DE3446133A1

DE3446133A1 - Schwingungsdaempfer mit veraenderbarer daempfkraft

Info

Publication number: DE3446133A1
Application number: DE19843446133
Authority: DE
Inventors: Felix Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Wößner
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1984-12-18
Filing date: 1984-12-18
Publication date: 1986-06-19
Also published as: GB8530562D0; FR2574888A1; US4671392A; DE3446133C2; GB2168455B; FR2574888B1; GB2168455A; US4706787A

Description

PICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFURT ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12 445

PATENT- UND C-EBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfkraft

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfkraft für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1,

DämpfVentileinrichtungen für Schwingungsdämpfer, die eine zweifache Verstellung ermöglichen, sind beispielsweise durch die DE-OS 2 119 531 und die DE-OS 3 303 293 bekannt. Insbesondere die DE-OS 2 119^-531 zeigt zwei in Reihe geschaltete Dämpfventilsysterne mit einem absperrbaren Bypaßkanal, welcher zur überbrückung eines Dämpfventilsystems dient, Nachteilig ist dabei, daß nicht wahl~ weise das eine oder das andere Dämpfventilsystem angesteuert wer*- den kann. Somit ist eine exakte Auslegung der geforderten Kennlinie für den jeweiligen Einsatzfall nicht möglich,

Im wesentlichen wird bei diesen bekannten Schwingungsdämpfern die Dämpfkennlinie lediglich zwischen der Einstellung mit weicher und der mit harter Dämpfung geändert. Um das Fahrverhalten von Fahrzeugen zu optimieren, ist eine von außen beeinflußbare Dämpfkraftänderung für mehr als zwei Stufen erwünscht, Geringe Dämpfkräfte werden bei langsamer Fahrt, z. B, bei Stadtfahrten, bis 50 km/h, mittlere Dämpfkräfte auf Landstraßen bis 100 km/h und hohe Dämpfkräfte bei schnellen Autobahnfahrten ab 120 km/h erwünscht. Eine geringe, d, h., sehr weiche Dämpfung wird für den langsamen Fahrbereich nur nach Komfortmaßstäben ausgelegt, jedoch wird ein Fahrzeug mit dieser Einstellung bei schnellen Fahrten unsicher und untauglich. Für solche Fälle ist eine automatische Veränderung der Dämpfung, vorzugsweise in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit, vorzusehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, dessen von außen beeinflußbare Dämpfkraft in wenigstens drei Stufen veränderbar ist, wobei der jeweiligen Stufe ein vorgegebener, gewünschter Dämpfkraftverlauf zugeordnet werden kann. Die Änderung der Dämpfkraft soll dabei mit möglichst einfachen Mitteln durchführbar sein, wobei eine hohe Funktionssicherheit für die Einstellung der jeweils geforderten Dämpfkennlinie gefordert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf einfache Weise dadurch gelöst, daß der Bypaßkanal beide in Reihe geschaltete Dämpfventilsysteme überbrückt und äußere Durchlaßquerschnitte aufweist, welche in die von der Dämpfventileinrichtung getrennten Räume münden, und daß der Bypaßkanal weitere mittige Durchlaßquerschnitte besitzt, welche zwischen den Dämpfventilsystemen angeordnet sind, wobei mindestens zwei Durchlaßquerschnitte absperrbar ausgebildet sind. Dadurch ist es möglich, sowohl das eine als auch das andere Dämpfventilsystem exakt anzusteuern und dadurch zwei voneinander unabhängige Druck- und Zugkennlinien, die dem jeweils geforderten Dämpfkraftverlauf angepaßt sind, zu verwirklichen, während in einer dritten Stufe ein Dämpfkraftverlauf geschaffen wird, der sich aus der Summe der Druck-» und Zμgkennlinien der beiden in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme ergibt, wobei in dieser Stufe der Bypaßkanal verschlossen ist. Die Ansteuerung von zwei Durchlaßquerschnitten ergibt eine sehr hohe Funktionssicherheit für die Einstellung der Jeweils geforderten Dämpfkennlinie,

