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Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung.
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Stoßdämpfer werden meist in Kombination mit einer Federung in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Schwingungen von gefederten Massen schnell abklingen zu lassen. Hierzu sind hydraulische Stoßdämpfer bekannt, welche im Wesentlichen aus einem Kolben, einer Kolbenstange und einem mit Öl befüllten Zylinder bestehen. Zur Steuerung der Dämpfkraft des Stoßdämpfers werden spezielle Ventile verwendet, wobei je nach Bedarf der Ölfluss in dem Stoßdämpfer umgeleitet bzw. gesperrt werden kann, um so eine Regulierung der Dämpfkraft in Relation zur Bewegungsfrequenz des Fahrzeugs zu realisieren.
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Die Druckschrift
DE 10 2016 221 980 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, beschreibt eine Dämpfervorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Halbkolben, wobei der erste Halbkolben eine Einlassöffnung und der zweite Halbkolben eine Auslassöffnung aufweisen. Die Dämpfervorrichtung weist einen Steuerkolben zur Steuerung einer Dämpfung der Dämpfervorrichtung und eine Kolbenstange auf, wobei der erste und der zweite Halbkolben auf der Kolbenstange befestigt sind, und wobei der Steuerkolben zwischen den beiden Halbkolben axial verschiebbar ist. Ferner weist die Dämpfungsvorrichtung mindestens eine Ventileinrichtung zur Einstellung des Durchflusses durch die Einlassöffnung auf, wobei durch die Einstellung des Durchflusses eine Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung kontrolliert wird. Die Dämpfervorrichtung weist mindestens eine Federeinrichtung auf, wobei die Federeinrichtung die Ventileinrichtung mit einer Federkraft beaufschlagt, wobei der Steuerkolben bei einer axialen Verschiebung entlang der Hauptachse die Federkraft der Federeinrichtung und somit die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung steuert.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Dämpfervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch eine einfache und kostengünstige Ausgestaltung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und/oder der Beschreibung.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Dämpfervorrichtung, welche insbesondere zur Dämpfung von Schwingungen ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Dämpfervorrichtung ist vorzugsweise als ein hydraulischer Stoßdämpfer, vorzugsweise als ein Einrohrstoßdämpfer oder als ein Zweirohrstoßdämpfer, ausgebildet.
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Die Dämpfervorrichtung weist eine Kolbenstange auf, wobei die Kolbenstange in axialer Richtung in Bezug auf eine Hauptachse in einer Zugrichtung und in einer entgegen der Zugrichtung gerichteten Druckrichtung bewegbar ist. Insbesondere definiert die Kolbenstange, insbesondere mit ihrer Längsachse, die Hauptachse. Die Dämpfervorrichtung kann mindestens oder genau ein Dämpferrohr aufweisen, wobei die Kolbenstange zumindest abschnittsweise in dem Dämpferrohr aufgenommen und/oder bewegbar ist. Die Kolbenstange und das Dämpferrohr sind vorzugsweise in Bezug auf die Hauptachse koaxial zueinander angeordnet. Das Dämpferrohr kann in axialer Richtung einerseits durch einen Dämpferboden und andererseits durch eine Dämpferkappe begrenzt sein, wobei die Kolbenstange durch die Dämpferkappe geführt ist.
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Die Dämpfervorrichtung weist einen ersten und einen zweiten Halbkolben auf, wobei die beiden Halbkolben beabstandet voneinander an der Kolbenstange befestigt bzw. fixiert sind. Insbesondere hat die Kolbenstange die Funktion den ersten und/oder den zweiten Halbkolben in dem Dämpferrohr zu führen. Insbesondere sind die beiden Halbkolben koaxial und/oder konzentrisch zu der Kolbenstange bzw. der Hauptachse angeordnet und in axialer Richtung in Bezug auf Hauptachse voneinander beabstandet. Vorzugsweise sind die beiden Halbkolben innerhalb des Dämpferrohrs angeordnet, wobei der erste und/oder der zweite Halbkolben vorzugsweise über mindestens oder genau ein Dichtmittel an dem Dämpferrohr anliegt.
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Der erste und der zweite Halbkolben definieren einen ersten, einen zweiten und einen dritten Arbeitsraum. Vorzugsweise kann der erste und/oder der zweite und/oder der dritte Arbeitsraum mit einem Fluid, vorzugsweise einem Öl, befüllt sein. Der erste Arbeitsraum ist vorzugsweise in axialer Richtung einerseits durch den ersten Halbkolben und andererseits durch die Dämpferkappe begrenzt. Der zweite Arbeitsraum ist zwischen den beiden Halbkolben angeordnet, wobei der zweite Arbeitsraum in axialer Richtung einerseits durch den ersten Halbkolben und andererseits durch den zweiten Halbkolben begrenzt ist. Der dritte Arbeitsraum ist in axialer Richtung vorzugsweise einerseits durch den zweiten Halbkolben und andererseits durch den Dämpferboden begrenzt. Besonders bevorzugt ändert sich das Volumen des ersten und des dritten Arbeitsraums bei einer Verschiebung der Kolbenstange in der Zug- oder Druckrichtung, wobei das Volumen des zweiten Arbeitsraums gleich bleibt.
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Der erste Halbkolben weist mindestens oder genau eine erste Einlassöffnung und mindestens oder genau eine erste Auslassöffnung auf. Insbesondere sind der erste und der zweite Arbeitsraum über die erste Einlassöffnung und die erste Auslassöffnung strömungstechnisch miteinander verbunden. Vorzugsweise kann das Fluid über die erste Einlassöffnung von dem ersten in den zweiten Arbeitsraum einströmen und über die erste Auslassöffnung von dem zweiten in den ersten Arbeitsraum ausströmen.
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Der zweite Halbkolben weist mindestens oder genau eine zweite Einlassöffnung und mindestens oder genau eine zweite Auslassöffnung auf. Insbesondere sind der zweite und der dritte Arbeitsraum über die zweite Einlassöffnung und die zweite Auslassöffnung strömungstechnisch miteinander verbunden. Vorzugsweise kann das Fluid über die zweite Einlassöffnung von dem dritten in den zweiten Arbeitsraum einströmen und über die zweite Auslassöffnung von dem zweiten in den dritten Arbeitsraum ausströmen.
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Die erste und/oder die zweite Einlassöffnung und/oder die erste und/oder die zweite Auslassöffnung können als eine, insbesondere zur Hauptachse parallel oder schräg verlaufende und/oder gestufte oder abgesetzte, Bohrung oder Durchbruch ausgebildet sein. Vorzugsweise sind der erste und der zweite Halbkolben baugleich oder identisch ausgebildet.
