DE3618654C2 - Hydraulischer Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei einer hydropneumatischen Federung mit selbsttätiger Niveaure­ gelung und Schwingungsdämpfung ist es durch die DE-OS 16 80 680 bekannt, in der Kolbenstange zwei voneinander getrennte Kanäle anzuordnen. Ein Kanal wird durch ein in der Kolbenstangenbohrung befindliches Rohr und der zweite Kanal durch den zwischen dem Rohr und der Kolbenstangenbohrung entstehenden Raum gebildet. Beide Kanäle münden in einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum, der von einem die Dämpfventile tragenden und mit der Kolbenstange verbundenen Kolben begrenzt ist. Der Ringraum in der Kolbenstange ist hierbei mit einem Federraum verbunden, während der zweite, durch das Rohr gebildete Kanal mit einem unter Druck stehenden Speicherraum über Pumpenventile mit dem kolbenstangenfernen Ar­ beitsraum in Verbindung steht. Einen Hinweis zur Verwendung die­ ser in der Kolbenstange angeordneten Kanäle zum Anschluß eines Dämpfventiles kann diese bekannte Konstruktion nicht geben.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydrauli­ schen Schwingungsdämpfer zu schaffen, welcher zur Änderung der Dämpfkraft auf einfache Weise mit einer außerhalb des Schwingungs­ dämpfers angeordneten Dämpfventileinheit verbindbar ist und eine funktionssichere sowie problemlose Montage im Fahrzeug ermög­ licht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zen­ trale Rohr mit einem der Arbeitsräume und der Ringraum mit dem anderen Arbeitsraum in Verbindung steht und am Kolbenstangenende das zentrale Rohr einerseits und der Ringraum andererseits an ei­ ne parallel zu den Dämpfventilen des Kolbens wirkende, außenlie­ gende Dämpfventileinheit angeschlossen ist. Die Anschlußmöglich­ keit der außenliegenden Dämpfventileinheit am Kolbenstangenende ermöglicht einen sehr einfachen Einbau des Schwingungsdämpfers in das Fahrzeug, denn die Verbindung mit der außenliegenden Dämpf­ ventileinheit gestaltet sich sehr einfach und ist äußerst leicht montierbar. Obwohl die beiden Arbeitsräume mit der außenliegenden Dämpfventileinheit flüssigkeitsleitend verbunden sind, ist keine Relativbewegung zwischen den Anschlüssen am Schwingungsdämpfer vorhandene da diese keine Hubbewegung ausgleichen müssen und durch die Anordnung am Kolbenstangenende gegen mechanische Be­ schädigung geschützt sind.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung dadurch erhalten, daß das zentrale Rohr mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum und der Ringraum über einen Durchlaßquerschnitt mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum flüssigkeitsleitend verbunden ist. Eine weitgehende Freizügigkeit für die außenliegende Dämpfventileinheit ist gewährleistet, so daß diese leicht an die gewünschten Forderungen angepaßt werden kann. So ist es ohne weiteres möglich, daß die außenliegende Dämpfventileinheit erfindungsgemäß eine dämpfkraftverändernde Verstelleinrichtung aufweist. Entsprechend der Erfindung ist die Verstelleinrichtung in Abhängigkeit verschiedener Meßgrößen wie Geschwindigkeit, Querbeschleunigung, Verzögerung des Fahrzeuges ansteuerbar. Die Dämpfkraftänderung ist somit über die einzelnen Meßgrößen am Fahrzeug bzw. deren Kombination veränderbar, ohne daß Änderungen an der zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Achse eingebauten Baueinheit erforderlich sind. Dementsprechend werden hinsichtlich Lage und Größe der Dämpfventileinheit keine großen Anforderungen gestellt, denn diese kann erfindungsgemäß mittels Verbindungsleitungen mit dem Kolbenstangenende verbunden und da­ mit an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug angeordnet sein.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Schwingungsdämpfer als Einrohrschwingungsdämpfer ausgebildet und mit einem an eine Verbindungsleitung angeschlossenen, separaten, als Ausgleichsraum wirkenden Druckspeicher versehen. Wie die Er­ findung zeigt, ist der Druckspeicher ungedrosselt mit dem kolben­ stangenfernen Arbeitsraum verbunden, so daß in beiden Bewegungs­ richtungen der Kolbenstange eine einwandfreie, ohne Dämpfkraft­ einbrüche wirkende Dämpfung erzielbar ist.

Für die Haltbarkeit des Kolbenstangenzapfens, auf welchem der Kolben befestigt ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn entspre­ chend der Erfindung das zentrale Rohr in einem vom Innenraum der Kolbenstange gebildeten Absatz geführt und abgedichtet ist und durch eine den Kolbenstangenzapfen durchsetzende Axialbohrung flüssigkeitsleitend mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum ver­ bunden ist. Der Durchlaßquerschnitt zur Verbindung des kolben­ stangenseitigen Arbeitsraumes mit dem Ringraum wird entsprechend der Erfindung auf einfache Weise durch mindestens eine in der Kolbenstange angeordnete Radialbohrung geschaffen.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Zweirohrschwingungsdämpfer mit außenliegender Dämpfe­ ventileinheit;

Fig. 2 einen Einrohrschwingungsdämpfer im Längsschnitt mit außen­ liegender Dämpfventileinheit und außenliegendem Druckspei­ cher.

