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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, ein Fahrzeug, die Verwendung eines Absperrventils und ein Verfahren zum Befüllen eines Schwingungsdämpfers.
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Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einer Hydraulikeinrichtung zum Dämpfen von Schwingungen sind bekannt. Die Hydraulikeinrichtung des Schwingungsdämpfers wandelt Bewegungsenergie durch Flüssigkeitsreibung in Wärmeenergie um. Dies erfolgt in bekannter Weise dadurch, dass durch Ventildurchgänge der Durchfluss des Hydrauliköls gebremst wird. Für eine aktive Schwingungsdämpfung ist es bekannt, die Druck- und Zugstufe des Schwingungsdämpfers mit einer externen Motorpumpe zu verbinden. Üblicherweise wird die vormontierte Motorpumpe zusammen mit dem Schwingungsdämpfer als eine mit Hydrauliköl befüllte Einheit ausgeliefert. Bei der Endmontage des aktiven Schwingungsdämpfers kann es zu Problemen kommen, wenn der Bauraum im Fahrzeug begrenzt ist und die Montage des aktiven Schwingungsdämpfers durch den eingeschränkten Bauraum behindert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde einen Schwingungsdämpfer anzugeben, der mit Blick auf den Einbau in ein Fahrzeug montagefreundlich ist. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zu Grunde ein Fahrzeug mit einem derartigen Schwingungsdämpfer, die Verwendung eines Absperrventils und ein Verfahren zum Befüllen eines Schwingungsdämpfers mit Hydraulikflüssigkeit anzugeben.
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Mit Blick auf den Schwingungsdämpfer wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1, mit Blick auf das Fahrzeug durch den Gegenstand des Anspruchs 9, mit Blick auf die Verwendung durch den Gegenstand des Anspruchs 10 und mit Blick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs 11 gelöst.
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Konkret wird die Aufgabe durch einen Schwingungsdämpfer, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Hydraulikeinrichtung zum Dämpfen von Schwingungen gelöst. Der Schwingungsdämpfer weist wenigstens ein Absperrventil auf, das am Schwingungsdämpfer mit der Hydraulikeinrichtung fluidverbunden ist. Das Absperrventil ist mit einer Pumpe und/oder einer Befüllvorrichtung zum Befüllen des Schwingungsdämpfers mit Hydraulikflüssigkeit fluidverbindbar.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass der Schwingungsdämpfer unabhängig von der Motorpumpe mit Hydraulikflüssigkeit befüllt und als eigenständige Einheit, d. h. ohne die Pumpe, gehandhabt werden kann. Dazu weist der Schwingungsdämpfer wenigstens ein Absperrventil am Schwingungsdämpfer auf, das mit der Hydraulikeinrichtung fluidverbunden ist. Das Absperrventil kann mit einer Pumpe und/oder einer Befüllvorrichtung zum Befüllen des Schwingungsdämpfers mit Hydraulikflüssigkeit je nach Bedarf fluidverbunden werden. Durch das Absperrventil wird der Schwingungsdämpfer nach dem Befüllen mit Hydraulikflüssigkeit fluiddicht verschlossen, sodass der befüllte Schwingungsdämpfer eine Einheit bildet, die unabhängig von der Pumpe gehandhabt und verbaut werden kann.
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Besonders bevorzugt ist dabei die Variante, bei der das Absperrventil sowohl mit der Befüllvorrichtung als auch mit der Pumpe fluidverbunden werden kann, also beide Anschlüsse in ein- und dasselbe Absperrventil integriert sind. Es ist auch möglich, mehrere gesonderte Absperrventile vorzusehen, die jeweils einen Anschluss für die Befüllvorrichtung bzw. einen Anschluss für die Pumpe aufweisen. Durch das Absperrventil kann der Schwingungsdämpfer beim Befüllvorgang mit der Befüllvorrichtung verbunden werden. Wenn der Schwingungsdämpfer fertig befüllt ist, wird dieser durch das Absperrventil verschlossen und die Befüllvorrichtung entfernt. Der Schwingungsdämpfer kann dann problemlos eingebaut werden. Zur Verbindung mit der ebenfalls mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Pumpe ist das Absperrventil mit dieser fluidverbindbar. Im montierten Zustand kann somit die vormontierte Pumpe mit dem vormontierten Schwingungsdämpfer einfach verbunden werden. Das so gebildete System ermöglicht eine aktive Schwingungsdämpfung.
