DE19516383A1 - Schwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Kraft­ fahrzeug mit einem in einem Dämpfungszylinder axial verschieb­ lich geführten und mit einer Kolbenstange verbundenen Kolben, wobei der Kolben druckabhängige Dämpfungsventile für einen Aus­ tausch von Dämpfungsflüssigkeit in der Zug- und in der Druck­ stufe aufweist und den Dämpfungszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei an dem austrittsseitigen Ende der Kolbenstan­ ge der Dämpfungszylinder des Schwingungsdämpfer einen Stoßdämp­ ferverschluß mit Dichtungen sowie mit mehreren Ringteilen auf­ weist.

Solche Schwingungsdämpfer werden insbesondere in den Fällen, in denen sie als Einrohr-Gasdruckdämpfer ausgeführt sind, mit ei­ nem Dämpferzylinder versehen, welcher aus einem tiefgezogenen becher- oder rohrförmigen Teil geformt wird. Das rohrförmige tiefgezogene Teil besitzt an seinem oberen Ende Ausformungen zur Aufnahme eines Führungs- oder Verschlußpaketes und beher­ bergt den mit der Kolbenstange verbundenen Kolben, wobei die Kolbenstange durch das genannte Führungspaket radial geführt und der Durchtritt zum Arbeitsraum hin abgedichtet ist.

Ein solcher hydraulischer Einrohr-Schwingungsdämpfer weist im Dämpferzylinder zwei durch einen Trennkolben getrennte Arbeits­ räume auf, wobei der den Kolben und die Kolbenstange aufnehmen­ de Arbeitsraum das Dämpfungsfluid und der durch den Trennkolben abgedichtete Arbeitsraum ein Gas zur Bildung eines Ausgleichs­ raumes enthält.

Dieser gasgefüllte Ausgleichsraum dient zur Kompensation der Volumenzu- bzw. -abnahme im hydraulischen Arbeitsraum, welche durch das ein- bzw. ausfahrende Eigenvolumen der Kolbenstange erzeugt wird.

Die bisherige Ausbildung des zugehörigen Dämpfungszylinders als tiefgezogenes Formteil bedingt einen relativ hohen Arbeitsauf­ wand und eine sorgfältige Werkstoffauswahl, so daß beim Ziehen Aufreißen, ungewünschte Wanddickenschwächungen und Abweichungen vom Kreis und von der Geradheit vermieden werden. Auch wenn dieser Prozeß mittlerweile in sicheren Grenzen beherrschbar ist, stellt doch der maschinelle und auch fertigungstechnische Aufwand eine Einschränkung in der Produktion dar.

Die Alternative hierzu besteht in der Verwendung eines beidsei­ tig geöffneten Rohres als Dämpferzylinder, wobei das den Aus­ gleichsraum abschließende Ende mit einem separaten Boden verse­ hen wird, der mit dem Dämpferzylinder fest zu verbinden ist. Diese Verbindung eines Bodens mit der Zylinderwandung stößt insbesondere bei der Forderung auf Gasdichtigkeit und gleich­ zeitig leichte Herstellbarkeit jedoch auf Nachteile, die darin liegen, daß entweder eine sehr aufwendig herzustellende und zu überprüfende Verbindung mit einer gasdichten Schweißung durch­ geführt werden muß, oder aber andere Verbindungstechniken mit umfangreichen Dichtungskonstruktionen verbunden sind. Beide Verfahren sind für eine schnelle Serienproduktion nur bedingt geeignet.

Für die Erfindung bestand also die Aufgabe, einen Schwingungs­ dämpfer mit einem Dämpfungszylinder bereitzustellen, der insbe­ sondere im Bereich eines Gasraumes eine einfache Fertigung und eine gleichzeitige sichere Abdichtung des Arbeits- und/oder Ausgleichsraumes gegenüber der Umgebung gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptan­ spruchs. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteran­ sprüchen erfaßt.

Hierbei ist an dem dem austrittsseitigen Ende der Kolbenstange gegenüberliegenden Ende des Dämpfungszylinder des Schwingungs­ dämpfer ein mit der Wand des Dämpfungszylinders oder eines Au­ ßenzylinders verbundenes Bodenstück angeordnet, wobei im Ver­ bindungsbereich zwischen Dämpfungszylinder oder Außenzylinder und Bodenstück eine einen unteren Teilbereich der Innenwand des Dämpfungs- oder Außenzylinders und einen Teilbereich des Boden­ stückes überdeckende homogene und geschlossene Schicht visko­ elastischen Materials aufgebracht ist.

