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Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer mit Sinterfilter
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Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Schwingungsdämpfer,
welcher einen mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinder und einen zumindest teilweise
mit Gas gefüllten Ausgleichsraum aufweist, wobei ein mit Dämpfventilen versehener
Kolben den Zylinder-Innenraum in zwei Arbeitsräume unterteilt und dieser Kolben
auf einer Kolbenstange befestigt ist, die in einer zylinderfesten Kolben stangenführung
geführt und mittels einer Kolbenstangendichtung nach außen abgedichtet wird und
mindestens einer dieser Arbeitsräume über einen Durchflußkanal und/oder eine weitere
Ventileinrichtung mit dem Ausgleichsraum in Verbindung steht, während mindestens
ein zu den Dämpfventilen als Bypasskanal angeordneter Durchflußquerschnitt vorgesehen
ist, der durch einen porösen Körper gebildet wird.
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Durch die DE-OS 29 12 902 und das DE-GM 80 07 621 ist es bekannt,
einen derartigen porösen Körper zur Entlüftung von Zweirohr-Schwingungsdämpfern
anzuordnen, wobei sich dieser poröse Körper in einem Bypasskanal zwischen dem oberen
Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum befindet. Wesentlich für die Funktionsfähigkeit
als Entlüftungseinrichtung ist es5 daß sich die vom porösen Körper gebildeten Kanäle
nicht zusetzen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer
zu schaffen, wobei der laufzeitabhängige Dämpfkraftabfall infolge Verschleiß, Setzen
der Bauteile und ölalterung auf einfache Weise kompensiert wird Ein weiteres Ziel
ist es, den Verschleiß möglichst gering zu halten.
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Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung dadurch gelöst, daß
der im Bypasskanal angeordnete poröse Körper ein Feinfilter für die Dämpfflüssigkeit
ist, dessen Durchflußkanäle so ausgebildet sind, damit durch Aus filterung von Verunreinigungen
eine Veränderung des Durchfluß-Widerstandes bewirkt wird. Die im Feinfilter zurückgehaltenen
Verunreinigungen verschließen somit im Laufe der Zeit mehr und mehr die Durchflußkanäle,
so daß ein zeitlich bedingter Dämpfkraftabfall durch Erhöhung des Durchflußwiderstandes
im Feinfilter ausgeglichen wird und der Schwingungsdämpfer einen nahezu konstanten
Dämpfkraftverlauf über der Zeit aufweist. Durch die Aus filterung der Verunreinigungen
aus der Dämpfflüssigkeit wird diese gleichzeitig gereinigt und dadurch der Verschleiß
an den Bauteilen vermindert. Der Feinfilter ist dabei als zusätzlicher Voröffnungsquerachnitt
aufzufassen, wobei die Filterkennlinie im neuen Zustand etwa 10 bis 30 % der Voröffnungskennlinie
beträgt.
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Die Filterfeinheit wird entsprechend der verwendeten Dämpfflüssigkeit
gewählt, da der Verschleiß und damit die in der Dämpfflüssigkeit transportierten
abgeriebenen Partikel von der Schmiereigenschaft des Dämpferöles abhängig sind.
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Bei Verwendung der gebräuchlichen Dämpfflüssigkeiten besitzt erfindungsgemäß
der poröse Körper eine Filterfeinheit, die kleiner als 0,045 mm ist. Als besonders
vorteilhaft hat sich eine Filterfeinheit von etwa 0,02 mm erwiesen.
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Bei Zweirohr-Schwingungsdämpfern wird der poröse Körper erfindungsgemäß
in der Kolbenstangenführung angeordnet, wobei die Aufnahme für den porösen Körper
zur Vergrößerung der Filterfläche mit mehreren in Längsrichtung der Aufnahme verlaufenden
Aussparungen versehen ist, die sich über einen Großteil der axialen Länge des porösen
Körpers erstrecken. Eine solche Vergrößerung der Filterfläche gestattet es, Feinfilter
mit kleinen Außenabmessungen zu verwenden und damit den gewünschten Effekt zu erzielen.
