DE102012016711A1

DE102012016711A1 - Ventilkolbenanordnung für einen Schalt-Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102012016711A1
Application number: DE201210016711
Authority: DE
Inventors: Kai-Uwe Tanke; Matthias Lüdecke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-02-27

Abstract

Eine Ventilkolbenanordnung (8) für einen Schalt-Schwingungsdämpfer umfasst einen Kolben (5) mit einer ersten Ventileinrichtung (10), die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, eine zweite Ventileinrichtung (20), die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, und ein Schaltventil (41) zum elektrisch ansteuerbaren Öffnen und Schließen eines Durchströmwegs (50). Der Kolben (5) mit der ersten Ventileinrichtung (10), die zweite Ventileinrichtung (20) und das Schaltventil (41) bilden jeweils eine vormontierbare Baueinheit, wobei die zweite Ventileinrichtung (20) und das Schaltventil (41) in einem gemeinsamen Gehäuse (9) aufgenommen sind, der Kolben (5) mit der ersten Ventileinrichtung (10) hingegen von außerhalb des Gehäuses (9) an dasselbe angeschlossen ist. Hierdurch wird somit ein einfacher und flexibel anpassbarer Schwingungsdämpfer ermöglicht, der zwischen zumindest zwei Dämpfungskennlinien umschaltbar ist. Dies ermöglicht einen verbesserten Anwendungskomfort, wobei die Systemkosten im Vergleich zu Schwingungsdämpfern mit geregelter Dämpfung deutlich reduziert sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilkolbenanordnung für einen Schalt-Schwingungsdämpfer, umfassend einen Kolben mit einer ersten Ventileinrichtung, die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, eine zweite Ventileinrichtung, die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, und ein Schaltventil zum elektrisch ansteuerbaren Öffnen und Schließen eines Durchströmwegs.
Ein Schalt-Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einer derart ausgestalteten Ventilkolbenanordnung ist aus DE 10 2009 038 818 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Ventilkolbenanordnung sind die erste Ventileinrichtung und die zweite Ventileinrichtung hydraulisch parallel zueinander angeordnet. Dabei weisen beide Ventileinrichtungen eine unterschiedliche Dämpfungscharakteristik auf. Über das Schaltventil ist es möglich, beide Ventileinrichtungen hydraulisch parallel zu schalten, wodurch eine Normalkennung des Dämpfers eingestellt wird. Durch Deaktivieren des Schaltventils wird der Durchfluss des Dämpfungsmediums über eine der beiden Ventileinrichtungen unterbrochen, wodurch sich eine im Vergleich zur Normalkennung härtere Sportkennung einstellen lässt. Ein Umschalten zwischen der Normalkennung und der Sportkennung kann beispielsweise über einen Schalter an der Instrumententafel erfolgen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilkolbenanordnung der eingangs genannten Art im Hinblick auf die realisierbaren Dämpferkennlinien flexibler zu gestalten.
Diese Aufgabe wird durch eine Ventilkolbenanordnung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Ventilkolbenanordnung umfasst einen Kolben mit einer ersten Ventileinrichtung, die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, eine zweite Ventileinrichtung, die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, und ein Schaltventil zum elektrisch ansteuerbaren Öffnen und Schließen eines Durchströmwegs. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass der Kolben mit der ersten Ventileinrichtung, die zweite Ventileinrichtung und das Schaltventil jeweils eine vormontierbare Baueinheit bilden, wobei die zweite Ventileinrichtung und das Schaltventil in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind, der Kolben mit der ersten Ventileinrichtung hingegen von außerhalb des Gehäuses an dasselbe angeschlossen ist.
Durch diesen modularen Aufbau können die drei Baugruppen, nämlich der Kolben mit der ersten Ventileinrichtung, die zweite Ventileinrichtung und das Schaltventil als separate Einheiten mit jeweils eigenen Varianten vorgehalten und je nach Bedarf miteinander kombiniert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in der Serienfertigung Kraftfahrzeuge mit Dämpfern mit unterschiedlicher Kennung und/oder unterschiedlichen Dämpferabmessungen ausgerüstet werden müssen.
