DE19906044A1

DE19906044A1 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE19906044A1
Application number: DE1999106044
Authority: DE
Inventors: Dean Dodge; David Steed; Michael Zebolsky
Original assignee: Tenneco Automotive Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Inc
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 1999-09-16
Also published as: GB2336646A; GB9903245D0; JPH11325149A

Abstract

Beschrieben wird ein Schwingungsdämpfer mit einem Einwegventil, das in einer Strömungsverbindung zwischen der oberen Arbeitskammer und der Reservekammer des Schwingungsdämpfers angeordnet ist. Gas in dem Fluid in der oberen Arbeitskammer sammelt sich in der Strömungsverbindung, bis ein ausreichender Druck erzeugt wird, um das Einwegventil zu öffnen. Bei geöffnetem Einwegventil strömt das Gas "stoßweise" in die Reservekammer zurück.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, insbeson dere einen hydraulischen Schwingungsdämpfer für die Aufhängung eines Kraftfahr zeuges.

Herkömmliche Schwingungsdämpfer dieser Bauart haben einen Zylinder, der mit seinem einen Ende an den ungefederten Teilen des Fahrzeuges angebracht ist. In dem Zylinder ist ein Kolben gleitend angeordnet, der den Zylinder in eine obere und eine untere Arbeitskammer unterteilt. Eine Kolbenstange ist an dem Kol ben befestigt und erstreckt sich aus einem Ende des Zylinders heraus, um an den gefederten Teilen des Fahrzeuges angebracht zu werden. Ein erstes Ventil im Kol ben erzeugt eine Dämpfungskraft in der Zugstufe, während ein zweites Ventil im Kolben eine Dämpfungskraft in der Druckstufe erzeugt.

Derartige Schwingungsdämpfer haben üblicherweise einen Reservezylinder, der den Arbeitszylinder konzentrisch umgibt und hierbei eine Reservekammer zwi schen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder bildet. Die Reservekammer ist teilweise mit Hydraulikflüssigkeit und teilweise mit einem unter Druck stehen den Gas gefüllt. Die Menge der Flüssigkeit in der Reservekammer hängt von der Stellung des Kolbens im Zylinder ab. Da sich die Kolbenstange nur auf einer Seite des Kolbens befindet, muß die Reservekammer bei Bewegungen des Kolbens das der Kolbenstange entsprechende Flüssigkeitsvolumen aufnehmen bzw. ersetzen.

Bei den Arbeitshüben des Kolbens kann sich Gas aus der Reservekammer mit der Hydraulikflüssigkeit vermischen. Für eine einwandfreie Betriebsweise des Schwingungsdämpfers ist es von Vorteil, wenn dieses Gas aus der Hydraulikflüs sigkeit ausgetrieben wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Schwingungsdämpfer der geschil derten Art so weitergebildet werden, daß in die Arbeitskammern gelangtes Gas selbsttätig in die Reservekammer zurückgeführt wird.

Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Einwegventil, das als eine Art "Rülps ventil" ausgebildet ist, ist in der Kolbenstangenführung an einem Ende des Schwin gungsdämpfers untergebracht. Das Einwegventil sorgt dafür, daß mit der Hydrau likflüssigkeit vermischtes Gas selbsttätig in den gasgefüllten Abschnitt der Reserve kammer zurückströmen kann, während gleichzeitig eine einwandfreie Abdichtung bei Betrieb des Stoßdämpfers aufrechterhalten wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Schwingungsdämpfer;

Fig. 2 eine Schnittansicht von Teilen des Schwingungsdämpfers der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht des Kolbens des Schwingungsdämp fers in Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Schwingungsdämpfer 10 ist ein Zweirohrdämpfer mit einem "vollständig verfahrbaren" Kolben 12, einer Kolbenstange 14, einem In nenrohr 16 und einem Außenrohr 18. Der Kolben 12 unterteilt das Innenrohr 16 in eine obere Arbeitskammer 20 und eine untere Arbeitskammer 22. Die Kolbenstange 14 erstreckt sich von dem Kolben 12 aus dem Innenrohr 16 und Außenrohr 18 her aus, um in bekannter Weise an den gefederten Teilen eines Fahrzeuges angebracht werden zu können. Das Innenrohr 16 ist mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt, die sich bei Bewegungen des Kolbens 12 und der Kolbenstange 14 relativ zu dem Innenrohr 16 zwischen der oberen Arbeitskammer 20 und der unteren Arbeitskammer 22 be wegt. Der Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit durch den Kolben 12 zwischen den beiden Kammern 20 und 22 wird von einem Druckstufenventil 24 und einem Zug stufenventil 28 gesteuert. Die Ventile 24 und 26 sorgen für die Dämpfung der Be wegung des Kolbens 12 und der Kolbenstange 14.

