DE4230237A1 - Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer mit einem Bodenventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Schwingungs­ dämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei modernen Kraftfahrzeugen geht die Tendenz dahin, die Reifenbreiten und Durchmesser zu vergrößern. Im Gegenzug können die Radkästen jedoch nicht erweitert werden. Aus die­ ser Entwicklung ergeben sich Schwierigkeiten, die bekannten Schwingungsdämpfer verwenden zu können.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Gm 91 10 666 ist ein hydro­ pneumatischer Schwingungsdämpfer bekannt, der zumindest das Problem des maximalen Federungsweges bei vorgegebener Baulän­ ge löst. Der in dem Gebrauchsmuster vorgeschlagene Schwingungs­ dämpfer bereitet aber durch seinen Durchmesser im Bodenbereich Platzprobleme, die es zu lösen gilt.

Andererseits besitzt diese Schwingungsdämpferausführung den Vorteil, daß er sich wiederverschließen lädt. Gerade bei Fahrzeugen, die nur in Kleinserien hergestellt werden, kann die Abstimmung des Bodenventils Schwierigkeiten bereiten. Es kommt deshalb manchmal vor, daß ein Schwingungsdämpfer, ins­ besondere bei Versuchsreihen, geöffnet werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen raumsparen­ den Schwingungsdämpfer zu realisieren, dessen Bodenventil sich mit geringem Aufwand ein und aus dem Schwingungsdämpfer ausbauen läßt, wobei sich der Demontageaufwand möglichst gering halten soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 gelöst.

Die Befestigungshülse fixiert das Bodenventil, ohne das es einen Formschluß, z. B. einer Sicke o. ä, zwischen dem Druck­ rohr und dem Bodenventil bedarf, der die Hublänge der Kolben­ stange reduzieren würde. Eine Sicke oder andere Formschlüsse bringen immer einen zusätzlichen Fertigungsschritt mit sich, der bei dieser Ausführungsform vorteilhafterweise entfällt.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Kraftschluß einerseits durch eine Reibkraft und anderer­ seits durch eine Druckkraft hergestellt, wobei die die Reib­ kraft verursachende Normalkraft durch den Betriebsdruck des Dämpfmediums innerhalb des kolbenstangenfernen Arbeitsraums auf eine Innenmantelfläche und die Druckkraft durch eine auf der dem Kolben zugewandte Stirnfläche der Befestigungshülse erzeugt wird.

Für besonders hochbelastete Schwingungsdämpfer ist es vorge­ sehen, daß für eine zusätzliche druckunabhängige Reibkraft zwischen dem Druckrohr und der Befestigungshülse mindestens ein elastischer Klemmring montiert ist. Durch die Verwendung mehrerer Klemmringe kann die Reibkraft beträchtlich gesteigert werden.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird der elastische Klemmring von einem O-Ring gebildet wird, der innerhalb einer Nut in der Befestigungshülse gekammert ist. Mit dem relativ elastischen O-Ring können Kratzer und Riefen bei der Montage der Befestigungshülse vermieden werden.

Alternativ oder in Kombination zum Klemmring sind an dem dem Bodenventil abgewandten Ende an der Außenmantelfläche der Befestigungshülse Deformationssegmente angeordnet, die im endmontierten Zustand der Befestigungshülse eine Preßpassung mit dem Druckrohr bilden und somit ebenfalls für eine zusätz­ liche Reibkraft sorgt.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch besitzt die Befesti­ gungshülse eine Zentrierung, die zusammen mit einem Zentrier­ ansatz des Bodenventils eine Preßpassung bildet. Die Montage gestalte sich äußerst einfach. Man verbindet das Bodenventil außerhalb des Dämpfers mit der Befestigungshülse und führt dann diese Einheit in das Druckrohr bis zur Anlage mit dem Boden des Schwingungsdämpfers ein.

Für die Montage verfügt die Befestigungshülse über mindestens eine Werkzeugfläche für eine Montagewerkzeug. Als besonders einfach und wirkungsvoll hat es sich erwiesen, eine einfache Ringnut in die Befestigungshülse einzuarbeiten, in die ein Ziehwerkzeug, z. B. eine Zange, eingreifen kann. Mit dem Ziehwerkzeug wird die Befestigungshülse zusammen mit dem Bodenventil aus dem Schwingungsdämpfer entfernt.

Zur Vermeidung von Beschädigungen des Druckrohres am Innen­ durchmesser besitzt die Befestigungshülse vorteilhafterweise an ihren beiden Enden an der Außenmantelfläche Montageform­ schrägen.

Die folgende Figurenbeschreibung soll die Erfindung mit ihren Vorteilen näher beschreiben.

Es zeigt:

Fig. 1 Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer mit seinen wesentlichen Bauteilen im Schnitt,

Fig. 2 Befestigungshülse mit einem Demontagewerkzeug,

Fig. 3 Befestigungshülse mit zahnartigen Vorsprüngen.

