DE3605207A1 - Hydraulischer schwingungsdaempfer mit einer temperaturabhaengig veraenderbaren bypassoeffnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einer temperaturabhängig querschnittsveränderbaren Bypaßöffnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein hydraulischer Schwingungsdämpfer mit temperaturabhängig quer­ schnittsveränderbarem Bypaßkanal ist durch die DE-OS 33 13 031 bekannt. Hierbei wird der Durchlaßquerschnitt des Bypaßkanales durch einen Steuerstift verändert, wobei dieser Steuerstift mit einem Hilfskolben fest verbunden ist. Der Hilfskolben ist in ei­ ner mit einem volumenveränderbaren Stoff gefüllten Hilfskammer abdichtend axial verschiebbar geführt. Eine solche Konstruktion ist mit einem erheblichen Bauaufwand behaftet, denn es sind sehr genau herzustellende Teile erforderlich, um einerseits eine ein­ wandfreie Abdichtung des Hilfskolbens in der Hilfskammer zu ge­ währleisten und andererseits ein Klemmen des Hilfskolbens zu ver­ hindern. Außerdem gestaltet sich die Montage sehr problematisch, denn die Hilfskammer muß mit einer genau dosierten Füllung verse­ hen werden, die bei einer vorgegebenen Temperatur eingefüllt wer­ den muß, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.

Einen hydropneumatischen Zweirohr-Schwingungsdämpfer mit Tempera­ turkompensation der Dämpfkräfte zeigt die DE-OS 31 31 262. Hier­ bei ist ein in Abhängigkeit der Temperatur veränderbares, einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisendes Bauteil im Be­ reich eines den oberen Arbeitsraum mit dem Ausgleichsraum verbin­ denden Kanales angeordnet. Dieses Bauteil ist als geschlitzter Ring ausgebildet und bewirkt durch temperaturabhängige Längenän­ derung eine Veränderung des Schlitzquerschnittes, welcher den temperaturabhängig wirksamen Durchflußquerschnitt bildet. Nach­ teilig ist dabei, daß infolge zu starker Erwärmung des Schwin­ gungsdämpfers der ab einer vorbestimmten Temperatur geschlossene Durchflußquerschnitt ein Stauchen des Ringes bewirkt und dadurch die Gefahr besteht, daß sich dieser verformt und die genau defi­ nierten Querschnitte bei Temperaturänderungen nicht mehr einge­ halten werden können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungs­ dämpfer zu schaffen, dessen temperaturabhängig querschnittsverän­ derbare Bypaßöffnung mit möglichst einfachen Bauteilen geschaffen wird und die Konstruktion einfach im Aufbau ist, eine preiswerte und unproblematische Montage ermöglicht sowie eine hohe Funktions­ sicherheit besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das tempe­ raturabhängig wirkende Verschlußglied von einer großflächigen Bi­ metallscheibe gebildet ist, welche direkt mit der Bypaßöffnung zusammenwirkt. Hierbei wird die bei Temperaturänderung sich än­ dernde Krümmung der Bimetallscheibe dazu benutzt, den Querschnitt zwischen Bypaßöffnung und Bimetallscheibe zu verändern. Außerdem besitzt eine derart großflächige Bimetallscheibe hohe Verstell­ kräfte, so daß der auftretende Flüssigkeitsdruck ohne nennenswer­ te Auswirkung auf die temperaturabhängige Krümmung ist. Der Auf­ bau eines Schwingungsdämpfers mit einer solchen temperaturabhän­ gig wirkenden Querschnittsänderung des Bypaßkanales ist sehr ein­ fach, da zusätzlich zum Bypaßkanal lediglich die Bimetallscheibe und deren Halterung vorzusehen ist. Diese einfachen und preiswer­ ten Bauteile ermöglichen eine leichte Montage, wobei eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet ist.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform wird erfindungsgemäß da­ durch erhalten, daß zur Aufnahme der Bimetallscheibe das untere Ende der Kolbenstange mit einem Aufnahmekörper versehen ist, in welchem die Bimetallscheibe im Bereich ihres Außendurchmessers eingespannt ist. Dadurch wird auf einfache Weise ein den Dämpf­ kolben überbrückender Bypaßquerschnitt temperaturabhängig verän­ dert.

