DE2853914C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer oder ein Federbein mit einem hydraulisch-mechanischen Zuganschlag, beste­ hend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener und Dämpfeinrichtungen aufweisender Kolben axial be­ weglich angeordnet ist und ein Zylinderinnenraum in zwei fluidge­ füllte Arbeitsräume trennt und sich an einem Zylinderende eine Führung und eine Dichtung für die Kolbenstange befinden, während der hydraulisch-mechanische Zuganschlag im ringförmigen Arbeits­ raum zwischen Zylinder und Kolbenstange angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange verbundenen Anschlagring besitzt, welcher mit einem Dämpfring zusammenwirkt, und eine Feder vorgesehen ist, die sich einerseits an der Kolbenstangenführung und andererseits auf einem Dämpfringträger abstützt, wobei dieser Dämpfringträger eine Ringnut mit größerer axialer Ausdehnung als der Dämpfring besitzt und als Anschlag für den auf der Kolbenstange befestigten Anschlag­ ring ausgebildet ist.

Ein Schwingungsdämpfer mit einem solchen hydraulisch-mechanischen Zuganschlag ist beispielsweise aus der DE-OS 27 51 488 bekannt. Es wird hier u. a. ein Dämpfringträger beschrieben, welcher eine Ringnut aufweist, worin ein O-Ring angeordnet ist. Die Ringnut ist in axialer Richtung länger als die Ausdehnung des O-Ringes ausgeführt. Im normalen Dämpfungsbereich wird der Dämpfringträger durch die Vorspannung des O-Ringes gegenüber der Zylinderinnen­ wand gehalten. Dazu ist eine hohe Anpreßkraft erforderlich. Diese hohe Anpreßkraft zieht einen hohen Verschleiß und hohen Abrieb nach sich. Der Abrieb kann über die Dämpfflüssigkeit zu den Dämpf­ ventilen gelangen und die Funktion des Schwingungsdämpfers beein­ trächtigen. Gleichzeitig nimmt durch den zunehmenden Verschleiß die Anpreßkraft ab und der Dämpfringträger kann nach relativ kur­ zer Betriebszeit nach unten rutschen, so daß die hydraulische An­ schlagdämpfung unkontrolliert einsetzt und dadurch die Zugdämp­ fung ungewollt beeinflußt wird.

Die vorstehenden Ausführungen gelten auch für die zum Stand der Technik gehörenden Offenlegungsschriften 28 06 540 und 28 06 541.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen hydraulisch-mechani­ schen Zuganschlag für Schwingungsdämpfer zu schaffen, der eine einwandfreie Führung des Dämpfungsringes ermöglicht, wobei der Dämpfungsring selbst aus Material mit gleitgünstigen Eigenschaf­ ten besteht und außerdem billig in der Herstellung ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Hauptanspruches gelöst. - Durch die Befestigung des Dämpfungsringträ­ gers an der Feder, die im Bereich der Kolbenstangenführung fest­ geklemmt ist, kann der Dämpfring von seiner Haltefunktion für den Dämpfringträger entbunden werden. Dadurch ist er keinen hohen me­ chanischen Beanspruchungen ausgesetzt und muß lediglich eine Dichtfunktion gegenüber der Zylinderinnenwand ausüben. Durch die feste Verbindung des Dämpfringträgers mit der Feder, welche ih­ rerseits im Bereich der Kolbenstangenführung festgeklemmt ist, erfolgt eine exakte Positionierung der Dämpfeinrichtung im Zylin­ der. Diese ist auch während des Betriebes bei von außen einwir­ kenden Stößen einwandfrei sichergestellt und muß nicht über die Vorspannkraft des Dämpfringes erzielt werden.

Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den Unteransprüchen darge­ legt. - So kann der Dämpfringträger in an sich bekannter Weise ein Metallteil sein. Eine vorteilhafte Ausführung könnte vorse­ hen, den Dämpfringträger als Kunststoffteil mit Metallarmierung auszuführen.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn der Dämpfringträger ein an der Feder angespritztes Kunststoffteil ist. Dadurch entfällt ein zusätzlicher Montagevorgang. Eine an­ dere Möglichkeit sieht vor, die Feder und den Dämpfringträger einstückig aus Kunststoff herzustellen. Eine solche Kunststoff­ feder ist deshalb sehr vorteilhaft, da sie beim Anschlagen an die Zylinderinnenwand keine störenden Geräusche verursacht.