Kommen hierbei Dämpferrohre mit unterschiedlichen Innendurchmessern zum Einsatz, so kann die diesbezügliche Durchmesseranpassung beispielsweise allein über die Auswahl eines geeigneten Kolbens mit einer ersten Ventileinrichtung vorgenommen werden. An die unterschiedlichen Kolben werden stets gleiche Gehäuse angeschlossen, welche die restlichen Baugruppen aufnehmen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird somit ein einfacher und flexibel anpassbarer Schwingungsdämpfer ermöglicht, der zwischen zumindest zwei Dämpfungskennlinien umschaltbar ist. Dies gestattet einen verbesserten Anwendungskomfort, wobei die Systemkosten im Vergleich zu Schwingungsdämpfern mit geregelter Dämpfung deutlich reduziert sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Vorzugsweise ist der Kolben über eine Hülse an das Gehäuse angeschlossen. Dabei bildet die Hülse einen Durchströmkanal aus, der zu einer ersten Kammer leitet. Die erste Kammer ist über die zweite Ventileinrichtung mit einer zweiten Kammer verbunden, wobei der Durchfluss von der ersten Kammer zu der zweiten Kammer sowie in Gegenrichtung durch die zweite Ventileinrichtung eingestellt wird. Durch die Doppelfunktion der Hülse wird eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die zweite Ventileinrichtung einen in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbaren Ventilkörper, mindestens eine Ventilscheibe je Durchströmrichtung des Ventilkörpers, eine Halteeinrichtung zur axialen Abstützung der zweiten Ventileinrichtung an dem Gehäuse, und ein zentrales Befestigungsorgan, das die Ventilscheiben und den Ventilkörper in Reihe an der Halteeinrichtung festlegt. Hierdurch ergibt sich eine außerhalb des Gehäuses vollständig vormontierbare Baueinheit für die zweite Ventileinrichtung. Aufgrund der Verwendung eines zentralen Befestigungsorgans können die Ventilscheiben mit maximalem Durchmesser ausgeführt werden. Dieser wird lediglich durch den Innendurchmesser des Gehäuses beschränkt. Die Verwendung größtmöglicher Ventilscheiben gestattet eine weitere Kompaktierung der gesamten Ventilkolbenanordnung sowie einen großen Spielraum für die Abstimmung der Dämpfungscharakteristik der zweiten Ventileinrichtung Gegebenenfalls umfassen die Ventilscheiben sogenannte Voröffnungsscheiben, über die das Ansprechverhalten bei kleinen Druckdifferenzen eingestellt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das zentrale Befestigungsorgan ein Niet, durch den sich die vorstehend genannten Elemente der zweiten Ventileinrichtung fertigungstechnisch schnell, kostengünstig und prozesssicher miteinander verbinden lassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Schaltventil und die zweite Ventileinrichtung von entgegengesetzten Seiten axial in das Gehäuse eingesetzt. Beide Baueinheiten sind somit vollständig unabhängig voneinander und können gegebenenfalls selektiv ausgetauscht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung leitet der durch das Schaltventil öffen- und schließbare Durchströmweg von der zweiten Kammer zu einer Außenseite des Gehäuses. Über das Schaltventil kann somit die zweite Ventileinrichtung zu- und abgeschaltet werden, um eine Variation der Dämpferkennlinie zu erzeugen. In diesem Fall ist das Schaltventil zu der zweiten Ventileinrichtung hydraulisch in Reihe geschaltet.
Es ist jedoch auch möglich, das Schaltventil hydraulisch parallel zu der zweiten Ventileinrichtung anzuordnen. In diesem Fall erfolgt die Kennlinienvariation des Dämpfers durch die Zu- und Abschaltung des von dem Schaltventil kontrollierten Durchströmwegs, wohingegen über die zweite Ventileinrichtung primär das Ansprechverhalten des Dämpfers bestimmt wird. Letztere ist dann in jeder Schaltstellung des Schaltventils aktiv.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das Schaltventil als Plattenanker-Magnetventil ausgebildet. Dieses weist einen gegen einen Ventilsitz vorgespannten Ventilkörper auf, der an einem Innenwandabschnitt des Gehäuses gleitbewegbar geführt ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Hubankerventilen sind Plattenankerventile einfach aufgebaut und damit kostengünstiger. Sie benötigen zudem weniger Strom. Durch Führung des als Plattenanker ausgebildeten Ventilkörpers im Gehäuse der Ventilkolbenanordnung kann ein separates Gehäuse für das Magnetventil eingespart werden. Zudem ermöglicht die Ausdehnung des Ventilkörpers bis zur Gehäuseinnenwand eine kompakte Ausführung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Hülse mit einem die zweite Ventileinrichtung in dem Gehäuse axial festlegenden Widerlager verschraubt. Durch die Doppelfunktion des Widerlagers wird eine weitere Kompaktierung der gesamten Ventilkolbenanordnung erzielt.
