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Die
Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einer amplitudenselektiven
Dämpfungseinrichtung
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Ein
derartiger Schwingungsdämpfer
ist aus
US 5,248,014
A bekannt. Nachteilig bei diesem bekannten Schwingungsdämpfer ist,
dass die amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung
konstruktiv aufwändig
gestaltet ist. So weist der Trennkolben eine ringförmige Umfangsnut
und radial nach innen gerichtete Durchflusskanäle (shutter passages) auf, welche
mit Durchflussbohrungen (guide passages) in der den den Trennkolben
aufnehmenden Raum begrenzenden Gehäusewand zusammenwirken. Der Trennkolben
ist bei dem bekannten Schwingungsdämpfer ferner in beide axiale
Verschieberichtungen über
Federn abgestützt,
sodass er nicht frei verschiebbar innerhalb des ihn aufnehmenden
Raumes angeordnet ist. Daher ist eine hydraulisch auf den Trennkolben
einwirkende Mindestkraft erforderlich, die mindestens größer sein
muss als die ihr entgegenwirkende Federkraft der den Trennkolben
abstützenden
Feder, um eine axiale Verschiebung des Trennkolbens zu erreichen.
Wird eine axiale Verschiebung des Trennkolbens erreicht, so wirkt
der Umfang des Trennkolbens mit der Durchflussbohrung zusammen,
die in der den den Trennkolben aufnehmenden Raum begrenzenden Wandung
vorgesehen ist. Der Bypassvolumenstrom wird dabei in zwei Teilvolumenströme aufgeteilt,
sodass nicht der gesamte Bypassvolumenstrom für die axiale Verschiebung des
Trennkolbens zur Verfügung
steht. Somit kann bei Schwingungsanregungen mit geringen Amplituden
der auf den Trennkolben einwirkende Druck so gering sein, dass er
für eine
axiale Verschiebung des Trennkolbens nicht ausreicht, sodass die
Wirkung der amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung nicht eintritt.
Bei allen Ausführungsformen
einer amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung,
in denen der Trennkolben durch Federn zentriert gehalten wird, ist
die Position des Trennkolbens abhängig vom Differenzdruck am
Trennkolben und nicht ausschließlich
von der Menge des eingeströmten
Dämpfungsmediums.
In einem solchen Fall ist die amplitudenselektive Funktion des Dämpfungssystems
geschwindigkeitsabhängig
durch den Volumenstrom-Druck-Zusammenhang
am Arbeitskolbenventil.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, dass die amplitudenselektive
Dämpfungseinrichtung konstruktiv
einfach ausgebildet ist und ein feinfühliges Ansprechverhalten auch
bei sehr geringen Amplituden aufweist.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
dass der Trennkolben innerhalb des Raumes axial frei beweglich und
die Kammern gegeneinander abdichtend angeordnet ist und dass der den
Trennkolben aufnehmende Raum derart mit den Verbindungskanälen verbunden
ist, dass der gesamte Bypassvolumenstrom in der Zugstufe und in
der Druckstufe jeweils vollständig
für die
axiale Verschiebung des Trennkolbens innerhalb des Raumes eingesetzt
wird.
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Bei
der Erfindung sind innerhalb des Bypass mindestens zwei Druckbegrenzungsventile
angeordnet, von denen eines in der Zugstufe und eines in der Druckstufe
des Schwingungsdämpfers
wirksam ist. Dadurch wird ein eine Dämpfungskennung aufweisender
Bypass erreicht, dessen Dämpfungskennung von
der Auslegung der Druckbegrenzungsventile abhängig ist. Gleichzeitig ist
innerhalb des Bypass auch ein Raum vorgesehen, der hydraulisch parallel
zu dem Dämpfungskolben
des Schwingungsdämpfers angeordnet
ist und in dem ein in axialer Richtung bewegbarer Trennkolben angeordnet
ist, der den Raum in eine kolbenstangenseitige und eine kolbenstangenferne
Kammer unterteilt, wobei die kolbenstangenseitige Kammer mit dem
kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwin gungsdämpfers und
die kolbenstangenferne Kammer mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum
des Schwingungsdämpfers
hydraulisch verbunden ist. Auf diese Weise ist innerhalb des Bypass
eine amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung
vorgesehen, die bei Schwingungsanregungen mit geringen Amplituden
wirksam wird und diese Schwingungen dämpft.