Die beim Ausfahren der Kolbenstange aus dem Zylinder wirksame hy­ draulische Dämpfung wird u. a. durch einen ständig geöffneten Querschnitt wiederum dem Ringraum oberhalb des Anschlagringes und dem Ringraum unterhalb des Anschlagringes gebildet. Dieser stän­ dig geöffnete Querschnitt kann beispielsweise durch wenigstens eine radial verlaufende Einkerbung im Dämpfringträger gebildet sein, wobei diese Einkerbung in ihrer Längserstreckung vom Dämpf­ ring abdeckbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Zylinder ein Anschlag zur Begrenzung der Axialbewegung des Dämpfringes ange­ ordnet. Der mit dem Dämpfringträger verbundene Dämpfring wird so­ mit einwandfrei bei der normalen Arbeitslage des Stoßdämpfers in der vorgesehenen Position festgehalten.

Zur einwandfreien Führung des Dämpfringträgers auf der Kolben­ stange weist der Dämpfringträger erfindungsgemäß an seinem Innen­ durchmesser mehrere am Umfang verteilte Führungsnocken auf oder es ist eine Büchse aus gleitgünstigem Material am Innendurchmes­ ser des Dämpfringträgers angeordnet.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen noch ausführlicher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zweirohr-Schwingungsdämpfer mit hydraulisch-mechanischem Zuganschlag;

Fig. 2 den in Fig. 1 dargestellten hydraulisch-mechanischen Zug­ anschlag in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 einen hydraulisch-mechanischen Zuganschlag mit einem Dämpfringträger, der eine Metallarmierung aufweist;

Fig. 4 einen Dämpfringträger, der zusammen mit dem Anschlagring einen ständig geöffneten Querschnitt bildet;

Fig. 5 einen nicht mit der Feder verbundenen Dämpfringträger, wo­ bei der Dämpfring an einem im Zylinder angeordneten An­ schlag zur Anlage kommt;

Fig. 6 eine Feder und einen Dämpfringträger, die eine Baueinheit bilden und aus Kunststoff bestehen;

Fig. 7 eine Ausführungsform, bei der die aus Kunststoff bestehen­ de Feder-Dämpfungsträger-Einheit mit einer Metallarmierung versehen ist;

Fig. 8 die Verbindung eines Metall-Dämpfringträgers mit einer Metallfeder und

Fig. 9 einen Dämpfringträger mit einer am Innendurchmesser ange­ ordneten Führungsbüchse.

Der in Fig. 1 gezeigte Schwingungsdämpfer ist als Federbeinein­ satz ausgeführt und besteht aus dem Zylinder 1, welcher konzen­ trisch im Behälterrohr 2 angeordnet ist. Zwischen Zylinder 1 und Behälter 2 befindet sich der Ausgleichsraum 8, der über das Bo­ denventil mit dem Arbeitsraum 6 verbunden ist. Die Kolbenstange 3 trägt den mit der Dämpfeinrichtung 5 versehenen Kolben 4 und ist in der Kolbenstangenführung 9 geführt und mittels der Kolbenstan­ gendichtung 10 nach außen abgedichtet. Der Innenraum des Zylin­ ders 1 wird durch den Kolben 4 in den unterhalb des Kolbens 4 an­ geordneten Arbeitsraum 6 und den ringförmig ausgebildeten, von der Kolbenstange 3 und der Innenwand des Zylinders 1 begrenzten Ar­ beitsraum 7 getrennt.

Der in dieser Fig. 1 gezeigte hydraulisch-mechanische Zugan­ schlag ist in Fig. 2 vergrößert dargestellt. Dieser Zugan­ schlag besteht aus der Feder 11, die im Bereich der Kolbenstan­ genführung 9 an der Innenwand des Zylinders 1 festgeklemmt ist. Am anderen Ende der Feder 11 ist der aus Kunststoff bestehende Dämpfringträger 14 angespritzt. Zur Aufnahme des Dämpfringes 15 weist der Dämpfringträger 14 eine Ringnut 17 auf, deren axiale Ausdehnung größer ist als die des Dämpfringes 15. Mindestens eine in axialer Richtung verlaufende Nut 16 besitzt dieser Dämpfring 15, während der Dämpfringträger 14 mit Durchbrechungen 18 verse­ hen ist, die in die Ringnut 17 münden. Ab einem bestimmten Aus­ fahrweg der Kolbenstange 3 kommt der Dämpfringträger 14 an seinem unteren Ende auf dem mit der Kolbenstange 3 verbundenen Anschlag­ ring 12 zur Anlage. Ein wegabhängig wirkender Drosselquerschnitt wird durch die im Zylinder 1 angeordneten Längssicken 13 gebildet, die so ausgeführt sind, daß bei Bewegung des Dämpfringes 15 in Richtung auf die Kolbenstangenführung 9 der dadurch gebildete Durchlaßquerschnitt ständig abnimmt und schließlich zu null wird.