Insbesondere kann die Hülse mit einem Gewindeabschnitt versehen sein, der in einen korrespondierenden Gewindeabschnitt am Widerlager eingeschraubt wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Ansicht eines Schwingungsdämpfers mit einer Ventilkolbenanordnung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine räumliche Ansicht der Ventilkolbenanordnung im Längsschnitt,
3 eine Längsschnittansicht der Ventilkolbenanordnung,
4 eine Explosionsdarstellung des Kolbens mit der ersten Ventileinrichtung,
5 eine Explosionsdarstellung der zweiten Ventileinrichtung, und in
6 eine Explosionsdarstellung des Schaltventils.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen Schalt-Schwingungsdämpfer 1 zum Einbau in eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs.
Der Schalt-Schwingungsdämpfer 1 umfasst ein Behälterrohr 2, dessen axiale Enden verschlossen sind. An einem Axialende des Schwingungsdämpfers 1 ist eine Befestigungseinrichtung 3 vorgesehen, um den Schwingungsdämpfer 1 an eine radseitige oder aufbauseitige Struktur anzukoppeln. Vorliegend ist lediglich beispielhaft hierfür ein Lagerauge dargestellt. Jedoch sind auch andere Ausgestaltungen der Befestigungseinrichtung 3 möglich.
Am gegenüberliegenden Axialende des Schwingungsdämpfers 1 taucht eine Kolbenstange 4 in den Schwingungsdämpfer 1 ein. An der Kolbenstange 4 ist ein Kolben 5 angeordnet. Der Kolben 5 unterteilt den Innenraum des Schwingungsdämpfers 1 in ein erste Arbeitskammer 6 und eine zweite Arbeitskammer 7. Dabei ist der Kolben 5 an der Innenwand des Behälterrohrs 2 des Schwingungsdämpfers 1 axial gleitbewegbar geführt und gleichzeitig gegen diese abgedichtet.
Der Kolben 5 ist Bestandteil einer Ventilkolbenanordnung 8, welche die erste Arbeitskammer 6 und die zweite Arbeitskammer 7 hydraulisch miteinander verbindet und den Übertritt von Dämpfungsmedium von der einen Arbeitskammer in die andere Arbeitskammer beeinflusst, um eine gewünschte Dämpfungscharakteristik für den Schwingungsdämpfer 1 einzustellen.
Vorliegend ist die Ventilkolbenanordnung 8 derart ausgeführt, dass sich mindestens zwei unterschiedliche Dämpferkennlinien (Dämpferkraft in Abhängigkeit der Kolbengeschwindigkeit) verwirklichen lassen, zwischen denen fremdbetätigt hin und her geschaltet werden kann. Hierdurch können beispielsweise eine weichere Kennung für einen Komfortmodus und eine härtere Kennung für einen Sportmodus bereitgestellt werden, zwischen denen der Fahrer eines Kraftfahrzeugs wählen kann. Dabei ist es möglich, für jeden Modus in der Zug- und Druckstufe unterschiedliche Kennlinien vorzugeben. Derartige Schalt-Schwingungsdämpfer sind, wie eingangs beschrieben, bereits grundsätzlich bekannt.
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Ventilkolbenanordnung 8 vorgeschlagen, welche aufgrund ihrer kostengünstigen sowie vielseitig verwendbaren Bauweise besonders vorteilhaft ist.
Die in den 2 bis 6 näher dargestellte Ventilkolbenanordnung 8 umfasst drei separate Baugruppen, von denen genau zwei in einem gemeinsamen Gehäuse 9 aufgenommen sind. Dieses Gehäuse 9 ist vorliegend zwischen der Kolbenstange 4 und dem Kolben 5 eingebaut. Die drei Baugruppen sind in Axialrichtung des Schwingungsdämpfers 1 in Reihe aufeinanderfolgend angeordnet. In Abwandlung des Ausführungsbeispiels ist es möglich, die Kolbenstange 4 unmittelbar an den Kolben 5 anzuschließen und das Gehäuse 9 an der kolbenstangenfernen Seite an dem Kolben 5 zu befestigen.
Eine erste Baugruppe umfasst den bereits erwähnten Kolben 5, der eine erste Ventileinrichtung 10 aufweist. Diese ist in zwei entgegengesetzte Richtungen, nämlich sowohl von der ersten Arbeitskammer 6 zu der zweiten Arbeitskammer 7 (in der Druckstufe des Schwingungsdämpfers 1) sowie von der zweiten Arbeitskammer 7 zu der ersten Arbeitskammer 6 (in der Zugstufe des Schwingungsdämpfers 1) durchströmbar und weist hierzu geeignete Durchströmkanäle und/oder -öffnungen 11 bzw. 12 auf. Die Durchströmkanäle und/oder -öffnungen können in an sich bekannter Weise durch Rückschlagventile verschlossen sein, die jeweils lediglich in einer Durchströmrichtung bei Anliegen eines bestimmten Differenzdrucks öffnen. Hierdurch lässt sich die Dämpfungscharakteristik der ersten Ventileinrichtung 10 in der Druck- und Zugstufe in grundsätzlich bekannter Art und Weise einstellen.