Bei Anordnung von zwei mittigen Durchlaßquerschnitten ist es ohne weiteres möglich, diese getrennt anzusteuern und damit die dreistufige Dämpfkraftveränderung zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist es - wie ein Merkmal der Erfindung zeigt **, wenn die mit dem Bypaßkanal in Verbindung stehenden, äußeren Durchlaßquerschnitte absperrbar ausgebildet sind, während die mittig angeordneten Durchlaßquerschnitte einen ständig offenen Durchlaß bilden. Auf diese Weise können die mittig angeordneten Durchlaßquerschnitte sehr einfach durch eine oder mehrere in den Bypaßkanal mündende öffnung(en) gebildet sein, die in einer Querschnittsebene liegt bzw, liegen, so daß die der Dämpfkraftänderung dienende Dämpfventileinrichtung in axialer Richtung relativ kurz ausgebildet werden kann. Dabei werden erfindungsgemäß die der Absperrung der Durch-

laßquerschnitte'dienenden Steuerelemente durch Schieberventile gebildet, die in ihrer Ausbildung einfach sind und ein problemloses Ansteuern zum Absperren der Durchlaßquerschnitte aufweisen.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung sind die Schieberventile durch Axialschieber gebildet, die mit einer axial beweglichen Steuerstange in Wirkverbindung stehen. Hierbei ist erfindungsgemäß jeder Axialschieber von einer Feder beaufschlagt, welche diesen ohne Einwirkung der Verstellkraft der Steuerstange in Schließstellung des entsprechenden Durchlaßquerschnittes bringt, wobei für jeden Axialschieber zur Begrenzung der Axialbewegung ein Anschlag im Bypaßkanal angeordnet ist. Eine sehr einfache Wirkverbindung zwischen der Steuerstange und den jeweiligen Axialschiebern wird entsprechend weiteren Merkmalen der Erfindung dadurch erhalten, daß die von der Verstelleinrichtung betätigte Steuerstange für jeden Axialschieber mit einem Anschlag versehen ist. Dadurch wird erreicht, daß bei Betätigung des einen Axialschiebers der Anschlag an diesem angreift, während der andere Axialschieber außer Wirkeingriff mit dem zugeordneten Anschlag ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schieberventile durch Drehschieber gebildet. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Drehschieber auf einer gemeinsamen Betätigungswelle angeordnet sind und die wahlweise Absperrung der Durchlaßquerschnitte vorzugsweise durch Rechts- bzw, Linksdrehung der Betätigungswelle erfolgt. Durch entsprechende Anordnung der Durchlaßquerschnitte zu den Drehschiebern wird erreicht, daß wahlweise der eine oder andere Durchlaßquerschnitt oder beide Durchlaßquerschnitte verschlossen werden können,

Sowohl die Ausführungsform mit Axialschiebern als auch diejenige mit Drehschiebern ist mit einer sehr einfachen," auf die Steuerstange bzw, die Betätigungswelle wirkenden Verstelleinrichtung verbunden, die lediglich - wie ein J-ierkmal der Erfindung zeigt durch einen Elektroantrieb gebildet wird. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, statt des Elektroan'triebes eine andere bekannte Verstellung vorzusehen, z. B, eine mechanische, pneumatische oder hydraulische,

- Mr-

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung stehen die Schieberventile zusätzlich zur Verstelleinrichtung mit einer Rückstelleinrichtung in Verbindung, welche ein Schließen der Durchlaßquerschnitte bei stromloser Verstelleinrichtung bewirkt. Durch diese Maßnahme wird in jedem Falle gewährleistet, daß auch bei Ausfall der Verstelleinrichtung der Schwingungsdämpfer mit hohen Dämpfkräften arbeitet, so daß das Fahrzeug in jedem Fahrzustand sicher zu fahren ist. Diese Rückstelleinrichtung wird auf einfache Weise durch mindestens eine mechanische Feder gebildet.

Bezüglich der Anordnung der mit veränderbarer Dämpfkraft arbeitenden Dämpfventileinrichtung ist eine relativ große Freizügigkeit gewährleistet. So ist es ohne weiteres möglich, daß die mit veränderbarer Dämpfkraft versehene Dämpfventi!einrichtung im Innern des Schwingungsdämpfers angeordnet ist, wobei entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die beiden in Reihe geschalteten Därapfventilsysteme durch zwei mit Dämpfventilen versehene Kolben gebildet werden, die auf einer Kolbenstange befestigt sind,, während der die Dämpfventilsysteme überbrückende Bypaßkanal von einem Hohlraum der Kolbenstange gebildet ist und dieser Hohlraum ebenfalls die Schieberventile, die Verstelleinrichtung und ggf. die Rückstelleinrichtung aufnimmt.

Wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeigt,.ist es ohne weiteres möglich, daß die beiden in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme in einem räumlich vom Behälter getrennten und mittels einer Verbindungsleitung verbundenen Gehäuse angeordnet sind und dieses Gehäuse ebenfalls den die Dämpfventilsysteme überbrückenden Bypaßkanal, die Schieberventile, die Verstelleinrichtung und ggf. die Rückstelleinrichtung aufnimmt, während einerseits der Dämpfventilsysteme eine zum Behälter führende Verbindungsleitung in das Gehäuse mündet und andererseits der Dämpfventilsysteme eine Anschlußleitung im Gehäuse angeordnet ist, die zu einem Druckbehälter führt, welcher den zweiten Raum aufnimmt,

Die in ihrer Dämpfkraft veränderbare Dämpfventileinrichtung eignet sich nicht nur für Zweirohr-Schwingungsdämpfer mit und ohne Bodenventil sowie drucklos und mit Gasdruckvorspannung, sondern auch für Einrohrschwingungsdämpfer mit Gasvorspannung,

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Zweirohr-Schwingungsdämpfers im Längsschnitt}

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Zweirohr-Schwingungsdämpfers mit einer durch Drehschieber gesteuerten Dämpfventileinrichtung im Längsschnitt^

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2; Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2-₃

Fig. 5 eine Ausführungsform einer dämpfkraftveränderlichen Dämpf-Ventileinrichtung mit geringer axialer Erstreckung im Längsschnitt^

Fig. 6 eine mit einer Rückstelleinrichtung versehene Dämpfventileinrichtung eines Zweirohr-Schwingungsdämpfers ini Längsschnittj

Fig. 7 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie' VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie VIII-VIII in Fig. 6j

Fig. 9 eine Ausführungsform der Dämpfventileinrichtung, die von einer zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrzeugachse angeordneten Baueinheit räumlich getrennt angeordnet ist.

Bei dem in Fig. 1 teilweise gezeigten Zweirohr-Schwingungsdämpfer ist im Schwingungsdämpferbehälter 1 koaxial ein Zylinder 3 angeordnet, wobei eine aus einem Ansatz und einem zylindrischen Teil bestehende Kolbenstangenbaueinheit 2 in einer Kolbenstangenführung geführt und mittels einer Kolbenstangendichtung nach außen abgedichtet ist. In einem nicht eingezeichneten Fahrzeug ist beispielsweise die Kolbenstangenbaueinheit 2 mit dem Fahrzeugaufbau und der Schwingungsdämpferbehälter 1 mit der Fahrzeugachse verbunden, so daß durch Relativbewegung von Fahrzeugaufbau zur Fahr-

zeugachse die Kolbenstangenbaueinheit 2 eine Axialbewegung im Zylinder 3 ausführt. Eine Dämpfventileinrichtung wird durch ein erstes Dämpfventilsystem 4 und ein zweites Dänpfventilsystem 5 gebildet, die-fest auf dem Ansatz der Kolbenstangenbaueinheit 2 befestigt und als Kolben des Schwingungsdämpfers ausgebildet sind. Im Ansatz der Kolbenstangenbaueinheit 2 ist ein Bypaßkanal 6 zentral angeordnet, der die beiden in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme 4 und 5 überbrückt, wobei ein oberer, äußerer Durchlaßquerschnitt 7 und ein unterer, äußerer Durchlaßquerschnitt 8 sowie ein mittiger Durchlaßquerschnitt 9 in den Bypaßkanal 6 münden. In der den Bypaßkanal 6 bildenden zentralen Bohrung befindet sich ein oberer Axialschieber 12 und ein.unterer Axialschieber 13, wobei der obere Axialschieber 12 durch eine Feder 14 gegen einen im Bypaßkanal 6 angeordneten Anschlag 17 gedrückt wird, während der untere Axialschieber 13 unter Einwirkung einer Feder 15 gegen einen unteren Anschlag 18 anliegt. Oberhalb der Dämpfventilsysteme 4 und 5 befindet sich ein Arbeitsraum 10, während unterhalb ein Arbeitsraum 11 angeordnet ist, wobei diese Arbeitsräume 10 und 11 mit Dämpfflüssigkeit gefüllt sind. Ein in einem Hohlraum der Kolbenstangenbaueinheit 2 angeordneter, als Elektroantrieb dienender Elektromagnet 21 ist mit einer Steuerstange 16 verbunden, wobei auf.dieser Steuerstange 16 ein mit dem oberen Axialschieber 12 zusammenwirkender Anschlag 19 vorgesehen ist, während die Steuerstange 16 zum Betätigen des unteren Axialschiebers 13 eine Anschlagfläche 20 aufweist, Durch Erregen des im Hohlraum 22 der Kolbenstangenbaueinheit 2 angeordneten Elektromagneten 21 kann die Steuerstange 16 sowohl nach oben gezogen oder nach unten gedrückt werden. In jeder Bewegungsrichtung der Steuer stange 16 wird jeweils nur ein Axialschieber 12 oder 13 betätigt, d, h,, es wird jeweils nur ein äußerer Durchlaßquerschnitt 7 bzw, 8 freigegeben.

