DE9205435U1 - Einzieh- und ausfahrbarer Schwingungsdämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE 23 59 690 ist ein einzieh- und ausfahrbarer Schwingungsdämpfer bekannt, wie er bevorzugt an Nutzfahrzeugen mit einer Liftachse zur Anwendung kommt. Bei diesem Schwingungsdämpfer besteht unter anderem die Gefahr, daß der Kolben bei extrem schnellen Einfederungsbewegungen der Liftachse von dem Hilfskolben hydraulisch blockiert wird. Die Ursache für diesen Mangel liegt darin, daß die kreisringförmige Fläche des Hilfskolbens, die den rückseitigen Schließkegel bildet, druckbeaufschlagt wird und der Hilfskolben in der Sperrstellung die Drosselkanäle des Dämpfkolbens verschließt.

Des weiteren wird die Funktionstüchtigkeit einer Liftachse daran gemessen, wie schnell und mit welchem Energieaufwand sie sich bewegen läßt. Ein nicht zu unterschätzenden Anteil ist den Leckverlusten innerhalb des Dämpfers zuzuschreiben. Diese Leckölverluste müssen von der Energiequelle ausgeglichen werden, daß sich folglich in einem erhöhten Energiebedarf der Druckquelle niederschlägt.

In die gleiche Richtung geht der Nachteil des vorliegenden Schwingungsdämpfers, daß die vom Arbeitsraum druckbeaufschlagte Fläche des Hilfskolben deutlich größer ist, als die dem Zwischenringraum zugewandte Fläche. Entsprechend muß die Energiequelle zur Betätigung der Liftachse erst einen größeren Druck bezogen auf den Hilfskolben erzeugen, als die resultierende Kraft, besteht aus der Federkraft, der Reibkraft der Dichtung zwischen Hilfskolben und Hilfszylinder und der Druckkraft im Arbeitsraum, die auf den Hilfskolben wirkt.

Problematisch ist bei dieser Dämpferausführung, daß in dem Moment, wenn aus der Liftstellung in die Betriebsstellung der Achse abgesenkt werden soll, der Betriebsdruck im kolbenstangeseitigen Arbeitsraum auf den Hilfskolben in Schließrichtung wirkt. Die einerseits unerwünschten Leckverluste sorgen dafür, daß sich der Druck im kolbenstangenseitxgen Arbeitsraum abbauen kann und damit im gleichen Maße die Druckkraft auf den Hilfskolben in Schließrichtung abnimmt. Dieser Effekt macht sich in einem trägen Ansprechverhalten der Liftachse beim Absenken bemerkbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die Funktionstüchtigkeit des Dämpfers für jede Fahrsituation zu gewährleisten und den zur Betätigung der Liftachse nötige Zeit- und Energieaufwand auf einem möglichst niedrigen Niveau zu halten.

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

Der Druck im Arbeitsraum steht immer so am Hilfskolben an, daß eine Sperrstellung des Hilfskolbens aufgrund schneller Federungsbewegungen der Liftachse ausgeschlossen sind. Ferner wird durch die sorgfältige Abdichtung zwischen dem Zylinderringraum und dem Arbeitsraum die Leckölrate drastisch gesenkt. Vorteilhafterweise sinken der Energiebedarf und die Einfahrzeit. Steht der Zylinderringraum unter einer Druckvorspannung, braucht, wie Versuche gezeigt haben, die Energiequelle nur periodisch eingeschaltet zu werden ohne das die Gefahr besteht, daß sich die Liftachse selbsttätig absenkt.

In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Hilfskolben derart ausgebildet, daß die den Zylinderringraum begrenzende Fläche im wesentlichen so groß bemessen ist wie die Fläche, die dem Arbeitsraum zugewandt ist und der Außendurchmesser des Hilfskolbens im wesentlichen dem Innendurchmesser des Hilfszylinders entspricht. Folglich kann die Federkraft am Hilfskolben von dem einströmenden Dämpfmedium leichter überwunden werden, was sich in einem reduzierten Energieverbrauch auswirkt.

In einer vorteilhafter Ausführungsvariante bilden der Außendurchmesser des Hilfszylinders und der Innendurchmesser des Zylinders einen Ringspalt, der den Voröffnungsquerschnitt für den Dämpfkolben darstellt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung wird die Funktionsweise des Schwingungsdämpfers näher erläutert.

Die Figur zeigt einen einzieh- und ausfahrbaren Schwingungsdämpfer innerhalb eines stark vereinfachten Hydraulik-Systems. An den Befestigungselementen 4, 6 des Schwingungsdämpfers 1 ist

zylinderseitig eine nicht dargestellte Liftachse angebunden und kolbenstangenseitig besteht eine Anbindung an einen Fahrzeugrahmen.

Das Hydraulik-System enthält eine Energiequelle 8, die aus einem Vorratsbehälter 10 Dämpfmedium unter Zwischenschaltung eines willkürlich betätigbaren Schaltventils 12 den Schwingungsdämpfer 2 mit Dämpfmedium versorgt. Entsprechend besitzt der Schwingungsdämpfer 2 zwei Dämpfmedium-Anschlüsse 14, 16, von denen einer 16 zum Zylinder 18 gehörig ist und einer 14 mit der hohlen Kolbenstange 20 des Schwingungsdämpfers 2 verbunden ist.

Die Kolbenstange 20 kann sich innerhalb des Zylinders 18 axial bewegen. An der Kolbenstange 20 ist ein Dämpfkolben 22 befestigt, der den Zylinder 18 in zwei Arbeitsräume 24, 26 unterteilt. Innerhalb des Dämpfkolbens 22 sind Drosselkanäle 28 eingebracht, die von Ventilfedern mit Ventilscheiben abgedeckt werden.

