DE3605208C2 - Hydropneumatischer Zweirohrschwingungsdämpfer mit einem temperaturabhängig veränderbaren Drosselquerschnitt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Zweirohrschwingungsdämpfer mit einem temperaturabhängig veränderbaren Drosselquerschnitt gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiger Schwingungsdämpfer ist durch die DE-OS 32 31 738 bekannt. Hierbei ist ein mit einem Durchtrittskanal zusammenwirkendes, temperaturab­ hängig veränderbares Bauteil stab- oder rohrförmig ausgebildet. Insbesondere bei Anordnung dieses langen, rohrförmigen Bauteiles in einem bei Federbeineinsätzen ohnehin kleinvolumigen Ausgleichsraumes wird dieser hinsichtlich des Volumens weiter verringert, so daß oftmals eine Durchmesservergrößerung des Behälterroh­ res unumgänglich wird. Um eine einwandfreie Funktion zu erzielen, ist die Ein­ spannstelle des rohrförmigen Bauteiles sehr sorgfältig auszuführen, damit ein Verrutschen an der Einspannstelle vermieden wird. Entsprechendes gilt auch bei Anordnung des temperaturabhängig längenveränderlichen Bauteiles auf oder in der Kolbenstange.

Eine mit erheblichem Bauaufwand behaftete Konstruktion ist durch die DE-OS 3 313 031 bekannt. Hierbei wird der Durchlaßquerschnitt eines Bypasskanales durch einen Steuerstift verändert, wobei dieser Steuerstift mit einem Hilfskolben fest verbunden ist. In einer mit einem temperaturabhängig volumenveränderbaren Stoff gefüllten Hilfskammer ist der Hilfskolben abdichtend axial verschiebbar ge­ führt, wozu sehr genau hergestellte Teile erforderlich sind, um einerseits eine einwandfreie Abdichtung des Hilfskolbens in der Hilfskammer zu gewährleisten und andererseits ein Klemmen des Hilfskolbens zu verhindern. Ferner ist die Hilfskammer mit einer genau dosierten Füllung zu versehen, die bei einer vorge­ gebenen Temperatur einzufüllen ist, um die gewünschte Wirkung zu erzielen.

Durch die DE-OS 31 31 262 ist ein hydropneumatischer Zweirohrschwingungs­ dämpfer mit Temperaturkompensation bekannt, wobei ein in Abhängigkeit der Temperatur veränderbares, einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf­ weisendes Bauteil im Bereich eines den oberen Arbeitsraum mit dem Ausgleichs­ raum verbindenden Kanals angeordnet ist. Dieses Bauteil ist als geschlitzter Ring ausgebildet und bewirkt durch temperaturabhängige Längenänderung eine Verän­ derung des Schlitzquerschnittes, welcher den temperaturabhängig wirksamen Durchflußquerschnitt bildet. Die Verbindung des oberen Arbeitsraumes mit dem Ausgleichsraum ist insofern nachteilig, als dadurch Vorkehrungen zu treffen sind, um einerseits ein Verschäumen der Dämpfflüssigkeit beim Eintritt in den Aus­ gleichsraum zu verhindern und andererseits ein Ansaugen von Gas in den Arbeits­ raum zu vermeiden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zweirohrschwingungsdämp­ fer mit temperaturabhängig wirkender Kompensation der Druckdämpfung zu schaffen, der hierfür mit möglichst einfachen und leicht zu montierenden Bautei­ len versehen wird, wobei außerdem eine einwandfreie Anlage des temperaturab­ hängig veränderbaren Bauteiles mit dem Durchlaßkanal erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Patentanspruch 1 gelöst. Da­ durch wird eine sehr raumsparende, leicht zu montierende Einrichtung zur Tempe­ raturkompensation der Druckdämpfung geschaffen, die infolge des hierbei herr­ schenden Druckes gegen die Anlagefläche gedrückt wird. Vorteilhafterweise wird die Dämpfkraftkennlinie nur in Druckrichtung temperaturabhängig kompensiert, so daß auch bei tiefen Temperaturen der Fahrkomfort erhalten bleibt. Gerade die Druckdämpfung ist maßgebend für den Fahrkomfort, denn ein Dämpfkraftanstieg in Druckrichtung wirkt komfortmindernd infolge der härteren, auf die Insassen eines Kraftfahrzeuges einwirkenden Stöße.

Um einen ungerichteten Einbau des Schlitzes zur Durchlaßöffnung vornehmen zu können, mündet merkmalsgemäß der Durchlaßkanal in einen Ringraum, der durch den geschlitzten Steuerring abgedeckt ist.