Weiterhin ist in der ersten Baugruppe eine Hülse 13 zu zurechnen, über die der Kolben 5 mit der ersten Ventileinrichtung 10 gegenüber dem Gehäuse 9 festgelegt wird. Die Hülse 13 erstreckt sich dabei zentral durch den Kolben 5 und die erste Ventileinrichtung 10, welche hierzu eine entsprechende Durchgangsöffnung aufweist. Durch die Hülse 13 erstreckt sich axial ein Durchströmkanal 19, dessen Funktion weiter unten noch näher erläutert wird. Gehäuseseitig ist an der Hülse 13 ein Gewindeabschnitt 14 ausgebildet, über den die Hülse 13 an das Gehäuse 9 angeschlossen werden kann, um die erste Baugruppe, das heißt insbesondere den Kolben 5 mit der ersten Ventileinrichtung 10 in Richtung des Gehäuses 9 zu verspannen. Dabei stützt sich der Kolben 5 an einer axialen Anlageschulter 15 der Hülse 13 ab. Zwischen dem Gewindeabschnitt 14 und dem Kolben 5 weist die Hülse 13 ein oder mehrere Radialbohrungen 16 auf, die jeweils in den Durchströmkanal 19 münden.
An einem dem Gehäuse 9 gegenüberliegenden Endabschnitt 17 der Hülse 13 kann ein Axialsicherungselement 18 angebracht sein, über das gegebenenfalls vorhandene, vorliegend nicht näher dargestellte Ventilscheiben der ersten Ventileinrichtung 10 vorgespannt werden können. Ein Beispiel für eine solche Ventileinrichtung ist ausführlich in DE 10 2009 054 122 A1 beschrieben, deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt vorliegend mit einbezogen wird. Das Axialsicherungselement 18 kann beispielsweise als Mutter ausgebildet werden, die auf den Endabschnitt 17 aufgeschraubt wird. Möglich ist auch eine radial kraftschlüssig wirkende Verbindung, die vorzugsweise lösbar ausgebildet. Diese besteht beispielsweise aus einer radial wirkenden Klemmschraube oder aus einer entsprechend radial wirkenden Klemmeinrichtung, welche sich besonders schnell montieren lässt. Möglich sind weiterhin Keilprofilverbindungen, wie sie unter anderem aus DE 42 09 153 C2 bekannt sind. Ferner ist es möglich, das Axialsicherungselement 18 an den Endabschnitt 17 anzuschweißen, anzulöten oder anzukleben oder mit diesem zu vernieten.
Beispiele für weitere geeignete erste Ventileinrichtungen 10 sind in DE 101 63 217 A1 , DE 102 22 054 A1 , DE 10 2004 059 702 A1 und DE 10 2006 061 405 A1 beschrieben.
Durch Zuordnung einer zweiten Ventileinrichtung und eines Schaltventils zu der ersten Ventileinrichtung 10 wird ein herkömmlicher Schwingungsdämpfer, wie er aus DE 10 2009 054 122 A1 bekannt ist, zu einem Schalt-Schwingungsdämpfer, bei dem in der Druckstufe wie auch in der Zugstufe zwischen einer weicheren und einer härteren Kennung hin und her geschaltet werden kann.
Erfindungsgemäß bildet die zweite Ventileinrichtung 20 die zweite Baugruppe, die separat vormontierbar ist. Die zweite Ventileinrichtung 20 ist in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar und weist hierzu geeignete Durchgangskanäle und/oder -öffnungen 21 und 22 auf. Sie ist von einer Seite her axial in das Gehäuse 9 eingeschoben und in diesem festgelegt. Durch die zweite Ventileinrichtung 10 werden eine erste Kammer 23 und eine gegenüber dieser abgetrennte zweite Kammer 24 innerhalb des Gehäuses 9 hydraulisch miteinander verbunden. Der Durchfluss von der ersten Kammer 23 zu der zweiten Kammer 24 sowie in Gegenrichtung wird durch die zweite Ventileinrichtung 20 eingestellt.
Wie insbesondere 5 zeigt, umfasst die zweite Ventileinrichtung 20 hierzu einen in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbaren Ventilkörper 25, der gegen den Innenumfang des Gehäuses 9 abgedichtet ist, sowie mindestens eine Ventilscheibe 26 bzw. 27 je Durchströmrichtung des Ventilkörpers 25. Die Ventilscheiben 26 und 27 wirken mit den Durchgangskanälen und/oder -öffnungen 21 und 22 zusammen, um den Durchfluss durch die zweite Ventileinrichtung 20 je nach anliegender Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer 23 und der zweiten Kammer 24 zu beeinflussen, womit die Dämpfungscharakteristik der zweiten Ventileinrichtung 20 vorgegeben wird.
