DE4223213C1 - Druckspeicher für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit hydropneumatischer Niveauregelung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckspeicher für hydraulische Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit hydropneumatischer Niveauregelung, bestehend aus einem Dämpfungsflüssigkeit ent­ haltenden Hydraulikraum und einem durch eine bewegliche Trenn­ wand vom Hydraulikraum getrennten Gasraum, die sich in einem separat angeordneten, gedichtet abgeschlossenen zylinderförmigen Gehäuse befinden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 34 27 843 A1 ist eine hydropneumatische Aufhängvorrichtung eines Kraftfahrzeuges mit einem Akkumulator bekannt. Dieser Akkumulator besteht aus einer Flüssigkeitskammer variablen Volumens und einem über eine flexible Trennwand vom Flüssigkeitsraum getrennten Gasraum und ist oberhalb des Dämpferzylinders am Schwingungsdämpfer an­ geordnet.

Die Strömungsverbindung zwischen der Flüssigkeits­ kammer des Akkumulators und dem oberen Arbeitsraum des Schwin­ gungsdämpfers wird dabei über eine in einem separaten Gehäuse zwischen dem Akkumulator und dem Schwingungsdämpfer angeordnete Ventilanordnung gesteuert, die aus druckabhängigen Drosselventilen und einem ansteuerbaren Bypass- Ventil besteht.

Die Einrichtung für die Niveau- oder Lage­ regelung ist vollkommen unabhängig vom Akkumulator angeordnet und über eine eigene Strömungsverbindung mit dem oberen Arbeits­ raum des Schwingungsdämpfers verbunden. Der aufgesetzte Akkumulator hat den Nachteil, daß er die Bauhöhe des Schwingungsdämpfers wesentlich vergrößert.

Ein separat angeordneter Druckspeicher für einen Schwingungs­ dämpfer ist in der deutschen Patentschrift DE 34 26 014 C3 beschrieben. Der Druckspeicher weist ein steifes, im wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse auf, das durch eine flexible Membran in einen Flüssigkeits- und einen Gasraum unterteilt ist. Zur Einstellung der Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers weist der Flüssigkeitsraum jeweils eine Strömungsverbin­ dung zum oberen und unteren Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers auf, die über eine zwei Schaltstellungen einnehmende Dämpfungseinrichtung gesteuert werden. Eine Niveau- oder Lage­ regelung ist nicht vorgesehen.

Aus der deutschen Patentschrift DE 38 00 288 C1 ist eine Ven­ tilanordnung bekannt, bestehend aus zwei elektromagnetisch betätig­ baren Ventilen, die jeweils ein Gehäuse, einen Deckel, eine Spule, einen Anker, einen Tubus und einen Rückschlußtopf auf­ weisen. Diese Ventilanordnung ist, wie in der Pa­ tentschrift weiterhin beschrieben, in einer Strömungsverbin­ dung zwischen einem Druckspeicher und einem Schwingungsdämpfer zur Steuerung der Dämpfungskraft einsetzbar.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen separat anzuordnenden Druckspeicher zu schaffen, der gleichzeitig als Ausgleichs­ raum für einen Schwingungsdämpfer einsetzbar ist, eine steuer­ bare Ventilanordnung zur Einstellung der Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers aufweist und auch für Radaufhängungen mit Niveau- oder Lageregelung des Fahrzeuges günstig verwendbar ist. Der Druckspeicher soll weiterhin einfach montierbar sein und aus wenigen Bauteilen bestehen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs ge­ löst. Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen gezeigt.

Der erfindungsgemäße Druckspeicher besteht in der Bauform als Kolbenspeicher aus einem Hydraulikraum und einem durch einen beweglichen Trennkolben getrenn­ ten Gasraum, die sich in einem separat vom Schwingungsdämpfer angeordneten, zylinderförmigen Gehäuse befinden. Der Hydrau­ likraum weist weiterhin zur Bildung einer Strömungsverbindung zum Schwingungsdämpfer einen Anschluß vom Hydraulikraum zu einem der Arbeitsräume des Schwingungsdämpfers und zur Bildung einer Strömungsverbindung zu einer Einrichtung für die Niveau- oder Lageregelung einen weiteren Anschluß auf.

Erfindungsgemäß ist weiterhin eine im Hydraulikraum integrierte, steuerbare Ventilanordnung vorgesehen, die die Strömungsverbin­ dung zu einem der Arbeitsräume des Schwingungsdämpfers steuert und aus je einem druckabhängigen Ventil für die Zug- und Druckstufe des Schwingungsdämpfers und einem parallel dazu an­ geordneten steuerbaren Bypass-Ventil besteht. Die steuerbare Ventilanordnung ist so im Hydraulikraum angeordnet, daß ein ungedrosselter Strömungsweg für die Verbindung zwischen dem Schwingungsdämpfer und der Einrichtung für die Niveau- oder Lageregelung oder dem Hydraulikraum und der Einrichtung für die Niveau- oder Lageregelung gebildet wird.

