DE102018200038A1

DE102018200038A1 - Hydraulischer Zuganschlag

Info

Publication number: DE102018200038A1
Application number: DE102018200038.7A
Authority: DE
Inventors: Gerald Loof; Joao Bras Antonio
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-01-03
Filing date: 2018-01-03
Publication date: 2019-07-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zuganschlag (10) für einen Stoßdämpfer (100) mit mindestens einem Zylinderrohr (101), in welchem eine Kolbenstange (102) beweglich aufgenommen ist, aufweisend: eine Zuganschlagscheibe (11), die an der Kolbenstange (102) befestigbar ist, und ein Dämpfungselement (12), das an der Zuganschlagscheibe (11) abgestützt ist, um eine Zuganschlagkraft der Zuganschlagscheibe (11) gegen einen Kopfbereich (104) des Zylinderrohrs (101) zu reduzieren. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zuganschlagscheibe (11) umfangseitig in Kontakt mit dem Zylinderohr (101) anordenbar ist, wobei die Zuganschlagscheibe (11) eine Drosselgeometrie (14) aufweist, die mit dem Dämpfungselement (12) derart zusammenwirkt, dass in Abhängigkeit von der axialen Stellung der Zuganschlagscheibe (11) im Zylinderrohr (101) eine veränderliche Drosselwirkung beim Durchfluss eines Dämpfungsfluids durch die Zuganschlagscheibe (11) bereitgestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zuganschlag, insbesondere einen hydraulischen, für einen Stoßdämpfer, der bspw. zum Einsatz in einem Fahrzeug vorgesehen ist, nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 1. Zudem betrifft die Erfindung einen entsprechenden Stoßdämpfer und ein korrespondierendes Fahrzeug.
Zuganschläge für Stoßdämpfer sind grundsätzlich bekannt. Stoßdämpfer werden in Fahrzeugen eingesetzt, um unerwünschte Schwingungen der Fahrzeugräder gegenüber der Fahrzeugkarosserie zu dämpfen. Dabei werden die Stoßdämpfer korrespondierend zur Ein- und Ausfederbewegung der Fahrzeugräder zusammen- oder auseinandergeschoben. Die Ausfederung der Fahrzeugräder wird durch den Zuganschlag im Stoßdämpfer begrenzt. Abhängig von der Ausfederlänge, der Dämpferkennung, der Federkraft der Aufbaufeder und der ungefederten Radmasse können bei voller Ausfederung des Rads hohe Zuganschlagkräfte und damit laute Geräusche auftreten. Dabei können störende Geräusche auftreten, die sich zum Fahrzeuginnenraum verbreiten und die Insassen stören können. Es sind rein mechanische Zuganschläge bekannt, die eine Zuganschlagscheibe im unteren Bereich der Kolbenstange mit einem aufgesetzten elastischen Element, bspw. einem Gummiring aufweisen, wobei der Gummiring beim Einsatz des Zuganschlages komprimiert werden kann und somit die Zuganschlagkraft etwas reduzieren kann. Die mechanischen Zuganschläge sind somit einfach aufgebaut, stellen jedoch keine ausreichende und keine fein einstellbare bzw. anpassungsfähige Dämpfung der Zuganschlagkraft dar. Weiterhin sind hydraulische Zuganschläge bekannt, die hydraulisch wirken und ggf. in Kombination mit einer Feder ausgestaltet sein können. Die hydraulischen Zuganschläge ermöglichen einen hydraulischen Kraftabbau bei Einsatz des Zuganschlags. Die bekannten hydraulischen Zuganschläge sind jedoch kompliziert aufgebaut und damit teuer. Außerdem gestaltet sich bei hydraulischen Zuganschlägen die Abstimmung zwischen der Zuganschlaghärte und der Haltbarkeit bzw. der Lebensdauer der Bauteile schwierig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Zuganschlag für einen Stoßdämpfer bereitzustellen, der die oben genannten Nachteile zumindest zum Teil überwindet. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen einfachen, kostengünstigen, leicht zu montierenden, einfach und fein einstellbaren sowie einen zuverlässig betreibbaren Zuganschlag mit einer verlängerten Lebensdauer bereitzustellen. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung einen entsprechenden Stoßdämpfer sowie ein korrespondierendes Fahrzeug zur Verfügung zu stellen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Zuganschlag für einen Stoßdämpfer, bspw. eines Fahrzeugs, mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1, insbesondere aus dem kennzeichnenden Teil, durch einen Stoßdämpfer mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 9 und durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 10 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung aufgeführt. Merkmale, die zu den einzelnen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zuganschlages, des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers und des erfindungsgemäßen Fahrzeuges offenbart werden, können in der