DE3500101C1 - Hydraulischer Zweirohr-Schwingungsdämpfer - Google Patents

Description

• Die mit dem erfindungsgemäßen Zweirohr-Schwingungsdämpfer erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß durch die biegsame Ausbildung der Dämpfungsscheibe im Zusammenwirken mit dem vorstehenden Ringbund der Anschlagscheibe ein augenblickliches Verschließen von deren Durchflußöffnungen in der Anschlagstellung der beiden Scheiben vermieden wird und stattdessen die Dämpfungsscheibe zum allmählich fortschreitenden Verschließen der Durchflußöffnungen eine Verformung als Folge der Druckkräfte erfährt, die auf sie in der Anschlagstellung der beiden Scheiben anfänglich über den Ringbund und die Gegendruckfeder gegensinnig einwirken. Die Durchflußöffnungen der Anschlagscheibe wirken daher bis zum Zeitpunkt ihres vollständigen Verschließens als Drosselöffnungen, um damit beim Ausfahren das rein hydraulisch beeinflußte Dämpfungsverhalten des Schwingungsdämpfers zeitlich zu verlängern, so daß es jetzt auch möglich ist, Schwingungsdämpfer der angegebenen Gattung beispielsweise bei Kraftfahrzeugen zu verwenden, bei denen für ihre Anordnung nur ein beschränkter und einen minimalen Hub des Arbeitskolbens erfordernder Raum zur Verfügung steht.
• Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zweirohr-Schwingungsdämpfers ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt des Schwingungsdämpfers gemäß einer ersten Ausführungsform, F i g. 2 einen Längsschnitt des Schwingungsdämpfers gemäß einer zweiten Ausführungsform, F i g. 3 eine Einzelheit des Schwingungsdämpfers gemäß F i g. 1 zur Darstellung der Anschlagstellung der Anschlagscheibe und der Dämpfungsscheibe seines hydraulischen Ausfahranschlages und F i g. 4 einen Längsschnitt des Schwingungsdämpfers gemäß einer dritten Ausführungsform.
• Der in F i g. 1 gezeigte Schwingungsdämpfer ist aus einem Außenrohr 10 und einem Innenrohr 12 zusammengebaut. Das Innenrohr 12 weist unten ein übliches Bodenventil 14 auf, das die Verbindung zu dem Ringraum zwischen den beiden Rohren 10, 12 steuert. Das Innenrohr 12 dient als Arbeitszylinder für einen mit den üblichen Ventilen ausgerüsteten Arbeitskolben 16, der am Ende einer Kolbenstange 18 befestigt ist. Die Kolbenstange 18 wird durch eine in das Außenrohr 10 eingefügte Stangenführung 20 geführt und durch eine ebenfalls in das Außenrohr 10 eingefügte Stangenabdichtung 22 gegen ihren Arbeitsraum abgedichtet, der durch eine den Arbeitsdruck von der Stangenabdichtung 22 fern haltende Entlastungsbohrung 36 an den Ringraum zwischen den beiden Rohren 10, 12 angeschlossen ist.
• Der Arbeitskolben 16 wirkt mit einem in dem Arbeitsraum der Kolbenstange 18 angeordneten hydraulischen Ausfahranschlag zusammen, der aus einer an dem Arbeitskolben 16 befestigten Anschlagscheibe 26 und einer Dämpfungsscheibe 34 gebildet ist. Die Anschlagscheibe 26 ist mit Durchflußöffnungen 27 versehen, über die das Hydrauliköl beim Ausfahren des Schwingungsdämpfers aus dem Arbeitsraum der Kolbenstange 18 hin zu dem Arbeitskolben 16 ausströmen kann, der durch eine Ringmanschette 24 gegen den Arbeitszylinder 12 abgedichtet ist. An der Anschlagscheibe 26 ist außerdem noch ein gegen die Dämpfungsscheibe 34 vorstehender Ringbund 38 außerhalb der Durchflußöffnungen 27 ausgebildet.
