DE4029554C2 - Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft und mit einer linearen und großbereichigen Dämpfungskraftänderung in Abhängigkeit von der Kolbenhubgeschwindigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft für eine Kraftfahrzeug-Rad­ aufhängung, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit ei­ nem Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft, bei dem man eine lineare Dämpfungskraftänderungscharakteristik in Ab­ hängigkeit von der Kolbenhubgeschwindigkeit bei einer aus­ reichenden, großbereichigen Dämpfungskraftänderung erhal­ ten kann.

In der JP 61-65930 A ist ein Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft für eine Kraftfahrzeug-Radaufhängung ange­ geben. Dieser Schwingungsdämpfer hat einen Kolben, welcher eine axia­ le Endfläche hat, die einer der Fluidkammern zugewandt ist. Drei koaxiale Ausnehmungen sind auf der axialen Endfläche ausgebildet. Die Ausnehmungen sind durch ein Scheibenventil geschlossen, welches dicht schließend den äuße­ ren Umfangsrand derselben berührt. Das Scheibenventil öffnet gegen Federkraft, um eine Fluidverbindung zwischen der einen Fluidkammer und einer weiteren Fluidkammer über zugeordnete jeweilige Fluidverbindungswege zur Erzeugung ei­ ner Dämpfungskraft herzustellen. Die Scheibenventile mit variabler Dämpfung betreibbar, wobei der Schwingungs­ dämpfer in der Betriebsart HART arbeitet, wenn die Fluid­ verbindung nur über die radial zu innerst liegende Ausnehmung und die zugeordneten Fluidströmungswege hergestellt wird. Wenn andererseits die Fluidverbindung über eine Zwischenausneh­ mung und dieser zugeordnete Fluidwege hergestellt wird, ar­ beitet der Schwingungsdämpfer in der Betriebsart MITTEL. Wenn die Fluidverbindung über alle Ausnehmungen und alle Fluidwege hergestellt wird, erhält man bei dem Schwingungsdämpfer die Betriebs­ art WEICH.

Bei einem derartigen Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft lassen sich mit mehrstufigen Ventilsitzen lineare Dämpfungs­ kraft-Änderungseigenschaften erzielen. Da andererseits ein derartiger üblicher Schwingungsdämpfer ein einziges Tellerventil verwendet, ist eine ausreichend hohe Steifigkeit erforderlich, um eine hohe Dämpfungskraft in der Betriebsart HART zu er­ reichen. Durch diese hohe Steifigkeit des Tellerventils kann sich der Dämpfungskraft-Änderungsbereich in der Betriebsart WEICH einengen. Daher wird die Einstellung der Ventil­ steifigkeit schwierig.

Aus der US-PS 4 826 207 ist ein Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft bekannt, der einen Zylinder aufweist, dessen Innenraum Arbeitsfluid enthält, eine Kolbenanordnung, die in dem Innenraum des Zylinders angeordnet ist und den Zylinder in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer unterteilt, die mit dem Arbeitsfluid gefüllt sind, eine Kolbenstange, die sich in den Innenraum erstreckt und eine axiale zur zweiten Fluidkammer hin offene Bohrung und radiale Durchlässe aufweist, wobei die Kolbenanordnung an der Kolbenstange angeordnet und befestigt ist, und einen Kolbenkörper umfaßt, dessen Stirnflächen mit Nuten versehen sind, die von Federscheibenventilen abgedeckt sind und über Fluidwege mit der jeweils gegenüberliegenden Fläche sowie über radiale Nuten mit den Radialdurchlässen in Verbindung stehen, und ein Drehventilteil aufweist, das drehbar in der Bohrung der Kolbenstange gelagert ist und eine erste Winkelposition einnehmen kann, in der die radialen Durchlässe abgedeckt sind, während in einer zweiten Winkelposition das Drehventil die radialen Durchlässe freigibt und damit für die Druckstufe zusätzlich die Anströmung für ein weiteres Federscheibenventil aufsteuert, wobei die Kolbenanordnung und das weitere Federscheibenventil durch eine Spannmutter auf der Kolbenstange festgespannt sind.

