DE10207102B4

DE10207102B4 - Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE10207102B4
Application number: DE10207102A
Authority: DE
Inventors: Jörg Brandhofer; Michael Müller
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: US6814346B2; FR2836194B1; US20030155198A1; DE10207102A1; FR2836194A1

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend ein Dämpfungselement und eine Luftfeder, wobei das Dämpfungselement ein Behälterrohr aufweist, welches mit einem Abrollrohr der Luftfeder verbunden ist, wobei das Abrollrohr über einen als Rollbalg wirkenden Federbalg mit einem konzentrisch und relativ zum Abrollrohr axial beweglich angeordneten Außenrohr verbunden ist, wobei der Federbalg und das Abrollrohr einen mit einer unter Druck stehenden Gasfüllung versehenen Gasraum begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Behälterrohr (2) gegen das Abrollrohr (5) durch einen, in einer am Umfang des Behälterrohres (2) umlaufende Nut (10), angeordneten O-Ring (11) abgedichtet ist, während an anderer Stelle des Behälterrohres (2) ein Anschlag für das Abrollrohr (5) zur Ableitung der auf dieses wirkenden axialen Komponente des Gasdruckes angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, umfassend ein Dämpfungselement und eine Luftfeder, wobei das Dämpfungselement ein Behälterrohr aufweist, welches mit einem Abrollrohr der Luftfeder verbunden ist, wobei das Abrollrohr über einen als Rollbalg wirkenden Federbalg mit einem konzentrisch und relativ zum Abrollrohr axial beweglich angeordneten Außenrohr verbunden ist, wobei der Federbalg und das Abrollrohr einen mit einer unter Druck stehenden Gasfüllung versehenen Gasraum begrenzen.
Schwingungsdämpfer der vorgenannten Art werden beispielsweise an einer Aufhängung eines Fahrerhauses auf einem Fahrwerk eines Nutzkraftfahrzeugs angewendet, um die von der Straße über die Radaufhängungen in das Fahrwerk eingeleiteten Schwingungen vom Fahrerhaus weitgehend fern zu halten. Hierbei ist das Außenrohr der Luftfeder und eine Kolbenstange des Dämpfungselements mit dem Fahrerhaus und das Dämpfungselement über ein Befestigungsteil mit dem Fahrwerk verbunden, wobei die Luftfeder in Ihrer Wirkung von der Größe und dem herrschenden Druck des Gasraumes, dem Abstand des Außenrohres von dem Abrollrohr sowie von der Form des Abrollprofils auf dem Abrollrohr abhängig ist. Während die Lösung des Problems, nämlich den Gasraum gegen die Atmosphäre abzudichten, durch die Verwendung eines O-Ringes zwischen dem Abrollrohr der Luftfeder und dem Behälterrohr des Dämpfungselements zum Stand der Technik gehört, wurde zur Ableitung der durch die hohe Vorspannung im Gasraum wirkenden axialen Komponente des Gasdruckes auf das Behälterrohr bisher eine Konstruktion gewählt, die einen Adapterring vorsieht, der nur unter hohem fertigungstechnischem Aufwand herzustellen ist und mit dem Behälterrohr verschweißt werden muss. Überdies ist der O-Ring im Adapterring oder in der Nähe desselben angeordnet, was die Konstruktion kompliziert und verteuert. Eine Kontur des Abrollrohres stützt sich am Adapterring axial ab, der die axial wirkenden Kräfte der Luftfeder auffängt und in das Behälterrohr ableitet. Je höher aber die Stückzahlen sind, desto größer wird der Bedarf nach einer Rationalisierung der vorgenannten Abstützung und Abdichtung des Abrollrohres auf dem Behälterrohr.

Es sind Luftfedern bekannt ( DE 198 34 092 A1 ), bei denen die Abdichtung des Federraumes auf der Außenfläche des Federträgers mittels einer Dichtung erfolgt, dabei liegt die Dichtung lediglich einseitig an einer Schulter des Federträgers an. Dies führt bei Zugbeanspruchungen oder auch bei Seitenkräften zu einer Undichtigkeit des Federraumes.

Der Federraum gemäß US 5,180,144 ist mit einem Abrollkolben versehen, der gegenüber einer Verlängerung der Kolbenstangenführung abgedichtet ist, so dass eine Vielzahl von Bauteilen notwendig ist.