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An dieser Stelle wird klargestellt, dass das Absperrventil am Schwingungsdämpfer, konkret unmittelbar am Schwingungsdämpfer angeordnet ist. Das Absperrventil bildet einen Teil des Schwingungsdämpfers. Mit anderen Worten ist das Absperrventil in den Schwingungsdämpfer integriert.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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So kann das Absperrventil ein Ventilgehäuse mit wenigstens einem ersten Anschluss für die Pumpe, wenigstens einem zweiten Anschluss für die Befüllvorrichtung und wenigstens einem dritten Anschluss für die Hydraulikeinrichtung aufweisen. Dadurch wird auf einfache Weise ein Absperrventil bereitgestellt, in das mehrere Funktionalitäten integriert sind. Durch ein- und dasselbe Absperrventil kann der Schwingungsdämpfer einerseits mit der Befüllvorrichtung und andererseits - im montierten Zustand - mit der Pumpe fluidverbunden werden. Der dritte Anschluss ist permanent mit der Hydraulikeinrichtung verbunden. Das Absperrventil bildet also die Schnittstelle zwischen dem Schwingungsdämpfer und Peripheriegeräten wie der Befüllvorrichtung und der Pumpe.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Absperrventil ein verstellbares Absperrelement auf, das in der Schließstellung einerseits die Fluidverbindung mit der Hydraulikeinrichtung und andererseits die Fluidverbindung mit der Pumpe und/oder der Befüllvorrichtung unterbricht. Die Funktionsfähigkeit des Absperrventils selbst bei Hochdruck ist damit gegeben.
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Das Absperrelement kann einen Absperrkolben aufweisen, der in dem Ventilgehäuse des Absperrventils axial beweglich gelagert ist. Diese Ausführungsform ist einfach und robust aufgebaut und lässt sich einfach bedienen.
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Vorzugsweise steht ein Abschnitt des Absperrkolbens über das Ventilgehäuse nach außen vor. Ein Ring ist koaxial mit dem Abschnitt durch eine Dichtung verbunden, die am Innenumfang des Rings angeordnet ist. Im montierten Zustand dient der Ring als Anlage für den Ventilblock oder einen anderen Befestigungsbereich des Schwingungsdämpfers, mit dem das Absperrventil verbunden ist. Die Dichtung am Innenumfang des Rings hat eine Doppelfunktion. Einerseits dichtet die Dichtung den Absperrkolben in der Schließstellung gegen das Gehäuse bzw. die Umgebung ab, sodass keine Hydraulikflüssigkeit aus dem Schwingungsdämpfer gelangen kann, wenn das Absperrventil geschlossen ist. Andererseits fixiert und zentriert die Dichtung den Ring am Kolben bei der Montage, wodurch der Zusammenbau des Schwingungsdämpfers erleichtert wird.
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Vorzugsweise ist der erste Anschluss bezogen auf eine Längsachse des Absperrventils angewinkelt. Damit kann das Absperrventil an unterschiedliche Bauformen des Schwingungsdämpfers mit einer entsprechend angeordneten Hydraulikeinrichtung angeschlossen werden. Vorzugsweise sind der dritte Anschluss einerseits und der erste und/oder zweite Anschluss andererseits unter einem Winkel von 90° ± 45° angeordnet.
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Der Strömungsquerschnitt des dritten Anschlusses kann jeweils größer sein als der Strömungsquerschnitt des ersten Anschlusses und/oder der Strömungsquerschnitt des zweiten Anschlusses.
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Im Rahmen der Erfindung wird ferner ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer offenbart und beansprucht, insbesondere mit wenigstens zwei, insbesondere mit vier erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfern.
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Im Rahmen der Erfindung wird ferner die Verwendung eines Absperrventils zum Befüllen eines Schwingungsdämpfers und/oder zum Anschließen einer Pumpe an den Schwingungsdämpfer offenbart und beansprucht. Das Absperrventil ist einerseits mit einer Hydraulikeinrichtung des Schwingungsdämpfers und andererseits mit der Pumpe und/oder einer Befüllvorrichtung zum Befüllen des Schwingungsdämpfers mit Hydraulikflüssigkeit fluidverbunden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Befüllen eines Schwingungsdämpfers wird ein Absperrventil eingesetzt, das mit einer Hydraulikeinrichtung des Schwingungsdämpfers fluidverbunden ist. Bei dem Verfahren werden folgende Schritte durchgeführt:
- - Anschließen einer Befüllvorrichtung für die Zufuhr von Hydraulikflüssigkeit an das Absperrventil;
- - Befüllen der Hydraulikeinrichtung mit Hydraulikflüssigkeit;
- - Absperren der Befüllvorrichtung durch das Absperrventil; und
- - Abkoppeln der Befüllvorrichtung vom Absperrventil.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine Pumpe an das Absperrventil angeschlossen und dann das Absperrventil geöffnet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.