Zusammenfassend ist aus dieser Druckschrift somit ein Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft bekannt, bei dem übliche Federscheiben-Dämpfungsventile am Dämpfungskolben für Zug- und Druckstufe vorgesehen sind und über ein Drehventil ein Bypass zusätzlich geöffnet werden kann, über den in der Druckstufe ein weiteres, weicheres Federscheibenventil mit seiner günstigen flachen Kennlinie wirksam wird, während der Bypass in der Zugstufe, bedingt durch die gestalterischen Einschränkungen am Kolbenstangenende, in einer einfachen Drosselbohrung endet.

Zwar mag durch fein dosierte Verstell-Drehbewegungen der Querschnitt der Drosselbohrung variabel sein, doch verläuft die Kennlinie einer Drosselbohrung bzw. eines definiert eingestellten Drosselquerschnittes im Vergleich zu der eines Federscheibenventils ungünstig steil, was erhöhten Aufwand hinsichtlich der Genauigkeit der Stellbewegung bei der variablen Verstellung des Bypasses bedeutet.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine gegenüber einer Drosselbohrung flachere Kennlinie erreicht wird, wodurch ein erhöhter Aufwand in Punkto Genauigkeit der Stellbewegungen bei der variablen Verstellung des Bypasses vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Unteranspruch hat vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Darin zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Hauptteils einer be­ vorzugten Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers mit variabler Dämpfungskraft nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Drehventilteils, das bei der bevorzugten Ausführungsform des Schwingungs­ dämpfers mit variabler Dämpfungskraft nach Fig. 1 zur Anwendung kommt,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in Fig. 2, und

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Änderung der Dämpfungskraftänderung jeweils bei der Betriebs­ art HART und WEICH bei der bevorzugten Ausfüh­ rungsform des Schwingungsdämpfers mit variabler Dämp­ fungskraft nach der Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, und insbesondere unter Bezugnahme auf Fig. 1 umfaßt eine bevorzugte Ausführungsform eines Schwingungsdämpfers mit variabler Dämpfungskraft nach der Er­ findung einen Zylinder 1, welcher einen Innenraum begrenzt. Eine Kolbenanordnung 2 ist in dem Innenraum angeordnet und begrenzt obere und untere Fluidkammern A und B. Beide oberen und unteren Fluidkammern A und B sind mit einem Arbeitsfluid gefüllt. Die Kolbenanordnung 2 ist in der Nähe des unteren Endes einer Kolbenstange 3 angebracht, die sich von dem obe­ ren Ende des Zylinders 1 aus wegerstreckt und mit einer Fahr­ zeugkarosserie an ihrem oberen Ende verbunden ist. Die Kol­ benstange 3 hat eine hohlzylindrische Auslegung und bildet eine durch sie gehende, axial verlaufende Bohrung 3a.

Die Kolbenanordnung 2 weist einen Rückstoßanschlag 5 ei­ ne Unterlagscheibe 6a, ein Kompressionsrückschlagventil oder Federscheibenventil 7, einen oberen Ventilkörper bzw. ein Federscheibenventil 8, eine Unterlagscheibe 6b, ein Kompressionsdämpfungsventil oder Federscheibenventil 9, einen Kolbenkörper 2A, ein Expansionsdämpfungsventil oder Federscheibenventil 10, eine Unterlagscheibe 6c, ei­ nen Federsitz 12, eine Feder 13 und eine Befestigungsmutter oder Spannmutter 14 auf. Die Bauteile der Kolbenanordnung 2 werden auf dem unteren Endteil der Kolbenstange 3 angeordnet und an dieser mit Hilfe der Spannmutter 14 befestigt. Der obere Ven­ tilkörper 8 und der Kolbenkörper 2A sind mit einer axialen Öffnung 8h und 2a versehen. Ein Dichtring R ist auf dem äu­ ßeren Umfang des Kolbenkörpers 2A zur Herstellung einer flüs­ sigkeitsdichten Abdichtung zwischen dem inneren Umfang des Zylinders 1 angebracht.

Das Federscheibenventil 8 bzw. der obere Ventilkörper 8 ist mit einer ringförmigen Ausneh­ mung 8a an der oberen Fläche ausgebildet. Ein ringförmiger Vorsprung 8e ragt von dem Grund der Ausnehmung 8a vor, um das Federscheibenventil 7 zu stützen, das eine im wesentlichen geringe Steifigkeit hat. Ein oder mehrere radiale Ausnehmun­ gen 8f werden durch den ringförmigen Vorsprung 8e zur Her­ stellung einer Fluidverbindung zwischen den inneren und äuße­ ren Seiten des ringförmigen Vorsprungs gebildet. Eine ring­ förmige Ausnehmung 8g, die auf dem inneren Umfang der axia­ len Öffnung 8h ausgebildet ist, ist in Fluidverbindung mit der ringförmigen Ausnehmung 8a. Die ringförmige Ausnehmung 8g ist in Fluidverbindung mit der Axialbohrung 3a über die Durchlässe 3c.