In der eingezeichneten Stellung ist der Elektromagnet 21 nicht erregt und die Steuerstange 16 befindet sich in ihrer Mittellage, so daß sowohl der obere Axialschieber 12 den äußeren Durchlaßquerschnitt 7 als auch der untere Axialschieber 13 den unteren Durchlaßquerschnitt 8 verschließt. Die Axialschieber 12 und 13 werden durch die Federn 14 und 15 in diese Schließstellung gedrückt, Bei Axialbewegung der Kolbenstangenbaueinheit 2 im Zylinder 3 wird die in den Arbeitsräumen 1.0 bzw, 11 verdrängte Dämpf-

flüssigkeit durch die beiden Dämpfventilsysteme 4 und 5 gedämpft, so daß in dieser Stellung die maximale Dämpfwirkung erzielt wird.

Wird durch den Elektromagneten 21 die Steuerstange 16 nach unten gedrückt, so wird die Verstellkraft über die Anschlagfläche 20 auf den unteren Axialschieber 13 übertragen und dieser entgegen der Kraft der Feder 15 nach unten verschoben, wodurch der äußere Durchlaßquerschnitt 8 geöffnet wird. In dieser Stellung strömt beispielsweise aus dem Arbeitsraum 10 die Dämpfflüssigkeit durch das erste Dämpfyentilsystem 4 und dann über die im Distanzstück 23 angeordneten· Bohrungen und den mittigen Durchlaßquerschnitt 9 in den Bypaßkanal 6 und von dort über den geöffneten, äußeren Durchlaßquerschnitt 8 in den Arbeitsraum 11, so daß lediglich die Dämpfwirkung des Dämpfventilsystems 4 wirksam ist, da der Bypaß»- kanal 6 im Querschnitt so groß gewählt ist, daß hierdurch keine nennenswerte Dämpfkraft entsteht. Durch entsprechende Auslegung des ersten Dämpfyentilsystems 4 kann in dieser Stellung eine geringe Dämpfkraft erzielt werden, die beispielsweise dem langsamen Fahrbereich, bei Stadtfahrten bis 50 km/h zugeordnet ist.

Wird durch den Elektromagneten 21 die Steuerstange 16 nach oben gezogen, so verschließt zuerst der untere Axialschieber 13 unter Einwirkung der Kraft der Feder 15 den äußeren Durchlaßquerschnitt 8 und kommt am Anschlag 18 zur Anlage, Das. weitere Verschieben der Steuerstange 16 nach oben über die Mittellage bewirkt, daß der Anschlag 19 am oberen Axialschieber 12 zur Anlage kommt und diesen entgegen der Kraft der Feder 14 nach oben verschiebt, während sich die Anschlagfläche 20 yom unteren Axialschieber 13 abhebt, Durch das Nachobenschieben des Axialschiebers 12 wird der äußere Durchlaßquerschnitt 7 geöffnet und mit dem Bypaßkanal 6 verbunden, so daß eine Ausfahrbewegung der Kolbenstangenbaueinheit 2 bewirkt, daß Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 10 über den äußeren Durchlaßquerschnitt 7 und den Bypaßkanal 6 sowie den mittigen Durchlaßquerschnitt 9 und das zweite Dämpfventilsystem 5 in den Arbeitsraum 11 verdrängt wird. Da beispielsweise dieses zweite Dämpfventilsystem 5 in der Kennlinie so ausgelegt ist, daß es die für Geschwindigkeiten bis 100 km/h gewünschten Dämpfkrafte erzeugt, wird eine zweite Stufe für die Dämpfwirkung in dieser Stellung erhalten.