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Dadurch,
dass sowohl eine amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung als auch
in Zug- und Druckstufe wirksame Druckbegrenzungsventile innerhalb
des Bypass angeordnet sind, wird ein Bypass zur Verfügung gestellt,
der in der Zugstufe und in der Druckstufe eine gezielt einstellbare
Dämpfungskennung
für Schwingungen
mit geringen Amplituden aufweist. Dadurch ist eine komfortable Dämpferabstimmung
möglich,
ohne auf ausreichende Stabilisierungseigenschaften der Fahrzeugkarosserie bei
geringen Dämpfungsgeschwindigkeiten
verzichten zu müssen.
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Erfindungsgemäß ist der
den Trennkolben aufnehmende Raum derart mit den die Kammern des Raumes
mit den Arbeitskammern des Schwingungsdämpfers verbindenden Verbindungskanälen verbunden,
dass der gesamte Bypassvolumenstrom in der Zugstufe und in der Druckstufe
jeweils vollständig für die axiale
Verschiebung des Trennkolbens innerhalb des Raumes eingesetzt wird.
Auf diese Weise steht der gesamte Bypassvolumenstrom für die axiale
Verschiebung des Trennkolbens zur Verfügung und es wird ein besonders
feinfühliges
Ansprechverhalten der amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung erreicht.
Dadurch, dass der gesamte Bypassvolumenstrom für die axiale Verschiebung des
Trennkolbens innerhalb des Raumes zur Verfügung steht, wird der Trennkolben
bereits bei Schwingungsanregungen mit sehr geringen Amplituden bzw.
Drücken axial
verschoben, wodurch ein besonders hoher Fahrkomfort erreicht wird.
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Zusätzlich zu
dem ersten und zweiten Druckbegrenzungsventil, die innerhalb des
Bypass angeordnet sind, kann hydraulisch parallel zu den Druckbegrenzungsventilen
eine hydraulische Drossel vorgesehen sein. Durch diese hydraulisch parallel
zu den Druckbegrenzungsventilen angeordnete Drossel ist der Trennkolben
von einem Teilvolumenstrom beaufschlagbar, ohne dass dieser Teilvolumenstrom durch
eines der Druckbegrenzungsventile fließen muss. Durch eine derartige,
hydraulisch parallel zu den Druckbegrenzungsventilen geschaltete
Drossel wird das Ansprechverhalten der amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung
weiter verbessert, denn es muss nicht zunächst der Öffnungsdruck des in der jeweiligen
Dämpfungsrichtung
wirksamen Druckbegrenzungsventils überwunden werden, bevor der Trennkolben
mit dem Bypassvolumenstrom beaufschlagt wird. Ein besonders feinfühlig reagierendes amplitudenselektives
Dämpfungssystem
wird auf diese Weise bereitgestellt.
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Die
mindestens zwei Druckbegrenzungsventile, die im Bypass des Schwingungsdämpfers angeordnet
sind, können
jeweils unterschiedliche Öffnungsdrücke aufweisen.
Auf diese Weise können
in der Zugstufe und in der Druckstufe unterschiedliche Dämpfungskennungen
innerhalb des Bypass eingestellt werden. In einer besonderen Ausführungsform der
Erfindung weist das in der Druckstufe wirksame Druckbegrenzungsventil
einen sehr geringen Öffnungsdruck
auf, sodass es in der Druckstufe keine oder nur eine kaum spürbare Dämpfungswirkung entfaltet
und in der Zugstufe als Rückschlagventil wirkt.
