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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, insbesondere ausgebildet für ein Fahrwerk eines Fahrzeuges, mit einem Dämpferrohr und mit einem Arbeitskolben, der im Dämpferrohr hubbeweglich angeordnet ist und der mit einer Kolbenstange verbunden ist, die aus dem Dämpferrohr herausgeführt ist, und wobei der Arbeitskolben einen ersten, kolbenstangenseitigen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferraum von einem zweiten, kolbenstangenfernen mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferraum beweglich trennt, und wobei an einem Ende des Dämpferrohres ein Dämpferrohrboden angeordnet ist, der das Dämpferrohr abdichtet.
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Stand der Technik
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Die
DE 10 2007 025 733 A1 offenbart einen Schwingungsdämpfer, der ausgebildet ist zum Einsatz in einem Fahrwerk eines Fahrzeuges, mit einem Dämpferrohr und mit einem Dämpferkolben, der im Dämpferrohr hubbeweglich angeordnet ist und der mit einer Kolbenstange verbunden ist. Die Kolbenstange ist aus dem Dämpferrohr über ein Verschlusspaket herausgeführt, und der Dämpferkolben trennt einen ersten, kolbenstangenseitigen und mit Öl gefüllten Dämpferraum von einem gegenüberliegenden zweiten, kolbenstangenfernen mit Öl gefüllten Dämpferraum. Wird eine Ein- und Ausfahrbewegung in die Kolbenstange eingeleitet, so bewegt sich der Dämpferkolben durch den mit Öl gefüllten Dämpferraum, und verkleinert sich der erste Dämpferraum, so vergrößert sich der zweite Dämpferraum um den gleichen Volumenbetrag, was selbstverständlich auch umgekehrt gilt. Das Dämpferrohr weist aus die Fertigung vereinfachenden Gründen ein offenes Ende auf, das mit einem Bodenelement verschlossen ist. Das Bodenelement ist mit einem Montageauge verbunden, und der Schwingungsdämpfer wird zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Rad-Achse-Einheit des Fahrzeuges angeordnet, indem das freie, aus dem Dämpferrohr herausgeführte Ende der Kolbenstange mit dem Fahrzeugaufbau verbunden wird, und wobei das Montageauge zur Aufnahme der Rad-Achse-Einheit dient.
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Um das Volumen der ein- und ausfahrenden Kolbenstange auszugleichen, ist getrennt mit einem Trennkolben im Anschluss an den kolbenstangenfernen, zweiten Dämpferraum ein Gasraum vorgesehen, und der Trennkolben fährt in Richtung zum Gasraum und verkleinert diesen, wenn die Kolbenstange in das Dämpferrohr eingefahren wird, und der Trennkolben bewegt sich in Richtung zum zweiten Dämpferraum, wenn die Kolbenstange wieder ausgefahren wird und das Volumen des Gasraums kann sich wieder vergrößern. Der Gasraum schließt sich in axialer Richtung an den zweiten Dämpferraum an, sodass die gesamte Baulänge des Schwingungsdämpfers durch die Anordnung des Gasraums vergrößert wird. Abhängig von den Spezifikationen hinsichtlich der Baulänge des Schwingungsdämpfers, die häufig einbauseitig gefordert werden, muss der Gasraum aus dem Dämpferrohr verlegt werden in eine externe Ausgleichseinheit, sodass sich die Baulänge des Schwingungsdämpfers durch die Anordnung des Gasraums nicht vergrößert.
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Beispielsweise zeigt die
EP 2 249 057 A1 offenbart einen Schwingungsdämpfer der hier interessierenden Art mit einer externen Ausgleichseinheit, in der ein Gasraum, ein Trennkolben und ein Ölraum angeordnet sind. Der Ölraum wird durch den Trennkolben vom Gasraum getrennt, und der Ölraum ist über eine Leitung mit dem zweiten Dämpferraum fluidisch verbunden. Dabei ist am Fuße des zweiten Dämpferraums ein Bodenventil angeordnet, und das Bodenventil wird durchströmt, wenn Öl in den Ölraum eintritt und wenn Öl vom Ölraum wieder in den zweiten Dämpferraum überströmt. An das Bodenventil schließt sich eine Übergangskammer an, die als Teil des zweiten Dämpferraums betrachtet werden kann, und die Übergangskammer ist bodenseitig abgeschlossen mit einem Bodenelement, welches das Dämpferrohr zum Montageauge hin abschließt.
