DE102004014395A1

DE102004014395A1 - Schwingungsdämpfer mit einem kolbenstangenseitigen Bypasskanal

Info

Publication number: DE102004014395A1
Application number: DE200410014395
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Baalmann
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: DE102004014395B4

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend einen dämpfmediumgefüllten Zylinder, in dem ein Kolben an einer Kolbenstange den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt, wobei die Kolbenstange einen Bypass, ausgehend von einem der beiden Arbeitsräume zum Kolben, aufweist, wobei der Querschnitt des Bypasses von einer äußeren Mantelfläche der Kolbenstange und einem auf der Kolbenstange montierten Bauteil gebildet wird.

Description

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

Bei Schwingungsdämpfern wird häufig innerhalb der Kolbenstange zu einem Kolben ein Bypass ausgeführt, der die beiden Arbeitsräume miteinander verbinden kann. Auch bei amplitudenselektiv arbeitenden Schwingungsdämpfern, wie sie beispielsweise aus der DE 100 22 029 A1 oder der DE 40 02 882 C1 , der DE 100 47 878 A1 , der DE 199 48 328 A1 sowie der EP 1 152 166 bekannt sind, wird ein hohler Kolbenstangenzapfen verwendet, um einen Arbeitsraum mit einem kolbenstangenseitig befestigen Gehäuse zu verbinden.

Eine hohle Kolbenstange verfügt prinzipbedingt über eine geringere Belastungsgrenze als eine Kolbenstange aus Vollmaterial. Zusätzlich ist in der hohlen Kolbenstange mit dem Bypass in der Regel mindestens eine Queröffnung vorhanden, die die Anbindung einen der Arbeitsräume herstellt. Gerade dieser Bereich der Kolbenstange vertilgt über einen noch kleineren Belastungsquerschnitt.

Ein weiteres Problem besteht darin, die radiale Anbindung an sich herzustellen. Ein Bohrwerkzeug würde ohne zusätzliche Führungsmittel auf der gekrümmten Oberfläche der Kolbenstange verlaufen. Die Eintrittsöffnung der radialen Anbindung muss sehr sorgfältig entgratet werden, um bei der Montage keine Beschädigungen an der Kolbenstangendichtung zu erzeugen. Der Entgratvorgang ist wiederum ebenfalls durch die gekrümmte Oberfläche nicht ganz einfach, da man keinen einfachen Senker verwenden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es einen Bypass zwischen zwei Arbeitsräumen zu schaffen, wobei die aus dem Stand der Technik geschilderten Probleme behoben oder umgangen werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Querschnitt des Bypasses von einer äußeren Mantelfläche der Kolbenstange und einem auf der Kolbenstange montierten Bauteil gebildet wird.

Der große Vorteil besteht darin, dass trotz des Bypasses eine Vollkörper-Kolbenstange verwendet werden kann.

Für die Ausgestaltung des Bypasses sind vielfältige Möglichkeiten gegeben. So kann beispielsweise die Mantelfläche der Kolbenstange eine Abflachung aufweisen. Die Abflachung kann auch zu einer Nut vertieft sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das montierte Bauteil von einer Befestigungshülse für den Kolben gebildet wird. Für den Bypass ist kein weiteres Bauteil notwendig.

Alternativ wird der Bypass von einer axialen Nut innerhalb des montierten Bauteils gebildet. Dazu wird beispielsweise die Nut in die Innenwandung des montierten Bauteils geräumt.

Es kann durchaus sinnvoll sein, dass auf der Kolbenstange mehrere Bauteile montiert sind, beispielsweise eine Kontermutter für die Kolbenbefestigung oder ein Gehäuse für eine amplitudenselektive Dämpfung. Beide montierten Bauteile weisen die jeweils axiale Nuten auf, wobei im axialen Kontaktbereich der Bauteile eine Sammelnut mit Anschluss an die axiale Nut ausgeführt ist. Aufgrund der Sammelnut ist eine Orientierung der beiden montierten Bauteile in Umfangsrichtung überflüssig, da die Sammelnut mit der axialen Nut des einen und des anderen Bauteils verbunden ist.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass das montierte Bauteil als Hülse mit einem Innengewinde ausgeführt ist und die äußere Mantelfläche der Kolbenstange zumindest auf einem Längenabschnitt ein Außengewinde aufweist, wobei innerhalb der Gewindeverbindung der Bypass ausgeführt ist. Man kann z. B. den Kopf- und/oder Fußkreisdurchmesser oder Querschnitt variieren und damit einen wendelförmigen Bypass erzeugen.

Bei einer Variante ist die Gewindeverbindung zwischen der Hülse und der äußeren Mantelfläche mehrgängig ausgeführt, wobei bei einem der Gewinde ein Kopfteil eines Gewindeganges entfernt ist. Damit steht ein sehr großer Querschnitt für den Bypass zur Verfügung.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist das auf der Kolbenstange montierte Bauteil eine umlaufende Sammelnut auf, die an einer radialen Anbindung als Teil des Bypasses angeschlossen ist.