Weise miteinander kombiniert werden, dass bzgl. der Offenbarung zu den Ausführungsformen der Erfindung stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Die Erfindung stellt einen Zuganschlag, insbesondere einen hydraulischen Zuganschlag, für einen Stoßdämpfer, bspw. zum Einsatz in einem Fahrzeug, bereit, wobei der Stoßdämpfer mit mindestens einem Zylinderrohr ausgeführt ist, in welchem eine Kolbenstange beweglich aufgenommen ist, aufweisend: eine Zuganschlagscheibe, die an der Kolbenstange befestigbar ist, und ein Dämpfungselement, das an der Zuganschlagscheibe abgestützt ist, um eine Zuganschlagkraft der Zuganschlagscheibe gegen einen Kopfbereich des Zylinderrohrs zu reduzieren. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zuganschlagscheibe umfangseitig in Kontakt mit dem Zylinderohr anordenbar ist, wobei die Zuganschlagscheibe eine Drosselgeometrie aufweist, die mit dem Dämpfungselement derart zusammenwirkt, dass in Abhängigkeit von der axialen Stellung der Zuganschlagscheibe im Zylinderrohr eine veränderliche Drosselwirkung beim Durchfluss eines Dämpfungsfluids durch die Zuganschlagscheibe bereitgestellt wird.
Bei einem umfangseitigen Kontakt der Zuganschlagscheibe mit dem Zylinderohr kann im Rahmen der Erfindung verstanden werden, dass der Außendurchmesser der Zuganschlagscheibe an den Innendurchmesser des Zylinderrohrs angepasst ist. Mit anderen Worten deckt eine in dem Zylinderrohr eingesetzte erfindungsgemäße Zuganschlagscheibe den ganzen Querschnitt des Zylinderrohrs ab und lässt nur die Durchlassstellen für das Dämpfungsfluid frei, die durch die Drosselgeometrie gebildet sind. Als Dämpfungselement im Rahmen der Erfindung kann ein elastisches, verformbares Zuganschlagelement, bspw. in Form eines Rings um die Kolbenstange herum oder einer Kugel mit einer Durchgangsöffnung für die Kolbenstange, z. B. aus einem Elastomer, wie bspw. Gummi, eingesetzt werden. Als Dämpfungsfluid kann bspw. Öl verstanden werden. Als eine Drosselgeometrie kann eine Durchflussstruktur durch die Zuganschlagscheibe verstanden werden, die an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Drosselwirkung mithilfe des durchfließenden Dämpfungsfluids bewirkt. Der erfindungsgemäße Zuganschlag kann in einem Einrohr-Stoßdämpfer, einem Zweirohr-Stoßdämpfer oder einem Dreirohr-Stoßdämpfer eingesetzt werden.
Der Erfindungsgedanke liegt dabei darin, dass die Zuganschlagscheibe umfangsseitig zum Zylinderrohr hin derart an der Innenfläche des Zylinderrohrs zur Auflage bringbar ist, dass an den Seiten zwischen der Mantelfläche der Zuganschlagscheibe und der Innenfläche des Zylinderrohrs kein ungehinderter bzw. kein freier Fluss des Dämpfungsmittels möglich ist. Die Zuganschlagscheibe weist zum Durchlass des Dämpfungsmittels die Drosselgeometrie auf. Die Drosselgeometrie kann dabei mittig in der Nähe der Kolbenstange relativ große Durchströmelemente, bspw. in Form von Durchgangsöffnungen, zum nahezu ungehinderten Durchfluss des Dämpfungsmittels aufweisen. Am oder nahe dem äußeren Rand der Zuganschlagscheibe können relativ kleine Durchströmelemente, bspw. in Form von Durchgangsöffnungen in der Zuganschlagscheibe oder in Form von Nuten an einer zylinderrohrseitigen Mantelfläche der Zuganschlagscheibe, mit einer relativ hohen Drosselwirkung beim Durchfluss des Dämpfungsmittels vorgesehen sein. Des Weiteren liegt der Erfindungsgedanke darin, dass das Dämpfungselement derart ausgeformt ist, dass die großen Durchströmelemente bzw. Durchströmöffnungen in der Zuganschlagscheibe bei Einsatz des Zuganschlags, wenn sich die Zuganschlagscheibe am Anschlag zum Zylinderrohrdeckel befindet, schon bei geringer Verformung des Dämpfungselementes bedeckt werden. Vor dem Einsatz des Zuganschlages kann das Öl mit einer geringen Drosselwirkung durch die großen mittigen Durchströmelemente bzw. Durchgangsöffnungen in der Zuganschlagscheibe strömen. Beim Einsatz des Zuganschlages, wenn das Dämpfungselement zwischen der Zuganschlagscheibe und dem Kopfbereich des Zylinderrohrs gedrückt wird, werden die großen Durchströmöffnungen durch das elastische Dämpfungselement abgedeckt und das Öl muss durch die kleinen randabschnittseitigen Durchströmöffnungen strömen, was eine relativ große Drosselwirkung zur Folge hat. Dadurch wird vor dem Endanschlag des Zuganschlages gegen den Kopfbereich des Zylinderrohrs viel Bewegungsenergie abgebaut, so dass im Endanschlag lediglich eine geringere Zuganschlagkraft gegen den Kopfbereich des Zylinderrohrs auftritt, wodurch unangenehme Geräusche bei Einsatz des Zuganschlages nahezu vermieden werden.
