DE102008045083A1

DE102008045083A1 - Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft

Info

Publication number: DE102008045083A1
Application number: DE102008045083A
Authority: DE
Inventors: Florian Eidinger; Kai Reinbothe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-08-29
Filing date: 2008-08-29
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Ein Schwingungsdämpfer umfasst einen Arbeitsraum (4), der durch einen Kolben (5) in zwei Arbeitskammern (6, 7) unterteilt wird, einen Ausgleichsraum (3), einen Überströmweg, der eine der Arbeitskammern (6) mit dem Ausgleichsraum (4) verbindet, und ein in dem Überströmweg angeordnetes Steuerventil (15) zur Einstellung des Durchflusses von Arbeitsmedium aus der Arbeitskammer (6) in den Ausgleichsraum (3). Im Überströmweg zwischen dem Steuerventil (15) und dem Ausgleichsraum (3) wird ein Rückschlagventil (16) durch eine an einer Kolbenstangendichtung (12) vorgesehene Lippe (17) gebildet, die ein Überströmen in Richtung des Ausgleichsraums (3) gestattet, in Gegenrichtung jedoch sperrt. Hierdurch lässt sich die Funktion eines Rückschlagventils im Überströmweg einfach und kostengünstig realisieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Arbeitsraum, der durch einen Kolben in zwei Arbeitskammern unterteilt wird, einen Ausgleichsraum, einen Überströmweg, der eine der Arbeitskammern mit dem Ausgleichsraum verbindet, und ein in dem Überströmweg angeordnetes Steuerventil zur Einstellung des Durchflusses von Arbeitsmedium aus der Arbeitskammer in den Ausgleichsraum.
Ein derartiger Schwingungsdämpfer ist aus der DE 10 2005 003 495 A1 bekannt. Dieser weist ein ringförmiges Steuerventil auf, das am Außenumfang eines Behälterrohrs angeordnet ist. Das Steuerventil ist über einen Einlaufkanal mit einer Arbeitskammer verbunden. Zur Überbrückung des die Arbeitskammer radial umgebenden Ausgleichsraums ist zwischen dem Behälterrohr und einem in diesem angeordneten Zylinderrohr ein Zwischenring angeordnet. Ein von dem Steuerventil wegführender Auslaufkanal mündet unmittelbar in die Ausgleichskammer. Als Ventilkörper dient eine federbelastete Kugel, die gegen eine radiale Öffnung des aus dem Behälterrohr austretenden Einlaufkanals gedrückt ist. Die Kugel ist gegen einen Anker abgestützt, der mittels Erregerspulen betätigt werden kann, um die Schließkraft des Steuerventils zu erhöhen oder zu verringern und dadurch den Durchfluss über den Überströmweg einzustellen. Im passiven Zustand wirkt das Steuerventil als Rückschlagventil, das ein Rückströmen von Arbeitsmedium aus dem Ausgleichsraum in die Arbeitskammer verhindert. Das aus der DE 10 2005 003 495 A1 bekannte ringförmige Steuerventil ist zwar Platz sparend, jedoch konstruktiv verhältnismäßig aufwändig.
Weitere Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpferkennung sind aus der EP 1 355 081 A1 und der DE 10 2005 053 394 A1 bekannt. Durch Betätigung des Steuerventils lässt sich dort die Dämpfungskraft beeinflussen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen weniger aufwändigen Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpferkennung zu schaffen, mit dem gleichwohl ein Rückströmen von Arbeitsmedium aus der Ausgleichskammer in die Arbeitskammer auf dem Überströmweg wirksam unterbunden wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Schwingungsdämpfer gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer zeichnet sich dadurch aus, dass im Überströmweg zwischen dem Steuerventil und dem Ausgleichsraum ein Rückschlagventil durch eine an einer Kolbenstangendichtung vorgesehene Lippe gebildet wird, welche ein Überströmen in Richtung des Ausgleichsraums gestattet, in Gegenrichtung jedoch sperrt.