Der Kolbenkörper 2 ist auch mit koaxial angeordneten inne­ ren und äußeren, ringförmigen Ausnehmungen 2b und 2c verse­ hen. Die inneren und äußeren, vorspringenden Umfangsteile bzw. Stegteile sind mit Ventilsitzflächen 2d und 2e verse­ hen. Die innere Ausnehmung 2b ist in Fluidverbindung mit der unteren Fluidkammer B über eine Mehrzahl von Kompres­ sionsfluidwegen 2f. Die innere Ausnehmung 2b ist auch in Fluidverbindung mit einer zentralen, ringförmigen Ausneh­ mung 2s über eine Mehrzahl von radialen Ausnehmungen 2g. Die zentrale ringförmige Ausnehmung 2s ist in Fluidverbin­ dung mit der Axialbohrung 3a des durchmesserkleineren Ab­ schnitts 3b der Kolbenstange 3 über ein Paar von Radialöff­ nungen 3d, die von der Umfangswand der Kolbenstange in ei­ ner axial versetzt liegenden Stellung zueinander gebildet werden. Das obere Öffnungsende der inneren und äußeren, ring­ förmigen Ausnehmungen 2b und 2e sind durch das Federscheibenventil 9 verschlossen.

Eine im wesentlichen symmetrische Anordnung ist auf der unte­ ren Fläche des Kolbenkörpers 2a der unteren Fluidkammer B gegenüberliegend vorgesehen. Insbesondere sind innere und äußere, ringförmige Ausnehmungen oder Nuten 2j und 2k auf der unteren Flä­ che des Kolbenkörpers 2A ausgebildet. Die innere, ringförmi­ ge Nut 2j ist in Fluidverbindung mit einer ringförmi­ gen, zentralen Ausnehmung oder Nut 2t über radiale Ausnehmungen oder Nuten 2r. Die zentrale Ausnehmung 2t ist in Fluidverbindung mit der Axialbohrung 3a der Kolbenstange 3 über ein Paar von radialen Öffnungen oder Durchlässen 3e, die durch die Umfangswand der Kolbenstange in axial versetzter Lage zueinander gebildet werden. Innere und äußere Stegteile mit Ventilsitzflächen 2m und 2n werden längs den zugeordneten, äußeren Umfangsrändern der inneren und äu­ ßeren Ausnehmungen 2j und 2k gebildet. Das Expansionsdämp­ fungsventil 10 liegt im Grundzustand auf diesen inneren und äußeren Ventilsitzen auf. Wie sich aus der Zeichnung ersehen läßt, ist das Expansionsdämpfungsventil bzw. Federscheibenventil 10 mit einer höheren Steifigkeit an dem Teil versehen, der radial von der der in­ neren Sitzfläche 2m zugeordneten Stelle nach innen liegt, im Vergleich zu jenem Teil, der radial außerhalb der inneren Sitzfläche liegt. Ferner ist das Federscheibenventil 10 in Richtung der inneren und äußeren Ventilsitzflächen 2m und 2n mittels einer Spiralfeder 13 vorbelastet, wobei die Federkraft auf das Federscheibenventil über den Ventil­ sitz 12 ausgeübt wird.

