DE3605182C2 - Stoßdämpfer mit veränderbarer Dämpfungscharakteristik - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer mit veränderbarer Dämpfungscharakteristik, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der mindestens einen mit einem Dämpfungsmedium gefüllten Zylinder und eine Kolbenstange aufweist, die abgedichtet in den Zylinder eintaucht und einen gegen die Zylinderwand ab­ gedichteten Kolben trägt, der den Zylinderraum in zwei Kam­ mern aufteilt, wobei zwischen den Kammern mindestens ein Überdruckventil für den Hauptstrom des Dämpfungsmediums sowie mehrere elektrische steuerbare Verschlußanordnungen in Bypass-Kanälen zu dem Hauptstrom vorgesehen sind.

Bekannte Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungscharakteri­ stik weisen auf der der Kolbenstange abgewandten Seite des Kolbens Verbindungskanäle für das Dämpfungsmedium, insbeson­ dere Öl, auf, die durch einen elektrisch steuerbaren Schie­ ber mehr oder weniger geöffnet oder geschlossen werden können. Ein derartiger Stoßdämpfer ist in der FR-PS 1 130 621 beschrieben.

Durch die DE 35 42 097 A1 ist eine Einstellvorrichtung für die Dämpfungscharakteristik von Stoßdämpfern bekanntgewor­ den, bei der mehrere Schiebersysteme unmittelbar auf einer Kolbenstange angeordnet sind. In der Praxis ist eine derar­ tige Anordnung aus Platzgründen ungünstig.

Durch die JP 60-139937 A ist eine Einstellanordnung für die Dämpfungscharakteristik von Stoßdämpfern bekanntgeworden, die einen schrittweise um je 90° drehbaren Steuerzylinder in einer feststehenden Hülse aufweist. Steuerzylinder und Hülse sind mit bestimmten Mustern von Durchlässen versehen. Kommen bei einer bestimmten Stellung des Steuerzylinders jeweils ein Durchlaß des Steuerzylinders und der Hülse zur Deckung, so bilden sie einen Bypass-Kanal, durch den Dämpfungsmedium parallel zu dem Hauptstrom fließen kann. Die Durchlässe im Steuerzylinder und der Hülse sind über deren axiale Länge so verteilt, daß bei den vier möglichen Stellungen des Steuer­ zylinders unterschiedliche Durchlaßkombinationen möglich sind, die unterschiedlich große Bypass-Strömungen zur Folge haben. Diese unterschiedlichen Bypass-Ströme verursachen unterschiedliche Dämpfungscharakteristiken. Soll die Dämpfung des Stoßdämpfers geändert werden, muß somit die Stellung des Steuerzylinders schrittweise verändert werden, wobei bis zu vier zeitlich nacheinander auszuführende Schritte erforderlich sein können, um eine bestimmte Stellung mit dem zugeordneten gewünschten Bypass-Strom des Dämpfungsmediums zu erreichen. Eine derartige Schrittfolge ist wegen der damit verbundenen erhöhten Umschaltzeit nach­ teilig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in einem betriebssicheren Stoßdämpfer, dessen Bypass-Querschnitt schnell verstellt und sicher konstant gehalten werden kann, und dessen Steuerelemente zum Verstellen des Bypass-Quer­ schnitts konstruktiv vorteilhaft in dem Stoßdämpfer angeord­ net werden können.

Die Lösung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die elek­ trisch steuerbaren Verschlußanordnungen, die jeweils einen elektrischen Antrieb und ein Verschlußelement aufweisen, zusammen in einem einzigen mit dem Kolben bewegbaren Gehäuse angeordnet sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Gehäuse ebenfalls als Zylinder ausgebildet. Eine steife Konstruk­ tion , die zusätzlich den Vorteil hat, daß axial ein nicht vom Druckmedium durchströmter Kanal, beispielsweise zum Aufnehmen von empfindlichen Steuerleitungen zur Verfügung steht, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch ermöglicht, daß das Gehäuse aus zwei konzentrischen Teilzylindern besteht, daß die Bypass-Kanäle in dem äußeren Teilzylinder angeordnet sind und daß der innere Teilzylinder einen nicht vom Dämpfungsmedium durchströmten Hohlraum umgibt.

