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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Einzelrohr-Dämpfer,
wie in GB-A-691477
und im Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gasgefüllte Einzelrohr-Dämpfer sind
in herkömmlicher
Weise bekannt, worin ein Kolben mit einer angeschlossenen Kolbenstange
verschiebbar in einem mit Fluid gefüllten Rohr getragen wird, mit
einem separaten Kol-ben,
der als eine Gasschale bezeichnet wird und verschiebbar in dem Rohr
an der gegenüberliegenden
Seite des Kolbens von der Stange getragen wird. Die Gasschale trennt
eine zusammendrückbare
Gasfüllung
von dem Fluid. Es wurde herausgefunden, dass gasgefüllte Einzelrohr-Dämpfer wünschenswerte
Leistungsmerkmale zeigen, wenn sie in manchen Aufhängungsanordnungen
verwendet werden.
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Jedoch war die Verwendung von gasgefüllten Einzelrohr-Dämpfern bisher
auf nur bestimmte Aufhängungsanordnungen
von solchen, in welchen eine solche Verwendung wünschenswert ist, beschränkt. Wenn
zum Beispiel ein Dämpfer
in einem Fahrzeug mit Vorderradantrieb verwendet wird, so wird er
im Allgemeinen über
der Achse und unter der Motorhauben- oder Stoßstangenlinie getragen. Dies schränkt die
Gesamtlänge
des Dämpfers
ein. Für eine
gute Lebensdauer muss die Bewegungslänge eines Dämpfers eine annehmbare Länge besitzen, wie
sie durch die Aufhängungsanforderungen
des Fahrzeuges bestimmt werden. Bei bekannten gasgefüllten Einzelrohr-Dämpfern führen die
Gasfüllung und
die Gasscha- le ein
unerwünschtes
Maß inaktiver Länge in die
Anordnung ein, und reduzieren dadurch die aktive Bewegungslänge des
Dämpfers.
Dies erzeugt Schwierigkeiten bei der Einkapselung des Dämpfers innerhalb
der Aufhängung
und verhindert in einigen Fällen
die Verwendung eines gasgefüllten Einzelrohr-Dämpfers.
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Ein weiterer komplizierender Faktor
bei der Schaffung einer annehmbaren Bewegungslänge entsteht auf Grund der
erhöhten
Belastbarkeitsanforderungen, die an Dämpfer gestellt werden. Um höhere Lasten
ausreichend tragen zu können,
besitzt der Stangenbauteil eines Dämpfers einen erhöhten Durchmesser.
Daher ist die Ölmenge,
die verdrängt wird,
wenn die Stange während
der Verdichtung in das Rohr eintritt, größer. Die Verdrängung von
mehr Fluid macht größere Anforderungen
bezüglich
des Volumenausgleichs notwendig, erfordert eine größere lineare
Bewegung der Gasschale und erhöht
notwendigerweise die Gesamtlänge
der Dämpferanordnung.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Einzelrohr-Dämpfer
gemäß den Merkmalen
von Anspruch 1 zu schaffen. Der Stangenführungskörper und der Kolbenkörper sind
als Stanzteile mit einer Form geschaffen, die es ihnen gestattet,
in einer überlappenden
Art zusammenzupassen, wenn der Dämpfer
sich seiner vollen Ausdehnung annähert: Daher wird die aktive
Bewegungslänge
des Schwingungsdämpfers
maximiert. Darüber
hinaus benützt die
Stangenführung
ein Paar unabhängiger
Laufbuchsen, um den seitlichen Halt, der durch die Kol-benstange, welche
eine erhöhte
Ausdehnbarkeit besitzt, zu maximieren.
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Vorzugsweise ist die Stangendichtung
in Form von zwei einzelnen Komponenten an gegenüberliegenden Seiten der äußeren Laufbuchse
eingeschlossen, um eine sicherere Dichtungsanordnung für den Dämpfer zu
schaffen. Auch die Stangenführung
ist vorzugsweise so konstruiert, dass sie sich während des Abschließens des
oberen Endes des Zylinderrohres selbst zentriert. Ein herkömmliches Mittel
zum Einbringen einer Gasfüllung
in das Zylinderrohr zwischen seinem unteren geschlossen Ende und
der eingesetzten Gasschale ist vorgesehen. Die Gasschale ist vorzugsweise
auf eine Weise konstruiert, dass sie zusätzlich auf überlappende Art mit der Kolbenanordnung
zusammenpasst.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht eines Schwingungsdämpfers.