Die Befestigungsmutter oder Spannmutter 14 ist mit einem durchmessergröße­ ren Abschnitt 14a versehen, in dem eine Bohrung 14b vorge­ sehen ist, die einen größeren Durchmesser als die Axialboh­ rung 3a der Kolbenstange 3 hat. Die Bohrung 16b ist in Fluid­ verbindung mit der Axialbohrung 3a. Dem unteren offenen Ende der Bohrung 14b gegenüberliegend ist ein unterer Ventilkörper 15 vorgesehen. Der untere Ventilkörper 15 ist mit einer ring­ förmigen Ausnehmung 15b versehen, die an der unteren Fläche desselben ausgebildet ist. Das untere, offene Ende der ring­ förmigen Ausnehmung 15b ist durch ein Expansionsrückschlagven­ til oder Federscheibenventil 16 geschlossen, das eine relativ geringe Steifigkeit hat. Ein ringförmiger Vorsprung 15e ragt von dem Grund der ring­ förmigen Ausnehmung 15b vor, um das Federscheibenventil 16 abzustützen. Radiale Ausnehmungen 15f werden durch den ringförmigen Vorsprung 15e zur Herstellung einer Fluidver­ bindung zwischen der Innenseite und der Außenseite des ring­ förmigen Vorsprungs gebildet. Das innere Seitenteil der ring­ förmigen Ausnehmung 15b, das radial zur Innenseite des ring­ förmigen Vorsprunges 15e ausgerichtet ist, ist in Verbindung mit der Bohrung 14b in der Befestigungsmutter 14 über axiale Öffnungen 15f.

Ein Drehventilkörper 17 ist in der Axialbohrung 3a der Kolben­ stange 3 drehbeweglich angeordnet. Der Drehventilkörper 17 ist zwischen den oberen und unteren Buchsen 18 und 19 angeordnet und gelagert. Wie sich aus Fig. 1 entnehmen läßt, ist die un­ tere Buchse 19 mit einer axial verlaufenden Ausnehmung 19a versehen. Der Drehventilkörper 17 ist mit oberen und unteren, axial verlaufenden Ausnehmungen bzw. Nuten 17a und 17b versehen, wie dies in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind jeweils vier obere und un­ tere Ausnehmungen bzw. Nuten 17a und 17b in regelmäßigen Umfangsabstän­ den ausgebildet. Die oberen, axialen Nuten 17a stel­ len eine Fluidverbindung zwischen Durchlässen 3c und 3d derart her, daß eine Fluidverbindung zwischen der ringförmi­ gen Ausnehmung 8a des oberen Ventilkörpers 8 und der inneren ringförmigen Ausnehmung 2b des Kolbenkörpers 2A hergestellt wird. Andererseits stellen die unteren axialen Nuten 17b eine Verbindung von der inneren, ringförmigen Ausnehmung 2j des Kolbenkörpers 2 und der Bohrung 14b der Spannmutter 14 her.

Der Drehventilkörper 17 ist mit einer Betätigungsstange 20 verbunden, die mit einer Antriebseinrichtung, wie einem Schrittschaltmotor oder dergleichen verbunden ist, so daß sie mit Hilfe eines übertragenen Drehmomentes drehangetrieben wird. Daher läßt sich die Winkelstellung des Drehventilkör­ pers 14 verstellen, um eine variable Fluidstromdrosselung für die Fluidverbindung über die oberen und unteren axialen Nuten 17a und 17b zu erhalten. Insbesondere läßt sich bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform die Winkel­ stellung des Drehventilkörpers 17 zwischen einer Position einstellen, an der eine minimale Fluidströmungsdrosselung vor­ handen ist und somit eine maximale Strömungsmenge des Arbeits­ fluides durch die axialen Nuten 17a und 17b strömen kann, wobei es sich bei dieser Stellung um die "Stellung für die Betriebsart WEICH" handelt, und einer Stellung einstel­ len, bei der die maximale Fluidströmungsdrosselung vorhanden ist, um eine minimale Strömungsmenge des Arbeitsfluides durch die axialen Ausnehmungen zu erreichen, wobei diese Stellung nachstehend als "Stellung für die Betriebsart HART" bezeich­ net wird.

Obgleich die dargestellte bevorzugte Ausführungsform auf ei­ ne Zweiwegeinstellung der Dämpfungscharakteristika mittels Umschalten der Drehventilkörperstellung zwischen der vor­ stehend genannten WEICH-Betriebsstellung und der HART-Be­ triebsstellung eingeht, kann eine beliebige Anzahl von Zwi­ schendämpfungscharakteristikabetriebsarten zwischen der Be­ triebsart WEICH und der Betriebsart HART dadurch erreicht werden, daß man die Fluidströmungsdrosselungsgröße unter­ schiedlich an unterschiedlichen Winkelpositionen des Dreh­ ventilkörpers wählt.

Bei der vorstehend angegebenen Auslegungsform wird die Ar­ beitsweise der dargestellten bevorzugten Ausführungsform des Schwingungsdämpfers mit variabler Dämpfungskraft nach der Erfin­ dung nachstehend zum besseren Verständnis der Erfindung er­ läutert.

