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Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer mit einer frequenzabhängig wirkenden Dämpfventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Ein gattungsbildender Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer mit einer frequenzabhängig agierenden Dämpfventilanordnung ist beispielsweise aus der
DE 10 2014 210 705 A1 bekannt. Dieser Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer umfasst einen Dämpferzylinder, sowie abschnittsweise innerhalb des Dämpferzylinders angeordnete, in Bezug auf die Längserstreckungsachse des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers axial bewegliche Kolbenstange. Axial beweglich bedeutet, dass die Kolbenstange teleskopisch in 2 Richtungen verschoben werden kann. Die eine Richtung wird Druckrichtung genannt, was ein teleskopisches Einfahren der Kolbenstange in den Dämpferzylinder beim Zusammendrucken der Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers beschreibt, wobei die andere Richtung, bei der der Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer auseinandergezogen wird und die Kolbenstange abschnittsweise aus dem Dämpferzylinder herausfährt als Zugrichtung bezeichnet wird.
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An der Kolbenstange ist ein Kolben mit einem Dämpfventil befestigt, wobei der Kolben den Dämpferzylinderinnenraum in einen ersten, kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und einen zweiten, kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt. Das Dämpfventil ist mit mindestens einer Ventilscheibe bestückt, welche durch eine Steueranordnung frequenzabhängig beeinflusst wird. Die Steueranordnung umfasst dabei einen Steuerkolben, welcher in einem Steuerraum verschieblich gelagert ist. Der Steuerraum wird über einen Steuerkanal anregungsfrequenzabhängig mit Dämpfmedium befüllt, wodurch der Steuerkolben verschoben wird und einen Druck auf die Ventilscheibe erhöht oder mindert. Somit wirkt der Steuerkolben auf die Ventilscheibe in deren Schließrichtung ein. Die frequenzabhängige Dämpfventilanordnung ist somit aus dem Dämpfventil zusammen mit der Steueranordnung gebildet, welche frequenzabhängig auf das Dämpfventil einwirkt.
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Die Dämpfventilanordnung des aus der
DE 10 2014 210 705 A1 bekannten Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers ist nur in Zugrichtung frequenzselektiv wirksam, was in der Praxis die meisten Anforderungen abdeckt. Will man in Anlehnung an die in
DE 10 2016 216 544 A1 offenbarte technische Lehre einen in beide Richtungen frequenzabhängig wirksamen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer herstellen, so müsste eine zusätzliche Steueranordnung an der Kolbenstange befestigt werden, welche auf die Ventilscheibe des druckseitigen Dämpfventils frequenzabhängig einwirkt. Eine derartige Konstruktion würde eine zusätzliche Baulänge des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers erfordern, was in aller Regel nicht realisierbar ist, da der Bauraum in einem Kraftfahrzeug stark limitiert ist. Darüber hinaus ist ein Einsatz einer Steueranordnung am Kolbenventil in Zug- und Druckrichtung, also oberhalb und unterhalb des Kolbenventils aufgrund der notwendigen zusätzlichen Ölführungen nachteilig, da der Kolbenstangenzapfen, an dem die Ventile befestigt sind, dadurch stark geschwächt wird.
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Ausgehend von dem Stand der Technik liegt die Aufgabe vorliegender Erfindung darin, einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer anzugeben, dessen Dämpfventilanordnung derart ausgebildet ist, dass die frequenzabhängige Einwirkung der Steueranordnung auf die Ventilscheibe unabhängig von der axialen Bewegungsrichtung der Kolbenstange realisiert wird.
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Diese Aufgabe wird durch den Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen, den Figuren und der Beschreibung angegeben.
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Wenn zumindest eine der frequenzabhängig wirkenden Dämpfventilanordnungen, die bei einer Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung, oder die bei einer Bewegung der Kolbenstange in Druckrichtung frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung außerhalb des Dämpferzylinders angeordnet und mit dem Dämpferzylinderinneren strömungsverbunden ist, wird die frequenzabhängige Einwirkung der Steueranordnung auf die Ventilscheibe unabhängig von der axialen Bewegungsrichtung der Kolbenstange realisiert, ohne dass zusätzlicher axialer Bauraum benötigt wird.
