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DE102006046333B3 - Schwingungsdämpfer mit amplitudenabhängiger Dämpfungseinrichtung, insbesondere für Schwingungsdämpfer mit großem Durchmesser - Google Patents

Schwingungsdämpfer mit amplitudenabhängiger Dämpfungseinrichtung, insbesondere für Schwingungsdämpfer mit großem Durchmesser Download PDF

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DE102006046333B3
DE102006046333B3 DE200610046333 DE102006046333A DE102006046333B3 DE 102006046333 B3 DE102006046333 B3 DE 102006046333B3 DE 200610046333 DE200610046333 DE 200610046333 DE 102006046333 A DE102006046333 A DE 102006046333A DE 102006046333 B3 DE102006046333 B3 DE 102006046333B3
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DE
Germany
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vibration damper
piston
housing
separating piston
damper according
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Expired - Fee Related
Application number
DE200610046333
Other languages
English (en)
Inventor
Claus Dipl.-Ing. Weimann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH
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Publication date
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/50Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/512Means responsive to load action, i.e. static load on the damper or dynamic fluid pressure changes in the damper, e.g. due to changes in velocity
    • F16F9/5126Piston, or piston-like valve elements

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit a) einem Dämpferzylinder (1), b) einem in dem Dämpferzylinder (1) axial verschiebbar geführten, mit einer Kolbenstange (5) mittelbar oder unmittelbar verbundenen Dämpfungskolben (2), welcher den Innenraum des Dämpferzylinders (1) in einen kolbenstangenseitigen (3) und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum (4) unterteilt, c) und mit einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung (10), die hydraulisch parallel zum Dämpfungskolben (2) angeordnet ist, d) wobei die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung (10) ein Gehäuse (11) aufweist, in welchem ein Trennkolben (6) axial verschiebbar angeordnet ist, welcher den Innenraum des Gehäuses (11) in zwei voneinander abgetrennte Gehäusekammern (13, 14) unterteilt, e) wobei eine erste Gehäusekammer (13) mit einem Arbeitsraum (3) des Schwingungsdämpfers und die andere, zweite Gehäusekammer (14) mit dem anderen Arbeitsraum (4) des Schwingungsdämpfers hydraulisch verbunden ist, f) und wobei der Trennkolben (6) eine Puffereinrichtung (9) zur elastischen Abfederung der Bewegung des Trennkolbens (6) in den Endlagen seines axialen Verschiebeweges aufweist. Um eine amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, welche aufgrund ihrer Konstruktion sowohl bei Schwingungsdämpfern mit geringen als auch bei Schwingungsdämpfern mit großen Dämpferzylinderdurchmessern einsetzbar ist, wird vorgeschlagen, dass der Trennkolben (6) einen ...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Dämpfer werden insbesondere in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen verwendet. Die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung dient dabei dazu, im Bereich von Schwingungsanregungen mit geringen Amplituden einen erhöhten Fahrkomfort zu erreichen, ohne die Fahrsicherheit in dynamischen Fahrsituationen zu reduzieren. Hochfrequente Schwingungsanregungen mit geringen Amplituden werden beispielsweise durch raue Fahrbahnbeläge oder Flickasphalt hervorgerufen. In diesem Anregungsbereich wird ein Bypasskanal zum Arbeitskolben freigegeben und somit eine Dämpfkraftabsenkung erreicht. Bei größeren Anregungsamplituden wird dieser Bypass abgeschaltet und wieder eine höhere Dämpfkraft erreicht.
  • Aus der DE 103 51 353 B4 ist ein Schwingungsdämpfer mit einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung bekannt. Bei diesem bekannten Schwingungsdämpfer ist die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung gebildet durch ein im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers angeordnetes Gehäuse, in welchem ein Trennkolben axial verschiebbar angeordnet ist. Der Trennkolben weist einen Kolbengrundkörper mit einer zentralen Bohrung auf, in welche ein Elastomerpuffer eingesetzt ist. Der Trennkolben unterteilt das Gehäuse in zwei Teilräume, und zwar in einen kolbenstangenseitigen Teilraum und einen kolbenstangenfernen Teilraum. Der kolbenstangenseitige Teilraum ist über eine Bohrung mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und der kolbenstangenferne Teilraum über eine zentrale Bohrung durch einen den Arbeitskolben tragenden Zapfen hydraulisch mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum verbunden.