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Die Dämpfervorrichtung weist eine erste Ventileinrichtung auf, welche zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der ersten Einlassöffnung ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist durch die erste Ventileinrichtung eine Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung bei einer Zugbewegung der Kolbenstange kontrollierbar, wobei hierzu ein freier Öffnungsquerschnitt der ersten Einlassöffnung durch die erste Ventileinrichtung verändert und/oder veränderbar ist. Vorzugsweise ist die erste Ventileinrichtung als ein Zugstufen-Dämpfungsventil ausgebildet.
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Die Dämpfervorrichtung weist eine zweite Ventileinrichtung auf, welche zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der zweiten Einlassöffnung ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist durch die zweite Ventileinrichtung eine Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung bei einer Druckbewegung der Kolbenstange kontrollierbar, wobei hierzu ein freier Öffnungsquerschnitt der zweiten Einlassöffnung durch die zweite Ventileinrichtung verändert und/oder veränderbar ist. Vorzugsweise ist die zweite Ventileinrichtung als ein Druckstufen-Dämpfungsventil ausgebildet.
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Prinzipiell können die erste und die zweite Ventileinrichtung durch mindestens oder genau eine Federscheibe gebildet sein. Besonders bevorzugt jedoch sind die beiden Ventileinrichtungen durch mehrere der Federscheiben bzw. ein Federscheibenpaket gebildet.
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Ferner weist die Dämpfereinrichtung einen Steuerkolben auf, wobei der Steuerkolben zwischen dem ersten und dem zweiten Halbkolben angeordnet und in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse entlang der Kolbenstange bewegbar ist. Insbesondere dient der Steuerkolben zur Steuerung einer Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung. Der Steuerkolben ist vorzugsweise in Bezug auf die Hauptachse koaxial in dem zweiten Arbeitsraum angeordnet und von dem Dämpferrohr beabstandet angeordnet. Insbesondere weist der Steuerkolben einen geringeren Außendurchmesser als der erste und/oder der zweite Halbkolben auf. Vorzugsweise ist die erste Ventileinrichtung zwischen dem ersten Halbkolben und dem Steuerkolben und die zweite Ventileinrichtung zwischen dem zweiten Halbkolben und dem Steuerkolben angeordnet. Bevorzugt ist der Steuerkolben in einer Ruhelage in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse mittig zwischen den beiden Halbkolben und/oder den beiden Ventileinrichtungen angeordnet. Bei einer axialen Verschiebung aus der Ruhelage entlang der Hauptachse, beaufschlagt der Steuerkolben die erste und/oder die zweite Ventileinrichtung zur Änderung des Durchflusswiderstandes mit einer Kraft, wodurch die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung der Kolbenstange gesteuert wird.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Steuerkolben einen ersten und einen zweiten radial nach innen gerichteten Flanschabschnitt sowie einen die beiden Flanschabschnitte verbindenden Zylinderabschnitt aufweist. Die beiden Flanschabschnitte sind vorzugsweise gleichgerichtet, insbesondere parallel zueinander, und/oder weisen die gleichen geometrischen Abmessungen auf. Insbesondere sind der erste und der zweite Flanschabschnitt scheibenförmig, insbesondere ringscheibenförmig, ausgebildet. Besonders bevorzugt erstrecken sich der erste und der zweite Flanschabschnitt in Bezug auf die Hauptachse jeweils in einer separaten Radialebene. Die beiden Flanschabschnitte sind bevorzugt koaxial zu der Kolbenstange, insbesondere der Hauptachse, angeordnet, wobei sich die Kolbenstange zumindest abschnittsweise durch den ersten und/oder den zweiten Flanschabschnitt erstreckt.
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Der Steuerkolben ist in radialer Richtung über die beiden Flanschabschnitte an der Kolbenstange und zugleich in axialer Richtung zur Kraftübertragung über den ersten Flanschabschnitt an der ersten Ventileinrichtung und über den zweiten Flanschabschnitt an der zweiten Ventileinrichtung abgestützt. Der erste und der zweite Flanschabschnitt können prinzipiell flächig, insbesondere vollflächig, an der zugehörigen Ventileinrichtung anliegen. Alternativ können der erste und der zweite Flanschabschnitt jedoch auch bereichsweise und/oder punktuell an der zugehörigen Ventileinrichtung abgestützt sein. Die beiden Flanschabschnitte können unmittelbar an der jeweiligen Ventileinrichtung anliegen. Alternativ können die beiden Zylinderabschnitte jedoch auch beispielsweise über eine Federeinrichtung und/oder ein Übertragungsorgan und/oder einen weiteren Abschnitt an der zugehörigen Ventileinrichtung abgestützt sein. Bevorzugt ist der Steuerkolben in der Ruhelage zwischen den beiden Ventileinrichtungen verspannt, sodass der Steuerkolben, insbesondere in einem unbelasteten Zustand der Dämpfervorrichtung, in der Ruhelage gehalten und/oder selbststätig in die Ruhelage rückstellbar ist.
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Der Steuerkolben steuert bei einer axialen Verschiebung entlang der Hauptachse die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung indem eine der beiden Ventileinrichtungen über den jeweiligen Flanschabschnitt belastet wird. Bei einer Verschiebung des Steuerkolbens in Richtung der ersten Ventileinrichtung, wird die erste Ventileinrichtung über den ersten Flanschabschnitt mit einer Kraft beaufschlagt, sodass der Durchflusswiderstand der ersten Einlassöffnung erhöht wird. Bei einer Verschiebung des Steuerkolbens in Richtung der zweiten Ventileinrichtung, wird die zweite Ventileinrichtung über den zweiten Flanschabschnitt mit einer Kraft beaufschlagt, sodass der Durchflusswiderstand der zweiten Einlassöffnung erhöht wird.
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Bei einer zunehmenden Belastung wird der freie Öffnungsquerschnitt der jeweiligen Ventileinrichtung verringert, wodurch der Durchflusswiderstand erhöht und somit die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung ebenfalls erhöht wird. Dadurch ergibt sich ein hartes Dämpfungsverhalten für die Dämpfervorrichtung, wobei das harte Dämpfungsverhalten vorzugsweise bei einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung erzeugt wird. Im Speziellen erfolgt eine Ansteuerung des Steuerkolbens ausschließlich bei einer niederfrequenten Anregung, bei der genügend Zeit vorhanden ist, den Steuerkolben in Richtung von einer der beiden Ventileinrichtungen zu bewegen.