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Bei größeren erforderlichen Filterflächen wird entsprechend einem
Merkmal der Erfindung der poröse Körper als Kreisringscheibe ausgebildet. Ebenso
ist es, wie die Erfindung zeigt, vorteilhaft,
wenn der poröse Körper
einen im Durchmesser kleineren Ansatz aufweist, der mit der Aufnahme eine kreisringförmige
Aussparung bildet. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der poröse Körper
als topfförmiges Bauteil ausgebildet. Diese Maßnahmen dienen im wesentlichen dazu,
die Filterfläche zu vergrößern und ein in Abhängigkeit der Zeit, also entsprechend
dem Abrieb bedingtes allmähliches Zusetzen des porösen Körpers zu bewirken. Auf
diese Weise wird dem hei Schwingungsdämpfern üblichen Dämpfkraftabfall durch Verschleiß,
Setzen und Olalterung durch dieses Feinfilter, welches als Bypass in Zug- und Druckrichtung
wirksam ist, entgegengewirkt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen, als
Federbeineinsatz ausgebildeten Zweirohr-Schwingungsdämpfer im Längsschnitt; Fig.
2 die Kolbenstangenführung gemäß Fig. 1 in vergrößert er Darstellung; Fig. 3 die
Draufsicht auf die Kolbenstangenführung nach Fig. 2 vom oberen Arbeitsraum her gesehen;
Fig 4 eine Kolbenstangenführung, bei welcher der poröse Körper als Kreisringscheibe
ausgebildet ist und Fig. 5 eine Aus führungs form der Kolbenstangenführung, bei
welcher der stopfenförmigausgebildete poröse Körper mit einem Ansatz versehen ist.
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Der in Fig. 1 als Federbeineinsatz dargestellte Zweirohr-Schwingungsdämpfer
besteht aus dem Zylinder 1, welcher vom Behälter 2 umgeben ist, während sich zwischen
dem Zylinder 1 und dem Behälter 2 der Ausgleichsraum 9 befindet. Die Kolbenstange
3 wird in der im Behälter 2 befestigten Kolbenstangenführung 4 geführt und mittels
der Kolbenstangendichtung 5 nach außen abgedichtet. Zur Zentrierung des Zylinders
1 im Behälter 2 dient einerseits die Kolbenstangenführung 4 und andererseits das
Bodenventil 10. Der Kolben 6 ist fest mit der Kolbenstange 3 verbunden und trennt
den Innenraum des Zylinders 1 in den Arbeitsraum 7 oberhalb des Kolbens und den
Arbeitsraum 8 unterhalb des Kolbens. In diesen beiden
Arbeitsräumen
7 und 8 befindet sich Dämpfflüssigkeit. ueber das Bodenventil 10 steht der Ausgleichsraum
9 mit dem Arbeitsraum 8 in Verbindung. In diesem Ausgleichsraum 9 befindet sich
sowohl DämpfflUssigkeit als auch eine Gasfüllung.
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Entsprechend den Figuren 1 bis 3 ist in der Kolbenstangenführung 4
die den Dämpfkraftabfall des Stoßdämpfers kompensierende Einrichtung vorgesehen.
Diese besteht aus den als Stopfen 11 ausgebildeten porösen Körpern, die in den als
Bohrungen gebildeten Aufnahmen 12 befestigt sind. Der obere Arbeitsraum 7 ist über
die Filterstopfen 11, die Verbindungsbohrungen 13, den Raum zur Aufnahme der Kolbenstangendichtung
5 und die entsprechenden von dort zum Ausgleichsraum 9 führenden Bohrungen mit diesem
verbunden.