  • Bei dem aus der DE 103 51 353 B4 bekannten Schwingungsdämpfer kann in Bezug auf die vorbeschriebene amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung als nachteilig angesehen werden, dass es zu einem vorzeitigen Verschließen der Kanalbohrung kommen kann, die den kolbenstangenfernen Arbeitsraum mit dem kolbenstangenfernen Teilraum des Gehäuses hydraulisch verbindet. Außerdem kann es zu einem vorzeitigen Verschleißen des Elastomerpuffers kommen, wenn dieser mit der den kolbenstangenfernen Arbeitsraum mit dem kolbenstangenfernen Teilraum verbindenden Kanalbohrung in Kontakt tritt.
  • Durch die hydraulische Verbindung des kolbenstangenfernen Teilraums mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum und des kolbenstangenseitigen Teilraums mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum ist beim Gegenstand der DE 103 51 353 B4 die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung hydraulisch parallel zum Arbeitskolben des Schwingungsdämpfers angeordnet. Wird der Trennkolben durch in den oberen bzw. unteren Teilraum einströmendes Dämpfungsmedium axial in seine obere bzw. untere Endlage verschoben, so ist der Bypass verschlossen und das gesamte verdrängte Volumen fließt durch den Arbeitskolben.
  • Bei derartigen Systemen zur passiven amplitudenabhängigen Dämpfung werden verschiedene Anforderungen an den Trennkolben gestellt. Einerseits soll eine reibungsarme Kolbenbewegung ohne ein Verklemmen des Kolbens erreicht werden, um ein gutes Ansprechverhalten der amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung zu erzielen. Andererseits soll die Abdichtung gegen den Differenzdruck, der am Arbeitskolben erzeugt wird, während der Trennkolbenbewegung und insbesondere im Anschlag sichergestellt werden. Darüber hinaus soll eine geeignete Kraftkennlinie des elastischen Anschlagpuffers des Trennkolbens beim axialen Anschlagen an die Gehäuseinnenwand für weiche hydraulische Kraftübergänge bei der Umschaltung von weicher Dämpfung (Bypass geöffnet) auf harte Dämpfung (Bypass geschlossen) erreicht werden. Ferner soll eine Anschlagdämpfung zur Geräuschdämpfung im Anschlagpunkt sichergestellt werden. Schließlich soll die Trennkolbenkonstruktion eine möglichst gute Dauerfestigkeit aufweisen, die auch bei hoher mechanischer, thermischer und chemischer Belastung aufrechterhalten bleibt.
  • Zwar werden die vorgenannten Anforderungen an den Trennkolben durch die in der DE 103 51 353 B4 beschriebene amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung mit dem dort beschriebenen Trennkolben prinzipiell für Dämpfersysteme mit kleinen Dämpferrohrdurchmessern erfüllt. Für Dampfersysteme mit großen Dämpferrohrdurchmessern ist die in DE 103 51 353 B4 beschriebene Lösung jedoch nur bedingt geeignet.
  • Ein größerer Arbeitskolben verdrängt bei gleichem Hub mehr Ölvolumen. Soll bei einem Schwingungsdämpfer mit einem großen Dämpferrohrdurchmesser über den gleichen Hubbereich der Kolbenstange wie bei einem Schwingungsdämpfer mit kleinem Kolbendurchmesser die Kraftabsenkung durch den Bypasskanal erfolgen, so muss das Volumen, das der Trennkolben im Gehäuseinnenraum bis zum Anschlagen verdrängen kann, vergrößert werden.
  • Ohne eine Änderung an dem Trennkolben vornehmen zu müssen, ist dies durch eine Verlängerung des Gehäuses leicht möglich. Dies vergrößert entsprechend den Platzbedarf im Dämpfer und hat direkt eine Verlängerung der Mindestbaulänge des Dämpfers zur Folge. Insbesondere für große Dämpferrohrdurchmesser ergibt sich eine erhebliche Bauteilverlängerung des Gesamtdämpfers, sodass die Bauraumanforderungen der Fahrzeughersteller nicht erfüllt werden können.
  • Um dies zu vermeiden, kann durch Vergrößerung des Gehäusedurchmessers das Verdrängungsvolumen für den Trennkolben erhöht werden. Dabei wird der vergrößerte radiale Bauraum des größeren Dämpferrohrdurchmessers ausgenutzt.