• Die Dämpfungsscheibe 34 ist mit einem eng tolerierten Gleitsitz in den Arbeitszylinder 12 eingepaßt und besteht für eine biegsame Ausbildung entweder aus einer dünnen Metallplatte oder bevorzugt aus einem elastischen Polyamid, wie insbesondere Nylon. Sie wird durch eine konische Gegendruckfeder 32 vorgespannt, die an dem Arbeitszylinder 12 durch einen Stützring 28 abgestützt wird, der in den Arbeitszylinder eingefügt und an ihm durch eine Schweißnaht 30 befestigt ist. Das konische Ende der Gegendruckfeder 32 liegt mit einem Durchmesser an der Dämpfungsscheibe 34 an, der kleiner als der Durchmesser des Ringbundes 38 ist. Wenn die Dämpfungsscheibe 34 aus Metall besteht, dann kann die letzte Windung der Gegendruckfeder 32 an der Dämpfungsscheibe 34 angeschweißt sein, und damit ihren zu dem Ringbund 38 der Anschlagscheibe 26 unVerschiedlichen Durchmesser einzuhalten. Wenn die Dämpfungsscheibe 34 aus Nylon oder einem anderen Polyamid besteht, dann kann für eine ähnliche feste Ver- bindung der letzten Windung der Gegendruckfeder 32 beispielsweise eine einstückige Klammerausbildung für die Dämpfungsscheibe 34 vorgesehen werden, mit der dann die letzte Windung der Gegendruckfeder 32 verklammert werden kann.
• Wenn beim Ausfahren des Schwingungsdämpfers der Arbeitskolben 16 von dem Bodenventil 14 entfernt wird, dann wird dabei zunächst das zwischen der Anschlagscheibe 26 und der Dämpfungsscheibe 34 vorhandene Hydrauliköl über die Durchflußöffnungen 27 solange unbehindert zum Ausströmen gebracht, bis die Anschlagscheibe 26 mit dem Ringbund 38 gegen die Dämpfungsscheibe 34 zum Anschlag gebracht wird. Bei der Fortsetzung der Kolbenbewegung drückt dann der Anschlagbund 38 der Anschlagscheibe 26 entsprechend der Darstellung in F i g. 3 die Dämpfungsscheibe 34 gegen die Kraft der Gegendruckfeder 32 nach oben, so daß die Dämpfungsscheibe 34 als Folge der gegensinnigen Druckkräfte eine Verformung erfährt. Durch diese Verformung der Dämpfungsscheibe 34 erfahren die Durchflußöffnungen 27 der Anschlagscheibe 26 eine fortgesetzte Schließung, die als Folge der Drosselwirkung bezüglich des aus dem Arbeitsraum der Kolbenstange 18 ausströmenden Hydrauliköls eine entsprechende Verstärkung der hydraulischen Dämpfungskraft ergibt. Sobald dabei unter Einwirkung der Gegendruckfeder 32 der Rand der Dämpfungsscheibe 34 von dem Arbeitszylinder 12 gelöst wird, werden dann erst die Durchflußöffnungen 27 der Anschlagscheibe 26 vollständig verschlossen, so daß bei einer anschließend fortgesetzten Kolbenbewegung die Dämpfungskraft dann noch mechanisch ergänzt wird durch die Kraft der Gegendruckfeder 32 sowie hydraulisch durch den in dem Arbeitsraum der Kolbenstange 18 vorherrschenden Arbeitsdruck, der schließlich längs der Stangenführung 20 über die Entlastungsbohrung 36 in den Ringraum zwischen den beiden Rohren 10, 12 entlastet wird. Der Zeitpunkt des Überwechselns ist dabei im wesentlichen festgelegt durch die Kalibrierung der Gegendruckfeder 32, das Elastizitätsverhalten der Dämpfungsscheibe 34 und die Höhe des Ringbundes 38, mit welcher der Ringbund über die Anschlagscheibe 26 gegen die Dämpfungsscheibe 34 vorsteht, womit der Schwingungsdämpfer eine einfache Einstellung für eine Verwendungsmöglichkeit bei verschiedenen Fahrzeugtypen erfährt, die zur Vermeidung einer Schlageinwirkung auf das Fahrgestell mit unterschiedlich wirksamen Ausfahranschlägen für den Arbeitskolben ausgerüstet werden müssen.