Die Ausgestaltung hat den Vorteil, dass eine solche Bypassfunktion
vorteilhaft mit stark unsymmetrischen Zug-Druck-Verhältnissen
der Dämpfungskennlinien
am Arbeitskolben zusammen wirkt. Dies gilt insbesondere für sehr weiche
Druckstufenkennlinien.
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Hinsichtlich
der konstruktiven Ausgestaltung der Druckbegrenzungsventile bestehen
zahlreiche unterschiedliche Möglichkeiten.
Beispielsweise können
die Druckbegrenzungsventile als federbelastete Sitzventile ausgebildet
sein, alternativ können
sie auch als federbelastete Scheibenventile ausgebildet sein. Auch
sind jeweils unterschiedliche Bauformen der Druckbegrenzungsventile
in der Zugstufe einerseits und in der Druckstufe andererseits möglich.
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Der
Trennkolben weist an seinen axialen Stirnflächen elastische Anschlagpuffer
auf. Diese Anschlagpuffer können
gezielt eingestellte Federungseigenschaften aufweisen, sodass der
Trennkolben gemäß einer
bestimmten Abfederung an die den den Trennkolben aufnehmenden Raum
begrenzenden axialen Anschläge
anläuft.
Die in axialer Richtung wirksamen Anschläge können dabei als auf den jeweiligen
axialen Stirnseiten des Trennkolbens angeordnete Anschlagpuffer
ausgebildet sein, die z.B. aus Elastomere bestehen. Alternativ dazu
kann auch nur ein einziger Anschlagpuffer vorgesehen sein, der eine Öffnung des
Trennkolbens durchdringt und an beiden axialen Stirnseiten des Trennkolbens übersteht,
sodass an beiden axialen Seiten ein Anschlagpuffer für den Trennkolben
gebildet ist. Wenn der Trennkolben mit seinen Anschlagpuffern an
dem jeweiligen Anschlag anliegt und somit seine axiale Endlage erreicht
hat, ist der Bypass abgeschaltet, d.h. es fließt keine Dämpfungsflüssigkeit mehr durch den Bypass.
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Die
gesamte amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung
kann in ein mit der Kolbenstange verbundenes Gehäuse integriert sein.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert.
Im Einzelnen zeigen
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1 einen
erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer im
axialen Halbschnitt nach einer ersten Ausführungsform;
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2 einen
erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer im
axialen Halbschnitt nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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3 eine
Bypassscheibe für
die Zugstufe in einer ersten Ausführungsform (Omegascheibe);
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4 eine
Bypassscheibe für
die Druckstufe gemäß einer
zweiten Ausführungsform;
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5 ein
Diagramm zur Erläuterung
der Wirkung der erfindungsgemäßen amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung.
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Zunächst wird
anhand der 5 die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen amplitudenselektiven
Dämpfungseinrichtung
erläutert.
In 5 ist ein p-Q-Diagramm
dargestellt, in welchem unterschiedliche Druck-Volumenstrom-Kennlinien
dargestellt sind. Die mit der Ziffer 3 bezeichnete Kennlinie ist
parabelförmig
ausgebildet und gibt die Kennlinie einer einfachen hydraulischen
Drossel an. Einen derartigen Kennlinienverlauf hätte der Bypass einer herkömmlichen
amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung,
die keine zusätzlichen
Druckbegrenzungsventile aufweist. Im Vergleich dazu zeigt die mit
der Ziffer 1 bezeichnete Kennlinie den typischen Kennlinienverlauf
eines Druckbegrenzungsventils mit degressivem Dämpfungsverhalten. Die mit der
Ziffer 2 bezeichnete Kennlinie ist als Sonderfall anzusehen und
stellt die Kennlinie eines Druckbegrenzungsventils mit linearer
Dämpfungskennung
dar.