Der Steuerring selbst ist - wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt - aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid, gebildet. Polyamid hat sich als geeigne­ ter Werkstoff bezüglich Wärmedehnung, Formbeständigkeit und Preis erwiesen. Um einen möglichst geringen Verschleiß über eine lange Laufzeit an den Steuer­ kanten bzw. Querschnitten des Steuerringes zu erhalten, wird dieser entspre­ chend der Erfindung mit einer Metallschicht überzogen. Diese Metalloberfläche, die fest mit dem Kunststoff verbunden ist, wird beispielsweise durch bekannte Metallisierungsverfahren wie Flammspritzen oder Galvanisierung aufgebracht.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsformen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Zweirohrschwingungsdämpfer im Längsschnitt;

Fig. 2 den Bereich des Bodenventiles gem. Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Steuerringes.

Der in Fig. 1 gezeigte Zweirohrschwingungsdämpfer ist als Federbeineinsatz aus­ gebildet. Er besteht aus einem Zylinder 1, der von einem Behälter 2 umgeben ist, während sich zwischen Zylinder 1 und Behälter 2 ein mit Flüssigkeit und Gas ge­ füllter Ausgleichsraum 9 befindet. Eine Kolbenstange 3 wird in einer im Behälter 2 befestigten Kolbenstangenführung 4 geführt und mittels einer Kolbenstangen­ dichtung 5 nach außen abgedichtet. Mittels der Kolbenstangenführung 4 und ei­ nes Bodenventiles 10 wird der Zylinder 1 im Behälter 2 zentriert. Ein fest mit der Kolbenstange 3 verbundener Kolben 6 trennt den mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Innenraum des Zylinders 1 in einen Arbeitsraum 7 oberhalb des Kolbens 6 und einen Arbeitsraum 8 unterhalb des Kolbens 6. Über das Bodenventil 10 steht der Ausgleichsraum 9 mit dem Arbeitsraum 8 in Verbindung. Wie in Fig. 1 und in der linken Hälfte der Fig. 2 dargestellt, ist das Bodenventil mit einem der Zugdämp­ fung dienenden Rückschlagventil versehen, welches aus einem geschlitzten Steuerring 11, einem Durchlaßkanal 12 und einem Ringraum 13 besteht. Der Durchlaßkanal 12 wird durch mehrere am Umfang des Bodenventiles 10 ange­ ordnete Axialbohrungen gebildet, während der Ringraum 13 einseitig vom ge­ schlitzten Steuerring 11 abdeckbar ist, der von einer Ventilfeder 14 gegen die Stirnfläche des Bodenventiles 10 gedrückt wird. Der Schlitz des Steuerringes 11 ändert sich temperaturabhängig und bildet eine Voröffnung für die Bodenventile zwischen dem Arbeitsraum 8 und dem Ausgleichsraum 9.

Wegen der temperaturabhängigen Viskositätsänderung der für die hydraulische Dämpfung in Schwingungsdämpfern verwendeten Öle ändert sich die Dämpf­ kraftkennlinie ebenfalls temperaturabhängig. Ein Dämpfkraftanstieg wird in Druckrichtung wesentlich stärker empfunden als in Zugrichtung, da in diesem Falle die auf die Insassen eines Fahrzeuges einwirkenden Stöße härter sind. Zur Temperaturkompensation der Dämpfkräfte dient der geschlitzte Steuerring 11, der mit zunehmender Temperatur im Schwingungsdämpfer eine Verringerung der Schlitzbreite und damit einen geringeren Querschnitt für den Durchfluß der Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 8 in den Ausgleichsraum 9 bei Druck­ dämpfung freigibt. Dieser temperaturabhängig veränderbare Voröffnungsquer­ schnitt ist dabei dem Druckdämpfventil des Bodenventiles 10 parallelgeschaltet.

Der geschlitzte Steuerring 11 gibt somit bei niederen Temperaturen einen großen Querschnitt frei, während sich dieser mit zunehmender Temperatur verringert. Als Werkstoff für den geschlitzten Steuerring 11 ist Polyamid hinsichtlich Wär­ medehnung, Formbeständigkeit und Preis besonders geeignet. Um einen geringen Verschleiß - auch über eine sehr lange Laufzeit - zu erhalten, wird der geschlitzte Steuerring 11 zweckmäßigerweise mit einer Metalloberfläche versehen, die fest mit dem Kunststoff verbunden ist und durch bekannte Metallisierungsverfahren, vorzugsweise durch Flammspritzen oder Galvanisierung, aufgebracht werden. Der sich mit seinem Außendurchmesser auf dem Zylinder 1 abstützende Steuerring 11 ist zur Verringerung der Reibung und zum besseren Durchströmen der Dämpf­ flüssigkeit in Zugrichtung mit Aussparungen versehen, so daß sich dadurch die Anlagefläche am Zylinder 1 verkleinert. Außerdem kann bei dieser Anordnung des Steuerringes 11 am Bodenventil 10 die Einrichtung für die temperaturabhängige Dämpfkraftkompensation mit dem Bodenventil 10 als Baueinheit vormontiert werden, so daß sich die Montage sehr einfach gestaltet und kein zusätzlicher Bauraum im Innern des Schwingungsdämpfers erforderlich ist. Der geschlitzte Steuerring 11 hat dabei die Funktion einer Ventilplatte für das der Zugdämpfung zugeordnete Dämpfventil im Bodenventil 10 und die temperaturabhängige Quer­ schnittsänderung der Voröffnung bei der Druckdämpfung.