• Der in Fig.2 gezeigte Schwingungsdämpfer weist bezüglich der die Dämpfungsscheibe 34 beaufschlagenden Gegendruckfeder 32 die abweichende Abstützung an der Stangenführung 20 auf. Diese alternative Ausführungsform des Schwingungsdämpfers ist zur Verwendung bei einer Radaufhängung brauchbar, bei welcher der Schwingungsdämpfer keine Seitenbelastung aufzufangen hat und daher ein größerer Hub des Arbeitskolbens 16 zulässig ist. Der in Fig.4 gezeigte Schwingungsdämpfer weist bezüglich der die Dämpfungsscheibe 34 beaufschlagenden Gegendruckfeder 32 die weitere alternative Abstützung an einer Steckhülse 28a auf, die zur Zentrierung bezüglich des Arbeitszylinders 12 in eine konzentrische Ringnut der Stangenführung 20 einfaßt. Ein Schwingungsdämpfer mit dieser Abstützung der Gegendruckfeder 32 ist andererseits zur Verwendung bei einer Radaufhängung brauchbar, die beispielsweise wie das Macpherson-Gestänge Seitenbelastungen aufzufangen hat und daher die Verwendung eines Schwingungsdämpfers erfordert. bei dem die Kolbenstange 18 während des Ausfahrens des Schwingungsdämpfers eine gewisse Überlappung mit dem Arbeitszylinder 12 aufweist. Auch bei den Schwingungsdämpfern der Ausbildungen nach den F i g. 2 und 4 ist die Dämpfungsscheibe 34 biegsam ausgebildet, um im Zusammenwirken mit dem vorstehenden Ringbund 38 der Anschlagscheibe 26 das Ausströmen des Hydrauliköls auf dem Arbeitsraum der Kolbenstange 18 über deren Durchflußöffnungen 27 zu drosseln, sobald die beiden Scheiben 26 und 34 in die in F i g. 3 gezeigte gegenseitige Anschlagstellung gebracht sind. Die zu der Gegendruckfeder 32 gegensinnige Wirkung des Ringbundes 38 wird dabei offensichtlich auch dann erhalten, wenn der Ringbund 38 nahe der Kolbenstange 18 über die Anschlagscheibe 26 vorsteht und dann die Gegendruckfeder 32 die Dämpfungsscheibe 34 an einem Durchmesser beaufschlagt, der größer als der Durchmesser des Ringbundes ist. Die umgekehrten, in der Zeichnung gezeigten Verhältnisse sind jedoch unter dem Gesichtspunkt vorteilhafter, daß mit der Beaufschlagung der Dämpfungsscheibe 34 durch den gegenüber dem Ringbund 38 kleineren Durchmesser die Gegendruckfeder 32 auf einer breiten Basis abgestützt wird und damit die Drosselwirkung der Durchflußöffnungen 27 eine genauere Kontrolle erfährt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Hydraulischer Zweirohr-Schwingungsdämpfer, bei dem ein in einem Arbeitszylinder beweglicher Arbeitskolben mit einem im Arbeitsraum einer Kolbenstange angeordneten hydraulischen Ausfahranschlag zusammenwirkt, der aus einer mit Durchflußöffnungen versehenen, mit dem Arbeitskolben mitbeweglichen Anschlagscheibe und einer Dämpfungsscheibe besteht, die durch eine Gegendruckfeder an dem Arbeitszylinder für eine zu der Kolbenstange relative Beweglichkeit abgestützt ist und beim Ausfahren des Schwingungsdämpfers die Durchflußöffnungen der Anschlagscheibe verschließen kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (34) biegsam ausgebildet und mit einem eng tolerierten Gleitsitz in den Arbeitszylinder (12) eingepaßt ist, und daß die Anschlagscheibe (26) einen gegen die Dämpfungsscheibe (34) vorstehenden Ringbund (38) aufweist, dessen Durchmesser von dem Durchmesser abweicht, mit dem die Gegendruckfeder (32) die Dämpfungsscheibe (34) beaufschlagt.
2. 2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagscheibe (26) starr an dem Arbeitskolben (16) befestigt ist.
3. 3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagscheibe (26) mit dem Arbeitskolben (16) einstückig ausgebildet ist.