Der erfindungsgemäße Zuganschlag ist einfach und kostengünstig aufgebaut. Von dem Aufbau bekannter mechanischer Zuganschläge unterscheidet sich der erfindungsgemäße Zuganschlag dadurch, dass die Zuganschlagscheibe zum Zylinderrohr hin abschließt und vorzugsweise abdichtet, und dass das Dämpfungsmedium nicht an der Zuganschlagscheibe vorbei, sondern durch die Zuganschlagscheibe, insbesondere durch die Drosselgeometrie der Zuganschlagscheine, strömt. Als Dämpfungselement kann dabei ein einfacher Gummiring verwendet werden. Durch den erfindungsgemäßen Zuganschlag können auf eine einfache Art und Weise ein verbessertes Anschlagverhalten des Stoßdämpfers mit einer hohen Dämpfungswirkung im Endanschlag bereitgestellt werden. Die Dämpfwirkung ist außerdem einfach einstellbar. Ferner ist der erfindungsgemäße Zuganschlag robust aufgebaut und ist somit funktionssicher im Betrieb. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Zuganschlag eine hohe Lebensdauer auf. Des Weiteren wirkt das elastische Dämpfungselement aufgrund seiner Federwirkung als klassischer Zuganschlag, welcher bei den bekannten hydraulischen Zuganschlägen durch ein separates elastisches Federelement erreicht werden muss. Zudem ermöglicht das Zusammenwirken des Dämpfungselements mit der Drosselgeometrie an der Zuganschlagscheibe eine hydraulische Verstärkung der Dämpfungswirkung je höher die Kolbenstange aus dem Zylinderrohr herausgedrückt wird. Nach einem weiteren Vorteil der Erfindung kann das Dämpfungselement hohl ausgebildet sein und durch einfache Drosselöffnungen das eingeschlossene Ölvolumen zusätzliche Drosselwirkung durch das eingeschlossene Dämpfungsfluid bereitstellen.
Ferner kann die Erfindung bei einem Zuganschlag vorsehen, dass die Zuganschlagscheibe umfangseitig zum Zylinderrohr hin abdichtbar ist. Dadurch wird sichergestellt, dass kein unkontrollierter Durchfluss des Dämpfungsmittels an der Zuganschlagscheibe vorbei stattfinden kann. Das ganze Dämpfungsmittel wird demnach durch die Drosselgeometrie der Zuganschlagscheibe geschickt, wodurch eine gewünschte, insbesondere steigende, Drosselwirkung erzielt werden kann, je höher die Zuganschlagscheibe bewegt wird.
Weiterhin kann die Erfindung bei einem Zuganschlag vorsehen, dass die Drosselgeometrie mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente zum Durchlassen des Dämpfungsfluids umfasst, das/die in eine radiale Richtung der Zuganschlagscheibe gesehen einen abfallenden Querschnitt aufweist/aufweisen. Somit kann auf eine einfache Art und Weise der Effekt bewirkt werden, dass ausgehend von der Mitte der Zuganschlagscheibe bis zum Rand der Zuganschlagscheibe immer weniger Durchgangsvolumen des Dämpfungsfluids durch die Drosselgeometrie durchgelassen wird. Dadurch steigt die Drosselwirkung von der Mitte der Zuganschlagscheibe bis zum Rand. Wenn nun das Dämpfungselement beim Einsatz des Zuganschlages komprimiert wird und in radiale Richtung immer größeren Bereich der Drosselgeometrie überdeckt, steigt die Dämpfungswirkung für die Bewegungsenergie des Kolbens, wodurch die Anschlagkraft immer stärker abgebaut wird. Angekommen am Endanschlag ist die Anschlagkraft derart zuverlässig reduziert, dass im Wesentlichen keine störenden Geräusche mehr auftreten, die sich zum Fahrzeuginnenraum verbreiten und die Insassen des Fahrzeuges stören können.