Damit ist eine ungedrosselte Strömungsverbindung zum Schwingungs­ dämpfer oder auch Federbein insbesondere für die schnelle Lageregelung gegeben.

In einer vorteilhaften Ausbildung des Druckspeichers unter­ teilt die steuerbare Ventilanordnung den Hydraulikraum in zwei Flüssig­ keitsräume, und die Verbindung zwischen der Einrichtung für die Niveau- oder Lageregelung und dem Schwingungsdämpfer wird un­ gedrosselt über den Flüssigkeitsraum über der Ventilanord­ nung geführt.

In einer anderen vorteilhaften Ausbildung ist die steuerbare Ventilanordnung am vom Gasraum abgewandten Ende des Hydraulikraums ange­ ordnet. Die Verbindung zwischen der Einrichtung zur Niveau- oder Lageregelung und dem Schwingungsdämpfer verläuft dabei ungedrosselt über einen beim Einsetzen der Ventilanordnung in das den Hydraulikraum abschließende Ventilgehäuse gebildeten Ringraum. Das steuerbare Bypass-Ventil der Ventilanordnung besteht vorteilhafterweise aus einem mit einem Durchlaß zusammenarbeitenden axial beweglichen Steuerschieber, der beispielsweise über einen Elektromagneten beaufschlagt wird. Die druckabhängigen Ventile für die Zug- und Druckstufe des Schwingungsdämpfers sind vorteilhafter­ weise als Federscheibenventile ausgebildet.

Um zwei in Zug- und Druckstufe völlig unabhängige Verbindungen zum Schwingungsdämpfer steuern zu können, umfaßt die Ventilanordnung z. B. ein aus zwei einzelnen Zweiwegeventilen bestehendes Steuerventil.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das steuer­ bare Ventil der Ventilanordnung ein mehrstufig oder kontinuierlich verstellbares Ventil, wobei die druckabhängigen Ventile gegebenenfalls auch wegfallen können, sofern ihre Funktion durch das kontinuierlich verstellbare Ventil realisiert werden kann.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles näher be­ schrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Skizze eines Systems mit Niveauregelung,

Fig. 2 eine Darstellung des Kolbenspeichers mit einem Steuerventil, das den Hydraulikraum in zwei Flüssigkeitsräume unter­ teilt,

Fig. 3 eine Darstellung des Kolbenspeichers mit einem Steuerventil am vom Gasraum abgewandten Ende des Hydraulikraumes.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild der Niveauregelung für einen Schwingungsdämpfer 7, zum Beispiel einen Einrohrschwingungsdämpfer. Der Hydraulikraum des erfindungsgemäßen, in Form des Kolbenspeichers 12 verwirklichten Druckspeichers weist eine Verbindung zum unteren Arbeitsraum 13 des Schwingungs­ dämpfers und eine zweite, verschließbare Verbindung zu einer mit einer Pumpe 18 versehene Hydraulikquelle auf.

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform des Kolbenspeichers 12 darge­ stellt. Der Kolbenspeicher 12 besteht aus einem zylinderförmigen Gehäuse 21, das den Hydraulikraum 1 und den Gasraum 20 umschließt. Der Gas­ raum 20 und der Hydraulikraum 1 sind durch einen an der Wandung des zylinderförmigen Gehäuses 21 gleitenden Trennkolben 22 getrennt, der zur Abdichtung gegenüber der Wandung des Gehäuses 21 eine Ringdich­ tung 23 trägt. Der durch einen Teil des Gehäuses 21 gebildete Hydraulikraum wird durch einen Einsatz 26 verschlossen, der die Durchlässe 27, 30 für die Verbindungen zum Schwingungsdämpfer und zur Pumpe 18 trägt. Zur Einstellung der Dämpfungskennlinie beim Ein- und Ausfahrhub des Schwingungsdämpfers 7 ist im Hydrau­ likraum 1 eine steuerbare Ventilanordnung 2 angeordnet, die den Hydrau­ likraum 1 in zwei Flüssigkeitsräume 3 und 4 unterteilt. Die steuerbare Ventilanordnung 2 besteht aus einem an der Wandung des Zylin­ ders 21 abdichtend angeordneten Ventilgehäuse 24, das jeweils ein druckabhängiges Ventil 5, 6 für Zug- und Druckstufe des Schwingungsdämpfers und ein parallel dazu angeordnetes steuer­ bares Bypass-Ventil 8 trägt. Die druckabhängigen Ventile 5 und 6 bestehen aus einem mindestens einen Durchtrittskanal für die Zug- und Druckstufe aufweisenden, fest im Ventilgehäuse 24 an­ geordneten Ventilkörper 25, dessen Durchtrittskanäle von Feder­ scheiben abgedeckt werden. Durch den Einsatz der unterschied­ lichsten Ventilkörper 25 und der unterschiedlichsten Federscheiben kann die durch die druckabhängigen Ventile 5 und 6 realisierte Grunddämpfungskennlinie variiert werden.