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Bei einer abnehmenden Belastung wird der freie Öffnungsquerschnitt der jeweiligen Ventileinrichtung vergrößert, wodurch der Durchflusswiderstand verringert und somit die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung reduziert wird. Dadurch ergibt sich ein weiches Dämpfungsverhalten für die Dämpfervorrichtung, wobei das weiche Dämpfungsverhalten vorzugsweise bei einer hochfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung erzeugt wird. Im Speziellen wird der Steuerkolben bei der hochfrequenten Anregung in die Ruhelage rückgestellt und/oder verbleibt in der Ruhelage.
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Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Steuerkolbens, ein besonders robuster und einfacher Steuerkolben vorgeschlagen wird. Insbesondere kann durch die beiden Flanschabschnitte eine zuverlässige Be- bzw. Entlastung der beiden Ventileinrichtungen gewährleistet werden, da eine direkte Krafteinleitung auf die erste bzw. zweite Ventileinrichtung umgesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch die beiden Flanschabschnitte eine frequenzselektive Dämpfung sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung erfolgen kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Flanschabschnitt eine erste Stützkontur und der zweite Flanschabschnitt eine zweite Stützkontur aufweist, wobei der erste Flanschabschnitt über die erste Stützkontur an der ersten Ventileinrichtung und der zweite Flanschabschnitt über die zweite Stützkontur an der zweiten Ventileinrichtung abgestützt ist. Die erste und die zweite Stützkontur können jeweils als ein rohrförmiger Ansatz oder mehrere gleichmäßig voneinander beabstandete Stifte oder Stege ausgebildet sein. Dabei erstreckt sich die erste Stützkontur an einem Innendurchmesser des ersten Flanschabschnitts axial in Richtung der ersten Ventileinrichtung und die zweite Stützkontur an einem Innendurchmesser des zweiten Flanschabschnitts axial in Richtung der zweiten Ventileinrichtung.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Dämpfervorrichtung eine Führungshülse aufweist, welche zur Führung des Steuerkolbens ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere hat die Führungshülse die Funktion, die Reibung des Steuerkolbens bei der axialen Verschiebung zu reduzieren und/oder den Steuerkolben an der Kolbenstange zu führen. Darüber hinaus werden die einzelnen Bauteile über die Führungshülse miteinander verspannt. Die Führungshülse ist in einer Grobform vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet und kann zumindest abschnittsweise an einem Außenumfang der Kolbenstange anliegen. Vorzugsweise ist die Führungshülse, bevorzugt mittig, zwischen dem ersten und dem zweiten Halbkolben auf die Kolbenstange aufgeschoben.
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Zwischen dem Steuerkolben und der Führungshülse sind ein erster und ein zweiter Steuerraum gebildet. Insbesondere sind die Führungshülse und der Steuerkolben konstruktiv derart ausgestaltet, sodass die beiden Steuerräume von dem zweiten Arbeitsraum abgegrenzt und/oder strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Die Führungshülse weist einen radial nach außen gerichteten Trennabschnitt auf, wobei die beiden Steuerräume durch den Trennabschnitt vorzugsweise strömungstechnisch voneinander getrennt sind.
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In einer bevorzugten konstruktiven Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Führungshülse einen ersten und einen zweiten Hülsenabschnitt aufweist. Insbesondere schließt sich der erste Hülsenabschnitt in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse und der zweite Hülsenabschnitt in einer axialen Gegenrichtung an den Trennabschnitt an. Die Führungshülse kann dabei über die beiden Hülsenabschnitte formschlüssig an dem Außenumfang der Kolbenstange anliegen.
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Der erste Flanschabschnitt ist zur Begrenzung des ersten Steuerraums an dem ersten Hülsenabschnitt und der zweite Flanschabschnitt zur Begrenzung des zweiten Steuerraums an dem zweiten Hülsenabschnitt abgestützt. Besonders bevorzugt liegen die beiden Flanschabschnitte jeweils über eine Dichteinrichtung umlaufend an dem jeweiligen Hülsenabschnitt an, wobei bei einer ausreichenden Länge des Flanschabschnittes auf eine zusätzliche Dichtung verzichtet werden kann. Bevorzugt ist durch die beiden Flanschabschnitte jeweils ein Endanschlag in axialer Richtung für den Steuerkolben definiert.
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Der Trennabschnitt ist zwischen den beiden Flanschabschnitten angeordnet und stützt sich an dem Zylinderabschnitt ab, sodass die beiden Steuerräume gebildet sind. Insbesondere ist der Trennabschnitt konzentrisch um die Kolbenstange angeordnet. Somit ist der erste Steuerraum in axialer Richtung vorzugsweise einerseits durch den ersten Flanschabschnitt und andererseits durch den Trennabschnitt begrenzt. Der zweite Steuerraum ist in axialer Richtung vorzugsweise einerseits durch den zweiten Flanschabschnitt und andererseits durch den Trennabschnitt begrenzt. In radialer Richtung ist der erste Steuerraum vorzugsweise einerseits durch den Zylinderabschnitt und andererseits durch den ersten Hülsenabschnitt begrenzt. Der zweite Steuerraum ist in radialer Richtung vorzugsweise einerseits durch den Zylinderabschnitt und andererseits durch den zweiten Hülsenabschnitt begrenzt. Insbesondere ändert sich das Volumen des ersten und des zweiten Steuerraums bei einer axialen Verschiebung des Steuerkolbens.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung vorgesehen, dass die erste Ventileinrichtung zumindest teilweise auf dem ersten Hülsenabschnitt und/oder die zweite Ventileinrichtung zumindest teilweise auf dem zweiten Hülsenabschnitt angeordnet ist. Insbesondere kann mindestens oder genau eine der Federscheiben der ersten Ventileinrichtung auf dem ersten Hülsenabschnitt und/oder eine der Federscheiben der zweiten Ventileinrichtung auf dem zweiten Hülsenabschnitt aufgebschoben und/oder verliersicher gehalten sein. Alternativ oder optional ergänzend kann die erste Ventileinrichtung durch den ersten Hülsenabschnitt an dem ersten Halbkolben und/oder die zweite Ventileinrichtung durch den zweiten Hülsenabschnitt an dem zweiten Halbkolben gehalten sein. Insbesondere liegt die erste Ventileinrichtung in der Zugrichtung an dem ersten Halbkolben und die zweite Ventileinrichtung an dem zweiten Halbkolben an, wobei sich die Führungshülse über den ersten Hülsenabschnitt an der ersten Ventileinrichtung und über den zweiten Hülsenabschnitt an der zweiten Ventileinrichtung abstützt, sodass die erste und die zweite Ventileinrichtung jeweils an dem zugehörigen Halbkolben fixiert ist.