In dem Zwischenraum zwischen dem Außenrohr 18 und dem Innenrohr 16 ist eine Reservekammer 28 vorhanden. Das Außenrohr 16 ist an den ungefederten Teilen des Fahrzeuges in bekannter Weise anbringbar. Bei dem Arbeitshub des Kol bens 12 und der Kolbenstange 14 kommt es zu einer unterschiedlichen Verdrängung von Hydraulikflüssigkeit in der oberen Arbeitskammer 20 und der unteren Arbeits kammer 22. Dieser Unterschied rührt daher, daß die Kolbenstange 14 nur in der oberen Arbeitskammer 20 und nicht in der unteren Arbeitskammer 22 vorgesehen ist. Ein Ausgleich für diesen Unterschied (das sogenannte Kolbenstangenvolumen) erfolgt dadurch, daß Strömungsmittel in die Reservekammer 28 bzw. aus der Reser vekammer 28 strömt. Die Reservekammer 28 ist teilweise mit Hydraulikflüssigkeit und teilweise mit einem unter Druck stehenden Gas gefüllt, wobei das Niveau der Hydraulikflüssigkeit durch die Stellung des Kolbens 12 innerhalb des Innenrohrs 16 bestimmt wird. Da es sich um einen "voll verstellbaren" Kolben handelt, ist kein Bodenventil zwischen der Reservekammer 28 und der unteren Arbeitskammer 22 erforderlich.

Während des Arbeitshubes des Kolbens 12 im Innenrohr 16 kann sich das unter Druck stehende Gas innerhalb der Reservekammer 28 mit der Hydraulikflüssig keit in der Reservekammer 28 mischen. Ein Teil dieses Gases gelangt von selbst in den Gasabschnitt der Reservekammer 28 zurück, während ein Teil dieses Gases in die untere Arbeitskammer 22 gelangt. Dieses Gas strömt irgendwann aus der unte ren Arbeitskammer 22 durch die Ventile 24 und 26 in die obere Arbeitskammer 20. In der oberen Arbeitskammer 20 kann dieses Gas sich in Form von Gastaschen sam meln. Derartige Gastaschen, die bei herkömmlichen Schwingungsdämpfern vor zugsweise im oberen Bereich des Stoßdämpfers hängen bleiben, beeinträchtigen die Funktionsweise des Schwingungsdämpfers, indem sie die Dämpfungskraft bei dem Ausfahrhub des Kolbens 12 relativ zum Innenrohr 16 verkleinern.

Um dies zu vermeiden, ist eine in spezieller Weise ausgebildete Kolben stangenführung 50 vorgesehen, die mit einem Einwegventil 52 versehen ist. Die Kolbenstangenführung 50 ist an dem Innenrohr 16 und Außenrohr 18 befestigt und hat eine Bohrung 54, durch die sich die Kolbenstange 14 erstreckt. Ein Lager 56 dient als Führung für die Bewegung der Kolbenstange 14 bezüglich der Kolben stangenführung 50. Ein Schmiermittelkanal 58 verläuft durch die Kolbenstangen führung 50, um Hydraulikflüssigkeit aus der oberen Arbeitskammer 20 einem Dich tungssystem 60 zuzuführen, das die Kammern des Stoßdämpfers 10 abdichtet.

