 um diese herum angeordnet. Vorzugsweise weist das Federelement 44 einen Innendurchmesser auf, der gleich oder größer als der Außendurchmesser der Kolbenstange 20 ist und einen Außendurchmesser, der gleich oder geringer als der Innendurchmesser des Innenrohrs14, insbesondere der Zuganschlagsaufnahme 40, ist. Das Federelement 44 ist vorzugsweise in axialer Richtung entlang der Kolbenstange 20 relativ zu dieser bewegbar angebracht. Das Federelement 44 stützt sich beispielhaft mit ihrem einen Ende an dem Zusatzkolben 30 und mit ihrem anderen Ende an einer Aufnahme 42 ab. Die Aufnahme 42 ist beispielhaft fest mit dem Federelement 44 verbunden und vorzugsweise koaxial zu der Kolbenstange 20 angeordnet. Insbesondere ist die Aufnahme 42 in axialer Richtung entlang der Kolbenstange 20 relativ zu dieser bewegbar angebracht. Das Verschlusspaket 34 bildet beispielhaft einen oberen Anschlag für die Bewegung des Federelements 44 und der Aufnahme 42 in Zugrichtung Z. Vorzugsweise liegt die Aufnahme 42 bei einer Bewegung der Kolbenstange 20 in Zugrichtung Z an dem Verschlusspaket 34 an.
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2 zeigt den Zusatzkolben 30 in einer detaillierteren Darstellung. Der Zusatzkolben 30 weist einen ersten, insbesondere ringförmigen, Kolbenbereich 46 auf, der fest, insbesondere formschlüssig, stoffschlüssig und/ oder kraftschlüssig, mit der Kolbenstange 20 verbunden ist. Beispielsweise ist der erste Kolbenbereich 46 über eine Pressung oder eine Klemmung mit der Kolbenstange 20 verbunden. Vorzugsweise weist die Kolbenstange 20 eine ringförmige Nut 50 auf, die mit dem, vorzugsweise unteren, Endbereich des Kolbenbereichs 46 eine Presspassung ausbildet. Der erste Kolbenbereich 46 bildet vorzugsweise das in Richtung des Arbeitskolbens 18 weisende Ende des Zusatzkolbens 30 aus. In Zugrichtung Z schließt sich an den ersten Kolbenbereich 46 ein zweiter Kolbenbereich 48 an. Die Kolbenbereiche 46, 48 sind koaxial zu der Kolbenstange 20 angeordnet und vorzugsweise fest mit der Kolbenstange 20 verbunden. Der zweite Kolbenbereich 48 liegt beispielhaft mit zumindest einer Fläche an dem ersten Kolbenbereich 46 an. Insbesondere weisen der erste und der zweite Kolbenbereich 46, 48 jeweils axiale Anlageflächen auf, an denen sie aneinander anliegen. Der zweite Kolbenbereich 48 ist vorzugsweise formschlüssig, stoffschlüssig und/ oder kraftschlüssig, mit der Kolbenstange 20 verbunden. Vorzugsweise weist der zweite Kolbenbereich 48 einen Innendurchmesser auf, der geringer ist als der Außendurchmesser der Kolbenstange, sodass der zweite Kolbenbereich 48 auf die Kolbenstange 20 gepresst ist. Zwischen dem ersten und dem zweiten Kolbenbereich 46, 48 ist ein Kolbenring 52 angeordnet. Der Kolbenring 52 ist beispielsweise als C-Ring mit einer Öffnung 62 ausgebildet.
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Der erste Kolbenbereich 46 weist beispielhaft einen Bereich mit einem im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser auf, der in radialer Richtung über den zweiten Kolbenbereich 48 hervorsteht und vorzugsweise eine axiale Auflagefläche für den Kolbenring 52 ausbildet. Der Außendurchmesser des ersten und zweiten Kolbenbereichs 46, 48 und des Kolbenrings 52 ist vorzugsweise an jeder Stelle geringer als der Innendurchmesser des Innenrohrs 14, sodass zwischen dem ersten und zweiten Kolbenbereich 46, 48 und dem Kolbenring 52 zu dem Innenrohr 14 ein Fluiddurchlass ausgebildet ist.
