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DE102019212908B4 - Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft - Google Patents

Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft Download PDF

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DE102019212908B4
DE102019212908B4 DE102019212908.0A DE102019212908A DE102019212908B4 DE 102019212908 B4 DE102019212908 B4 DE 102019212908B4 DE 102019212908 A DE102019212908 A DE 102019212908A DE 102019212908 B4 DE102019212908 B4 DE 102019212908B4
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ThyssenKrupp AG
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Abstract

Schwingungsdämpfer (10) mit verstellbarer Dämpfkraft, umfassend einen inneren Zylinder (12) mit zumindest einem Arbeitsraum (22),einen den inneren Zylinder (12) umgebenden äußeren Zylinder (28) undzumindest ein mit dem inneren Zylinder (12) in einer Strömungsverbindung stehendes und an dem äußeren Zylinder (28) angeordnetes Dämpfungsventilelement (34),wobei die Strömungsverbindung über eine in den inneren Zylinder (12) innenumfänglich, koaxial zu dem inneren Zylinder (12), eingesetzte Adapterhülse (38) geführt ist, wobei die Strömungsverbindung über eine in einer Wandung des inneren Zylinders (12) ausgebildete Strömungsöffnung (42) in das Dämpfungsventilelement (34) geführt ist und wobei die Strömungsverbindung über einen von der Adapterhülse (38) zu dem Dämpfungsventilelement (34) in die Strömungsöffnung (42) eingesetzten Anschlussstutzen (46) geführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft, umfassend einen inneren Zylinder mit zumindest einer Arbeitskammer, einen den inneren Zylinder umgebenden äußeren Zylinder und zumindest ein mit der Arbeitskammer in einer Strömungsverbindung stehendes Dämpfungsventilelement.
  • Bei einem 3-Rohr-Schwingungsdämpfer mit einer verstellbaren Dämpfungsventilelement, die außenseitig an dem äußeren Zylinder angebracht ist, besteht häufig eine Schwierigkeit darin, das Dämpfungsventilelement an den inneren Zylinder fluidmäßig anzubinden. Hierzu zeigt die DE 10 2005 053 394 A1 beispielsweise eine den inneren Zylinder umgebenden Rohrstutzen, an den das Dämpfungsventilelement angeschlossen ist. Die DE 102 60 394 B3 offenbart dazu einen Rohrstutzen, der sich radial durch eine Bohrung in einem Zwischenrohr erstreckt. Aus der DE 10 2018 220 630 A1 ist zusätzlich ein Bodenstück mit Strömungskanälen zur Ventilanbindung bekannt. Die DE 10 2017 222 232 A1 löst die Anbindung des Dämpfungsventilelements an den inneren Zylinder über eine separate Adapterhülse, die den inneren Zylinder in axialer Richtung nach unten verlängert und die zusammen mit dem Rohrstück des inneren Zylinders über das Bodenventil gegenüber dem äußeren Zylinder verspannt ist. Beide Lösungen setzen eine sehr passgenaue Fertigung und anschließend genaue Montage der Bauteile voraus.
  • Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfungsventilelement bereitzustellen, bei dem das Dämpfungsventilelement in einer Weise an den inneren Zylinder angebunden ist, so dass weniger enge Fertigung- und Passtoleranzen ausreichend sind.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft, umfassend einen inneren Zylinder mit zumindest einer Arbeitskammer, einen den inneren Zylinder umgebenden äußeren Zylinder und ein mit dem inneren Zylinder in einer Strömungsverbindung stehendes und an dem äußeren Zylinder angeordnetes Dämpfungsventilelement, wobei die Strömungsverbindung über eine in den inneren Zylinder innenumfänglich, koaxial zu dem inneren Zylinder, eingesetzte Adapterhülse geführt ist, wobei die Strömungsverbindung über eine in einer Wandung des inneren Zylinders ausgebildete Strömungsöffnung in das Dämpfungsventilelement geführt ist und wobei die Strömungsverbindung über einen von der Adapterhülse zu dem Dämpfungsventilelement in die Strömungsöffnung eingesetzten Anschlussstutzen geführt ist.
