DE19806498A1

DE19806498A1 - Arretierbarer Schwingunsdämpfer

Info

Publication number: DE19806498A1
Application number: DE1998106498
Authority: DE
Inventors: Franz Nagler
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1998-02-17
Filing date: 1998-02-17
Publication date: 1999-08-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretiervorrichtung für zwei koaxial ineinander beweg liche Bauteile, insbesondere für einen arretierbaren Schwingungsdämpfer, der in einem Kraftfahrzeug zwischen einem Aufbau und einem Radführungsteil einge baut ist und eine in einem Behälter nach außen abgedichtete und axial geführte Kolbenstange aufweist, die an dem im Behälter befindlichen Ende einen Dämpf kolben trägt und am aus dem Behälter ragenden Ende mit einem Stützrohr ver bunden ist, welches das Behälterrohr koaxial umgibt, wobei die Arretiervorrich tung zwischen dem Stützrohr und dem Behälterrohr angeordnet ist und wenig stens ein durchmesserveränderliches Spannelement aufweist, das von einer Be tätigungseinrichtung willkürlich betätigbar ist.

Eine zwischen dem Aufbau und dem Fahrzeugrad wirksame arretierbare Vorrich tung, wie beispielsweise ein arretierbarer Schwingungsdämpfer, ist insbesondere bei Lastkraftwagen oder Spezialfahrzeugen dann erwünscht, wenn ein Schwan ken des Fahrzeugaufbaus beim Ladevorgang auf ein Minimum zu reduzieren ist und/oder die Ladefläche einer Laderampe angepaßt werden soll.

Durch die DE 195 32 510 A1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einer Arretiervor richtung bekannt, bei dem koaxial außerhalb des Behälterrohres ein mit der Kol benstange befestigtes Stützrohr angeordnet ist und das Behälterrohr mit dem Stützrohr mittels einer kraft- und/oder formschlüssigen Arretierung axial fixierbar ist. Hierzu sind Spannsegmente im Stützrohr angeordnet, die durch Federelemen te zusammengehalten und bei nicht aktivierter Arretierung vom Behälterrohr ab gehoben werden. Die Arretierung erfolgt durch radiales Einwirken eines elasti schen Elements, vorzugsweise eines Druckbalgs, auf die Spannsegmente, wo durch diese zur Arretierung des Schwingungsdämpfers gegen das Behälterrohr gepreßt werden.

Ferner durch die DE 34 13 815 A1 ein hydraulischer sperrbarer Schwingungs dämpfer bekannt, bei dem eine auf die Oberfläche der Kolbenstange einwirkende Blockiereinrichtung in der Kolbenstangenführung angeordnet ist, wobei ein von einem Hydraulikmedium beaufschlagbarer Steuerkolben eine Hülse radial gegen die Kolbenstange drückt. Außerdem ist durch das DE-GM 85 05 101 eine Klemmvorrichtung für die Kolbenstange bekannt, bei der sich ein Klemmkonus mittels Kugeln auf einer Gegenfläche abstützt. Nachteilig ist bei diesen Kon struktionen, daß die Oberfläche der Kolbenstange durch die Blockiereinrichtung angegriffen und dadurch die Dichtwirkung für die Kolbenstange beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Arretiervorrichtung vorzugs weise für einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, eine kostengünstige Gesamtkonstruktion ermöglicht, wobei vorhandene Schwin gungsdämpfer ohne Eingriff in die Schwingungsdämpferhydraulik mit der Arre tiervorrichtung versehen werden können.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß zur Arretierung die Betätigungseinrichtung eine der Einfahrbewegung der Kolbenstange entgegenge richtete Axialbewegung auf das Spannelement ausübt, während eine der Betäti gungsrichtung entgegengesetzt wirkende Rückholeinrichtung am Spannelement angreift und eine beispielsweise mit dem arretierbaren Schwingungsdämpfer zu sammenwirkende abstandsveränderliche Einrichtung, vorzugsweise eine als Luft feder ausgebildete verstellbare Federung, zwischen dem Aufbau und dem Rad führungsteil angeordnet ist. Eine der Betätigungsrichtung entgegengesetzte Be wegung des Stützrohrs zum Behälterrohr bewirkt somit eine Erhöhung der auf das Spannelement ausgeübten Betätigungskraft und damit eine Erhöhung der Klemmwirkung zwischen dem Behälterrohr und dem Stützrohr. Der Gesamtauf bau der Arretiervorrichtung ist somit sehr einfach und die Arretiervorrichtung kann problemlos bei allen bekannten hydropneumatischen Schwingungsdämpfern vorgesehen werden, die einen zylindrischen Bereich am Außenrohr aufweisen.