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Es kann vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass sowohl die bei einer Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung, als auch die bei einer Bewegung der Kolbenstange in Druckrichtung frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung außerhalb des Dämpferzylinders angeordnet und mit dem Dämpferzylinderinneren strömungsverbunden ist. Dadurch kann die axiale Länge des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers eingespart werden. Alternativ kann der der axiale Weg der Kolbenstange innerhalb des Dämpferzylinders um die axiale Erstreckung der Dämpfventilanordnung vergrößert werden, ohne die gesamte Baulänge des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers zu ändern.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung außerhalb des Dämpferzylinders angeordnet und mit dem Dämpferzylinderinneren strömungsverbunden ist und dass der Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer derart ausgebildet ist, dass die Dämpfventilanordnung sowohl bei einer Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung als auch bei einer Bewegung der Kolbenstange in Druckrichtung frequenzabhängig wirksam ist. Dadurch kann eine zweite frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung eingespart werden, was die Produktionskosten des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers reduziert.
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Anhang folgender Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden:
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Es zeigen:
- 1: Eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß dem Stand der Technik;
- 2: eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1;
- 3: eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1;
- 4: eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1
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Die 1 zeigt abschnittsweise einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer 1 Mit einer frequenzabhängig agierenden Dämpfventilanordnung 16, gemäß dem Stand der Technik in einer Schnittdarstellung. Dieser umfasst einen Dämpferzylinder 2, sowie eine Kolbenstange 10.
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Gemäß der in 1 dargestellten Ausführung umfasst der Dämpferzylinder 2 ein Behälterrohr 3, sowie ein Innenrohr 4, welche zumindest teilweise mit eine Dämpfmedium befüllt und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei das Behälterrohr 3 einen größeren Querschnitt als das Innenrohr 4 aufweist und dieses in Umfangsrichtung umgreift.
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Die Kolbenstange 10 ist abschnittsweise innerhalb des Dämpferzylinders 2 angeordnet und in Bezug auf die Längserstreckungsachse L des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1 axial beweglich gelagert. Das bedeutet, dass die Kolbenstange in dem Innenrohr 4 des Dämpferzylinders 2 in Druckrichtung D, sowie in Zugrichtung Z verschoben werden kann, wobei diese teleskopisch in den Dämpferzylinder 2 abschnittsweise eintaucht oder aus diesem herausfährt.
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An der Kolbenstange 10 ist ein Dämpferkolben 14 befestigt, welcher den Innenrohrraum 7 in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 8 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9 unterteilt. Zwischen dem Innenrohr 4 und dem Behälterrohr ist ein teilweise mit Dämpfmedium befüllter Ausgleichsraum 11 eingeschlossen.
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Darüber hinaus ist an der Kolbenstange 10 eine frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung 16 angebracht, welche aus einem ersten Dämpfventil 17 und einer ersten Steueranordnung 20 besteht. Das Dämpfventil 17 umfasst einen mit dem Dämpfmedium durchströmbaren Dämpfventilkörper 18, welcher mit einer Ventilscheibe 19 abgedeckt ist, wobei die Ventilscheibe 19 durch eine Steueranordnung frequenzabhängig beeinflusst wird.
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Die Steueranordnung umfasst einen Steuerkolben 23, welcher innerhalb eines Steuerraumes 22 axial verschieblich gelagert ist. Der Steuerraum 22 wird über einen Steuerkanal 21 anregungsfrequenzabhängig mit Dämpfmedium befüllt, wodurch der Steuerkolben 23 verschoben wird und über eine zwischen dem Steuerkolben 23 und der Ventilscheibe 19 angeordnete Federanordnung 24 einen Druck auf die Ventilscheibe 19 erhöht oder mindert. Somit wirkt der Steuerkolben 23 über die Federanordnung 24 auf die Ventilscheibe 19 in deren Schließrichtung ein.
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Die in 1 dargestellte Dämpfventilanordnung 16 ist nur in Zugrichtung Z frequenzselektiv wirksam.