Durch die Ausbildung einer solchen Lippe an der Kolbenstangendichtung lässt sich die Funktion eines Rückschlagventils im Überströmweg ohne zusätzliche Bauelemente realisieren. Das Steuerventil muss in diesem Fall selbst keine Rückschlagventilfunktion bereitstellen, so dass ein verhältnismäßig einfaches und kompaktes Ventil zum Einsatz kommen kann.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Vorzugsweise erfolgt die Variation der Dämpferkennung ausschließlich durch Ansteuerung des Steuerventils.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist der Überströmweg zumindest abschnittsweise in einer Kolbenstangenführung des Dämpfers ausgebildet. Insbesondere kann ein Einlaufkanal von der Arbeitskammer zum Steuerventil als Abschnitt des Überströmwegs in der Kolbenstangenführung ausgebildet sein. Ferner kann ein Auslaufkanal von dem Steuerventil in Richtung des Arbeitsraums als Abschnitt des Überströmwegs in der Kolbenstangenführung ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Ansicht eines Schwingungsdämpfers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und in
2 eine Detailansicht des Bereichs um die Kolbenstangenführung im Schnitt.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Schwingungsdämpfer für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Der Schwingungsdämpfer ist als Zweirohrdämpfer ausgeführt und umfasst dementsprechend ein Behälterrohr 1 sowie ein in diesem angeordnetes Zylinderrohr 2. Zwischen dem Behälterrohr 1 und dem Zylinderrohr 2 befindet sich ein ringförmiger Ausgleichsraum 3, der zumindest teilweise mit einem flüssigen Arbeitsmedium gefüllt ist. Das Zylinderrohr 2 begrenzt einen ebenfalls mit Arbeitsmedium gefüllten Arbeitsraum 4, der durch einen an sich bekannten Kolben 5 in zwei Arbeitskammern 6 und 7 getrennt wird. An dem Kolben 5 sind nicht näher dargestellte Überströmventile vorgesehen, welche bei einem Verschieben des Kolbens 5 in dem Zylinderrohr 2 ein Überströmen von Arbeitsmedium von einer Arbeitskammer in die andere ermöglichen. Weiterhin umfasst der Schwingungsdämpfer ein Bodenventil 8, über das der Arbeitsraum 4 mit dem Ausgleichsraum 3 in Verbindung steht, so dass aus dem Arbeitsraum 4 verdrängtes Arbeitsmedium, das in dem Ausgleichsraum 3 aufgefangen wird, in den Arbeitsraum 4 zurückgeführt werden kann.
Der Kolben 5 befindet sich an einer in das Zylinderrohr 2 eintauchenden Kolbenstange 9, welche sich durch die erste bzw. obere Arbeitskammer 6 erstreckt und an einem dem Bodenventil 8 gegenüberliegenden Ende des Schwingungsdämpfers mittels einer Kolbenstangenführung 10 axial geführt ist. Die Kolbenstangenführung 10 ist als ringförmiger Körper 11 ausgebildet, der auf dem oberen Ende des Zylinderrohrs 2 aufsitzt und mit seinem Außenumfang gegen die Innenwand des Behälterrohrs 1 abgedichtet ist. Die Kolbenstangenführung 10 trennt somit am oberen Ende des Schwingungsdämpfers den Ausgleichsraum 3 von dem Arbeitsraum 4. Oberhalb der Kolbenstangenführung 10 ist ein Stangendichtring 12 angeordnet, welcher einen mit dem Behälterrohr 1 verpressten oder verbördelten Haltering 13 mit einer Zentralöffnung und einem in der Zentralöffnung festgelegten Elastomerkörper 14 aufweist. Der Elastomerkörper 14 dichtet radial gegen die Kolbenstange 9 und axial gegen das Behälterrohr 1 ab.
