DE4230237A1 - Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer mit einem Bodenventil - Google Patents
Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer mit einem BodenventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Schwingungs
dämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei modernen Kraftfahrzeugen geht die Tendenz dahin, die
Reifenbreiten und Durchmesser zu vergrößern. Im Gegenzug
können die Radkästen jedoch nicht erweitert werden. Aus die
ser Entwicklung ergeben sich Schwierigkeiten, die bekannten
Schwingungsdämpfer verwenden zu können.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Gm 91 10 666 ist ein hydro
pneumatischer Schwingungsdämpfer bekannt, der zumindest das
Problem des maximalen Federungsweges bei vorgegebener Baulän
ge löst. Der in dem Gebrauchsmuster vorgeschlagene Schwingungs
dämpfer bereitet aber durch seinen Durchmesser im Bodenbereich
Platzprobleme, die es zu lösen gilt.
Andererseits besitzt diese Schwingungsdämpferausführung den
Vorteil, daß er sich wiederverschließen lädt. Gerade bei
Fahrzeugen, die nur in Kleinserien hergestellt werden, kann
die Abstimmung des Bodenventils Schwierigkeiten bereiten. Es
kommt deshalb manchmal vor, daß ein Schwingungsdämpfer, ins
besondere bei Versuchsreihen, geöffnet werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen raumsparen
den Schwingungsdämpfer zu realisieren, dessen Bodenventil
sich mit geringem Aufwand ein und aus dem Schwingungsdämpfer
ausbauen läßt, wobei sich der Demontageaufwand möglichst
gering halten soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den kennzeichnenden
Teil von Patentanspruch 1 gelöst.
Die Befestigungshülse fixiert das Bodenventil, ohne das es
einen Formschluß, z. B. einer Sicke o. ä, zwischen dem Druck
rohr und dem Bodenventil bedarf, der die Hublänge der Kolben
stange reduzieren würde. Eine Sicke oder andere Formschlüsse
bringen immer einen zusätzlichen Fertigungsschritt mit sich,
der bei dieser Ausführungsform vorteilhafterweise entfällt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird
der Kraftschluß einerseits durch eine Reibkraft und anderer
seits durch eine Druckkraft hergestellt, wobei die die Reib
kraft verursachende Normalkraft durch den Betriebsdruck des
Dämpfmediums innerhalb des kolbenstangenfernen Arbeitsraums
auf eine Innenmantelfläche und die Druckkraft durch eine auf
der dem Kolben zugewandte Stirnfläche der Befestigungshülse
erzeugt wird.
Für besonders hochbelastete Schwingungsdämpfer ist es vorge
sehen, daß für eine zusätzliche druckunabhängige Reibkraft
zwischen dem Druckrohr und der Befestigungshülse mindestens
ein elastischer Klemmring montiert ist. Durch die Verwendung
mehrerer Klemmringe kann die Reibkraft beträchtlich gesteigert
werden.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird der elastische
Klemmring von einem O-Ring gebildet wird, der innerhalb einer
Nut in der Befestigungshülse gekammert ist. Mit dem relativ
elastischen O-Ring können Kratzer und Riefen bei der Montage
der Befestigungshülse vermieden werden.
Alternativ oder in Kombination zum Klemmring sind an dem dem
Bodenventil abgewandten Ende an der Außenmantelfläche der
Befestigungshülse Deformationssegmente angeordnet, die im
endmontierten Zustand der Befestigungshülse eine Preßpassung
mit dem Druckrohr bilden und somit ebenfalls für eine zusätz
liche Reibkraft sorgt.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch besitzt die Befesti
gungshülse eine Zentrierung, die zusammen mit einem Zentrier
ansatz des Bodenventils eine Preßpassung bildet. Die Montage
gestalte sich äußerst einfach. Man verbindet das Bodenventil
außerhalb des Dämpfers mit der Befestigungshülse und führt
dann diese Einheit in das Druckrohr bis zur Anlage mit dem
Boden des Schwingungsdämpfers ein.
Für die Montage verfügt die Befestigungshülse über mindestens
eine Werkzeugfläche für eine Montagewerkzeug. Als besonders
einfach und wirkungsvoll hat es sich erwiesen, eine einfache
Ringnut in die Befestigungshülse einzuarbeiten, in die ein
Ziehwerkzeug, z. B. eine Zange, eingreifen kann. Mit dem
Ziehwerkzeug wird die Befestigungshülse zusammen mit dem
Bodenventil aus dem Schwingungsdämpfer entfernt.
Zur Vermeidung von Beschädigungen des Druckrohres am Innen
durchmesser besitzt die Befestigungshülse vorteilhafterweise
an ihren beiden Enden an der Außenmantelfläche Montageform
schrägen.
Die folgende Figurenbeschreibung soll die Erfindung mit ihren
Vorteilen näher beschreiben.