  • Hierbei ist mit der Begrifflichkeit „in den inneren Zylinder innenumfänglich eingesetzt“ gemeint, dass die Adapterhülse während des Montagevorgangs vollständig in den inneren Zylinder eingeschoben wird. Somit unterscheidet sich der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer dadurch von Lösungen des Standes der Technik, dass erfindungsgemäß eine Verspannung des inneren Zylinders innerhalb des äußeren Zylinders zwischen der oben befindlichen Kolbenstangenführung und dem Bodenventil erfolgt. Die Adapterhülse ist an dieser Verspannungskette nicht beteiligt. Für das Einsetzen der Adapterhülse in den inneren Zylinder ist es folglich ausreichend eine Spielpassung zwischen Hülse und Zylinder vorzusehen, so dass der Fertigungs- und Montageaufwand reduziert werden kann. Weiterhin kann die Adapterhülse im Bereich der Strömungsverbindung derart weit bzw. durchgängig gestaltet werden, dass keine strömungstechnischen Verengungen entstehen und keine Verschäumung des Dämpfungsmittels im Betrieb auftreten kann.
  • Die Strömungsverbindung ist über eine in einer Wandung des inneren Zylinders ausgebildete Strömungsöffnung in die Dämpfungsventileinheit geführt. Hierbei sind an Strömungsöffnung auch keine besonderen geometrischen Anforderungen, da über sie lediglich eine fluidische Verbindung zu dem Dämpfungsventil sichergestellt werden muss. In konkreter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Strömungsverbindung über einen von der Adapterhülse zu der Dämpfungsventileinheit in die Strömungsöffnung eingesetzten Anschlussstutzen geführt ist. Hierbei kann der Anschlussstutzen zweckmäßigerweise dafür genutzt werden, die Adapterhülse relativ zu dem inneren Zylinder in einer Längsrichtung zu halten. Dies vereinfacht die Ausgestaltung der Adapterhülse einmal mehr, da für sie keine besonderen Maßnahmen getroffen werden müssen, um sie innerhalb des inneren Zylinders in Längsrichtung festzulegen.
  • Der Anschlussstutzen ist in eine Bohrung, die in einer Umfangswandung der Adapterhülse ausgebildet ist, dichtend eingesetzt. Hierdurch werden die Adapterhülse und der Anschlussstutzen zu einer Einheit, in der die Strömungsverbindung von dem inneren Zylinder in das Dämpfungsventil geführt ist. Zur Abdichtung der Strömungsverbindung ist der Anschlussstutzen über einen Dichtungsring gegenüber dem Anschlussstutzen gedichtet. Ferner kann in konkreter Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Adapterhülse an jedem ihrer axialen Enden über einen Dichtungsring gegenüber einer Innenfläche des inneren Zylinders gedichtet ist. Zur Abdichtung zwischen Adapterhülse und Zylinderinnefläche können zweckmäßigerweise normgerechte Dichtungsringe, auch O-Ringe genannt, zur Anwendung kommen. Hierzu kann die Adapterhülse jeweils umlaufende Aufnahmenute aufweisen, in die der jeweilige Dichtungsring eingesetzt wird.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in der Umfangswandung der Adapterhülse zumindest eine weitere Bohrung zum Einsetzen eines weiteren Anschlussstutzens ausgebildet ist. Hierdurch besteht die Möglichkeit noch weitere Bauteile an den Arbeitsraum des inneren Zylinders anzuschließen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Adapterhülse in einer Längsrichtung des inneren Zylinders verschieblich in diesem positioniert ist. Dies bedeutet insbesondere eine Erleichterung für den Montageprozess, da die Adapterhülse initial nicht exakt in einer Längsposition positioniert werden muss, sondern es ausreicht, wenn eine endgültige Längspositionierung es kurz vor der Montage des Anschlussstutzens erfolgt.
  • Da es sich bei der Adapterhülse nicht um eine tragendes bzw. strukturell belastetes Bauteil handelt, kann die Adapterhülse als Kunststoffbauteil ausgeführt sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend mit weiteren Merkmalen, Einzelheiten und Vorteilen anhand der beigefügten Figuren erläutert. Die Figuren illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Hierin zeigen
    • 1 einen 3-Rohr-Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfungskraft in prinzipiellen Darstellung und
    • 2 eine Detaildarstellung des unteren Bereichs eines Schwingungsdämpfers mit einer erfindungsgemäßen Anbindung eines Dämpfungsventilelements.