Der Schwingungsdämpfer weist weiterhin einen Überströmweg zwischen einer der Arbeitskammern, hier der oberen Arbeitskammer 6 und dem Ausgleichsraum 3 auf. In dem Überströmweg ist ein Steuerventil 15 angeordnet, über das durch entsprechende Ansteuerung, die vorzugsweise elektrisch erfolgt, der Durchfluss von Arbeitsmedium aus der Arbeitskammer 6 in den Ausgleichsraum 3 während des Betriebs des Dämpfers eingestellt werden kann. Dies schließt auch ein vollständiges Absperren des Ventils mit ein. Hierdurch lässt sich die Kennlinie des Dämpfers sehr flexibel variieren. Um zu verhindern, dass bei geöffnetem Steuerventil 15 über dem Arbeitsmedium in dem Ausgleichsraum 3 anstehendes Gas oder Arbeitsmedium in die Arbeitskammer 6 zurückströmen kann, beispielsweise bei einem Abstellen des Fahrzeugs, ist im Überströmweg zusätzlich ein Rückschlagventil 16 angeordnet. Dieses Rückschlagventil 16 ist nicht unmittelbar am Steuerventil 15 vorgesehen, sondern im Schwingungsdämpfer untergebracht. Insbesondere befindet sich dieses Rückschlagventil 16 in dem von dem Steuerventil 15 zu dem Ausgleichsraum 3 führenden Abschnitt des Überströmwegs.
Wie 2 zeigt, wird das Rückschlagventil 16 vorzugsweise durch eine an der Kolbenstangendichtung 12 vorgesehene Lippe 17 gebildet, die ein Überströmen in Richtung des Arbeitsraums 3 gestattet, in Richtung des Steuerventils 15 jedoch sperrt. Vorzugsweise ist die Lippe 17 einstückig mit dem Elastomerkörper 14 der Kolbenstangendichtung 12 ausgeführt. Durch die Integration in die Kolbenstangendichtung 12 wird ein separat anzubringendes Ventil vermieden. Dies ist sowohl herstellungstechnisch als auch montagetechnisch von Vorteil.
Die Lippe 17 des Rückschlagventils 16 ist vorzugsweise ringförmig und liegt gegen eine an der Kolbenstangenführung 11 ausgebildete Ringfläche 18 an. Letztere befindet sich vorzugsweise an einer Stirnseite der Kolbenstangenführung 11.
Zwischen der Ringfläche 18 der Kolbenstangenführung 11, der Kolbenstange 9 sowie einem Mittelabschnitt 19 des Elastomerkörpers 14 der Kolbenstangendichtung 12 ist ein Ringraum 20 gebildet, der von einem weiteren Ringraum 21 durch die Lippe 17 getrennt ist. Dabei kommuniziert der erstgenannten Ringraum 20 mit dem Auslauf des Steuerventils 15 und der weitere Ringraum 21 mit dem Ausgleichsraum 3. Die Lippe 17 ist so konfiguriert, dass bei einem entsprechenden Druckunterschied Arbeitsmedium aus dem erstgenannten Ringraum 20 in den weiteren Ringraum 21 entweichen kann, ein Überströmen in Gegenrichtung jedoch durch die Lippe 17 verhindert wird.
Wie 2 weiter zeigt, besteht der Überströmweg abschnittsweise aus in der Kolbenstangenführung 10 ausgebildeten Kanälen. So verbindet ein in der Kolbenstangenführung 10 ausgebildeter Einlaufkanal 22 die Arbeitskammer 6 mit dem Steuerventil 15. Dieser Einlaufkanal 22 kann als einfache Radialbohrung ausgeführt sein. In dem Behälterrohr 1 befindet sich dementsprechend eine korrespondierende Durchtrittsöffnung 23. Weiterhin ist ein Auslaufkanal 24, der von dem Steuerventil 15 wegführt, in der Kolbenstangenführung 10 ausgebildet, wobei auch hier eine entsprechende Durchtrittsöffnung 25 in dem Behälterrohr 1 vorgesehen ist. Der Auslaufkanal 24 mündet in den ersten Ringraum 20, der einen weiteren Abschnitt des Überströmwegs darstellt. In den weiteren Ringraum 21 verdrängtes Arbeitsmedium gelangt über einen weiteren, in der Kolbenstangenführung 10 ausgebildeten Kanal 26 in die Ausgleichskammer 3.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann das Steuerventil 15 auch in dem Ausgleichsraum 3 und somit innerhalb des Behälterrohrs 3 untergebracht werden. Weiterhin ist es möglich, das Steuerventil 15 in die Kolbenstangenführung 10 zu integrieren.
In sämtlichen Fällen ergibt sich ein robuster, einfacher und kostengünstiger Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfungskraft.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.