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Die vergrößerte Darstellung der Kolbenstangenführung entsprechend
den Figuren 2 und 3 zeigt, daß bei dem Ausführungsbeispiel 2 derartige Filterstopfen
11 in entsprechenden, als Bohrungen ausgebildeten Aufnahmen vorgesehen sind. Zur
Vergrößerung der Filterfläche ist jede dieser Aufnahmen 12 mit mehreren in Längsrichtung
verlaufenden Aussparungen 14 versehen, die, wie in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet,
über einen Großteil der axialen Länge der Filterstopfen verlaufen. Den Querschnitt
dieser Aussparungen 14 zeigt Fig. 3 deutlich. Die Filterstopfen 11 werden vorzugsweise
durch Sinterfilter gebildet und sind beispielsweise durch Verstemmen am unteren
Ende der Kolbenstangenführung befestigt.
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Da bei den Schwingungsdämpfern über dar Laufzeit ein Dämpfkraftabfall
infolge Verschleiß, Setzen und Ölalterung eintritt, besteht die Aufgabe der durch
die von den Filterstopfen 11 gebildeten Bypassöffnung darin, diesen Dämpfkraftabfall
zu kompensieren. Entsprechend werden diese Filterstopfen ausgewählt, wobei die Filterfeinheit
und die Filterfläche als wesentliche Auswahlkriterien gelten, um beispielsweise
10 bis 30 % der der Voröffnungskennlinie zugeordneten Dämpfkraft im.Neuzustand zu
übernehmen. Sowohl beim Zug- als auch beim Druckhub der Kolbenstange 3 strömt aus
dem oberen Arbeitsraum 7 über die Filterstopfen 11 und die entsprechenden Kanäle
Dämpfflüssigkeit in den Ausgleichsraum 9.
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Dabei wird durch die Feinfilter 11 der in der Dämpfflüssigkeit mitgeführte
Abrieb ausgefiltert und verstopft im Laufe der Zeit mehr und mehr Poren dieser Feinfilter
11, so daß dadurch der Durchflußwiderstand für diesen Bypasskanal zwischen dem Arbeitsraum
7 und dem Ausgleichs raum 9 zunimmt und dadurch der üblicherweise vorhandene Dämpfkraft
ab fall kompensiert wird.
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Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach den
Figuren 1 bis 3 im wesentlichen dadurch5 daß der in der Kolbenstangenführung 4 vorgesehene
Feinfilter durch eine Kreisringscheibe 15 gebildet wird. Eine solche Ausführungsform
eignet sich insbesondere bei solchen Konstruktionen, bei denen die Kolbenstange
einen großen Außendurchmesser im Verhältnis zum Innendurchmesser des Zylinders aufweist.
Dementsprechend ist der Bauraum zur Aufnahme der Kreisringscheibe 15 in radialer
Richtung recht klein und es bereitet Schwierigkeiten, die erforderliche Mindestfilterfläche
durch Filterstopfen zu schaffen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist anschließend
an die das Feinfilter bildende Kreisringscheibe 15 ein Ringkanal 16 vorgesehen,
welcher über Verblndungsbohrungen 13 mit dem Dichtungsraum in Verbindung steht.
Hinsichtlich der Funktion entspricht diese Ausführungsform der bereits beschriebenen.
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Entsprechend Fig. 5 sind in der Aufnahme 12 der Kolbenstangenführung
4 Filterstopfen 11 vorgesehen, die einen im Durchmesser kleineren Ansatz 17 aufweisen.
Durch diesen Ansatz 17 wird mit der Aufnahme ein Ringkanal 16 zur Vergrößerung der
Filterfläche geschaffen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es durchaus möglich, daß
zur Vergrößerung der Filterfläche der poröse Körper die verschiedenen Oberflächen
besitzt bzw. die Aufnahme mit entsprechenden Aussparungen versehen ist. Beispielsweise
kann der Filterstopfen 11, wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, zylinderförmig
ausgebildet sein, während die Aufnahme 12 durch eine im Durchmesser abgesetzte Bohrung
gebildet wird. Ebenso ist es ohne weiteres möglich, daß der poröse Körper selbst
ein topfförmiges Bauteil ist.
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