Eine weitere Ausführungsform wird gemäß einem Merkmal der Erfin­ dung dadurch erhalten, daß die Bypaßöffnung in der zylinderfesten Dämpfeinrichtung angeordnet und durch eine zentral verlaufende Axialbohrung gebildet ist, während die Bimetallscheibe an ihrem Außendurchmesser in einem mit Durchflußöffnungen versehenen Auf­ nahmekörper eingespannt ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfin­ dung ist im Bereich der äußeren Einspannstelle eine axial federn­ de Aufnahme vorgesehen.

Bei einer weiteren Ausführungsform wirken erfindungsgemäß in der Kolbenstangenführung angeordnete Bypaßöffnungen mit einer ring­ förmigen Bimetallscheibe zusammen, wobei Haltefedern angeordnet sind, welche ein Widerlager für die ringförmige Bimetallscheibe bilden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn - wie die Er­ findung zeigt - das von den Haltefedern gebildete Widerlager in radialem Abstand vom Außendurchmesser der ringförmigen Bimetall­ scheibe angeordnet ist.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Zweirohr-Schwingungsdämpfer im Längsschnitt;

Fig. 2 den Bereich des Kolbens gem. Fig. 1 in vergrößerter Dar­ stellung;

Fig. 3 die Anordnung einer querschnittsveränderbaren Bypaßöffnung in einem Bodenventil;

Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher die querschnittsverän­ derbare Bypaßöffnung an der Führung angeordnet ist;

Fig. 5 die Stellung der Bimetallscheibe bei niederen Temperatu­ ren;

Fig. 6 die Lage der Bimetallscheibe bei hohen Temperaturen.

Der Zweirohr-Schwingungsdämpfer gem. Fig. 1 ist als Federbeinein­ satz ausgebildet. Er besteht aus einem Zylinder 1, der von einem Behälter 2 umgeben ist, während sich zwischen Zylinder 1 und Be­ hälter 2 ein mit Flüssigkeit und Gas gefüllter Ausgleichsraum 9 befindet. Eine Kolbenstange 3 wird in einer im Behälter 2 befe­ stigten Kolbenstangenführung 4 geführt und mittels einer Kolben­ stangendichtung 5 nach außen abgedichtet. Zur Zentrierung des Zy­ linders 1 im Behälter 2 dient einerseits die Kolbenstangenfüh­ rung 4 und andererseits ein Bodenventil 10. Ein fest mit der Kol­ benstange 3 verbundener Kolben 6 trennt den mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Innenraum des Zylinders 1 in einen Arbeitsraum 7 ober­ halb des Kolbens 6 und einen Arbeitsraum 8 unterhalb des Kol­ bens 6. Über das Bodenventil 10 steht der Ausgleichsraum 9 mit dem Arbeitsraum 8 in Verbindung. Ein den Kolben 6 überbrückender und in der Kolbenstange 3 befindlicher Bypaßkanal 11 besitzt am unteren Ende eine Bypaßöffnung 12, die von einer großflächigen Bimetallscheibe 14 abdeckbar ist. Zur Aufnahme der Bimetallschei­ be 14 ist das untere Ende der Kolbenstange 3 mit einem Aufnahme­ körper 13 versehen, in welchem die Bimetallscheibe 14 im Bereich ihres Außendurchmessers eingespannt ist.