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In
dem in 5 dargestellten Diagramm wird deutlich, dass eine
amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung,
die hydraulisch parallel zum Arbeitskolben des Schwingungsdämpfers angeordnet
ist und lediglich eine einfache hydraulische Drossel beinhaltet,
aufgrund des parabelförmigen
Kennlinienverlaufes der hydraulischen Drossel bei geringen Volumenströmen nur
minimale, bei hohen Volumenströmen dagegen
hohe und stark progressiv ansteigende Dämpfungskräfte erzeugt, worunter der Fahrkomfort leidet.
Demgegenüber
weisen die Kennlinien 1 und 2 auch bei vergleichsweise hohen Volumenströmen der
Dämpfungsflüssigkeit
deutlich geringere Drücke bzw.
Dämpfkräfte auf.
Dies wird im Rahmen der Erfindung dadurch ausgenutzt, dass innerhalb
des Bypass, der eine amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung umfasst,
zusätzlich
Druckbegrenzungsventile z.B. mit Kennlinienverläufen gemäß den Kurven 1 und 2 des Diagramms
gemäß 5 angeordnet
werden. Auf diese Weise werden durch die Parallelschaltung des so
ausgerüsteten
Bypass mit dem Dämpfungsventil
am Arbeitskolben des Schwingungsdämpfers gegenüber einem
Bypass mit konstanter Drossel verbesserte Eigenschaften des amplitudenselektiven
Schwingungsdämpfers
erreicht.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers im
axialen Halbschnitt schematisch dargestellt. Die in unterschiedlichen
Richtungen verlaufenden Pfeile deuten unterschiedliche Durchflussrichtungen
der innerhalb des Bypass vorgesehenen Druckbegrenzungsventile 12, 13 an.
In der rechten Bildhälfte
der 1 ist die Durchflussrichtung für die Druckstufe dargestellt, während in
dem in 1 linken Bildteil die Durchflussrichtung für die Zugstufe
dargestellt ist.
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Innerhalb
des Dämpferrohres 1 ist
ein Dämpfungskolben 5 oszillierend
bewegbar geführt.
Dieser Dämpfungskolben 5 unterteilt
den Innenraum des Dämpferrohres 1 in
einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 3 und einen kolbenstangenfernen
Arbeitsraum 4. An die Kolbenstange 2 ist über ein
Gewinde 20 ein Gehäuse
angebunden, welches eine Gehäusewand 21 aufweist.
Innerhalb des Gehäuses
ist ein Trennkolben 7 angeordnet, welcher den von der Gehäusewand 21 umschlossenen
Raum 6 in eine kolbenstangenseitige Kammer 8 und
eine kolbenstangenferne Kammer 9 unterteilt. Der Trennkolben 7 ist innerhalb
des Raumes 6 in axialer Richtung frei beweglich angeordnet,
d.h. es sind keine Federelemente oder dergleichen vorhanden, die
den Trennkolben 7 in einer festen axialen Ruheposition
halten, wenn dieser nicht durch einen Bypassvolumenstrom beaufschlagt
wird.
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An
den axialen Stirnseiten des Trennkolbens 7 sind Anschlagpuffer 30 angeordnet,
die aus elastischem Material, wie z.B. Gummi oder Elastomermaterial,
bestehen. Mit diesen Anschlagpuffern 30 schlägt der Trennkolben 7 in
axialer Richtung abfedernd und damit weich an die jeweiligen Anschlagflächen, die
den Raum 6 in axialer Richtung begrenzen, an. Kolbenstangenseitig
wird eine Anschlagfläche durch
eine plane Stirnfläche 33 der
Kolbenstange gebildet, während
die Anschlagfläche
auf der der Kolbenstange 2 abgewandten Seite innerhalb
der Kammer 9 durch eine Anschlagscheibe 31 gebildet
ist, die Bohrungen 32 für
den Durchfluss der Dämpfungsflüssigkeit
aufweist.