1: Behälterrohr
2: Zylinderrohr
3: Ausgleichsraum
4: Arbeitsraum
5: Kolben
6: Arbeitskammer
7: Arbeitskammer
8: Bodenventil
9: Kolbenstange
10: Kolbenstangenführung
11: ringförmiger Körper
12: Stangendichtring
13: Haltering
14: Elastomerkörper
15: Steuerventil
16: Rückschlagventil
17: Lippe
18: Ringfläche
19: Mittelabschnitt
20: Ringraum
21: weiterer Ringraum
22: Einlaufkanal
23: Öffnung
24: Auslaufkanal
25: Öffnung
26: Kanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005003495 A1 [0002, 0002]
- EP 1355081 A1 [0003]
- DE 102005053394 A1 [0003]

Claims

Schwingungsdämpfer, umfassend: einen Arbeitsraum (4), der durch einen Kolben (5) in zwei Arbeitskammern (6, 7) unterteilt wird, einen Ausgleichsraum (3), einen Überströmweg, der eine der Arbeitskammern (6) mit dem Ausgleichsraum (3) verbindet, und ein in dem Überströmweg angeordnetes Steuerventil (15) zur Einstellung des Durchflusses von Arbeitsmedium aus der Arbeitskammer (6) in den Ausgleichsraum (3), dadurch gekennzeichnet, dass im Überströmweg zwischen dem Steuerventil (15) und dem Ausgleichsraum (3) ein Rückschlagventil (16) durch eine an einer Kolbenstangendichtung (12) vorgesehene Lippe (17) gebildet wird, welche ein Überströmen in Richtung des Ausgleichsraums (3) gestattet, in Gegenrichtung jedoch sperrt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (17) des Rückschlagventils (16) gegen eine Kolbenstangenführung (10) anliegt, welche den Ausgleichsraum (3) von dem Arbeitsraum (4) trennt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlaufkanal (22) von der Arbeitskammer (6) zum Steuerventil (15) als Abschnitt des Überströmwegs in der Kolbenstangenführung (10) ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Auslaufkanal (24) von dem Steuerventil (15) in Richtung des Ausgleichsraums (3) als Abschnitt des Überströmwegs in der Kolbenstangenführung (10) ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kolbenstangenführung (10), einer Kolbenstange (9) und der Kolbenstangendichtung (12) ein Ringraum (20) gebildet wird, der mit dem Auslaufkanal (24) verbunden ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (20) durch die Dichtlippe (17) von einem weiteren Ringraum (21) getrennt ist, der mit dem Ausgleichsraum (3) kommuniziert.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Ringraum (21) über einen sich durch die Kolbenstangenführung (10) erstreckenden Kanal (26) mit dem Ausgleichsraum (3) verbunden ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangenführung (10) eine Ringfläche (18) ausbildet, gegen die die Lippe (17) des Rückschlagventils (16), die ringförmig ausgebildet ist, anliegt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringfläche (18) an einer Stirnseite der Kolbenstangenführung (10) vorgesehen ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (3) durch ein Behälterrohr (1) begrenzt wird und das Steuerventil (15) am Außenumfang des Behälterrohrs (1) angeordnet ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsraum (3) durch ein Behälterrohr (1) begrenzt wird und der Arbeitsraum (4) durch ein Zylinderrohr (2) begrenzt wird, das in dem Behälterrohr (1) angeordnet ist, wobei der Ausgleichsraum (3) zwischen dem Außenumfang des Zylinderrohrs (2) und dem Innenumfang des Behälterrohrs (1) gebildet wird und das Steuerventil (15) in dem Ausgleichsraum (3) aufgenommen ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (15) in die Kolbenstangenführung (10) integriert ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der weiteren Arbeitskammer (7) des Arbeitsraums (4) und dem Ausgleichsraum (3) ein oder mehrere Überströmventile vorgesehen sind, über welche das Überströmverhalten zwischen der weiteren Arbeitskammer (7) und dem Ausgleichsraum (3) bestimmt wird.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und zweiten Arbeitskammer (6, 7) des Arbeitsraums (4) ein oder mehrere Überströmventile vorgesehen sind.
Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Variation der Dämpferkennung durch Ansteuerung des Steuerventils (15) erfolgt.