Entsprechend den Fig. 1 und 2 sind die Arbeitsräume 7 und 8 über die Dämpfventile des Kolbens 6 und den den Kolben 6 überbrückenden Bypaßkanal 11 miteinander verbindbar. Dabei bildet die By­ paßöffnung 12 mit der Bimetallscheibe 14 einen temperaturabhängig veränderbaren Durchflußquerschnitt. Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte, geschlossene Stellung der Bypaßöffnung 12 wird bei höheren Temperaturen erreicht. Die Bimetallscheibe 14 stützt sich dabei an ihrem äußeren Durchmesser über den Sicherungsring 15 im Aufnahmekörper 13 ab, wobei mindestens eine Durchflußöffnung 16 entweder - wie in Fig. 2 gezeigt - in der Bimetallscheibe 14 vor­ gesehen ist oder diese Durchflußöffnungen 16 im Aufnahmekörper 13 angeordnet sind.

Da die Dämpfkraftkennlinie wegen der Viskositätsänderung der Öle temperaturabhängig ist, wird durch die Querschnittsveränderung zwischen Bypaßöffnung 12 und Bimetallscheibe 14 eine Temperatur­ kompensation der Dämpfkräfte bewirkt, so daß diese über einen weiten Bereich konstant oder zumindest nahezu konstant bleiben.

Bei niederen Temperaturen, beispielsweise bei -20°C, gibt die Bi­ metallscheibe 14 einen großen Querschnitt an der Bypaßöffnung 12 frei. Mit zunehmender Temperatur wölbt sich die Bimetallschei­ be 14, so daß der Querschnitt zwischen Bypaßöffnung 12 und Bime­ tallscheibe 14 verringert wird und dadurch die Dämpfkraft trotz temperaturabhängiger Viskositätsänderung des Dämpföles erhalten bleibt.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 3 ist im Bodenventil 10 ein By­ paßkanal 17 vorgesehen, dessen Bypaßöffnung 18 mit der Bimetall­ scheibe 14 zusammenwirkt. In einem fest mit dem Bodenventil 10 verbundenen Aufnahmekörper 19, welcher Durchflußöffnungen 20 be­ sitzt, ist die Bimetallscheibe 14 am Außendurchmesser mittels ei­ nes Sicherungsringes gehalten. Der Aufnahmekörper 19 ist in axia­ ler Richtung federnd ausgebildet, so daß auch bei sehr hohen Tem­ peraturen, d. h., wenn die Bimetallscheibe 14 eine starke Schließkraft auf die Bypaßöffnung 18 ausübt, keine Überdehnung der Bimetallscheibe 14 eintreten kann. Entsprechendes gilt auch für die Einspannung der Bimetallscheibe 14 gem. Fig. 2 mit Hilfe des Sicherungsringes 15, da dieser beispielsweise durch eine Tel­ lerfeder gebildet sein kann. Auf der linken Seite in Fig. 3 ver­ schließt die Bimetallscheibe 14 die Bypaßöffnung 18, wie dies bei höheren Temperaturen erwünscht ist. Bei niederen Temperaturen, beispielsweise bei -20°C, öffnet die Bimetallscheibe 14 - wie auf der rechten Seite in Fig. 3 dargestellt - die Bypaßöffnung 18 vollständig. Mit zunehmender Temperatur wölbt sich dann die Bime­ tallscheibe 14 und gibt einen immer geringeren Querschnitt mit der Bypaßöffnung 18 frei, so daß auch mit dieser Konstruktion die Temperaturkompensation der Dämpfkräfte bewirkt wird.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform für die Temperaturkompensation der Dämpfkräfte. Hierbei wird eine vom By­ paßkanal 21 gebildete Bypaßöffnung 22 von einer ringförmigen Bi­ metallscheibe 23 temperaturabhängig beaufschlagt. Hierbei bilden Haltefedern 24 ein Widerlager 27 für die Bimetallscheibe 23, wo­ bei dieses Widerlager 27 in radialem Abstand vom Außendurchmesser der Bimetallscheibe 23 angeordnet sind. Diese Haltefedern 27 sind einteilig mit einem zwischen Zylinder 1 und Kolbenstangenführung 4 eingespannten und eine Ölvorlage bildenden Winkelring ausgebil­ det. Dieser Winkelring bildet mit der Kolbenstangenführung 4 ei­ nen Axialkanal 25 und einen Radialkanal 26, die zur Entlüftung des Arbeitsraumes 7 dienen. Die Fig. 4 zeigt die Bimetallschei­ be 23 in geschlossener Stellung, so daß über die Bypaßöffnung 22 des Bypaßkanales 21 keine Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 7 abfließt. Dies entspricht etwa einer Temperatur von +20°C. Bei niederen Temperaturen, beispielsweise bei -20°C, ist - wie in Fig. 5 gezeigt - die Bypaßöffnung 22 durch die Bimetallscheibe 23 geöffnet, so daß ein Durchflußquerschnitt für die Dämpfflüssig­ keit aus dem oberen Arbeitsraum 7 in den Ausgleichsraum 9 geschaf­ fen ist. Steigt die Temperatur im Schwingungsdämpfer über 80°C an, so wölbt sich die Bimetallscheibe 23 in der anderen Richtung, d. h., am äußeren Durchmesser, und gibt dadurch einen zusätzli­ chen Querschnitt für die der Entlüftung dienenden Kanäle 25 und 26 frei, so daß die Dämpfwirkung zwar etwas zurückgeht, jedoch dadurch einem weiteren Temperaturanstieg des Dämpfers entgegen­ wirkt.

