DE19514101C2

DE19514101C2 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE19514101C2
Application number: DE19514101A
Authority: DE
Inventors: Erwin Jentsch; Hartmut Wollstadter
Original assignee: Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Current assignee: Delphi Automotive Systems Deutschland GmbH
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2015-04-14
Also published as: GB9407455D0; DE19514101A1; US5535862A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Bekannte Schwingungsdämpfer umfassen ein Rohr, einen Kolben, der dichtend verschiebbar in dem Rohr angeordnet und an einer Kolbenstange befestigt ist, wobei der Kolben eine Kompressi onskammer von einer Expansionskammer innerhalb des Rohrs trennt, ein Kompressionshubventil, das an dem Kolben befestigt ist, und ein Expan sionshubventil, das an dem Kolben befestigt ist.

Das Kompressionshubventil wirkt als ein Einwegventil, das einen Fluidstrom von der Kompressionskammer zu der Expansionskammer durch einen oder mehrere Kompressionsströmungskanäle, die in dem Kolben ausgebildet sind, während des Kompressionshubs des Schwin gungsdämpfers erlaubt. Das Expansionshubventil wirkt als ein Einweg ventil, das einen Fluidstrom von der Expansionskammer zu der Kompres sionskammer durch einen oder mehrere Expansionsströmungskanäle in den Kolben während des Expansionshubes des Schwingungsdämpfers er laubt.

Die Kolbenstange ragt an einem Ende des Rohrs aus diesem heraus und ist dichtend verschiebbar in dem einen Ende angebracht. Ein Zuganschlag ist an der Kolbenstange zwischen dem Kolben und dem einen Ende des Rohres befestigt. Der Zuganschlag begrenzt die Bewegung des Kolbens in Richtung des einen Endes des Rohrs während des Expansionshubes des Schwingungsdämpfers.

Typischerweise umfaßt der Zuganschlag einen steifen Metallring, der an der Kolbenstange an der Kolbenseite des Zuanschlags befestigt ist, und einen ringförmigen Anschlagring aus einem elastomeren Material, der mit dem einen Ende des Rohrs in Eingriff bringbar ist.

Während eines Expansionshubes wird der Anschlagring zwischen einer im wesentlichen flachen Fläche an dem einen Ende des Rohrs und einer im wesentlichen flachen Fläche, die an dem Metallring ausgebildet ist, zu sammengedrückt. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß Geräusche beim anfänglichen Kontakt und dem Zusammendrücken des Anschlag rings entstehen können.

Aus der DE-Gm 16 72 974 ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, bei dem als Dämpfungsglied eine Plattenfederung vorgesehen ist, die sich auf der Kolbenseite an einem in eine Kolbenstange eingelassenen Haltering und auf ihrer anderen Seite an einem weiteren Haltering abstützt.

Die DE-Gm 77 03 395 beschreibt einen Stoßdämpfer, bei dem lediglich ein einziges federndes Element vorgesehen ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen möglichst einfach aufge bauten Schwingungsdämpfer zu schaffen, bei dem während des Expansi onshubes die Entstehung störender Geräusche weitgehend vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von An spruch 1 angegebenen Merkmale.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für einen Schwingungsdämpfer mit einem Innenrohr und einem Außenrohr (manchmal als Doppelrohr dämpfer bezeichnet), bei dem der Kolben in dem Innenrohr gleitet, geeig net, sie kann aber auch bei einem Schwingungsdämpfer mit einem einzel nen Rohr (manchmal als Einzelrohrdämpfer bezeichnet) verwendet wer den.

Mit "normalen Kompressionseigenschaften" werden die Kompressionsei genschaften des Anschlagrings bezeichnet, wenn dieser zwischen zwei im wesentlichen flachen und parallelen Flächen komprimiert wird.

Die vorliegende Erfindung schafft einen weicheren Beginn der Kompressi onskurve des Anschlagrings, wodurch im Verhältnis zu bekannten Anord nungen die Geräuschentwicklung im wesentlichen verringert oder besei tigt wird.