4. 4. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (34) aus einem elastischen Polyamid besteht.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

   Bei einem aus der GB-PS 7 63 557 bekannten Schwingungsdämpfer dieser Art ist die Anschlagscheibe des hydraulischen Ausfahranschlages als ein Hilfskolben starr an der Kolbenstange befestigt und über einen Dichtungsring am Arbeitszylinder abgedichtet. Dieser Hilfskolben weist eine plane Stirnfläche auf, die bei einem abnormalen Ausfahren des Schwingungsdämpfers eine planparallele Anlage an die starr ausgebildete Dämpfungsscheibe erfährt, so daß dann durch diese Dämpfungsscheibe die Durchflußöffnungen des Hilfskolbens über einen zu der Kolbenstange relativen Verschiebeweg der Dämpfungsscheibe verschlossen bleiben, dessen Größe durch die Kalibrierung der Gegendruckfeder festgelegt ist. Mit dieser Gegendruckfeder wird daher beim Ausfahren dieses bekannten Schwingungsdämpfers ein anfänglich mit den Durchflußöffnungen des Hilfskolbens rein hydraulisch beeinflußtes Dämpfungsverhalten ab dem Zeitpunkt des Verschließens dieser Durchflußöffnungen durch die Dämpfungsscheibe mit einer mechanischen Dämpfungskraft überlagert, um damit bei einem gleichzeitigen Abbau des hydraulischen Arbeitsdruckes in dem Arbeitsraum der Kolbenstange über eine Entlastungsbohrung der Stangenführung eine sonst bei einem abnormalen Ausfahren des Schwingungsdämpfers mögliche Schlageinwirkung auf das Fahrgestell des Fahrzeuges zu verhindern, das mit solchen Schwingungsdämpfern ausgerüstet ist.

   Bei einem gattungsähnlichen Schwingungsdämpfer nach der GB-PS 8 87 191 wird die gleiche Überlagerung mit einer mechanischen Dämpfungskraft bei einem abnormalen Ausfahren des Schwingungsdämpfers durch das Zusammenwirken einer starr an der Kolbenstange nahe dem Arbeitskolben befestigten Anschlagscheibe mit einer Dämpfungsscheibe in der Ausbildung eines Hilfskolbens erhalten, der mit einer Abstützung durch eine entsprechende Gegendruckfeder relativ beweglich zu der Kolbenstange angeordnet ist und eine axiale Durchflußöffnung aufweist, die unter Vermittlung der Anschlagscheibe durch eine an diesem Hilfskolben befestigte Tellerfeder gegen den Arbeitsraum der Kolbenstange verschlossen werden kann. Die Schließkraft dieser Tellerfeder bei einem abnormalen Ausfahren des Schwingungsdämpfers wird dabei ergänzt durch an der Anschlagscheibe und an dem Hilfskolben komplementär ausgebildete Anschlagflächen, zwischen denen die Tellerfeder für den Zeitraum verformt bleibt, über welchen bei einem abnormalen Ausfahren des Schwingungsdämpfers dessen anfänglich durch die axiale Durchflußöffnung des Hilfskolbens rein hydraulisch beeinflußtes Dämpfungsverhalten mit der durch die Gegendruckfeder bereit gestellten mechanischen Dämpfungskraft überlagert wird.

   Bei einem aus dem DE-Gbm 19 43 758 schließlich noch bekannten, gattungsfremden Schwingungsdämpfer wird eine ähnliche Überlagerung mit einer mechanischen Dämpfungskraft bei einem abnormalen Ausfahren des Schwingungsdämpfers durch ein direktes Zusammenwirken des Arbeitskolbens mit einer Tellerfeder erhalten, die dabei an einer im Boden des Arbeitsraumes der Kolbenstange radial schwimmend gelagerten Führungsbüchse abgestützt ist, welche bei einer Berührung des Arbeitskolbens mit dieser Tellerfeder eine Entlastungsbohrung des Arbeitsraumes der Kolbenstange verschließt.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer der angegebenen Gattung bereitzustellen, der für die Verhältnisse eines abnormalen Ausfahrens unter Beibehaltung seines einfachen Bauprinzips bei kleiner Baugröße eine verbesserte hydraulische Dämpfungskennlinie bis zu dem Zeitpunkt aufweist, ab welchem eine Überlagerung mit der durch die Gegendruckfeder beeinflußten mechanischen Dämpfungskraft eingeleitet wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1, die mit den Patentansprüchen 2 bis 4 eine zweckmäßige Ausbildung erfahren.