DE19634014C2 - Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge oder eine ähnliche Kolben-Zylinder-Anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge oder eine ähnliche Kolben-Zylinder-Anordnung, wobei ein mit der Kolbenstange fest verbundener Kolben den Innenraum eines mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinders in zwei Arbeitsräume unterteilt und diese Arbeitsräume über im Kolben angeordnete Dämpfventile hydraulisch miteinander verbindbar sind und der Kolben mittels eines Kolbendichtrings auf der Zylinderlaufbahn abdichtend gegenüber den Arbeitsräumen geführt ist.

Eine derartige Konstruktion ist durch die DE 43 02 624 C1 bekannt, wobei der Kolben ein langes Kolbenhemd besitzt, auf dem in einer Kolbenringnut ein Kolbenring ohne Radialspiel angeordnet ist. Eine solche Kolbenringanordnung muß einerseits eine gute Abdichtung des Kolbens gegenüber den Arbeitsräumen gewährleisten, damit nicht durch Bildung ungewollter Bypaßkanäle die Dämpfwirkung des Schwingungsdämpfers verschlechtert wird und andererseits durch zu starke Anpressung des Kolbenrings an der Zylinderlaufbahn eine Klemmwirkung des Kolbens und damit eine Schwergängigkeit des Schwingungsdämpfers entsteht. Eine einwandfreie Funktion einer solchen Kolbenkonstruktion ist nur dann gewährleistet, wenn die einzelnen Teile mit hoher Präzision hergestellt sind und die Befestigung auf dem Kolbenstangenzapfen ohne Mittenversatz erfolgt. Weiter ist zu berücksichtigen, daß der Schwingungsdämpfer über einen großen Temperaturbereich einwandfrei, d. h. mit der geforderten Dämpfwirkung und ohne Klemmwirkung arbeitet. Um dies zu gewährleisten, erfordern die zusammenwirkenden Teile eine äußerst präzise und daher teure Herstellung, da diese Teile mit einer hohen Nacharbeitsquote behaftet sind und bei kleinsten Abweichungen von der geforderten engen Toleranz eine sehr störende Geräuschentwicklung des Schwingungsdämpfers auftritt, die in den Fahrgastraum eingeleitet wird.

Die DE 195 11 778 A1 offenbart eine Kolbenanordnung mit einem Stützteil, das sich mit einer Zentralöffnung an der Kolbenstange zentriert. Dem Stützteil ist ein Kolben nachgeordnet, der sich mit seinem Außendurchmesser innerhalb des Stützteils zentriert. Am Innendurchmesser des Kolbens sind speichenförmige Fortsätze ausgeführt, die sich am Kolbenstangenzapfen abstützen und den Kolben damit zentrieren, so daß der Kolben an seinem Außen- und seinem Innendurchmesser zentriert wird.

Aus der DE 38 19 817 C1 ist ein hydraulischer Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfungscharakteristik bekannt, bei dem ein mit einer Kolbenstange fest verbundener Kolben den Innenraum eines mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinders in zwei Arbeitsräume unterteilt und diese Arbeitsräume über im Kolben angeordnete Dämpfventile miteinander hydraulisch verbindbar sind und der Kolben mittels eines Kolbendichtrings auf der Zylinderlaufbahn abdichtend gegenüber den Arbeitsräumen geführt ist und in axialem Abstand zum Kolbendichtring eine mit der Kolbenstange verbundene und mit der Zylinderlaufbahn zusammenwirkende Führungs- und Stützfläche angeordnet ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, der aus kostengünstig herstellbaren Teilen besteht und bei dem die insbesondere bei niedrigen Hubgeschwindigkeiten entstehenden Geräusche unterdrückt werden.

Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Damit wird einerseits eine geringere Anforderung an die Herstellgenauigkeit der Kolbenteile geschaffen, da der Kolbendichtring im wesentlichen die Abdichtaufgabe hat und deshalb leichtgängig auf der Zylinderlaufbahn und radial beweglich in der Kolbenringnut geführt werden kann, während andererseits durch die davon unabhängige Führungs- und Stützfläche die einwandfreie und nahezu geräuschlose Führung der zueinander beweglichen Schwingungsdämpferbauteile auf der Zylinderlauffläche infolge einer Vergrößerung der Kolbenführungsfläche erzielt wird. Dementsprechend sind die Bauteile kostengünstig herstellbar und an die Montage werden keine hohen Anforderungen gestellt, da beispielsweise auch ein geringer Mittenversatz des Kolbenstangenzapfens zur Kolbenstangenachse durch zentrierende Montage zu keiner Beeinträchtigung der Schwingungsdämpferfunktion führt. Eine weitgehende Freizügigkeit hinsichtlich der Ausbildung der Dämpfkolben ist durch die separate Anordnung der Führungs- und Stützfläche gegeben.

