DE102014220719A1

DE102014220719A1 - Schwingungsdämpfer sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014220719A1
Application number: DE102014220719.3A
Authority: DE
Inventors: Achim Thomae; Helmut Baalmann; Wilhelm-Heinrich Broocks; Oswald Lichtlein; Steffen Heyn; Andreas Förster; Joachim Gajek; Robert Pradel; Anke Sonnemann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-10-14
Filing date: 2014-10-14
Publication date: 2016-04-14
Also published as: CN107076242B; CN107076242A; KR20170071532A; WO2016058761A1; US20170240016A1; US10245913B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem Kolben, einer an dem Kolben befestigten Kolbenstange und einem Arbeitsraum, der durch den Kolben in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum geteilt ist sowie einem Generator, der mittels Bewegung der Kolbenstange antreibbar ist, wobei die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers durch Bestromung des Generators beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein bestrombares Bauteil vorgesehen ist, das die Wicklungen des Generators unbestromt kurzschließt und bestromt den Kurzschluss aufhebt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem Kolben, einer an dem Kolben befestigten Kolbenstange und einem Arbeitsraum, der durch den Kolben in einen ersten und zweiten Arbeitsraum geteilt ist sowie einem Generator, der mittels Bewegung der Kolbenstange antreibbar ist, wobei die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers durch Bestromung des Generators beeinflussbar ist.
Ein derartiger Schwingungsdämpfer geht beispielsweise aus der US 8,392,030 B2 hervor. Der Schwingungsdämpfer gemäß US 8,392,030 B2 ist der Generator mit einer ihn antreibenden Pumpe verbunden. Über die Bestromung des Generators und der mit ihm verbundenen Pumpe kann auch der Widerstand für das strömende Fluid und damit die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers eingestellt werden.
Dieses System arbeitet ohne Störungen erwartungsgemäß. Bei einer Störung des Stromkreislaufes, bzw. zumindest der Bestromung des Generators, gibt dieser keinerlei Kraft mehr weiter, weshalb der Widerstand im Schwingungsdämpfer sehr klein wird oder sogar gegen Null tendiert. Dadurch geht dem Schwingungsdämpfer die Dämpfkraft verloren.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen Schwingungsdämpfer anzugeben, der auch bei einem Bestromungsausfall des Generators noch Dämpfkraft aufweist.
Zur Lösung dieses Problems ist vorgesehen, dass bei einem eingangs genannten Schwingungsdämpfer ein bestrombares Bauteil vorgesehen ist, dass die Wicklungen des Generators unbestromt kurzschließt und bestromt den Kurzschluss aufhebt. Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass bei einem Schwingungsdämpfer, dessen Dämpfkraft mittels eines Generators erzeugt wird, als Grundzustand der unbestromte Zustand angesehen wird und der Generator so ausgelegt ist, dass in diesem Fall eine maximale Dämpfkraft vorliegt. Dagegen wird es als Ausnahmefall angesehen, dass der Generator bestromt ist und über ein bestrombares Bauteil in einen Zustand versetzt wird, in dem eine andere Dämpfkraft als die Maximale möglich ist.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers also maximal, außer der Generator bzw. das bestrombare Bauteil ist bestromt.
Vorzugsweise kann das bestrombare Bauteil als Relais ausgebildet sein. Relais sind als elektrische Grundbauteile grundsätzlich bekannt.
Vorzugsweise kann das bestrombare Bauteil am Generator angebracht sein. Da das bestrombare Bauteil die Wicklungen des Generators kurzschließen soll, ist es vorteilhaft, wenn das bestrombare Bauteil in räumlicher Nähe zum Generator angeordnet ist.
Vorteilhafterweise kann eine Energieversorgungseinrichtung zur Versorgung des bestrombaren Bauteils vorgesehen sein. Die Energieversorgungseinrichtung ist bevorzugt als Kondensator ausgebildet. Der Kurzschluss der Wicklungen des Generators soll nicht bei jeder Art Stromausfall sofort erfolgen, da es häufiger zu kurzzeitigen, insbesondere im Bereich von einigen Mikrosekunden bis einigen Millisekunden bis einigen Dutzend Millisekunden, Stromausfällen kommt, auch ohne dass eine grundsätzliche Unterbrechung der Stromversorgung vorliegt. Dies ist insbesondere bei unebenen Fahrbahnen der Fall. In dieser Situation ist die Bestromung des bestrombaren Bauteils sicher zu stellen. Die zu überbrückende Zeitspanne beträgt bevorzugt weniger als eine Sekunde. Dies kann durch eine entsprechende Auslegung des Kondensators sichergestellt werden.
Bevorzugt kann der Generator mit einem hydraulischen Motor verbunden sein. Dieser ist bevorzugt als Pumpe ausgebildet. Das Pumpenrad wird dann über die Bewegung der Kolbenstange angetrieben, der hydraulische Motor stellt die Verbindung zwischen dem Fluid des Schwingungsdämpfers und dem Generator her.
Dabei kann der hydraulische Motor bevorzugt eine Drehrichtungsumkehr aufweisen. Dadurch kann der Gesamtaufbau vereinfacht werden, da keinerlei Ventile zur Kontrolle der Fließrichtung des Fluids nötig sind.