Die in dem Gehäuse befindlichen elektrischen Antriebe können vorteilhaft als Erregerspulen von Magneten für zugeordnete Steuerschieber zum Verschließen oder Freigeben einzelner Bypass-Kanäle ausgebildet sein. Die elektrischen Antriebe zur Veränderung des wirksamen Querschnitts der Bypass-Kanäle können - z. B. zur Verminderung der Schaltzeiten - unabhän­ gig voneinander steuerbar sein. Eine konstruktiv vorteilhafte Anordnung von Erregerspulen und Steuerschiebern erhält man in bevorzugter weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß die Erregerspulen und Steuerschieber hintereinander auf gleichen Radien angeordnet sind. Anstelle von mehreren unab­ hängig voneinander steuerbaren Einzelschiebern können in dem Gehäuse elektrische Antriebe, vorzugsweise Erregerspulen für den beweglichen Teil eines Schrittantriebes zum Verschließen oder Freigeben einzelner Bypass-Kanäle angeordnet sein. Im Hauptstrom des Dämpfungsmediums können aus Sicherheitsgrün­ den ein oder mehrere Überdruckventile angeordnet sein.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Stoßdämpfer mit einem an dem Kolben ange­ flanschten Zylinder zur Aufnahme von Verbindungs­ kanälen, Steuerspulen und Steuerschiebern,

Fig. 2 einen Stoßdämpfer mit zwei an dem Kolben ange­ flanschten Teilzylindern, zwischen denen die Steuerspulen und Steuerschieber angeordnet sind.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Stoßdämpfers 1 ohne Be­ festigungselemente dargestellt. In einem Zylinder 2 be­ findet sich an einer im Halbschnitt dargestellten Kolben­ stange 3 ein Kolben 4, der mittels einer Ringdichtung 6 gegen den Zylinder 2 abgedichtet ist. Der Kolben 4 mit seiner Dichtung 6 trennt zwei mit einem Dämpfungsmedium, z. B. Öl, gefüllte Kammern 7 und 8 des Stoßdämpfers von­ einander. An dem Kolben 4 ist angeflanscht (z. B. ange­ schraubt) ein Gehäuse in Form eines Zylinders 11, in dessen Innerem Steuerelemente in Form von Erregerspulen 12 . . . 14 von entsprechenden Elektromagneten 16 . . . 18 mit ihren Polen 21 . . . 23 angeordnet sind. Anstatt eines aus Fer­ tigungsgründen an dem Kolben 4 angeflanschten Zylinders kann der Kolben selbst einen zylinderförmigen Fortsatz haben. Den Polen der Elektromagnete 16 . . . 18 sind be­ wegliche Schieber 26 . . . 28 zugeordnet, die bei Beauf­ schlagung der Erregerspulen 12 . . . 14 mit Erregerstrom in die dargestellten Stellungen entgegen der Wirkung von Druckfedern 31 . . . 33 gezogen werden. Die Elektromagne­ ten 16 . . . 18 sitzen mit gleichen Radien hintereinander auf Stegen 36 . . . 38 und werden durch Distanzstücke 41 . . . 43 aus unmagnetischem Material sowie Durchflußboh­ rungen enthaltende Distanzringe 62 . . . 64 in ihrer Lage hintereinander abgestützt. Die Schieber 26 . . . 28 sind in ihrer Offen-Stellung, d. h. bei erregten Elektromagne­ ten 16 . . . 18, dargestellt und werden durch die Druckfe­ dern 31 . . . 33 in Schließ-Stellung vor Verbindungskanäle 46 . . . 48 bewegt, die einen Bypass, d. h. Nebenwege, für das Dämpfungsmedium zwischen den Kammern 7 und 8 dar­ stellen. Die Querschnitte der Verbindungskanäle 46 . . . 48 können unterschiedlich groß sein, um die erreichbaren Querschnittsänderungen zu verbessern. Der Hauptstrom des Dämpfungsmediums gelangt über ein Überdruckventil 51 und einen axial ringförmigen Kanal 52 von einer Kammer 7, 8 zur anderen Kammer.