Bei stromlosem Elektromagneten 21 wird anschließend infolge der Kraft der Feder 14 der obere Axialschieber 12 zur Anlage am Anschlag 17 gebracht und dadurch der äußere Durchlaßquerschnitt 7 verschlossen. Nach wie vor ist auch der untere Axialschieber 13 geschlossen, so daß jetzt wieder die volle Dämpfwirkung der beiden in Reihe geschalteten Dämpfventi!systeme 4 und 5 vorhanden ist. Damit ist die Dämpfkrafteinstellung geschaffen, die hohen Autobahngeschwindigkeiten ab 120 km/h zugeordnet wird und die dritte Stufe darstellt. Im übrigen ist ersichtlich, daß bei Nichterregen des Elektromagneten 21 automatisch die höchste Dämpfkraftstufe eingestellt wird, da die Federn 14 und 15 die Axialschieber 12 und 13 automatisch in die geschlossene Stellung bringen und die äußeren Durchlaßquerschnitte 7 und 8 verschließen. Dementsprechend ist bei einem Ausfall des Elektromagneten 21 beispielsweise durch Stromunterbrechung - gewährleistet, daß das Fahrzeug in jedem Fahrzustand sicher zu fahren ist, wobei dann allerdings in niederen Geschwindigkeiten Komfort einbüßen hinzu** nehmen sind.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig, 1 im wesentlichen dadurch, daß die Betätigung der äußeren Durchlaßquerschnitte 7 und 8 durch Drehschieber 24 und 25 erfolgt. Auch in dieser Ausführungsform sind die Dämpfventilsysteme 4 und 5 als Kolben ausgebildet, die auf der Kolbenstangenbaueinheit 2 befestigt sind. Auch der Bypaßkanal 6 kann die beiden Dämpfventilsysteme 4 und 5 überbrücken, wobei der äußere Durchlaß* querschnitt 7 in den Arbeitsraum 10 und der andere äußere Durchlaßquerschnitt 8 in den Arbeitsraum 11 mündet. Die Drehschieber 24 und 25 sind auf einer gemeinsamen Betätigungswelle 26 drehfest verbunden, wobei diese Betätigungswelle 26 mit einem vorzugsweise aus Motor und Getriebe bestehenden Elektroantrieb 27 in Verbindung steht, der im Hohlraum der Kolbenstangenbaueinheit 2 angeordnet ist. Das wahlweise öffnen und Schließen der in den Bypaßkanal 6 mündenden äußeren Durchlaßquerschnitte 7 und 8 erfolgt durch Verdrehen der Drehschieber 24 und 25, wobei entsprechende öffnungen der Drehschieber 24 und 25 mit den Durchlaßquerschnitten 7 und 8 zusammenwirken,

Bei der in Fig. 2 gezeigten Stellung der Drehschieber 24 und 25 ist der äußere Durchlaßquerschnitt 7 verschlossen, während der

äußere Durchlaßquerschnitt 8 geöffnet ist. Die Dämpfung erfolgt beispielsweise bei Verkleinerung des Arbeitsraumes 10 dadurch, daß die Dämpfflüssigkeit durch das erste Dämpfventilsystem 4 fließt, anschließend über den mittigen Durchlaßquerschnitt 9 das zweite Dämpfventilsystem 5 umgeht und über den äußeren Durchlaßquerschnitt 8 in den Arbeitsraum 11 strömt. Die Dämpfwirkung der Kolbenstangenbewegung wird somit lediglich durch das Dämpfventilsystem 4 bewirkt. Die Figuren 3 und 4 zeigen die Stellung der Drehschieber 24 und 25 für diese vorbeschriebene erste Stufe der Dämpfung,

Bei Drehung der Betätigungswelle 26 durch den Elektromotor 27 um 90° öffnet der Drehschieber 24 den äußeren Durchlaßquerschnitt 7 zum Bypaßkanal 6, während der untere Drehschieber 25 den äußeren Durchlaßquerschnitt 8 verschließt. Nun strömt beispielsweise die Dämpfflüssigkeit aus dem Raum 10 über den äußeren Durchlaßquerschnitt 7j den Bypaßkanal 6 und den mittigen Durchlaßquerschnitt sowie über das Dämpfventilsystem 5 in den Arbeitsraum 11, Damit ist die zweite Stufe für die Dämpfkraft eingestellt, die beispielsweise mittlere Dämpfkräfte aufweist und Geschwindigkeiten bis 100 km/h zugeordnet ist.

Eine weitere Drehung der Drehschieber 24 und 25 um.90° bewirkt, daß die Voröffnung 28 des Drehschiebers 24 und die Voröffnung 29 des Drehschiebers 25 in den Bereich der äußeren Durchlaßquerschnitte 7 und 8 gelangen. Damit wird parallel zu den in Reihe geschalteten, wirksamen Dämpfventilsystemen 4 und 5 ein gedrosselter Bypaßquerschnitt wirksam und somit eine dritte Stufe für die Dämpfwirkung geschaffen. Die Größe der Voröffnungsquerschnitte 28 und 29 kann dabei so gewählt werden, daß die dritte Stufe wesentlich stärker dämpft als die zweite Stufe, jedoch ungefähr zwischen der zweiten und vierten Stufe liegt. Bei weiterer Drehung der Drehschieber 24 und 25 um 90° werden die äußeren Durchlaßquerschnitte 7 und 8 geschlossen, so daß die volle Dämpfwirkung der in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme 4 und 5 wirksam ist und somit die maximale Dämpfung als vierte Dämpfstufe erreicht wird.