Des Weiteren kann die Erfindung bei einem Zuganschlag vorsehen, dass die Drosselgeometrie mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente in Form von Durchgangsöffnungen in der Zuganschlagscheibe oder in Form von Nuten an einer Mantelfläche der Zuganschlagscheibe aufweist. Im Rahmen der Erfindung kann der gewünschte einstellbare, insbesondere steigende, Drosseleffekt von der Mitte bis zum Rand der Zuganschlagscheibe bereits durch ein Durchströmelement bewirkt werden, welches bspw. in Form einer in der Draufsicht auf die Zuganschlagscheibe sich verjüngenden Bohrung ausgebildet sein kann. Mithilfe von mehreren Durchströmelementen kann der Effekt mit einer gewünschten Wirkung eingestellt werden. Durchströmelemente in Form von Durchgangsöffnungen sind einfache Elemente, die durch Bohrungen in der Zuganschlagscheibe hergestellt werden können. Durchströmelemente in Form von Nuten an einer Mantelfläche der Zuganschlagscheibe können auf eine einfache Art und Weise, bspw. durch Stanzen, hergestellt werden. Durch solche Durchströmelemente können auf eine vorteilhafte Weise im äußeren Bereich der Zuganschlagscheibe eine hohe Drosselwirkung bereitgestellt werden.
Zudem kann die Erfindung bei einem Zuganschlag vorsehen, dass die Drosselgeometrie mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente mit einer kreisförmigen, einer dreieckförmigen, einer tropfenförmigen oder einer bogenförmigen Form aufweist. Somit kann die Drosselgeometrie flexibel an die gewünschte Drosselwirkung angepasst werden.
Außerdem kann die Erfindung bei einem Zuganschlag vorsehen, dass das Dämpfungselement elastisch ausgebildet ist, wobei das Dämpfungselement zumindest in einer Endanschlagstellung der Zuganschlagscheibe an den Kopfbereich des Zylinderrohrs zwischen dem Kopfbereich des Zylinderrohrs und der Zuganschlagscheibe verformbar ist. Mit anderen Worten kann das Dämpfungselement zusammengedrückt werden, wodurch in radiale Richtung der Zuganschlagscheibe ein mittiger Teil der Drosselgeometrie abgedeckt wird, wodurch das Dämpfungsfluid gezwungen wird, durch die äußeren kleineren Durchströmelemente durchzufließen, an denen mehr Wärmeenergie produziert wird, um die Bewegungsenergie der Kolbenstange zu dissipieren.
Ferner kann die Erfindung bei einem Zuganschlag vorsehen, dass das Dämpfungselement ringförmig zum umfangsseitigen Umschließen der Kolbenstange oder kugelförmig mit einer Durchgangsöffnung für die Kolbenstange ausgebildet ist. Dadurch kann bewirkt werden, dass beim Zusammendrücken des Dämpfungselementes dieses in radiale Richtung breiter wird und eine größere Auflagefläche über der Drosselgeometrie der Zuganschlagfläche bildet.
Weiterhin kann die Erfindung bei einem Zuganschlag vorsehen, dass das Dämpfungselement in Form eines Hohlkörpers ausgebildet ist. Vorteilhafterweise kann der Hohlkörper einen sanften Einsatz des Zuganschlages im Endanschlag bewirken.
Des Weiteren kann das Dämpfungselement in Form eines Hohlkörpers mindestens eine Drosselöffnung aufweisen. Ein solches Dämpfungselement weist eine vergrößerte Effektivität beim Abbau der Zuganschlagkraft auf, da das eingeschlossene Ölvolumen innerhalb des Hohlkörpers beim Durchfluss durch die Drosselöffnung zusätzlich als ein Drosselmedium dienen kann.
Zudem ist es denkbar, dass das Dämpfungselement massiv aus einem durchgehenden Material, bspw. aus Elastomer, wie z.B. Gummi, ausgebildet sein kann. Ein solches massives Dämpfungselement hat den Vorteil, dass Gummielemente im Stoßdämpfer weit verbreitet sind und daher bereits Erfahrungen (z.B. hinsichtlich Haltbarkeit und Komprimierbarkeit) vorhanden sind. Solche Gummielemente sind einfache und günstige Bauteile. Ein entsprechendes Dämpfungselement kann außerdem als ein effektiver Endanschlag wirken.