Die Wirkungsweise des in den Fig. 1 und 2 gezeigten hydrau­ lisch-mechanischen Zuganschlages wird nachfolgend beschrieben:

Beim Ausfahren der Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 kommt ab ei­ nem vorbestimmten Ausfahrweg der auf der Kolbenstange 3 befestig­ te Anschlagring 12 an der unteren Stirnfläche des Dämpfringträ­ gers 14 zur Anlage. Der Dämpfring 15 legt sich an der unteren Stirnfläche der Ringnut 17 an und der Dämpfquerschnitt wird so­ wohl durch die Nut 16 des Dämpfringes 15 als auch durch die Längssicke 13 bestimmt. Auf Grund des durch die Längssicke 13 im Zylinder 1 gebildeten und bei der Ausfahrbewegung ständig kleiner werdenden Durchlaßquerschnittes setzt die hydraulische Dämpfung allmählich ein. Am Ende der Längssicke 13 wird die hydraulische Dämpfung nur noch durch die Nut 16 im Dämpfring 15 bestimmt. Der Durchfluß von Fluid vom Raum unterhalb des Anschlagrings 12 zum Raum oberhalb des Anschlagringes 12 durch die Durchbrechung 18 ist dabei vom Dämpfring 15 versperrt. Die weitere Ausfahrbewegung der Kolbenstange 3 erfolgt somit gegen den Widerstand dieser hy­ draulischen Dämpfung und gegen die Kraft der Feder 11. Das weiche Einsetzen der hydraulischen Dämpfung kann durch entsprechende Formgebung der Längssicken 13 im Zylinder 1 und damit des zusätz­ lich wirkenden Dämpfquerschnittes erzielt werden.

Fährt die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 ein, so legt sich der Dämpfring 15 an der Oberkante der Ringnut 17 an und die Dämpf­ flüssigkeit kann vom Raum unterhalb des Anschlagringes 12 in den Raum oberhalb des Anschlagringes 12 über den relativ großen Quer­ schnitt der Durchbrechung 18 fließen. Auf diese Weise wird eine bewegungsrichtungsabhängige Dämpfwirkung für die hydraulische Dämpfung des Zuganschlages erzielt. Diese bewegungsrichtungsab­ hängige Steuerung erfolgt durch die Beweglichkeit des Dämpfrin­ ges 15 in der Ringnut 17 des Dämpfringträgers 14. Ab einem be­ stimmten Einfahrweg der Kolbenstange 3 hebt der Anschlagring 12 vom Dämpfringträger 14 ab und der hydraulisch-mechanische Zugan­ schlag wird unwirksam. Infolge der Befestigung der Feder 11 im Bereich der Kolbenstangenführung 9 im Zylinder 1 bleibt das aus Dämpfringträger 14 und Dämpfring 15 bestehende Teil in dieser Po­ sition.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 dadurch, daß der Dämpfringträger 14 mit einem im Quer­ schnit U-förmig ausgebildeten und aus Stahl bestehenden Ring 23 verstärkt ist. Außerdem besitzt der Dämpfringträger 14 die Ein­ kerbung 19, welche mit dem Dämpfring 15 zusammenwirkt und den Dämpfquerschnitt beim Ausfahren des Zuganschlages bildet. Weiter sind im Dämpfringträger 14 die Aussparungen 20 vorhanden. Beim Wirksamwerden des Zuganschlages legt sich der Dämpfring 15 an der unteren Stirnfläche der Ringnut 17 an und es ist nur der durch die Einkerbung 19 gebildete Querschnitt als Dämpfquerschnitt frei. Selbstverständlich können im Dämpfring 15 weitere Axialnuten am Außendurchmesser vorgesehen werden. Die im Raum oberhalb des An­ schlagringes 12 verdrängte Flüssigkeit gelangt über die Ausspa­ rungen 20 und die Einkerbung 19 in den Raum unterhalb des An­ schlagringes 12. Bei entgegengesetzt gerichteter Bewegung der Kolbenstange 3, d. h., bei deren Einfahren in den Zylinder 1, legt sich der Dämpfring 15 an der oberen Stirnfläche der Ring­ nut 17 an und die Dämpfflüssigkeit fließt dann vom Raum unterhalb der Anschlagscheibe 12 über die innen am Dämpfring 15 angeordne­ ten Nuten und die Aussparung 20 bzw. durch die Durchbrechungen 18 in den oberhalb des Dämpfringes 15 befindlichen Ringraum. Zur Führung des Dämpfringträgers 14 auf der Kolbenstange 3 sind die Führungsnocken 22 angeordnet. Es sind hier zwei Reihen von Füh­ rungsnocken 22 vorgesehen, die in axialem Abstand zueinander an­ geordnet sind und aus beispielsweise je vier Führungsnocken 22 bestehen.