Es wird angenommen, daß der Kolben einen Hub in Expansions­ richtung bei der Rückhubbewegung zwischen der Fahrzeugkarosse­ rie und dem Fahrzeugrad, also einen Zughub ausführt, wobei die obere Fluidkam­ mer A komprimiert wird, um den Fluiddruck anzuheben, und die untere Fluidkammer B expandiert wird, um den Fluiddruck her­ abzusetzen. Daher stellt sich ein Fluidstrom von der oberen Fluidkammer A zu der unteren Fluidkammer B ein. Das unter Druck stehende Fluid strömt in die innere, ringförmige Nut 2j über einen Verbindungsweg oder Fluidweg 2p, der durch den Kol­ benkörper 2 gebildet wird. Das Arbeitsfluid beaufschlagt die innere ringförmige Kammer 2 bis der Fluiddruck in der inneren, ringförmigen Kammer 2j die Federkraft des Expansions­ dämpfungsventils bzw. Federscheibenventils 10 überschreitet. Die gesamte Arbeitsfluid­ menge strömt in die axiale Bohrung 3a über die radialen Durchlässe 3e, wenn der Drehventilkörper 17 in der Stellung für die WEICHE Betriebsart bleibt. Dann strömt das Arbeitsfluid in die untere, axiale Nut 17b des Drehventilkörpers, strömt durch die axiale Ausnehmung bzw. Nut 19a der unteren Buchse, die Bohrung 14b der Befestigungsmutter 14, die axiale Öff­ nung 15f und in die ringförmige Ausnehmung 15b. Der Fluid­ druck in der ringförmigen Ausnehmung 15b wirkt auf das Federscheibenventil 16, um eine Verformung des Letzt­ genannten zu bewirken, so daß ein Fluidströmungsweg gebildet wird, auf dem das Arbeitsfluid in die untere Fluidkammer B strömen kann. Hierdurch wird der Fluidströmungsweg II in Fig. 1 gebildet.

Wenn die Kolbenhubgeschwindigkeit ansteigt, und somit der Fluiddruck in der inneren, ringförmigen Nut 2j grö­ ßer als die Federkraft des Federscheibenventils 10 wird, wird eine Verformung bei dem Federscheibenventil bewirkt, um einen Fluidströmungsweg zwischen der inneren Ven­ tilsitzfläche 2m und der zugeordneten Paßfläche des Federscheibenventils zu bilden, so daß eine Fluidverbindung zwischen den inneren und äußeren, ringförmigen Nuten 2j und 2k hergestellt wird. Durch die Verformung des Federscheibenventils wird der äußere Umfang des Federscheibenventils von der äußeren Ventilsitzfläche 2n abgeho­ ben. Daher strömt ein Teil des in die innere, ringförmige Nut 2j von der oberen Fluidkammer A strömende Arbeits­ fluid in die untere Fluidkammer B über den so gebildeten Fluidströmungsweg.

Wenn man annimmt, daß der Drehventilkörper 17 vollständig den Fluidstrom durch die oberen und unteren axialen Nuten 17a und 17b sperrt, verhält sich die Änderung der Dämpfungs­ kraft, die an dem Zwischenraum zwischen den inneren und äuße­ ren Ventilsitzflächen 2m und 2n und den zugeordneten Teilen des Expansionsdämpfungsventils bzw. Federscheibenventils 10 erzeugt wird, proportional zu dem Exponenten 2/3 der Kolbengeschwindigkeit. Da die Zwi­ schenräume zwischen der inneren Ventilsitzfläche und dem zu­ geordneten Teil des Federscheibenventils und zwischen der äußeren Ventilsitzfläche des Umfangsrandabschnittes des Federscheibenventils in Reihenschaltung oder in Tandem­ anordnung vorgesehen sind, ergeben sich die Änderungscharak­ teristika der Dämpfungskraft entsprechend der durchgezogenen Linie gemäß Fig. 5. Wie sich von der Linie nach Fig. 5 ablesen läßt, erhält man im wesentlichen lineare und HARTE Dämpfungscharakteristika.