Eine in axialer Richtung sehr kompakte Bauweise der Dämpfventileinrichtung zeigt die Fig. 5. Die zur Erzielung der veränderbaren Dämpfkraft verwendeten Bauteile unterscheiden sich im wesentli-

chen nur durch etwas geänderte Abmessungen und geänderte Kanalanordnung und sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wie die nach der Ausführungsform gemäß den Figuren 2, 3 und 4, In der Wirkungsweise entspricht die Ausführungsform nach Fig. 5 der nach den Figuren 2, 3 und 4,

Bei einer weiteren, in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist der im Hohlraum 22 der Kolbenstangenbaueinheit 2 angeordnete, aus Motor und Getriebe bestehende Elektroantrieb '27 mit einem Kupplungsstück 30 verbunden, welches zur Aufnahme der Kröpfung einer Betätigungswelle 31 geschlitzt ist. Der obere Drehschieber 24 ist mit einer Anschlagfläche 32 versehen, die sowohl eine Anlage für einen Anschlagstift 33 und die Kröpfung der Betätigungswelle 31 bildet. Der untere Drehschieber 25 besitzt ebenfalls eine Anschlagfläche 34, welche mit dem gekröpften Ende der Betätigungswelle 3-1 und einem Anschlagstift 35 zusammenwirkt, Das eine Ende einer Rückstellfeder 36 ist mit dem oberen Drehschieber 24 und das andere Ende der Rückstellfeder 36 mit dem unteren Drehschieber 25 verbunden. Diese Rückstellfeder bewirkt, daß die beiden Drehschieber 24 und 25 einerseits in axialer Richtung gegen die Anschlagstifte 33 und 35 gedrückt und andererseits bei nicht erregtem Elektroantrieb 27 durch, die Torsionskraft dieser. Rückstellfeder 36 in die Schließstellung für die äußeren Durchlaßquerschnitte 7 und 8 gebracht werden, Beim Zusammenbau bilden die im Hohlraum 22 der Kolbenstangenbaueinheit 2 angeordneten Bauteile eine Baueinheit, wobei eine Befestigungsmutter 37 die Dämpfventilsysterne 4 und 5 auf dem Ansatz der Kolbenstangenbaueinheit 2 verspannt ,

Die Figuren 6, 7 und 8 zeigen eine Stellung der Drehschieber 24 und 25, welche die äußeren Durchlaßquerschnitte 7 und 8 verschließt. Bei nicht erregtem Elektroantrieb 27 wird durch die Torsionskraft der Rückstellfeder 36 diese Stellung der Drehschieber 24 und 25 erreicht, wobei diese mit den Anschlagflächen 32 bzw, 34 am Anschlagstift 33 bzw, 35 anliegen. In dieser in den Figuren 6, 7 und 8 gezeigten Stellung der Drehschieber 24 und werden die bei hohen Geschwindigkeiten erwünschten Dämpfkräfte erreicht, da die beiden in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme 4 und 5 wirksam sind. Wird, ausgehend von dieser Stellung, der aus Motor und Getriebe bestehende Elektroantrieb 27 so angesteu-

ert, daß dieser eine Linksdrehung ausführt, so wird diese Drehrichtung über das Kupplungsstück 30 auf die Betätigungswelle 31 übertragen, wobei die dem oberen Drehschieber 24 zugeordnete Kröpfung der Betätigungswelle 31 frei durchdrehen kann, während die dem unteren Drehschieber 25 zugeordnete Kröpfung diesen Drehschieber 25 durch Anlage an der Anschlagfläche 34 mitnimmt. Eine Drehung der Betätigungswelle 31 um etwa 180 bewirkt, daß die Anschlagfläche 34 mit ihrem anderen Ende am Anschlag 35 zur Anlage kommt, wodurch die im unteren Drehschieber 25 befindliche Durchgangsbohrung den äußeren Durchlaßquerschnitt 8 mit dem Bypaßkanal 6 verbindet, Da der obere Drehschieber 24 bei dieser Bewegung geschlossen bleibt, strömt bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstangenbaueinheit 2 Dämpfflüssigkeit vom Arbeitsraum 10 zuerst durch das Dämpfventilsystem 4 und dann über den mittigen Durchlaßquerschnitt 9, den Bypaßkanal 6 und den geöffneten äußeren Durchlaßquerschnitt 8 in den Arbeitsraum 11, Damit ist die der niederen Geschwindigkeit zugeordnete, vom Dämpf vent ilsy st em 4 ge*· bildete Dämpfkraftstufe wirksam,

