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Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stoßdämpfer einer Aufhängung insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Zylinder, dessen Innenraum von einem verschiebbaren Kolben in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt ist, wobei der Kolben einseitig eine Kolbenstange aufweist, die durch die erste Arbeitskammer hindurch und abgedichtet nach außen geführt ist, mit mindestens einem federbelasteten Rückschlagventil im Kolben, durch das die erste Arbeitskammer mit der zweiten Arbeitskammer verbindbar ist, mit einem an der Kolbenstange oder dem Kolben angeordneten frequenzabhängigen Ventilsystem, mit einem Verbindungskanal von der ersten Arbeitskammer zu dem frequenzabhängigen Ventilsystem, das ein topfartiges Gehäuse aufweist, dessen zur zweiten Arbeitskammer gerichtete Mündung der Topföffnung von einer fest an dem Gehäuse angeordneten Abstützscheibe verschlossen ist, die eine axial durchgehende Verbindungsöffnung aufweist, mit einem nahe dem Topfboden in der Topföffnung angeordneten Steuerkolben, der in der zylindrischen Topföffnung abgedichtet verschiebbar geführt ist, und eine mit dem Verbindungskanal verbundene, durchgehende Koaxialbohrung sowie einen Führungsansatz aufweist, der zur zweiten Arbeitskammer gerichtet und mit seinem Endbereich in einer Durchführöffnung axial verschiebbar ist, die in einem die Topföffnung unterteilenden und fest an dem Gehäuse angeordneten sowie eine axiale Öffnung aufweisenden Führungsteil ausgebildet ist, wobei zwischen dem Steuerkolben und dem Führungsteil eine Fluidkammer gebildet ist, die über eine Drosselöffnung mit der der zweiten Arbeitskammer zugewandten Seite des Führungsteils verbunden ist, mit einem an dem der zweiten Arbeitskammer zugewandten Seite des Führungsteils aus der Durchflussöffnung herausragenden Ende des Führungsansatzes, an dem eine einen ersten axialen Durchlass aufweisende Ventilsitzplatte in Anlage ist, die an der Innenwand der Topföffnung verschiebbar geführt ist, mit einer ersten Wirkfläche an der der zweiten Arbeitskammer abgewandten Seite des Steuerkolbens, mit einem auf der der zweiten Arbeitskammer zugewandten Seite der Ventilsitzplatte angeordneten Ventilkörper, der einen koaxialen Ringansatz aufweist, mit dem er von einer Feder mit einer vorbestimmten Vorspannung gegen die Ventilsitzplatte beaufschlagbar ist, wobei der von dem Ringansatz umschlossene Bereich eine zweite Wirkfläche bildet und bei an der Ventilsitzplatte anliegendem Ringansatz zwischen Ventilsitzplatte und Ventilkörper eine von dem Ringansatz umschlossene Bypasskammer gebildet ist sowie der Ventilkörper radial außerhalb des Ringansatzes einen axialen zweiten Durchlass aufweist.
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Derartige Stoßdämpfer weisen ein im Kolben angeordnetes erstes Ventilsystem zur Erzeugung einer Dämpfkraft während des Ausfahrens, also der Zugstufe und während des Einfahrens, also der Druckstufe des Stoßdämpfers auf. Für die Zugstufe ist weiterhin ein frequenzabhängiges Ventilsystem vorhanden, durch das unerwünschte Störungen durch fahrbahnbedingte hohe Frequenzen vom Fahrzeugaufbau zumindest weitgehend isoliert werden.
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Ein derartiger bekannter hydraulischen Stoßdämpfer ist aus einer Vielzahl separat zu montierender Bauteile aufgebaut und daher aufwendig und damit teuer herzustellen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen Stoßdämpfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der aus einfach ausgebildeten und mit wenig Aufwand montierbaren Bauteilen besteht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Führungsteil und/oder die Abstützscheibe axial in ihre Sollpositionen in der Topföffnung sowie auf einen bestimmten Abstand ihrer einander zugewandten Flächen positionierbar und anschließend fixierbar sind.
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Durch das frequenzabhängige Ventilsystem ist im Zughub frequenzabhängig ein Bypassweg von der ersten Arbeitskammer zur zweiten Arbeitskammer öffenbar.
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Durch diese Ausbildung ist es möglich, das Führungsteil und die Abstützscheibe vor ihrer Fixierung erst in ihre Sollposition sowie auf einen bestimmten Abstand zueinander zu bringen, so dass der größte Teil der Herstellungstoleranzen der Bauteile des frequenzabhängigen Ventilsystems eliminiert werden und nicht die Sollpositionen und den bestimmten Abstand zueinander von Führungsteil und Abstützscheibe beeinflussen können.
