DE3532633A1 - Hydraulischer daempfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Dämpfer und insbesondere auf einen hydraulischen Dämpfer, bei dem eine Dämpfungskraft durch ein in einer Kolbenstange aufgenommenes Magnetventil eingeregelt werden kann.

Bei einem hydraulischen Dämpfer, der mit einem einen rohrförmigen, axial zur Kolbenstange bewegbaren Kolbenschieber versehen ist, um einen in der Kolbenstange, in die das Magnetventil eingebaut ist, ausgebildeten Umgehungskanal zu öffnen und zu schließen, so daß eine Flüssigkeit durch den Umgehungskanal strömen kann oder diesem gegenüber abgesperrt wird, um eine Dämpfungskraft zu verändern, strömt die Flüssigkeit durch das Innere des Kolbenschiebers (Steuerkolbens) und dann zu diesem radial gerichtet, so daß im praktischen Betrieb die folgenden Nachteile und Schwierigkeiten auftreten.

Durch das auf der Strömung der Flüssigkeit in einem Steuerkolben und dem Reibungswiderstand der Flüssigkeit beruhende Druckgefälle wird der Steuerkolben durch die eine höhere Geschwindigkeit aufweisende Strömung fortgerissen. Auch dann, wenn beispielsweise die Strömung nur auf der einen Seite des Steuerkolbens vorhanden ist und auf der anderen Seite nicht, tritt Flüssigkeit in den Steuerkolben von der einen Seite her ein und verläßt diesen an seinem mittigen Teil, womit der Druckausgleich zwischen der Front- und Rückseite des Kolbens auf Grund der auf der Strömung beruhenden Druckabnahme zerstört wird, so daß der Kolben bewegt wird. Das hat zum Ergebnis, daß die Dämpfungskraft nicht eingestellt werden kann, und wegen fehlerhafter Betriebsvorgänge wird die Einstellungsregelung gestört.

Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, einen hydraulischen Dämpfer zu schaffen, bei dem ein Umgehungskanal in einer Kolbenstange von einem Magnetventil mit einem Steuerkolben, der schwerlich oder kaum von der Strömung negativ beeinflußt wird, geöffnet und geschlossen wird.

Erfindungsgemäß wird ein hydraulischer Dämpfer geschaffen, der eine mit einem Umgehungskanal, der eine Verbindung zwischen zwei durch einen Kolben getrennten Flüssigkeitskammern herstellen kann, versehene Kolbenstange umfaßt. In dieser Kolbenstange ist ein Magnetventil aufgenommen, das einen rohrförmigen Steuerkolben aufweist, der axial ajr Kolbenstange bewegbar ist, um den Umgehungskanal zu öffnen und zu schließen, und in dem eine Rohrhülse angeordnet ist.

Da erfindungsgemäß' die Rohrhülse im Steuerkolben angeordnet ist, die vom Druckgefälle, das auf der Strömung und dem Reibungswiderstand der Flüssigkeit beruht, schwerlich zu beeinflussen ist, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit höhere Werte annimmt, wird der Steuerkolben nicht mit weggerissen.

Selbst wenn die Strömung nur auf der einen Seite des Steuerkolbens wirkt, wird der Druckausgleich zwischen der Front- und Rückseite des Kolbens nicht zerstört. Das Ergebnis ist, daß die Dämpfungskraft ganz genau eingestellt werden kann.

Weitere Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform deutlich.

Die Zeichnung zeigt in einem Längsschnitt die wesentlichen Bauteile eines hydraulischen Dämpfers gemäß der Erfindung.

Der hydraulische Dämpfer weist einen Zylinder 12, einen Kolben 14 und eine Kolbenstange 16 auf.