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In
der Darstellung gemäß 1 ist
unterhalb der den Raum 6 und den Trennkolben 7 aufweisenden
amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung
ein Zapfen 40 vorgesehen, auf dem in an sich bekannter Weise
der Hauptdämpfungskolben
des Schwingungsdämpfers
angeordnet ist. Der Zapfen 40 ist Teil des Bypass und weist
eine zentrale Bohrung auf, welche einen hydraulischen Verbindungskanal 11 bildet, über den
der kolbenstangenferne Arbeitsraum 4 mit der kolbenstangenfernen
Kammer 9 des Raumes 6 verbunden ist. In vergleichbarer
Weise ist der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 3 über eine
Zulaufbohrung, die in einem radialen Absatz 2a der Kolbenstange 2 angeordnet
ist, mit der kolbenstangenseitigen Kammer 8 des Raumes 6 verbunden.
Diese Zulaufbohrung bildet somit den hydraulischen Verbindungskanal 10 zwischen
dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 3 und der kolbenstangenseitigen
Kammer 8 und weist einen so großen Durchmesser auf, dass ihre
Drosselwirkung vernachlässigbar
ist.
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An
dem der Kolbenstange 2 abgewandten Ende der Kammer 9 ist
innerhalb des Bypass ein Ventilelement angeordnet, welches mindestens
zwei Druckbegrenzungsventile 12, 13 aufweist.
Das Ventilelement umfasst einen Ventilträger 50 und auf diesem
angeordnete Ventilscheiben. In 1 ist das eine
Druckbegrenzungsventil 12 in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers wirksam,
während
das andere Druckbegrenzungsventil 13 in der Zugstufe des
Schwingungsdämpfers
wirksam ist.
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Im
Folgenden wird die Wirkungsweise der erfingungsgemäßen amplitudenselektiven
Dämpfungseinrichtung
anhand der Dämpfung
in der Druckstufe und in der Zugstufe beschrieben:
Im rechten
Bildteil von 1 ist durch den die Strömung des
Dämpfungsmediums
andeutenden Pfeil die Durchströmung
dargestellt, die sich in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers einstellt,
d.h. also dann, wenn sich der Dämpfungskolben 5 in 1 nach
unten bewegen würde.
In diesem Fall fließt Dämpfungsflüssigkeit
ausgehend vom kolbenstangenfernen Arbeitsraum 4 durch den
innerhalb des Zapfens 40 vorgesehenen Verbindungskanal 11 in Richtung
der Kammer 9. Auf seinem Strömungsweg trifft das Dämpfungsmedium
dabei auf das Druckbegrenzungsventil 12, sodass eine Dämpfungswirkung durch
dieses Druckbegrenzungsventil 12 erreicht wird. Nachdem
die Dämpfungsflüssigkeit
das Druckbegrenzungsventil 12 durchlaufen hat, tritt es
durch in einer Anschlagscheibe 31 angeordnete Bohrungen 32 in
die Kammer 9 des Raumes 6 ein, in dem der Trennkolben 7 axial
verschiebbar geführt
ist. Der gesamte Bypassvolumenstrom der Druckstufe trifft dabei
auf die der Kolbenstange 2 abgewandte Stirnfläche des
Trennkolbens 7 auf und bewirkt eine axiale Verschiebung
des Trennkolbens 7 innerhalb des Raumes 6 in Richtung
auf die Kolbenstange 2.
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In
der Ventilscheibenanordnung, die das Druckbegrenzungsventil 12 bildet,
ist eine in 3 vergrößert dargestellte so genannte
Omegascheibe 55 angeordnet. Derartige Scheiben verdanken
ihren Namen der omegaförmigen
oder C-förmigen
Ausnehmung 52, die innerhalb der Fläche dieser Scheibe vorgesehen
ist. Diese Ausnehmung 52 stellt einen in Zugrichtung permanent
geöffneten
Durchflussquerschnitt für
die Dämpfungsflüssigkeit
zur Verfügung. Erst
wenn der von der Dämpfungsflüssigkeit
auf das Druckbegrenzungsventil 12 einwirkende Druck ausreichend
groß ist, öffnet das
Druckbegrenzungsventil 12. Parallel dazu existiert, auch
wenn das Druckbegrenzungsventil 12 geschlossen ist, ein
permanenter Bypassvolumenstrom durch den permanent geöffneten
freien Durchflussquerschnitt der innerhalb des Zugstufenventils 13 angeordneten
Bypassscheibe 54., sodass auch bei sehr geringen Amplituden
der Schwingungsanregung, bei denen das Druckbegrenzungsventil 12 bzw.