Die mittlere Dämpfkraftstufe wird dadurch erreicht, daß über den Elektroantrieb 27 eine Rechtsdrehung der Betätigungswelle 31 eingeleitet wird. Infolge der Kraft der Rückstellfeder 36 verschließt zuerst der untere Drehschieber 25 den äußeren Durchlaßquerschnitt 8 und anschließend legt sich die dem oberen Drehschieber 24 zugeordnete Kröpfung der Betätigungswelle 31 gegen die Anschlagfläche 32 des oberen Drehschiebers 24 und nimmt diesen in Umfangsrichtung mit. Bei Weiterbewegung der Betätigungswelle 31 um ca, 180 kommt das andere Ende der Anschlagfläche 32 am Anschlagstift 33 zur Anlage, so daß die Bohrung des oberen Drehschiebers 24 den äußeren Durchlaßquerschnitt 7 mit dem Bypaßkanal 6 verbindet. In dieser Stellung wird durch den geöffneten äußeren Durchlaßquerschnitt 7 und den mittigen Durchlaßquerschnitt 9 das Dämpfventilsystem 4 durch den Bypaßkanal 6 überbrückt, so daß nur das Dämpfventilsystem 5 wirksam ist, v/elches für mittlere Dämpfkräfte ausgelegt ist,

In jeder Stellung, in welcher ein Drehschieber 24 oder 25 geöffnet bleiben soll, ist vom Elektroantrieb 27 eine Festhaltekraft auf die Betätigungswelle 31 auszuüben, welche entgegen der Torsionskraft der Rückstellfeder 36 wirkt. Andererseits ist die Torsions-

kraft der Rückstellfeder 36 so groß zu wählen, daß sie bei abgeschaltetem Elektroantrieb 27 die Drehschieber 24 und 25 in die Schließstellung für die Durchlaßquerschnitte 7 und 8 zurückführt. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei Stromausfall oder bei Störung des Elektroantriebes 27 mit Sicherheit die höchste Dämpfkraftstufe automatisch eingestellt wird, so daß die Fahrsicherheit in jedem Fahrzustand gewährleistet wird, Die Torsionskraft der Rückstellfeder 36 ist so ausgelegt, daß bei nicht erregtem Elektroantrieb 27 der Elektromotor und das Getriebe in die Nulllage zurückgeführt werden können. Es ist ohne weiteres möglich, zwischen dem Elektroantrieb 27 und dem Kupplungsstück 30 eine Kupplung anzuordnen, die nur bei erregtem Elektroantrieb 27 die Verbindung herstellt. Dadurch wird es möglich, die Rückstellfeder 36 mit geringerer Rückstellkraft zu versehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind die beiden in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme 4 und 5 in einem Gehäuse 4.1 angeordnet, welches räumlich von dem zwischen Fahrzeugaufbau und Fahrzeugachse angeordneten Aggregat, das aus einem Verdrängerkörper 38 und einem Behälter 39 besteht, die einen Verdrängungsarbeitsraum 42 bilden, getrennt ist, Dieser Verdrängungsarbeitsraum 42 ist über eine Verbindungsleitung .40 verbunden, die im Bereich des äußeren Durchlaßquerschnittes 7 in das Gehäuse 41 mündet. Im Bereich des äußeren Durchlaßquerschnittes 8 mündet eine Anschlußleitung 43 in das Gehäuse 41, die zu einem Druckbehälter 44 führt. Mittels einer beweglichen Trennwand 45 ist der zweite Raum 46 von einem unter Gasdruck stehenden Federraum getrennt. Auch bei dieser Ausführungsform sind die Dämpfventilsysteme 4 und 5 mittels eines Bypaßkanales 6 und Drehschiebern 24 und 25 entsprechend der Ausführungsform nach den Figuren 6, 7 und 8 ansteuerbar.