Der Kolben 14 ist bewegbar im Zylinder 12 angeordnet, dessen Innenraum in flüssigkeitsdichter Weise durch zwei am Außenumfang des Kolbens gehaltene Kolbenringe 18 und 20 in zwei Flüssigkeitskammern A und B geteilt ist. Das eine Ende 17 der Kolbenstange 16 erstreckt sich durch den Kolben 14, wobei auf dieses Ende ein Gewindering 22 geschraubt ist, um den Kolben 14 mit der Kolbenstange 16 zu verbinden. Der Kolben 14 ist mit einer Mehrzahl von Durchtritten 24, von denen einer in der Zeichnung dargestellt ist und durch die bei einem Ausfahren der Kolbenstange 16 Flüssigkeit strömt, sowie mit einer Mehrzahl von Durchlässen 26, von denen einer gezeigt ist und durch die bei einem Einfahren der Kolbenstange 16 Flüssigkeit strömt, versehen, wobei diese Durchtritte und Durchlässe in Umfangsrichtung des Kolbens mit Abstand zueinander angeordnet und die Flüssigkeitskammern A, B hierdurch miteinander verbunden sind.

Auf der der Flüssigkeitskammer A zugewandten Seite der Durchtritte 24 und auf der der Flüssigkeitskammer B zugewandten Seite der Durchlässe 26 ist jeweils ein als Blattfeder ausge-

bildetes Ventilelement 28 bzw. 30 angeordnet. Das Ventilelement 28 ist über einen Federteller 32 mit einer Schraubenfeder 34 in Anlage, durch die es zum Kolben 14 hin belastet ist. Das Ventilelement 30 ist zwischen den Kolben 14 einerseits und einen Abstandsring 35 sowie Anschlag 36 andererseits eingefügt und mit dem Kolben 14 in Anlage. Die den Durchtritten 24 im Kolben 14 gegenüberliegenden Stellen des Ventilelements 30 und des Anschlags 36 sind jeweils mit öffnungen 31 bzw. 37 versehen, so daß bei einem Ausfahren der Kolbenstange 16 Flüssigkeit durch die Durchtritte 24 strömen kann.

Die Kolbenstange 16 ist mit einem Kanal 38, der sich axial und über den Kolben 14 hinaus erstreckt sowie mit der Flüssigkeitskammer A in Verbindung steht, und mit einem Durchlaß 40, der mit der Flüssigkeitskammer B in Verbindung steht, versehen. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht die Kolbenstange 16 aus einem ersten Bauelement 42, das von einer öffnung des Zylinders ausgeht und sich in diesen erstreckt, sowie aus einem zweiten Bauelement 44 mit einem Endstück 45, das in eine Bohrung 43 des ersten Bauelements 42 eingesetzt und mit diesem verschweißt ist. Der Kanal 38 verläuft in axialer Richtung von einer Stirnfläche des zweiten Bauelements 44 aus, während sich der Durchlaß 40 von der Bohrung 43 des ersten Bauelements 42 aus radial zur Außenumfangsflache der Kolbenstange erstreckt.

In der Kolbenstange 16 ist ein Magnetventil 50 aufgenommen, das eine Spule 52, einen festen Eisenkern 54, einen als Steuerkolben 56 ausgebildeten bewegbaren Eisenkern und eine Kolbenführung 58 im gezeigten Beispiel umfaßt und dem eine Rohrhülse 60 zgueordnet ist.

Die Kolbenführung 58 ist in die Bohrung 43 des zweiten Bauelements 42 eingesetzt und weist einen Kanal 59 auf, der sich in radialer Richtung erstreckt und mit dem Durchlaß 40 in der Kolbenstange 16 fluchtet. Ferner ist in der Bohrung 43

die Spule 52 angeordnet, die durch eine zwischen sie sowie das Endstück 45 des zweiten Bauelements 44 eingefügte elastische Distanzscheibe 62 unbeweglich festgehalten ist.

Der zylindrisch ausgestaltete feste Eisenkern 54 ist am Endstück 45 des zweiten Bauelements 44 sowie an der Spule 52 befestigt. An der der Spule 52 zugewandten Seite ist am Eisenkern 54 eine Kappe 64, die einen magnetischen Kreis abtrennt oder isoliert, angebracht.