Das parallel dazu angeordnete, mit einem Durchlaß 9 zusammenar­ beitende Bypass-Ventil 8 weist einen axial beweglichen Steuer­ schieber 10 auf, der zwei Positionen einnehmen kann. Der Steuer­ schieber 10 wird über einen Elektromagneten 11, bestehend aus einer Spule und einem Anker axial bewegt, wobei die Anschlüsse 29 in der Wandung des Gehäuses 21 entweder direkt oder über eine Steckverbindung nach außen geführt sind. Der Steuerschie­ ber 10 ist dabei so angeordnet, daß im stromlosen Zustand des Elektromagneten 11 der Durchlaß 9 verschlossen und somit die harte Dämpfungskennlinie eingestellt ist, wobei die weiche Dämpfungskennlinie bei Ansteuerung des Elektromagneten reali­ siert wird.

Eine andere Variante der Erfindung zeigt Fig. 3. Hier wird die aus den druckabhängigen Ventilen 5 und 6 und dem Bypass-Ventil 8 bestehende Ventilanordnung im oberen Teil des Zylinders 21 diesen gedichtet abschließend eingesetzt und verschließt bis auf die Durchlässe 27, 30 den Hydrau­ likraum 1. Zur Abdichtung gegenüber der Gehäusewandung trägt das Ventilgehäuse 24 eine Ringdichtung 32. Eine drosselfreie Strömungsverbindung zwischen den Anschlüssen 27 und 30 für den Schwingungsdämpfer 7 und die Pumpe 18 ist durch den beim Einsetzen der Ventilanordnung 2 in das Ventilgehäuse 24 gebildeten Ringraum gegeben.

Diese Ausführungsform hat neben dem Wegfall des Einsatzes 26 (Fig. 2) den Vorteil, daß die An­ schlüsse 29 des Elektromagneten 11 über das Ventilgehäuse 24 nach außen geführt werden.

Claims (8)

1. Druckspeicher für hydraulische Schwingungsdämpfer mit hy­ dropneumatischer Niveauregelung mit:

• - einem Hydraulikraum (1) und einem durch eine bewegliche Trennwand (Trenn­ kolben 22) vom Hydraulikraum getrennten Gasraum (20), die sich in einem separat angeordneten gedichtet abgeschlossenen (Einsatz 26; Ventilgehäuse 24) zylinderförmigen Gehäuse (21) befinden,
• - einem Anschluß (30) vom Hydraulikraum (1) zu einem der Arbeitsräume des Schwingungsdämpfers (7),
• - einem Anschluß (27) vom Hydraulikraum (1) zu einer Ein­ richtung (18) für die Niveau- oder Lageregelung und
• - einer im Hydraulikraum (1) integrierten steuerbaren Ventil­ anordnung (2), die die Verbindung zwischen dieser und einem der Arbeitsräume des Schwingungsdämpfers (7) und damit dessen Dämpfung steuert und aus je einem druckabhängigen Ventil (5; 6) für die Zug- und die Druckstufe des Schwingungsdämpfers und einem parallel dazu angeordneten steuerbaren Bypass-Ventil (8) besteht, wobei die Ventil­ anordnung (2) so im Hydraulikraum (1) angeordnet ist, daß der Strömungsweg für die Verbindung zwischen dem Schwingungs­ dämpfer (7) und der Einrichtung (18) für die Niveau- oder Lageregelung nicht über die Ventilanordnung (2) führt.

2. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (24) mit der steuerbaren Ventilanordnung (2) den Hydraulikraum (1) in zwei Flüssigkeitsräume (3; 4) unterteilt und die Verbindung zwi­ schen der Einrichtung (18) und dem Schwingungsdämpfer (7) ungedrosselt über den Flüssigkeitsraum (3) erfolgt (Fig. 2).

3. Druckspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (24) mit der steuerbaren Ventilanordnung (2) am vom Gasraum (20) abgewandten Ende des Hydraulikraums (1) angeordnet ist und die Anschlüsse (27) und (30) für die Einrichtung (18) und den Schwingungsdämpfer (7) aufnimmt, wobei die Verbindung zwischen der Einrichtung (18) und dem Schwingungsdämpfer (7) ungedrosselt über einen beim Einsetzen der Ventilanordnung (2) in das Ventilgehäuse (24) gebildeten Ringraum erfolgt (Fig. 3).

4. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Bypass-Ventil (8) aus einem mit einem Durchlaß (9) zusammenarbeitenden, axial be­ weglichen Steuerschieber (10) besteht.

5. Druckspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axial bewegliche Steuerschieber (10) über einen Elektro­ magneten (11) beaufschlagt wird.

6. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die druckabhängigen Ventile (5; 6) als Federscheibenventile ausgebildet sind.

7. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Ventilanordnunug (2) zwei in unterschiedlicher Strömungsrichtung wirkende Ventile umfaßt.

8. Druckspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Ventilanordnung (2) ein mehrstufig oder kontinuierlich verstellbares Ventil umfaßt.