Es zeigt:
Fig. 1 Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer mit seinen
wesentlichen Bauteilen im Schnitt,
Fig. 2 Befestigungshülse mit einem Demontagewerkzeug,
Fig. 3 Befestigungshülse mit zahnartigen Vorsprüngen.
Fig. 1 stellt einen in seinen wesentlichen Bauteilen bekann
ten hydropneumatischen Schwingungsdämpfer 1 dar, bei dem ein
Druckrohr 3 mit einem Boden 5 und einer zerstörungsfrei wieder
verschließbaren Kolbenstangenführung 7 einen Arbeitsraum
bilden, der von einem mit Dämpfventilen für die Zug- und
Druckrichtung 9, 11 versehen Kolben 13 an einer Kolbenstange 15
in einen kolbenstangenseitigen 17 und einen kolbenstangenfernen
Arbeitsraum 19 unterteilt wird. Am Boden 5 des Druckrohres 3
ist ein Bodenventil 21 angeordnet, das bei einer Kolbenstan
geneinfahrbewegung eine Dämpfkraft erzeugt und in umgekehrter
Durchströmungsrichtung praktisch strömungswiderstandslos
arbeitet. Auf der dem Arbeitsraum 19 abgewandten Seite
besitzt das Druckrohr 3 einen Anschluß 23 für einen nicht
dargestellten Federspeicher. Aus Übersichtlichkeitsgründen
wurde auch auf die Darstellung der Anschlußelemente des
Schwingungsdämpfer 1 an ein Fahrzeug verzichtet.
Das Bodenventil 21 wird von einer Befestigungshülse 25 axial
fixiert, wobei sich die Befestigungshülse 25 mit ihrer dem
Arbeitsraum 19 gegenüberliegenden Stirnseite auf dem Boden
ventil 21 abstützt.
Die Funktion des Schwingungsdämpfer 1 ist weitestgehend be
kannt, so daß sich die Beschreibung darauf beschränken kann,
daß das verdrängte Kolbenstangenvolumen bei der Kolbenstangen
einfahrbewegung teilweise durch das Druckstufenventil 9 und
das Bodenventil 21 strömt. Der Druck innerhalb des Arbeits
raums 19 ist folglich sehr deutlich höher als im Arbeitsraum
17 und vor allem gegenüber dem Anschlußraum 27 des Bodenven
tils 21. Bei der Kolbenstangenausfahrbewegung übernimmt das
Zugstufendämpfventil 11 die gesamte Dämpfkraft. Im Arbeits
raum 19 und dem Anschlußraum 27 herrscht der gleiche Druck.
Die zerstörungsfreie Wiederverschließbarkeit der Kolbenstan
genführung 7 wird ganz einfach dadurch realisiert, daß ein
Sprengring 28 die Kolbenstangenführung 7 axial fixiert. Bei
Bedarf kann, nach dem das Dämpfmedium über den Anschluß 23
abgelassen wurde, die Kolbenstangenführung 7 axial in Rich
tung des Arbeitsraums 17 verschoben werden und anschließend
lädt sich der Sprengring 29 mit einem löffelähnlichen Werkzeug
entfernen. Anschließend wird die Kolbenstange 15 aus den
Dämpfer 1 gezogen, wobei die Kolbenstangenführung 7 mitent
fernt wird.
In Fig. 2 sind die erfindungswesentliche Befestigungshülse 25
und das Bodenventil 21 vergrößert dargestellt. Die Befesti
gungshülse 25 ist als Rohling ein einfacher Rohrkörper. An
der Außenmantelfläche sind an beiden Enden
Montageformschrägen 29 angearbeitet. Im mittlere Teil der
Befestigungshülse ist ein Klemmring in der Ausführung eines
O-Ringes 31 innerhalb einer Kammer 33 angeordnet, die von
einer Nut 35 der Befestigungshülse 25 und dem Innendurchmes
ser des Druckrohres 3 gebildet wird. Des weiteren enthält
die Befestigungshülse 25 eine Zentrierung 26 für einen Zen
trieransatz 22 des Bodenventil 21. Die Zentrierung 26 der
Befestigungshülse 25 und der Zentrieransatz 22 des Bodenven
tils 21 bilden eine Preßpassung, die von den Toleranzfelder
so ausgelegt ist, daß zwar eine sichere Verbindung zwischen
dem Bodenventil 21 und der Befestigungshülse 25 besteht,
aber die durch die Preßpassung bedingte Aufweitung der Be
festigungshülse 25 im Bereich der Zentrierung praktisch zu
vernachlässigen ist.
Die Montage des Bodenventils 21 gestaltet sich sehr einfach.
Man verbindet außerhalb des Schwingungsdämpfers 1 das Boden
ventil 21 mit der Befestigungshülse 25 führt es anschließend
in das Druckrohr 3 ein und verschiebt die Befestigungshülse 25,
z. B. mit einem rohrähnlichen Werkzeug, bis das Bodenventil 21
am Boden 5 anliegt.