Außerdem wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen Stoßdämpfer mit mindestens einem Zylinderrohr gelöst, in welchem eine Kolbenstange beweglich aufgenommen ist, und einem Zuganschlag, der wie oben beschrieben aufgebaut werden kann. Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer kann als ein Einrohr-Stoßdämpfer, ein Zweirohr-Stoßdämpfer oder ein Dreirohr-Stoßdämpfer ausgebildet sein. Mithilfe des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers werden die gleichen Vorteile erreicht, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Zuganschlag beschrieben wurden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird vorliegend vollumfänglich darauf Bezug genommen.
Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein korrespondierendes Fahrzeug mit einem Stoßdämpfer gelöst, in welchem ein Zuganschlag angeordnet ist, der wie oben beschrieben aufgebaut werden kann. Auch bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug wird vollumfänglich auf die Vorteile Bezug genommen, die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Zuganschlag beschrieben wurden.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur einen beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zuganschlages in einer Ruhestellung,
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zuganschlages in einer Endanschlagstellung,
3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zuganschlages in einer Ruhestellung gemäß einer weiteren Ausführung,
4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zuganschlages in einer Endanschlagstellung,
5 eine Draufsicht auf eine Zuganschlagscheibe mit einer möglichen Ausführungsform der Drosselgeometrie,
6 eine Draufsicht auf eine Zuganschlagscheibe mit einer weiteren möglichen Ausführungsform der Drosselgeometrie, und
7 eine Draufsicht auf eine Zuganschlagscheibe mit unterschiedlichen möglichen Durchströmelementen einer Drosselgeometrie im Rahmen der Erfindung.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
Die 1 bis 4 zeigen einen Zuganschlag 10 im Rahmen der Erfindung, der als ein hydraulischer Zuganschlag 10 ausgebildet ist. Der Zuganschlag 10 wird in einem Stoßdämpfer 100 verbaut, welcher sich zum Einsatz in einem Fahrzeug eignet. Der Stoßdämpfer 100 ist dabei lediglich schematisch als ein Zweirohr-Stoßdämpfer gezeigt. Selbstverständlich ist der erfindungsgemäße Zuganschlag 10 auch in Verbindung mit anderen Typen der Stoßdämpfer, wie z. B. Einrohr-Stoßdämpfer oder Dreirohr-Stoßdämpfer, denkbar.
Der Stoßdämpfer 100 ist mit mindestens einem Zylinderrohr 101 ausgeführt, in welchem eine Kolbenstange 102 beweglich aufgenommen ist. Am Ende der Kolbenstange 102 befindet sich ein Kolben 103, der das innere des Zylinderrohrs 101 in zwei Arbeitsräume unterteilt. Am Kopfbereich 104 des Zylinderrohrs 101 ist eine Dichtung 106 vorgesehen.
Bei einer Druckstufe bewegt sich der Kolben 103 in eine Druckrichtung, die in der Ansicht der 1 nach unten ausgerichtet ist. Im Beispiel des gezeigten Zweirohr-Stoßdämpfers wird die Kraft, die dem Einschieben der Kolbenstange 102 dem Kolben 103 entgegenwirkt, hauptsächlich in einem nicht dargestellten Bodenventil erzeugt. Durch das Einschieben der Kolbenstange 102 wird ein Dämpfungsfluid, im Weiteren für alle Figuren geltend einfach Öl genannt, im Raum oberhalb des Kolbens 103 verdrängt. In die Druckrichtung kann das Öl mehr oder weniger ungehindert durch ein nicht näher dargestelltes Kolbenventil aus dem Raum unterhalb des Kolbens 103 in den Raum oberhalb des Kolbens 103 strömen. Ein Bodenventil befindet sich in der Druckrichtung im Drosselmodus. Das beim Einschieben der Kolbenstange 102 durch das Kolbenstangenvolumen verdrängte Öl wird durch kleine Drosselöffnungen des Bodenventils in einen Ausgleichsraum zwischen dem Zylinderrohr 101 und einem Außenzylinder 105 gepresst. Durch die Drosselung im Bodenventil entsteht ein Überdruck auf der Seite unterhalb des Kolbens 103, der die Dämpfkraft entgegen der Druckrichtung erzeugt.
