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Hydraulischer Zweirohr-Schwingungsdämpfer mit ventilbestückten Zylinderdeckel,
insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen
Zweirohr-Schwingungsdämpfer mit ventilbestückten Zylinderdeckel, insbesondere für
Kraftfahrzeuge, mit einem einen ölgefüllten Arbeitszylinder in einen durch einen
Zylinderdeckel abgeschlossenen oberen Arbeitsraum und einen durch einen Boden abgeschlossenen
unteren Arbeitsraum unterteilenden Arbeits-Rollen, der undurchlässig oder nahezu
undurchlässig in dem Arbeitszylinder verschiebbar geführt ist, mit einer den Arbeitskolben
tragenden, nach oben aus dem Zylinderdeckel herausgeführten Kolbenstange, wobei
die Kolbenstange und der Arbeitszylinder an sich relativ zueinander bewegenden Fahrzeugteilen,
vorzugsweise an Fahrzeugachse und Fahrzeugaufbau befestigt sind, mit einem den Arbeitszylinder
umgebenden durch ein Außenrohr begrenzten Ringraum, mit vom oberen und vom unteren
Arbeitsraum in den Ringraum führenden Verbindungsleitungen, die mit Drosselventilen
und Füllventilen für eine Entleerung bzw. Füllung des oberen bzw. des unteren Arbeitsraumes
versehen sind, mit einem über dem oberen Arbeitsraum angeordneten, zum Teil mit
Öl und zum Teil mit Gas gefüllten Ausgleichsraum für das Kolbenstangenvolumen.
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Aus der DT-AS 1 242 946 ist ein Dämpfer dieser Art bekannt, bei dem
jeweils zwei in die Verbindungsleitung des oberen und die des unteren Arbeitsraumes
zum Ringraum hineinragende und deren wirksamen Querschnitt beeinflussende Ventile
vorgesehen sind. Dieser Dämpfer weist gegenüber den üblichen hydraulischen Zweirohrdämpfern
mit einem ventilbestücktem Arbeitskolben, einem Ventilboden und einem neben dem
oberen und unteren Arbeitsraum in gleicher Höhe angeordneten ringförmigen Ausgleichsraum,
bei dem die Gefahr eines Übertritts von das aus des Ausgleichsraum in den oberen
Arbeitsraum gegeben ist, die Eigenart auf, daß eine zwangsläufige Entlüftung des
Arbeitszylinders durch in den Ausgleichsraum aufsteigende
Gasblasen
erfolgt und demgemäß der Arbeitszylinder stets mit Öl gefüllt bleibt. Bei dem einer
Regelbarkeit der Dämpfungskräfte von außen zugänglichen Dämpfer nach der genannten
DT-AS ist der bauliche Aufwand für die zum Ringraum hineinragenden Ventile insbesondere
dann in nachteiliger Weise groß, wenn eine Regelbarkeit nicht gefordert ist.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, einen Dämpfer der eingangs
beschriebenen Art mit geringem baulichen Aufwand zu schaffen. Diese Aufgabe wird
durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. So werden in einem Zweirohrdämpfer
die Ventile eines über dem Arbeitszylinder angeordneten Ausgleichsraums und die
einfachen Aufbaus vereinigt. Die Vorteile gegenüber einem üblichen Zweirohrdämpfer
bestehen außer der schon erwähnten zwangsläufigen Entlüftung mit günstigem Einfluß
auf Dämpfungsablauf und Geräuscharmut u.dgl.