das Zugstufenventil 13 noch gar nicht seinen Öffnungsdruck
erreicht hat, bereits ein eine axiale Verschiebung des Trennkolbens 7 bewirkender
Bypassvolumenstrom vorhanden ist. Auf diese Weise wird eine besonders
feinfühlige
und bereits bei äußerst geringen
Amplituden der Schwingungsanregung wirksam werdende amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung
erreicht.
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Im
linken Bildteil der 1 ist die Wirkungsweise der
erfindungsgemäßen amplitudenselektiven Dämpfungseinrichtung
in der Zugstufe dargestellt. Durch den als Zulaufbohrung ausgebildeten
hydraulischen Verbindungskanal 10 fließt Dämpfungsflüssigkeit aus dem kolbenstangenseitigen
Arbeitsraum 3 in die Kammer 8 des Raumes 6 und
beaufschlagt die der Kolbenstange 2 zugewandte Stirnfläche des Trennkolbens 7.
Dadurch wird der Trennkolben 7 innerhalb des Raumes 6 in
Richtung des Dämpfungskolbens 5 verschoben.
Durch diese Verschiebung wird die in der Kammer 9 befindliche
Dämpfungsflüssigkeit
durch das Druckbegrenzungsventil 13 in den hydraulischen
Verbindungskanal 11 gedrückt und fließt über diesen
Verbindungskanal 11 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 4.
Auf diese Weise wird durch das Druckbegrenzungsventil 13 eine Dämpfungswirkung
innerhalb des Bypass erreicht. Innerhalb der Ventilscheibenanordnung
des Druckbegrenzungsventils 13 ist eine in 4 vergrößert dargestellte
Bypassscheibe angeordnet, die an ihrem äußeren Umfang eine hinsichtlich
ihrer Form frei wählbare
Ausnehmung 53 aufweist. Diese Ausnehmung 53 stellt
einen für
die Dämpfungsflüssigkeit permanent
geöffneten
Durchflussquerschnitt im Sinne einer hydraulischen Drossel dar.
Somit kann auch bei sehr geringen an dem Druckbegrenzungsventil 13 anliegenden
Drücken,
die bei Schwingungsanregungen mit sehr geringen Amplituden bzw.
Drücken vorliegen,
Dämpfungsflüssigkeit
bei geschlossenem Druckbegrenzungsventil 13 durch den permanent geöffneten
Drosselquerschnitt der Bypassscheibe fließen. Auf diese Weise wird eine
feinfühlige
und bereits bei sehr geringen Amplituden bzw. Drücken der Schwingungsanregung
wirksam werdende amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung erreicht.
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In
beiden voranstehend erläuterten
Durchflussrichtungen ist jeweils sichergestellt, dass der gesamte
Bypassvolumenstrom stets vollständig
für die axiale
Verschiebung des Trennkolbens 7 innerhalb des Raumes 6 zur
Verfügung
steht, wodurch bereits geringe Amplituden der Schwingungsanregung
einen Bypassvolumenstrom erzeugen, durch den eine axiale Verschiebung
des Trennkolbens 7 und damit eine amplitudenselektive Dämpfung erreicht
wird.
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In 2 ist
eine zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen amplitudenselektiven
Dämpfungseinrichtung
dargestellt. Gleichartige Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet wie in 1. Der wichtigste Unterschied
besteht im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 darin,
dass die Druckbegrenzungsventile 12, 13 nicht als
Scheibenventile, sondern als federbelastete Sitzventile ausgebildet
sind.