Bei einer Zugstufe bewegt sich der Kolben 103 in eine Zugrichtung, die in der Ansicht der 1 nach oben ausgerichtet ist. Dabei wird die Kraft, die dem Ausziehen der Kolbenstange 102 dem Kolben 103 entgegenwirkt, im Wesentlichen in dem nicht näher dargestellten Kolbenventil erzeugt. Dabei wird das Öl durch die Drosselstellen des Kolbenventils gepresst. Das ebenfalls nicht näher dargestellte Bodenventil ist dabei geöffnet, sodass das Öl nahezu ungehindert aus dem Ausgleichsraum zwischen dem Zylinderrohr 101 und einem Außenzylinder 105 durch das Bodenventil in den Arbeitsraum unterhalb des Kolbens 103 eingesaugt werden kann. Durch die Drosselung im Kolbenventil entsteht ein Überdruck auf der Seite oberhalb des Kolbens 103, der die Dämpfkraft entgegen der Zugrichtung erzeugt. Bei bekannten Zuganschlägen kann es bei einer Zugstufe zu Knallgeräuschen kommen, die durch die Zuganschlagkraft entstehen.
Um die Zuganschlagkraft auf eine vorteilhafte Weise zu reduzieren, schlägt die Erfindung einen Zuganschlag 10 vor, der eine Zuganschlagscheibe 11 aufweist, die an der Kolbenstange 102 in der Nähe des Kolbens 103 befestigt und mit der Kolbenstange 102 bewegt werden kann. Zudem weist der erfindungsgemäße Zuganschlag 10 ein Dämpfungselement 12 auf, das an der Zuganschlagscheibe 11 abgestützt ist, um eine Zuganschlagkraft gegen einen Kopfbereich 104 des Zylinderrohrs 101 zu reduzieren. Die erfindungsgemäße Zuganschlagscheibe 11 kontaktiert im Gegensatz zu bekannten rein mechanischen Zuganschlägen umfangseitig das Zylinderrohr 101. Nach einem besonderen Vorteil der Erfindung kann die Zuganschlagscheibe 11 umfangseitig zum Zylinderrohr 101 hin abgedichtet sein. Mit anderen Worten erfolgt im Sinne der Erfindung kein ungehinderter Durchfluss des Öls an den Seiten der Zuganschlagscheibe 11 bzw. zwischen der Mantelfläche der Zuganschlagscheibe 11 und der Innenfläche des Zylinderrohrs 101. Das Öl wird erfindungsgemäß kontrolliert durch die Zuganschlagscheibe 11 mit einer hydraulischen Dämpfwirkung durchgelassen. Hierzu ist die Zuganschlagscheibe 11 mit einer Drosselgeometrie 14 ausgeführt, die mit dem Dämpfungselement 12 derart zusammenwirkt, dass je mehr das Dämpfungselement 12 bei einer Zugstufe des Zuganschlages 10 zusammengedrückt wird, desto größere Drosselwirkung beim Durchfluss eines Öls durch die Zuganschlagscheibe 11 bereitgestellt wird.
Wie es aus den 1 bis 4 zu erkennen ist, schließt die erfindungsgemäße Zuganschlagscheibe 11 umfangsseitig am Zylinderrohr 101 bis auf die kleineren Durchströmelemente 16 der Drosselgeometrie 14 an, durch die ein gedrosselter Durchfluss des Öls möglich ist. Wie die 5 bis 7 im Nachfolgenden zeigen, weist die Drosselgeometrie 14 mittig in der Nähe der Kolbenstange 102 relativ große Durchströmelemente 15, bspw. in Form von Durchgangsöffnungen, zum nahezu ungehinderten Durchfluss des Öls auf. Am oder nahe dem äußeren Rand der Zuganschlagscheibe 11 können relativ kleine Durchströmelemente 16, bspw. in Form von Durchgangsöffnungen in der Zuganschlagscheibe 11 oder in Form von Nuten an einer zylinderrohrseitigen Mantelfläche der Zuganschlagscheibe 11, mit einer relativ hohen Drosselwirkung beim Durchfluss des Öls vorgesehen sein.
Wie die 2 und 4 weiterhin zeigen, kann das Dämpfungselement 12 derart ausgeformt sein, dass die großen Durchströmelemente 15 bzw. Durchströmöffnungen in der Zuganschlagscheibe 11 bei Einsatz des Zuganschlags 10, wenn sich die Zuganschlagscheibe 11 einer Endanschlagstellung E am Kopfbereich 104 des Zylinderrohrs 101 sich nähert, schon bei geringer Verformung des Dämpfungselementes 12 bedeckt werden.