Eine vorteilhafte Ausführungsform wird merkmalsgemäß dadurch erhalten, daß das Spannelement als geschlitzter Klemmring ausgebildet ist, dessen Innenfläche mit dem Behälterrohr zusammenwirkend ausgebildet ist, während dessen Au ßenfläche eine Kegelfläche aufweist, die gleitend auf einer im Stützrohr befindli chen Gegenfläche angeordnet ist. Das spannzangenähnlich ausgebildete Span nelement wird somit auf einfache Weise durch die im Stützrohr angeordnete Be tätigungseinrichtung gegen das Behälterrohr gedrückt, wobei die Reibung zwi schen dem Behälterrohr und dem Spannelement wie eine Erhöhung der Betäti gungskraft wirkt, wenn eine vom Kraftfahrzeug ausgeübte Einschubkraft auf das Stützrohr wirkt. Eine besonders gleichmäßige Anpreßkraft über die axiale Länge wird erhalten, wenn, wie ein Merkmal der Erfindung zeigt, das Spannelement axial beweglich in einer Aufnahme des Stützrohrs angeordnet ist und das Stütz rohr einen konischen Abschnitt für die Kegelfläche des Spannelements aufweist, da in diesem Fall das Spannelement über den gesamten konischen Abschnitt ge gen die Oberfläche des Behälterrohrs gepreßt wird.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung wird eine im Aufbau einfache und wenig Bauraum beanspruchende Betätigungseinrichtung durch einen Druckbalg gebildet, der mit einer Druckquelle über ein Schaltventil verbindbar ist und der Druckbalg sich einerseits auf einer senkrecht zur Achse des Schwingungsdämp fers verlaufenden Anlagefläche des Stützrohres und andererseits auf einer Anla gefläche des Spannelements abstützt.

Eine weitere Ausführungsvariante der Arretiervorrichtung wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß die Betätigungseinrichtung durch einen Ringkolben gebil det ist, der vorzugsweise einteilig mit dem Spannelement ausgeführt ist und mit tels Dichtringen in der Aufnahme des Stützrohres axial gleitbar abgedichtet ist, während der vom Ringkolben und dem Stützrohr begrenzte Druckraum über ein Schaltventil mit einer Druckquelle verbindbar ist. Durch die zwischen dem Ring kolben und dem Stützrohr angeordneten Dichtringe wird eine relativ große Ferti gungstoleranz der Bauteile zugelassen und dementsprechend eine kostengünsti ge Herstellung ermöglicht. Es ist jedoch ohne weiteres möglich jede andere be kannte Maßnahme zur Abdichtung anzuwenden.

Außerdem wird eine sehr vorteilhafte Ausführung einer Arretierung entsprechend der Erfindung erhalten, wenn die Betätigungseinrichtung durch eine Elektroma gnetspule gebildet ist, die auf oder im Stützrohr befestigt ist, während das Spannelement den Magnetanker bildet. Diese Betätigungsalternative stellt eine sehr günstige Lösung bezüglich Aufbau und Einbau des arretierbaren Schwin gungsdämpfers dar. Ein Elektroanschluß ist wesentlich problemloser zu verwirkli chen als ein Pneumatikanschluß und ist üblicherweise auch weniger störanfällig. Bei einer solchen Ausführungsform ist das Schaltventil als Elektroschalter ausge führt, der beispielsweise beim Erreichen der gewünschten Aufbauposition auto matisch betätigt wird. Nach erfolgter Betätigung kann die Elektromagnetspule stromlos sein, da das Gewicht des Fahrzeugs das Spannelement fest gegen das Behälterrohr drückt.