Eine einfache und preiswerte Herstellung des Stützteils wird dadurch erhalten, daß dieses als Blechpreßteil ausgebildet ist und in axialer Richtung wirkende Durchlaßöffnungen für die Dämpfflüssigkeit aufweist. Vorteilhaft ist es, wenn der zylindrische Ansatz mit dem freien Ende auf der Kolbenstirnfläche aufliegend angeordnet ist. Ein größerer axialer Abstand der Stützfläche zum Kolbenring wird erhalten, wenn der zylindrische Ansatz des Stützteils mit dem freien Ende von der Kolbenstirnfläche wegzeigend angeordnet ist.

Besonders günstige Gleiteigenschaften werden erreicht, wenn der Ansatz des Stützteils einen eingezogenen Abschnitt aufweist, in welchem ein aus gleitgünstigem Werkstoff bestehender Führungsring angeordnet ist. Vorzugsweise ist das äußere Ende des Ansatzes vom Kolben weg gerichtet. Hierbei ist auf einfache Weise möglich, das Stützteil als Teil eines Zuganschlages auszubilden, wodurch das Stützteil eine Doppelfunktion erhält. So ist es problemlos möglich, die Innenfläche des Ansatzes als Aufnahme für eine Anschlagfeder auszubilden. Auch als Teil eines hydraulischen Anschlags kann das Stützteil mit den Durchlaßöffnungen ausgebildet sein.

Weitere vorteilhafte Wirkungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Schwingungsdämpfers im Bereich des Dämpfkolbens;

Fig. 2 eine auf der Kolbenstange befestigte Kolbenanordnung;

Fig. 3 eine Kolbenanordnung, bei der das freie Ende des zylindrischen Ansatzes auf der Kolbenstirnfläche aufliegt;

Fig. 4 eine Kolbenanordnung mit zwei Stützteilen.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist auf der Zylinderlaufbahn 2 eines Zylinders 1 ein mit einem Kolbendichtring 4 versehener Kolben 3 axial beweglich angeordnet. Der Kolbendichtring 4 kann sich in einer Kolbenringnut 5 radial bewegen, so daß er auch bei einseitig gegen die Zylinderlaufbahn 2 gedrücktem Kolben 3 eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet. Auf einem Kolbenstangenzapfen 7 einer Kolbenstange 6 ist der mit Dämpfventilen 10 und 11 für den Zug- und Druckhub versehene Kolben 3 zusammen mit einem topfförmigen Stützteil 13 befestigt. Der mit Dämpfflüssigkeit gefüllte Innenraum des Zylinders 1 wird vom Kolben 3 in zwei Arbeitsräume 8 und 9 unterteilt, die mittels des Kolbendichtrings 4 gegeneinander abgedichtet sind und bei Bewegung der Kolbenstange 6 nur über die Dämpfventile 10 und 11 hydraulisch miteinander verbunden werden, wobei die Dämpfventile entsprechend den geforderten Dämpfwerten ausgelegt sind.

Zur Führung und Abstützung und damit zur Geräuschunterdrückung der Kolbeneinheit auf der Zylinderlaufbahn 2 ist ein topfförmiges Stützteil 13 zusammen mit dem mit den Dämpfventilen 10 und 11 versehenen Kolben 3 auf dem Kolbenstangenzapfen 7 befestigt. Dieses die Geräuschbildung unterdrückende Stützteil 13 besitzt Durchlaßöffnungen 14, die ein ungehindertes Durchströmen der Dämpfflüssigkeit in jeder Bewegungsrichtung der Kolbenstange 6 ermöglichen. Zur Abstützung auf der Zylinderlaufbahn 2 ist das Stützteil 13 mit einem zylindrischen Ansatz 15 versehen, der bei diesem Ausführungsbeispiel einen eingezogenen Abschnitt 17 aufweist, welcher zur Aufnahme eines Führungsringes 16 dient, der gleitgünstige Eigenschaften besitzt und vorzugsweise aus Kunststoff besteht, so daß ein sehr reibungsarmes Gleiten der aus Kolben 3 und Stützteil 13 bestehenden Baueinheit auf der Zylinderlaufbahn gewährleistet ist. Außerdem wird durch die zusätzlich zum Kolben wirkende Abstützung eine Geräuschunterdrückung des Schwingungsdämpfers erzielt, wobei das Stützteil 13 vorzugsweise als Blechpreßteil hergestellt wird und dementsprechend kostengünstig ist. Die Zentralbohrung 18 des Stützteils 13 ist geringfügig größer als der Durchmesser des Kolbenstangenzapfens 7 ausgeführt, wodurch ein Mittenversatz zwischen Kolbenstangenzapfen 7 und Kolbenstange 6 ausgeglichen wird, wie dies in Fig. 1 durch die strichpunktierten Mittellinien gezeigt ist. Somit wird eine, wenn auch noch so kleine Klemmwirkung in der nicht eingezeichneten Kolbenstangenführung vermieden, da eine zentrierende Montage den Mittenversatz ausgleicht. Die Anordnung des preiswert herstellbaren Stützteils 13 stellt somit keine so hohen Genauigkeitsanforderungen an den Kolben, wodurch eine wesentlich preisgünstigere Herstellung dieser Bauteile möglich ist. Auch das Schleifen des Kolbenstangenzapfens kann entfallen. Insbesondere die in Fig. 1 gezeigte Anordnung des Stützteils 13 ermöglicht, daß das Stützteil gleichzeitig als Teil eines Zuganschlags ausgebildet sein kann, beispielsweise als Halter für eine Zuganschlagfeder.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich im wesentlichen von der nach Fig. 1 dadurch, daß das Stützteil 13 mit dem freien Ende des zylindrischen Ansatzes 15 von der Kolbenstirnseite und der Kolbenstange 6 wegzeigend angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine sehr große Stützweite zu einer nicht eingezeichneten Kolbenstangenführung erzielt, so daß ein weiteres Ausfahren der Kolbenstange 6 ohne Klemmwirkung ermöglicht wird.