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Der zweite Kolbenbereich 48 bildet insbesondere das in Richtung des Verschlusspakets 34 weisende Ende des Zusatzkolbens 30 aus. Beispielhaft weist der zweite Kolbenbereich 48 an dem verschlusspaketseitigen Ende einen Verbindungsbereich 54 zum Verbinden des zweiten Kolbenbereichs 48 mit dem Federelement 44 auf. Der Verbindungsbereich weist insbesondere einen geringeren Durchmesser als der übrige Bereich des zweiten Kolbenbereichs 48 auf. Vorzugsweise weist der Verbindungsbereich 54 einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser des Federelements 44 entspricht oder größer ist als dieser. Vorzugsweise ist das Federelement 44 über eine formschlüssige und/ oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Verbindungsbereich 54 des zweiten Kolbenbereichs 48 verbunden. Insbesondere ist das Federelement 44 auf den Verbindungsbereich 54 des zweiten Kolbenbereichs 48 gepresst. Vorzugsweise ist das Federelements 44 über eine Pressung der zumindest einen, zwei oder mehreren unteren Federwindungen auf den Verbindungsbereich 54 gepresst. Der Verbindungsbereich 54 weist vorzugsweise einen im Wesentlichen konstanten Außendurchmesser auf. An den Verbindungsbereich 54 schließt sich in Richtung des ersten Kolbenbereichs 46 ein Bereich mit einem relativ zu dem Verbindungsbereich größeren Durchmesser an, der eine axialer Auflagefläche für das Federelement 44 ausbildet. Der zweite Kolbenbereich 48 weist insbesondere eine umfangsmäßige Ausnehmung 56 auf, die in Richtung des ersten Kolbenbereichs 46 offen ist. Innerhalb der Ausnehmung 56 ist vorzugsweise der Kolbenring 52 angeordnet. Die axiale Länge des Kolbenrings 52 ist vorzugsweise geringer als die axiale Länge der Ausnehmung 56, sodass der Kolbenring vorzugsweise in axialer Richtung relativ zu dem ersten und zweiten Kolbenbereich 46, 48 bewegbar angebracht ist. Vorzugsweise wird die Bewegung des Kolbenriggs 52 in Druckrichtung D durch den ersten Kolbenbereich 46 und in Zugrichtung Z durch den zweiten Kolbenbereich 48 begrenzt.
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Vorzugsweise ist der Zusatzkolben 30 derart dimensioniert, dass bei einer Bewegung der Kolbenstange 20 in Zugrichtung Z der Zusatzkolben 30 den Zuganschlagsraum 32 fluidtechnisch abschließt. Beispielhaft weist das Dämpferrohr 14 einen konstanten Innendurchmesser auf, an dem in dem kolbenstangenseitigen Endbereich die Zuganschlagsaufnahme 40 anliegt. Beispielhaft weist die Zuganschlagsaufnahme 40 einen kolbenstangenfernen Endbereich und einen kolbenstangenseitigen Endbereich auf, wobei der kolbenstangenferne Endbereich, der dem Bodenventil 38 zugewandt ist, einen konisch zulaufenden Einlassbereich aufweist, sodass der Außendurchmesser des Zuganschlagsraums 32 von dem Innendurchmesser des Dämpferrohrs 14, vorzugsweise kontinuierlich, auf den ersten Innendurchmesser der Zuganschlagsaufnahme 40 erhöht wird. An den konischen Einlassbereich der Zuganschlagsaufnahme 40 schließt sich vorzugsweise ein Bereich mit einem konstanten Innendurchmesser an.
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Die Zuganschlagsaufnahme 40 liegt vorzugsweise mit der Stirnseite des verschlusspaketseitigen Endbereichs an dem Verschlusspaket 34 an und bildet vorzugsweise eine fluiddichte Abdichtung aus.
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Die Zuganschlagsaufnahme 40 weist des Weiteren beispielhaft eine Mehrzahl von sich in axialer Richtung erstreckenden radialen Auskerbungen 60 auf, die sich vorzugsweise von dem Einlassbereich in axialer Richtung bis etwa 40% bis 60% der Länge der Zuganschlagsaufnahme 40 erstrecken. Die Auskerbungen sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass sich deren Fläche in Zugrichtung verringert. Unter dem Innendurchmesser der Zuganschlagsaufnahme 40 ist im Rahmen dieser Beschreibung jeweils der Innendurchmesser der Zuganschlagsaufnahme 40 ohne Berücksichtigung der Auskerbungen 60 zu verstehen.