Der in Fig. 1 gezeigte hydraulische Schwingungsdämpfer 1 ist als Zweirohrdämpfer ausgebildet und weist einen Zylinder 2 auf, in welchen eine mit einem Kolben 4 verbundene Kolbenstange 3 ein­ taucht. Der Kolben 4 weist ein bei der Zugphase wirkendes Dämpf­ ventil 5 auf, während ein Bodenventil 6 vorwiegend die Dämpfung in der Druckstufe bestimmt. Ein Behälter 7 umgibt den Zylinder 2 mit radialem Abstand und bildet einen Ausgleichsraum 12, der über das Bodenventil 6 mit einem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 flüssigkeitsleitend verbindbar ist. Im Ausgleichsraum 12 ist eine Flüssigkeits- und Gasfüllung vorgesehen, während der kolbenstan­ genferne Arbeitsraum 11 und ein kolbenstangenseitiger Arbeits­ raum 10 mit Dämpfflüssigkeit gefüllt sind. Mittels einer Kolben­ stangenführung 8 ist die Kolbenstange 3 im hydraulischen Schwin­ gungsdämpfer 1 geführt und durch die Kolbenstangendichtung 9 nach außen abgedichtet. In einer Bohrung der Kolbenstange 3 ist ein zentrales Rohr 13 angeordnet und durch einen Absatz 14 geführt und abgedichtet. Über eine Axialbohrung 15, welche den Kolben­ stangenzapfen durchsetzt, wird die flüssigkeitsleitende Verbin­ dung des Innenraumes vom Rohr 13 mit dem Arbeitsraum 11 herge­ stellt. Der kolbenstangenseitige Arbeitsraum 10 steht über einen Durchlaßquerschnitt 17 mit einem von der Außenwand des zentralen Rohres 13 und der Bohrung der Kolbenstange 3 gebildeten Ringraum 16 in Verbindung. Eine außenliegende Dämpfventileinheit 18 steht einerseits über eine Verbindungsleitung 19 mit dem Innenraum des zentralen Rohres 13 und andererseits über eine Verbindungslei­ tung 20 mit dem Ringraum 16 in Verbindung. Die außenliegende Dämpfventileinheit 18 besteht beispielsweise aus einem drosseln­ den Wegeventil mit beliebig vielen Zwischenstellungen 21, einem elektromagnetischen Antrieb 22 und einer Verstelleinrichtung 23, welche in beiden Richtungen Anschläge aufweist, wobei die Ventil­ einrichtung unter Einwirkung einer Rückstellfeder 24 steht.