Hinsichtlich vorteilhafter Weitergestaltungen der vorliegenden Erfindung wird auf die Unteransprüche und auf die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 im Querschnitt eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorlie genden Erfindung;

Fig. 2 in einer vergrößerten Seitenansicht den metallischen Ring und Anschlagring des Zuganschlags des Schwingungsdämpfers von Fig. 1;

Fig. 3 in einer vergrößerten Seitenansicht einen Zuganschlag einer zweiten Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 in vergrößerter Seiten- und Querschnittsansicht einen Zugan schlag und eine Stangenführung einer dritten Ausführungs form eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorliegenden Er findung;

Fig. 5 in einer vergrößerten Seiten- und Querschnittsansicht einen Zuganschlag und eine Stangenführung einer vierten Ausfüh rungsform eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorliegen den Erfindung;

Fig. 6 in einer vergrößerten Seiten- und Querschnittsansicht einen Zuganschlag und eine Stangenführung einer fünften Ausfüh rungsform eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorliegen den Erfindung;

Fig. 7 in einer vergrößerten Seitenansicht einen Zuganschlag einer sechsten Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers ge mäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 in einer vergrößerten Seitenansicht einen Zuganschlag einer siebten Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine vergrößerte Seitenansicht eines Zuganschlags einer ach ten Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 in einer vergrößerten Seitenansicht einen Zuganschlag einer neunten Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers ge mäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 in einer vergrößerten Seitenansicht einen Zuganschlag einer zehnten Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 die Kurve der Druckkraft über dem Kompressionsweg von ei nem Anschlagring der Schwingungsdämpfer gemäß der vorlie genden Erfindung.

Wie die Fig. 1 und 2 der Zeichnung zeigen, ist der Schwingungs dämpfer 10 ein Doppelrohrhydraulikdämpfer und umfaßt ein Außenrohr 12, ein Innenrohr 14, das im wesentlichen koaxial zu dem Außenrohr 12 entlang der einen Achse L liegt, eine Kolbenanordnung 16, eine Kolben stange 18 mit einer Längsachse auf der Achse L, ein Ausgleichsventil 20, eine Stangenführung 22 und einen Zuganschlag 34. Das Ausgleichsventil 20 und die Stangenführung 22 können irgendeinen geeigneten herkömm lichen Aufbau haben, wie er Fachleuten gut bekannt ist, und wird deshalb nicht im Detail beschrieben werden.

Die Kolbenanordnung 16 kann auch irgendeine geeignete herkömmliche Form haben, wie sie Fachleuten gut bekannt ist, und die in Fig. 1 ge zeigte Anordnung wird im einzelnen nachfolgend beschrieben werden. Der Zuganschlag 34 der vorliegenden Erfindung wird auch nachfolgend im einzelnen beschrieben werden.

Das Innenrohr 14 ist an seinem einen Ende 24 im wesentlichen durch das Ausgleichsventil 20 geschlossen, und wird an seinem anderen Ende 26 im wesentlichen durch die Stangenführung 22 geschlossen. Das Außenrohr 12 ist an seinem einen Ende 28 geschlossen und wird an seinem anderen Ende 30 durch die Stangenführung 22 im wesentlichen geschlossen. Die Kolbenstange 18 erstreckt sich durch die Stangenführung 22 und bildet einen abdichtenden Gleitsitz mit dieser. Die Kolbenanordnung 16 bildet einen dichten Gleitsitz mit der Innenfläche 32 des Innenrohres 14 und ist an einem Ende der Kolbenstange 18 befestigt.

Die Kolbenanordnung 16 unterteilt den Innenraum des Innenrohrs 14 in eine Expansionskammer 36 und eine Kompressionskammer 38. Der Be reich zwischen dem Innenrohr 14 und dem Außenrohr 15 definiert eine Ausgleichskammer 40. Die Expansionskammer 36 und die Kompressions kammer 38 sind im wesentlichen mit Fluid gefüllt, um die Hin- und Her bewegung der Kolbenanordnung 16 und der Kolbenstange 18 entlang der Achse L relativ zu dem Innenrohr 12 und dem Außenrohr 14 zu dämpfen. Die Ausgleichskammer 40 ist teilweise mit Fluid gefüllt und wirkt als ein Behälter für das Fluid in der Expansionskammer 36 und der Kompressi onskammer 38.