Im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 24 des Zylinders 18 ist an der Kolbenstange 20 ein Hilfszylinder 30 mit einem Hilfskolben 32 montiert. Der Hilfskolben 32 ist mittels einer Feder 34 zwischen dem Dämpfkolben 22 und dem Hilfszylinder 30 verspannt, wobei der Hilfszylinder 30, bestehend aus einer Wandung 36 und einem Bodenstück 38, und der Hilfskolben 30 einen Zylinderringraum 40 bilden. Dieser Zylinderringraum 40 ist durch Dichtungen 42, 44 an dem Innen- und Außendurchmesser des Hilfskolbens 32 gegenüber dem Arbeitsraum 24 abgedichtet. Der Zylinderringraum 40 ist über Verbindungskanäle 46, die in einen gemeinsamen Ringraum 4 8 münden, mit der hohlen Kolbenstange 20 verbunden. Des weiteren ist der Zylinderringraum 40 an den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 24 über Zuströmbohrungen 50 angeschlossen, die ein Überdruckventil 52 mit Rückschlageinrichtung besitzen.

Die rechte Hälfte der Hilfskolbens 32 zeigt den Schwingungsdämpfer 2 bei abgesenkter Liftachse. Soll die Liftachse angehoben werden, so muß das Schaltventil 12 in die Durchlaßstellung für den Kolbenstangen-Anschluß 14 geschaltet werden. Das Dämpfmedium strömt durch die hohle Kolbenstange 20 in den Ringraum 48 und über die Verbindungskanäle 4 6 in den Zylinderringraum 40. Ein Anschlag am Hilfskolben 32

garantiert, daß dieser nicht ganzflächig an dem Hilfszylinder 30 anliegt. Gegen die Kraft der Feder 34 wird der Hilfskolben 32 in Richtung des Dämpfkolbens 22 axial verschoben, bis er mit seinem Schließkegel 54 die Drosselkanäle 28 des Dämpfkolbens 22 verschließt. (Siehe linke Hälfte des Hilfskolbens 32) Der Druck im Zylinderraum steigt in der Folge so weit an, bis sich die Überdruckventile 52 in den Zuströmbohrungen 50 öffnen. Die Feder 34 und das Überdruckventil 52 sind von ihren Federkonstanten entsprechend ausgelegt, daß die Reihenfolge der Ventilbewegungen eingehalten wird. Bei weiterer Zuführung von Dämpfmedium füllt sich der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 24, wobei die Kolbenstange 20, relativ gesehen, in den Zylinder 18 einfährt und somit die Liftachse anhebt.

Zum Absenken der Liftachse muß das Schaltventil 12 in die Durchlaßrichtung für den Zylinderanschluß 16 und in die Sperrstellung für den Kolbenstangenanschluß 14 verstellt werden, der nun drucklos ist. Die Feder 34 hebt den Hilfskolben 32 vom Dämpfkolben 22 ab und gibt die Drosselkanäle 28 frei. Durch das Eigengewicht der Liftachse wird das Dämpfmedium durch die Relativbewegung zwischen der Kolbenstange 20 und dem Zylinder 18 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 26 verdrängt, wobei sich das Dämpfmediumvolumen über den Zylinderanschluß 16 einpegeln kann.

Bei einer Auslegung des Hilfszylinders 30, bei der dieser mit dem Innendurchmesser des Zylinders 18 einen Voröffnungsquerschnitt 56 bildet, ergeben sich, wie Versuche gezeigt haben, positive Auswirkungen auf die Dämpfkraftkennlinie.

Claims (3)

- &igr;. Schutzansprüche

1.Einzieh- und ausfahrbarer Schwingungsdämpfer, umfassend einen mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder, einen Dämpfmediumanschluß an einen Arbeitsraum innerhalb des Zylinders für eine Dämpfmittelleitung zu einem willkürlich betätigbarem Schaltventil mit Verbindung an eine Druckquelle, eine axial bewegliche Kolbenstange mit einer Strömungsverbindung zu einem weiteren Druckmedxumanschluß mit Verbindung an das Schaltventil, einen Dämpfkolben mit Drosselkanälen, der den Arbeitsraum zweiteilt, einen Hilfszylinder und einen axial beweglichen federbelasteten Hilfskolben, wobei der Hilfskolben in einer Endstellung nach Dämpfmediumzufuhr über die Strömungsverbindung der Kolbenstange die Drosselkanäle des Dämpfkolbens sperrt, einen vom Hilfskolben und Hilfszylinder gebildeten Zylinderringraum mit einem Überdruckventil zum kolbenstangenseitigen Arbeitsraum, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Hilfskolbenposition, bei der die Drosselkanäle 28 gegenüber dem Arbeitsraum 24 gesperrt sind und gleichzeitig der Zylinderringraum 40 drucklos ist, die Abhubkraft der Feder 34 für den Hilfskolben 32 aufgrund der Raumform von dem Hilfskolben 32 und dem Hilfszylinder 30 unabhängig ist vom Momentandruck im Arbeitsraum 24.

2.Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, der Hilfskolben 32 derart ausgebildet ist, daß die den Zylinderringraum 4 0 begrenzende Fläche im wesentlichen genauso groß ist wie die Fläche am Hilfskolben 32, die dem Arbeitsraum 24 zugewandt ist und der Außendurchmesser des Hilfskolbens 32 im wesentlichen dem Innendurchmesser des Hilfszylinders 30 entspricht.

3.Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Hilfszylinders 30 und der Innendurchmesser des Zylinders 18 einen Ringspalt bilden, der den Voröffnungsquerschnitt für den Dämpferkolben 22 darstellt.