Eine weitere Ausführungsform zeigt die Fig. 3, bei der der zylindrische Ansatz 15 des Stützteils 13 mit dem freien Ende auf der Stirnfläche des Kolbens 3 aufliegt. Auf diese Weise wird eine kompakte Gesamtanordnung geschaffen, die wenig Bauraum in Achsrichtung beansprucht. Vom zylindrischen Ansatz 15 wird die Führungs- und Stützfläche 12 direkt gebildet, die durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung gleitgünstig ausgeführt ist.

Entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 3 zwischen zwei Stützteilen 13 und 13' angeordnet, die mit den Führungs- und Stützflächen 12 und 12' versehen sind, die außen auf den zylindrischen Ansätzen 15 und 15' angeordnet sind. Jeweils die Enden der zylindrischen Ansätze liegen auf dem Kolben 3 auf und die Durchlaßöffnungen 14 und 14' bewirken ein ungehindertes Durchströmen der Dämpfflüssigkeit.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist das Stützteil 13 topfförmig ausgebildet, da das Stützteil als Blechpreßteil dargestellt ist. Es ist jedoch auch denkbar, das Stützteil als Druckguß-Formteil herzustellen, wobei als Werkstoff außer Metall auch Kunststoff verwendbar ist.

Die Anordnung des Stützteils ermöglicht es, daß an die Kolben keine großen Anforderungen hinsichtlich der Führungswirkung gestellt werden. Gerade die neueren degressiven Kolben sind sehr flach ausgeführt, wodurch einerseits eine geringe Bauhöhe erzielt, jedoch andererseits die Führungsfähigkeit verringert wird. Diesen Nachteil der flachen Kolben beseitigt das Stützteil.

Claims (10)

1. Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge oder eine ähnliche Kolben-Zylinder- Anordnung, wobei ein mit einer Kolbenstange (6) fest verbundener Kolben (3) den Innenraum eines mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinders (1) in zwei Arbeitsräume (8; 9) unterteilt und diese Arbeitsräume über im Kolben angeordnete Dämpfventile (10; 11) miteinander hydraulisch verbindbar sind und der Kolben mittels eines Kolbendichtrings (4) auf der Zylinderlaufbahn (2) abdichtend gegenüber den Arbeitsräumen geführt ist und in axialem Abstand zum Kolbendichtring (4) eine mit der Kolbenstange (6) verbundene und mit der Zylinderlaufbahn (2) zusammenwirkende Führungs- und Stützfläche (12) angeordnet ist, die von einem zylindrischen Ansatz (15) eines topfförmigen Stützteils (13) gebildet ist, wobei die Stützfläche (12) gleitgünstig ausgebildet ist und das Stützteil (13) auf einem Kolbenstangenzapfen (7) befestigt ist, wobei eine Zentralbohrung (18) des Stützteils geringfügig größer ausgeführt ist als der Durchmesser des Kolbenstangenzapfens (7), wodurch ein Mittenversatz zwischen dem Stützteil und dem Kolben ausgeglichen wird.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das topfförmige Stützteil (13) als Blechpreßteil ausgebildet ist und in axialer Richtung wirkende Durchlaßöffnungen (14) für die Dämpfflüssigkeit aufweist.

3. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (15) mit dem freien Ende auf einer Stirnfläche des Kolbens (3) aufliegend angeordnet ist.

4. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (15) des Stützteils (13) mit dem freien Ende von der Stirnfläche des Kolbens (3) wegzeigend angeordnet ist.

5. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (15) des Stützteils (13) einen eingezogenen Abschnitt (17) aufweist, in welchem ein aus gleitgünstigem Werkstoff bestehender Führungsring (16) angeordnet ist.

6. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Ansatzes (15) vom Kolben (3) weg gerichtet ist.

7. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (13) als Teil eines Zuganschlages ausgebildet ist.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützteil (13) an der Innenfläche des Ansatzes (15) eine Aufnahme für eine Anschlagfeder bildet.

9. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßöffnungen (14) des Stützteils (13) als Teil eines hydraulischen Anschlags ausgebildet sind.

10. Schwingungsdämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Stirnseiten des Kolbens (3) ein Stützteil (13) auf dem Kolbenstangenzapfen (7) angeordnet ist.