DE10323952A1 - Schwingungsdämpfer mit temperaturkompensierter Dämpfungscharaktersitik - Google Patents

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend einen Ventilkörper zwischen zwei zumindest teilweise mit Dämpfmedium gefüllten Räumen, mit mindestens einem ersten Dämpfventil, wobei zu diesem Ventil zwischen den besagten Räumen ein Bypass ausgeführt ist, der an ein weiteres Dämpfventil angeschlossen ist, wobei das weitere Dämpfventil in Abhängigkeit eines temperaturabhängigen Ventilelements ansteuerbar ist, wobei das weitere Dämpfventil als ein Schieberventil ausgeführt ist, dessen Drosselschieber von dem temperaturabhängigen Ventilelement bewegt wird.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
• Aus der DE 36 05 207 A1 ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, der einen Ventilkörper zwischen einem ersten und einem zweiten zumindest teilweise mit einem Dämpfmedium gefüllten Raum aufweist. Die Räume können als Arbeitsräume oder auch als ein Ausgleichsraum fungieren, in Abhängigkeit davon, ob der Ventilkörper als Kolben an der Kolbenstange oder als Bodenventil zwischen einem Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum angeordnet ist.
• Unabhängig von der räumlichen Anordnung verfügt der Ventilkörper über ein Dämpfventil, dem ein Bypass parallel zugeordnet ist, dessen Durchlass über ein temperaturabhängig Ventilelement schaltbar ist. Das Ventilelement wird von einer Bimetallfeder gebildet, die mit ihrer Oberfläche direkt auf eine Anschlussöffnung des Bypasses in der Form eines Sitzventils wirkt. Der nutzbare Querschnitt des Bypasses wird von einer separaten Öffnung innerhalb des Ventilelements bestimmt, so dass das Ventilelement selbst nur eine einfache Schalterfunktion übernimmt. Diese Schalterfunktion stellt sich als Sprung innerhalb einer Dämpferkennlinie dar, wobei dieser Sprung u. U. den Anforderungen an den momentanen Dämpfkraftbedarf nicht gerecht wird.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache temperaturabkompensierte Dämpfkraftcharakteristik zu erreichen, die zumindest mehr als zwei Kennlinien ermöglicht.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das weitere Dämpfventil als ein Schieberventil ausgeführt ist, dessen Drosselschieber von dem temperaturabhängigen Ventilelement bewegt wird.
• Ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Ausführung in Form eines Schieberventils mit vergleichsweise geringem Aufwand beliebige Zwischenstellung des weiteren Dämpfventils realisierbar sind. Des weiteren wirken bei dem Schieberventil keine Druckkräfte in Strömungsrichtung auf den Ventilkörper, so dass die Stellkräfte des temperaturabhängigen Ventilelements vergleichsweise klein sein können.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Bypass im Ventilkörper ausgeführt und der Drosselschieber auf einem Führungsteil axial beweglich gelagert. Der Ventilkörper und das Führungsteil können getrennte Bauteile sein, so dass u. U. nur sehr geringe Änderungen an einem bestehenden Ventilkörper vorgenommen werden müssen.
• In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind das Führungsteil und eine Schieberventilöffnung des Bypasses in einem rechten Winkel zueinander ausgeführt. Der Drosselschieber kann auf dem Führungsteil eine axiale Hubbewegung ausführen, die technisch leichter umzusetzen ist als eine Drehbewegung.
• Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch erstreckt sich das Führungsteil parallel zur Längsachse des Schwingungsdämpfers. So bildet beispielsweise eine Kolbenstange das Führungsteil. Im Vergleich zu einem konventionellen Schwingungsdämpfer muss kein zusätzliches Bauteil zur Führung des Drosselschiebers eingesetzt werden.
• Des weiteren weist das erste Dämpfventil eine Ventilscheibe auf, die das temperaturabhängige Ventilelement trägt. Bei bekannten Ventilelementen werden sehr häufig Ventilscheiben eingesetzt, da sie die gewünschten Dämpfkraftkennlinien erzeugen. Vielfach kommt auch eine Stützscheibe zur Anwendung, die die Abhubbewegung der elastischen Ventilscheiben begrenzt. Insbesondere die starre Stützscheibe ist als Befestigungsbasis für das temperaturabhängige Ventilelement geeignet.