In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, ist die Rückholeinrichtung durch eine Tellerfeder gebildet, die sich in der im Stützrohr vorhandenen Auf nahme abstützt und auf einen Absatz des Spannelements einwirkt, so daß auch die Entriegelung der Arretierung sicher erfolgen kann.

Um einen guten Reibschluß des Spannelements mit dem Behälterrohr zu gewähr leisten, sind die Zungen des Spannelements auf der Innenfläche mit einem Reib belag versehen. Eine besonders gute Klemmwirkung wird erfindungsgemäß da durch erreicht, daß der Kegelwinkel der Kegelfläche 6 bis 8 Grad beträgt. Selbst verständlich ist es ohne weiteres möglich, die erfindungsgemäße Arretiervorrich tung formschlüssig auszuführen, indem die Außenfläche des Behälterrohrs bei spielsweise mit einer Oberflächenkontur versehen ist, in die ein entsprechend ausgebildetes Spannelement eingreift.

Um insbesondere bei Lastkraftwagen eine gute Anpassung der Ladeflächenhöhe an eine Laderampe zu gewährleisten, ist jedem arretierbaren Schwingungsdämp fer ein mit einem Lagesensor in Wirkverbindung stehendes Schaltventil zugeord net. Auf diese Weise wird auch bei einer einseitige Beladung der Ladefläche eine sehr gute und ebene Anpassung an die Laderampe ermöglicht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Anordnung einer pneumatisch betätigbaren Arretiervorrichtung eines Schwingungsdämpfers;

Fig. 2 eine pneumatisch betätigbare Arretiervorrichtung im Längsschnitt;

Fig. 3 eine elektromagnetisch betätigte Arretierung.

In der schematisch dargestellten Arretiervorrichtung nach Fig. 1 ist der arretier bare Schwingungsdämpfer 1 nur durch ein Behälterrohr 2 und ein Stützrohr 3 und einer zwischen diesen Rohren wirksamen Arretierung dargestellt. Die Arre tierung ist im Stützrohr 3 angeordnet und besteht aus einem unter der Wirkung einer Rückholeinrichtung 6 stehenden Spannelement 4, das mit einer Kegelfläche 15 auf einen konischen Abschnitt 14 des Stützrohres 3 einwirkt und entgegen der Kraft der Rückholeinrichtung 6 von einer Betätigungseinrichtung 5 axial im Stützrohr 3 verschiebbar ist. Ein Druckbalg 11, der einerseits auf einer senkrecht zur Achse des Schwingungsdämpfers verlaufenden Fläche im Stützrohr 3 aufliegt und andererseits am Spannelement 4 angreift, ist mittels einer Druckmittelleitung über ein Schaltventil 10 und ein zum Druckbalg 11 hin öffnendes Rückschlag ventil 9 mit einer Luftfeder 7 und einem Kompressor 8 verbunden.

Zur Arretierung des Schwingungsdämpfers 1 wird zunächst durch die Luftfeder 7 der Aufbau des Fahrzeugs auf die gewünschte Höhe gebracht, wobei beispiels weise zum Höherstellen der Kompressor 8 ein Ausfedern der Luftfeder bewirkt. Nun wird der Druckbalg 11 durch das Schaltventil 10 mit dem Druck der Luftfe der 7 verbunden, wodurch über das sich öffnende Rückschlagventil 9 die zu strömende Druckluft den Druckbalg 11 aufbläht und dementsprechend eine axiale Verschiebung des Spannelements 4 entgegen der Kraft der Rückholein richtung 6 bewirkt, wobei das Spannelement 4 mit der Kegelfläche 15 auf dem konischen Abschnitt 14 gleitet und durch Durchmesserverkleinerung ein Andrücken auf dem Behälterrohr 2 und somit die Arretierung bewirkt. Der dabei entste hende Druckabfall in der Luftfeder 7 bewirkt außerdem ein geringes Absenken des Aufbaus, wodurch eine zusätzliche Anpressung des Spannelements 4 ent steht. Um auch bei einem Entladen des Fahrzeugs eine sichere Arretierung zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Luftfeder 7 zumindest soweit in der Federkraft abgesenkt wird, daß auch bei voll entladenem Fahrzeug die sichere Arretierung zwischen dem Behälterrohr 2 und dem Stützrohr 3 gewährleistet ist, so daß das Schaltventil 10 stromlos geschaltet werden kann.