Durch eine solche Beschichtung aus viskoelastischem Material der Innenwände im Verbindungsbereich kann die Verbindung selbst in relativ einfacher Art und Weise mit den herkömmlichen mecha­ nischen Verbindungsmethoden durchgeführt werden, wobei auf ein tiefgezogenes Formteil gänzlich verzichtet werden kann.

Weiterhin brauchen die üblichen Verbindungsarten wie Schrauben, Bördeln, Löten, Rollen, Schweißen in ihrer mechanischen Fixie­ rung nicht die geforderte Gasdichtigkeit vorhalten, da diese erst durch die aufgetragene Innenschicht erreicht wird. Damit entfallen bzw. vereinfachen sich die Prüfungsverfahren der Ver­ bindung und können auf die Überprüfung rein mechanischer Krite­ rien reduziert werden.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausbildung besteht das visko­ elastische Material aus einer fließfähigen und/oder flüssigen und nach dem Aufbringen aushärtbaren Masse. Eine solche Ausbil­ dung erleichtert das Einbringen der Beschichtung nach der Her­ stellung der mechanischen Verbindung. Die Beschichtung kann dann durch Eintropfen oder ein Einspritzen, eventuell mit Hilfe einer durch Rotation aufgebrachten Zentrifugalkraft in den Ver­ bindungsbereichen verteilt werden und härtet bereits während der Applikation aus.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung, die verhindert, daß das viskoelastische Material vor Ablauf des Beschichtungsprozesses oder gar vor der Applikation erhärten kann, und welches damit zu einer Optimierung der Prozeßzeiten beim Aufbringen führt, besteht darin, daß das viskoelastische Material aus einer aus zwei miteinander vor oder während des Aufbringens vermischten Komponenten aufgebauten Dichtungsmasse besteht.

Eine vorteilhafte Verringerung des eingebrachten viskoelasti­ schen Materials für die Beschichtung ergibt sich dadurch, daß die Schichtdicke lediglich im Übergangsbereich zwischen Dämp­ fungszylinderwand und Bodenstück verdickt ausgebildet ist und in den sonstigen beschichteten Bereichen lediglich in dünner Schichtdicke besteht, welche zur Abstützung, zur Positionierung und zur Vermeidung von Unterwanderung ausreicht.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher er­ läutert werden. Es zeigen die

Fig. 1 einen im Stand der Technik vorhandenen Schwingungsdämpfer mit einem Tiefzieh­ teil als Dämpfungszylinder,

Fig. 2a einen erfindungsgemäß ausgebildeten Einrohr-Schwingungsdämpfer,

Fig. 2b einen erfindungsgemäß ausgebildeten Zweirohr-Schwingungsdämpfer,

Fig. 3a/3b Details eines erfindungsgemäßen Dämp­ fungszylinders in geschweißter Aus­ führung,

Fig. 4a/4b Details eines erfindungsgemäßen Dämp­ fungszylinders in gelöteter/gebördel­ ter Ausführung,

Fig. 5a/5b Details eines erfindungsgemäßen Dämp­ fungszylinders in gerollter/geschraub­ ter Ausführung.

In der Fig. 1 erkennt man einen im Stand der Technik vorhande­ nen Schwingungsdämpfer 1, welcher als Einrohr-Dämpfer ausge­ führt ist und zwei Arbeitsräume 2 und 3 aufweist. Der Arbeits­ raum 2 ist hierbei der mit dem Dämpfungsfluid gefüllte Arbeits­ raum, während der Arbeitsraum 3 als Ausgleichs- oder Gasraum zur Verfügung steht.

Getrennt werden die beiden Arbeitsräume durch den Trennkolben 4. Im oberen Arbeitsraum 2 gleitet der mit der Kolbenstange 5 verbundene Arbeitskolben 6, wobei die Kolbenstange über in ei­ nem Führungsverschluß 7 vorhandene Dichtungen und Führungen 8 radial geführt wird. Der Dämpfungszylinder wird an seinem obe­ ren Ende durch die Anschlagkappen 9 verschlossen.