  • Die 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 10 mit verstellbarer Dämpfungskraft im Schnitt und in einer prinzipiellen Darstellung. Der Schwingungsdämpfer 10 umfasst einen dämpfungsmittelgefüllten inneren Zylinder 12, in dem ein an einer Kolbenstange 14 angebrachter Kolben 16 axial beweglich geführt ist. Die Bewegungsrichtung des Kolbens 16 kann als eine Längsrichtung des Schwingungsdämpfers 10 definiert werden. Das obere Ende des Zylinders 12 wird mit einer Kolbenstangenführung 18 und das untere Ende des Zylinders 12 mit einem Boden 20, welcher als Bodenventilkörper ausgebildet sein kann, verschlossen. In dem inneren Zylinder 12 ist ein Arbeitsraum 22 gebildet. Der Kolben unterteilt den Arbeitsraum 22 in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 221 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 222. Umfänglich um den inneren Zylinder 12 ist ein Zwischenrohr 24 angeordnet, so dass der Zylinder 12 und das Zwischenrohr 24 einen Ringraum 26 bilden. In der Wandung des inneren Zylinders 12 sind Öffnungen 32 ausbildet, über die das Dämpfungsmittel von dem inneren Zylinder 12 in den Ringraum 26 überströmen kann.
  • Der innere Zylinder 12 und das Zwischenrohr 24 werden gemeinsam von einem äußeren Zylinder 28 eingehüllt, so dass zwischen dem äußeren Zylinder 28 und dem inneren Zylinder 12 bzw. dem Zwischenrohr 24 ein weiterer Ringraum 30 gebildet ist.
  • Der Schwingungsdämpfer 10 kann ferner über zwei jeweils verstellbare Dämpfungsventilelementen 34, 36 verfügen. Die Dämpfungsventilelemente 341, 342 können für jeweils eine der Kolbenbewegungen wirksam an den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 221 und den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 222 angeschlossen sein. Die Dämpfungsventilelemente 341, 342 können an dem äußeren Zylinder 28 gehalten sein. Das Dämpfungsventilelement 341 dient der Dämpfung der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 14 bzw. des Kolbens 16 in der Zugstufe und die Dämpfungsventilelement 342 dient der Dämpfung der Einfahrbewegung der Kolbenstange 14 bzw. des Kolbens 16 in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers 10.
  • Bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange 14 bzw. des Kolbens 16 wird das Dämpfungsmittel aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 221 durch die Öffnungen 32 und den Ringraum 26 in das zugehörige Dämpfungsventilelement 341 und über die Abströmseite des Dämpfungsventilelements 341 in den äußeren Ringraum 30 gefördert. Bei einer Einfahrbewegung der Kolbenstange 14 bzw. des Kolbens 16 wird das Dämpfungsmittel aus dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 222 unmittelbar in das zugehörige Dämpfungsventilelement 342 gefördert und über die Abströmseite des Dämpfungsventilelements 342 in den äußeren Ringraum 30 gefördert. Parallel erfolgt ein Überströmen von Dämpfungsmittel aus dem Ringraum 30 durch Überströmbohrungen in dem Kolben 16 in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 221. Die Dämpfungsventilelemente 341, 342 stehen folglich entsprechend ihrer Zuordnung entweder mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 221 oder dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 222 in einer Strömungsverbindung.
  • Die 2 zeigt eine Detaildarstellung des unteren Bereichs eines Schwingungsdämpfers 10 mit einer erfindungsgemäßen Anbindung des Dämpfungsventilelements 342 der Druckstufe an den inneren Zylinder 12. Hierzu ist die Strömungsverbindung von dem inneren Zylinder 12 bzw. dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 222 in das Dämpfungsventilelement 342 über eine in den inneren Zylinder 12 innenumfänglich eingesetzte Adapterhülse 38 geführt. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Adapterhülse 38 vollständig in den inneren Zylinder 12 eingeführt ist und bevorzugt in axialer Richtung von dem Bodenventilkörper 20 freigestellt ist. Diese axiale Freistellung von dem Bodenventilkörper 20 ist insofern vorteilhaft, als dass keine eindeutige axiale Montageposition für die Adapterhülse 38 vorgesehen sein muss, sondern die Adapterhülse 38 während des Montagevorgangs von sich aus in die endgültige axiale Position gleitet kann.