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auch in einer größeren Führungsbasis der Kolbenstange, in einer besseren
Kühlung durch ein größeres Ölumlaufvolumen und eine größere direkt mit dem Öl in
Verbindung stehende Außenfläche und in der Möglichkeit, die Dämpfungskräfte bei
der Entleerung des unteren Arbeitsraumes ohne Rücksicht auf eine Vakuumbildung im
oberen Arbeitsraum auslegen zu können.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bilden der Zylinderdeckel
und die Zwischenwand ein gemeinsames Bauteil und zusammen mit den Drosselventilen
und Füllventilen eine Baugruppe, die in vormontiertem Zustand in das Außenrohr einsetzbar
ist und Einstellmittel für die Dämpfungscharakteristik in der Zugstufe und/oder
der Druckstufe aufweisen kann. Eine derartige Baugruppe ist in allen Funktionen
gleichzeitig im Dämpfer oder in einem besonderen Prüftopf unabhängig voneinander
einstellbar, wobei die Einstellmittel auch einer Regelbarkeit von außen zugänglich
gemacht sein können. Es ist mösl ich, die Drosselventile beider Arbeitsraume mit
einer gemeinsamen Ventilabdeckung zu versehen und den Aufbau noch mehr zu vereinfachen,
wenn die verlangte Dämpfungscharakteristik eine dadurch bedingte Werknüpfung der
Dämpfungskräfte in der Zug- und Druckstufe zuläßt.
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Um bei hohen Beschleunigungen des Arbeitszylinders ein Zerreißen des
Ölspiegels im Ausgleichsraum und die Tischung von Gas und Öl zu verhindern, können
im Ausgleichsraum Beruhigungsmittel bekannter Art vorgesehen werden, wie Prallplatten,
bewegliche oder unbewegliche, dichte oder undichte Trennkörper.
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Konstante Durchlässe, die ein mittel zur Gestaltung einer bestimmten
Dämpfungscharakteristik im Bereich kleiner Kolbengeschwindigkeiten sind, können
im Zylinderdeckel oder in der Zwischenwand vorgesehen werden, können aber auch im
Arbeitskolben angeordnet sein, um dem Öl bei kleinen Kolbenbewegungen in Komfortverbessernder
Weise einen möglichst kurzen Strömungsweg von einem in den anderen Arbeitsraum zu
geben. Diese Durchlässe können ventilbestückt sein, um in der Zug- und Druckstufe
voneinander unabhängig konstante Durchlässe wirksam werden zu lassen.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Dämpfern gemäß der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Dämpfer im Längsschnitt, bei dem
ein Zylinderdeckel und eine Zwischenwand getrennte Bauteile sind, Fig. 2 einen Ausschnitt
eines Dämpfers, bei dem ein Zylinderdeckel und eine Zwischenwand zu einer Trennwand
vereinigt sind, Fig. 3 einen Ausschnitt eines Dämpfers, bei dem Drosselventile des
oberen und unteren Arbeitsraumes eine gemeinsame Ventilplatte aufweisen.
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Die Fig. 1 zeigt einen Dämpfer mit einem ölgefüllten Arbeitszy 1 inder
1 in einen dadurch einen Zy l inderdeckel 2 ahgeschlossenen oberen Arbeitsraum 3
und einen durch einen boden 4 abgeschlossenen unteren Arbeitsraum 5 unterteilenden
Arbeitskolben 6, der undurchlässig, abgedichtet durch einen Kolbenring 6a, in dem
Arbeitszylinder 1 verschiebbar geführt ist, mit einer den Arbeitskolben 6 tragenden,
den Zylinderdeckel 2 durchdringenden Kolbenstange 7. Ein den Arbeitszylinder 1 umgebender
Ringraum 8 ist durch ein Au Senrohr 9 begrenzt, das oben durch einen sich mittels
eines Halses 17 am Zylinderdeckel 2 abstützenden Deckel 10 und unten durch den Boden
4 abgeschlossen ist und das Gehäuse des Dämpfers bildet. Die Kolbenstange 7 ist
durch einen Dichtring 11 gegenüber dem Deckel 10
abgedichtet und
in einer zwischen dem Deckel 10 und dem Hals 17 gehaltenen Lagerbüchse 18 geführt.
Ein bis zu einem Ölspiegel 15 mit Öl und darüber mit Gas gefüllter Ausgleichsraum
16 ist zwischen dem Zylinderdeckel 2 und dem Deckel 10 angeordnet und liegt über
dem Arbeitsraum 3. Die Kolbenstange 7 ist mittels eines Bolzens 12 an einem Aufbau
eines Fahrzeuges, der Boden 4 mittels einer Ose 13 an einer Achse des Fahrzeuges
befestigt zu denken.