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Dazu kann in einfach durchzuführender Weise das Führungsteil und/oder das Abstützteil mit Presspassung in die Topföffnung des Gehäuses einsetzbar sein oder das Führungsteil und/oder das Abstützteil an ihrer radial umlaufenden Mantelfläche eine Ringnut aufweisen, in die bei eingenommener Sollposition Material der Topfwand des Gehäuses einbördelbar ist.
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Dabei werden das Führungsteil und das Abstützteil in die Topföffnung bis zu ihrer Sollposition eingeschoben und in dieser Sollposition durch die Presspassung oder durch plastische Verformung der Wandung des Gehäuses in eine radial umlaufende Ringnut an der zylindrischen Mantelfläche der Ventilsitzplatte oder der Abstützscheibe wie z.B. Einbördeln fixiert.
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Die Abstützscheibe verschließt durch die Presspassung oder die plastische Verformung dicht den Innenraum des Gehäuses nach außen.
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Die Position der Abstützscheibe bestimmt auch die Vorspannung der auf den Ventilkörper einwirkenden Feder und damit die Grundkennlinie des frequenzabhängigen Ventilsystems.
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Zur einfachen Befestigung des topfartigen Gehäuses an der Kolbenstange kann das Gehäuse im Bereich seines Topfbodens eine koaxiale Gewindebohrung aufweisen, mit der das Gehäuse auf das zur zweiten Arbeitskammer ragende, mit einem Außengewinde versehene Ende der Kolbenstange aufschraubbar ist, wobei das Gehäuse an seiner äußeren Mantelfläche zumindest über einen Teil seiner axialen Erstreckung eine Kontur aufweist, an der ein Werkzeug zum Verdrehen des Gehäuses um seine Längsachse formschlüssig ansetzbar ist.
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Um übliche Werkzeuge benutzen zu können, ist vorzugsweise dabei die Kontur an der äußeren Mantelfläche des Gehäuses eine Sechskantkontur.
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An der dem Topfboden des Gehäuses zugewandten Seite des Steuerkolbens kann eine radial umlaufende, zum Topfboden hin und radial nach außen offene Dichtungsnut ausgebildet sein, in die ein Anschlag- und Dichtelement aus einem elastischen Werkstoff eingesetzt ist, das radial dichtend an der Innenwand der Topföffnung in Anlage ist und gegenüber dem Steuerkolben axial zum Topfboden hervorsteht.
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Damit werden sowohl eine axiale elastische Anschlagfunktion als auch eine radiale Dichtfunktion erfüllt.
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Die axiale Anschlagfunktion dämpft nach Anschlagen an dem Topfboden die Bewegung des Steuerkolbens bei der Rückstellung des Steuerkolbens im Druckhub des Stoßdämpfers.
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Dabei kann das Anschlag- und Dichtelement bauteil- und montagesparend einteilig ausgebildet sein. Zur einfachen Befestigung kann das Dichtelement an der Wandung der Dichtungsnut anvulkanisiert sein.
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Ist die Drosselöffnung in einer Drosselplatte ausgebildet, die um ein bestimmtes Maß axial beweglich in der Fluidkammer angeordnet und auf die der Fluidkammer zugewandte Seite des Führungsteils aufsetzbar ist, wobei die Drosselöffnung in Überdeckung mit der axialen Öffnung im Führungsteil ist, so kann die axiale Öffnung einen größeren Querschnitt als die Drosselöffnung aufweisen. Damit erfolgt eine Befüllung der Fluidkammer ungedrosselt und somit schnell.
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An dem Führungsteil kann ein Sicherungselement angeordnet sein, das einen die axiale Beweglichkeit der Drosselplatte begrenzenden Anschlag bildet.
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Dazu kann das Führungsteil an seinem radial inneren Bereich einen zur ersten Arbeitskammer gerichteten Rohrfortsatz aufweisen, an dem das Sicherungselement angeordnet ist, das vorzugsweise eine koaxiale Öffnung aufweist, mit der das Sicherungselement reib- oder formschlüssig an dem Rohrfortsatz befestigt ist.
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Eine Vereinfachung der Montage wird dadurch erreicht, dass das Führungsteil, die Drosselplatte und das Sicherungselement eine vormontierbare Baueinheit bilden, die in die Topföffnung positionierbar und in der Sollposition fixierbar ist.
