DE4237156C1 - Steuerbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen steuerbaren, hydraulischen Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, mit einem Dämpfungs­ flüssigkeit enthaltenden Dämpferzylinder, der zur Bildung eines Ausgleichsraumes von einem Außenzylinder umgeben ist, einem an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Dämpferzylinder in einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt, einem über ein Bodenventil mit einem der Arbeitsräume verbundenen Ausgleichsraum, einem zwischen den Arbeitsräumen angeordneten und einem weiteren zwischen einem der Arbeitsräume und dem Ausgleichsraum angeordneten, verstellbaren Bypasskanal.

Ein derartiger hydraulischer Schwingungsdämpfer ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 36 31 714 A1 bekannt, bei dem der aus einer oberhalb des Dämpfungskolbens angeordneten Querbohrung und einer im Bereich des Dämpfungskolbens in der Kolbenstange angeordneten Längsbohrung gebildete, die bei­ den Arbeitsräume verbindende Bypasskanal eine mit einem aus Spule und Anker bestehenden Elektromagneten verbundene, axial verschiebbare Verstelleinrichtung zur Steuerung des Bypassquerschnitts aufweist und das zwischen dem unteren Ar­ beitsraum und dem Ausgleichsraum angeordnete Bodenventil mit einem weiteren Bypasskanal versehen ist, dessen Querschnitt durch eine zweite Ventileinrichtung gesteuert wird, die ebenfalls aus einem durch einen Elektromagneten steuerbaren, axial beweglichen Ventilkörper besteht.

Die Ventileinrichtung für den Bypasskanal zwischen den Ar­ beitsräumen ist dabei oberhalb des Dämpfungskolbens und die Ventileinrichtung zur Steuerung der Verbindung zwischen un­ terem Arbeitsraum und Ausgleichsraum unterhalb des Bodenven­ tils oder in einem separaten Gehäuse außerhalb des Schwin­ gungsdämpfers angeordnet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen steuerbaren, hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einer großen Variabili­ tät bei der Erzeugung der Dämpfungskraftkennlinien zu schaffen, bei dem die Totlänge bzw. der Bauraum des Schwingungsdämpfers durch die Ventileinrichtungen für die Bypasskanäle nicht wesentlich vergrößert wird.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs gelöst. Die Unteransprüche stellen dabei vor­ teilhafte Ausbildungen der Erfindung dar.

Erfindungsgemäß weist die ganz oder teilweise im Bereich des Dämpfungskolbens hohl ausgebildete Kolbenstange eine Querbohrung zum oberen Arbeitsraum auf. Das druckabhängige Bodenventil ist um eine Hohlbuchse angeordnet, die mit einer in die hohle Kolbenstange eingreifenden Hydraulikleitung in Wirkverbindung steht.

Dabei weist die Hohlbuchse mindestens einen Durchlaß zum zweiten Arbeitsraum und mindestens einen weiteren Durchlaß zum Ausgleichsraum des Schwingungsdämpfers zur Bildung der Bypasskanäle zwischen den beiden Arbeitsräumen sowie dem zweiten Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum des Schwingungsdämpfers auf. Die Hohlbuchse nimmt wenigstens einen von einem einzigen Verstellantrieb angetriebenen Ventilschieber auf, der die Querschnitte der Durchlässe nach Maßgabe Steuerkantenverlaufes des wenigstens einen Ventilschiebers gleichzeitig oder einzeln verstellt. In Weiterbildung der Erfindung kann der Ventilschieber als stufig oder kontinuierlich verstellbarer Drehschieber oder als axial beweglicher Ventilkörper ausgebildet sein.

Als Verstellantrieb ist dabei eine mechanische, elektrische, elektro­ magnetische oder hydraulische Ansteuerung einsetzbar.

In einer Ausbildung der Erfindung sind in der Bypassverbin­ dung zwischen den Arbeitsräumen druckabhängige Ventile für die Zug- und Druckstufe vorgesehen.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Bypassverbindung zwischen dem unteren Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum mindestens ein druckabhängiges Ventil für die Druckstufe aufweist.

Eine weitere Dämpfungskraftkennung kann erzeugt werden, wenn die Ölleitung eine oder mehrere die Arbeitsräume direkt oder indirekt verbindende, abhängig von der Eintauchtiefe des Dämpfungskolbens in den Dämpferzylinder geöffnete Durchbrü­ che aufweist.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß die Querschnitte beider Bypasskanäle mit einer einzigen Ven­ tilanordnung verstellt werden können und damit eine große Spreizung zwischen weichen und harten Dämpfungskennlinien erreicht werden kann.

Bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Ventilschiebers sind auch mehr als zwei Dämpfungskraft- Grundkennlinien für Zug- und Druckstufe realisierbar.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher dargestellt werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Schwingungsdämpfers,

Fig. 2 eine Ventilanordnung mit elektromagnetischer Verstelleinrichtung,

Fig. 3 eine Ventilanordnung mit mechanischer Verstellein­ richtung,

Fig. 4a-4b Ausführungsformen des Ventilschiebers.

Fig. 1 zeigt einen Zweirohrschwingungsdämpfer für eine Radauf­ hängung eines Kraftfahrzeuges. Der Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Dämp­ ferzylinder 1 und einem zur Bildung eines Ausgleichsraums 13 den Dämpferzylinder 1 umgebenden Außenzylinder 17, der an seinem unteren Ende gemeinsam durch den Führungsverschluß 18 verschlos­ sen wird. Im Führungsverschluß gleitet die Kolbenstange 2, die im Dämpferzylinder 1 den Dämpfungskolben 3 aufnimmt. Der mit druckabhängigen Federscheibenventilen 19, 20 versehene Dämpfungs­ kolben 3 unterteilt den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume 8 und 9. Der untere Arbeitsraum 9 und der Ausgleichsraum 13 sind hydraulisch über ein Bodenventil 10 und Bohrungen 31 im Dämpfer­ zylinder 1 verbunden, wobei das Bodenventil 10, wie auch der Dämpfungskolben 3, mittels vorgespanntem Federscheiben 22 ver­ schlossene Durchlässe 21 für die Zug- und Druckstufe des Schwin­ gungsdämpfers aufweist.

Durch die druckabhängigen Federscheibenventile im Dämpfungskol­ ben 3 und im Bodenventil 10 wird die entsprechende Grunddämp­ fungskennlinie des Schwingungsdämpfers erzeugt.

Zur Veränderung der Grunddämpfungskennlinie sind die beiden Ar­ beitsräume 8 und 9 sowie der untere Arbeitsraum 9 und der Aus­ gleichsraum 13 über jeweils einen Bypasskanal miteinander verbun­ den. Diese Bypasskanäle werden über eine mit der Bodenkappe 16 verbundene Hohlbuchse 11, um die das Bodenventil 10 angeordnet ist, und eine mit der Hohlbuchse 11 verbundene Ölleitung 12, die in die zumindest im Bereich des Dämpfungskolbens 3 hohle Kolben­ stange 12 eingreift, gebildet. Zur Schaffung des Bypasskanals zwischen den Arbeitsräumen 8, 9 weist die hohle Kolbenstange 2 oberhalb des Dämpfungskolbens 3 eine Querbohrung 7 und die Hohl­ buchse 11 eine Querbohrung 4a oberhalb des Bodenventils 10 auf. Der Bypasskanal zwischen dem unteren Arbeitsraum 9 und dem Aus­ gleichsraum 13 wird über die Querbohrung 4b in der Hohlbuchse 11 oberhalb und die Querbohrung 5 unterhalb des Bodenventils 10 gebildet. Zur Verstellung der Querschnitte beider Bypasskanäle nimmt die Hohlbuchse 11 den Ventilschieber 14 auf. Der Bypasska­ nal zwischen den Arbeitsräumen 8, 9 weist weiterhin druckabhän­ gige Ventile 24, 25 für die Zug- und Druckstufe des Schwingungs­ dämpfers auf, die in dieser Ausbildung in einem Teilkolben 23 oberhalb des Dämpfungskolbens 3 angeordnet sind, wobei die Quer­ bohrung 7 in den Ringraum 29 des Teilkolbens mündet.

Eine weitere Kennungsänderung des Dämpfungskraft kann durch die Anordnung von einer oder mehrerer untereinander liegender radia­ ler Bohrungen 15 in der Ölleitung 12 erreicht werden, die nach­ einander durch das Einfahren des Dämpfungskolbens 3 in den Dämp­ ferzylinder 1 verschlossen bzw. beim Herausfahren geöffnet wer­ den. Damit wird unabhängig für jeden Schwingungsdämpfer er­ reicht, daß z. B. bei höherer Beladung oder bei Eintauchen des Rades während der Kurvenfahrt (Wankbewegung) oder beim Bremsen (Nickbewegung) automatisch eine härtere Bypasskennung erzielt wird.