Weiterhin umfasst die zweite Ventileinrichtung 20 eine Halteeinrichtung 28 zur axialen Abstützung in dem Gehäuse 9. Die Halteeinrichtung 28 stützt sich axial an einer am Innenumfang des Gehäuses 9 ausgebildeten Schulter 29 ab. Sie weist Ausnehmungen 30 auf, welche es ermöglichen, dass Dämpfungsmedium innerhalb des Gehäuses 9 an der Halteeinrichtung 28 vorbeiströmen kann, wodurch sich die zweite Arbeitskammer 24 über die Halteeinrichtung 28 hinaus erstreckt. Die Halteeinrichtung 28 kann beispielsweise als sternförmige Platte ausgebildet sein.
Die Halteeinrichtung 28 kann weiterhin der Festlegung der Ventilscheiben 26 und 27 an dem Ventilkörper 25 dienen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierzu ein zentrales Befestigungsorgan 31 vorgesehen, das die Ventilscheiben 26 und 27 und den Ventilkörper 25 in Reihe gegen die Halteeinrichtung 28 verspannt. Das zentrale Befestigungsorgan 31 kann beispielsweise als Niet, gegebenenfalls auch als Schraube ausgebildet sein.
Die Halteeinrichtung 28, die Ventilscheiben 26 und 27 und der Ventilkörper 25 können mit einem Niet außerhalb des Gehäuses 9 zusammengefügt und als Einheit in dieses eingebaut werden. Auf den Niet oder sonstiges zentrales Befestigungsorgan 31 kann jedoch gegebenenfalls auch verzichtet werden.
In Abwandlung des Ausführungsbeispieles können anstelle der Ventilscheiben 26 und 27 auch andere Rückschlagventiltypen an oder in den Durchgangskanälen und/oder -öffnungen 21 und 22 angeordnet werden.
Wie bereits ausgeführt, stützt sich die Halteeinrichtung 28 axial in einer ersten Richtung gegen die Schulter 29 des Gehäuses 9 ab. In Gegenrichtung erfolgt die Abstützung über eine Druckscheibe 32 und ein Widerlager 33, welches an dem Gehäuse 9 festgelegt wird. Dabei sitzt ein Kopf des zentralen Befestigungsorgans 31 auf der Druckscheibe 32 auf, die sich wiederum gegen das Widerlager 33 abstützt.
Gemäß 2 ist das Widerlager 33 in Form einer Scheibe in das Gehäuse 9 eingeschraubt. Es kann jedoch auch auf andere Art und Weise festgelegt werden. Beispielsweise ist es möglich, das Gehäuse 9 mit dem Widerlager 33 zu verrollen oder zu verbördeln.
Das Widerlager 33 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 34 auf, welche einen Endabschnitt der Hülse 13 aufnimmt. Vorliegend ist die Hülse 13 mit ihrem Gewindeabschnitt 14 in die Durchgangsöffnung 34 eingeschraubt, so dass der Durchströmkanal 19 der Hülse 13 in die erste Kammer 23 des Gehäuses 9 mündet und so stets mit der ersten Arbeitskammer 6 des Schwingungsdämpfers 1 verbunden ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt an der zu dem Kolben 5 weisenden Seite des Widerlagers 33 ein Gehäusedeckel 35, welcher der zweiten Baugruppe zugehörig ist und das Gehäuse 9 abschließt. Der Gehäusedeckel 35 steht dabei in Richtung des Kolbens 5 vor und stützt sich an einer Anschlagplatte 36 des Kolbens 5 bzw. der ersten Ventileinrichtung 10 axial ab. In einem zwischen dem Gehäusedeckel 35, der Anschlagplatte 36 und der Hülse 13, gebildeten Ringspalt ist ein Dichtring 37 angeordnet.
Der Gehäusedeckel 35 ist topfartig ausgebildet, so dass zwischen diesem und dem Außenumfang der Hülse 13 ein axial durch das Widerlager 33 begrenzter Ringraum 38 gebildet wird. Dieser Ringraum 38 steht über in dem Widerlager 33 ausgebildete Durchgangsöffnungen 39 mit der ersten Kammer 23 des Gehäuses in Verbindung und kann dieser zugerechnet werden. In axialer Fortsetzung der Durchgangsöffnungen 39 weist die Druckscheibe 32 Ausnehmungen 40 auf, so dass Durchgangskanäle und/oder -öffnungen 21 und 22 der Druck und/oder Zugstufe auf die Durchgangsöffnungen 39 und umgekehrt ausgerichtet werden können, um gegebenenfalls eine direkte Anströmung zu ermöglichen. Ferner münden die Radialbohrungen 16 der Hülse 13 in den Ringraum 38.