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Der
Trennkolben 7 ist innerhalb des Raumes 6 in axialer
Richtung frei verschiebbar angeordnet und unterteilt den Raum 6 in
die kolbenstangenseitige Kammer 8 und die kolbenstangenferne
Kammer 9. An seinem Umfang liegt der Trennkolben 7 dichtend
an der Gehäusewand 21 an,
sodass die beiden Kammern 8, 9 gegeneinander abgedichtet
sind (analog zur Ausführungsform
gemäß 1).
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In 2 ist
durch die eingezeichneten Strömungspfeile
dargestellt, wie die Dämpfungsflüssigkeit
bei einer Zugstufendämpfung
durch die amplitudenselektive Dämpfungseinrichtung
strömt.
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In 2 wird
der Verbindungskanal 10, durch den der kolbenstangenseitige
Arbeitsraum 3 mit der kolbenstangenseitigen Kammer 8 des
Raumes 6 verbunden ist, durch in die Kolbenstange 2 eingebrachte
Bohrungen 22, 23, 24, 25, 26, 27 gebildet.
Die Bohrungen 22 und 23 verbinden den kolbenstangenseitigen
Arbeitsraum 3 bzw. die kolbenstangenseitige Kammer 8 mit
einem Hohlraum, in dem das als federbelastetes Sitzventil ausgebildete Druckbegrenzungsventil 13 angeordnet
ist. Dieses Druckbegrenzungsventil 13 weist in der Ausführungsform
gemäß 2 einen
kegelförmigen
Ventilkörper
auf, der mit der Bohrung 22 als Ventilsitz zusammenwirkt.
Bei einer Zugstufenbewegung der Kolbenstange 2 hebt sich
der kegelförmige
Ventilkörper des
Druckbegrenzungsventils 13 gegen die Federkraft der Rückstellfeder 13a ab,
wenn der durch diese Rückstellfeder 13a festgelegte Öffnungsdruck
dieses Druckbegrenzungsventils 13 erreicht ist.
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Das
Druckbegrenzungsventil 12 weist ebenfalls eine Rückstellfeder 12a auf,
die den Öffnungsdruck
dieses Druckbegrenzungsventils bestimmt.
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Das
in 2 mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnete
Druckbegrenzungsventil ist in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers wirksam
und wirkt bei einer Zugstufenbewegung der Kolbenstange als Rückschlagventil.
Die axial verlaufende Bohrung 28 bildet bei der Ausführungsform
gemäß 2 eine
hydraulische Drossel 15. Die Axialbohrung 28 stellt
für die
Dämpfungsflüssigkeit
eine permanent geöffnete Durchflussöffnung mit
hydraulischer Drosselwirkung zur Verfügung, sodass die Dämpfungsflüssigkeit
unter Umgehung der Druckbegrenzungsventile 12, 13 direkt
aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 3 in die kolbenstangenseitige
Kammer 8 bzw. umgekehrt fließen kann.
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In
der kolbenstangenfernen Kammer 9 des Raumes 6 ist
eine Anschlagscheibe 31 mit über den Umfang verteilten Durchflussbohrungen 32 für die Dämpfungsflüssigkeit
angeordnet. Die Anschlagscheibe 31 dient als Anschlag für den Trennkolben 7. Erreicht
der Trennkolben 7 bei einer Zugstufenbewegung der Kolbenstange 2 seine
axiale Endlage innerhalb des Raumes 6, so legt sich der
Trennkolben 7 mit seinem kolbenstangenfernen Anschlag 30 an
die Anlaufscheibe 31 an, sodass der Bypass abgeschaltet
wird. Das gleiche Prinzip gilt für
die Druckstufenbewegung der Kolbenstange analog. Immer dann, wenn
der Trennkolben 7 innerhalb des Raumes 6 seine
axiale Endlage erreicht und sich nicht mehr bewegt, ist der Bypass
abgeschaltet, sodass der Dämpfungskolben 5 des
Schwingungsdämpfers
die Dämpfung
der Schwingungen ausschließlich übernehmen muss.