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2 ist
eine fragmentarische Querschnittsansicht der Stangenführungs-
und Kolbenanordnungen des Schwingungsdämpfers von 1, der in einer voll ausgedehnten Stellung
gezeigt ist.
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3 ist
eine fragmentarische Querschnittansicht des Schwingungsdämpfers von 1, der in einer voll ausgedehnten
Stellung gezeigt ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
ist in 1 ein Schwingungsdämpfer 10 des
gasgefüllten
Einzelrohr-Stoßdämpfer-Typs
illustriert. Der Dämpfer 10 umfasst
ein längliches äußeres zylindrisches
Rohr 12, welches an seinem unteren Ende 14 geschlossen
ist. Eine Kolbenanordnung 20 ist zur Hin- und Herbewegung
innerhalb des Rohres 12 befestigt. Die Kolbenanordnung 20 umfasst
einen Kolbenkörper 21 aus
gestanztem Stahl, der ein Band aus Material 22 mit niedriger
Reibung trägt,
welches dicht und verschiebbar mit der inneren Wand 15 des zylindrischen
Rohres 12 in Eingriff steht. Die Kolbenanordnung 20 trennt
das Rohr 12 hydraulisch in zwei ausdehnbare und zusammenziehbare
Arbeitskammern, die als Verdichtungskammer 30 und Ausdehnungskammer 32 bezeichnet
werden.
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Das obere Ende 16 des Rohres 12 ist
so geformt, dass es sicher eine Stangenführungsanordnung 25 trägt. Ein
Kolbenstange 26 ist sicher an die Kolbenanordnung 20 angeschlossen,
erstreckt sich durch Ausdehnungskammer 32 und die Stangenführungsanordnung 25 und
tritt aus dem Rohr 12 aus. Die Kolbenstange 26 umfasst
eine ringförmige
Schulter 28, die eine im Allgemeinen zylindrische Staubrohranordnung 29 trägt, welche
sich abwärts über das
Rohr 12 erstreckt.
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Das obere Ende 34 der Kolbenstange 26 umfasst
eine Befestigungsarmatur 35, welche zur Befestigung an
die Karosserie eines Fahrzeuges (nicht illustriert) vorgesehen ist.
Das untere Ende 14 des Zylinderrohres 12 umfasst
auch eine Befestigungsarmatur 36 zur Verbindung mit der
Radanordnung des Fahrzeuges (nicht illustriert). Daher bewegt sich
die Kol-benanordnung 20,
in Antwort auf die relative Bewegung zwischen der Radanordnung und
dem Fahrzeug, innerhalb des Rohres 12 hin und her.
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Das zylindrische Rohr 12 trägt einen Ölvorrat,
welcher ein Dämpfungsmedium
für den
Dämpfer 10 schafft.
Während
eines Verdichtungshubes tritt ein zunehmendes volumetrisches Maß der Kolbenstange 26 durch
die Stangenführungsanordnung 25 in das
Rohr 12 ein, während
die Kolbenanordnung 20 in dem Rohr 12 abwärts gleitet.
Daher muss ein Mittel zur Unterbringung dieses vergrößerten Volumens
innerhalb des Dämpfers 10 geschaffen
werden. Dem entsprechend ist eine zusammendrückbare Gasfüllung innerhalb der Ausgleichskammer 38 getragen, welche
von der Verdichtungskammer 30 durch eine sich hin und her
bewegende Gasschalenanordnung 40 getrennt ist.
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Wenn das zunehmende Maß der Kolbenstange 26 in
das Rohr 12 während
eines Verdichtungshubes des Dämpfers 10 eintritt,
wird das Gas innerhalb der Ausgleichskammer 38 zusammengedrückt, während die
Gasschalenanordnung 40 in Ansprechen auf die Verdrängung des
nicht zusammendrückbaren
hydraulischen Fluides, das innerhalb der Verdichtungskammer 30 und
der Ausdehnungskammer 32 gehalten wird, abwärts gleitet.
Ein herkömmliches
Mittel zum Einbringen einer Gasfüllung
in die Ausgleichskammer 38 ist nahe dem unteren Ende 14 des
Rohres 12 vorgesehen.