Dichtungen, welche am Innendurchmesser des Abrollrohres angebracht sind, ( DE 44 15 045 C1 , DE 100 14 467 C1 , DE 88 13 045 U1 lassen sich nur in einer Nut anordnen, die aus Sicht der Fertigung einen Hinterschnitt aufweist, so dass nur eine teure Fertigung mit speziellen Werkzeugen möglich ist.

Die vorliegende Erfindung schlägt zur axialen Abstützung des Abrollrohres auf dem Behälterrohr und zur Abdichtung des Abrollrohres gegen das Behälterrohr vor, auf den kostenintensiven Adapterring zu verzichten und die beiden Funktionen „Abstützen" und „Abdichten" räumlich voneinander zu trennen und durch an sich bekannte Einrichtungen zu ersetzen. Da der Gasraum der Luftfeder unter ständigem Druck steht, ist es lediglich erforderlich, das Abrollrohr in der von der Luftfeder wegweisenden Richtung gegenüber dem Behälterrohr des Dämpfungselements axial zu sichern. Zu diesem Zweck kann das Behälterrohr mit Anformungen versehen werden, an die das Abrollrohr mit einer Einschnürung oder mit seiner Stirnseite anschlägt. Die Anformungen sind vorzugsweise Anprägungen mit einer Nase und gegebenenfalls auch einer Auflageschulter, gegen die das Abrollrohr durch den Druck in der Luftfeder gedrückt wird. Im Einbauzustand des Schwingungsdämpfers ergibt sich somit ein stabiler Lagezustand für das Abrollrohr gegenüber dem Behälterrohr des Dämpfungselements durch den permanent herrschenden Druck in der Luftfeder. An die Stelle der Anformungen am Behälterrohr kann aber auch eine Nut treten, in die das Ende des Abrollrohres eingerollt wird. Schließlich ist es heute auch möglich, eine Klebeverbindung mit oder ohne formschlüssige Oberflächengestaltungen an den beiden Rohren vor zu nehmen.

Die Abdichtung des Abrollrohres gegenüber dem Behälterrohr wird gemäß dem Erfindungsvorschlag von einem O – Ring übernommen, dessen Lage von einer Nut im Behälterrohr bestimmt wird. Diese Nut ist in das Behälterrohr eingerollt und weist daher abgerundete Kanten und eine Oberfläche mit geringer Rauhigkeit auf, die für die Dichtheit über die gesamte Lebenszeit des Dämpfungselements unerlässlich sind. Im Falle der Anordnung der Auflageschulter ist es zweckmäßig, den endseitigen Bereich des Abrollrohres an der Stirnseite leicht konisch entsprechend der Formgestaltung der Auflageschulter zu erweitern, wodurch die Montage des Abrollrohres über den O-Ring in seiner Nut im Behälterrohr mit geringer Fehlmontagenrate in Großserie erleichtert wird, da der O – Ring nicht mit der Innenkante der Stirnseite in Berührung kommt.

Die er vorliegenden Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, einen Schwingungsdämpfer, bestehend aus einem Dämpfungselement und einer Luftfeder, zu schaffen, in welchem ein Abrollrohr als Bestandteil der Luftfeder auf kostengünstige Weise und mit geringem Montageaufwand gegenüber einem Behälterrohr des Dämpfungselements axial festgelegt und abgedichtet werden kann.

Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichen des Hauptanspruches beschrieben. Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer axialen Fixierung mit einer Abdichtung eines Abrollrohres einer Luftfeder gegenüber einem Behälterrohr eines Dämpfungselements erläutert. Es zeigt
1 einen Schwingungsdämpfer mit einer axialen Fixierung einer Stirnseite eines Abrollrohres gegen Anprägungen an einem Behälterrohr sowie eine Abdichtung der Rohre gegeneinander durch einen O-Ring;
2 den O-Ring in seiner Nut zwischen dem Abrollrohr und dem Behälterrohr in ver größerter Darstellung.
Ein Schwingungsdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung wird in 1 dargestellt und besteht aus einem Dämpfungselement 1 und einer Luftfeder 3, wobei das Dämpfungselement 1 ein Behälterrohr 2, ein Befestigungsteil 13 und eine Kolbenstange 17 aufweist und die Luftfeder 3 aus einem als Rollbalg wirkenden Federbalg 4, einem unter Druckvorspannung stehenden Gasraum 12, einem mit einer schwingungsarm zu haltenden Masse verbundenen Außenrohr 18 und einem ein Abrollprofil 6 tragenden Abrollrohr 5 besteht. Der Federbalg 4 verbindet als elastisches Element das Außenrohr 18 und das Abrollrohr 5, wobei der Federbalg 4 bei einer axialen Relativbewegung des Außenrohres 18 gegenüber dem Abrollrohr 5 auf dem Abrollprofil 6 des Abrollrohres 5 abrollt und durch die Kompression des Gases die Funktion einer Feder übernimmt. Das Abrollrohr 5 verjüngt sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu einem zylindrischen Rohrende 7, welches gegenüber dem Außendurchmesser des Behälterrohrs 2 einen nur unwesentlich größeren Innendurchmesser 15 als der Außendurchmesser des Behälterrohres 2 aufweist, wie aus der 2 zu erkennen ist. Der darin verbleibende Spalt wird durch einen O-Ring 11 abgedichtet, der in einer Nut 10 im Behälterrohr 2 angeordnet ist. Der so abgedichtete Gasraum 12 der Luftfeder 3 bewirkt, dass das Abrollrohr 5 in der von der Luftfeder 3 wegweisenden Richtung gegenüber dem Behälterrohr 2 des Dämpfungselements 1 axial zu sichern ist. Zu diesem Zweck ist das Behälterrohr 2 mit mindestens einer Anprägung 8 versehen, an der das Abrollrohr 5 mit einer Einschnürung oder mit seiner Stirnseite 14 anschlägt. Die Anprägungen 8 sind vorzugsweise mit einer Schulter 9 und gegebenenfalls auch mit einer Auflageschulter 16 versehen, gegen die das Abrollrohr 5 durch den Druck in der Luftfeder 3 gedrückt wird.
Der Vorteil des Erfindungsgegenstands gegenüber dem Stand der Technik liegt darin, dass die Montage des Abrollrohrs 5 auf dem Behälterrohr 2 und die damit verbundene Abdichtung durch den O-Ring 11 auf kostengünstige Weise einfach durch Zusammenschieben erreicht wird, wobei sich die Position der Rohre 2, 5 zu einander durch den vorerwähnten Anschlag von selbst ergibt.

1: Dämpfungselement
2: Behälterrohr
3: Luftfeder
4: Federbalg (als Rollbalg wirkend)
5: Abrollrohr
6: Abrollprofil
7: Rohrende
8: Anprägung
9: Schulter
10: Nut
11: O – Ring
12: Gasraum
13: Befestigungsteil
14: Stirnseite
15: Innendurchmesser
16: Auflageschulter
17: Kolbenstange
18: Außenrohr

Claims

Schwingungsdämpfer, umfassend ein Dämpfungselement und eine Luftfeder, wobei das Dämpfungselement ein Behälterrohr aufweist, welches mit einem Abrollrohr der Luftfeder verbunden ist, wobei das Abrollrohr über einen als Rollbalg wirkenden Federbalg mit einem konzentrisch und relativ zum Abrollrohr axial beweglich angeordneten Außenrohr verbunden ist, wobei der Federbalg und das Abrollrohr einen mit einer unter Druck stehenden Gasfüllung versehenen Gasraum begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Behälterrohr (2) gegen das Abrollrohr (5) durch einen, in einer am Umfang des Behälterrohres (2) umlaufende Nut (10), angeordneten O-Ring (11) abgedichtet ist, während an anderer Stelle des Behälterrohres (2) ein Anschlag für das Abrollrohr (5) zur Ableitung der auf dieses wirkenden axialen Komponente des Gasdruckes angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag für das Abrollrohr (5) aus mindestens einer Anprägung (8) im Behälterrohr (2) besteht, der mit einem Rohrende (7) und/oder mit einer Stirnseite (14) des Abrollrohres (5) zusammen wirkt.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 ored 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (7) am Abrollrohr (5) im Bereich seiner Stirnseite (14) eine konische Erweiterung seines Innendurchmessers (15) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anprägungen (8) je eine Auflageschulter (16) zum Zentrieren des erweiterten Innendurchmessers (15) aufweisen.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anprägungen (8) je eine, mindestens teilweise über den Umfang verlaufende Schulter (9) aufweisen, an der die Stirnseite (14) des Rohrendes (7) anschlägt.