In Kombination dazu ist vorgesehen, dass die radiale Anbindung von einem geschlitzten Ring gebildet wird, der dem montierten Bauteil beigeordnet ist. Der geschlitzte Ring kann beispielsweise von einem gewöhnlichen Federring gebildet werden.

Bei einer alternativen Variante weist die Bypassnut eine radiale Anbindung auf, die innerhalb des Kolbens ausgeführt ist. Einerseits ist kein weiteres Bauteil notwendig und man muss keinen Längenverlust auf der Kolbenstange in Kauf nehmen.

Im Hinblick auf einen möglichst geringen Fertigungsaufwand besteht der Kolben aus mehreren axial geschichteten Kolbenteilen, wobei in der Trennfuge benachbarter Kolbenteile die radiale Anbindung ausgeführt ist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt.
1 Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer mit einer Abflachung der Kolbenstange als Bypass;
2 Kolbenstange im Schnitt im Bereich des Bypasses von 1;
3 Bypass mit radialer Anbindung zwischen zwei geschichteten Kolbenteilen;
4 Kolbenstange zu 2;
5 Bypass als Nut innerhalb des auf der Kolbenstange montierten Bauteils;
6 Schnittdarstellung des montierten Bauteils zu 5;
7 Bypass als Teil einer Gewindeverbindung zwischen dem montierten Bauteil und der Kolbenstange;
8 Detaildarstellung zur 7;
9 Alternativvariante zur B.
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1, der in einem mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinder 3 eine axial bewegliche Kolbenstange 5 mit einem Kolben 7 aufweist. Der Kolben 7 trennt den Zylinder in einen kolben tan genseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9; 11, wobei der Kolben Durchgangskanäle 13; 15 für ein Dämpfventil 17 in Einfahrrichtung und ein Dämpfventil 19 in Ausfahrrichtung aufweist. Auf der Kolbenstange ist ein Bauteil montiert, das als Befestigungshülse den Kolben zur Kolbenstange fixiert. Dieser Befestigungshülse 21 schließt sich unmittelbar ein Gehäuse 23 an, in dessen topfförmiger Erweiterung ein amplitudenabhängig axial beweglicher Trennkolben 25 angeordnet ist. Das Gehäuse verfügt über einen bodenseitigen Anschluss 27 an den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11. Des weiteren besteht ein Bypass 29, der sich von dem Durchgangskanal 15 für das Dämpfventil 19 in Ausfahrrichtung der Zugrichtung bis in das Gehäuse oberhalb des Trennkolbens erstreckt, so dass für den Bypass eine Anbindung an den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 besteht.
Der Bypass 29 wird, wie die 2 zeigt, von einer Abflachung 31 auf der äußeren Mantelfläche 33 eines Längenabschnitts der Kolbenstange 5 gebildet, wobei die Abflachung 31 auch zu einer Nut vertieft sein kann. Das Gehäuse 23 mit seinem Befestigungshals 35 und die Befestigungshülse 21 für den Kolben 7 bilden mit ihren Innenwandungen 23i; 35i den zweiten Oberflächenanteil des Bypasses 29.
Zwischen der Befestigungshülse 21 und dem Kolben 7 ist ein geschlitzter Ring 37 angeordnet, der wiederum mit einer Sammelnut 39 innerhalb der Befestigungshülse 21 verbunden ist, so dass eine radiale Anbindung 41 als Teil des Bypasses 29 vorliegt.
Bei einer Kolbenstangenbewegung in Richtung des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums 9 kann das Dämpfmedium durch eine Öffnung 43 innerhalb einer Ventilscheibe 45 in den Durchlasskanal 15 einströmen und über die radiale Anbindung 41 innerhalb des geschlitzten Rings 37 und die Sammelnut 39 in der Befestigungshülse 21 in den Bypass 29 strömen und abschließend den Trennkolben 25 im Gehäuse 23 axial in Richtung des kolbenstangenfernen Arbeitsraums 11 bewegen. Als Folge einer Kolbenstangenbewegung in Richtung des kolbenstangenfernen Arbeitsraums strömt das Dämpfmedium durch den bodenseitige Anschluss 27 in das Gehäuse 23 und verschiebt den Trennkolben 25 in Richtung der Kolbenstange 5, wobei das vom Trennkolben verdrängte Dämpfmedium aus dem Gehäuse 23 durch den Bypass 29 und die radiale Anbindung 41 in den Durchlasskanal 15 und weiter in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 fließen kann.
In der 3 kommt ein Kolben 7 zur Anwendung, der aus zwei geschichteten Kolbenteilen 7a; 7b besteht, die innerhalb der Trennfuge 47 der benachbarten Kolbenteile die radiale Anbindung 41 aufweisen, die wiederum in den Durchlasskanal 15 mündet. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Gehäuse 23 als Befestigungshülse für den Kolben 7 verwendet, wobei die Kolbenstange 5 wie in der Variante nach 1 eine Abflachung 31 zur Bildung des Bypasses 29 aufweist. (4) Die Abflachung ist aber zu einer Nut vertieft ausgeführt. Des weiteren kann der Bypass alternativ zu einer radialen Anbindung 41 auch oberhalb des Kolbens in den Arbeitsraum 9 münden.
Alternativ kann, wie die 5 und 6 zeigt, der Bypass 29 auch von einer axialen Nut 49 innerhalb des montierten Bauteils, in diesem Fall der Befestigungshülse 21 für den Kolben 7 und dem Befestigungshals 35 des Gehäuses 23, gebildet werden. Im Kontaktbereich 51 zwischen den montierten Bauteilen 21; 23 ist eine Sammelnut 53 mit Anschluss an die axiale Nut 49 ausgeführt. Folglich ist ein Winkelversatz der Nutlänge innerhalb des Gehäuses 23 zu der Nutlänge innerhalb der Befestigungshülse 21 unerheblich.
Der Aufbau des Gehäuses 23 und des Kolbens 7 gleicht im wesentlichen der 7 der Ausgestaltung nach 1. Abweichend sind die Befestigungshülse 21 und der Befestigungshals 35 des Gehäuses 23 mit einem Innengewinde 55; 57 ausgeführt und zumindest ein Längenabschnitt der Kolbenstange 5 auf der äußeren Mantelfläche weist ein Außengewinde 59 auf, wobei innerhalb der Gewindeverbindung der Bypass 29 ausgeführt ist. Wie aus der vergrößerten Darstellung nach 8 entnehmbar ist, liegt eine mehrgängige Gewindeverbindung vor, wobei im Längenabschnitt der Kolbenstange bei einem Gewindegang ein Kopfteil entfernt ist, wodurch ein wendelförmiger Bypass 29 mit der Steigung des Gewindes vorliegt.
In der 9 ist eine Alternativvariante zur 8 dargestellt, bei der der Fußkreisdurchmesser innerhalb der Befestigungshülse 21 und des Befestigungshalses 35 des Gehäuses 23 vergrößert wurde. Ganz konkret ist im Fußkreisdurchmesser eine zusätzliche Nut 61 eingearbeitet, so dass der tragende Anteil der Gewindeverbindung erhalten bleibt.