In Fig. 4 ist ein Dämpfringträger 14 gezeigt, welcher an seiner unteren Stirnfläche mindestens eine radial verlaufende Ausnehmung 21 besitzt. Der mit der Kolbenstange 3 verbundene Anschlagring 12 liegt nicht am Dämpfringträger 14 an, d. h., in der gezeigten Lage spricht der Zuganschlag nicht an. Der Dämpfungsring 24 ist als Kunststoffring ausgebildet und besitzt im Bereich seines in­ neren Durchmessers eine Anzahl von axial verlaufenden Nuten, wel­ che bei oben in der Ringnut 17 anliegendem Dämpfungsring einen Durchtritt von Dämpfflüssigkeit über die Aussparungen 20 in den oberhalb des Dämpfringes 24 befindlichen Raumes gestatten. Zur Führung des Dämpfringträgers 14 sind wiederum mehrere am Umfang verteilte Führungsnocken 22 vorgesehen.

Sobald beim Ausfahren der Kolbenstange 3 über einen vorbestimm­ ten Betrag der Anschlagring 12 an der unteren Stirnfläche des Dämpfringträgers 14 anschlägt, bildet die Ausnehmung 21 einen in radialer Richtung verlaufenden Kanal, so daß bei weiterem Ausfah­ ren der Kolbenstange 3 der Dämpfring 24 an der unteren Stirnseite der Ringnut 17 anliegt und nur der Querschnitt der Ausnehmung 21 die hydraulische Anschlagdämpfung bewirkt. Die Querschnittsfläche der Ausnehmung 21 wird entsprechend der gewünschten Dämpfwirkung gewählt. Beim Einfahren der Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 legt sich der Dämpfring 24 gegen die obere Fläche der Ringnut 17. Dadurch wird zusätzlich zu dem ständig geöffneten Querschnitt durch die Ausnehmung 21 ein weiterer Durchströmquerschnitt ge­ schaffen, in dem die Dämpfflüssigkeit über die Ringnut 17, den von Ringnut 17 und Dämpfring 24 begrenzten Querschnitt und die Aussparungen 20 in den oberhalb des Dämpfringes 24 angeordneten Ringraum fließen kann.

Eine weitere Ausbildungsvariante zeigt die Fig. 5. Hier ist die Feder 11 oben im Zylinder 1 im Bereich der Kolbenstangenführung 9 festgehalten und liegt am unteren Ende auf dem Dämpfringträger 27 auf. Zur Begrenzung der axialen Bewegung des Zuganschlages ist im Zylinder 1 ein Anschlag 29 angeordnet, der durch mehrere nach in­ nen gerichtete Vorsprünge gebildet wird. An diesem Anschlag kommt der Dämpfring 24 zur Anlage und bei weiterem Einfahren der Kol­ benstange 3 hebt dann der Anschlagring 12 von der Unterkante des Dämpfringträgers 27 ab. Diese Stellung zeigt die Fig. 5. Die be­ wegungsrichtungsabhängig wirkende hydraulische Dämpfung wird er­ zielt dadurch, daß der Dämpfringträger 27 Durchbrechungen 28 auf­ weist, die beim Einfahren der Dämpfeinrichtung in den Zylinder mit der Innennut 26 des Dämpfringes 24 einen zusätzlichen, durch die Außennut 25 gebildeten Durchflußquerschnitt freigeben. Bei der Ausfahrbewegung aus dem Zylinder legt sich der Dämpfring 24 an der Innenfläche des unteren Schenkels vom Dämpfringträger 27 an und es ist lediglich die Außennut 25 als Dämpfquerschnitt frei.