Wenn andererseits der Drehventilkörper 17 in der Stellung für die Betriebsart WEICH ist, und ein maximaler Fluidströ­ mungsweg bereitgestellt wird, strömt die gesamte Menge des Arbeitsfluides auf dem vorstehend angegebenen Weg II, wenn die Kolbenhubgeschwindigkeit relativ niedrig ist. Zu diesem Zeitpunkt erhält man die Dämpfungscharakteristika der Be­ triebsart WEICH, welche proportional zu dem Quadrat der Kol­ benhubgeschwindigkeit im niedrigen Kolbenhubgeschwindigkeits­ bereich sind, wie dies mit einer durchgezogenen Linie in Fig. 5 gezeigt ist. Wenn andererseits die Kolbengeschwindig­ keit ansteigt, um den Fluiddruck in der inneren, ringförmigen Nut 2j zu erhöhen, so daß dieser die Federkraft des Federscheibenventils 10 überwindet, werden die Zwischen­ räume zwischen der inneren Ventilsitzfläche und dem zugeordne­ ten Teil des Federscheibenventils und zwischen der äußeren Ventilsitzfläche und dem Umfangsrandabschnitt des Federscheibenventils gebildet, so daß eine Fluidströmung durch diese durchgehen kann. Als Folge hiervon strömt ein Teil des Arbeitsfluides durch diesen Zwischenraum, um eine Dämpfungskraft proportional zu dem Exponenten 2/3 der Kolben­ hubgeschwindigkeit zu erzeugen. Als Folge hiervon lassen sich in der Stellung mit der Betriebsart WEICH des Drehventilkör­ pers 17 im wesentlichen lineare Änderungscharakteristika der Dämpfungskraft in einem relativ hohen Kolbenhubgeschwindig­ keitsbereich erzielen, wobei die erzeugte Dämpfungskraft bei jeder beliebigen Kolbenhubgeschwindigkeit mit einem im we­ sentlichen kleinen Wert im Vergleich zu jener bei der Be­ triebsart HART aufrechterhalten wird.

Bei dem Kolbenkompressionshub bzw. Druckhub in Abhängigkeit von der Vor­ wärtshubbewegung zwischen der Fahrzeugkarosserie und dem Fahrzeugrad wird andererseits der Fluiddruck in der unte­ ren Fluidkammer B nach Maßgabe des Druckhubs erhöht. Somit stellt sich ein Fluidstrom von der unteren Fluidkammer B zu der oberen Fluidkammer A ein. Das Arbeits­ fluid in der unteren Fluidkammer B strömt somit in die in­ nere ringförmige Nut 2b des Kolbenkörpers 2A. Das Ar­ beitsfluid in der inneren, ringförmigen Nut 2b strömt in die obere, axiale Nut 17a des Drehventilkörpers 17 über die radialen Durchlässe 3d, und strömt dann in die ring­ förmige Ausnehmung 8a über den radialen Durchlaß 3c. Somit stellt sich der Fluidströmungsweg II ein, der in Fig. 1 ge­ zeigt ist. So lange der Fluiddruck in der inneren, ringför­ migen Nut 2b niedriger als die Vorgabekraft des Federscheiben 9 ist, strömt das Arbeitsfluid von der unteren Fluidkammer B zu der oberen Fluidkammer A ledig­ lich über den vorstehend angegebenen Fluidströmungsweg II. Somit strömt das Arbeitsfluid in die ringförmige Ausnehmung 8a und bewirkt eine Verformung des Federscheibenventils 7, um in die obere Fluidkammer A zu strömen.

Wenn andererseits der Fluiddruck in der inneren, ringförmi­ gen Nut 2b die Vorgabekraft des Federscheibenventils 9 überwindet, wird das Federscheibenventil 9 verformt, so daß es von den zugeordneten inneren und äuße­ ren Ventilsitzflächen 2d und 2e freikommt und sich dazwischen ein Fluidströmungsspalt bildet. Daher strömt ein Teil des Arbeitsfluides in der inneren, ringförmigen Nut 2b in die obere Fluidkammer A über den so gebildeten Fluidströ­ mungsspalt.