Die außenliegende Dämpfventileinheit 18 ist parallel wirkend zu den Dämpfventilen 5 und 6 angeordnet, so daß bei Zuschaltung der Dämpfventileinheit 18 eine Verringerung der Dämpfung entsteht. Dementsprechend wird die höchste Dämpfung durch die Dämpfventi­ le 5 und 6 erzielt, während bei Zuschaltung der Dämpfventilein­ heit 18 die Dämpfung abnimmt. Da diese Dämpfventileinheit 18 ent­ weder in mehreren Stufen oder mit beliebig vielen Zwischenstel­ lungen ausgeführt sein kann, ist eine weitgehende Veränderung der Dämpfkraft mit einem derart ausgebildeten hydraulischen Schwin­ gungsdämpfer möglich. Die Dämpfventile 5 und 6 sind hierbei als serienmäßige Ventile ausgebildet und entsprechend der maximal ge­ wünschten Dämpfkraft in Zug- und Druckrichtung ausgelegt. Die ge­ wünschte Dämpfkraftänderung wird dagegen von der außenliegenden Dämpfventileinrichtung 18 bewirkt, so daß kein Eingriff in die als hydraulischer Schwingungsdämpfer 1 ausgelegte Baueinheit er­ forderlich ist und diese Baueinheit bis auf die Ausbildung der Kolbenstange 3 aus bewährten Serienteilen besteht. Die zur Dämpf­ ventileinheit 18 führenden Verbindungsleitungen 19 und 20 können sehr kurz ausgeführt sein, da sie keinerlei Relativbewegung zu­ einander ausüben. Die Nontage im Fahrzeug gestaltet sich sehr einfach, da die Anschlüsse der Verbindungsleitungen 19 und 20 am oberen Ende der Kolbenstange 3 leicht zugänglich und montierbar sind. Dementsprechend ist auch die Relativbewegung zwischen dem Ende der Kolbenstange 3 und der Dämpfventileinheit 18 äußerst ge­ ring. Falls ein Schaden an der Dämpfventileinheit 18 oder dem hy­ draulischen Schwingungsdämpfer 1 auftritt, muß nur das schadhafte Bauteil ausgetauscht werden, so daß durch den Erfindungsgegen­ stand kostengünstige Reparaturen ermöglicht werden. Für die Halt­ barkeit der Kolbenstange 3 ist es vorteilhaft, wenn das zentrale Rohr 13 in einem Absatz 14 geführt und abgedichtet ist, da dann der den Kolben aufnehmende Kolbenstangenzapfen nur geringfügig durch die Axialbohrung 15 geschwächt wird.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 2 ist der hydraulische Schwin­ gungsdämpfer als Einrohrschwingungsdämpfer 25 ausgebildet, wobei der mit der Kolbenstange 3 verbundene Kolben 4 die Dämpfventile 5 und 6 trägt. Der Innenraum des Zylinders 2 ist vollständig mit Flüssigkeit-gefüllt und besteht aus den vom Kolben 4 getrennten Arbeitsräumen 10 und 11. Der mit dem kolbenstangenfernen Arbeits­ raum 11 flüssigkeitsleitend verbundene und aus der Axialbohrung 15 und dem zentralen Rohr 13 gebildete zentrale Kanal ist über eine Anschlußmuffe 26 mit der zur Dämpfventileinheit 18 führenden Ver­ bindungsleitung 19 verbunden, in welche eine Druckspeicheran­ schlußleitung 27 mündet, die andererseits mit einem Druckspei­ cher 28 in Verbindung steht. Dieser Druckspeicher 28 w∫st bei­ spielsweise eine von der Flüssigkeitsfüllung durch eine Membrane getrennte, unter Druck stehende Gasfüllung auf und bildet den Ausgleichsraum des Einrohrschwingungsdämpfers 25, wobei die unge­ drosselte Verbindung des Druckspeichers 28 mit dem kolbenstangen­ fernen Arbeitsraum 11 gewährleistet, daß die über den Kolbenhub wirksamen Dämpfkraftkennlinien ohne Einbrüche wirksam sind. Die Dämpfventileinheit 18 steht andererseits mit der Verbindungslei­ tung 20 über den Ringraum 16 und den Durchlaßquerschnitt 17 mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 10 in Verbindung und ist somit zu den Dämpfventilen 5 und 6 parallelgeschaltet und bewirkt - wie bereits in Fig. 1 beschrieben - je nach wirksamem Dämpf­ querschnitt der Dämpfventileinheit 18 eine Verringerung der wirk­ samen Dämpfkräfte, wobei ein geschlossenes Dämpfventil 18 die maximalen, von den Dämpfventilen 5 und 6 gebildeten Dämpfkräfte ergibt.

Claims (9)

1. Hydraulischer Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge, bestehend aus einem Zylinder, in welchem ein mit einer hohlen Kolbenstange verbundener und mit Dämpfventilen versehener Kolben den mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Innenraum des Zylinders in zwei Ar­ beitsräume unterteilt, während die Kolbenstange zum flüssig­ keitsleitenden Anschluß äußerer Aggregate zwei Leitungen auf­ nimmt, welche durch ein im Hohlraum der Kolbenstange angeord­ netes, zentrales Rohr und einen vom Außendurchmesser dieses Rohres und dem Innendurchmesser der Kolbenstange begrenzten Ringraum gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (13) mit einem der Arbeitsräume (10 oder 11) und der Ringraum (16) mit dem anderen Ar­ beitsraum in Verbindung steht und am Kolbenstangenende das zentrale Rohr (13) einerseits und der Ringraum (16) anderer­ seits an eine parallel zu den Dämpfventilen (5 und 6) wirkende, außenliegende Dämpfventileinheit (18) angeschlossen ist.

2. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das zentrale Rohr (13) mit dem kolbenstan­ genfernen Arbeitsraum (11) und der Ringraum (16) über einen Durchlaßquerschnitt (17) mit dem kolbenstangenseitigen Ar­ beitsraum (10) flüssigkeitsleitend verbunden ist.

3. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die außenliegende Dämpfventilein­ heit (18) eine dämpfkraftverändernde Verstelleinrichtung (23) aufweist.

4. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (23) in Abhängigkeit verschiedener Meßgrößen wie Ge­ schwindigkeit, Querbeschleunigung, Verzögerung des Fahrzeuges ansteuerbar ist.

5. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfventileinheit (18) mit­ tels Verbindungsleitungen (19 und 20) mit dem Kolbenstangenende verbunden ist.

6. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer als Ein­ rohrschwingungsdämpfer (25) ausgebildet und mit einem an eine Verbindungsleitung (19) angeschlossenen, separaten, als Aus­ gleichsraum wirkenden Druckspeicher (28) versehen ist.

7. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckspeicher (28) ungedros­ selt mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum (11) verbunden ist.

8. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (13) in einem vom Innenraum der Kolbenstange (3). gebildeten Absatz (14) ge­ führt und abgedichtet ist und durch eine den Kolbenstangenzap­ fen durchsetzende Axialbohrung (15) flüssigkeitsleitend mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum (11) verbunden ist.

9. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlaßquerschnitt (17) durch mindestens eine zum Ringraum (16) führende Radialbohrung in der Kolbenstange (3) gebildet ist.