Claims

Schwingungsdämpfer, umfassend einen dämpfmediumgefüllten Zylinder, in dem ein Kolben an einer Kolbenstange den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt, wobei die Kolbenstange einen Bypass ausgehend von einem der beiden Arbeitsräume zum Kolben aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Bypasses (29) von einer äußeren Mantelfläche (33) der Kolbenstange (5) und einem auf der Kolbenstange montierten Bauteil (21; 23) gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelfläche (33) der Kolbenstange (5) eine Abflachung (31) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das montierte Bauteil von einer Befestigungshülse (21) für den Kolben (7) gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (29) von einer axialen Nut (43) innerhalb des montierten Bauteils (21; 23) gebildet wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kolbenstange (5) mehrere Bauteile (21; 23) montiert sind, die jeweils eine axiale Nut (49) aufweisen, wobei im axialen Kontaktbereich (51) der Bauteile (21; 23) eine Sammelnut (53) mit Anschluss an die axiale Nuten (49) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das montierte Bauteil als Hülse (21; 23) mit einem Innengewinde (55, 57) ausgeführt ist und die äußere Mantelfläche (33) der Kolbenstange (5) zumindest auf einem Längenabschnitt ein Außengewinde (59) aufweist, wobei innerhalb der Gewindeverbindung der Bypass (29) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindeverbindung zwischen der Hülse (21; 23) und der äußeren Mantelfläche (59) mehrgängig ausgeführt ist, wobei bei einem der Gewinde (55; 57; 59) ein Kopfteil eines Gewindeganges entfernt ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 – 7, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Kolbenstange (5) montierte Bauteil (21; 23) eine umlaufende Sammelnut aufweist, die an einer radialen Anbindung (41) als Teil des Bypasses (29) angeschlossen ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Anbindung (41) von einem geschlitzten Ring (37) gebildet wird, der dem montierten Bauteil (21; 23) beigeordnet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassnut (29) eine radiale Anbindung (41) aufweist, die innerhalb des Kolbens (7) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (7) aus mehreren axial geschichteten Kolbenteilen (7a; 7b) besteht, wobei in der Trennfuge (47) benachbarter Kolbenteile (7a; 7b) die radiale Anbindung (41) ausgeführt ist.