DE4105771C2

DE4105771C2 -

Info

Publication number: DE4105771C2
Application number: DE4105771A
Authority: DE
Inventors: Andree 5208 Eitorf De Patzenhauer; Winfried 5227 Windeck De Geilhausen
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1991-02-23
Filing date: 1991-02-23
Publication date: 1993-06-09
Also published as: DE4105771A1; US5392885A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen, verstellbaren Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, mit einem an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammern unterteilt, wobei mindestens ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil zur Steuerung eines Kanales vorgesehen ist, dessen Steuerung durch einen durch Steuerdruck beaufschlagten Steuerkörper erfolgt.

Es sind derartige Dämpfungskraftregeleinrichtungen für Teleskop-Schwingungsdämpfer bekannt (z. B. DE 35 343 298 A1), bei denen die Dämpfungskraft der Schwingungsdämpfer einstellbar ist. Der Schwingungsdämpfer besteht aus einem Zylinder, dessen Innenraum von einem Kolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird. Er besitzt außer den üblichen Kolbendämpfventilen einen querschnittsveränderlich steuerbaren Bypasskanal. Das Bypassventil wird durch die Druckdifferenz zwischen den Arbeitsräumen betätigt. Eine sicherheitsrelevante Position bei Ausfall des Druckes ist nicht vorhanden.

Desweiteren sind bei Bremsdrucksteuereinheiten (z. B. DE 34 12 544 A1) reine Ausfallsicherungen bekannt. Diese werden von unabhängig voneinander wirkenden Druckquellen durchströmt, wobei bei Ausfall eines Bremskreises eine erhöhte Kraft im anderen Bremskreis erzielt werden kann.

Die Druckquelle, die über ein Ventil auf einen Abnehmer geleitet wird, durchströmt die Vorrichtung bis zum Verbraucher. Bei Schwingungsdämpfern ist dagegen das Steuermedium unabhängig vom Dämpfungsmittel im System.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen, verstellbaren Schwingungsdämpfer zu schaffen, bei dem ein hydraulischer und/oder pneumatisch verstellbarer Steuerkörper des Dämpfungsventiles eine stufenlose Dämpfungskraftverstellung gewährleistet, wobei bei Unterschreitung eines minimalen Steuerdruckes automatisch eine hohe Dämpfungskraft geschaltet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Schwingungsdämpfer erfindungsgemäß vorgesehen, daß dem Steuerkörper, auf der dem Kanal entgegengesetzten Seite, ein mit dem Steuerkörper zusammenarbeitender, in Schließrichtung des Dämpfungsventiles elastisch vorgespannter Kolben größerer Wirkfläche zugeordnet ist, dessen Rückseite mit einer vom Steuerdruck unabhängigen Kraft in Schließrichtung des Dämpfungsventils beaufschlagt ist, wobei der Steuerdruck gleichzeitig die einander benachbarten, unterschiedlich groß bemessenen Stirnflächen des Steuerkörpers und des Kolbens beaufschlagt.

Bei dieser Lösung ist von Vorteil, daß der Aufwand für eine Magnetspule im Schwingungsdämpfer entfallen kann und daß die Verwendung eines Steuerkörpers, der von einem pneumatischen und/oder hydraulischen Steuerdruck bewegt wird, bei den Fahrzeugen besonders einfach realisiert werden kann, die bereits mit einer Luftfederung ausgerüstet sind. Bei Nutzkraftfahrzeugen, die zunehmend mit einer Luftfederung ausgerüstet werden, bietet sich der Einsatz einer pneumatisch betätigten Verstelleinrichtung an. Der technische Aufwand zur Ansteuerung bzw. pneumatischen Betätigung der Verstelleinrichtung ist hierbei relativ gering.

Auch bei Personenkraftwagen mit pneumatischen bzw. hydropneumatischen Federungssystemen läßt sich eine derartige Verstelleinrichtung problemlos einsetzen.