Fig. 1 stellt einen in seinen wesentlichen Bauteilen bekann­ ten hydropneumatischen Schwingungsdämpfer 1 dar, bei dem ein Druckrohr 3 mit einem Boden 5 und einer zerstörungsfrei wieder­ verschließbaren Kolbenstangenführung 7 einen Arbeitsraum bilden, der von einem mit Dämpfventilen für die Zug- und Druckrichtung 9, 11 versehen Kolben 13 an einer Kolbenstange 15 in einen kolbenstangenseitigen 17 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 19 unterteilt wird. Am Boden 5 des Druckrohres 3 ist ein Bodenventil 21 angeordnet, das bei einer Kolbenstan­ geneinfahrbewegung eine Dämpfkraft erzeugt und in umgekehrter Durchströmungsrichtung praktisch strömungswiderstandslos arbeitet. Auf der dem Arbeitsraum 19 abgewandten Seite besitzt das Druckrohr 3 einen Anschluß 23 für einen nicht dargestellten Federspeicher. Aus Übersichtlichkeitsgründen wurde auch auf die Darstellung der Anschlußelemente des Schwingungsdämpfer 1 an ein Fahrzeug verzichtet.

Das Bodenventil 21 wird von einer Befestigungshülse 25 axial fixiert, wobei sich die Befestigungshülse 25 mit ihrer dem Arbeitsraum 19 gegenüberliegenden Stirnseite auf dem Boden­ ventil 21 abstützt.

Die Funktion des Schwingungsdämpfer 1 ist weitestgehend be­ kannt, so daß sich die Beschreibung darauf beschränken kann, daß das verdrängte Kolbenstangenvolumen bei der Kolbenstangen­ einfahrbewegung teilweise durch das Druckstufenventil 9 und das Bodenventil 21 strömt. Der Druck innerhalb des Arbeits­ raums 19 ist folglich sehr deutlich höher als im Arbeitsraum 17 und vor allem gegenüber dem Anschlußraum 27 des Bodenven­ tils 21. Bei der Kolbenstangenausfahrbewegung übernimmt das Zugstufendämpfventil 11 die gesamte Dämpfkraft. Im Arbeits­ raum 19 und dem Anschlußraum 27 herrscht der gleiche Druck.

Die zerstörungsfreie Wiederverschließbarkeit der Kolbenstan­ genführung 7 wird ganz einfach dadurch realisiert, daß ein Sprengring 28 die Kolbenstangenführung 7 axial fixiert. Bei Bedarf kann, nach dem das Dämpfmedium über den Anschluß 23 abgelassen wurde, die Kolbenstangenführung 7 axial in Rich­ tung des Arbeitsraums 17 verschoben werden und anschließend lädt sich der Sprengring 29 mit einem löffelähnlichen Werkzeug entfernen. Anschließend wird die Kolbenstange 15 aus den Dämpfer 1 gezogen, wobei die Kolbenstangenführung 7 mitent­ fernt wird.

In Fig. 2 sind die erfindungswesentliche Befestigungshülse 25 und das Bodenventil 21 vergrößert dargestellt. Die Befesti­ gungshülse 25 ist als Rohling ein einfacher Rohrkörper. An der Außenmantelfläche sind an beiden Enden Montageformschrägen 29 angearbeitet. Im mittlere Teil der Befestigungshülse ist ein Klemmring in der Ausführung eines O-Ringes 31 innerhalb einer Kammer 33 angeordnet, die von einer Nut 35 der Befestigungshülse 25 und dem Innendurchmes­ ser des Druckrohres 3 gebildet wird. Des weiteren enthält die Befestigungshülse 25 eine Zentrierung 26 für einen Zen­ trieransatz 22 des Bodenventil 21. Die Zentrierung 26 der Befestigungshülse 25 und der Zentrieransatz 22 des Bodenven­ tils 21 bilden eine Preßpassung, die von den Toleranzfelder so ausgelegt ist, daß zwar eine sichere Verbindung zwischen dem Bodenventil 21 und der Befestigungshülse 25 besteht, aber die durch die Preßpassung bedingte Aufweitung der Be­ festigungshülse 25 im Bereich der Zentrierung praktisch zu vernachlässigen ist.

Die Montage des Bodenventils 21 gestaltet sich sehr einfach. Man verbindet außerhalb des Schwingungsdämpfers 1 das Boden­ ventil 21 mit der Befestigungshülse 25 führt es anschließend in das Druckrohr 3 ein und verschiebt die Befestigungshülse 25, z. B. mit einem rohrähnlichen Werkzeug, bis das Bodenventil 21 am Boden 5 anliegt.