Die Fig. 2a zeigt dagegen eine erfindungsgemäße Ausführung des Schwingungsdämpfers, bei dem der Dämpfungszylinder an dem dem austrittsseitigen Ende der Kolbenstange gegenüberliegenden Ende 9 des Dämpfungszylinders ein mit der Wand des Dämpfungszylin­ ders 10 verbundenes Bodenstück 11 aufweist, welches in diesem Fall durch eine Schweißverbindung mit der Zylinderwandung stumpf verbunden ist. Erkennbar sind hier ebenfalls der Kolben 6, die Kolbenstange 5, das Führungs- und Dichtungspaket 7 sowie die beiden Arbeitsräume 2 und 3. Innerhalb des Verbindungsbe­ reiches zwischen Dämpfungszylinder 10 und Bodenstück 11 ist ei­ ne einen unteren Teilbereich der Innenwand 12 des Dämpfungszy­ linders und einen Bereich des Bodenstückes 11 überdeckende ho­ mogene und geschlossene Schicht 13 aus viskoelastischem Materi­ al aufgebracht. Diese Schicht sichert eine einwandfreie Abdich­ tung der Schweißnaht, ohne daß die Schweißnaht selbst auf Gas­ dichtigkeit geprüft und gefertigt sein muß. Die Fig. 2b zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung bei einem Zweirohr-Dämpfer, bei dem der Gasraum in dem ringförmigen Zwischenraum zwischen Zy­ linderrohr 10 und Außenrohr 14 angeordnet ist. Auch hier er­ kennt man wieder den Kolben 6, der mit der Kolbenstange 5 ver­ bunden ist sowie das in diesem Fall Außenrohr und Dämpfungszy­ linder am oberen Rand abschließende Führungs- und Verschluß­ stück 15.

Ein weiteres Verschlußstück 15a, welches mit Durchlässen zwi­ schen dem über Ventile zugänglichen Arbeitsraum 2 und dem Aus­ gleichsraum 3 versehen ist, befindet sich am unteren Rand des Dämpfungszylinders.

Der hier vorhandene Boden 16 ist mit dem Außenrohr 14 wiederum auf Stoß durch eine Stumpfschweißnaht, z. B. durch Reibschwei­ ßung verbunden.

Die Abdichtung der Naht erfolgt durch die innen im Verbindungs­ bereich zwischen Außenzylinder 14 und Bodenstück 16 aufgebrach­ te geschlossene Schicht 13 aus viskoelastischem Material. Dies sichert wiederum eine einfache Fertigung ohne umfangreiche Prüfmaßnahmen der mechanischen Verbindung zwischen Bodenstück und Außenzylinder.

Gleichermaßen kann eine Schicht aus viskoelastischem Material auch im Verbindungsbereich zwischen Führungs- und Verschluß­ stück und Außenzylinder 14 aufgebracht werden, was aber hier nicht näher dargestellt ist.

Die Fig. 3a/3b zeigt zwei Ausführungen einer geschweißten Verbindung im Detail. Hierbei erkennt man in der Fig. 3a, daß das den Dämpfungszylinder bildende Zylinderrohr 17 an seinem unteren Ende 18 zunächst durch ein Einwalzen leicht nach innen gerollt wurde, wonach ein Verschlußstück 19 in den verbleiben­ den Durchgang eingeschweißt wurde. Hierbei entfällt eine gas­ dichte Prüfung der Schweißnaht 20. Der Verbindungsbereich 21 sowie die angrenzenden Bereiche sind mit einer geschlossenen Schicht 13 aus viskoelastischem Material versehen, was zu einer sicheren und problemlosen Abdichtung des Gasraumes führt.

Eine andere Ausführung zeigt die Fig. 3b, bei der ein einfa­ ches Zylinderrohr 22 auf ein mit einem Absatz 23 versehenen Bo­ denstück 24 aufgesetzt und verschweißt ist. Auch hier ist der Verbindungsbereich 21 auf einfachste Weise mit einer geschlos­ senen Schicht 13 aus viskoelastischem Material versehen, wo­ durch sich eine sichere Abdichtung des Gasraumes ergibt. Die Fig. 4a zeigt eine gelötete Ausführung, bei der in diesem Fall das Bodenstück 25 durch Einwalzung bogenförmig angepaßt ist und der Verbindung mit dem Zylinderrohr 22 eine große Lötfläche 23 bereitstellt. Auch hier braucht die Lötfläche 23 bzw. die Löt­ verbindung nicht auf Gasdichtigkeit überprüft werden, da auf der Innenseite der Verbindung eine geschlossene Schicht 13 aus viskoelastischem Material aufgebracht ist, die für die sichere Abdichtung Sorge trägt. Die Fig. 4b zeigt eine noch weiter vereinfachte Verbindungstechnik, bei der das Zylinderrohr 26 lediglich über eine Bördelung 27 mit dem vorgeformten Boden­ stück 28 verbunden ist. Selbst eine solche, nicht gasdicht aus­ führbare Verbindung kann mit Hilfe der auf der Innenseite im Verbindungsbereich aufgebrachten Schicht 13 aus viskoelasti­ schem Material für die Fertigung genutzt werden, da hierdurch eine völlige Gasdichtheit gewährleistet ist.