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Der erste und der zweite Kolbenbereich 46, 48 sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Außendurchmesser jeweils geringer ist als der Innendurchmesser der Zuganschlagsaufnahme 40, sodass zwischen dem ersten und dem zweiten Kolbenbereich 46, 48 und der Zuganschlagsaufnahme Hydraulikfluid strömbar ist. Der Kolbenring 52 weist vorzugsweise einen Außendurchmesser auf, der dem Innendurchmesser der Zuganschlagsaufnahme 40 entspricht und mit dieser fluiddicht abschließt. Insbesondere weist der Kolbenring 52 einen Innendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser der Ausnehmung 56 in dem zweiten Kolbenbereich 48, sodass zwischen dem Kolbenring 52 und dem ersten und/ oder zweiten Kolbenbereich 46, 48 Hydraulikfluid strömbar ist. Der Zusatzkolben 30 weist vorzugsweise einen Bypasskanal 64 auf, der zwischen dem Innendurchmesser des Kolbenrings 52 und dem ersten und/ oder zweiten Kolbenbereich 46, 48 ausgebildet ist und sich insbesondere umfangsmäßig, vorzugsweise über den gesamten Umfang erstreckt. Der Bypasskanal 64 bildet eine Fluidverbindung zwischen dem Zuganschlagsraum 32 und dem in Druckrichtung des Zusatzkolben 30 angeordneten ersten Arbeitsraum 22.
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Der Zusatzkolben 30 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Kolbenring 52 von einer geöffneten Position, in welcher der Bypasskanal 64 insbesondere vollständig, geöffnet ist, in eine geschlossene Position bewegbar ist, in welcher der Strömungsdurchmesser des Bypasskanals 64 relativ zu der geöffneten Position verringert ist, insbesondere zumindest teilweise oder vollständig von dem Kolbenring 52 verschlossen ist. Vorzugsweise ist der Bypasskanal 64 in der geschlossenen Position ausschließlich durch die Öffnung 62 des als C-Ring ausgebildeten Kolbenrings 52 ausgebildet.
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3 zeigt eine Detailansicht des Zusatzkolbens 30 in einer weiteren Ausführungsform. Der erste Kolbenbereich 46 weist eine axiale Anlagefläche 66 zur Anlage des Kolbenrings 52 in der geschlossenen Position auf. Die Anlagefläche 66 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie, insbesondere über den gesamten Umfang des Kolbenrings, fluiddicht mit dem Kolbenring 52 abschließt. Beispielswiese ist die Anlagefläche 66 als ebene, plane Fläche ausgebildet oder weist eine Profilierung auf, die einer Profilierung des Kolbenrings 52 derart entspricht, dass eine fluiddichte Verbindung ausbildbar ist.
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Der zweite Kolbenbereich 48 weist eine axiale Anlagefläche 68 zur Anlage des Kolbenrings 52 in der geöffneten Position auf. Die Anlagefläche 68 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei einer Anlage des Kolbenrings 52 an der Anlagefläche 68 ein Hydraulikfluid durch den Bypasskanal 64, insbesondere zwischen der Anlagefläche 68 und dem Kolbenring 52, strömbar ist. Vorzugsweise weist die Anlagefläche 68 eine Profilierung, insbesondere eine Mehrzahl von Einkerbungen 70 und Vorsprüngen 72 auf.