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In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass die Kolbenstange einen ersten und einen zweiten Steuerkanal aufweist. Insbesondere erstrecken sich der erste und der zweite Steuerkanal in axialer Richtung entlang der Hauptachse, wobei die beiden Steuerkanäle vorzugsweise fluidtechnisch voneinander getrennt sind. Der erste Hülsenabschnitt weist eine erste Verbindungsöffnung und der zweite Hülsenabschnitt eine zweite Verbindungsöffnung auf. Die erste und/oder die zweite Verbindungsöffnung sind vorzugsweise als eine in den jeweiligen Hülsenabschnitt eingebrachte Durchgangsbohrung oder Durchbruch ausgebildet.
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Der erste Arbeitsraum ist strömungstechnisch über den ersten Steuerkanal und die erste Verbindungsöffnung mit dem ersten Steuerraum verbunden. Bevorzugt ist der erste Steuerkanal auf einer Zugseite der Dämpfervorrichtung angeordnet, sodass bei der Zugbewegung das Fluid über den ersten Steuerkanal in den ersten Steuerraum strömen kann. Der erste Arbeitsraum ist strömungstechnisch über den zweiten Steuerkanal und die zweite Verbindungsöffnung mit dem zweiten Steuerraum verbunden. Bevorzugt ist der zweite Steuerkanal auf einer Druckseite der Dämpfervorrichtung angeordnet, sodass bei der Druckbewegung das Fluid über den zweiten Steuerkanal in den zweiten Steuerraum strömen kann. Insbesondere sind der erste und/oder der zweite Steuerkanal sowie der erste und/oder der zweite Steuerraum mit dem Fluid befüllt und/oder befüllbar.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Steuerkanal als eine in die Kolbenstange eingebrachte Nut ausgebildet sind. Selbstverständlich können diese alternativ als Bohrungen oder Durchbrüche ausgeführt sein, welche zumindest abschnittsweise durch die Kolbenstange hindurch verlaufen. Bevorzugt sind der erste und/oder der zweite Steuerkanal als eine abgesetzte Nut ausgebildet. Der erste Steuerkanal erstreckt sich vorzugsweise an einer Außenseite der Kolbenstange von dem ersten Arbeitsraum zu dem zweiten Arbeitsraum. Der zweite Steuerkanal erstreckt sich vorzugsweise an einer Außenseite der Kolbenstange von dem zweiten Arbeitsraum zu dem dritten Arbeitsraum. Im Speziellen kann der zweite Steuerkanal an einer Stirnseite der Kolbenstange enden.
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Die Nut ist dabei zumindest abschnittsweise durch mindestens oder genau die Führungshülse begrenzt, sodass ein geschlossener Fluidkanal gebildet ist. Insbesondere ist der Fluidkanal zwischen einem Eingang und einem Ausgang des ersten bzw. zweiten Steuerkanals gebildet. Bevorzugt ist der Fluidkanal zwischen dem Eingang und dem Ausgang des ersten und des zweiten Steuerkanals geschlossen und/oder durchgängig und/oder ununterbrochen ausgebildet. Bevorzugt kann die Nut der beiden Steuerkanäle durch mindestens eine weitere Hülse und/oder den ersten bzw. den zweiten Halbkolben und/oder die erste bzw. zweite Ventileinrichtung etc. in radialer Richtung begrenzt sein.
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Der erste Steuerkanal ist dabei zumindest abschnittsweise durch den ersten Hülsenabschnitt und der zweite Steuerkanal zumindest abschnittsweise durch den zweiten Hülsenabschnitt begrenzt. Insbesondere sind der erste und der zweite Steuerkanal zwischen einem Eingang und einem Ausgang durch den jeweiligen Hülsenabschnitt geschlossen und/oder durchgängig und/oder ununterbrochen ausgebildet. Optional ergänzend kann die Nut der beiden Steuerkanäle durch mindestens eine weitere Hülse und/oder den ersten bzw. den zweiten Halbkolben und/oder die erste bzw. zweite Ventileinrichtung etc. in radialer Richtung begrenzt sein.
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Es ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einer niederfrequenten Anregung der Kolbenstange in der Zugrichtung, ein Steuervolumenstrom von dem ersten Arbeitsraum über den ersten Steuerkanal in den ersten Steuerraum verläuft. Vorzugsweise füllt der Steuervolumenstrom dabei den ersten Steuerraum mit dem Fluid, sodass in dem ersten Steuerraum ein Druck erzeugt bzw. erhöht wird und der Steuerkolben in Richtung der ersten Ventileinrichtung bewegt wird. Dabei wird der in dem ersten Steuerraum wirkende Druck als eine Druckkraft über den Steuerkolben bzw. den ersten Flanschabschnitt auf die erste Ventileinrichtung übertragen, wodurch die zweite Ventileinrichtung belastet wird. Zeitgleich kann ein weiterer Steuervolumenstrom von dem zweiten Steuerraum über den zweiten Steuerkanal in den dritten Arbeitsraum verlaufen, wobei der weitere Steuervolumenstrom vorzugsweise den zweiten Steuerraum entleert.
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Bei einer niederfrequenten Anregung der Kolbenstange in der Druckrichtung, verläuft der Steuervolumenstrom von dem dritten Arbeitsraum über den zweiten Steuerkanal in den zweiten Steuerraum. Vorzugsweise füllt der Steuervolumenstrom dabei den zweiten Steuerraum mit dem Fluid, sodass in dem zweiten Steuerraum ein Druck erzeugt bzw. erhöht wird und der Steuerkolben in Richtung der zweiten Ventileinrichtung bewegt wird. Dabei wird der in dem zweiten Steuerraum wirkende Druck als eine Druckkraft über den Steuerkolben bzw. den zweiten Flanschabschnitt auf die zweite Ventileinrichtung übertragen, wodurch die zweite Ventileinrichtung belastet wird. Zeitgleich kann ein weiterer Steuervolumenstrom von dem ersten Steuerraum über den ersten Steuerkanal in den ersten Arbeitsraum verlaufen, wobei der weitere Steuervolumenstrom vorzugsweise den ersten Steuerraum entleert.