  • Die Adapterhülse 38 ist an beiden axialen Endbereichen über einen jeweilige, in einer Umfangsnut 40 einsitzen Dichtungsring 36 gegenüber einer Innenumfangsfläche des inneren Zylinders 12 abgedichtet.
  • Die Strömungsverbindung von dem inneren Zylinder 12 in das Dämpfungsventilelement 342 ist ferner über eine in einer Wandung des inneren Zylinders 12 ausgebildete Strömungsöffnung 42 geführt. Hierbei ist bei der vorliegend gezeigten Ausgestaltung in die Strömungsöffnung 42 und in eine in einer Umfangswandung der Adapterhülse 38 ausgebildete Bohrung 44 ein Anschlussstutzen 46 eingesetzt. Der Anschlussstutzen 46 ist über einen Dichtring 48 in der Bohrung 44 - und damit gegenüber der Adapterhülse 38 - gedichtet eingesetzt.
  • Die erfindungsgemäße Anbindung des Dämpfungsventilelements 342 der Druckstufe an den inneren Zylinder 12 ist insbesondere aus Sicht der Montage des Schwingungsdämpfers 10 vorteilhaft, da für das Einschieben der Adapterhülse 38 in den inneren Zylinder 12 zunächst keine eindeutige axiale und umfängliche Montageposition vorgesehen sein muss. Aus Sicht der Montage der Adapterhülse 38 wird es als völlig ausreichend erachtet, wenn die Adapterhülse 38 zunächst in axialer Richtung und bezüglich ihrer Umfangsposition lediglich derart vorpositioniert wird, dass die Bohrung 44 in der Adapterhülse und die Strömungsöffnung 42 in dem inneren Zylinder 12 nur teilweise zur Deckung gebracht werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Schwingungsdämpfer
    12
    Zylinder
    14
    Kolbenstange
    16
    Kolben
    18
    Kolbenstangenführung
    20
    Boden
    22
    Arbeitsraum
    24
    Zwischenrohr
    26
    Ringraum
    28
    Zylinder
    30
    Ringraum
    32
    Öffnung
    34
    Dämpfungsventilelement
    36
    Dichtungsring
    38
    Adapterhülse
    40
    Umfangsnut
    42
    Strömungsöffnung
    44
    Bohrung
    46
    Anschlussstutzen
    48
    Dichtungsring

Claims (7)

  1. Schwingungsdämpfer (10) mit verstellbarer Dämpfkraft, umfassend einen inneren Zylinder (12) mit zumindest einem Arbeitsraum (22), einen den inneren Zylinder (12) umgebenden äußeren Zylinder (28) und zumindest ein mit dem inneren Zylinder (12) in einer Strömungsverbindung stehendes und an dem äußeren Zylinder (28) angeordnetes Dämpfungsventilelement (34), wobei die Strömungsverbindung über eine in den inneren Zylinder (12) innenumfänglich, koaxial zu dem inneren Zylinder (12), eingesetzte Adapterhülse (38) geführt ist, wobei die Strömungsverbindung über eine in einer Wandung des inneren Zylinders (12) ausgebildete Strömungsöffnung (42) in das Dämpfungsventilelement (34) geführt ist und wobei die Strömungsverbindung über einen von der Adapterhülse (38) zu dem Dämpfungsventilelement (34) in die Strömungsöffnung (42) eingesetzten Anschlussstutzen (46) geführt ist.
  2. Schwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (46) in eine Bohrung (44), die in einer Umfangswandung der Adapterhülse (38) ausgebildet ist, dichtend eingesetzt ist.
  3. Schwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen (46) über einen Dichtungsring (48) gegenüber der Adapterhülse (38) gedichtet ist.
  4. Schwingungsdämpfer (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umfangswandung der Adapterhülse (38) zumindest eine weitere Bohrung zum Einsetzen eines weiteren Anschlussstutzens ausgebildet ist.
  5. Schwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterhülse (38) an jedem ihrer axialen Enden über einen Dichtungsring (36) gegenüber einer Innenfläche des inneren Zylinders (12) gedichtet ist.
  6. Schwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterhülse (38) in einer Längsrichtung des inneren Zylinders (12) verschieblich in diesem positioniert ist.
  7. Schwingungsdämpfer (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterhülse (38) als Kunststoffbauteil ausgeführt ist.
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