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Die 2 zeigt nun eine erste mögliche, erfindungsgemäß ausgebildete Ausführungsvariante eines Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1. In Unterscheid zur 1 umfasst der in 2 dargestellte Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer 1 zusätzlich zu der, bei einer Bewegung der Kolbenstange in Zugrichtung Z frequenzabhängig wirkenden Dämpfventilanordnung 16 eine weitere, bei einer Bewegung der Kolbenstange 10 in Druckrichtung D frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung 25. Diese ist außerhalb des Innenrohrs 4 des Dämpferzylinders 2 angeordnet und ist mit dem Dämpferzylinderinneren strömungsverbunden. Die Dämpfventilanordnung 25 umfasst einen Dämpfventil 26, welches mit einer Ventilscheibe 28 abgedeckt ist. Innerhalb des Ausgleichsraums 11, zwischen dem Behälterrohr 3 und Innenrohr 4 ist ein erstes Zwischenrohr 5 angeordnet. Dieses umgreift das Innenrohr 4 in Umfangsrichtung und begrenzt radial einen ersten Zwischenrohrraum 12, Der Zwischenrohrraum 12 ist gegenüber dem Ausgleichsraum 11 abgedichtet und ist durch mindestens einen ersten Durchbruch 34 mit den Innenrohrraum 7 strömungsverbunden. Bei einer Bewegung der Kolbenstange 10 in Druckrichtung D Strömt das Dämpfmedium durch den ersten Durchbruch 34 in den ersten Zwischenrohrraum 12, durchströmt das Dämpfventil 26, wobei die Ventilscheibe 28 von dem Dämpfventilkörper 27 durch den Druck des Dämpfmediums etwas abgehoben wird. Durch das Dämpfventil 26 gelangt ein Teil des Dämpfmediums in den Ausgleichsraum 11. Ein anderer Teil des Dämpfmediums strömt durch den Steuerkanal 30 anregungsfrequenzabhängig in den Steuerraum 31, wodurch der Steuerkolben 32 in Richtung der Ventilscheibe 28 verschoben wird und über die Federanordnung 33 eine in Schließrichtung der Ventilschiebe 28 gerichtete Kraft auf die Ventilscheibe 28 einleitet.
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Die in 3 dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet sich von der in 2 abgebildeten Konstruktion in erster Linie dadurch, dass sowohl die, bei der Bewegung der Kolbenstange 10 in Zugrichtung Z frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung 16, als auch die, bei der Bewegung der Kolbenstange 10 in Druckrichtung D frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung 25 außerhalb des Innenrohrs 4 des Dämpferzylinders 2 angeordnet und mit dem Dämpferzylinderinneren strömungsverbunden sind. Dabei ist die Anbindung der zweiten, bei der Bewegung der Kolbenstange 10 in Druckrichtung D frequenzabhängig wirkenden Dämpfventilanordnung 25 analog zu dem in 2 dargestellten Beispiel ausgeführt.
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Zwischen dem Behälterrohr 3 und Innenrohr 4 ist ein zweites Zwischenrohr 5 angebracht, welches das Innenrohr 4 in Umfangsrichtung umgreift und einen zweiten Zwischenrohrraum 13 radial begrenzt. Der Zwischenrohrraum 13 ist gegenüber dem Ausgleichsraum 11 abgedichtet und ist durch den zweiten Durchbruch 35 mit dem Innenrohrraum 7 strömungsverbunden. Bei einer Bewegung der Kolbenstange 10 in Zugrichtung Z Strömt das Dämpfmedium durch den zweiten Durchbruch 34 in den zweiten Zwischenrohrraum 13, durchströmt das Dämpfventil 17, wobei die Ventilscheibe 19 von dem Dämpfventilkörper 18 durch den Druck des Dämpfmediums etwas abgehoben wird. Durch das Dämpfventil 17 gelangt ein Teil des Dämpfmediums in den Ausgleichsraum 11. Ein anderer Teil des Dämpfmediums strömt durch den Steuerkanal 21 anregungsfrequenzabhängig in den Steuerraum 22, wodurch der Steuerkolben 23 in Richtung der Ventilscheibe 19 verschoben wird und über die Federanordnung 24 eine in Schließrichtung der Ventilschiebe 19 gerichtete Kraft auf diese einleitet.
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Eine weitere alternative Ausführung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1 ist in der 4 abgebildet. Diese Ausführungsvariante sieht vor, dass der Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer 1 nur eine frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung 16; 29 umfasst, welche jedoch sowohl bei einer Bewegung der Kolbenstange 10 in Zugrichtung Z, als auch bei einer Bewegung der Kolbenstange 10 in Druckrichtung D frequenzabhängig wirkt.
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Die in 4 dargestellte frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung ist außerhalb des Innenrohrs 4 des Dämpferzylinders 2 angeordnet und mit dem Dämpferzylinderinneren strömungsverbunden.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise der in 4 abgebildeten Ausführungsvariante des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers 1 in Bezug auf die jeweilige Bewegungsrichtung der Kolbenstange 10 erläutert.
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An der Kolbenstange 10 ist ein Dämpferkolben 14 mit einem Rückschlagventil 36 befestigt.