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Unter Bezugnahme auf 2 sind die Kolbenanordnung 20 und
die Stangenführungsanordnung 25 in
größerem Detail
dargestellt, wobei der Dämpfer 10 sich
in seiner vollständig
ausgedehnten Stellung befindet. Der Kolbenkörper 21 umfasst eine Basis 42 und
eine ringförmige
Schürze 43,
die einen ringförmigen
Hohlraum 44 bildet, welcher zu der Ausdehnungskammer 32 hin
offen ist. Die Basis 42 umfasst eine Öffnung 45, die den
abwärts
gerichteten Abschnitt 46 der Kolbenstange 26 aufnimmt
und auf dem selben durch eine Mutter 47 gesichert ist,
welche durch ein Gewinde mit dem Gewindeabschnitt 48 der
Kolbenstange 26 in Eingriff steht. Eine Ventilanordnung 50 vom
bidirektionalen Einscheibentyp wird um den abwärts gerichteten Abschnitt 46 der
Kolbenstange 26 herum innerhalb des ringförmigen Hohlraumes 44 der
Kolbenanordnung 20 getragen.
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Die Stangenführungsanordnung 25 umfasst einen
Stangenführungskörper 52 aus
gestanztem Metall, welcher einen unteren ringförmigen Schen kel umfasst, der
eine Nabe 53 bildet. Die Nabe 53 umgibt die Kolbenstange 26.
Eine obere ringförmige
Schürze 54 ist
nach außen
in Aufwärtsrichtung
versetzt und gegen das obere Ende 16 des Rohres 12 zwischen der
gewalzten Nut 55 und dem ringförmigen Schenkel 56 angeordnet.
Dies resultiert in einem steuernden Effekt von der Ausrichtung der
Kolbenstange 26 durch die untere Laufbuchse 72 und
die obere Laufbuchse 70, was die innere Reibung in dem
Dämpfer 10 minimiert.
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Der Abschluss des Dämpfers 10 wird
erzielt, indem gleichzeitig die radiale Nut 55 profilgewalzt wird
und der ringförmige
Schenkel 56 über
das obere Ende 16, im Wesentlichen normal zu dem Hauptabschnitt
des Rohres 12, und über
die Stangenführungsanordnung 25 gedrückt und
gewalzt wird. Die Bildung der radialen Nut 55 und der Abschluss
des oberen Endes 16 ist kritisch und wird daher in der
selben Maschine ausgeführt,
was in einem ausgerichteten Abschluss des Dämpfers 10 und einer
sicheren Abdichtung des selben resultiert.
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Ein Hohlraum 58 ist um die
Kolbenstange 26 herum nahe dem oberen Ende 16 des
Rohres 12 zwischen dem Stangenführungskörper 52 und dem ringförmigen Schenkel 56 des
Rohres 12 gebildet. Der Hohlraum 58 trägt eine
erste Dichtungsanordnung 60 und eine zweite Dichtungsanordnung 62,
welche zwischen dem ringförmigen
Schenkel 56 des Rohres 12 und der Leiste 51 des
Stangenführungskörpers 52 gesichert
werden.
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Die äußere Dichtungsanordnung 60 umfasst ein
ringförmiges
elastisches Dichtungselement 61, welches durch die Dichtungshalterung 63 mit
einer Schraubenfeder 65 getragen wird, welche das Dichtungselement 61 gegen
die Kolbenstange 26 vorspannt. Die innere Dichtungsanordnung 62 umfasst ein
elastisches Dichtungselement 67, welches durch eine Dich tungshalterung 68 getragen
wird und gegen die Kolbenstange 26 durch eine Schraubenfeder 69 vorgespannt
ist.
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Die obere Laufbuchse 70 und
die untere Laufbuchse 72 sind in der Stangenführungsanordnung 25 in
einer beabstandeten Art angeordnet, so dass ein zusätzliches
Maß an
seitlichem Halt für
die Kolbenstange 26 geschaffen wird, welches die Kolbenstange 26 in
einer ausgerichteten Orientierung hält und verhindern hilft, dass
exzessive Seitenkräfte auf
die Dichtungsanordnungen 60 und 62 aufgebracht
werden. Die obere Laufbuchse 70 wird durch die Dichtungshalterung 68 gegen
die Kolbenstange 26 getragen. Die untere Laufbuchse 72 wird
durch die Nabe 53 des Stangenführungskörpers 52 gegen die
Kolbenstange 26 getragen. Durch den sich abwärts erstreckenden
ringförmigen
Schenkel, der die Nabe 53 des Stangenführungskörpers 52 trägt, ist
die untere Laufbuchse 72 in einem maximalen praktischen
Abstand von der oberen Laufbuchse 70 beabstandet.