Eine dritte Baugruppe der Ventilkolbenanordnung 8 wird durch ein Schaltventil 41 zum elektrisch ansteuerbaren Öffnen und Schließen eines Durchströmwegs 50 gebildet. Dieses Schaltventil 41 ist von der der zweiten Ventileinrichtung 20 entgegengesetzten Seite in das Gehäuse eingeschoben und in diesem festgelegt. Der durch das Schaltventil 41 öffen- und schließbare Durchströmweg 50 leitet von der zweiten Kammer 24 zu einer Außenseite des Gehäuses 9 und damit in die zweite Arbeitskammer 7 des Schwingungsdämpfers 1.
Das Schaltventil 41 kann beispielsweise als Hubanker-Magnetventil ausgebildet werden. Möglich sind auch Piezoventile. Vorliegend kommt jedoch bevorzugt ein Plattenanker-Magnetventil zum Einsatz, wie es beispielhaft in 6 dargestellt ist. Das Schaltventil 41 umfasst einen Spulenkörper 42 sowie einen sich durch diesen erstreckenden Kern 43. Letzterer erstreckt sich durch eine das Gehäuse 9 axial abschließende Gehäusescheibe 44 hindurch und ist mit der Kolbenstange 4 verbunden. Über die Kolbenstange 4 und den Kern 43 erfolgt auch die elektrische Versorgung des Schaltventils 41 mit Strom.
Der Spulenkörper 42 und der Kern 43 sind in dem Gehäuse 9 fixiert. Zwischen dem Kern 43 und dem Innenumfang des Gehäuses 9 ist ein magnetisches Entkopplungselement 45 angeordnet. Weiterhin umfasst das Schaltventil 41 einen axial bewegbaren Ventilkörper 46, der mittels einer Rückstellfeder 47 gegen einen am Innenumfang des Gehäuses 9 ausgebildeten Ventilsitz 48 gedrückt ist. Der Ventilkörper 46 gibt dabei je nach Schaltstellung des Schaltventils 41 den Durchströmweg 50 zwischen der zweiten Kammer 24 und der Außenseite des Gehäuses 9 bzw. der zweiten Arbeitskammer 7 frei oder sperrt diesen ab.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Ventilkörper 46 an einem Innenwandabschnitt des Gehäuses 9 gleitbewegbar geführt. Er ist als topfartiger Schieberkolben ausgeführt, der die zweite Kammer 24 innerhalb des Gehäuses 9 begrenzt. Ein Bund 51 des Schieberkolbens wirkt mit einer oder mehreren Durchgangsöffnungen 49 in der Wand des Gehäuses 9 zusammen, die im Rahmen des Durchströmwegs 50 in die zweite Arbeitskammer 7 münden, um die Durchgangsöffnungen 49 freizugeben oder zu verschließen.
Wird das Schaltventil 41 bestromt, so wird der Ventilkörper 46 gegen die Kraft der Rückstellfeder 47 gegen den Kern 43 gezogen, um dadurch den Status des Durchströmwegs 50 zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung zu verändern. Bei einem Abfall der Bestromung drückt die Rückstellfeder 47 den Ventilkörper 46 von den Kern 43 weg in Richtung des Ventilsitzes 48.
Je nach Bedarf kann das Schaltventil 41 so eingestellt sein, dass bei Bestromung der Durchströmweg 50 freigegeben und bei Ausschalten abgesperrt oder aber bei Bestromung der Durchströmweg 50 abgesperrt und bei Ausschalten freigegeben wird. Hierdurch kann bei einem etwaigen Ausfall der Fahrzeugelektrik die für diesen Fall gewünschte Kennung gewährleistet werden.
Durch das Öffnen und Schließen des Durchströmwegs 50 mittels des Schaltventils 41 wird die zweite Ventileinrichtung 20 entweder hydraulisch parallel zu der ersten Ventileinrichtung 10 geschaltet oder aber abgeschaltet. Im erstgenannten Fall ergeben sich für das Dämpfungsmedium in der Zug und Druckstufe jeweils mindestens zwei Strömungswege, nämlich sowohl durch die erste Ventileinrichtung 10 (vgl. D1, Z1) als auch durch die zweite Ventileinrichtung 20 (vgl. D2, Z2), so dass sich insgesamt eine vergleichsweise weiche Kennung des Dämpfers ergibt. Wird der Strömungsweg D2 bzw. Z2 über die zweite Ventileinrichtung 20 durch Schließen des Durchströmwegs 50 mittels des Schaltventils 41 unterbrochen, so wird die Kennung des Dämpfers allein durch die erste Ventileinrichtung 10 und die zugehörigen Strömungswege D1 und Z1 bestimmt. Aus dem dann reduzierten Überströmquerschnitt resultiert dann eine härtere Kennung.