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Nachteilhafterweise wird das Volumen des zweiten Dämpferraums durch die notwendige Übergangskammer unnötig vergrößert. Der Bedarf an Ausgleichsvolumen, insbesondere durch den Gasraum in der Ausgleichseinheit, wächst dabei mit zunehmender Ölmenge im Schwingungsdämpfer an, sodass es wünschenswert ist, das Gesamt-Ölvolumen des Schwingungsdämpfers möglichst zu minimieren. Das Volumen des Öls im Ölraum muss dabei ein Mindest-Volumen aufweisen, das wenigstens dem Volumen der ein- und ausfahrenden Kolbenstange entspricht. Der Trennkolben verfährt dabei in der Ausgleichseinheit um einen Weg, sodass mit dem Verfahrweg der Volumenausgleich stattfinden kann. Je größer das Gesamt-Ölvolumen ist, desto größer muss das Ausgleichsvolumen des Gasraums sein, da auch Temperaturunterschiede von beispielsweise –40°C bis +120°C berücksichtigt werden müssen, durch die sich das Öl entsprechend stark ausdehnt, welche Ausdehnung ebenfalls durch den Gasraum ausgeglichen wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schwingungsdämpfers mit einem verkürzten Bauraum und einem minimierten Dämpfungsflüssigkeitsvolumen bereitzustellen, bei welchem die zuvor genannten Nachteile vermieden werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer weist gegenüber konventionellen Schwingungsdämpfern den Vorteil auf, dass das Volumen des kolbenstangenfernen Arbeitsraums reduziert und damit das Gesamt-Ölvolumen reduziert ist, was insbesondere bei großen Temperaturunterschieden den Vorteil hat, dass einerseits die Möglichkeit eröffnet, die Baulänge des externen Gasraums, insbesondere der Ausgleichseinheit kürzer auszulegen und andererseits eine Auslegung für höhere Temperaturbereiche gestattet.
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Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer, insbesondere ausgebildet für ein Fahrwerk eines Fahrzeuges, umfasst ein mindestens teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit gefülltes Dämpferrohr in dem eine Kolbenstange hin und her bewegbar ist, wobei mit der Kolbenstange ein Arbeitskolben mitbewegbar ist, durch den der Innenraum des Dämpferrohres in einen kolbenstangeseitigen Arbeitsraum und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum aufgeteilt ist, wobei das Dämpferrohr an dem kolbenstangenfernen Ende des Dämpferrohres einen Dämpferrohrboden aufweist, eine zusätzliche Ausgleichseinheit mit einem durch einen Trennkolben aufgeteilten Dämpfungsflüssigkeitsraum und einem Gasraum, wobei die zusätzliche Ausgleichseinheit an dem Dämpferrohr angeordnet ist und der Dämpfungsflüssigkeitsraum über einen Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum fluidisch verbunden ist, wobei in dem Dämpferrohr zusätzlich ein Volumenreduktionselement angeordnet ist, wobei das Volumenreduktionselement den Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang zumindest nicht vollständig fluiddicht verschließt und das Volumenreduktionselement in einem Bereich zwischen dem Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang und dem Dämpferrohrboden angeordnet ist.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einer Ausgleichseinheit eine Vorrichtung verstanden, welche das Volumen des mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferrohrs mit einem in der Ausgleichseinheit angeordneten Dämpfungsflüssigkeitsraum vergrößert.
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Unter einem Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine fluidische Verbindung von dem mindestens teilweise mit dämpfungsflüssigkeitsgefüllten Dämpferrohr zu dem Dämpfungsflüssigkeitsraum der Ausgleichseinheit verstanden. Beispielsweise ist ein Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang ausgewählt unter einer Hülse, einem Rohr, einem (Druck)schlauch, einem Flansch oder einer Kombination hiervon.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter einem Volumenreduktionselement ein Element verstanden, mit welchem das Volumen des Dämpferrohrs, insbesondere das Dämpfungsflüssigkeitsvolumen reduziert werden kann. Insbesondere wird mit einem Volumenreduktionselement das Innenvolumen eines Dämpferrohrs reduziert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Volumenreduktionselement derart in dem Dämpferrohr angeordnet, dass das Volumenreduktionselement den Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang nicht abdeckt.