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In diesen zeigen
- 1 einen Längsschnitt durch ein Absperrventil für einen Schwingungsdämpfer nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, das sich der Schließstellung befindet;
- 2 einen Längsschnitt durch das Absperrventil gemäß 1, das sich in der Offenstellung befindet; und
- 3 einen Längsschnitt durch das Absperrventil gemäß 1, wobei unterschiedliche Winkelstellungen für die Anschlüsse eingezeichnet sind.
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Das Absperrventil 11 wird im montierten Zustand im Zusammenhang mit einem Schwingungsdämpfer (nicht dargestellt) verwendet. Dazu ist das Absperrventil 11 mit einem Ventilblock des Schwingungsdämpfers verbunden, der sich beispielsweise am Boden eines Dämpferrohres befindet. Der Ventilblock enthält die für die Hydraulikversorgung erforderliche Kanalisierung und ist mit Dämpferventile für die Druckstufe und die Zugstufe verbunden. Es bestehen keinerlei Einschränkungen hinsichtlich der Art des Schwingungsdämpfers, solange dieser eine Hydraulikeinrichtung aufweist, bei der Bewegungsenergie durch Flüssigkeitsreibung in Wärmeenergie umgewandelt wird. Dies erfolgt in bekannter Weise dadurch, dass durch Ventildurchgänge der Durchfluss der Hydraulikflüssigkeit gebremst wird.
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Das Absperrventil 11 ist am Schwingungsdämpfer angeordnet. Dies bedeutet, dass das Absperrventil 11 in den Schwingungsdämpfer integriert ist, also Teil des Schwingungsdämpfers bildet. Die Verbindung des Absperrventils 11 mit dem Ventilblock des Schwingungsdämpfers ist vorteilhaft. Andere Befestigungsstellen am Schwingungsdämpfer sind möglich.
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Das Absperrventil 11 ist im montierten Zustand mit der Hydraulikeinrichtung des Schwingungsdämpfers fluidverbunden. Die Hydraulikeinrichtung umfasst die für die Funktionalität des Schwingungsdämpfers erforderlichen Bauteile, insbesondere die Dämpferventile, Kolben und Dämpferrohre. Der Begriff Hydraulikeinrichtung ist allgemein zu verstehen und umfasst alle im Zusammenhang mit der Hydraulikfunktion des Schwingungsdämpfers stehenden Bauteile.
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Zum Befüllen bzw. für die Montage ist das Absperrventil 11 mit einer Pumpe und einer Befüllvorrichtung zum Befüllen des Schwingungsdämpfers mit Hydraulikflüssigkeit fluidverbindbar. Dazu weist das Absperrventil 11 ein Ventilgehäuse 12 mit einem ersten Anschluss 13 für die Pumpe auf. Das Ventilgehäuse 12 weist einen zweiten Anschluss 14 für die Befüllvorrichtung und einen dritten Anschluss 15 für die Hydraulikeinrichtung auf. Dabei ist im montierten Zustand des Absperrventils 11 der dritte Anschluss 15 für die Hydraulikeinrichtung permanent mit dieser verbunden. Die Befüllvorrichtung wird mit dem zweiten Anschluss 14 nur während des Befüllvorganges verbunden. Der erste Anschluss 13 für die Pumpe wird bei der Endmontage des Schwingungsdämpfers im Fahrzeug benutzt. Der dritte Anschluss 15 wird im endmontierten Zustand mit der Pumpe, insbesondere Motorpumpe dauerhaft verbunden, sodass die Druckstufe und Zugstufe aktiv durch die Pumpe beeinflusst werden können.
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Wie in den 1-3 gezeigt, weist das Absperrventil 11 ein Absperrelement 16 in der Form eines axialbeweglichen Absperrkolbens auf. Der Kolben ist in axialer Richtung hin und her bewegt war, wie durch den Doppelpfeil in 1 angedeutet. Das Absperrventil 11 kann daher auch als Schieberventil bezeichnet werden. 1 zeigt das Absperrventil in der Schließstellung. Dabei verschließt der Absperrkolben den dritten Anschluss 15 für die Hydraulikeinrichtung und die beiden ersten und zweiten Anschlüsse 13, 14 für die Befüllvorrichtung bzw. die Pumpe. In 2 ist dasselbe Absperrventil 11 in der Offenstellung dargestellt. Der Absperrkolben bzw. das Absperrelement 16 gibt dabei den ersten, zweiten und dritten Anschluss 13, 14, 15 jeweils frei, sodass Hydraulikflüssigkeit durch die jeweiligen Anschlüsse strömen kann.