Während des Dämpferbetriebes herrscht im Arbeitsraum 19 stets
ein Druck innerhalb des Dämpfmediums, der die Innenmantel
fläche 37 und die Stirnfläche 39 beaufschlägt. Die Passung
zwischen dem Außendurchmesser der Befestigungshülse 25 und
dem Innendurchmesser des Druckrohres 3 ist so gewählt, daß
bei der Montage der Befestigungshülse 3 die Innenfläche des
Druckrohres 3 nicht beschädigt wird, aber auch kein Spiel
vorliegt. Die Druckkräfte halten die Befestigungshülse 25
zusammen mit dem. Bodenventil 21 in der Montageposition. Der
O-Ring 31 erzeugt eine Reibkraft, die eine zusätzliche Sicher
heit darstellt.
Zu einer etwaigen Demontage der Befestigungshülse 25 muß,
wie schon zur Fig. 1 beschrieben, die Kolbenstangenführung 7
entfernt werden. Nachdem die Kolbenstange entfernt ist, kann
eine Zange oder ein anderes beliebiges Ziehwerkzeug 41 an die
Werkzeugfläche 43 zur Demontage der Einheit, bestehend aus
der Befestigungshülse 25 und dem Bodenventil 21 angesetzt
werden. Die Montageschrägen 29 an beiden Enden der Befesti
gungshülse 25 erleichtern die Montage bzw. Demontage und
verringern das Risiko der Riefenbildung am Druckrohrinnendurch
messer.
Fig. 3 entspricht weitestgehend der Fig. 2, so daß nur
noch auf die Unterschiede eingegangen wird. Neben dem schon
erwähnten O-Ring 31 besitzt die Befestigungshülse 25 Deforma
tionssegmente 45 an ihrer Außenmantelfläche. Nach Erreichen
der Endstellung der Befestigungshülse 25 bei der Montage
werden mit einem Werkzeug, das eine keilförmige Arbeitsfläche
besitzt, die Deformationssegmente 45 verformt, wodurch sich
zwischen dem Druckrohr 3 und den Deformationssegmenten 45
eine starke Preßpassung ergibt.
Die Verpressung wird selbstverständlich erst dann durchgeführt,
wenn die Abstimmungsversuche abgeschlossen sind, damit eine
unter Umständen nötige Demontage möglich bleibt.
Versuche haben ergeben, daß je nach Belastung des Schwingungs
dämpfers und Wahl der Toleranzen auf die Verwendung eines
Klemmringes 31 oder der Deformationssegmente 45 verzichtet
werden kann. Umgekehrt kann man aber auch mehrere Klemmringe
zur Steigerung der Reibungskraft verwenden.
Claims (8)
1. Hydropneumatischer Schwingungsdämpfer, umfassend ein
dämpfmediumgefülltes Druckrohr mit einem Boden und einer
zerstörungsfrei wiedermontierbaren Kolbenstangendichtungs
führungseinheit, die einen Arbeitsraum bilden, der von
einem mit Dämpfventilen versehenen Kolben an einer axial
verschiebbaren Kolbenstange in einen kolbenstangenseiti
gen und einen kolbenstangenfernen zweigeteilt wird, ein
Dämpfventil am Boden des Schwingungsdämpfers, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dämpfventil am Boden (Boden
ventil) (21) des Schwingungsdämpfers (1) axial von einer
Befestigungshülse (25) fixiert wird, wobei zwischen der
Befestigungshülse (25) und dem Druckrohr (3) eine kraft
schlüssige Verbindung besteht.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß einerseits eine Reibkraft und anderer
seits eine Druckkraft den Kraftschluß darstellen, wobei
die die Reibkraft verursachende Normalkraft durch den
Betriebsdruck des Dämpfmediums innerhalb des kolbenstan
genfernen Arbeitsraums (19) auf eine Innenmantelfläche (37)
und die Druckkraft durch eine auf der dem Kolben (13)
zugewandte Stirnfläche (39) der Befestigungshülse (25)
erzeugt wird.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß für eine zusätzliche druckunabhängige
Reibkraft zwischen dem Druckrohr (3) und der Befestigungs
hülse (25) mindestens ein elastischer Klemmring vorgesehen
ist.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, daß der elastische
Klemmring von einem O-Ring (31) gebildet wird, der inner
halb einer Nut (35) in der Befestigungshülse (25) gekam
mert ist.
5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß an dem dem Bodenventil (25) abgewand
ten Ende an der Außenmantelfläche der Befestigungs
hülse (25) Deformationssegmente (45) angeordnet sind, die
im endmontierten Zustand der Befestigungshülse (25) eine
Preßpassung mit dem Druckrohr (3) bilden.
6. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (25) eine Zen
trierung (26) besitzt, die zusammen mit einem Zentrieran
satz (22) des Bodenventils (21) eine Preßpassung bildet.
7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (25) über min
destens eine Werkzeugfläche (43) für eine Montagewerkzeug
verfügt.
8. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Befestigungshülse (25) an ihren
beiden Enden an der Außenmantelfläche Montageformschrä
gen (29) besitzt.
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