Das Einwegventil 52 besteht aus einer ringförmigen Kammer 62, einem radialen Kanal 64, einer Ringnut 66 und einem elastomeren Dichtring 68. Die Ring kammer 62 ist oberhalb des Kolbenstangenlagers 56 angeordnet und mit der Ring nut 66 durch den radialen Kanal 64 verbunden. Der elastomere Dichtring 68, der in der Ringnut 66 angeordnet ist, ist so bemessen, daß er gedehnt wird, wenn er in der Nut 66 sitzt, so daß er den radialen Kanal 64 dicht verschließt. Die Ringnut 66 ist mit der Reservekammer 28 durch einen ringförmigen Spalt 70 zwischen der Kol benstangenführung 50 und dem Außenrohr 18 verbunden.

Das Einwegventil 52 bildet eine Art "Rülpsventil", das Gas aus der oberen Arbeitskammer 20 stoßweise in die Reservekammer 28 zurückführt, wenn sich der Stoßdämpfer 10 in der Zugstufe befindet. In der Zugstufe wird der Druck in der oberen Arbeitskammer 20 größer als in der Reservekammer 28. Dies führt zu einem Druckabfall über der Kolbenstangenführung 50. Gas, das sich oberhalb des Kolbens 12 in der oberen Arbeitskammer 20 angesammelt hat, wird dann zwischen der Kol benstange 14 und dem Kolbenstangenlager 56 hindurch in die Ringkammer 62 ge trieben. Die Ringkammer 62 ist mit der Reservekammer 28 durch den radialen Kanal 64, die Ringnut 66 und den ringförmigen Spalt 70 verbunden. Das Gas sam melt sich in dem radialen Kanal 64, bis ein so großer Druck erreicht ist, daß der ela stomere Dichtring 68 aufgeweitet wird. Der Dichtring 68 gibt dann den radialen Kanal 64 frei, so daß das Gas "rülpsartig" in die Reservekammer 28 strömen kann.

In der Druckstufe des Stoßdämpfers 10 bewegen sich-der Kolben 12 und die Kolbenstange 14 nach unten, wodurch in der Arbeitskammer 28 ein größerer Druck als in der oberen Arbeitskammer 20 erzeugt wird. Der hieraus resultierende Druckunterschied unterstützt die Schließkraft des Dichtringes 68, so daß der radiale Kanal 64 dicht verschlossen bleibt. Hierdurch wird sichergestellt, daß kein Gas aus der Reservekammer 28 durch den radialen Kanal 64 in die obere Arbeitskammer 20 strömen kann.

Claims

1. Schwingungsdämpfer mit:
einem Innenrohr (16),
einem Kolben (12), der den Innenraum des Innenrohrs in eine obere Arbeitskammer (20) und in eine untere Arbeitskammer (22) unterteilt,
einer in dem Kolben (12) angeordneten Ventileinrichtung (24, 26) zum Steuern der Strömung durch den Kolben (12),
einem Außenrohr (18), das das Innenrohr (16) umgibt, wobei zwischen dem Innen- und Außenrohr eine Reservekammer (28) vorhanden ist,
einer Kolbenstangenführung (50), die an dem Innenrohr (16) und dem Außenrohr (18) befestigt ist, die obere Arbeitskammer (20) verschließt und eine Kolbenstangenbohrung (54) aufweist, durch die sich die Kolbenstange (14) des Kol bens (12) erstreckt, und
einem Einwegventil (66, 68), das in einer Strömungsverbindung (62, 64, 70) zwischen der oberen Arbeitskammer (20) und der Reservekammer (28) angeordnet ist.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung eine Ringkammer (62) aufweist, die zwischen der Kolben stange (14) und der Kolbenstangenführung (50) angeordnet ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung einen Strömungskanal zwischen der oberen Arbeits kammer (20) und der Ringkammer (62) aufweist.

4. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung einen sich durch die Kolben stangenführung (50) erstreckenden radialen Kanal (64) aufweist.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwegventil (66, 68) einen elastomeren Ring (68) aufweist, der die Kolbenstangen führung (50) umgibt und hierbei den radialen Kanal (64) verschließt.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elastomere Ring (68) in einer Ringnut (66) der Kolbenstangenführung (50) angeord net ist.

7. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung einen Strömungskanal zwi schen der Kolbenstangen (14) und der Kolbenstangenführung (50) aufweist.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsverbindung einen radialen Kanal zwischen dem genannten Strömungs kanal und der oberen Arbeitskammer (20) aufweist.