Vor dem Einsatz des Zuganschlages 10 kann das Öl mit einer geringen Drosselwirkung durch die großen mittigen Durchströmelemente 15 bzw. Durchgangsöffnungen in der Zuganschlagscheibe 11 strömen, wie es die 1 und 3 mithilfe von Pfeilen zeigen.
Beim Einsatz des Zuganschlages 10, wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, werden die großen Durchströmelemente 15 durch das zusammengedrückte Dämpfungselement 12 abgedeckt und das Öl muss nun durch die kleinen randabschnittseitigen Durchströmelemente 16 strömen. Dies hat eine größere Drosselwirkung zur Folge als bei dem Durchfluss des Öls durch die größeren Durchströmelemente 15 gemäß den 1 und 3. Dadurch wird vor dem Endanschlag des Zuganschlages 10 gegen den Kopfbereich 104 des Zylinderrohrs 101 viel Bewegungsenergie abgebaut, so dass am Endanschlag angekommen nur noch eine geschwächte Zuganschlagkraft gegen den Kopfbereich 104 des Zylinderrohrs 101, wenn überhaupt, auftritt. Dadurch werden unangenehme Geräusche bei Einsatz des erfindungsgemäßen Zuganschlages 10 zuverlässig gemindert und nahezu vermieden.
Das Dämpfungselement 12 im Sinne der Erfindung kann vorteilhafterweise elastisch ausgebildet sein, um beim Komprimieren in eine radiale Richtung r eine größere Fläche der Drosselgeometrie 14 abzudecken als in einem entspannten Zustand. Mit anderen Worten kann das Dämpfungselement 12 zusammengedrückt werden, wodurch in radiale Richtung r der Zuganschlagscheibe 11 ein mittiger Teil der Drosselgeometrie 14 mit größeren Durchströmelementen 15 abgedeckt werden kann. Dadurch wird das Öl gezwungen, durch die äußeren kleineren Durchströmelemente 16 durchzufließen. Durch die Drosselung des Öl an dieser Stelle baut sich oberhalb der Zuganschlagscheibe 11 ein Überdruck auf, der eine Kraft erzeugt, die die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 102 abbremst.
In den gezeigten Beispielen ist das Dämpfungselement 12 kugelförmig mit einer Durchgangsöffnung 13 für die Kolbenstange 102 dargestellt. Selbstverständlich ist es aber auch denkbar, dass das Dämpfungselement 12 ringförmig ausgebildet sein kann, bspw. in Form eines Gummiringes, der um die Kolbenstange 102 herum angeordnet wird.
Die 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Dämpfungselementes 12 in Form eines Hohlkörpers. Ein solches Dämpfungselement 12 kann einen sanften Einsatz des Zuganschlages 10 in der Endanschlagstellung E bewirken. Hierbei ist es denkbar, dass das Dämpfungselement 12 mindestens eine Drosselöffnung 17 aufweisen kann, durch welche ein zusätzlicher Drosseleffekt bzw. eine zusätzliche Drosselstufe bewirkt werden kann, da das eingeschlossene Ölvolumen innerhalb des Hohlkörpers beim Durchfluss durch die Drosselöffnung 17 zusätzlich als ein Drosselmedium dienen kann.
Die 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des Dämpfungselementes 12 in Form eines massiven Körpers aus einem durchgehenden Material. Ein solches massives Dämpfungselement 12 kann aufgrund der eigenen Federwirkung bereits als ein effektiver Endanschlag wirken.
Wie es anhand der 5, 6 und 7 ersichtlich ist, kann die Drosselgeometrie 14 mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente 15, 16 zum Durchlassen des Öls umfassen, die in eine radiale Richtung r der Zuganschlagscheibe 11 gesehen einen abfallenden Querschnitt D aufweist bzw. aufweisen. Dabei ist es denkbar, dass die Drosselgeometrie 14 mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente 15, 16 in Form von Durchgangsöffnungen in der Zuganschlagscheibe 11 oder in Form von Nuten an einer Mantelfläche der Zuganschlagscheibe 11 aufweist. Dabei können die Durchströmelemente 15, 16 unterschiedlich ausgestaltet sein, bspw. mit einer kreisförmigen, einer dreieckförmigen, einer tropfenförmigen oder einer bogenförmigen Form in der Draufsicht auf die Zuganschlagscheibe 11. Somit kann die Drosselgeometrie 14 flexibel ausgestaltet sein und einfach an eine gewünschte Drosselwirkung angepasst werden.