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Wie in 2 gezeigt, weist das Absperrventil 11 mehr als einen ersten bzw. zweiten Anschluss 13, 14 auf. Für den Anschluss einer Pumpe bzw. einer Befüllvorrichtung genügen jedoch zwei Anschlüsse.
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Der Absperrkolben bzw. das Absperrelement 16 ist durch ein Gewinde axial beweglich gelagert. Dazu greift ein Kopf des Absperrkolbens mit einem Außengewinde in das entsprechende Innengewinde des Ventilgehäuses 12 ein. Mit einem Werkzeug kann der Absperrkolben durch Drehung in axialer Richtung, d. h. entlang der Längsachse des Kolbens verschoben werden. So kann der Absperrkolben aus der Schließstellung (1) in die Offenstellung (2) und umgekehrt bewegt werden.
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Wie in 1 gut zu sehen, weist der Absperrkolben einen Abschnitt 17 auf, der in Längsrichtung des Absperrkolbens über das Ventilgehäuse 12 vorsteht. Mit anderen Worten ragt ein Teil des Absperrkolbens aus dem Ventilgehäuse 12 hervor. Der Absperrkolben und damit auch der Abschnitt 17 sind rotationssymmetrisch bzw. abschnittsweise zylindrisch ausgebildet.
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In der Schließstellung, wie in 1 gezeigt, ist ein Ring 18 koaxial zu dem Abschnitt 17 angeordnet, der an der Stirnseite des Ventilgehäuses 12 anliegt. Am Innenumfang des Rings 18 ist eine Dichtung 19 angeordnet, die den Ring 18 auf dem Abschnitt 17 hält. Dadurch ist der Ring 18 leicht montierbar. Außerdem entfällt eine gesonderte und aufwändige Ausrichtung des Ringes 18 bezogen auf den Absperrkolben. Im montierten Zustand ist der Ring 18 zwischen dem Ventilgehäuse 12 und dem Ventilblock (nicht dargestellt) angeordnet und wird dort eingeklemmt. Die Dichtung 19 bewirkt, dass das Absperrventil 11 im Schließzustand abgedichtet ist.
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Für das Absperrventil 11 bestehen verschiedene Ausführungsvarianten.
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So können der dritte Anschluss 15 als Eingang und der erste und zweite Anschluss 13, 14 jeweils als Ausgang wirken. Der Ein- bzw. Ausgang sind umtauschbar, sodass alternativ der erste und zweite Anschluss 13 als Eingang und der dritte Anschluss 15 als Ausgang wirken können.
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Wie in 3 dargestellt, können der Ein- bzw. Ausgang bzw. die entsprechenden Anschlüsse angewinkelt sein.
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Die Überführung des Absperrventils 11 aus der Schließstellung in die Offenstellung und umgekehrt funktioniert unabhängig davon, ob Hochdruck im Schwingungsdämpfer herrscht.
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Zum Befüllen des Schwingungsdämpfers wird eine Befüllvorrichtung (nicht dargestellt) an das Absperrventil 11, konkret an den ersten Anschluss 13 anschlossen. Der zweite Anschluss 14, der den Anschluss der Pumpe vorgesehen ist, wird bei dem Befüllvorgang fluiddicht verschlossen. Nach dem Anschließen der Befüllvorrichtung wird die Hydraulikeinrichtung des Schwingungsdämpfers über das Absperrventil 11 mit Hydraulikflüssigkeit befüllt.
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Wenn der Schwingungsdämpfer vollständig befüllt, wird das Absperrventil 11 geschlossen und die Befüllvorrichtung vom Absperrventil 11 abgekoppelt. Der Schwingungsdämpfer ist damit eine eigenständig handhabbare Einheit, die als solches verbaut werden kann. Die Verbindung des Schwingungsdämpfers mit einer externen Motorpumpe erfolgt bei der Endmontage. Die externe Motorpumpe ist dabei mit Hydraulikflüssigkeit vorbefüllt.
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Nachdem die externen Motorpumpe mit dem zweiten Anschluss 14 fluidverbunden ist, wird das Absperrventil 11 in die Offenstellung gebracht, wie in 2 zu sehen.
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Der aktive Schwingungsdämpfer ist dann betriebsbereit.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- frei
- 11
- Absperrventil
- 12
- Ventilgehäuse
- 13
- erster Anschluss
- 14
- zweiter Anschluss
- 15
- dritter Anschluss
- 16
- Absperrelement
- 17
- Abschnitt
- 18
- Ring
- 19
- Dichtung