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Unter abgedeckt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine fluiddichte Abdichtung verstanden.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die dem Arbeitskolben zugewandte Seite des Volumenreduktionselements als eine im Wesentlichen plane Innenrohrquerschnittsfläche ausgebildet, wobei die im Wesentlichen plan ausgebildete Innenrohrquerschnittsfläche den kolbenstangenfernen Arbeitsraum dämpferrohrbodenseitig begrenzt. Eine im Wesentlichen plane Innenrohrquerschnittsfläche umfasst auch eine plane Innenrohrquerschnittsfläche. Zudem umfasst eine im Wesentlichen plane Innenrohrquerschnittsfläche auch eine Innenrohrquerschnittsfläche, welche sich überwiegend in einer Ebene erstreckt, so das auch Vertiefungen, Erhebungen, Absätze oder Kombinationen hiervon umfasst sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die im Wesentlichen plan ausgebildete Innenrohrquerschnittsfläche zusätzlich mindestens eine von der im Wesentlichen plan ausgebildeten Innenrohrquerschnittsfläche in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum hineinragende Erhebung auf.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Volumenreduktionselement in dem Dämpferrohr mit einer formschlüssigen Verbindung, insbesondere mit mindestens einer an dem Dämpferrohr ausgebildeten Sicke fixiert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Volumenreduktionselement in dem Dämpferrohr mit einer Klemmverbindung und/oder einer Rastverbindung fixiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Volumenreduktionselement zusätzlich mindestens ein umlaufendes Dichtelement, insbesondere einen O-Ring auf, wobei das mindestens eine umlaufende Dichtelement das Volumenreduktionselement gegenüber dem Dämpferrohr wenigstens fluiddicht abdichtet und den kolbenstangenfernen Arbeitsraum dämpferrohrbodenseitig abdichtet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schlägt das Volumenreduktionselement mit der dem Dämpferrohrboden zugewandten Seite an dem Dämpferrohrboden an.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Volumenreduktionselement mindestens ein Stützelement auf, wobei das Stützelement das Volumenreduktionselement mit der dem Dämpferrohrboden zugewandten Seite an dem Dämpferrohrboden abstützt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Volumenreduktionselement massiv ausgebildet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Volumenreduktionselement aus Vergussmasse ausgebildet.
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Unter Vergussmasse wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Masse verstanden, welche mit einem Gießverfahren in das Dämpferrohr appliziert werden kann. Beispielsweise kann dies ausgewählt sein unter einem Metallgießverfahren, einem Kunststoffgießverfahren oder einer Kombination hiervon.
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Vorteilhafterweise kann im Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers zur Ausbildung des Volumenreduktionselements in einem Verfahrensschritt Vergussmasse in das Dämpferrohr derart appliziert werden, dass sich die Vergussmasse am Dämpferrohrboden ausbreitet. In Kombination mit einer am Dämpferrohr ausgebildeten Sicke kann, insbesondere wenn die Vergussmasse formstabil ausgehärtet ist, eine formschlüssige Verbindung zwischen dem aus Vergussmasse ausgebildeten Volumenreduktionselement und dem Dämpferrohr ausgebildet werden. Beispielsweise kann auch ein Volumenreduktionselement mittels Vergussmasse innerhalb des Dämpferrohrs fixiert, insbesondere mit Vergussmasse eingegossen werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer wird anhand der Zeichnungen erläutert.
