DE19757276A1 - Hydraulischer, verstellbarer Schwingungsdämpfer - Google Patents
Hydraulischer, verstellbarer SchwingungsdämpferInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen, verstellbaren Schwingungs
dämpfer für Kraftfahrzeuge, mit einem an einer Kolbenstange befestigten
Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit
gefüllte Kammerhälften unterteilt, wobei in einem parallel zu den Ventilen des
Dämpfungskolbens angeordneten Bypass mindestens ein druckabhängig reagie
rendes Ventil vorgesehen ist und zur Steuerung des Bypasses eine Verstellvor
richtung einen, über ein Druckmedium beaufschlagbarer Steuerkörper vorgese
hen ist.
Es sind bereits derartige Schwingungsdämpfer bekannt (DE 41 05 771 C2), bei
denen ein an einer Kolbenstange befestigter Dämpfungskolben den Arbeitszy
linder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammern unterteilt und bei dem
mindestens ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil zur Steuerung
eines Bypasses vorgesehen ist. Der Steuerkörper arbeitet dabei auf der dem
Bypass entgegengesetzten Seite mit einem elastisch vorgespannten Kolben zu
sammen. Die Rückseite des Steuerkolbens ist mit einer vom Steuerdruck unab
hängigen Kraft in Schließrichtung des Dämpfungsventiles beaufschlagt, wobei
der Steuerdruck gleichzeitig die einander benachbarten, unterschiedlich groß
bemessenen Stirnflächen des Steuerkörpers und des Kolbens beaufschlagt.
Das Zusammenwirken von Kolben und Steuerkörper sieht vor, daß bei Unter
schreitung eines minimalen Steuerdruckes eine sicherheitsrelevante maximale
Dämpfungskraft gestaltet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen, verstellbaren Schwingungs
dämpfer zu schaffen, bei dem ein hydraulischer und/oder pneumatisch verstell
barer Steuerkörper des Dämpfungsventiles eine Dämpfungskraftverstellung ge
währleistet, wobei bei einem Ausfall des Steuerdruckes ein selbsttätiges
Schließen des Bypasses erfolgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Steuerkörper in seinen bei
den Bewegungsrichtungen über entsprechende Ventilsitze am Ventil eine End
position einnehmen kann, in der der Bypass geschlossen ist, wobei eine End
position vom Druckmedium und die andere Endposition vom Systeminnendruck
des Schwingungsdämpfers angesteuert wird.
Bei dieser Lösung ist von Vorteil, daß der Aufwand für eine Magnetspule im
Schwingungsdämpfer entfallen kann, wobei der Steuerkörper von einem pneu
matischen und/oder hydraulischen Steuerdruck beaufschlagt wird. Eine pneu
matische Ansteuerung kann bei den Fahrzeugen besonders einfach realisiert
werden, die bereits mit einer Luftfederung ausgerüstet sind. Bei Nutzkraftfahr
zeugen, die zunehmend mit einer Luftfederung ausgerüstet werden, bietet sich
der Einsatz einer pneumatisch betätigten Verstellvorrichtung an, hierbei ist der
technische Aufwand zur Ansteuerung bzw. pneumatischen Betätigung der Ver
stelleinrichtung relativ gering.
Auch bei Personenkraftwagen mit pneumatischen bzw. hydropneumatischen
Federungssystemen läßt sich eine derartige Verstelleinrichtung problemlos ein
setzen.
Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß bei Ausfall des Steuerdruckes der Steu
erkörper durch den Systeminnendruck des Schwingungsdämpfers axial in eine
Endposition bewegt wird, in der der Bypass geschlossen wird, so daß eine si
cherheitsrelevante maximale Dämpfungskraft geschaltet wird. Die Dämpfung
des Schwingungsdämpfers erfolgt dann nur noch über die Ventile des an der
Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben.
Eine fertigungstechnisch einfache Ausführungsform eines Steuerkörpers sieht
vor, daß der Endbereich des Steuerkörpers einen im Durchmesser größeren
Bereich als der übrige Steuerkörper aufweist. Vorteilhaft ist hierbei, daß der an
sich zylindrisch ausgebildete Steuerkörper einen zylindrischen Ansatz aufweist
und somit direkt mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, im Durchmes
ser kleineren, Bohrungen ein doppelseitig wirkendes Sitzventil bilden kann.
Zur Bildung eines Sitzventiles ist vorgesehen, daß der im Durchmesser größere
Bereich auf einer Seite eine Stirnfläche und auf der entgegengesetzten Seite
eine Ringfläche aufweist, die in etwa rechtwinkelig zur Längsachse des Steuer
körpers verlaufen.
Ein einwandfreies Schließen bzw. Abdichten des Ventiles wird erreicht, indem
die Stirnfläche und/oder die Ringfläche des Steuerkörpers konisch verlaufen.
Zur Unterstützung der sicherheitsrelevanten Schließposition des Steuerkörpers
ist der Steuerkörper in Richtung des Systeminnendruckes durch eine Feder un
terstützt. Diese Feder läßt sich problemlos auf der Stirnfläche des Steuerkörpers
abstützen, so daß bei Ausfall des Steuerdruckes der Systeminnendruck und zu
sätzlich die Feder ein Schließen des Bypasses bewirken.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche
matisch dargestellt.
Es zeigt:
Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer mit einem druckabhängig reagierenden
Dämpfungsventil im Schnitt
Fig. 2 ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil als Einzelteil in ver
größertem Maßstab im Schnitt.