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Da der erste bzw. der zweite Steuerraum nur langsam mit dem Fluid befüllt wird und sich der Druck somit verzögert aufbaut, tritt die Dämpfkrafterhöhung ausschließlich bei niedrigen Frequenzen auf, bei denen genügend Zeit vorhanden ist, um einen der beiden Steuerräume ausreichend zu füllen. Bei höheren Frequenzen hingegen reicht die Zeit nicht aus, um den jeweiligen Steuerraum zu füllen, sodass keine Dämpfkrafterhöhung erfolgt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem ersten Steuerraum eine erste Drosselstelle und/oder dem zweiten Steuerraum eine zweite Drosselstelle zugeordnet ist. Insbesondere dient die erste bzw. die zweite Drosselstelle zum Druckausgleich zwischen dem zugehörigen Steuerraum und dem zweiten Arbeitsraum und/oder zur Steuerung der Füllzeit des jeweiligen Steuerraums mit dem Fluid. Somit kann zum einen die Gefahr einer schlagartigen Druckerhöhung in dem jeweiligen Steuerraum reduziert bzw. verhindert werden. Zum anderen kann je nach Dimensionierung der Drosselstellen die Füllzeit in Abhängigkeit des Frequenzbereichs festgelegt werden, sodass das Ansprechverhalten des Steuerkolbens einstellbar ist.
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Hierzu verbindet vorzugsweise die erste Drosselstelle den ersten Steuerraum mit dem zweiten Arbeitsraum und/oder die zweite Drosselstelle den zweiten Steuerraum mit dem zweiten Arbeitsraum. Bei der Zugbewegung verläuft somit ein Teilvolumenstrom des Steuervolumenstroms von dem ersten Steuerraum über die erste Drosselstelle in den zweiten Arbeitsraum. Bei der Druckbewegung verläuft ein Teilvolumenstrom des Steuervolumenstroms von dem zweiten Steuerraum über die zweite Drosselstelle in den zweiten Arbeitsraum.
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In einer ersten möglichen Umsetzung ist vorgesehen, dass der Zylinderabschnitt die erste und/oder die zweite Drosselstelle aufweist. Insbesondere ist die erste Drosselstelle innerhalb des ersten Steuerraums und/oder die zweite Drosselstelle innerhalb des zweiten Steuerraums in den Zylinderabschnitt eingebracht. Die erste und/oder die zweite Drosselstelle können durch mindestens oder genau eine radial oder schräg verlaufende Bohrung gebildet sein. Im Speziellen können die erste und/oder die zweite Drosselstelle jeweils durch mehrere in den Zylinderabschnitt eingebrachte Bohrungen oder Durchbrüche gebildet sein.
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In einer alternativ oder optional ergänzenden Umsetzung ist vorgesehen, dass der erste Flanschabschnitt die erste oder eine weitere Drosselstelle und/oder der zweite Flanschabschnitt die zweite oder eine weitere Drosselstelle aufweist. Die erste bzw. die weitere Drosselstelle kann durch mindestens oder genau eine in den ersten Flanschabschnitt eingebrachte axial oder schräg verlaufende Bohrung oder Durchbruch gebildet sein. Die zweite bzw. die weitere Drosselstelle kann durch mindestens oder genau eine in den zweiten Flanschabschnitt eingebrachte axial oder schräg verlaufende Bohrung oder ein Durchbruch gebildet sein. Im Speziellen können die erste und/oder die zweite Drosselstelle durch mehrere in den jeweiligen Flanschabschnitt eingebrachte Bohrungen oder Durchbrüche gebildet sein.
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Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug. Besonders bevorzugt ist die Dämpfervorrichtung für ein Fahrwerk des Fahrzeuges geeignet und/oder ausgebildet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 in einer stark schematisierten Darstellung eine beispielsweise Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung die in Zugrichtung belastet ist,
- 2 in einer stark schematisierten Darstellung eine beispielsweise Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Dämpfervorrichtung die in Druckrichtung belastet ist.
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1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Dämpfervorrichtung 1, welche beispielsweise für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Beispielsweise ist die Dämpfervorrichtung 1 als ein Einrohrstoßdämpfer ausgebildet. Die Dämpfervorrichtung 1 weist ein Dämpferrohr 2 und eine Kolbenstange 3 auf, wobei die Kolbenstange 3 entlang einer Hauptachse H in einer Zugrichtung Z und einer Druckrichtung D bewegbar in dem Dämpferrohr 2 angeordnet ist. Das Dämpferrohr 2 kann beispielsweise als ein Zylinderrohr ausgebildet sein. Beispielsweise definiert die Kolbenstange 3 mit ihrer Längsachse die Hauptachse H. Bei einem Einfederungsvorgang des Fahrzeugs erfolgt beispielsweise eine Druckbewegung der Kolbenstange 3 in der Druckrichtung D, wodurch die Dämpfervorrichtung 1 zusammengestaucht wird. Bei einem Ausfederungsvorgang des Fahrzeugs erfolgt eine Zugbewegung der Kolbenstange 3 in der Zugrichtung Z, wodurch die Dämpfervorrichtung 1 auseinandergezogen wird.
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Die Dämpfervorrichtung 1 weist einen ersten und einen zweiten Halbkolben 4a, b auf, wobei die beiden Halbkolben 4a, b in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H beabstandet voneinander an der Kolbenstange 3 montiert sind. Dabei kann der erste Halbkolben 4a als ein oberer Halbkolben und der zweite Halbkolben 4b als ein unterer Halbkolben ausgebildet sein. Die beiden Halbkolben 4a, b können jeweils über ein Dichtmittel an einer radialen Innenseite des Dämpferrohrs 2 dichtend anliegen.