Der Schwingungsdämpfer 10 ist in einem nicht dargestellten Kraftfahr zeug auf eine übliche Weise befestigt.

Die Kolbenanordnung 16 ist im einzelnen in Fig. 2 gezeigt und umfaßt einen Kolben 42 aus gesintertem Stahl, eine ringförmige Dichtung 44, die aus einem Teflon-Material hergestellt ist, ein Kompressionshubventil 46 und ein Expansionshubventil 48. Das Kompressionshubventil 46 wirkt als ein Einwegventil, das einen Fluidstrom von der Kompressionskammer 38 zu der Expansionskammer 36 durch einen oder mehrere Kompressions strömungskanäle 50 in dem Kolben 42 während des Kompressionshubs des Schwingungsdämpfers 10 erlaubt. Das Expansionshubventil 48 wirkt als ein Einwegventil, das einen Fluidstrom von der Expansions kammer 48 zu der Kompressionskammer 46 durch einen Expansions strömungskanal 42 in dem Kolben 42 während des Expansionshubs des Schwingungsdämpfers erlaubt.

Der Zuganschlag 34 umfaßt einen im wesentlichen steifen metallischen Ring 54 und einen ringförmigen, federnden Anschlagring 56, wie in Fig. 2 im einzelnen erkennbar ist. Der Zuganschlag 34 ist an der Kolbenstange 18 zwischen der Kolbenanordnung 16 und der Stangenführung 22 posi tioniert. Der ringförmige, federnde Anschlagring 56 ist an der Seite des Zuganschlags 34 positioniert, die der Stangenführung 22 zugewandt ist, und ist vorzugsweise aus einem elastomeren Material gebildet. Der steife metallische Ring 54 umfaßt einen ringförmigen Basisbereich 58 und einen integral mit diesem ausgebildeten ringförmigen, zylindrischen Bereich 60. Der ringförmige Basisbereich 58 ist neben einer im wesentlichen flachen Fläche 57 an dem Anschlagring 56 positioniert, und der zylindrische Be reich 60 erstreckt sich weg von dem Anschlagring 56, d. h. der zylindrische Bereich 60 verläuft in Richtung der Kolbenanordnung 16.

Der Zuganschlag 34 ist an der Kolbenstange 18 angeschweißt oder anders befestigt, wodurch der zylindrische Bereich 60 an der Kolbenstange 18 auf irgendeine geeignete Weise befestigt wird.

Der Basisbereich 58 hat eine wellige Oberfläche oder eine auf eine andere Weise nicht flache Oberfläche, um die flache Fläche 57 des Anschlagrings 56 zu berühren.

Im Gebrauch ist während eines Expansionshubes des Schwingungs dämpfers 10 der Anschlagring 56 in Eingriff mit der Stangenführung 22 und mit dem Basisbereich 58 des steifen Rings 54 bringbar, um die Bewegung der Kolbenanordnung 16 relativ zu dem Innenrohr 14 und dem Außenrohr 12 zu begrenzen. Die unebene Oberfläche des Basisberei ches 58 des Zuganschlags 34 ändert die Kompressionseigenschaften des Anschlagrings 56 von der normalen Kompressionseigenschaft, wie sie oben definiert ist und durch die Linie 62 in Fig. 12 für einen Basisbe reich mit einer flachen Oberfläche gezeigt ist, zu der Eigenschaft, wie sie durch die Linie 64 gezeigt ist. Der flachere Verlauf der Linie 64 deutet eine Geräuschverringerung verglichen mit einer die Linie 62 repräsentierenden Anordnung an, wenn der Anschlagring 56 am Anfang die Stangenfüh rung 22 berührt und beginnt, zwischen der Stangenführung 22 und dem Basisbereich 58 zusammengedrückt zu werden.