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Bei einer Bewegung der Kolbenstange 10 in Zugrichtung Z wird das Volumen des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums 8 verkleinert und das Volumen des kolbenstangenfernen 9 Arbeitsraums vergrößert. Das Rückschlagventil 36 ist geschlossen. Der Das Dämpfmedium strömt aus dem sich verkleinernden kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 8 durch den ersten Durchbruch 34 in den ersten Zwischenrohrraum 12. Dabei durchströmt das Dämpfmedium das Dämpfventil 17; 26, wobei die Ventilscheibe 19; 28 von dem Dämpfventilkörper 18; 27 durch den Druck des Dämpfmediums etwas abhebt. Durch das Dämpfventil 17; 26 gelangt ein Teil des Dämpfmediums in den Ausgleichsraum 11. Ein anderer Teil des Dämpfmediums strömt durch den Steuerkanal 21; 30 anregungsfrequenzabhängig in den Steuerraum 22; 31, wodurch der Steuerkolben 23; 32 in Richtung der Ventilscheibe 19; 28 verschoben wird und über die Federanordnung 24; 33 eine in Schließrichtung der Ventilschiebe 19; 28 gerichtete Kraft auf diese einleitet. Aus dem Ausgleichsraum 11 gelangt das Dämpfmedium durch das Bodenventil 15 schließlich in der kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9.
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Wenn sich die Kolbenstange 10 in Druckrichtung D bewegt, hebt sich die Rückschlagventilscheibe 38, aufgrund des Dämpfmediumdruckunterschieds zwischen dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 8 und dem kolbenstangenfernem Arbeitsraum 9 etwas von dem Rückschlagventilkörper 37 ab sodass das Dämpfmedium von dem kolbenstangenfernem Arbeitsraum 9 in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 8 strömen kann. Das Bodenventil 15 ist geschlossen. Da der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 8 bereits durch die Kolbenstange 10 selbst teilweise gefüllt ist, strömt aus dem kolbenstangenfernem Arbeitsraum 9 mehr Dämpfmedium in den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 8 hinein, als dieser fassen kann. Der somit entstandene Dämpfmediumüberschuss strömt in diesem Fall aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 8 durch den ersten Durchbruch 34 in den ersten Zwischenrohrraum 12. Dabei durchströmt das Dämpfmedium das Dämpfventil 17; 26, wobei die Ventilscheibe 19; 28 von dem Dämpfventilkörper 18; 27 durch den Druck des Dämpfmediums etwas abhebt. Durch das Dämpfventil 17; 26 gelangt ein Teil des Dämpfmediums in den Ausgleichsraum 11. Ein anderer Teil des Dämpfmediums strömt durch den Steuerkanal 21; 30 anregungsfrequenzabhängig in den Steuerraum 22; 31, wodurch der Steuerkolben 23; 32 in Richtung der Ventilscheibe 19; 28 verschoben wird und über die Federanordnung 24; 33 eine in Schließrichtung der Ventilschiebe 19; 28 gerichtete Kraft auf diese einleitet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer
- 2
- Dämpferzylinder
- 3
- Behälterrohr
- 4
- Innenrohr
- 5
- erstes Zwischenrohr
- 6
- zweites Zwischenrohr
- 7
- Innenrohrraum
- 8
- kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
- 9
- kolbenstangenferner Arbeitsraum
- 10
- Kolbenstange
- 11
- Ausgleichsraum
- 12
- erster Zwischenrohrraum
- 13
- zweiter Zwischenrohrraum
- 14
- Dämpferkolben
- 15
- Bodenventil
- 16
- in Zugrichtung frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung
- 17
- erstes Dämpfventil
- 18
- Dämpfventilkörper
- 19
- Ventilscheibe
- 20
- erste Steueranordnung
- 21
- Steuerkanal
- 22
- Steuerraum
- 23
- Steuerkolben
- 24
- Federanordnung
- 25
- in Druckrichtung frequenzabhängig wirkende Dämpfventilanordnung
- 26
- zweites Dämpfventil
- 27
- Dämpfventilkörper
- 28
- Ventilscheibe
- 29
- zweite Steueranordnung
- 30
- Steuerkanal
- 31
- Steuerraum
- 32
- Steuerkolben
- 33
- Federanordnung
- 34
- erster Durchbruch
- 35
- zweiter Durchbruch
- 36
- Rückschlagventil
- 37
- Rückschlagventilkörper
- 38
- Rückschlagventilscheibe
- 39
- Bodenventilkörper
- 40
- Bodenventilscheibe
- D
- Druckrichtung
- Z
- Zugrichtung
- L
- Längserstreckungsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014210705 A1 [0002, 0004]
- DE 102016216544 A1 [0004]