Zur Entriegelung der Arretierung des Schwingungsdämpfers 1 wird die Luftfeder 7 solange mit Druckluft vom Kompressor 8 versorgt, bis sich der Aufbau anhebt, wobei das Stützrohr 3 ebenfalls angehoben wird und bei bereits stromlos ge schaltetem Schaltventil 10 der Druckbalg 11 keine Betätigungskraft mehr auf das Spannelement 4 ausübt und dementsprechend die Rückholeinrichtung 6 das Spannelement 4 durch axiale Verschiebung von der Außenfläche des Behälter rohrs 2 abhebt und die Arretierung aufhebt.

Um ein Fahren mit arretiertem Schwingungsdämpfer auszuschließen, wird bei spielsweise die Arretierung mit der eingelegten Bremse gekoppelt. Nur mit ange zogener Bremse kann die Arretierung vorgenommen werden, während ein Lösen der Bremse sofort eine Entriegelung der Arretierung bewirkt.

Die Ausführung der Arretiervorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Betätigungseinrichtung 5 für das Spannelement 4 durch einen Ringkolben 12 gebildet ist. In einer Aufnahme 16 des Stützrohrs 3 ist dieser Ringkolben 12 mittels Dichtringen abgedichtet und bildet mit der Aufnahme 16 einen Arbeitsraum, der über einen Druckanschluß mit dem nicht eingezeichneten Schaltventil pneumatisch verbunden ist. Im ge zeigten Ausführungsbeispiel ist das Spannelement 4 einteilig mit dem Ringkolben 12 ausgeführt, es ist jedoch ohne weiteres möglich, das Spannelement 4 ge trennt vom Ringkolben 12 auszubilden. Die Wirkungsweise dieser Arretiervorrich tung entspricht der nach Fig. 1.

Eine elektromagnetisch betätigte Arretiervorrichtung ist in Fig. 3 gezeigt. Hierzu ist auf dem Stützrohr 3 eine Elektromagnetspule 13 befestigt, wobei das Span nelement 4 den Magnetanker bildet. Das Schaltelement für die Elektromagnet spule 13 ist ein druckabhängig wirkender Elektroschalter, der bei entsprechend eingestellter Niveaulage des Aufbaus durch die Luftfeder betätigt wird und das Spannelement 4 mit der Kegelfläche 15 auf der Fläche des konischen Abschnitts 14 entgegen der Kraft der Rückholeinrichtung 6 axial verschiebt und dadurch gegen die Außenfläche des Behälterrohrs 2 drückt. Nach dem Absenken der Fe derkraft der Luftfeder kann die Elektromagnetspule stromlos geschaltet werden, da dann das Gewicht des Aufbaus das sichere Wirken der Arretierung gewährlei stet. Das Entriegeln der Arretiervorrichtung erfolgt bei dieser Ausführung durch ein Anheben des Aufbaus durch die Luftfeder, wobei das Spannelement 4 durch die Rückholeinrichtung 6 in die Ausgangslage zurückgeführt wird.

Eine besonders günstige Wirkung der Arretiervorrichtung wird erhalten, wenn der Kegelwinkel der Kegelfläche 15 und auch der Winkel des konischen Ab schnitts 14 etwa 6 bis 8° beträgt. Für eine reibschlüssig wirkende Arretiervor richtung kann es vorteilhaft sein, wenn die auf das Behälterrohr 2 einwirkende Fläche des Spannelements 4 mit einem Reibbelag versehen ist. Ebenso ist es oh ne weiteres möglich, eine formschlüssig wirkende Arretiervorrichtung vorzuse hen, wozu das Behälterrohr 2 eine Oberflächenkontur aufweist, die durch Rillen oder sägezahnähnliche Vertiefungen gebildet ist in die das Spannelement mit ei ner entsprechenden Gegenfläche oder mit einer elastischen Oberfläche eingreift.

Eine Arretiervorrichtung ist auch bei Fahrzeugen mit mechanischen Federn denk bar. Hier ist für jedes Rad eine abstandsveränderbare Einrichtung zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Radführungsteil vorzusehen, die beispielsweise auch hydraulisch betätigt werden kann.