Die Fig. 5a zeigt eine gerollte Verbindung, bei der ein glat­ tes Zylinderrohr 22 mit einem mit einer Umfangsnut 29 versehe­ nen Bodenstück 30 über ein Rollverfahren so verbunden wird, daß Teilbereiche der Zylinderwand 22 in die umlaufende Nut 29 ein­ gedrückt werden. Auch hierdurch läßt sich eine Gasdichtigkeit in der Verbindung nicht erreichen. Diese wird erst gewährlei­ stet durch die auf der Innenseite aufgetragene geschlossene Schicht 13 aus viskoelastischem Material. Die Fig. 5b zeigt eine übliche Schraubverbindung zwischen Zylinderwand 22 und dem Bodenstück 31, welche ohne jegliches im Gewinde vorhandenes Dichtungsmittel oder zusätzliche Abdichtungen ausgeführt werden kann, da die auf der Innenseite der Verbindung aufgebrachte ge­ schlossene Schicht 13 aus viskoelastischem Material für eine sichere Abdichtung ausreicht.

Bezugszeichenliste

1 Schwingungsdämpfer
2, 3 Arbeitsraum
4 Trennkolben
5 Kolbenstange
6 Arbeitskolben
7 Führungsverschluß
8 Führung
9 Anschlagkappe
10 Wand des Dämpfungszylinders
11 Bodenstück
12 Innenwand des Dämpfungszylinders
13 Schicht aus viskoelastischem Material
14 Außenrohr
15 Verschlußstück
16 Bodenstück
17 Zylinderrohr
18 unteres Ende
19 Verschlußstück
20 Schweißnaht
21 Verbindungsbereich
22 Zylinderwand
23 Absatz
24, 25 Bodenstück
26 Zylinderrohr
27 Bördelung
28 Bodenstück
29 Umfangsnut
30, 31 Bodenstück

Claims (4)

1. Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug mit einem in ei­ nem Dämpfungszylinder axial verschieblich geführten und mit ei­ ner Kolbenstange verbundenen Kolben, wobei der Kolben druckab­ hängige Dämpfungsventile für einen Austausch von Dämpfungsflüs­ sigkeit in der Zug- und in der Druckstufe aufweist und den Dämpfungszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei an dem austrittsseitigen Ende der Kolbenstange der Dämpfungszylinder des Schwingungsdämpfer einen Stoßdämpferverschluß mit Dichtun­ gen sowie mit mehreren Ringteilen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem austrittsseitigen Ende der Kolbenstange gegen­ überliegenden Ende des Dämpfungszylinders des Schwingungsdämp­ fers ein mit der Wand des Dämpfungszylinders oder eines Außen­ zylinders verbundenes Bodenstück (11, 16, 24, 25, 28, 30, 31) angeordnet ist, wobei im Verbindungsbereich (21) zwischen Dämp­ fungszylinder oder Außenzylinder und Bodenstück eine einen un­ teren Teilbereich der Innenwand des Dämpfungs- oder Außenzylin­ ders und einen Teilbereich des Bodenstückes überdeckende homo­ gene und geschlossene Schicht (13) viskoelastischen Materials aufgebracht ist.

2. Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das viskoelastische Material (13) aus einer fließfähigen oder flüssigen und nach dem Aufbringen aushärtbaren Masse be­ steht.

3. Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das viskoelastische Material (13) aus einer aus zwei mit­ einander vor oder während des Aufbringens vermischten Komponen­ ten aufgebauten Dichtungsmasse besteht.

4. Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des viskoelastischen Materials im Über­ gangsbereich zwischen Dämpfungszylinderwand und Bodenstück ver­ dickt ausgebildet ist.