Die Ausführungsform in der rechten Hälfte der Fig. 2 unterscheidet sich von der vorbeschriebenen dadurch, daß ein den Durchlaßkanal 12 und den Ringraum 13 abdeckender, geschlitzter Steuerring 15 in einem winkelförmigen Metallring 16 gehalten ist. Der aus Kunststoff bestehende, geschlitzte Steuerring 15 besitzt eine wesentlich größere Wärmedehnung als der winkelförmige Metallring 16, so daß die temperaturabhängige Querschnittsänderung durch den Schlitz gewährlei­ stet ist. Vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform, daß bei Axialbewegung des geschlitzten Steuerringes keine Reibungskraft zwischen diesem und dem Zylinder 1 zu überwinden ist.

Eine Ausführungsform eines geschlitzten Steuerringes 31 zeigt Fig. 3. Hierbei weist der geschlitzte Steuerring 31 sich überlappende Enden 32 und 33 auf, die den gesteuerten Querschnitt 34 mit einem nicht eingezeichneten Ringraum bil­ den. Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform befindet sich der durch den ge­ schlitzten Steuerring gebildete, querschnittsveränderbare Durchlaß unterhalb des Dämpfflüssigkeitsspiegels im Ausgleichsraum 9, so daß einem Verschäumen ent­ gegengewirkt wird und eine Ölrückführung aus dem Ausgleichsraum 9 in den Ar­ beitsraum 8 unproblematisch ist. Der in der Druckdämpfphase auf den geschlitz­ ten Steuerring einwirkende Flüssigkeitsdruck bewirkt eine einwandfreie Anlage und Abdichtung des Ringraumes, so daß in dieser Arbeitsphase durch den Flüs­ sigkeitsdruck keine zusätzlichen, ungewollten Querschnitte zum Ringraum freige­ geben werden. Somit gestattet die vorgeschriebene Ausführungsform eine Tem­ peraturkompensation der Dämpfkräfte oder eine temperaturabhängige Änderung der Dämpfkraftkennlinie für den Druckhub eines Zweirohrschwingungsdämpfers.

Claims (3)

1. Hydropneumatischer Zweirohrschwingungsdämpfer mit einem temperatur­ abhängig veränderbaren Drosselquerschnitt, wobei ein mit Dämpfventilen versehener und mit einer Kolbenstange verbundener Kolben in einem Zylin­ der gleitet und den mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume unterteilt, während ein mit Dämpfflüssigkeit und Gas gefüllter Ausgleichsraum vom Zylinder und einem diesen mit radialem Ab­ stand umgebenden Behälter gebildet ist und dieser Ausgleichsraum mit dem unteren Arbeitsraum über ein Bodenventil und den temperaturabhän­ gig veränderbaren Drosselquerschnitt in Verbindung steht, der aus minde­ stens einem Durchlaßkanal und einem diesen temperaturabhängig quer­ schnittsverändernden Bauteil besteht, wobei die Kolbenstange mittels einer am kolbenstangenaustrittsseitigen Ende von Behälter und Zylinder ange­ ordneten Kolbenstangenführung geführt und durch eine Kolbenstangen­ dichtung nach außen abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängig querschnittsverändernde Bauteil durch einen den Durchlaßkanal (12), der im Bodenventil (10) angeordnet ist, abdecken­ den, geschlitzten Steuerring (15) gebildet ist, welcher an seinem Außen­ durchmesser an einem starren Bauteil zur Anlage kommt, wobei das starre Bauteil durch einen winkelförmigen Metallring (16) gebildet ist, und der im Bodenventil (10) angeordnete Durchlaßkanal (12) von den der Zugstufe zugeordneten Durchlaßöffnungen gebildet ist, während der geschlitzte Steuerring (15) die der Zugstufe zugeordnete Ventilscheibe bildet und von einer Ventilfeder (14) beaufschlagt ist.

2. Hydropneumatischer Zweirohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßkanal (12) in einen Ringraum (13) mündet, der durch den geschlitzten Steuerring (15) abgedeckt ist.

3. Hydropneumatischer Zweirohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Kunststoff bestehende Steuerring (15) eine fest mit dem Kunststoff verbundene Metallschicht aufweist.