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An dem Führungsteil und/oder an der Ventilsitzplatte können ein oder mehrere Abstandshalter angeordnet sein, durch die die Verschiebbarkeit der Ventilsitzplatte zum Führungsteil hin auf einen Mindestabstand begrenzt und zwischen der Ventilplatte und dem Führungsteil immer ein Raum mit einer Mindestgröße gebildet ist.
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Montageaufwand sparend können dabei die Abstandshalter z.B. als Sinternoppen oder Durchprägungen einteilig mit dem Führungsteil und/oder der Ventilsitzplatte ausgebildet sein.
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Ist die erste Wirkfläche am Steuerkolben kleiner als die zweite Wirkfläche am Ventilkörper, so ist die Hydromechanik des frequenzabhängigen Ventilsystems sichergestellt.
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Die den Ventilkörper gegen die Ventilsitzplatte beaufschlagende Feder ist vorzugsweise an der Abstützscheibe befestigt und kann somit z.B. bei der Montage nicht verloren gehen.
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Dazu kann die Abstützscheibe einen zum Ventilkörper gerichteten Befestigungszapfen aufweisen, auf den die als Scheibenfeder ausgebildete Feder mit ihrer zentrischen Öffnung aufgeschoben und fixiert ist.
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Auf der dem Ventilkörper zugewandten Seite der Scheibenfeder kann ein zweites Sicherungselement zur Fixierung der Scheibenfeder an dem Befestigungszapfen angeordnet sein.
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Montagevereinfachend können Abstützscheibe, Scheibenfeder und das zweite Sicherungselement eine vormontierbare Baueinheit bilden, die in die Topföffnung positionierbar und in der Sollposition fixierbar ist.
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Dazu kann das zweite Sicherungselement eine koaxiale Öffnung aufweisen, mit der das Sicherungselement reib- oder formschlüssig an dem Befestigungszapfen befestigt ist.
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Der Abhubweg des Ventilkörpers von der axial an dem Führungsteil anliegenden Ventilsitzplatte kann durch einen Begrenzungsanschlag begrenzt sein, der in einfacher, keine weiteren Bauteile benötigender Weise durch die Abstützscheibe gebildet sein kann, wobei der Ventilkörper unmittelbar oder über die Federscheibe an dem Begrenzungsanschlag in Anlage kommt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 einen Teillängsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kolbens und eines frequenzabhängigen Ventilsystems eines hydraulischen Stoßdämpfers
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2 einen Teillängsschnitt eines Teils eines frequenzabhängigen Ventilsystems eines hydraulischen Stoßdämpfers.
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Die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele sind bis auf die Fixierung des Führungsteils 21, 21‘ und der Abstützscheibe 40, 40‘ gleich.
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Sie weisen einen Kolben 1 auf, der in einem geschlossenen, vertikal angeordneten Zylinder 2 eines hydraulischen Stoßdämpfers axial verschiebbar angeordnet ist und den mit einem hydraulischen Fluid gefüllten Innenraum des Zylinders 2 in eine erste Arbeitskammer 3 und eine zweite Arbeitskammer 4 unterteilt.
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Einseitig ist an dem Kolben eine Kolbenstange 5 befestigt, die durch die erste Arbeitskammer 3 hindurch und abgedichtet nach außen geführt ist.
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In dem Kolben 1 ist ein federbelastetes erstes Rückschlagventil 6 angeordnet, durch das bei einem Ausfahren der Kolbenstange 5 vom Kolben 1 verdrängtes hydraulisches Fluid von der ersten Arbeitskammer 3 in die zweite Arbeitskammer 4 strömen kann.
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Bei einer Einfahrbewegung kann vom Kolben 1 verdrängtes hydraulisches Fluid durch ein nicht dargestelltes federbelastetes zweites Rückschlagventil von der zweiten Arbeitskammer 4 in die erste Arbeitskammer 3 strömen.
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In der Kolbenstange 5 ist ein den Kolben 1 umgehender Verbindungskanal 7 ausgebildet, der die erste Arbeitskammer 3 mit einem frequenzabhängigen Ventilsystem 8 verbindet, das auf der Seite der zweiten Arbeitskammer 4 an dem Ende der Kolbenstange 5 befestigt ist.