Der zylindrische und axial bewegbar angeordnete Steuerkolben 56 hat einen Durchtritt 66, über den eine Verbindung zum Durchlaß 40 der Kolbenstange hergestellt werden kann. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Steuerkolben in der Kolbenführung 58 axial bewegbar gelagert und von einer Schraubenfeder 68, die zwischen den Steuerkolben sowie den festen Eisenkern 54 eingefügt ist, in Richtung vom Eisenkern 54 weg belastet. Wenn der Steuerkolben 56 gegen die Kolbenführung 58 anstößt, wie die Zeichnung zeigt, so steht der Durchtritt 66 mit dem Durchlaß 40 in der Kolbenstange über den Kanal 59 in der Kolbenführung 58 in Verbindung. Der Durchtritt 66 wird von einer an der Innenumfangsflache des Steuerkolbens 56 ausgestalteten Ringnut 67a und einem oder mehreren Zweidurchtritten 67b, die sich von der Ringnut 67a zur Außenumfangsflache des Steuerkolbens erstrecken, gebildet. Der Durchtritt 66 stellt exakt eine Verbindung zu einer öffnung 70 der Rohrhülse 60 her.

Die innerhalb des Steuerkolbens 56 angeordnete Rohrhülse 60 ist mit dem Kanal 55 in Verbindung. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Rohrhülse 60 zwischen dem festen Eisenkern 54 und der Kolbenführung 58 angeordnet, wobei sie zum Kanal 38 der Kolbenstange 16 durch den Kanal 55 im festen Eisenkern 54 Verbindung hat. Die Öffnung 70 der Rohrhülse 60 steht mit dem Durchtritt 66 im Steuerkolben 56 in Verbindung, wenn der

Steuerkolben 56 gegen die Kolbenführung 58 anstößt, wie gezeigt ist. Durch diese Kanäle und Durchtritte wird ein Umgehungskanal geschaffen, der eine Verbindung zwischen den Flüssigkeit skammern A und B herstellen kann.

Der Steuerkolben 56 kann statt an der Rohrnülse 6O'-an der Kolbenführung 58 axial beweglich gelagert sein. In jedem Fall ist, um die die Bewegung des Steuerkolbens 56 begleitende Bewegung der Flüssigkeit zu begünstigen, einer der Zwischenräume zwischen dem Steuerkolben 56 sowie der Kolbenführung und zwischen dem Steuerkolben 56 sowie der Rohrhülse 60 größer ausgebildet als der andere.

Eine andere Maßnahme, um die die Bewegung des Steuerkolbens 56 begleitende Bewegung der Flüssigkeit zu begünstigen, besteht darin, im Steuerkolben 56 einen diesen axial durchsetzenden Kanal auszubilden, der den Durchtritt 66 nicht schneidet, so daß in den Raum zwischen dem Steuerkolben 56 und dem festen Eisenkern 54 eindringende Flüssigkeit durch den Kanal fließen kann.

In Abhängigkeit von der konstruktiven Ausbildung des Magnetventils 50 kann die Kolbenführung 58 auch entfallen. Auch ist die Erfindung auf einen hydraulischen Dämpfer der Doppelrohrbauart anwendbar, wobei außerhalb des Zylinders 12 ein weiterer Zylinder angeordnet ist.

Der hydraulische Dämpfer wird beispielsweise in eine Aufhängung für ein Kraftfahrzeug eingebaut, wobei die Magnetspule 52 mit einer externen Energiequelle über ein Stromkabel 72 verbunden wird.

Wenn während der Fahrt der Magnetspule 52 Energie nicht zugeführt wird, so wird der Steuerkolben 56 in der in,der Zeichnung gezeigten Lage gehalten. Wind die Kolbenstange 16 ein-

und ausgefahren, dann fließt Flüssigkeit zwischen den Kammern A und B durch einen Umgehungskanal, der den Kanal 38, den Kanal 55, die Rohrhülse 60, die öffnung 7o, den Durchtritt 66, den Kanal 59 und den Durchlaß 40 umfaßt, zusätzlich zum Durchtritt 24 oder Durchlaß 26 im Kolben 14, so daß die vom hydraulischen Dämpfer 10 erzeugte Dämpfungskraft herabgesetzt wird, um einen besseren Fahrkomfort oder ein besseres Fahrgefühl
zu bieten.