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FRP-I Be/whin-

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Claims

PICHTEL & SACHS AG - SCHWEINP URT

ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 12 445

PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfkraft

Patentansprüche

1. Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfkraft für Fahrzeuge, wobei infolge Relativbewegung eines Fahrzeugaufbaues' zur Fahrzeugachse Dämpfmedium über eine Dämpfventileinrichtung von einem Raum in einen zweiten Raum verdrängt wird und die Dämpf-Ventileinrichtung zwei in Reihe geschaltete Dämpfventilsysteme aufweist, welche über einen absperrbaren Bypaßkanal eine Dämpfkraftänderung bewirken, und die Absperrung bzw, öffnung des Bypaßkanales über von einer Verstelleinrichtung betätigte Stellelemente erfolgt, dadurch gekennzeichnet , daß der Bypaßkanal (6) beide in Reihe geschaltete Dämpfyentilsysteme (4, 5) überbrückt und äußere Durchlaßquerschnitte (7, 8) aufweist, welche in die von der Dämpfventileinrichtung getrennten Räume (10, llj 42, 46) münden, und daß der Bypaßkanal (6) weitere mittige Durchlaßquerschnitte (9) besitzt, welche zwischen den Dämpfventilsystemen (4, 5) angeordnet sind, wobei mindestens zwei Durchlaßquerschnitte absperrbar ausgebildet sind,

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Bypaßkanal (6) in Verbindung stehenden, äußeren DurchlaÄquerschnitte (7, 8) absperrbar ausgebildet sind, während die mittig angeordneten Durchlaßquerschnitte (9) einen ständig offenen Durchlaß bilden,

3, Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Absperrung der Durchlaßquerschnitte

(7, 8) dienenden Steuerelemente durch Schieberventile gebildet sind.

4. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberventile durch Axialschieber (12, 13) gebildet sind, die mit einer axial beweglichen Steuerstange (16) in Wirkverbindung stehen.

5. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Axialschieber (12, 13) von einer Feder (14, 15) beaufschlagt ist, welche diesen ohne Einwirkung der Verstellkraft der Steuerstange (16) in Schließstellung des entsprechenden Durchlaßquerschnittes (7, 8) bringt und .für jeden Axialschieber (12, 13) zur Begrenzung der Axialbewegungein Anschlag (17, 18) im Bypaßkanal (6) angeordnet ist,

6. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge^ kennzeichnet, daß die von der Verstelleinrichtung betätigte Steuerstange HS) für jeden Axialschieber (12, 13) mit einem Anschlag (19, 20) versehen ist,

7. Schwingungsdämpfer nach den. Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberventile durch Drehschieber (24, 25) gebildet sind.

8. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschieber (24, 25) auf einer gemeinsamen Betätigungswelle (26, 31) angeordnet sind und die wahlweise Absperrung der Durchlaßquerschnitte (7, 8) durch Drehung der Betätigungswelle (26, 31) vorzugsweise durch Rechts- bzw, Linksdrehung erfolgt.

9. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung für die Schieberventile einen Elektroantrieb (21, 27) aufweist,

10, Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberventile (Axialschieber 12, 13j Drehschieber 24, 25) zusätzlich zur Verstelleinrichtung (Elektroantrieb 21, 27) mit einer Rückstelleinrichtung in Verbin-

dung stehen, welche ein Schließen der Durchlaßquerschnitte (7j 8) bei stromloser Verstelleinrichtung (21, 27) bewirkt.

11. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung durch mindestens eine mechanische Feder (14, 15 j 36) gebildet ist.

12. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme (4, 5) durch zwei mit Dämpfventilen versehene Kolben gebildet 'werden, die auf einer Kolbenstange (Kolbenstangenbaueinheit 2) befestigt sind, während der die Dämpfventilsysteme (4, 5) überbrückende Bypaßkanal (6) von einem Hohlraum (22) der Kolbenstangenbaueinheit (2) gebildet ist und dieser Hohlraum (22) ebenfalls die Schieberventile (Axialschieber 12, 13j Drehschieber 24, 25), die Verstelleinrichtung (Elektroantrieb 21, 27) und ggf. die Rückstelleinrichtung (Federn 14, 155 Rückstellfeder 36) aufnimmt.

13. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Reihe geschalteten Dämpfventilsysteme (4, 5) in einem räumlich vom Behälter (39) getrennten und mittels einer Verbindungsleitung (40) verbundenen Gehäuse (41) angeordnet sind und dieses Gehäuse (41) ebenfalls den die Dämpfventilsysteme (4, 5) überbrückenden Bypaßkanal (6), die Schieberventile (24, 25), die Verstelleinrichtung (Elektroantrieb 27) und ggf. die Rückstelleinrichtung (Rückstellfeder 3S) aufnimmt, während einerseits der Dämpfventilsysteme (4, 5) die zum Behälter (39) führende Verbindungsleitung (40) in das Gehäuse (41) mündet und andererseits der Dämpfventilsysteme (4, 5) eine Anschlußleitung (43) im Gehäuse (41) angeordnet ist, die zu einem Druckbehälter (44) führt, welcher den zweiten Raum (46) aufnimmt,

27.11.1984
FRP-I Be/whm-