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Die beiden Halbkolben 4a, b unterteilen das Dämpferrohr 2 in einen ersten, einen zweiten und einen dritten Arbeitsraum A1, A2, A3. Dabei ist der erste Arbeitsraum A1 in der Druckrichtung D durch den ersten Halbkolben 4a begrenzt. In der Zugrichtung Z kann der erste Arbeitsraum A1 beispielsweise durch eine auf das Dämpferrohr 2 aufgesetzte Dämpferkappe, nicht dargestellt, begrenzt sein, durch welche die Kolbenstange aus dem Dämpferrohr 2 heraus geführt ist. Der zweite Arbeitsraum A2 ist in der Zugrichtung Z durch den ersten Halbkolben 4a und in der Druckrichtung D durch den zweiten Halbkolben 4b begrenzt. Der dritte Arbeitsraum A3 ist in der Zugrichtung Z durch den zweiten Halbkolben 4b begrenzt. In der Druckrichtung D kann der dritte Arbeitsraum A3 beispielsweise durch einen Dämpferboden, nicht dargestellt, des Dämpferrohrs 2 begrenzt sein. Beispielsweise können die Arbeitsräume A1, A2, A3 mit einem Fluid, z.B. ein Hydrauliköl, gefüllt sein. Die beiden Halbkolben 4a, b sind fest an der Kolbenstange 3 befestigt, sodass bei einer Verschiebung der Kolbenstange 3 in dem Dämpferrohr 2 die beiden Halbkolben 4a, b in der Bewegungsrichtung der Kolbenstange 2 mitgenommen werden. Dabei verändert sich das Volumen des ersten und des dritten Arbeitsraums A1, A3, wobei das Volumen des zweiten Arbeitsraums A2 unverändert bleibt.
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Der erste Halbkolben 4a weist mindestens eine erste Einlassöffnung 5a und mindestens eine erste Auslassöffnung 6a auf. Dabei bildet die erste Einlassöffnung 5a einen Einlass für das Fluid von dem ersten Arbeitsraum A1 in den zweiten Arbeitsraum A2 und die erste Auslassöffnung 6a einen Auslass für das Fluid von dem zweiten Arbeitsraum A2 in den ersten Arbeitsraum A1.
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Der zweite Halbkolben 4b weist mindestens eine zweite Einlassöffnung 5b und eine zweite Auslassöffnung 6b auf. Dabei bildet die zweite Einlassöffnung 5b einen Einlass für das Fluid von dem dritten Arbeitsraum A3 in den zweiten Arbeitsraum A2 und die zweite Auslassöffnung 6b einen Auslass für das Fluid von dem zweiten Arbeitsraum A2 in den dritten Arbeitsraum A3. Beispielsweise können die beiden Halbkolben 4a, b jeweils mehrere der Einlassöffnungen 5a, b und/oder mehrere der Auslassöffnungen 6a, b aufweisen, wobei die beiden Halbkolben 4a, b vorzugsweise die gleiche Anzahl an Einlassöffnungen 5a, b und Auslassöffnungen 6a, b aufweisen. Die Öffnungen 5a, b, 6a, b sind beispielsweise als gestufte Durchbrüche ausgebildet und erstrecken sich parallel zu der Hauptachse H.
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Die Dämpfervorrichtung 1 weist eine erste und eine zweite Ventileinrichtung 7a, b auf, wobei die beiden Ventileinrichtungen 7a, b innerhalb des zweiten Arbeitsraums A2 angeordnet sind. Dabei dient die erste Ventileinrichtung 7a zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der ersten Einlassöffnung 5a und die zweite Ventileinrichtung 7b zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der zweiten Einlassöffnung 5b. Hierzu liegt die erste Ventileinrichtung 7a in der Zugrichtung Z an dem ersten Halbkolben 4a an und die zweite Ventileinrichtung 7b in der Druckrichtung D an dem zweiten Halbkolben 4b an. Die beiden Ventileinrichtungen 7a, b können beispielswese jeweils als ein Federscheibenpaket ausgebildet sein, wobei eine der Federscheiben des Federscheibenpakets der ersten Ventileinrichtung 7a die erste Einlassöffnung 5a und/oder eine der Federscheiben des Federscheibenpakets der zweiten Ventileinrichtung 7b die zweite Einlassöffnung 5b abdeckt. Somit ist durch die erste Ventileinrichtung 7a ein Durchfluss durch die erste Einlassöffnung 5a bei einer Zugbewegung der Kolbenstange 3 freigegeben und bei einer Druckbewegung verhindert. Durch die zweite Ventileinrichtung 7b ist ein Druckfluss durch die zweite Einlassöffnung 5b bei einer Druckbewegung der Kolbenstange 3 freigegeben und bei einer Zugbewegung verhindert.
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Ferner kann die Dämpfervorrichtung 1 zwei weitere Ventileinrichtungen 8a, b aufweisen, welche beispielsweise durch mindestens eine weitere Federscheibe gebildet sind. Die erste weitere Ventileinrichtung 8a ist dabei in dem ersten Arbeitsraum A1 angeordnet und liegt in der Druckrichtung D an dem ersten Halbkolben 4a an, sodass die erste Auslassöffnung 6a abgedeckt und ein Durchfluss durch die erste Auslassöffnung 6a bei der Zugbewegung verhindert und bei der Druckbewegung freigegeben ist. Die zweite weitere Ventileinrichtungen 8b ist innerhalb des dritten Arbeitsraums A3 angeordnet und liegt in Zugrichtung Z an dem zweiten Halbkolben 4b an, sodass die zweite Auslassöffnung 6b abgedeckt und ein Durchfluss durch die zweite Auslassöffnung 6b bei der Druckbewegung verhindert und bei der Zugbewegung freigegeben ist.
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Die Dämpfervorrichtung 1 weist einen Steuerkolben 9 zur Steuerung einer Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung 1 auf. Der Steuerkolben 9 ist in dem zweiten Arbeitsraum A2 zwischen den beiden Ventileinrichtungen 7a, b verschiebbar angeordnet, wobei der Steuerkolben 9 zur Änderung des Durchflusswiderstandes der ersten und der zweiten Einlassöffnung 5a, b mit den beiden Ventileinrichtungen 7a, b in Wirkverbindung steht. Hierzu weist der Steuerkolben 9 einen ersten und einen zweiten Flanschabschnitt 9a, b auf sowie einen die beiden Flanschabschnitte 9a, b verbindenden Zylinderabschnitt 9c auf. Die beiden Flanschabschnitte 9a, b sind jeweils als eine radial nach innen gerichtete flanschartige Verbreiterung ausgebildet und schließen sich unmittelbar an den Zylinderabschnitt 9c an. Der Zylinderabschnitt 9c ist hohlzylindrisch ausgebildet und koaxial zu der Hauptachse H angeordnet.