Vorteilhaft ist darüber hinaus, daß der Steuerdruck den Kolben und den Steuerkörper derart beaufschlagt, daß bei Unterschreitung eines minimalen pneumatischen und/oder hydraulischen Steuerdruckes eine sicherheitsrelevante maximale Dämpfungskraft geschaltet wird.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Rückseite des Kolbens dem Druck einer vorgespannten Feder beaufschlagt wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Bildung eines Hohlraumes zwischen den benachbarten Stirnflächen des Steuerkörpers und des Kolbens ein Distanzelement vorgesehen ist.

Eine besonders einfache Gestaltung des Hohlraumes ist dann gegeben, wenn als Distanzelement als ringförmiger, mit Ausnehmungen versehener Ansatz vorgesehen ist, der zusammen mit dem Steuerkörper oder dem Kolben einteilig ausgebildet ist.

Die Anordnung des Dämpfungsventiles kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen, wobei besonders günstig eine Anordnung außerhalb des Arbeitszylinders des Schwingungsdämpfers, z. B. an der Außenwandung oder als separates Bauteil, z. B. zwischen einem Druckspeicher und einem Federzylinder oder im Bereich des Dämpfungskolbens innerhalb des Schwingungsdämpfers vorgesehen werden kann.

Bei der Anordnung des Dämpfungsventiles im Dämpfungskolben des Schwingungsdämpfers ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß der Steuerdruck durch eine Strömungsverbindung in der Kolbenstange dem Hohlraum zugeführt wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer mit einem druckabhängig reagierenden Dämpfungsventil im Schnitt

Fig. 2 ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil als Einzelteil in vergrößertem Maßstab im Schnitt

Fig. 3 ein druckabhängiges Dämpfungsventil, welches im Dämpfungskolben des Schwingungsdämpfers angeordnet ist

Fig. 4 ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil als separates Bauteil in einer hydraulischen Strömungsverbindung

Fig. 5 eine Schaltungsanordnung des Dämpfungsventiles nach Fig. 4 in einer entsprechenden Strömungsverbindung.

Der in Fig. 1 gezeigte Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus der Kolbenstange 2, dem Dämpfungskolben 3, der den Arbeitszylinder 1 in eine obere und eine untere Kammerhälfte unterteilt. Der Dämpfungskolben 3 ist mit Ventilen 16a und 16b zur Erzeugung einer Dämpfungskraft ausgerüstet. Zusätzlich ist die obere Kammerhälfte über einen Kanal 6 mit der unteren Kammerhälfte verbunden.

Im Kanal 6 wird ein Durchlaß durch einen Steuerkörper 5 beaufschlagt, wobei der Steuerkörper 5 des druckabhängigen Dämpfungsventiles 4 durch einen Steuerdruck beaufschlagt wird. Das Dämpfungsventil 4 dient der stufenlosen Dämpfungskraftverstellung, wobei über den Kolben 7 und die Feder 11 gewährleistet ist, daß bei Unterschreitung eines minimalen Steuerdruckes automatisch eine hohe Dämpfungskraft geschaltet wird.

Im Dämpfungsventil 4 sind dazu zwischen der Stirnfläche 8 des Kolbens 7 und der Stirnfläche 9 des Steuerkörpers 5 ein Hohlraum 12 gebildet. In den Hohlraum 12 gelangt der Steuerdruck und beaufschlagt somit gleichzeitig den Steuerkörper 5 und den Kolben 7 gegen die Feder 11 und den Atmosphärendruck. Zur Erzielung einer entsprechenden Dämpfungskraftkennlinie sind die Stirnflächen 8 und 9 unterschiedlich groß ausgebildet. Bei Einströmen des Steuerdruckes in den Hohlraum 12 wird somit der Kolben 7 gegen die Feder 11 und die Atmosphäre nach außen gedrückt, während der Steuerkörper 5 in Richtung des Kanales bewegt wird, so daß sich gegenüber dem Systemdruck im Kanal 6 ein bestimmter Querschnitt einstellt. Bei Ausfall des Steuerdruckes im Hohlraum 12 drückt der Kolben 7 über sein integriertes Distanzelement 13 auf den Steuerkörper 5 und verschließt somit den Kanal 6.