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Es
versteht sich, dass die in 2 dargestellten
Sitzventile auch konstruktiv anders ausgebildet sein können. So
können
beispielsweise die Rückstellfedern 12a, 13a innerhalb
des Ventilschiebers angeordnet sein, anstatt den Ventilschieber,
wie in 2 dargestellt, zu umschließen.
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Über den
Querschnitt der Bohrung 28 wird die Drosselwirkung der
Drossel 15 eingestellt. Alternativ hierzu kann auch eine
feste Blende innerhalb der Bohrung 28 vorgesehen werden,
um den gewünschten
Strömungswiderstand
einzustellen.
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In
einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann
die Bohrung 28 ersetzt werden durch eine permanent geöffnete Öffnung in der
mit dem Ventilkörper
des Druckbegrenzungsventils 12 zusammenwirkenden Steuerkante,
d.h. also mit dem Ventilsitz für
den Ventilkörper
des Druckbegrenzungsventils 12. Hierzu wird in der Steuerkante des
Ventilsitzes ein permanent geöffneter
Durchbruch vorgesehen, der durch den Ventilkörper des Druckbegrenzungsventils 12 nicht
dichtend beaufschlagt werden kann. Auf diese Weise ist eine permanent
geöffnete
Strömungsverbindung
zwischen dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 3 und der kolbenstangenseitigen
Kammer 8 und umgekehrt vorhanden, die eine hydraulische
Drossel bildet, welche hydraulisch parallel zu den Druckbegrenzungsventilen
wirksam ist. Dieselbe Ausbildung der Drossel kann auch an dem Druckbegrenzungsventil 13 vorgesehen
sein.
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In
einer Druckstufenbewegung der Kolbenstange 2 kehrt sich
die Funktion der Sitzventile 12, 13 um. In diesem
Fall öffnet
das Druckbegrenzungsventil 12 und der Ventilschieber des
Druckbegrenzungsventils 13 wirkt als Rückschlagventil. Der durch die Bohrung 28 fließende Volumenstrom
kehrt sich im Vergleich zu der in 2 dargestellten
Pfeilrichtung um. In diesem Fall entfaltet das Druckbegrenzungsventil 12 eine
Dämpfungswirkung,
bis der Trennkolben 7 seine axiale Endposition erreicht
hat und sich an die plane Stirnfläche der Kolbenstange 2 mit
seinem kolbenstangenseitigen Anschlag 30 anlegt. Hat der
Trennkolben 7 seine axiale Endposition erreicht, so liegt
er an der planen Stirnfläche
der Kolbenstange 2 an und der Bypass ist abgeschaltet.
Die Dämpfwirkung
des Schwingungsdämpfers
wird dann vom Dämpfungskolben 5 ausschließlich übernommen.
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- 1
- Dämpferrohr
- 2
- Kolbenstange
- 2a
- radialer
Absatz
- 3
- Arbeitsraum
- 4
- Arbeitsraum
- 5
- Dämpfungskolben
- 6
- Raum
- 7
- Trennkolben
- 8
- Kammer
- 9
- Kammer
- 10
- Verbindungskanal
- 11
- Verbindungskanal
- 12
- Druckbegrenzungsventil
- 12a
- Rückstellfeder
- 13
- Druckbegrenzungsventil
- 13a
- Rückstellfeder
- 15
- Drossel
- 20
- Gewinde
- 21
- Gehäusewand
- 22
- Bohrung
- 23
- Bohrung
- 24
- Bohrung
- 25
- Bohrung
- 26
- Bohrung
- 27
- Bohrung
- 28
- Bohrung
- 30
- Anschlagpuffer
- 31
- Anlaufscheibe
- 32
- Durchflussbohrung
- 33
- Stirnfläche
- 40
- Zapfen
- 50
- Ventilträger
- 52
- Ausnehmung
- 53
- Ausnehmung
- 54
- Bypassscheibe
- 55
- Omegascheibe