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Das Ventilsystem 8 weist ein topfartiges Gehäuse 9 auf, das an seinem dem Kolben 1 zugewandetn Ende einen Topfboden 17 besitzt, der eine koaxiale Gewindebohrung 10 aufweist. Die Kolbenstange ragt mit ihrem zylinderseitigen Ende aus dem Kolben 1 in die zweite Arbeitskammer 4 hervor und ist an diesem Ende mit einem Außengewinde 11 versehen, auf das das Gehäuse 9 mit seiner Gewindebohrung 10 bis zur Anlage an dem Kolben 1 aufgeschraubt ist. Dazu ist das Gehäuse 9 an einem Teil seiner äußeren Mantelfläche mit einer Sechskantkontur 12 versehen, an der ein Werkzeug zum Verdrehen des Gehäuses 9 um seine Längsachse 13 formschlüssig ansetzbar ist.
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Die Topföffnung 14 des Gehäuses 9 ist in vier Stufen sich zum Topfboden 17 hin verjüngend ausgebildet.
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In der Stufe geringsten Durchmessers ist ein ringförmiger Steuerkolben 15 mit seiner radial umlaufenden Mantelfläche verschiebbar geführt. Dabei weist der Steuerkolben radial außen an seiner dem Topfboden 17 zugewandten Seite eine Dichtungsnut 16 auf, die zum Topfboden 17 hin und radial nach außen offen ist. In die Dichtungsnut 16 ist ein Anschlag- und Dichtelement 18 aus einem elastischen Werkstoff einvulkanisiert. Das Anschlag- und Dichtelement 18 ist radial nach außen dichtend an der Innenwand der Topföffnung 14 in Anlage. Gegenüber dem Steuerkolben 15 ragt das Anschlag- und Dichtelement 18 axial zum Topfboden 17 hin hervor und kommt in der tiefsten in die Topföffnung 14 eingefahrenen Position des Steuerkolbens 15 elastisch in Anlage an dem Topfboden 17, so dass es nicht zu einem harten Anschlagen des Steuerkolbens 15 an dem Topfboden 17 kommt.
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Radial innen besitzt der Steuerkolben 15 eine axial durchgehende Koaxialbohrung, die mit dem Verbindungskanal 7 der Kolbenstange 5 in Verbindung steht.
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Weiterhin weist der Steuerkolben 15 einen zur zweiten Arbeitskammer 4 gerichteten zylindrischen Führungsansatz 19 auf, mit dessen radial äußerer Mantelfläche der Steuerkolben 17 in einer Durchführöffnung 20 eines Führungsteils 21 axial verschiebbar angeordnet ist.
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Das Führungsteil 21 ist in die dritte Stufe der Topföffnung 14 vom Topfboden 17 aus gesehen fest eingesetzt. Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist das Führungsteil 21 nach Erreichen der Sollposition im Gehäuse 9 mit Presspassung eingesetzt, während bei dem Ausführungsbeispiel der 2 das Führungsteil 21 an seiner radial umlaufenden Mantelfläche eine Ringnut 22 aufweist, in die ein elastischer Dichtring 23 eingelegt ist und in die nach Positionierung in der Sollposition im Gehäuse 9 Material 24 der Topfwand des Gehäuses 9 eingebördelt ist.
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Auf der dem Steuerkolben 15 zugewandten planen Seite des Führungsteils 21 ist eine ringförmige Drosselplatte 25 angeordnet, die axial an einem zylindrischen Rohrfortsatz 26 des Führungsteils 21 um ein bestimmtes Maß beweglich geführt ist. In der einen Endposition liegt die Drosselplatte 25 an dem Führungsteil 21 und in der anderen Endposition an einem an dem Rohrfortsatz reibschlüssig befestigten Sicherungsring 27 an.
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Zwischen dem Steuerkolben 15, dem Führungsteil 21 und dem Gehäuse 9 ist eine Fluidkammer 28 gebildet, die ebenfalls mit dem hydraulischen Fluid gefüllt ist.
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In der Drosselplatte 25 ist eine Drosselbohrung 29 ausgebildet, die koaxial zu einer im Führungsteil 21 ausbebildeten axialen Öffnung 30 größeren Querschnitts als der Drosselbohrung 29 ist.
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An der der zweiten Arbeitskammer 4 zugewandten Seite des Führungsteils 21 sind zur zweiten Arbeitskammer 4 hin hervorstehende Abstandshalter 31 angeordnet.
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Eine ringförmige Ventilsitzplatte 32 ist in der ersten Stufe der Topföffnung 14 von der zweiten Arbeitskammer 4 aus gesehen verschiebbar geführt und weist einen ersten axialen Durchlass 33 auf.