• Um die Dämpfkraft des weiteren Dämpfventils den Anforderungen an einen bestimmten Schwingungsdämpfertyp anzupassen, ist das Führungsteil zu einer Ausgangsstellung des Drosselschiebers einstellbar. Man verschiebt praktisch den Regelbereich des Drosselschiebers bezogen auf die Schieberventilöffnung.
• Besonders einfach erfolgt die Einstellung, indem zwischen dem Führungsteil und dem Ventilkörper eine beliebige Anzahl von Ausgleichsscheiben angeordnet ist.
• Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
• Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1 mit einem dämpfmediumgefüllten Zylinder 3, in dem eine Kolbenstange 5 zusammen mit einem Kolben 7 axial beweglich angeordnet ist. Der Kolben trennt den Zylinder in einen ersten oberen Arbeitsraum 9 und einen zweiten unteren Arbeitsraum 11 bezogen auf den Kolben, wobei der Kolben einen Kolbenring 13 trägt. Innerhalb des Kolbens sind Durchlasskanäle 15; 17 angeordnet, die endseitig von mindes tens einer Ventilscheibe 19; 21 abgedeckt werden, so dass ein Durchlasskanal, bzw. eine Gruppe von Durchlasskanälen nur in eine Richtung durchströmt werden kann. Der Kolben 7 ist auf einem Kolbenstangenzapfen 23 ortsfest angeordnet. Auf der Kolbenoberseite ist am Innendurchmesser die elastische Ventilscheibe 19 verspannt, deren maximaler Abhub von einer Stützscheibe 25 begrenzt wird. Auf einem inneren Teilkreis ist mindestens ein Durchlasskanal 17 für eine Kolbenstangenbewegung in Richtung des oberen Arbeitsraums angeordnet, wobei die dünne Ventilscheibe 21 zusammen mit einem massiven Ventilring 27 gegen die Kraft einer Schraubendruckfeder 29 von einer Ventilsitzfläche 31 abheben kann. Der Ventilring 27 wird von einer Befestigungsmutter 33 des Kolbens zentriert, wobei ein zwischen der Ventilscheibe und dem Ventilring angeordneter Dichtring 35 eine Leckage zur Befestigungsmutter verhindert. Die Schraubenfeder 29 wird von einem Schraubelement 37 gehalten, das eine gestufte Außenkontur aufweist. Dieser Aufbau entspricht einem konventionellen Schwingungsdämpfer. Die Durchlasskanäle 15; 17 mit den Ventilscheiben 19; 21 stellen jeweils erste Dämpfventile im Sinne der Erfindung dar.
• Zusätzlich verfügt der Schwingungsdämpfer über ein weiteres Dämpfventil 39. Innerhalb des Kolbens 7, der auch als Ventilkörper zu betrachten ist, ist ein Bypass ausgeführt, der die beiden Arbeitsräume 9; 11 miteinander verbindet und den ersten Dämpfventilen funktional parallel geschaltet ist. Das weitere Dämpfventil ist als Schieberventil ausgeführt, dessen Drosselschieber 43 von einem temperaturabhängigen Ventilelement 45 betätigt wird. Als temperaturabhängiges Ventilelement ist eine Bimetallscheibe vorgesehen, deren Schirmung sich temperaturabhängig ändert. Der Drosselschieber ist auf einem Führungsteil axial beweglich gelagert und steuert eine Schieberventilöffnung 47 des Bypasses, wobei die Schieberventilöffnung und das Führungsteil, in diesem Fall die Kolbenstange 5, in einem rechten Winkel zueinander ausgeführt sind. Damit erstreckt sich das Führungsteil, nämlich die Kolbenstange 5 auch parallel zur Längsachse des Schwingungsdämpfers.
• Das temperaturabhängige Ventilelement wird von der Stützscheibe 25 getragen, wobei die Stützscheibe einen zumindest partiell eingerollten äußeren Rand 49 aufweist, so dass auch eine radiale Zentrierung des Ventilelements zum Führungsteil gegeben ist. Der Innendurchmesser des temperaturabhängigen Ventilelements trägt den Drosselschieber, der einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Ein Sicherungsring 51 wiederum fixiert den Drosselschieber zum temperaturabhängigen Ventilelement.