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Im Bereich des Bodens 4 sind zwischen dem unteren Arbeitsraum 5 und
dem Ringraum 8 öffene Verbindungsquerschnitte 14 in der Wand des Arbeitszylinders
1 vorgesehen. Eine durch einen Dichtring 19 am Außenrohr 9 gedichtete Zwischenwand
20 trennt den Ringraum 8 von dem Ausgleichsraum 16. Ein Drosselventil 21 und ein
Füllventil 22 für den oberen Arbeitsraum 3, beide im Zylinderdeckel 2 angeordnet,
verbinden den oberen Arbeitsraum 3 mit dem Ausgleichsraum 16. Ein Drosselventil
23 und ein Füllventil 24 für den unteren Arbeitsraum, beide in der Zwischenwand
20 angeordnet, verbinden den Ringraum 8 mit dem Ausgleichsraum 16.
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Ein Dämpfer nach Fig. 2, dessen Bodenbereich dem des Dämpfers nach
Fig. 1 entsprechen möge, besteht im wesentlichen aus einem Arbeitszylinder 31 mit
einem durch eine Trennwand 55 abgeschlossenen oberen Arbeitsraum 33, einem unteren
Arbeitsraum 35, einem Arbeitskolben 36, einer Kolbenstange 37, einem Ringraum 38,
einem Ausgleichsraum 46 und einem im Bereich des Ausgleichsraumes 46 aufgeweiteten
Außenrohr 39. Der Ringraum 38 und der Ausgleichsraum 46 sind durch die Trennwand
55 voneinander getrennt. An der Trennwand 55 ist ein Hals 47 mittels einer Ringmutter
69 befestigt, der mit der Kolbenstange 37 einen zum oberen Arbeitsraum 33 offenen
und zum Ausgleichsraum 46 durch eine Lagerbuchse 48 geschlossenen Ringkanal 60 bildet.
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Die Tren-nwand 55 ist im Bereich des Ringraumes 33 mit axialen Durchlässen
56 und 57 und im Bereich des oberen Arbeitsraumes 33 mit axialen Durchlässen 58
versehen. Im Bereich des oberen Arbeitsraumes 33 sind außerdem radiale, in den Ringkanal
60 mündende Durchlässe 59 des Halses 47 vorgesehen.
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Die Durchlässe 56 bilden zusammen mit einer Abdeckplatte 54 und einer
sich an Vorsprüngen 68 des Außenrohres 39 abstützenden Kegelfelder 61 das Füllventil
des unteren Arbeitsraumes 35. Die Durchlässe 57 bilden zusammen mit einer Ventilplatte
53 und Federplatten 66 das Drosselventil des unteren Arbeitsraumes 35. Die Durchlässe
58 bilden zusammen mit einer Abdeckplatte 52 und einer sich an der Ringmutter 69
abstützenden Kegelfelder 62 das Füllventil des oberen Arbeitsraumes 33. Die Durchlässe
59 führen in einen durch eine Stellmutter 63 und einen Ventilfederplattensatz 51
begrenzten Raum 64 und bilden zusammen mit diesen Teilen das Drosselventil des oberen
Arbeitsraumes 33, wobei der Ventilspalt zwischen einem am äußeren Umfang der Stellmutter
63 gebildeten Ventilsitz 65 und dem sich am Hals 47 abstützenden Ventilfederplattensatz
51 entsteht.
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Mit Hilfe der auf den Hals 47 geschraubten Stellmutter 63 ist die
Vorspannung des Ventilfederplattensatzes 51 verstellbar, wodurch das Drosselventil
des oberen Arbeitsraumes 33 einstellbar ist. Mit Hilfe einer auf den Hals 47 geschraubten
Stellmutter 67 ist die Vorspannung der Federplatten 66 verstellbar, wodurch das
Drosselventil des unteren Arbeitsraumes einstellbar ist.