Der in Fig. 1 gezeigte Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus der
Kolbenstange 11, dem Dämpfungskolben 12, der den Arbeitszylinder 13 in eine
obere und eine untere Kammerhälfte unterteilt. Der Dämpfungskolben 12 ist mit
Ventilen 14a und 14b zur Erzeugung einer Dämpfungskraft ausgerüstet. Zusätz
lich ist die obere Kammerhälfte über einen Bypass 5 mit dem Ausgleichsraum 15
verbunden. Die untere Kammerhälfte ist über ein Bodenventil 16 ebenfalls mit
dem Ausgleichsraum 15 verbunden.
Im Bypass 5 wird ein Durchlaß durch einen Steuerkörper 1 beaufschlagt, wobei
der Steuerkörper 1 des druckabhängigen Dämpfungsventiles 4 durch einen ex
ternen Steuerdruck beaufschlagt wird. Das Dämpfungsventil 4 dient der Dämp
fungskraftverstellung, wobei ein Kolben 17 auf den Steuerkörper 1 einwirkt.
In der Fig. 2 ist im vergrößerten Maßstab ein druckabhängiges Dämpfungs
ventil 4 als Einzelheit dargestellt. Der Schwingungsdämpfer 6 zeigt den Arbeits
zylinder 13, den Bypass 5 sowie den Ausgleichsraum 15. Über den Bypass 5 wird
das Dämpfungsventil 4 angeströmt, wobei bei geöffnetem Ventil das Dämp
fungsmittel am Steuerkörper 1 vorbei über die Bohrungen 18 in den Ausgleichs
raum 15 gelangt. Bei geschlossenem Steuerkörper 1 stellt sich eine hohe
Dämpfungskraft ein, da die Dämpfungskraft nur von den Ventilen 14 des
Dämpfungskolbens 12 erzeugt wird. Wird der Steuerkörper teilweise oder ganz
geöffnet, so lassen sich niedrigere Dämpfungskräfte erzielen, diese niedrigen
Dämpfungskräfte werden für eine Komfortstufe benötigt. Der Steuerkörper 1 wird
einerseits über den Druckanschluß 19 und den Kolben 17 von der einen Seite
beaufschlagt, während in entgegengesetzter Richtung der Systeminnendruck
des Schwingungsdämpfers 6 direkt auf der Stirnfläche 8 des Steuerkörpers 1
anliegt. Der im Durchmesser größere Bereich 7 des Steuerkörpers 1 bildet ei
nerseits mit seiner Stirnfläche 8 und dem Ventilsitz 3 die eine Endposition und
über die Ringfläche 9 und dem Ventilsitz 3 die andere Endposition. Bei Bewe
gung des Steuerkörpers 1 in Richtung der Längsachse 10 verschließt der Steu
erkörper 1 in der einen und in der anderen Endposition den Bypass 5.
Im Fahrbetrieb liegt auf dem Kolben 17 ein externer Steuerdruck an, so daß sich
durch einen entsprechenden Gegendruck durch den Systeminnendruck an der
Stirnfläche 8 ein Gleichgewicht am Steuerkörper 1 einstellt, der dann am Ven
tilsitz 3 und/oder am Ventilsitz 2 einen entsprechenden Dämpfungsquerschnitt
freigibt. Ein Verschließen des Bypasses läßt sich dadurch erzielen, indem der
externe Steuerdruck wesentlich höher als der Systeminnendruck ist, dann ver
schließt der Steuerkörper 1 am Ventilsitz 3 den Bypass oder der externe Steuer
druck fällt aus und durch einen entsprechenden Systeminnendruck an der Stirn
fläche 8 verschließt der Steuerkörper 1 am Ventilsitz 2 ebenfalls den Bypass.
Diese letztgenannte Position stellt die sicherheitsrelevante Schaltung dar, indem
bei Ausfall des externen Steuerdrucks die höchstmögliche Dämpfungskraft ein
gestellt ist.
1
Steuerkörper
2
Ventilsitz
3
Ventilsitz
4
Ventil
5
Bypass
6
Schwingungsdämpfer
7
größerer Bereich
8
Stirnfläche
9
Ringfläche
10
Längsachse
11
Kolbenstange
12
Dämpfungskolben
13
Arbeitszylinder
14
Ventile
15
Ausgleichsraum
16
Bodenventil
17
Kolben
18
Bohrungen
19
Druckanschluß
Claims (5)
1. Hydraulischer, verstellbarer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, mit ei
nem an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeits
zylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammerhälften unterteilt,
wobei in einem parallel zu den Ventilen des Dämpfungskolbens angeordne
ten Bypass mindestens ein druckabhängig reagierendes Ventil vorgesehen ist
und zur Steuerung des Bypasses eine Verstellvorrichtung einen, über ein
Druckmedium beaufschlagbarer Steuerkörper vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkörper (1) in seinen beiden Bewegungsrichtungen über ent
sprechende Ventilsitze (2, 3) am Ventil (4) eine Endposition einnehmen kann,
in der der Bypass (5) geschlossen ist, wobei eine Endposition vom Druckme
dium und die andere Endposition vom Systeminnendruck des Schwingungs
dämpfers (6) angesteuert wird.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Endbereich des Steuerkörpers (1) einen im Durchmesser größeren
Bereich (7) als der übrige Steuerkörper (1) aufweist.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der im Durchmesser größere Bereich (7) auf einer Seite eine Stirnfläche
(8) und auf der entgegengesetzten Seite eine Ringfläche (9) aufweist, die in
etwa rechtwinkelig zur Längsachse (10) des Steuerkörpers (1) verlaufen.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnfläche (8) und/oder die Ringfläche (9) konisch verlaufen.
5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkörper (1) in Richtung des Systeminnendrucks durch eine Fe
der unterstützt ist.
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Legal Events
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