• Der nutzbare Querschnitt 53 der Schieberventilöffnung des Bypasses bestimmt die Dämpfkraft des weiteren Ventils. In Abhängigkeit der momentanen Betriebstemperatur innerhalb des Zylinders verändert sich die Schirmung des temperaturabhängigen Ventilelements 45, wodurch der Drosselschieber 43 auf dem Führungsteil die Axialbewegung ausführt und damit auch den nutzbaren Querschnitt 53 der Schieberventilöffnung 47 festlegt.
• Verschiedene Schwingungsdämpfertypen verlangen häufig nach einer angepassten Dämpfkraftkennlinie des weiteren Dämpfventils. Diese Anpassung erfolgt einfach dadurch, dass das Führungsteil 5 zu einer Ausgangsstellung des Drosselschiebers 43 einstellbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden dafür zwischen dem Führungsteil 5 und dem Ventilkörper 7, also der Kolbenstange und dem Kolben, beliebig viele Ausgleichsscheiben 55 angeordnet, wodurch der Drosselschieber relativ zur Schieberventilöffnung 47 verlagert wird.
• Das erste Ventil 15; 19 oder 17; 21; 27; 29 bestimmt vorwiegend die Dämpfkraftkennlinie im mittleren und höheren Kolbenstangengeschwindigkeitsbereich. Der für das Komfortempfinden besonders wichtige Geschwindigkeitsbereich bei langsamer Kolbenstangenbewegung wird von dem relativ kleinen nutzbaren Querschnitt 53 der Schieberventilöffnung 47 bestimmt. Bei niedrigen Temperaturen und einer entsprechend großen Zähigkeit des hydraulischen Dämpfmediums im Zylinder gibt der Drosselschieber einen größeren Querschnitt frei. Damit wird die vorhandene Zähigkeit des Dämpfmediums, die ansonsten zu einer größeren Dämpfkraft als gewünscht führen würde, kompensiert. Andererseits wird bei einer sehr geringen Zähigkeit bei sehr heißem Dämpfmedium der nutzbare Querschnitt der Schieberventilöffnung reduziert, indem das temperaturabhängige Ventilelement eine geänderte Schirmung einnimmt und den Drosselschieber eine Axialbewegung ausführen lässt, so dass auch diese ansonsten auftretende Dämpfkraftverschiebung kompensiert wird.
• Das weitere Dämpfventil 39 ist sowohl für die Verdrängung des Dämpfmediums bei ein- und ausfahrender Kolbenstange nutzbar, da der Bypass 41 ebenfalls in beiden Richtungen durchströmt werden kann.

Claims (8)

1. Schwingungsdämpfer, umfassend einen Ventilkörper zwischen zwei zumindest teilweise mit Dämpfmedium gefüllten Räumen mit mindestens einem ersten Dämpfventil, wobei zu diesem Ventil zwischen den besagten Räumen ein Bypass ausgeführt ist, der an ein weiteres Dämpfventil angeschlossen ist, wobei das weitere Dämpfventil in Abhängigkeit eines temperaturabhängigen Ventilelements ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfventil (39) als ein Schieberventil ausgeführt ist, dessen Drosselschieber (43) von dem temperaturabhängigen Ventilelement (45) bewegt wird.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (41) im Ventilkörper (7) ausgeführt ist und der Drosselschieber (43) auf einem Führungsteil (5) axial beweglich gelagert ist.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (5) und eine Schieberventilöffnung (47) des Bypasses (41) in einem rechten Winkel zueinander ausgeführt sind.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Führungsteil (5) parallel zur Längsachse des Schwingungsdämpfers (1) erstreckt.
5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kolbenstange (5) das Führungsteil bildet.
6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Dämpfventil (15; 19; 25) eine Ventilscheibe (25) aufweist, die das temperaturabhängige Ventilelement (45) trägt.
7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (5) zu einer Ausgangsstellung des Drosselschiebers (43) einstellbar ist.
8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungsteil (5) und dem Ventilkörper (7) eine beliebige Anzahl von Ausgleichsscheiben (55) angeordnet ist.