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Ferner weist der erste Flanschabschnitt 9a eine erste Stützkontur 10a und der zweite Flanschabschnitt 9b eine zweite Stützkontur 10b auf, wobei der Steuerkolben 9 in der Zugrichtung Z über die erste Stützkontur 10a an der ersten Ventileinrichtung 7a und in der Druckrichtung D über die zweite Stützkontur 10b an der zweiten Ventileinrichtung 7b anliegt. Dabei ist die erste Stützkontur 10a an einen Innendurchmesser des ersten Flanschabschnitts 9a angeordnet und axial in Richtung der ersten Ventileinrichtung 7a hin ausgerichtet. Die zweite Stützkontur 10b ist an einen Innendurchmesser des zweiten Flanschabschnitts 9b angeordnet und axial in Richtung der zweiten Ventileinrichtung 7b hin ausgerichtet. Beispielsweise können die beiden Stützkonturen 10a, b jeweils als ein rohrförmiger Ansatz ausgebildet sein, wobei der zugehörige Flanschabschnitt 9a, b über die jeweilige Stützkontur 10a, b umlaufend an der entsprechenden Ventileinrichtung 7a, b anliegt.
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Die Dämpfervorrichtung 1 weist eine Führungshülse 11 zur Führung des Steuerkolbens 9 auf, wobei sich der Steuerkolben 9 über die Führungshülse 11 an einem Außenumfang der Kolbenstange 3 abstützt. Hierzu weist die Führungshülse 11 einen ersten und einen zweiten Hülsenabschnitt 11a, b sowie einen Trennabschnitt 11c auf, wobei sich der erste Hülsenabschnitt 11a in der Zugrichtung Z einerseits an den Trennabschnitt 11c und der zweite Hülsenabschnitt 11b in der Druckrichtung D andererseits an den Trennabschnitt 11b anschließt. Die Führungshülse 10 ist auf die Kolbenstange 3 aufgeschoben, wobei in radialer Richtung der erste Flanschabschnitt 10a an einem Außenumfang des ersten Hülsenabschnitts 11a und der zweite Flanschabschnitt 10b an einem Außenumfang des zweiten Hülsenabschnitts 11b anliegt. Dabei liegen die beiden Flanschabschnitte 10a, b jeweils über eine Dichteinrichtung 12 umlaufend an dem zugehörigen Hülsenabschnitt 11a, b an.
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Die beiden Hülsenabschnitte 11a, b erstrecken sich dabei in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H derart, sodass die erste Ventileinrichtung 7a teilweise auf dem ersten Hülsenabschnitt 11a aufgenommen und teilweise durch den ersten Hülsenabschnitt 11a an dem ersten Halbkolben 4a fixiert ist bzw. die zweite Ventileinrichtung 7b teilweise auf dem zweiten Hülsenabschnitt 11b aufgenommen und teilweise durch den zweiten Hülsenabschnitt 11b an dem zweiten Halbkolben 4b fixiert ist. Dabei stützt sich der jeweilige Hülsenabschnitt 11a, b an mindestens einer Federscheibe der zugehörigen Ventileinrichtung 7a, b ab, sodass die Ventileinrichtungen 7a, b in axialer Richtung an dem zugehörigen Halbkolben 4a, b gehalten sind.
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Der Trennabschnitt 11c erstreckt sich radial nach außen und liegt über eine weitere Dichteinrichtung 13 an einem Innenumfang des Zylinderabschnitts 9c umlaufend an. Beispielsweise können die bzw. die weitere Dichteinrichtungen 12, 13 jeweils als ein Dichtring ausgebildet sein, wobei bei einer ausreichend langen zylindrischen Fläche unter Umständen auf eine extra Dichtung verzichtet werden kann. Zwischen dem Steuerkolben 9 und der Führungshülse 11 ist ein erster und ein zweiter Steuerraum 14a, b gebildet, wobei die beiden Steuerräume 14a, b durch den Trennabschnitt 11c voneinander getrennt sind. Dabei ist der erste Steuerraum 14a in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H einerseits durch den Trennabschnitt 11c und andererseits durch den ersten Flanschabschnitt 9a begrenzt. In radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H ist der erste Steuerraum 14a einerseits durch den ersten Hülsenabschnitt 11a und andererseits durch den Zylinderabschnitt 9c begrenzt. Der zweite Steuerraum 14b ist in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H einerseits durch den Trennabschnitt 11c und andererseits durch den zweiten Flanschabschnitt 9b begrenzt. In radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H ist der zweite Steuerraum 14b einerseits durch den zweiten Hülsenabschnitt 11b und andererseits durch den Zylinderabschnitt 9c begrenzt.
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Die Kolbenstange 3 weist einen ersten und einen zweiten Steuerkanal 15a, b auf, wobei die beiden Steuerkanäle 15a, b strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Der erste und der zweite Steuerkanal 15a, b sind dabei jeweils als eine in die Kolbenstange 3 eingebrachte Nut ausgebildet. Dabei erstreckt sich der erste Steuerkanal 15a in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H von dem ersten Arbeitsraum A1 zu dem ersten Steuerraum 14a, wobei der erste Hülsenabschnitt 11a eine erste Verbindungsöffnung 16a aufweist, welche den ersten Steuerkanal 15a mit dem ersten Steuerraum 14a strömungstechnisch verbindet. Der zweite Steuerkanal 15b erstreckt sich in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H von dem dritten Arbeitsraum A3 zu dem zweiten Steuerraum 14b, wobei der zweite Hülsenabschnitt 11b eine zweite Verbindungsöffnung 16b aufweist, welche den zweiten Steuerkanal 15b mit dem zweiten Steuerraum 14b strömungstechnisch verbindet.
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Der erste Steuerkanal 15a ist in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H abschnittsweise durch die erste weitere Ventileinrichtung 8a, den ersten Halbkolben 4a, die erste Ventileinrichtung 7a sowie den ersten Hülsenabschnitt 11a abgedeckt, sodass der erste Steuerkanal 15a zwischen dem Eintritt in den ersten Arbeitsraum A1 und der ersten Verbindungsöffnung 16a als ein geschlossener Fluidkanal ausgebildet ist. Der zweite Steuerkanal 15b ist in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H abschnittsweise durch die zweite weitere Ventileinrichtung 8b, den zweiten Halbkolben 4a, die zweite Ventileinrichtung 7a sowie den zweiten Hülsenabschnitt 11b abgedeckt, sodass der zweite Steuerkanal 15b zwischen dem Eintritt in den dritten Arbeitsraum A3 und der zweiten Verbindungsöffnung 16b als ein geschlossener Fluidkanal ausgebildet ist. Die erste weitere Ventileinrichtung 8a, der erste Halbkolben 4a, die erste Ventileinrichtung 7a, die Führungshülse 10, die zweite Ventileinrichtung 7b, der zweite Halbkolben 4b und die zweite weitere Ventileinrichtung 8b sind in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H übereinanderliegend an der Kolbenstange 3 angeordnet und durch ein Sicherungsmittel 17, z.B. eine Schraubenmutter, gegen ein Verlieren gesichert.