In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, die Dämpfungscharakteristik der zweiten Ventileinrichtung 20 weicher einzustellen, als die der ersten Ventileinrichtung 10, um zu gewährleisten, dass im Komfortmodus schon bei kleinen Kolbenstangengeschwindigkeiten ein weicheres Ansprechen erzielt wird. Wenn das Schaltventil 41 so eingestellt ist, dass bei Bestromung der Durchströmweg 50 freigegeben und bei Ausschalten abgesperrt wird, so wird durch Bestromen der Komfortmodus eingestellt und durch Ausschalten der Sportmodus erhalten.
Die vorstehend erläuterte Ventilkolbenanordnung 8 zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Ventileinrichtung 10, die zweite Ventileinrichtung 20 und das Schaltventil 41 jeweils eine vormontierbare Baueinheit bilden. Durch diese Modularisierung können durch Vorhalten von verschiedenen Varianten je Baugruppe sehr einfach Schalt-Schwingungsdämpfer mit unterschiedlicher Kennung und/oder unterschiedlichen Dämpferabmessungen hergestellt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn in der Fertigung Fahrzeuge aufgrund ihrer individuellen Konfiguration mit unterschiedlichen Schalt-Schwingungsdämpfern ausgestattet werden müssen.
Dadurch, dass lediglich die zweite Ventileinrichtung 20 und das Schaltventil 41 in einem gemeinsamen Gehäuse 9 aufgenommen sind, der Kolben 5 mit der ersten Ventileinrichtung 10 hingegen von außerhalb des Gehäuses angeschlossen ist, kann auf eine einfache Art und Weise allein über die erste Baugruppe, nämlich den Kolben 5 mit der ersten Ventileinrichtung 10 eine flexible Anpassung an Dämpfer- und Behälterrohre mit unterschiedlichen Innendurchmessern vorgenommen werden.
Darüber hinaus kann auf diese Weise ein Schalt-Schwingungsdämpfer mit geringem Aufwand als Zusatzausstattung angeboten werden. In der nicht-schaltbaren Serienausführung wird der Kolben 5 mit der ersten Ventileinrichtung 10 unmittelbar an die Kolbenstange 4 angeschlossen. In diesem Fall ist eine Umschaltung zwischen verschiedenen Dämpferkennungen nicht möglich. Wird die entsprechende Zusatzausstattung gewünscht, sind lediglich das Gehäuse 9 mit der zweiten Ventileinrichtung 20 und dem Schaltventil 41 zwischen dem Kolben 5 und der Kolbenstange 4 einzugliedern und eine elektrische Versorgung vorzusehen.
Die Ventilkolbenanordnung 8 zeichnet sich weiterhin durch eine besonders kompakte Bauweise aus, welche u. a. durch die zentrische Verspannung der Ventilscheiben 26 und 27 der zweiten Ventileinrichtung 20 erzielt wird. Die Ventilscheiben 26 und 27 können hierdurch mit maximalem Durchmesser ausgeführt werden, das heißt sich bis nahezu an die Innenwand des Gehäuses 9 erstrecken. Hierdurch wird die Abstimmbarkeit zweiten Ventileinrichtung 20 verbessert.
Die Verwendung eines Plattenanker-Magnetventils ermöglicht im Vergleich zur herkömmlichen Haftmagneten einen einfacheren Aufbau. Im Vergleich zu herkömmlichen Hubanker-Magnetventilen ist der Stromverbrauch geringer.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie weiterer Abwandlungen näher erläutert. Letztere können auch dann miteinander kombiniert werden, wenn dies nicht ausdrücklich beschrieben ist, solange dies technisch möglich ist. Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel und die erläuterten Abwandlungen beschränkt, sondern umfasst alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.