Claims (6)

1. Hydraulischer Schwingungsdämpfer mit einer temperaturabhängig querschnittsveränderbaren Bypaßöffnung für Fahrzeuge, beste­ hend aus einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder, in welchem ein mit Dämpfeinrichtungen versehener und mit einer nach außen ge­ führten und abgedichteten Kolbenstange verbundener Kolben axial beweglich angeordnet ist und den Innenraum des Zylinders in zwei Arbeitsräume unterteilt, während ein zumindest teil­ weise gasgefüllter Ausgleichsraum ggf. über eine zylinderfeste Dämpfeinrichtung mit einem Arbeitsraum in Verbindung steht, wobei die temperaturabhängig querschnittsveränderbare Bypaßöff­ nung zwischen den Arbeitsräumen bzw. zwischen einem Arbeits­ raum und dem Ausgleichsraum angeordnet ist und von einem tem­ peraturabhängig wirkenden Verschlußglied mit zunehmender Tem­ peratur im Querschnitt verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängig wirkende Verschlußglied von einer großflächigen Bimetallschei­ be (14, 23) gebildet ist, welche direkt mit der Bypaßöffnung (12, 18, 22) zusammenwirkt.

2. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Aufnahme der Bimetallscheibe (14) das untere Ende der Kolbenstange (3) mit einem Aufnahmekörper (13) versehen ist, in welchem die Bimetallscheibe (14) im Bereich ihres Außendurchmessers eingespannt ist.

3. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bypaßöffnung (18) in der zylinderfesten Dämpfeinrichtung (Bodenventil 10) angeordnet und durch eine zentral verlaufende Axialbohrung (Bypaßkanal 17) gebildet ist, während die Bimetallscheibe (14) an ihrem Außendurchmesser in einem mit Durchflußöffnungen (20) versehenen Aufnahmekörper (19) eingespannt ist.

4. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der äußeren Einspann­ stelle eine axial federnde Aufnahme (Tellerfeder 15, Aufnahme­ körper 19) für die Bimetallscheibe (14) vorgesehen ist.

5. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Kolbenstangenführung (4) angeordnete Bypaßöffnungen (22) mit einer ringförmigen Bimetallscheibe (23) zusammenwirken, wobei Haltefedern (24) angeordnet sind, welche ein Widerlager (27) für die ringförmige Bimetallscheibe (23) bilden.

6. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das von den Haltefedern (24) ge­ bildete Widerlager (27) in radialem Abstand vom Außendurchmes­ ser der ringförmigen Bimetallscheibe (23) angeordnet ist.