  • Dies hat aber zur Folge, dass auch der Durchmesser des Trennkolbens entsprechend vergrößert werden muss. Zusätzlich müssen die veränderten hydraulischen Druckverhältnisse berücksichtigt werden. So ergibt sich z.B. bei gleicher Dämpfkraft an der Kolbenstange für einen Dämpfer mit 46 mm Rohrdurchmesser, 14 mm Kolbenstangendurchmesser und einem Trennkolbendurchmesser von 38 mm gegenüber einem Schwingungsdämpfer mit einem Rohrdurchmesser von 36 mm, einem Kolbenstangendurchmesser von 11 mm und einem Trennkolbendurchmesser von 17 mm etwa die dreifache Kraft auf den Trennkolben allein durch die Veränderung der hydraulischen Wirkflächen.
  • Nahe liegend wäre die Lösung, den aus der DE 103 51 353 B4 bekannten Kolben in radialer Richtung auf den vergrößerten Durchmesser auszulegen. Dies hätte zur Folge, dass auch das in der zentralen Bohrung des Trennkolbens angeordnete Elastomerelement im Durchmesser vergrößert werden müsste und dadurch die Einstellbarkeit der Kraftkennlinie des als Gummifeder wirkenden Elastomers eingeschränkt würde. Andererseits ist aber auch die Beibehaltung des Elastomerdurchmessers und die reine Vergrößerung des Kolbengrundkörperdurchmessers keine technisch brauchbare Lösung, da die hydraulischen Kräfte wie im vorgenannten Beispiel beschrieben aufgrund der größeren hydraulischen Wirkfläche deutlich zunehmen und daher auch die Kennung/Kraftkennlinie des Elastormerpuffers zunehmen sollte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, welche aufgrund ihrer Konstruktion sowohl bei Schwingungsdämpfern mit geringen als auch bei Schwingungsdämpfern mit großen Dämpferzylinderdurchmessern einsetzbar ist. Darüber hinaus soll auch eine möglichst einfache hydraulische Anbindung des die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung aufnehmenden Gehäuses an die Arbeitsräume des Schwingungsdämpfers realisiert werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auf vorteilhafte Weise anstelle eines Trennkolbens mit einem einzigen Elastomerpuffer, wie er aus der vorstehend erwähnten DE 103 51 353 B4 bekannt ist, ein Trennkolben eingesetzt werden kann, bei dem mehrere elastische Pufferelemente mechanisch parallel zueinander angeordnet sind, sodass die einzelnen Pufferelemente nicht oder nur in geringem Umfang vergrößert werden müssen, um ihre dosierte Abfederungsfunktion im Gehäuse der amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung auch bei Schwingungsdämpfern mit großen Durchmessern sicher zu erfüllen.
  • Die einzelnen Elastomerpufferelemente können dabei hinsichtlich ihrer Form genauso oder ähnlich ausgebildet sein wie in der vorstehend erwähnten DE 103 51 353 B4 beschrieben. Erfindungsgemäß sind mindestens zwei separate elastische Pufferelemente vorhanden, die in mindestens zwei separate Durchgangsbohrungen des Trägerkörpers eingesetzt sind. Auf diese Weise können die voranstehend dargelegten Schwierigkeiten, die im Zusammenhang mit Schwingungsdämpfern mit größeren Dämpferrohrdurchmessern auftreten, vermieden werden. Durch das mechanische Parallelschalten mehrerer separat voneinander angeordneter elastischer Pufferelemente können insbesondere die Nachteile vermieden werden, die mit einer Durchmesservergrößerung eines einzigen Elastomerelements als Pufferelement verbunden sind.
  • Um eine gleichmäßige Wirksamkeit des Trennkolbens zu gewährleisten und sicherzustellen, dass der Trennkolben beim Anschlagen nicht verkippt oder verkantet bzw. verklemmt, ist es von Vorteil, wenn die Mittelpunkte der Durchgangsbohrung und damit auch die Mittelpunkte der einzelnen elastischen Pufferelemente auf einem gemeinsamen Teilkreis um den Mittelpunkt des Trägerkörpers angeordnet sind. Diesem Ziel dient auch die Maßnahme, die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen bzw. der elastischen Pufferelemente so anzuordnen, dass sie einen konstanten Teilungswinkel zwischen sich einschließen.
  • Prinzipiell werden die erfindungsgemäßen Vorteile bereits dann erreicht, wenn anstatt eines einzigen Elastomerpufferelementes zwei Pufferelemente eingesetzt werden, die in zwei separaten Durchgangsbohrungen im Trägerkörper angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung schließen die beiden Durchgangsbohrungen bzw. die beiden Elastomerpufferelemente einen Teilungswinkel von 180° zwischen sich ein.