In Fig. 6 ist die Feder 30 ein Kunststoffteil und ist einstückig mit dem Dämpfringträger 31 ausgebildet. In der Ringnut 17 ist wie in Fig. 4 die Aussparung 20 vorgesehen, während beispielsweise der ständig geöffnete Querschnitt durch eine Axialnut am Außenum­ fang des Dämpfringes 24 gebildet werden kann. Auch diese Kunst­ stoffeder 30 ist an ihrem oberen Ende im Bereich der Kolbenstan­ genführung im Zylinder eingespannt, in dem hier ein Abschnitt mit größerem Durchmesser vorgesehen ist. Die Anordnung einer Metall­ armierung 32 in diesem aus Kunststoffeder 30 und Dämpfringträger 31 bestehenden Kunststoffteil zeigt die Fig. 7.

In Fig. 8 ist die Feder 11 als Rechteckfeder ausgebildet und be­ sitzt an ihrem unteren Ende eine eingeschliffene Nut, die zur Aufnahme des Dämpfringträgers 33 dient. Auch in Fig. 9, die eine weitere Ausbildungsvariante zeigt, ist die Rechteckfeder 11 mit dem Dämpfringträger 33 über einen am Innenrand verlaufenden axia­ len, hülsenförmigen Ansatz verbunden. Der Dämpfringträger 33 be­ sitzt außerdem im Bereich des inneren Durchmessers die Büchse 34 aus gleitgünstigem Material, beispielsweise TEFLON oder einem ähnlichen Kunststoff. Diese Büchse 34 kann beispielsweise ein­ stückig mit einem scheibenförmigen Teil 35 ausgebildet sein, wel­ ches dann den Anschlag am Anschlagring 12 bildet. Eine solche Ausbildung eignet sich besonders bei Dämpfringträgern 33, die aus Metall hergestellt sind, um Geräuschbildung beim Anschlagen des Dämpfringträgers 33 auf dem Anschlagring 12 zu vermeiden.

Claims (9)

1. Schwingungsdämpfer oder Federbein mit einem hydraulisch-mecha­ nischen Zuganschlag, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener und Dämpfeinrichtungen aufweisender Kolben axial beweglich angeordnet ist und den Zy­ linderinnenraum in zwei fluidgefüllte Arbeitsräume trennt und sich an einem Zylinderende eine Führung und eine Dichtung für die Kolbenstange befinden, während der hydraulisch-mechanische Zuganschlag im ringförmigen Arbeitsraum zwischen Zylinder und Kolbenstange angeordnet ist, einen mit der Kolbenstange ver­ bundenen Anschlagring besitzt, welcher mit einem Dämpfring zu­ sammenwirkt, und eine Feder vorgesehen ist, die sich einer­ seits an der Kolbenstangenführung und andererseits auf einem Dämpfringträger abstützt, wobei dieser Dämpfringträger eine Ringnut mit größerer axialer Ausdehnung als der Dämpfring be­ sitzt und als Anschlag für den auf der Kolbenstange befestig­ ten Anschlagring ausgebildet ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dämpfringträger (14, 31, 33) fest mit der im Bereich der Kolbenstangenführung (9) fest­ geklemmten Feder (11, 30) verbunden und der Dämpfring (15, 24) mit radialem Spiel in der Ringnut (17) angeordnet ist.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfringträger (33) ein Metallteil ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfringträger (14, 27, 31) ein mit einer Metallar­ mierung (23, 32) versehenes Kunststoffteil ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfringträger (14) ein an der Feder (11) angespritz­ tes Kunststoffteil ist.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (30) und der Dämpfringträger (31) einstückig aus Kunststoff gebildet sind.

6. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Dämpfringträger (14) mindestens eine ra­ dial verlaufende Einkerbung (19) vorgesehen ist, welche bei der Auswärtsbewegung zusammen mit dem Dämpfring (15) den Dämpf­ querschnitt bildet.

7. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Zylinder (1) ein Anschlag (29) zur Be­ grenzung der Axialbewegung des Dämpfringes (15, 24) angeordnet ist.

8. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dämpfringträger (14) an seinem Innen­ durchmesser mehrere am Umfang verteilte Führungsnocken (22) aufweist.

9. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1, 2, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Büchse (34) aus gleitgünstigem Ma­ terial am Innendurchmesser des Dämpfringträgers (33) angeord­ net ist.