Wenn der Magnetspule 52 Energie zugeführt wird, dann wird der Steuerkolben 56 vom festen Eisenkern 54 angezogen, so daß
die offene Verbindung zwischen dem Durchtritt 66 im Steuerkolben und der Öffnung 70 in der Rohrhülse 60 oder die offene Verbindung zwischen dem Durchtritt 66 und dem Kanal 59 in der Kolbenführung 58 gesperrt wird, womit keine Flüssigkeit durch den Umgehungskanal in der Kolbenstange 16 fließt. Das hat zum Ergebnis, daß die vom hydraulischen Dämpfer 10 erzeugte Dämpfungskraft erhöht wird, um eine zufriedenstellende Regeloder Steuerbarkeit aufrechtzuerhalten.

Da der Steuerkolben 56 außerhalb der Rohrhülse 6o angeordnet ist, ist kaum eine Beeinflussung durch das auf der Strömung
beruhende Druckgefälle od. dgl. zu erwarten und wird der
Steuerkolben in seiner Lage gehalten, selbst wenn er in der
in der Zeichnung gezeigten Stellung oder in der durch das
Anziehen des festen Eisenkerns 54 bewirkten Stellung ist.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Hydraulischer Dämpfer mit einem in einem Zylinder bewegbar angeordneten Kolben, gekennzeichnet

- durch eine mit dem Kolben (14) verbundene Kolbenstange (16), die einen Umgehungskanal (38, 55, 60, 70, 66, 59, 40), über den zwei durch den Kolben voneinander getrennte Flüssigkeitskammern (A, B) miteinander zu verbinden sind, aufweist,

- durch ein in der Kolbenstange (16) aufgenommenes Magnetventil (50) mit einem in der Axialrichtung der Kolbenstange bewegbaren, den Umgehungskanal Öffnenden oder schließenden Steuerkolben (56) und

- durch eine innerhalb des Steuerkolbens angeordnete Rohrhülse (.60).

2. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben mit einem radial gerichteten Durchtritt (66) versehen ist und die Rohrhülse (60) eine radial sich erstreckende, mit dem Durchtritt (66) in Verbindung zu bringende Öffnung (70) hat.

3. Hydraulischer Dämpfer, gekennzeichnet

- durch einen Zylinder (12),

- durch einen in dem Zylinder bewegbar angeordneten, das Innere des Zylinders in zwei Flüssigkeitskammern (A, B) teilenden Kolben (14),

- durch eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange (16), die einen axial über den Kolben hinaus sich erstreckenden und mit der einen (A) der Flüssigkeitskammern in Verbindung stehenden Kanal (38) sowie einen mit der anderen (B) der Flüssigkeitskammern in Verbindung stehenden Durchlaß (40) hat,

- durch ein in der Kolbenstange aufgenommenes Magnetventil (50), das mit einem hohlen, axial mit Bezug zur Kolbenstange bewegbaren Steuerkolben (56), der einen mit dem Durchlaß (40) in der Kolbenstange in Verbindung zu bringenden Durchtritt (66) hat, ausgestattet ist, und

- durch eine innerhalb des Steuerkolbens (56) angeordnete Rohrhülse (60), die mit dem Kanal (38) in der Kolbenstange in Verbindung steht und eine mit dem Durchtritt (66) im Steuerkolben (56) in Verbindung zu bringende Öffnung (70) aufweist.

4. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (50) einen festen Eisenkern (54) mit einem mit dem Kanal (38) in der Kolbenstange (16) in Verbindung stehenden Kanal (55) sowie eine zum festen Eisenkern beabstandete Kolbenführung (58) umfaßt, daß der Steuerkolben (56) bewegbar zwischen dem festen

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Eisenkern sowie der Kolbenführung angeordnet ist und daß sich die Rohrhülse (60) vom festen Eisenkern zur Kolbenführung erstreckt sowie mit dem Kanal (55) im festen Eisenkern in Verbindung steht.

5. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Eisenkern (54) eine Kappe (64) hat, die auf der dem Steuerkolben (56) zugewandten Seite einen magnetischen Kreis abtrennt.

6. Hydraulischer Dämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine die die Bewegung des Steuerkolbens (56) begleitende Bewegung der Flüssigkeit begünstigende Einrichtung.

7. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritt (66) im Steuerkolben (56) von einer in dessen Innennumfangsflache ausgestalteten Ringnut (67a) und wenigstens einem von der Ringnut zur Außenumfangsflache des Steuerkolbens verlaufenden Zweigdurchtritt (67b) gebildet ist.