Der erfindungsgemäße Zuganschlag 10 bildet einen einfachen und kostengünstigen Zuganschlag 10 für die Kolbenstange 102 eines Stoßdämpfers 100. Durch den erfindungsgemäßen Zuganschlag 10 können auf eine einfache Art und Weise ein verbessertes Zuganschlagverhalten des Stoßdämpfers 100 mit einer steigenden Dämpfungswirkung am Endanschlag des Zuganschlages 10 bereitgestellt werden. Die Dämpfwirkung ist außerdem durch die Ausformung der Durchströmelemente 15, 16 einfach einstellbar. Außerdem umfasst der erfindungsgemäße Zuganschlag 10 robuste Bauteile, die eine lange Lebensdauer aufweisen und funktionssicher im Betrieb sind.
Die voranstehende Beschreibung der Figuren beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern es technisch sinnvoll ist, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Zuganschlag
11: Zuganschlagscheibe
12: Dämpfungselement
13: Durchgangsöffnung
14: Drosselgeometrie
15: Durchströmelement
16: Durchströmelement
17: Drosselöffnung
100: Stoßdämpfer
101: Zylinderrohr
102: Kolbenstange
103: Kolben
104: Kopfbereich des Zylinderrohrs
105: Außenzylinder
106: Dichtung
E: Endanschlagstellung
D: Querschnitt
r: radiale Richtung

Claims

Zuganschlag (10) für einen Stoßdämpfer (100) mit mindestens einem Zylinderrohr (101), in welchem eine Kolbenstange (102) beweglich aufgenommen ist, aufweisend: eine Zuganschlagscheibe (11), die an der Kolbenstange (102) befestigbar ist, und ein Dämpfungselement (12), das an der Zuganschlagscheibe (11) abgestützt ist, um eine Zuganschlagkraft der Zuganschlagscheibe (11) gegen einen Kopfbereich (104) des Zylinderrohrs (101) zu reduzieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganschlagscheibe (11) umfangseitig in Kontakt mit dem Zylinderohr (101) anordenbar ist, wobei die Zuganschlagscheibe (11) eine Drosselgeometrie (14) aufweist, die mit dem Dämpfungselement (12) derart zusammenwirkt, dass in Abhängigkeit von der axialen Stellung der Zuganschlagscheibe (11) im Zylinderrohr (101) eine veränderliche Drosselwirkung beim Durchfluss eines Dämpfungsfluids durch die Zuganschlagscheibe (11) bereitgestellt wird.
Zuganschlag (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganschlagscheibe (11) umfangseitig zum Zylinderrohr (101) hin abdichtbar ist.
Zuganschlag (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselgeometrie (14) mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente (15, 16) zum Durchlassen des Dämpfungsfluids umfasst, die in eine radiale Richtung (r) der Zuganschlagscheibe (11) gesehen einen abfallenden Querschnitt (D) aufweist/aufweisen.
Zuganschlag (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselgeometrie (14) mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente (15, 16) in Form von Durchgangsöffnungen in der Zuganschlagscheibe (11) oder in Form von Nuten an einer Mantelfläche der Zuganschlagscheibe (11) aufweist.
Zuganschlag (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselgeometrie (14) mindestens ein oder mehrere Durchströmelemente (15, 16) mit einer kreisförmigen, einer dreieckförmigen, einer tropfenförmigen oder einer bogenförmigen Form aufweist.
Zuganschlag (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (12) elastisch ausgebildet ist, wobei das Dämpfungselement (12) zumindest in einer Endanschlagstellung (E) der Zuganschlagscheibe (11) an den Kopfbereich (104) des Zylinderrohrs (101) zwischen dem Kopfbereich (104) des Zylinderrohrs (101) und der Zuganschlagscheibe (11) verformbar ist.
Zuganschlag (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (12) ringförmig zum umfangsseitigen Umschließen der Kolbenstange (102) oder kugelförmig mit einer Durchgangsöffnung (13) für die Kolbenstange (102) ausgebildet ist.
Zuganschlag (10) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (12) in Form eines Hohlkörpers ausgebildet ist, und/oder dass das Dämpfungselement (12) mindestens eine Drosselöffnung (17) aufweist, und/oder dass das Dämpfungselement (12) massiv aus einem durchgehenden Material ausgebildet ist.
Stoßdämpfer (100) mit mindestens einem Zylinderrohr (101), in welchem eine Kolbenstange (102) beweglich aufgenommen ist, und einem Zuganschlag (10) nach einem der oben genannten Ansprüche.
Fahrzeug mit einem Stoßdämpfer (100) nach dem vorhergehenden Anspruch.