Die in Fig. 3 gezeigte alternative Anordnung liefert auch die Eigenschaf ten von Linie 64 in Fig. 12. In dieser Anordnung hat der Basisbereich 66 des metallischen Rings 68 eine im wesentlichen flache Oberfläche. Es ist jedoch ein ringförmiger Abstandhalter 70, vorzugsweise aus einem Kunst stoffmaterial, zwischen dem Basisbereich 66 und dem Anschlagring 56 positioniert, und die Oberfläche des ringförmigen Abstandhalters 70, die mit der flachen Fläche 57 des Anschlagrings 56 in Eingriff bringbar ist, hat eine gewellte oder auf eine andere Weise nicht flache Oberfläche. Die anderen Merkmale des Schwingungsdämpfers, die teilweise in Fig. 3 ge zeigt ist, sind im wesentlichen dieselben wie bei dem Schwingungsdämpfer von Fig. 1.

Die weitere, in Fig. 4 gezeigte alternative Anordnung liefert auch die Ei genschaften von Linie 64 von Fig. 12. Bei dieser Anordnung hat der Ba sisbereich 72 des metallischen Rings 74 eine im wesentlichen flache Oberfläche. Es ist jedoch ein ringförmiger Abstandhalter 76, vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, zwischen der Stangenführung 22 und dem Anschlagring 56 positioniert, und die Oberfläche des ringförmigen Ab standhalters 76, die mit einer im wesentlichen flachen Fläche 59 an dem Anschlagring 56 in Eingriff bringbar ist, verläuft unter einem spitzen Win kel zu der Achse L des Innenrohrs 14 und des Außenrohrs 12.

Die anderen Merkmale des teilweise in Fig. 4 gezeigten Schwingungs dämpfers sind im wesentlichen dieselben wie die des Schwingungsdämp fers von Fig. 1.

Die in Fig. 5 gezeigte weitere alternative Ausführungsform liefert auch die Eigenschaften der Linie 64 von Fig. 12. Bei dieser Anordnung hat der Basisbereich 78 des metallischen Rings 80 eine nicht flache Oberflä che, um mit der flachen Fläche 57 des Anschlagrings 56 in Eingriff zu kommen, und die Oberfläche an der Stangenführung 82, die mit der fla chen Fläche 59 des Anschlagrings 56 in Eingriff bringbar ist, ist auf ähnli che Weise uneben. Die anderen Merkmale des teilweise in Fig. 5 gezeig ten Schwingungsdämpfers sind im wesentlichen dieselben, wie bei dem Schwingungsdämpfer von Fig. 1.

Eine Abänderung dieser Anordnung ist in Fig. 6 gezeigt. Dabei bildet ein Einsatz 84, der vorzugsweise aus Kunststoffmaterial besteht, die un ebene Oberfläche an der Stangenführung 22.

Die in Fig. 7 gezeigte alternative Ausführungsform liefert auch die Eigen schaften der Linie 64 von Fig. 12. Bei dieser Anordnung hat der Ba sisbereich 86 des metallischen Rings 88 eine im wesentlichen flache Oberfläche. Jedoch sind ringförmige Federscheiben 90 zwischen dem Ba sisbereich 86 und der flachen Fläche 57 des Anschlagrings 56 angeordnet. Die anderen Merkmale des teilweise in Fig. 7 gezeigten Schwingungs dämpfers sind im wesentlichen dieselben wie die des Schwingungsdämp fers von Fig. 1.

In dieser Anordnung modifiziert die Federkraft der Federscheiben 90 die anfänglichen Kompressionseigenschaften des Zuganschlags, wie durch die Linie 64 von Fig. 12 angedeutet ist.

Die Anordnung von Fig. 7 kann modifiziert werden, indem die Feder scheiben 90 durch eine Schraubenfeder 92 ersetzt werden, wie in Fig. 8 gezeigt ist, um die Eigenschaften der Linie 64 von Fig. 12 zu liefern.

Fig. 9 zeigt eine Modifikation in der Anordnung von Fig. 8, bei der die Montageanordnung des steifen metallischen Rings 94 umgekehrt ist, so daß der zylindrische Bereich 96 des metallischen Rings 94 innerhalb der Schraubenfeder 92 positioniert ist.