Vorteilhafterweise kann die Bestromung des betrombaren Bauteils in Abhängigkeit von Betriebs- oder Fahrparametern abstellbar sein.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass es einen Schwingungsdämpfer wie beschrieben aufweist.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus den im Folgenden aufgeführten Figuren und Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
1 einen Schwingungsdämpfer mit einem Generator,
2 eine alternative Anordnung des Generators, und
3 Schaltbild mit Kondensator.
1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 mit wenigstens einem Zylinder 2, einer Kolbenstange 3 und einem Kolben 4. Der Kolben 4 teilt den Arbeitsraum des Zylinders 2 in einen ersten Arbeitsraum 5 und einen zweiten Arbeitsraum 6. Der Schwingungsdämpfer 1 kann auch anders aufgebaut sein, insbesondere kann er als Zweirohrdämpfer mit Zwischenrohr ausgeführt sein, so dass der erste Arbeitsraum 5 und der zweite Arbeitsraum 6 über den Hydromotor 7 verbunden werden können. Eine Bewegung des Kolbens 4 im Zylinder 2 bewirkt dann eine Strömung des Fluids je nachdem, ob es sich um eine Zug- oder Druckbewegung handelt, vom ersten Arbeitsraum 5 über den Hydromotor 7 zum zweiten Arbeitsraum 6 oder umgekehrt. Mit dem Hydromotor 7 ist ein Generator 8 verbunden, über den auch die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers 1 einstellbar ist. Am Generator 8 befindet sich weiterhin ein bestrombares Bauteil 9. Ist das bestrombare Bauteil 9 bestromt, hebt es einen anliegenden Kurzschluss am Generator bzw. an den Wicklungen des Generators auf, während es unbestromt die Wicklungen des Generators 8 kurzschließt.
Durch den Kurzschluss wird die Bewegung des Hydromotors 7 stark bedämpft, wodurch der Strömungswiderstand und damit die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers 1 erhöht wird.
Im Betrieb und ohne Störungsfall ist das bestrombare Bauteil 9 bestromt, weswegen ohne Störung die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers 1 durch Bestromung des Generators 8 gesteuert werden kann. Dabei sind der Generator 8 und das bestrombare Bauteil 9 durch dieselbe Stromquelle gespeist, so dass das bestrombare Bauteil 9 den Generator 8 nur dann kurzschließt, wenn auch dieses selbst unbestromt wäre.
2 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der der Generator 8 und der Hydromotor 7 im Kolben 4 angeordnet sind. Dabei befindet sich das als Relais ausgebildete bestrombare Bauteil 9 außerhalb des Zylinders 2, es besteht aber eine elektrische Anbindung an den Generator 8. Der Generator 8 ist über das bestrombare Bauteil 9 an ein Steuergerät 10 angebunden.
3 zeigt eine Weiterbildungsmöglichkeit des Schwingungsdämpfers 1, bei der als Energieversorgungeinrichtung ein Kondensator 12 im Stromkreis angeordnet ist, so dass das bestrombare Bauteil 9 auch dann kurzzeitig, insbesondere weniger als eine Sekunde, mit Strom versorgt ist, wenn die Stromversorgung beispielsweise aufgrund von Fahrbahnunebenheiten unterbrochen ist. Der Kondensator 12 hilft sozusagen dabei, zwischen Fahrbahnunebenheiten und Notfällen zu unterscheiden.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsdämpfer
2: Zylinder
3: Kolbenstange
4: Kolben
5: erster Arbeitsraum
6: zweiter Arbeitsraum
7: hydraulischer Motor
8: Generator
9: bestrombares Bauteil
10: Steuergerät
12: Kondensator

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

US 8392030 B2 [0002, 0002]

Claims

Schwingungsdämpfer (1) mit einem Kolben (4), einer an dem Kolben (4) befestigten Kolbenstange (3) und einem Arbeitsraum, der durch den Kolben (4) in einen ersten Arbeitsraum (5) und einen zweiten Arbeitsraum (6) geteilt ist sowie einem Generator (8), der mittels Bewegung der Kolbenstange (3) antreibbar ist, wobei die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers (1) durch Bestromung des Generators (8) beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein bestrombares Bauteil (9) vorgesehen ist, das die Wicklungen des Generators (8) unbestromt kurzschließt und bestromt den Kurzschluss aufhebt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bestrombare Bauteil (9) als Relais ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bestrombare Bauteil (9) am Generator (8) angebracht ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Energieversorgungseinrichtung zur Versorgung des bestrombaren Bauteils vorgesehen ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung als Kondensator (12) ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (8) mit einem hydraulischen Motor (7) verbunden ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Motor (7) als Pumpe ausgebildet ist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Motor (7) eine Drehrichtungsumkehr aufweist.
Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestromung des bestrombaren Bauteils (9) in Abhängigkeit von Betriebs- oder Fahrparametern abstellbar ist.
Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Schwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsdämpfer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.