In der Fig. 2 ist ein druckabhängiges Dämpfungsventil 4 als Einzelheit im vergrößerten Maßstab dargestellt. Der Steuerdruck gelangt in den Hohlraum 12 und beaufschlagt die Stirnfläche 8 des Kolbens 7 und gleichzeitig die Stirnfläche 9 des Steuerkörpers 5. Über die Ausnehmungen 14 des Distanzelementes 13 ist ein Angriff des Steuerdruckes über die gesamten Stirnflächen 8 und 9 möglich. Die unterschiedlichen Durchmesser des Kolbens 7 und des Steuerkörpers 5 gewährleisten eine bestimmte Einstellung der Dämpfungskraft. Das Dämpfungsmittel wird somit vom Kanal 6 kommend am Steuerkörper 5 vorbeigeleitet. Fällt der Steuerdruck aus, so drückt der Kolben 7 über das Distanzelement 13 den Steuerkörper 5 zu und der Kanal 6 bleibt verschlossen. Zur Einstellung eines Basisdruckes ist der Steuerkörper 5 mit einem Stellkolben 17 versehen, der über die Feder 18 und dem Stellelement 19 der Einstellung eines Basisdruckes dient.

In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das verstellbare Dämpfungsventil 4 im Dämpfungskolben 3 des Schwingungsdämpfers angeordnet ist. Dabei wird der Kolben 7 wiederum über die Feder 11 und den Atmosphärendruck durch die Verbindung 20 beaufschlagt. Der Steuerdruck gelangt durch die Strömungsverbindung 15 auf die Stirnfläche 8 des Kolbens 7 und die Stirnfläche 9 des Steuerkörpers 5. Der Stellkolben 17 ist dabei gleichzeitig Bestandteil des Steuerkolbens 5, wobei die Feder 18 der Einstellung der Basisdämpfung dient, während bei Ausfall des Steuerdruckes der Atmosphärendruck und die Feder 11 den Kolben 7 über das Distanzelement 13 auf den Steuerkörper 5 bewegt, und somit den Kanal 6 verschließt.

Das in der Fig. 1 dargestellte Dämpfungsventil 4 läßt sich problemlos als separates Bauteil in einer Strömungsverbindung 21 anordnen, wobei die Funktionsweise dem in Fig. 1 dargestellten Dämpfungsventil 4 entspricht. Aus der Fig. 5 ist dabei die Schaltungsweise des Dämpfungsventiles 4 zu erkennen, wobei die Strömungsverbindung 21 die obere Kammerhälfte mit der unteren Kammerhälfte des Arbeitszylinders 1 verbindet.

Claims

1. Hydraulischer, verstellbarer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, mit einem an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammern unterteilt, wobei mindestens ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil zur Steuerung eines Kanales vorgesehen ist, dessen Steuerung durch einen durch Steuerdruck beaufschlagten Steuerkörper erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerkörper (5), auf der dem Kanal (6) entgegengesetzten Seite, ein mit dem Steuerkörper (5) zusammenarbeitender, in Schließrichtung des Dämpfungsventiles elastisch vorgespannter Kolben (7) größerer Wirkfläche zugeordnet ist, dessen Rückseite (10) mit einer vom Steuerdruck unabhängigen Kraft in Schließrichtung des Dämpfungsventils beaufschlagt ist, wobei der Steuerdruck gleichzeitig die einander benachbarten, unterschiedlich groß bemessenen Stirnflächen (8; 9) des Steuerkörpers (5) und des Kolbens (7) beaufschlagt.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als unabhängige Kraft die einer vorgespannten Feder (11) vorgesehen ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Hohlraumes (12) zwischen den benachbarten Stirnflächen (8; 9) des Steuerkörpers (5) und des Kolbens (7) ein Distanzelement (13) vorgesehen ist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzelement (13) als ringförmiger, mit Ausnehmungen (14) versehener Ansatz vorgesehen ist, der zusammen mit dem Steuerkörper (5) oder dem Kolben (7) einteilig ausgebildet ist.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsventil (4) außerhalb des Arbeitszylinders (1) des Schwingungsdämpfers angeordnet ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsventil (4) als separates Bauteil ausgebildet ist.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsventil (4) im Dämpfungskolben (3) angeordnet ist.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruck durch eine Strömungsverbindung (15) in der Kolbenstange (2) dem Hohlraum (12) zugeführt wird.