In Fig. 2 ist die Ventilanordnung zur Verstellung beider Bypass­ kanäle mit einer elektromagnetischen Verstelleinrichtung 26, zum Beispiel einen Elektromagneten dargestellt, der in einem durch den Außenzylinder 17 gebildeten, unterhalb des Dämpferzylin­ ders 1 befindlichen Raum 27 angeordnet ist. Der axial bewegliche Ventilschieber 14 wird über eine mit dem nicht dargestellten Anker des Elektromagneten verbundene Steuerstange 32 zwischen zwei Positionen hin- und herbewegt. Bei nicht angesteuerten Elektromagneten befindet sich der Ventilschieber 14 in seiner Grundposition, das heißt, beide Bypasskanäle sind verschlossen. In dieser Position wird er durch die Feder 28 gehalten. Bei an­ gesteuerten Elektromagneten wird der Anker angezogen und der Ventilschieber gibt die Querbohrungen 4a, 4b und 5 und damit beide Bypasskanäle frei. Der die druckabhängigen Ventile 24, 25 für den Bypasskanal zwischen den Arbeitsräumen aufnehmende Teil­ kolben 23 ist hier oberhalb des Bodenventils 10 derart um die Hohlbuchse 11 angeordnet, daß die Querbohrung 4a in den Ring­ raum 29 des Teilkolbens 23 mündet und das druckabhängige Feder­ scheibenventil 24 in Druckstufenrichtung des Schwingungsdämpfers und das Federscheibenventil 25 in Zugstufenrichtung wirksam ist. Das Bodenventil 10 und der Teilkolben 23 sind durch die Mut­ ter 30 auf der Hohlbuchse 11 fixiert.

Fig. 3 zeigt die Ventilanordnung 6 mit einem als Drehschieber ausgebildeten Ventilkörper 14, der je nach Ausbildung der Ver­ stelleinrichtung 26 stufig oder kontinuierlich die Querbohrun­ gen 4a, 4b und 5 öffnet oder schließt. Als Verstelleinrich­ tung 26 ist hier zum Beispiel ein Drehstellermotor oder wie dar­ gestellt, eine mechanische Verstelleinrichtung 26 einsetzbar.

Zwei mögliche Formen von einsetzbaren Ventilkörpern 14 sind in den Fig. 4a und 4b dargestellt.

Claims (8)

1. Steuerbarer, hydraulischer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einem Dämpfungszylinder, einem den Dämpferzylinder umgebenden Außenzylinder, einem an ei­ ner Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Dämpferzylinder in einen ersten und einen zweiten Ar­ beitsraum unterteilt, einem über ein Bodenventil mit einem der Arbeitsräume verbundenen Ausgleichsraum, ei­ nem zwischen den Arbeitsräumen angeordneten und einem weiteren zwischen einem der Arbeitsräume und dem Aus­ gleichsraum angeordneten, verstellbaren Bypasskanal, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (2) hohl ausgebildet ist und eine Querbohrung (7) zum oberen Arbeitsraum (8) aufweist und daß das druckabhängige Bodenven­ til (10; 6) um eine Hohlbuchse (11) angeordnet ist, die mit einer in die hohle Kolbenstange (2) eingreifenden Hydraulikleitung (12) in Wirkverbindung steht, minde­ stens einen Durchlaß (4a; 4b) zum zweiten Arbeitsraum (9) und mindestens einen weiteren Durchlaß (5) zum Ausgleichsraum (13) aufweist und ein einziges Stellele­ ment mit wenigstens einem Ventilschieber (14) aufnimmt, das die Querschnitte der Durchlässe (4a; 4b; 5) nach Maßgabe des Steuerkantenverlaufes des wenigstens einen Ventilschiebers (14) gleichzeitig oder einzeln verstellt.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilschieber (14) als Drehschieber ausgebildet und stufig oder kontinuierlich verstellbar ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilschieber (14) axial beweglich ist.

4. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilschieber (14) me­ chanisch, elektrisch, elektromagnetisch, pneumatisch oder hydraulisch ansteuerbar ist.

5. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassverbindung zwi­ schen den Arbeitsräumen (8; 9) druckabhängige Ventile (24; 25) für die Zug- und Druckstufe aufweist (Fig. 1, 3).

6. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypassverbindung zwi­ schen dem unteren Arbeitsraum (9) und dem Ausgleichs­ raum (13) mindestens ein druckabhängiges Ventil für die Druckstufe aufweist (Fig. 2, 3).

7. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölleitung (12) eine oder mehrere die Arbeitsräume (8; 9) direkt oder indi­ rekt verbindende, abhängig von der Eintauchtiefe des Dämpfungskolbens (3) in den Dämpferzylinder (1) geöff­ nete Durchbrüche (15) aufweist (Fig. 1).

8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlbuchse (11) mit der Bodenkappe (16) des Schwingungsdämpfers verbunden ist.