Während des Dämpferbetriebes herrscht im Arbeitsraum 19 stets ein Druck innerhalb des Dämpfmediums, der die Innenmantel­ fläche 37 und die Stirnfläche 39 beaufschlägt. Die Passung zwischen dem Außendurchmesser der Befestigungshülse 25 und dem Innendurchmesser des Druckrohres 3 ist so gewählt, daß bei der Montage der Befestigungshülse 3 die Innenfläche des Druckrohres 3 nicht beschädigt wird, aber auch kein Spiel vorliegt. Die Druckkräfte halten die Befestigungshülse 25 zusammen mit dem. Bodenventil 21 in der Montageposition. Der O-Ring 31 erzeugt eine Reibkraft, die eine zusätzliche Sicher­ heit darstellt.

Zu einer etwaigen Demontage der Befestigungshülse 25 muß, wie schon zur Fig. 1 beschrieben, die Kolbenstangenführung 7 entfernt werden. Nachdem die Kolbenstange entfernt ist, kann eine Zange oder ein anderes beliebiges Ziehwerkzeug 41 an die Werkzeugfläche 43 zur Demontage der Einheit, bestehend aus der Befestigungshülse 25 und dem Bodenventil 21 angesetzt werden. Die Montageschrägen 29 an beiden Enden der Befesti­ gungshülse 25 erleichtern die Montage bzw. Demontage und verringern das Risiko der Riefenbildung am Druckrohrinnendurch­ messer.

Fig. 3 entspricht weitestgehend der Fig. 2, so daß nur noch auf die Unterschiede eingegangen wird. Neben dem schon erwähnten O-Ring 31 besitzt die Befestigungshülse 25 Deforma­ tionssegmente 45 an ihrer Außenmantelfläche. Nach Erreichen der Endstellung der Befestigungshülse 25 bei der Montage werden mit einem Werkzeug, das eine keilförmige Arbeitsfläche besitzt, die Deformationssegmente 45 verformt, wodurch sich zwischen dem Druckrohr 3 und den Deformationssegmenten 45 eine starke Preßpassung ergibt.

Die Verpressung wird selbstverständlich erst dann durchgeführt, wenn die Abstimmungsversuche abgeschlossen sind, damit eine unter Umständen nötige Demontage möglich bleibt.

Versuche haben ergeben, daß je nach Belastung des Schwingungs­ dämpfers und Wahl der Toleranzen auf die Verwendung eines Klemmringes 31 oder der Deformationssegmente 45 verzichtet werden kann. Umgekehrt kann man aber auch mehrere Klemmringe zur Steigerung der Reibungskraft verwenden.

Claims (8)

1. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer, umfassend ein dämpfmediumgefülltes Druckrohr mit einem Boden und einer zerstörungsfrei wiedermontierbaren Kolbenstangendichtungs­ führungseinheit, die einen Arbeitsraum bilden, der von einem mit Dämpfventilen versehenen Kolben an einer axial verschiebbaren Kolbenstange in einen kolbenstangenseiti­ gen und einen kolbenstangenfernen zweigeteilt wird, ein Dämpfventil am Boden des Schwingungsdämpfers, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfventil am Boden (Boden­ ventil) (21) des Schwingungsdämpfers (1) axial von einer Befestigungshülse (25) fixiert wird, wobei zwischen der Befestigungshülse (25) und dem Druckrohr (3) eine kraft­ schlüssige Verbindung besteht.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits eine Reibkraft und anderer­ seits eine Druckkraft den Kraftschluß darstellen, wobei die die Reibkraft verursachende Normalkraft durch den Betriebsdruck des Dämpfmediums innerhalb des kolbenstan­ genfernen Arbeitsraums (19) auf eine Innenmantelfläche (37) und die Druckkraft durch eine auf der dem Kolben (13) zugewandte Stirnfläche (39) der Befestigungshülse (25) erzeugt wird.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine zusätzliche druckunabhängige Reibkraft zwischen dem Druckrohr (3) und der Befestigungs­ hülse (25) mindestens ein elastischer Klemmring vorgesehen ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, daß der elastische Klemmring von einem O-Ring (31) gebildet wird, der inner­ halb einer Nut (35) in der Befestigungshülse (25) gekam­ mert ist.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Bodenventil (25) abgewand­ ten Ende an der Außenmantelfläche der Befestigungs­ hülse (25) Deformationssegmente (45) angeordnet sind, die im endmontierten Zustand der Befestigungshülse (25) eine Preßpassung mit dem Druckrohr (3) bilden.

6. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (25) eine Zen­ trierung (26) besitzt, die zusammen mit einem Zentrieran­ satz (22) des Bodenventils (21) eine Preßpassung bildet.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (25) über min­ destens eine Werkzeugfläche (43) für eine Montagewerkzeug verfügt.

8. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (25) an ihren beiden Enden an der Außenmantelfläche Montageformschrä­ gen (29) besitzt.