  • Erfindungsgemäß können auch drei in separate Durchgangsbohrungen eingesetzte elastische Pufferelemente vorhanden sein. In diesem Fall sind die Durchgangsbohrungen durch einen Teilungswinkel von 120° voneinander getrennt. Bei dieser Ausführungsform wird aufgrund der über den Umfang verteilten drei Abstützpunkte ein unerwünschtes Verkippen des Trennkolbens beim Anschlagen sicher vermieden.
  • Die vorgenannten Vorteile werden auch erreicht, wenn im Trägerkörper des Trennkolbens vier Durchgangsbohrungen vorhanden sind, die durch einen Teilungswinkel von 90° voneinander getrennt sind und in die jeweils ein elastisches Pufferelement eingesetzt ist.
  • Der Trägerkörper kann aus Metall bestehen. In der Praxis hat sich die Fertigung des Trägerkörpers als Sinterbauteil als kostengünstig und den geforderten Genauigkeitsanforderungen entsprechend herausgestellt. Alternativ kann der Trägerkörper auch aus Kunststoff bestehen. In diesem Fall kann er auf kostengünstige Weise als Spritzgussteil hergestellt sein.
  • Wie bereits voranstehend erwähnt, können die elastischen Pufferelemente als Elastomerelemente ausgebildet sein. Grundsätzlich können die elastischen Pufferelemente jedoch auch eine andere Konstruktion aufweisen.
  • Sind die Pufferelemente als Elastomerelemente ausgebildet, so werden sie bevorzugt in die Durchgangsbohrungen des Trägerkörpers einvulkanisiert, damit sie fest mit dem Trägerkörper verbunden sind.
  • Um die beiden Gehäusekammern des Gehäuses hydraulisch gegeneinander abzudichten, ist an der der Innenwand des Gehäuses zugewandten Mantelfläche des Trägerkörpers eine Nut angeordnet. Diese dient zur Aufnahme eines Dichtungselementes, welches die beiden Gehäusekammern hydraulisch gegeneinander abdichtet. Das Dichtungselement kann dabei als Kolbenfolie ausgebildet sein.
  • Vorhandener axialer Bauraum bei Schwingungsdämpfern kann sinnvoll dadurch ausgenutzt werden, dass das die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung beinhaltende Gehäuse im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum angeordnet ist. In diesem Fall ist es sinnvoll, die erste (kolbenstangenseitige) Gehäusekammer mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers über eine erste Bohrung und die zweite (kolbenstangenferne) Gehäusekammer mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers über eine zweite Bohrung miteinander zu verbinden. In diesem Fall ist die den kolbenstangenfernen Arbeitsraum mit der kolbenstangenfernen Gehäusekammer verbindende Bohrung bevorzugt als einfacher, gerader, zylindrischer Bohrungskanal ausgebildet, der durch die Mittelachse eines den Dämpfungskolben tragenden Zapfens verläuft.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer unterschiedliche Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen
  • 1 einen Schwingungsdämpfer mit einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung gemäß Stand der Technik;
  • 2 einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2a, 2b einen Trennkolben einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2c, 2d einen Trennkolben einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3a, 3b einen Trennkolben für eine amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • In 1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem amplitudenabhängigen Dämpfungssystem dargestellt, wie es aus der DE 103 51 353 B4 bekannt ist. Der Schwingungsdämpfer umfasst einen Dampferzylinder 1, in dem ein Dämpfungskolben 2 axial verschiebbar angeordnet ist. Der in 1 dargestellte Schwingungsdämpfer weist eine Kolbenstange 5 auf, an deren dem Arbeitskolben 2 zugewandten Ende ein die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung aufweisendes Bauteil angeschweißt ist. Die Schweißnähte 30 sind in 1 schematisch angedeutet. Das die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung beinhaltende Bauteil weist ein Gehäuse 11 auf, an welches sich ein Zapfen 31 anschließt. Auf dem Zapfen 31 ist der Arbeitskolben 2 angeordnet und über die Mutter 32 gegen das Gehäuse 11 verspannt.