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Der erste Steuerraum 14a weist eine erste Drosselstelle 18a und der zweite Steuerraum 14b eine zweie Drosselstelle 18b auf, wobei die beiden Drosselstellen 18a, b zum Ausgleich von Druckschwankungen und/oder schlagartigen Druckerhöhungen in dem jeweiligen Steuerraum 14a, b dienen. Dabei ist der erste Steuerraum 14a über die erste Drosselstelle 18a und der zweite Steuerraum 14b über die zweite Drosselstelle 18b strömungstechnisch mit dem zweiten Arbeitsraum A2 verbunden. Beispielsweise können die beiden Drosselstellen 18a, b jeweils durch eine radial verlaufende Bohrung ausgebildet sein, wobei die erste Drosselstelle 18a innerhalb des ersten Steuerraums 14a in den ersten Flanschabschnitt 9a und die zweite Drosselstelle 18b innerhalb des zweiten Steuerraums 14b in den zweiten Flanschabschnitt 9b eingebracht ist.
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Nachfolgend ist die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung 1 bei einer Bewegung der Kolbenstange 3 in der Zugrichtung Z beschrieben. Dabei verläuft bei einer hochfrequenten Anregung der Kolbenstange 3 von beispielweise mehr als 10 Hz, ein Hauptvolumenstrom HV größtenteils von dem ersten Arbeitsraum A1 über die erste Einlassöffnung 5a und die erste Ventileinrichtung 7a in den zweiten Arbeitsraum A2 und anschließend über die zweite Auslassöffnung 6b und die zweite weitere Ventileinrichtung 8b in den dritten Arbeitsraum A3. Der Steuerkolben 9 ist in einer Neutralstellung zwischen den beiden Ventileinrichtungen 8a, b gleichmäßig beabstandet angeordnet, wobei die beiden Ventileinrichtungen 8a, b nahezu unbelastet sind und die Dämpfervorrichtung 1 somit ein weiches Dämpfungsverhalten aufweist.
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Bei einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung 1 von beispielsweise weniger als 1 Hz, verläuft zusätzlich ein Steuervolumenstrom SV1 von dem ersten Arbeitsraum A1 über den ersten Steuerkanal 15a und die erste Verbindungsöffnung 16a in den ersten Steuerraum 14a, wobei ein Druck in dem ersten Steuerraum 14a erhöht wird und der Steuerkolben 9 in der Zugrichtung Z bewegt wird. Dabei wird die erste Ventileinrichtung 7a durch den ersten Flanschabschnitt 9a belastet, wodurch eine durch das Federscheibenpaket erzeugte Federkraft erhöht und der Durchflusswiderstand an der ersten Einlassöffnung 5a ebenfalls erhöht wird. Somit wird bei der niederfrequenten Anregung der Durchflusswiderstand an der ersten Einlassöffnung 5a durch den auf die erste Ventileinrichtung 7a einwirkenden Steuerkolben 9 erhöht, wodurch eine Dämpfkrafterhöhung der Dämpfervorrichtung 1 in Zugrichtung Z erfolgt. Zeitgleich verläuft ein weiterer Steuervolumenstrom SV2 von dem zweiten Steuerraum 14b über die zweite Verbindungsöffnung 16b und den zweiten Steuerkanal 15b in den dritten Arbeitsraums A3, wobei der Steuervolumenstrom SV1 bei der Zugbewegung den ersten Steuerraum 14a mit dem Fluid befüllt und der weitere Steuervolumenstrom SV2 den zweiten Steuerraum 14b entleert, sodass ein Staudruck in dem zweiten Steuerraum 14b verhindert wird.
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Ein Teilvolumenstrom TV des Steuervolumenstroms SV1 verläuft über die erste Drosselstelle 18a von dem ersten Steuerraum 14a in den zweiten Arbeitsraum A2, wobei bei einer Befüllung des ersten Steuerraums 14a ein Teil des Fluids über die erste Drosselstelle 16a entlang des Teilvolumenstroms TV abfließen kann, sodass die Gefahr einer schlagartigen Druckerhöhung und somit eine Beschädigung der Dämpfervorrichtung 1 verhindert bzw. reduziert wird.
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2 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die Dämpfervorrichtung 1 und deren Funktionsweise bei einer Bewegung der Kolbenstange 3 in der Druckrichtung D. Bei einer Bewegungsumkehrung stellt sich der Steuerkolben 9 zunächst selbsttätig in die Ruheposition mittig zwischen den beiden Ventileinrichtungen 7a, b zurück, wobei bei einer anschließenden niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung 1 in der Druckrichtung D der Steuerkolben 9 zur Einstellung des Durchflusswiderstandes der zweiten Einlassöffnung 6b die zweite Ventileinrichtung 7b beaufschlagt. Aufgrund des symmetrischen Aufbau des Steuerkolbens 9 ergibt ist die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung 1 bei der Druckbewegung der Kolbenstange 3 analog zu der bereits beschriebenen Funktionsweise in Gegenrichtung, sodass auf eine weitere Beschreibung für die Druckbewegung verzichtet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfervorrichtung
- 2
- Dämpferrohr
- 3
- Kolbenstange
- 4a,b
- Halbkolben
- 5a,b
- Einlassöffnungen
- 6a, b
- Auslassöffnungen
- 7a,b
- Ventileinrichtungen
- 8a,b
- weitere Ventileinrichtungen
- 9
- Steuerkolben
- 9a, b
- Flanschabschnitte
- 9c
- Zylinderabschnitt
- 10a, b
- Stützkontur
- 11
- Führungshülse
- 11a,b
- Hülsenabschnitte
- 11c
- Trennabschnitt
- 12
- Dichteinrichtungen
- 13
- weitere Dichteinrichtung
- 14a,b
- Steuerräume
- 15a,b
- Steuerkanäle
- 16a,b
- Verbindungsöffnungen
- 17
- Sicherungsmittel
- 18a,b
- Drosselstellen
- A1
- erster Arbeitsraum
- A2
- zweiter Arbeitsraum
- A3
- dritter Arbeitsraum
- H
- Hauptachse
- HV
- Hauptvolumenstrom
- SV1
- Steuervolumenstrom
- SV2
- weiterer Steuervolumenstrom
- TV
- Teilvolumenstrom
- D
- Druckrichtung
- Z
- Zugrichtung