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1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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2 zeigt eine Vergrößerung des schematischen Längsschnitts durch einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer nach 1,
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3 zeigt eine Vergrößerung eines schematischen Längsschnitts im Bereich eines Volumenreduktionselements mit einer Erhebung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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4 zeigt eine Vergrößerung eines schematischen Längsschnitts im Bereich eines Volumenreduktionselements mit einer Nut gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
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5 zeigt eine Vergrößerung eines schematischen Längsschnitts im Bereich eines Volumenreduktionselements aus Vergussmasse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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In der 1 ist ein Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer 1 für ein Fahrwerk eines Fahrzeuges dargestellt mit einem mindestens teilweise mit Dämpfungsflüssigkeit gefülltem Dämpferrohr 2 in dem eine Kolbenstange 3 hin und her bewegbar angeordnet ist, wobei mit der Kolbenstange 3 ein Arbeitskolben 4 mitbewegbar angeordnet ist, durch den der Innenraum des Dämpferrohres 2 in einen kolbenstangeseitigen Arbeitsraum 5 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 6 aufgeteilt ist. Das Dämpferrohr 2 weist an dem kolbenstangenfernen Ende des Dämpferrohres 2 einen Dämpferrohrboden 7 auf. Zudem ist eine an dem Dämpferrohr 2 angeordnete, zusätzliche Ausgleichseinheit 8 mit einem durch einen Trennkolben 9 aufgeteilten Dämpfungsflüssigkeitsraum 10 und einem Gasraum 11 dargestellt. Der Dämpfungsflüssigkeitsraum 10 ist über einen Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang 12 mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 6 fluidisch verbunden. Des Weiteren ist in dem Dämpferrohr 2 ein zusätzlich angeordnetes Volumenreduktionselement 13 dargestellt. Das Volumenreduktionselement 13 deckt den Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang 12 nicht ab und ist in einem Bereich zwischen dem Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang 12 und dem Dämpferrohrboden 7 angeordnet. Zusätzlich weist das Volumenreduktionselement 13 ein umlaufendes Dichtelement 14, beispielhaft als ein O-Ring dargestellt, auf. Das mindestens eine umlaufende Dichtelement 14 dichtet das Volumenreduktionselement 13 gegenüber dem Dämpferrohr 2 wenigstens fluiddicht ab sowie auch den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 6 dämpferrohrbodenseitig.
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In der 2 ist eine Vergrößerung des schematischen Längsschnitts durch einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer nach 1 dargestellt.
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In der 3 ist eine Vergrößerung eines schematischen Längsschnitts im Bereich des Volumenreduktionselements 13 mit einer Erhebung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Erhebung reicht mittig aus dem Volumenreduktionselement 13 auf der dem Dämpferrohrboden 7 gegenüber liegenden Seite in Richtung des kolbenstangenfernen Arbeitsraumes 6 hinaus. Der Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang ist durch das Volumenreduktionselement 13 nicht abgedeckt. Zwischen dem Volumenreduktionselement 13 und der Innenwandung des Dämpferrohres 2 angeordnet ist das Dichtelement 14 dargestellt.
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In der 4 ist eine Vergrößerung eines schematischen Längsschnitts im Bereich des Volumenreduktionselements 13 nach 3 dargestellt. Zusätzlich ist eine koaxial zu dem Dämpferrohr 2 an dem Volumenreduktionselement 13 angeordnete Nut zur Aufnahme einer Sicke dargestellt.
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In der 5 ist eine Vergrößerung eines schematischen Längsschnitts im Bereich des Volumenreduktionselements 13 dargestellt. Das Volumenreduktionselement 13 ist massiv, insbesondere aus Vergussmasse ausgebildet.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Schwingungsdämpfer der vorbeschriebenen Art für Fahrzeuge werden in der Produktion von Fahrzeugen, insbesondere von Fahrwerken von Kraftfahrzeuge eingesetzt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungsdämpfer
- 2
- Dämpferrohr
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Arbeitskolben
- 5
- kolbenstangeseitiger Arbeitsraum
- 6
- kolbenstangenferner Arbeitsraum
- 7
- Dämpferrohrboden
- 8
- Ausgleichseinheit
- 9
- Trennkolben
- 10
- Dämpfungsflüssigkeitsraum
- 11
- Gasraum
- 12
- Dämpfungsflüssigkeitsdurchgang
- 13
- Volumenreduktionselement
- 14
- Dichtelement(e)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007025733 A1 [0002]
- EP 2249057 A1 [0004]