  • Der in 1 dargestellte Schwingungsdämpfer ist in einem Bewegungszustand der Kolbenstange in Zugstufenrichtung dargestellt. Bei großen Dämpferamplituden ist der Trennkolben am Gehäuseanschlag und die Dämpfungsflüssigkeit fließt nur entlang des Pfeiles 34 durch die Strömungskanäle des Arbeitskolbens 2. Die Zugstufendämpfungsventile des Arbeitskolbens 2 bewirken dabei die Dämpfung. Liegen dagegen lediglich Anregungen mit vergleichsweise niedriger Amplitude vor, so erreicht der Trennkolben seinen Gehäuseanschlag nicht. In diesem Fall nimmt ein Teil der Dämpfungsflüssigkeit den durch den Pfeil 35 angedeuteten Strömungsweg parallel zum Strömungspfad 34 durch den Arbeitskolben.
  • In dem durch das Gehäuse 11 umschlossenen Gehäuseraum ist ein Trennkolben 6 axial verschiebbar angeordnet. Der Trennkolben 6 umfasst einen Trägerkörper 15 und ein in einer zentralen Öffnung des Trägerkörpers 15 angeordnetes elastisches Pufferelement 20, welches als Elastomerelement ausgebildet ist. Im Falle von Schwingungsanregungen in Zugstufenrichtung strömt die Dämpfungsflüssigkeit entlang des Pfeiles 35 in die erste, kolbenstangenseitige Gehäusekammer 13 hinein. Dadurch wird der Trennkolben 15 von der Kolbenstange weg in Richtung Arbeitskolben 2 verschoben. Bei Erreichen seiner Endlage wird der Trennkolben durch das elastische Pufferelement abgefedert. Hat der Trennkolben seine Endlage erreicht, so ist der durch die Bohrungen 37 und 36 gebildete Bypass zum Arbeitskolben 2 verschlossen. Bewegt sich die Kolbenstange weiterhin in Zugstufenrichtung, so bleibt der Strömungspfad 37 durch den Trennkolben verschlossen. In diesem Fall strömt das gesamte verdrängte Volumen durch die Zugstufenventileinrichtung 33 des Arbeitskolbens, was zu einem Anstieg der Dämpfkraft führt.
  • Die kolbenstangenferne, zweite Gehäusekammer 14 ist über die Y-förmige Bohrung 36 mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 4 des Schwingungsdämpfers hydraulisch verbunden. Die Herstellung der Y-förmigen Bohrung 36 ist vergleichsweise aufwändig. Sie ist allerdings erforderlich, um eine Beschädigung des elastomeren Pufferelementes im Bereich der Bohrung zu vermeiden. Eine solche Beschädigung würde auftreten, wenn das Pufferelement bei Erreichen seiner axialen Endlage in Kontakt mit den scharfkantigen Rändern einer zentralen zylindrischen Kanalbohrung treten würde. Außerdem käme es zu einem schlagartigen Verschließen einer zentralen zylinderförmigen Durchgangsbohrung durch das elastische Pufferelement, was sich nachteilig im Fahrkomfortverhalten des Fahrzeugs bemerkbar macht. Es können sogar unerwünschte Geräuschentwicklungen damit verbunden sein.
  • Die in 1 dargestellte Trennkolbenkonstruktion ist aus den in der Beschreibungseinleitung dargelegten Gründen nicht gut geeignet für den Einsatz bei Schwingungsdämpfern mit großen Dämpferzylinderdurchmessern. In den nachstehend beschriebenen 2, 2a, 2b, 2c, 2d und 3a, 3b sind erfindungsgemäße Trennkolbenkonstruktionen dargestellt, welche die angesprochenen Probleme der aus dem Stand der Technik bekannten Trennkolben nicht aufweisen.
  • In 2 ist ein erfindungsgemäßer Schwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bauelemente, die den in der voranstehend beschriebenen 1 dargestellten Bauelementen entsprechen, sind im Folgenden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten aus dem Stand der Technik bekannten Schwingungsdämpfer ist bei dem in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer ein Trennkolben 6 vorgesehen, der zwei Pufferelemente 20 aufweist. Die beiden Pufferelemente 20 sind in Durchgangsbohrungen 16, 17 (vgl. 2b) eingesetzt, wobei die Durchgangsbohrungen 16, 17 im Trägerkörper 15 des Trennkolbens 6 angeordnet sind. Die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17 und damit auch die Mittelachsen der Pufferelemente 20 liegen auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt des Trägerkörpers 15.
  • Über ein Dichtungselement 21 dichtet der Trennkolben 6 die Gehäusekammern 13, 14 gegeneinander ab.