Die weitere alternative Anordnung von Fig. 10 liefert auch die Eigen schaften der Linie 64 von Fig. 12. In dieser Anordnung hat der Basisbe reich 98 des metallischen Rings 100 eine nicht flache Oberfläche und es ist ein elastomerer O-Ring 102 zwischen dem Basisbereich 98 und der fla chen Fläche 57 des Anschlagrings 56 positioniert.

Die Anordnung von Fig. 10 ist weiter modifiziert, wie es in Fig. 11 ge zeigt ist. Hier ist ein Abstandhalter 104, der vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial besteht, zwischen dem O-Ring 102 und dem Basisbe reich 98 positioniert.

Claims

1. Schwingungsdämpfer (10) mit einem Rohr (14), das an seinen bei den Enden geschlossen ist und ein Fluid enthält, einer Kolbenan ordnung (16), die verschiebbar in dem Rohr (14) angeordnet ist und einen Dichtsitz mit diesem bildet, wobei die Kolbenanordnung (16) eine Kompressionskammer (38) und eine Expansionskammer (36) innerhalb des Rohrs (14) voneinander trennt, einer Kolbenstange (18), die an der Kolbenanordnung (16) befestigt ist und sich durch die Expansionskammer (36) und aus einem Ende (26) des Rohrs (14) durch eine Stangenführung (22) erstreckt, einem Zuganschlag (34), der an der Kolbenstange (18) zwischen der Kolbenanordnung (16) und der Stangenführung (22) angebracht ist, wobei der Zuganschlag (34) einen steifen, metallischen Ring (54), der an der Kolbenstange (18) befestigt ist, und einen elastomeren Anschlagring (56) mit we nigstens einer flachen Ringfläche (57) aufweist, der zwischen dem metallischen Ring (54) und der Stangenführung (22) während eines Expansionshubes komprimierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Flächen, die die flache Ringfläche (57) des elastomeren Anschlagringes (56) berührt, eine wellige oder eine auf eine andere Weise nicht flache Oberfläche aufweist, wobei die normale Kompres sionseigenschaft des elastomeren Anschlagringes (56) derart verän dert wird, daß bei beginnender Berührung der Stangenführung (22) ein weicherer Beginn der Kompressionskurve erreicht wird.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steife, metallische Ring (54) einen ringförmigen Basisbereich (58) aufweist, der die wellige oder die auf eine andere Weise unebene Fläche (58) bildet.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganschlag (34) einen ringförmigen Abstandhalter (70) aufweist, der zwischen dem steifen, metallischen Ring (54) und dem elastomeren Anschlagring (56) positioniert ist, wobei der ringförmige Abstandhalter (70) die unebene Fläche zur Berührung der flachen Ringfläche (57) des elastomeren Anschlagringes (56) bildet.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem elastomeren Anschlagring (56) in Eingriff bringbare unebene Fläche (76, 82, 84) an der Stangenführung (22) angeordnet ist, welche mit der flachen Fläche (59) des elastomeren Anschlagrin ges (56) beim anfänglichen Berühren und Komprimieren des ela stomeren Anschlagringes (56) in Eingriff kommt.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unebene Fläche durch einen Einsatz (76, 84) definiert ist, der an der Stangenführung (22) innerhalb der Expansionskammer (36) positioniert ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganschlag (34) ein ringförmiges Federmittel (90, 92) auf weist, das zwischen dem steifen, metallischen Ring (88) und dem elastomeren Anschlagring (56) positioniert ist, wobei das ringförmige Federmittel (90, 92) die wellige oder die auf eine andere Weise nicht flache Oberfläche aufweist.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganschlag (34) einen elastomeren O-Ring (102) aufweist, der zwischen dem steifen, metallischen Ring (100) und dem elasto meren Anschlagring (56) positioniert ist, wobei der O-Ring (102) die wellige oder die auf eine andere Weise nicht flache Oberfläche auf weist.