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Der Zusatzkolben 30 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Kolbenring 52 bei einer Bewegung des Zusatzkolbens in Zugrichtung Z fluiddicht an dem ersten Kolbenbereich 46, insbesondere der axialen Anlagefläche 66 anliegt. Bei einer Bewegung des Zusatzkolbens 30 innerhalb der Zuganschlagsaufnahme 40 liegt der Kolbenring 52 zusätzlich fluiddicht an der Innenwand der Zuganschlagsaufnahme 40 an, sodass eine Hydraulikfluid ausschließlich durch die Öffnung 62 in dem als C-Ring ausgebildeten Kolbenring 52 strömbar ist. Der Zusatzkolben 30 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Kolbenring 52 bei einer Bewegung des Zusatzkolbens innerhalb der Zuganschlagsaufnahme 40 in Druckrichtung D an dem zweiten Kolbenbereich 48, insbesondere der axialen Anlagefläche 68 anliegt und Hydraulikfluid durch zwischen der Profilierung der Anlagefläche 68 und dem Kolbenring 52 durch den Bypasskanal 64 strömbar ist.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht des zweiten Kolbenbereichs 48. Der Verbindungsbereich 54 des zweiten Kolbenbereichs 48 ist beispielhaft auch zur Verbindung des zweiten Kolbenbereichs 48 mit der Kolbenstange 20 ausgebildet. Dazu weist der Verbindungsbereich 54 insbesondere eine Mehrzahl von zumindest teilweise radial einwärts ausgerichteten Verbindungsvorsprüngen 74 auf, die beispielsweise in einem Winkel von etwa 10 bis 60°, vorzugsweise 20° bis 40°, insbesondere 30° zur Axialen in Richtung der Kolbenstange 20 ausgerichtet sind. Die Kolbenstange 20 weist beispielsweise Aussparungen, insbesondere eine ringförmige Nut, auf, in welche die Verbindungsvorsprünge 74 eingreifen. Vorzugsweise bilden die Verbindungsvorsprünge 74 mit den Aussparungen in der Kolbenstange 20 eine Schnappverbindung aus. Der Verbindungsbereich 54 weist beispielhaft eine Profilierung auf, wobei eine Mehrzahl von Vorsprüngen 76 an der nach außen weisenden Umfangsfläche vorgesehen sind, die beispielsweise gleichmäßig zueinander beabstandet sind und sich insbesondere in axialer Richtung erstrecken. Der zweite Kolbenbereich 48 weist außerdem eine axiale, in Richtung des Federelements 44 weisende Auflagefläche 78 auf, an welcher das Federelement 44 anliegt. Die Auflagefläche 78 ist beispielhaft eben, plan ausgebildet. In Richtung des ersten Kolbenbereichs 46 schließt sich an den Verbindungsbereich 54 ein erster ringförmiger Bereich mit einem ersten Außendurchmesser und daran ein zweiter ringförmiger Bereich mit einem zweiten Außendurchmesser an, der geringer ist als der erste Außendurchmesser. Der erste und der zweite ringförmige Bereich 82, 84 weist jeweils eine Mehrzahl von radial nach innen weisenden Vertiefungen 80 auf, die vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Vertiefungen bilden insbesondere die Profilierung der axialen Anlagefläche 68 aus, sodass bei einer Bewegung des Zusatzkolbens innerhalb der Zuganschlagsaufnahme 40 in Druckrichtung D Hydraulikfluid durch die Vertiefungen 80 der Anlagefläche 68 und dem Kolbenring 52 durch den Bypasskanal 64 strömbar ist.
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5 zeigt den Zusatzkolben 30 mit dem mit Bezug auf 5 beschriebenen zweiten Kolbenbereich 48 in der an der Kolbenstange 20 eingeschnappten Verbindung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schwingungsdämpfer
- 12
- Außenrohr
- 14
- Dämpferrohr / Innenrohr
- 16
- Ausgleichsraum
- 18
- Arbeitskolben
- 20
- Kolbenstange
- 22
- erster Arbeitsraum
- 24
- zweiter Arbeitsraum
- 26
- Dichtung
- 28
- Zuganschlagsanordnung
- 30
- Zusatzkolben
- 32
- Zuganschlagsraum
- 34
- Verschlusspaket
- 36
- Bodenstück
- 38
- Bodenventil
- 40
- Zuganschlagsaufnahme
- 42
- Aufnahme
- 44
- Federelement
- 46
- erster Kolbenbereich
- 48
- zweiter Kolbenbereich
- 50
- Nut
- 52
- Kolbenring
- 54
- Verbindungsbereich
- 56
- Ausnehmung
- 60
- Auskerbungen
- 62
- Öffnung
- 64
- Bypasskanal
- 66
- axiale Anlagefläche des ersten Kolbenbereichs
- 68
- axiale Anlagefläche des zweiten Kolbenbereichs
- 70
- Einkerbung
- 72
- Vorsprung
- 74
- Verbindungsvorsprünge
- 76
- Vorsprünge des Verbindungsbereichs
- 78
- Auflagefläche
- 80
- Vertiefungen
- 82
- erste Bereich
- 84
- zweiter Bereich
- Z
- Zugrichtung
- D
- Druckrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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