In ähnlicher Weise wie bei dem Zughub sind die Änderungscharakteristika der Dämpfungskraft, die durch die Strömungsdrosselung in den Fluidströmungszwischenräumen, die zwischen der inneren Ventilsitzfläche 2m und dem zugeordne­ ten Teil des Federscheibenventils 9 gebildet wer­ den, und der äußeren Ventilsitzfläche 2n und dem äußeren Umfangsrandabschnitt des Federscheibenventils ge­ bildet werden, proportional zu dem Exponenten 2/3 der Kolben­ hubgeschwindigkeit. Wenn man den Fluidströmungszwischenraum in Hintereinanderschaltung oder in Tandemanordnung vorsieht, lassen sich ein relativ großer Änderungsbereich und Ände­ rungscharakteristika der Dämpfungskraft mit im wesentlichen linearem Verhalten erzielen, wie dies mit der durchgezogenen Linie dargestellt ist. Andererseits wird angenommen, daß der Drehventilkörper 17 in der Stellung für die Betriebsart WEICH ist, um eine möglichst kleine Strömungsdrosselgröße zu erhal­ ten. Die Änderung der Dämpfungskraft bei einer relativ nie­ drigen Kolbenhubgeschwindigkeit wird dann proportional zu der zweiten Potenz der Kolbenhubgeschwindigkeit bei einer rela­ tiv niedrigen Änderungsrate, wie dies mit der durchgezogenen Linie dargestellt ist. Wenn die Kolbenhubgeschwindigkeit ansteigt, und hierdurch bewirkt wird, daß der Fluiddruck in der inneren, ringförmigen Kammer größer als die Vorgabekraft des Federscheibenventils 9 wird, dann werden Dämp­ fungscharakteristika durch das Federscheibenventil 9 erzeugt, welche proportional zu dem Exponenten 2/3 der Kol­ benhubgeschwindigkeit sind. Daher werden die Gesamtdämpfungs­ charakteristika mit einem relativ hohen Kolbenhubgeschwindig­ keitsbereich im wesentlichen linear.

Wie sich aus der vorangehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung ergibt, kann man einen großen Veränderungsbereich der Dämpfungscharakteristika erhalten, ohne daß sich die Li­ nearität der Dämpfungskraftveränderung in Relation zu der Kolbenhubgeschwindigkeit verschlechtert.

Claims (2)

1. Schwingungsdämpfer mit variabler Dämpfungskraft, mit:
einem Zylinder (1), dessen Innenraum Arbeitsfluid enthält;
einer Kolbenanordnung (2), die in dem Innenraum des Zylinders angeordnet ist und den Zylinder in eine erste Fluidkammer (A) und eine zweite Fluidkammer (B) unterteilt, die mit dem Arbeitsfluid gefüllt sind;
einer Kolbenstange (3), die sich in den Innenraum erstreckt und eine axiale, zur zweiten Fluidkammer (B) hin offene Bohrung (13a) und radiale Durchlässe (3c; 3e) aufweist, wobei die Kolbenanordnung (2) an der Kolbenstange (3) angeordnet und befestigt ist und einen Kolbenkörper (2A) umfaßt, dessen Stirnflächen mit Nuten (2b; 2c; 2k; 2j) versehen sind, die von Federscheibenventilen (9; 10) abgedeckt sind und mit der jeweils gegenüberliegenden Stirnfläche über Fluidwege (2f; 2p) sowie über radiale Nuten mit den radialen Durchlässen (3c; 3e) in Verbindung stehen, einem Drehventilteil (17), das drehbar in der Bohrung der Kolbenstange (3) gelagert ist und eine erste Winkelposition einnehmen kann, in der die radialen Durchlässe (3c; 3e) abgedeckt sind, während in einer zweiten Winkelposition das Drehventilteil (17) die radialen Durchlässe (3c; 3e) freigibt und damit für die Druckstufe zusätzlich die Anströmung für ein weiteres Federscheibenventil (7, 8) aufsteuert, wobei die Kolbenanordnung (2) und das weitere Federscheibenventil (7, 8) durch eine Spannmutter (14) auf der Kolbenstange (2) festgespannt sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmutter (14) als hohles Gehäuse ausgeführt ist und einen Ventilkörper (15) mit einem Federscheibenventil (16) aufnimmt, das in der Zugstufe je nach Stellung des Drehventilteils (17) von dem am Federscheibenventil (10) der Kolbenanordnung (2) anstehenden Arbeitsfluid beaufschlagt werden kann und in der Druckstufe als Rückschlagventil wirkt.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehventilteil (17) mit Nuten (17b) versehen ist, die eine Fluidverbindung zwischen dem radialen Durchlaß (3e) und der Bohrung (14b) der Spannmutter (14) über eine Nut (19a) in einer Buchse (19) dann erzeugen, wenn das Drehventilteil (17) die zweite Winkelposition einnimmt.