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Durch die Abstandshalter 31 ist die Ventilsitzplatte 32 nur bis zu einem Mindestabstand an das Führungsteil 21 verschiebbar.
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Der Führungsansatz 19 des Steuerkolbens 15 ragt immer über die der zweiten Arbeitskammer 4 zugewandte Seite des Führungsteils 21 hinaus und kann mit seinem freien Ende die Ventilsitzplatte 32 beaufschlagen.
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Auf der der zweiten Arbeitskammer 4 zugewandten Seite der Ventilsitzplatte 32 ist ein plattenartiger Ventilkörper 34 in der größten Stufe der Topföffnung verschiebbar geführt, der an seiner der Ventilsitzplatte 32 zugewandten Seite einen koaxialen Ringansatz 35 aufweist. Radial innerhalb des Ringansatzes 35 ist eine zweite Wirkfläche 36 am Ventilkörper 34 und zwischen der Ventilsitzplatte 32 und dem Ventilkörper 34 eine Bypasskammer 39 gebildet.
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Eine erste Wirkfläche 37 geringerer Größe als der zweiten Wirkfläche 36 ist an dem Steuerkolben 15 auf seiner der ersten Arbeitskammer 3 zugewandetn Seite gebildet.
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Radial außerhalb des Ringansatzes 35 weist der Ventilkörper 34 einen axialen zweiten Durchlass 38 auf.
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Die Topföffnung 14 ist an ihrer zur zweiten Arbeitskammer 4 gerichteten Mündung durch eine Abstützscheibe 40 verschlossen, die eine mindestens durchgehende Verbindungsöffnung 41 aufweist.
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Die Abstützscheibe 40 weist einen koaxialen stufenartigen Befestigungszapfen 42 auf, der zum Ventilkörper 34 hin ragt und auf dem eine Federscheibe 43 angeordnet ist, die den Ventilkörper 34 mit seinem Ringansatz 35 zur Anlage an der Ventilsitzplatte 32 kraftbeaufschlagt.
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Zur Sicherung der Federscheibe 43 an dem Befestigungszapfen 42 liegt die Federscheibe 43 mit ihrer einen Seite auf einer Stufe des Befestigungszapfens 42 auf und ist auf ihrer anderen Seite durch eine reibschlüssig auf dem Befestigungszapfen 42 angeordneten zweiten Sicherungsring 27 gesichert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 ist die Abstützscheibe 40 in die Topföffnung 14 bis zum Erreichen der Sollposition der Abstützscheibe 40 eingeschoben und durch Presspassung gehalten, während bei dem Ausführungsbeispiel der 2 die Abstützscheibe 40‘ an ihrer radial umlaufenden Mantelfläche eine Ringnut 44 aufweist, in die nach Positionierung in der Sollposition der Abstützscheibe 40‘ Material 45 der Topfwand des Gehäuses 9 eingebördelt ist.
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Auf diese Weise ist die Abstützscheibe 40 in einem eng tolerierten bestimmten Abstand zum Führungsteil 21 fixierbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kolben
- 2
- Zylinder
- 3
- erste Arbeitskammer
- 4
- zweite Arbeitskammer
- 5
- Kolbenstange
- 6
- Rückschlagventil
- 7
- Verbindungskanal
- 8
- Ventilsystem
- 9
- Gehäuse
- 10
- Gewindebohrung
- 11
- Außengewinde
- 12
- Sechskantkontur
- 13
- Längsachse
- 14
- Topföffnung
- 15
- Steuerkolben
- 16
- Dichtungsnut
- 17
- Topfboden
- 18
- Anschlag- und Dichtelement
- 19
- Führungsansatz
- 20
- Durchführöffnung
- 21
- Führungsteil
- 21‘
- Führungsteil
- 22
- Ringnut
- 23
- Dichtring
- 24
- Material
- 25
- Drosselplatte
- 26
- Rohrfortsatz
- 27
- Sicherungsring
- 28
- Fluidkammer
- 29
- Drosselbohrung
- 30
- Öffnung
- 31
- Abstandshalter
- 32
- Ventilsitzplatte
- 33
- erster axialer Durchlass
- 34
- Ventilkörper
- 35
- Ringansatz
- 36
- zweite Wirkfläche
- 37
- erste Wirkfläche
- 38
- zweiter Durchlass
- 39
- Bypasskammer
- 40
- Abstützscheibe
- 40‘
- Abstützscheibe
- 41
- Verbindungsöffnung
- 42
- Befestigungszapfen
- 43
- Ringnut
- 44
- Material