  • Die Pufferelemente 20 ragen über die beiden Oberflächen des Trägerkörpers 15 hinaus, so dass die Pufferelemente (20) in beiden Endlagen des axialen Verschiebeweges des Trennkolbens mechanisch parallel wirkende elastische Anschläge bilden. In seinen Endlagen seiner axialen Bewegung schlägt der Trennkolben 6 mit seinen Pufferelementen 20 an den die Gehäusekammern 13, 14 in axialer Richtung begrenzenden Gehäusewänden an. Die Pufferelemente 20 können bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erheblich kleiner ausgebildet werden, als dies der Fall wäre, wenn anstelle von zwei Pufferelementen 20 nur ein einziges, in einer zentralen Bohrung im Trägerkörper 15 angeordnetes Pufferelement vorgesehen wäre. Die kleineren Pufferelemente ermöglichen eine bessere Einstellbarkeit der Kraftkennlinie des als Gummifeder wirkenden Elastomers, als dies bei größeren Pufferelementen möglich ist.
  • Besonders vorteilhaft beim Gegenstand der in 2 dargestellten Ausführungsform ist, dass keine aufwändige Y-Bohrung erforderlich ist, wie dies beim aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsbeispiel gemäß 1 der Fall ist, um den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 4 mit der Gehäusekammer 14 hydraulisch zu verbinden. Aufgrund der beiden auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt des Trägerkörpers 15 angeordneten Pufferelemente wird bei Erreichen der axialen Endlage des Trennkolbens 6 die Bohrung 36 nicht schlagartig verschlossen, wie dies beim Gegenstand gemäß 1 aufgrund des mittig und zentral angeordneten Pufferelementes der Fall ist. Auch treten die Pufferelemente 20 beim Gegenstand der Erfindung nicht in Kontakt mit den scharfkantigen Rändern der zentralen Bohrung 36, sodass die Pufferelemente 20 nicht verschleißen.
  • In 2a ist der Trennkolben 6 gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung im radialen Halbschnitt entlang der Schnittachse A-A gemäß 2b dargestellt. Die Pufferelemente 20 sind in die Durchgangsbohrungen 16, 17 einvulkanisiert, wobei die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17 auf einem Teilkreis mit dem Radius r um den Mittelpunkt M des kreisscheibenförmigen Grundkörpers 15 angeordnet sind. Die Nut 23 dient zur Aufnahme eines Dichtungselementes 21 (vgl. 2), durch das die beiden Gehäusekammern 13, 14 gegeneinander abgedichtet werden.
  • In den 2c, 2d ist ein gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeter Trennkolben für eine amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung dargestellt. 2c zeigt einen axialen Halbschnitt durch den Trennkolben entlang der in 2d (Draufsicht) dargestellten Schnittlinie A-A. Zu erkennen ist der Trägerkörper 15 des Trennkolbens, in dem drei separate Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 angeordnet sind. In jede Durchgangsbohrung 16, 17, 18 ist ein elastisches Pufferelement 20 eingesetzt, indem es in die jeweilige Durchgangsbohrung 16, 17, 18 des Trägerkörpers 15 einvulkanisiert ist. Auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt des kreisringförmigen Trägerkörpers 15 sind die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 angeordnet. Die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 sind dabei gleichmäßig über den Teilkreis, auf dem die Mittelpunkte angeordnet sind, verteilt. Dies bedeutet, dass die Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 einen Teilungswinkel φ von 120° zwischen sich einschließen. In der in 2c gezeigten Schnittdarstellung ist die an der äußeren Mantelfläche des Trägerkörpers 15 ausgebildete Nut 23 zu erkennen. Diese Nut 23 dient zur Aufnahme eines Dichtungselementes, welches für eine dichtende Anlage des Trennkolbens 6 an der Innenwand des Gehäuses 11 sorgt. Das Dichtungselement kann dabei z.B. durch eine Kolbenfolie gebildet sein. Das Dichtungselement selbst ist in den Figuren nicht dargestellt.
  • In den 3a, 3b ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen ähnlich ist zu den in den 2a2d dargestellten Ausführungsformen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstatt zwei oder drei insgesamt vier Durchgangsbohrungen 16, 17, 18, 19 im Trägerkörper 15 angeordnet sind, in welche jeweils ein elastisches Pufferelement 20 eingesetzt, insbesondere einvulkanisiert ist.