Der Querschnitt des Bypasses, den die Verbindungskanäle 46 . . . 48 darstellen, kann somit durch Erregung eines oder mehrerer Elektromagneten 16 . . . 18 eingestellt wer­ den.

Die Ausführungsform der Fig. 2 unterscheidet sich von dem Stoßdämpfer der Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Kolbenstange 103 eine Verlängerung aufweist, die als zweiter innerer Zylinder 111a ausgebildet ist, der von dem äußeren Zylinder 111 mit den Verbindungs­ kanälen 146 . . . 148 umgeben ist. Die Zylinder umschließen einen kreisförmigen nicht vom Dämpfungsmedium durchström­ ten Hohlraum 161, durch den beispielsweise elektrische Steuerleitungen geführt werden können. Im übrigen sind Positionen, die mit entsprechenden Positionen der Fig. 1 übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen, vermehrt um 100, versehen und nicht mehr näher erläutert.

Anstelle der einzelnen über zugeordnete Elektromagnete steuerbaren Schieber gemäß den Fig. 1 und 2 kann in dem Gehäuse (Zylinder 11, 111) auch ein Schrittantrieb für einen einzigen Steuerschieber angeordnet sein, wie er in der DE-PS 33 46 352 beschrieben ist. Der bekannte Steuerschieber führt je nach Kombination der erregten Magnetspulen Einzelschritte aus, wobei er die wirksame Querschnittsfläche eines Bypasses mehr oder weniger verstellt. Einzelheiten dieses bekannten Schrittantriebs sind in der vorliegenden Erfindung nicht enthalten. Seine Anordnung innerhalb des Gehäuses, das sich auf der der Kolbenstange abgewandten Seite des Kolbens befindet, hat konstruktive und funktionelle Vorteile gegenüber einer Ausführungsform, bei der der Bypass und sein An­ trieb in der Kolbenstange selbst angeordnet sind.

Claims (8)

1. Stoßdämpfer mit veränderbarer Dämpfungscharakteristik, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der mindestens einen mit einem Dämpfungsmedium gefüllten Zylinder und eine Kolben­ stange aufweist, die abgedichtet in den Zylinder eintaucht und einen gegen die Zylinderwand abgedichteten Kolben trägt, der den Zylinderraum in zwei Kammern aufteilt, wobei zwi­ schen den Kammern mindestens ein Überdruckventil für den Hauptstrom des Dämpfungsmediums sowie mehrere elektrisch steuerbare Verschlußanordnungen in Bypass-Kanälen zu dem Hauptstrom vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch steuerbaren Verschlußanordnungen, die jeweils einen elektrischen Antrieb (16 . . . 18, 116 . . . 118) und ein Verschlußelement (26 . . . 28, 126 . . . 128) aufweisen, zusammen in ei­ nem einzigen mit dem Kolben (4, 104) bewegbaren Gehäuse (11, 111) angeordnet sind.

2. Steueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als Zylinder ausgebildet ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse aus zwei konzentrischen Teilzy­ lindern (111, 111a) besteht, daß die Bypass-Kanäle (146 . . . 148) in dem äußeren Teilzylinder (111) angeordnet sind und daß der innere Teilzylinder (111a) einen nicht vom Dämp­ fungsmedium durchströmten Hohlraum (161) umgibt.

4. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Gehäuse befindlichen elektrischen Antriebe als Erregerspulen (16 . . . 18, 116 . . . 118) von Magneten für zugeordnete Steuerschieber (26 . . . 28, 126 . . . 128) zum Verschließen oder Freigeben einzelner Bypass-Kanäle (46 . . . 48, 146 . . . 148) ausgebildet sind.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Antriebe zur Veränderung des wirksamen Querschnitts der Bypass-Kanäle unabhängig voneinander steu­ erbar sind.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 4 und/oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erregerspulen und Steuerschieber hinter­ einander auf gleichen Radien angeordnet sind.

7. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse elektrische Antriebe, vorzugsweise Erregerspulen, für den beweglichen Teil eines Schrittantriebes zum Verschließen oder Freigeben einzelner Bypass-Kanäle angeordnet sind.

8. Stoßdämpfer nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Weg des Haupt­ stromes des Dämpfungsmediums mindesten ein Überdruckventil (51) angeordnet ist.