Bezugszeichenliste

1

arretierbarer Schwingungsdämpfer

2

Behälterrohr

3

Stützrohr

4

Spannelement

5

Betätigungseinrichtung

6

Rückholeinrichtung

7

Luftfeder

8

Kompressor

9

Rückschlagventil

10

Schaltventil

11

Druckbalg

12

Ringkolben

13

Elektromagnetspule

14

konischer Abschnitt

15

Kegelfläche

16

Aufnahme

17

Reibbelag

Claims

1. Arretiervorrichtung für zwei koaxial ineinander bewegliche Bauteile, insbe sondere für einen Schwingungsdämpfer, der in einem Kraftfahrzeug zwi schen einem Aufbau und einem Radführungsteil eingebaut ist und eine in ei nem Behälter nach außen abgedichtete und axial geführte Kolbenstange auf weist, die an dem im Behälter befindlichen Ende einen Dämpfkolben trägt und am aus dem Behälter ragenden Ende mit einem Stützrohr verbunden ist, welches das Behälterrohr koaxial umgibt, wobei die Arretiervorrichtung zwi schen dem Stützrohr und dem Behälterrohr angeordnet ist und wenigstens ein durchmesserveränderliches Spannelement aufweist, das von einer Betäti gungseinrichtung willkürlich betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (5) eine der Einfahrbewegung der Kolbenstange in den Behälter (Behälterrohr 2) entgegengerichtete Axialbewegung auf das Spannelement (4) ausübt, während eine der Betätigungsrichtung entgegen gesetzt wirkende Rückholeinrichtung (6) an dem Spannelement (4) angreift und eine beispielsweise mit dem arretierbaren Schwingungsdämpfer (1) zu sammenwirkende abstandsveränderliche Einrichtung, vorzugsweise eine ver stellbare Federung (Luftfeder 7), zwischen dem Aufbau und dem Radfüh rungsteil angeordnet ist.

2. Arretiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) als geschlitzter Klemmring ausgebildet ist, dessen Innen fläche mit dem Behälterrohr (2) zusammenwirkend ausgebildet ist, während dessen Außenfläche eine Kegelfläche (15) aufweist, die gleitend auf einer im Stützrohr (3) befindlichen Gegenfläche angeordnet ist.

3. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannelement (4) axial beweglich in einer Aufnahme (16) des Stütz rohres (3) angeordnet ist und das Stützrohr (3) einen der Kegelfläche (15) des Spannelements (4) angepaßten konischen Abschnitt (14) aufweist.

4. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (5) durch einen Druckbalg (11) gebildet ist, der mit einer Druckquelle (Kompressor 8) über ein Schaltventil (10) verbind bar ist und der Druckbalg (11) sich einerseits auf einer senkrecht zur Achse des Schwingungsdämpfers verlaufenden Anlagefläche des Stützrohrs (3) und andererseits auf einer Anlagefläche des Spannelements (4) abstützt.

5. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (5) durch einen Ringkolben (12) gebildet ist, der einteilig mit dem Spannelement (4) ausgebildet ist und mittels Dichtrin gen in der Aufnahme (16) des Stützrohres (3) axial gleitbar abgedichtet ist, während der vom Ringkolben (12) und dem Stützrohr (3) begrenzte Druck raum über ein Schaltventil (10) mit einer Druckquelle (Kompressor 8) ver bindbar ist.

6. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (5) durch eine Elektromagnetspule (13) gebil det ist, die auf dem Stützrohr (3) befestigt ist und das Spannelement (4) den Magnetanker bildet.

7. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholeinrichtung (6) durch eine Tellerfeder gebildet ist, die sich in der Aufnahme (16) abstützt und auf einen Absatz des Spannelements (4) einwirkt.

8. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Spannelement (4) bzw. von den Zungen des Spannelements gebildete Innenfläche einen Reibbelag (17) trägt.

9. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Kegelfläche (15) und des konischen Abschnitts (14) vorzugsweise 6 Grad bis 8 Grad beträgt.

10. Arretiervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedem arretierbaren Schwingungsdämpfer (1) ein mit einem Lagesensor in Wirkverbindung stehendes Schaltventil (10) zugeordnet ist.