Bezugszeichenliste

1: Schalt-Schwingungsdämpfer
2: Behälterrohr
3: Befestigungseinrichtung
4: Kolbenstange
5: Kolben
6: erste Arbeitskammer des Schwingungsdämpfers
7: zweite Arbeitskammer des Schwingungsdämpfers
8: Ventilkolbenanordnung
9: Gehäuse
10: erste Ventileinrichtung
11: Durchströmkanal und/oder Durchströmöffnung
12: Durchströmkanal, und/oder Durchströmöffnung
13: Hülse
14: Gewindeabschnitt
15: Anlageschulter
16: Radialbohrung
17: Endabschnitt
18: Axialsicherungselement
19: Durchströmkanal
20: zweite Ventileinrichtung
21: Durchströmkanal und/oder Durchströmöffnung
22: Durchströmkanal und/oder Durchströmöffnung
23: erste Kammer
24: zweite Kammer
25: Ventilkörper
26: Ventilscheibe
27: Ventilscheibe
28: Halteeinrichtung
29: Schulter
30: Ausnehmung
31: zentrales Befestigungsorgan
32: Druckscheibe
33: Widerlager
34: Durchgangsöffnung
35: Gehäusedeckel
36: Anschlagplatte
37: Dichtring
38: Ringraum
39: Durchgangsöffnung
40: Ausnehmung
41: Schaltventil
42: Spule
43: Kern
44: Gehäusescheibe
45: magnetisches Entkopplungselement
46: Ventilkörper
47: Rückstellfeder
48: Ventilsitz
49: Durchgangsöffnung
50: Durchströmweg
51: Bund
D1: Strömungsweg durch die erste Ventileinrichtung in der Druckstufe
D2: Strömungsweg durch die zweite Ventileinrichtung in der Druckstufe
Z1: Strömungsweg durch die erste Ventileinrichtung in der Zugstufe
Z2: Strömungsweg durch die zweite Ventileinrichtung in der Zugstufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009038818 A1 [0002]
DE 102009054122 A1 [0034, 0036]
DE 4209153 C2 [0034]
DE 10163217 A1 [0035]
DE 10222054 A1 [0035]
DE 102004059702 A1 [0035]
DE 102006061405 A1 [0035]

Claims

Ventilkolbenanordnung für einen Schalt-Schwingungsdämpfer, umfassend: einen Kolben (5) mit einer ersten Ventileinrichtung (10), die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, eine zweite Ventileinrichtung (20), die in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbar ist, und ein Schaltventil (41) zum elektrisch ansteuerbaren Öffnen und Schließen eines Durchströmwegs (50), dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) mit der ersten Ventileinrichtung (10), die zweite Ventileinrichtung (20) und das Schaltventil (41) jeweils eine vormontierbare Baueinheit bilden, wobei die zweite Ventileinrichtung (20) und das Schaltventil (41) in einem gemeinsamen Gehäuse (9) aufgenommen sind, der Kolben (5) mit der ersten Ventileinrichtung (10) hingegen von außerhalb des Gehäuses (9) an dasselbe angeschlossen ist.
Ventilkolbenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) über eine Hülse (13) an das Gehäuse (9) angeschlossen ist, wobei die Hülse (13) Durchströmkanal (14) ausbildet und zu einer ersten Kammer (23) leitet, die über die zweite Ventileinrichtung (20) mit einer zweiten Kammer (24) verbunden ist, wobei der Durchfluss von der ersten Kammer (23) zu der zweiten Kammer (24) sowie in Gegenrichtung durch die zweite Ventileinrichtung (20) eingestellt wird.
Ventilkolbenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventileinrichtung (20) umfasst: einen in zwei entgegengesetzte Richtungen durchströmbaren Ventilkörper (25), mindestens eine Ventilscheibe (26, 27) je Durchströmrichtung des Ventilkörpers (25), eine Halteeinrichtung (28) zur axialen Abstützung der zweiten Ventileinrichtung (28) in dem Gehäuse (9), und ein zentrales Befestigungsorgan (31), das die Ventilscheiben (26, 27) und den Ventilkörper (25) in Reihe an der Halteeinrichtung (28) festlegt.
Ventilkolbenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale Befestigungsorgan (31) ein Niet ist.
Ventilkolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (41) und die zweite Ventileinrichtung (20) von entgegengesetzten Seiten axial in das Gehäuse (9) eingesetzt sind.
Ventilkolbenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Schaltventil (41) öffen- und schließbare Durchströmweg (50) von der zweiten Kammer (24) zu einer Außenseite des Gehäuses (9) leitet.
Ventilkolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (41) als Plattenanker-Magnetventil ausgebildet ist, das einen gegen einer Ventilsitz (48) vorgespannten Ventilkörper (46) aufweist, der an einem Innenwandabschnitt des Gehäuses (9) gleitbewegbar geführt ist.
Ventilkolbenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (13) mit einem die zweite Ventileinrichtung (20) in dem Gehäuse (9) axial festlegenden Widerlager (33) verschraubt ist.