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Mit Ausnahme der Kegelfeder 61 und der Abdeckplatte 54 bilden alle
im vorigen Absatz beschriebenen Teile eine zusammenhängende @ugruppe, die als Ganzes
in das Außenrohr 39 einsetzbar ist. Der Arbeitskolben 36 weist einen durch eine
Federzunge 71 in Aufwärtsrichtung gesperrten Durchbruch 70 und einen durch eine
Federzunge 73 in Abwärtsrichtung gesperrten Durchbruch 72 auf. Die Durchbrüche 70
und 72 können als in beiden Richtungen unabhängige Durchlässe fungieren.
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Ein Dämpfer nach Fig. 3 besteht in den für die Beschreibung wichtigen
Teilen aus einem oberen Arbeitsraum 133, einem Ringraum 123, einem Ausgleichsraum
146, einer Kolbenstange 137 und einer mit einem Hals 147 vereinigten Trennwand 155,
wobei zwischen dem Hals 147 und der Kolbenstange 137 ein Ringkanal 160 gebildet
ist, der mit Durchlässen 158 in den Ausgleichsraum 146 versehen ist.
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nie Trennwand 155 ist mit den Ringraum 133 und den Ausgleichsraum
146 verbindenden nurchlassen 156 und 157 und mit den oberen Arbeitsraum 133 und
den Ausgleichsraum 146 verbindenden Durchlässen 158 versehen. Die Durchlässe 156
bilden zusammen nit nicht gezeichneten Ventilteilen das Füllventil eines unteren
Arbeitsraumes. Die Durchlässe 157 bilden zusammen mit einer Ventilplatte 153 und
einer sich an einer Stel Imutter 157 abstützenden Schraubenfeder 166 das Prosselventi
I des unteren Arbeitsraumes. Die Durchlässe 153 bilden zusammen mit dem Ringkanal
160, einer auf die Mündung des Ringkanals 160 in den oberen Arbeitsraum 133 gelegten,
mit der Kolbenstange 137 einer Dichtspalt bildenden Abdeckplatte 152, einer Kegelfeder
162 das Füllventil des oberen Arbeitsraumes 133. Die Durchlässe 159 bilden zusammen
mit der Ventilplatte 153, der Stellmutter 167 und der Schraubenfeder 166 das Drosselventil
des oberen Arbeitsraumes 133. Mit Hilfe der auf den Hals 147 geschraubten Stellmutter
167 ist die Vorspannung der Schraubenfeder 1G6 verstel 1-bar, wodurch eine kombinierte
Einstellbarkeit der Drosselventile des oberen und unteren Arbeitsraumes besteht.
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\enn beim Arbeiten des Dämpfers die Ventilplatte 153 aboehoben wird,
entstehen jeweils Ventilspalte sowohl für die Entleerung des einen wie auch für
die Füllung des anderen Arbeitsraumes.
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Die dadurch gegebene Kurzschlußströmung von einem in den anderen Arbeitsraum
vermindert die durch die Durchlässe 156 bzw. 158 der Füllventile strömenden Ölmengen
und verringert die Strömungsunruhe im Ausgleichsraum 146 gegenüber den Verhältnissen
bei den anderen Ausführungsbeispielen. Die Füllventile können bei einem Dämpfer
nach Fig. 3 für eine oder beide Strömungsrichtungen ganz in Fortfall kommen, insbesondere
dann, wenn im Ausgleichsraum nach Art eines hydropneumatischen Dämpfers Überdruck
vorgesehen wird und genügend Energie zum Füllen der Arbeitsräume vorhanden ist.
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Die Dämpfer nach Fig. 2 und Fig. 3 können in einfacher Weise einer
Regelung von außen zugänglich gemacht werden, indem die Stellmuttern 63, 67 oder
167 mit einer Verzahnung versehen werden, in die ein im Deckel oder im Außenrohr
gelagertes Ritzel mit nach außen geführter Antriebswelle eingreift.