  • 1
    Dämpferzylinder
    2
    Dämpfungskolben
    3
    Arbeitsraum
    4
    Arbeitsraum
    5
    Kolbenstange
    6
    Trennkolben
    10
    amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung
    11
    Gehäuse
    13
    Gehäusekammer
    14
    Gehäusekammer
    15
    Trägerkörper
    16
    Durchgangsbohrung
    17
    Durchgangsbohrung
    18
    Durchgangsbohrung
    19
    Durchgangsbohrung
    20
    Pufferelement
    21
    Dichtungselement
    23
    Nut
    30
    Schweißnaht
    31
    Zapfen
    32
    Mutter
    33
    Zugstufendämpfungsventile
    34
    Pfeil
    35
    Pfeil
    36
    Bohrung
    37
    Bohrung
    M
    Mittelpunkt
    r
    Radius

Claims (16)

  1. Schwingungsdämpfer mit a) einem Dampferzylinder (1), b) einem in dem Dämpferzylinder (1) axial verschiebbar geführten, mit einer Kolbenstange (5) mittelbar oder unmittelbar verbundenen Dämpfungskolben (2), welcher den Innenraum des Dampferzylinders (1) in einen kolbenstangenseitigen (3) und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum (4) unterteilt, c) und mit einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung (10), die hydraulisch parallel zum Dämpfungskolben (2) angeordnet ist, d) wobei die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung (10) ein Gehäuse (11) aufweist, in welchem ein Trennkolben (6) axial verschiebbar angeordnet ist, welcher den Innenraum des Gehäuses (11) in zwei voneinander abgetrennte Gehäusekammern (13, 14) unterteilt, e) wobei eine erste Gehäusekammer (13) mit einem Arbeitsraum (3) des Schwingungsdämpfers und die andere, zweite Gehäusekammer (14) mit dem anderen Arbeitsraum (4) des Schwingungsdämpfers hydraulisch verbunden ist, f) und wobei der Trennkolben (6) eine Puffereinrichtung (9) zur elastischen Abfederung der Bewegung des Trennkolbens (6) in den Endlagen seines axialen Verschiebeweges aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass g) der Trennkolben (6) einen Trägerkörper (15) mit mindestens zwei separaten Durchgangsbohrungen (16, 17) aufweist, wobei in jede Durchgangsbohrung (16, 17) ein elastisches Pufferelement (20) derart eingesetzt ist, dass die Pufferelemente (20) in beiden Endlagen des axialen Verschiebeweges des Trennkolbens mechanisch parallel wirkende Anschläge bilden.
  2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen (16, 17) auf einem gemeinsamen Teilkreis um den Mittelpunkt des Trägerkörpers (15) angeordnet sind.
  3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen (16, 17) einen konstanten Teilungswinkel (φ) zwischen sich einschließen.
  4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Durchgangsbohrungen (16, 17) vorhanden sind, die einen Teilungswinkel von 180° zwischen sich einschließen.
  5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Durchgangsbohrungen (16, 17, 18) vorhanden sind, die einen Teilungswinkel von 120° zwischen sich einschließen.
  6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass vier Durchgangsbohrungen (16, 17, 18, 19) vorhanden sind, die einen Teilungswinkel von 90° zwischen sich einschließen.
  7. Schwingungsdämpfer nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (15) aus Metall besteht.
  8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper als Sinterbauteil ausgebildet ist.
  9. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (15) aus Kunststoff besteht.
  10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (15) als Spritzgussteil ausgebildet ist.
  11. Schwingungsdämpfer nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Pufferelemente (20) als Elastomerelemente ausgebildet sind.
  12. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerelemente in den Trägerkörper fest einvulkanisiert sind.
  13. Schwingungsdämpfer nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (15) eine der Innenwand des Gehäuses (11) zugewandte Mantelfläche aufweist, die eine Nut zur Aufnahme eines Dichtungselementes (21) aufweist, welches den Kolben führt und die beiden Gehäusekammern (13, 14) gegeneinander abdichtet.
  14. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (21) eine Kolbenfolie ist.
  15. Schwingungsdämpfer nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum (3) angeordnet ist.
  16. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gehäusekammer (13) mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum (3) über eine erste Bohrung (37) und die zweite Gehäusekammer (14) mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum (4) über eine zweite, zentral und gerade durch die Mittelachse eines den Dämpfungskolben (2) tragenden Zapfens (31) verlaufende, zylindrische Durchgangsbohrung (36) verbunden ist.
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