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Eine integrale hydraulische Rückschlagbegrenzungsfunktion
wird durch die Kolbenanordnung 20 und die Stangenführungsanordnung 25 getragen. Die
Kolbenanordnung 20 trägt
ein unteres Rückschlagbegrenzungselement 76,
welches eine ringförmige
Basiswand 77, die zwischen der Lagerscheibe 78 und
der Ventilanordnung 50 eingeschlossen ist, und eine sich
aufwärts
erstreckende zylindrische Wand 79 umfasst. Die Stangenführungsanordnung 25 trägt ein oberes
Rückschlagbegrenzungselement 80,
welches eine ringförmige
Basiswand 81, die an dem Stangenführungskörper 52 fixiert ist,
und eine sich abwärts
erstreckende zylindrische Wand 82 umfasst, welche ein nach
außen
aufgeweitetes Ende 83 umfasst.
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Die zylindrische Wand 79 des
unteren Rückschlagbegrenzungselementes 76 wird
passgenau innerhalb der zylindrischen Wand 82 des oberen Rückschlagbegrenzungselementes 80 aufgenommen, während der
Dämpfer
sich einer vollständig
ausgedehnten Stellung annähert.
Während
dies geschieht, wird Fluid, das innerhalb des Hohlraums 85 gefangen ist,
durch den Spalt 86 zwischen dem unteren Rückschlagbegrenzungselement 76 und
dem oberen Rückschlagbegrenzungselement 80 ausgetrieben. Anfänglich ist
der Spalt 86 nahe dem Ende 83 des oberen Rückschlagbegrenzungselementes 80 relativ groß, und während das
untere Rückschlagbegrenzungselement 76 weiter
innerhalb des oberen Rückschlagbegrenzungselementes 80 aufgenommen wird,
nimmt die Größe des Spaltes 86 ab.
Ein in dem Hohlraum 85 erzeugter Fluidrückstau verlangsamt hydraulisch
die Bewegung des Dämpfers 10,
während
er sich einem vollen Rückschlagzustand
annähert.
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Wenn der Dämpfer 10 den vollen
Rückschlagzustand
erreicht, kontaktiert die Lagerscheibe 78 mechanisch die
Nabe 53 des Stangenführungskörpers 52,
wobei sie das Ausmaß der
Bewegung für den
Dämpfer 10 positiv
beschränkt.
Die Abruptheit dieses mechanischen Anschlages wird abgefangen, insbesondere
indem das Ausmaß des
Spaltes, der zwischen dem unteren Rückschlagbegrenzungselement 76 und
dem oberen Rückschlagbegrenzungselement 80 geschaffen
wird, angepasst wird, wodurch ein hydraulisches Kissen gebildet
wird.
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Das Ende 83 des oberen Rückschlagbegrenzungselementes 80 wird
innerhalb der ringförmigen Schürze 43 der
Kolbenanordnung 20 aufgenommen und die Nabe 53 der
Stangenführungsanordnung 25 wird
innerhalb des unteren Rückschlagbegrenzungselementes 76 aufgenommen.
Durch Schaffung der zusammenpassenden Überlappung der Kolbenanordnung 20 -mit
der Stangenführungsanordnung 25 wird
die Ausdehnung des Dämpfers 10 maximiert.
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Unter Bezugnahme auf 3, ist der Dämpfer 10 in einem
voll zusammengedrückten
Zustand gezeigt. Die Gasschalenanordnung 40 umfasst eine ringförmige Nut 90,
die eine elastische Dichtung 91 trägt, welche die innere Wand 15 des
Rohres 12 kontaktiert und die Trennung zwischen der Gasfüllung in der
Ausgleichskammer 38 und dem Fluid, das in der Verdichtungskammer 30 gehalten
wird, aufrecht erhält.
Die Gasschalenanordnung 40 umfasst auch ein Schalenelement 92,
welches sich über
das Rohr 12 spannt und sich zu der Verdichtungskammer 30 hin öffnet. Die
Gasschalenanordnung 40 ist so konstruiert, um das untere
Ende 23 der Kolbenstange 26 innerhalb des Schalenelementes 92 aufzunehmen.
Die Einfassung 93 des Schalenelementes 92 kann
mit der Basis 42 der Kolbenanordnung 20 in Eingriff
gebracht werden. Die Mutter 47 wird vollständig innerhalb
des Schalenelementes 92 aufgenommen, so dass die Bewegung
des Dämpfers 10 in
einer Verdichtungsrichtung maximiert wird.
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In Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung
schafft einen Dämpfer 10 des
gasgefüllten
Einzelrohr-Stoßdämpfertyps
ein größeres Ausmaß an Bewegung
pro Einheitslänge.
Darüber hinaus
wird eine Kol-benstange 26 mit
relativ kleinerem Durchmesser möglich
gemacht durch den seitlichen Halt, der durch die in einem Abstand
auseinander angeordnete obere Laufbuchse 70 und untere Laufbuchse 72 geschaffen
wird.