DE4333723C2 - Hydraulischer Schwingungs-Dämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen regelbaren hydrauli­ schen Schwingungs-Dämpfer, für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferzylin­ der, in dem ein mit einer Kolbenstange verbundener Dämp­ fungskolben gleitet, welcher den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, mit mindestens einem Verbindungska­ nal zwischen den beiden Arbeitsräumen und mit einem Dämp­ fungsventil zur Einstellung der Dämpfungskraft durch Veränderung der Querschnittsfläche des Verbindungskanales, wobei das Dämpfungsventil einen Ventilstift mit einem dem Verbindungskanal zugewandten Ende aufweist, welcher in Richtung des Verbindungskanales und von diesem weg bewegbar ist.

Ein Schwingungsdämpfer der eingangs beschriebenen Art ist durch die DE 38 19 839 C2 bekannt.

Das japanische Gebrauchsmuster JP 53-26550 Y2 beschreibt einen hydraulischen Dämpfer für die Anwendung an einem Mo­ torfahrzeug. Der beschriebene hydraulische Dämpfer weist einen Zylinder, eine hohle Stange, die sich in den Zylinder hinein erstreckt, und einen Kolben auf, der am inneren Ende der hohlen Stange befestigt ist und gleitend im Zylinder ge­ lagert ist. Der Kolben hat einen Ölkanal zur Erzeugung von Dämpfungskräften und ein Ventil für das selektive Öffnen und Schließen des Ölkanals. Weiterhin ist ein Bypass-Ölka­ nal vorgesehen, der einen Bypass zu dem Ölkanal im Kolben darstellt. Eine Einstellstange ist axial beweglich in der hohlen Stange vorgesehen und dem Bypass-Ölkanal zugeordnet. Wenn die Einstellstange in der hohlen Stange axial bewegt wird, verändert sich die Querschnittsfläche des Bypass-Ölka­ nals. Auf diese Weise werden die vom hydraulischen Dämpfer erzeugten Dämpfungskräfte eingestellt.

Die beschriebene Einrichtung zur Einstellung der Dämpfungs­ kraft weist den Nachteil auf, daß sie nicht augenblicklich die Dämpfungskräfte als Antwort auf irgendein Sensorsignal einstellen kann, weil ein exzentrischer Nocken, der für die axiale Bewegung der Einstellstange vorgesehen ist, manuell gedreht wird.

Ein anderer bekannter, im offengelegten japanischen Ge­ brauchsmuster JP 60-24688 U beschriebener hydraulischer Dämpfer, ist dem im japanischen Gebrauchsmuster JP 53-26550 Y2 beschriebenen hydraulischen Dämpfer ähnlich. Der Unter­ schied besteht darin, daß eine konische Einstellschraube anstelle eines exzentrischen Nockens vorgesehen ist und daß die Einstellstange über die Einstellschraube, die mit einem Antrieb versehen ist, axial bewegbar ist. Das eine Ende der Einstellstange ist einer Ölkammer im Zylinder zugeordnet, in der sich Gas unter Druck befindet. Die Einstellstange un­ terliegt somit einer Krafteinwirkung durch den Gasdruck. Dadurch besteht die Tendenz, die Einstellschraube in eine Lage zu bewegen, in der die erzeugten Dämpfungskräfte am kleinsten sind. Wenn der Motor des Antriebes oder ein Steuersystem für die Steuerung des Antriebes versagen und der Antrieb sich somit in einem freien Zustand befindet, wird die Einstellschraube axial in eine Lage bewegt, in der die kleinsten Dämpfungskräfte vorliegen. Das hat zur Folge, daß die Dämpfungskräfte nicht mehr ausreichen. Die Dämpfungs­ kräfte reichen ebenfalls nicht mehr aus, wenn ein Fehlersig­ nal als Folge eines Versagens des Steuersystems an den Antrieb gelangt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Dämpfer zu schaffen, bei dem die Dämpfungs­ kräfte gleichmäßig und genau einstellbar sind und der jederzeit stabile Dämpfungskräfte erzeugt.

Erfindungsgemäß wird das bei einem Schwingungsdämpfer der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß das Dämp­ fungsventil einen exzentrischen, drehbar angeordneten Nocken aufweist, der in Kontakt mit dem anderen Ende des Ventilstiftes steht und der eine genaue und gleichmäßige axiale Verschiebung des Ventilstiftes erlaubt, wobei der exzentrische, drehbar angeordnete Nocken durch einen elek­ trischen Stellmotor angetrieben wird.

Durch Drehen des Nockens wird der Ventilstift in Richtung des Verbindungskanals und von diesem weg bewegt. Dadurch soll der Ölfluß durch den Verbindungskanal zwischen der ersten und zweiten Ölkammer beeinflußt werden. Auf diese Weise wird die Dämpfung eingestellt.

Es ist zweckmäßig, daß bei dem exzentrischen, drehbar angeordneten Nocken die Änderung der Exzentrizität pro Drehwinkeleinheit konstant ist, so daß sich bei einer Drehung der Ventilstift mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Es ist weiterhin zweckmäßig, daß eine Steuereinheit die Signale zur Ansteuerung des elektrischen Stellmotors er­ zeugt und die Drehung des exzentrischen Nockens durch einen gehäuseseitigen Anschlag begrenzt ist, wenn der elektrische Stellmotor und/oder die Steuereinheit ausfallen.

Dieser Anschlag gewährleistet also, daß sogar bei Versagen des Rotationsantriebes oder des Steuerungssystems, wodurch der Rotationsantrieb freiläuft, der exzentrische Nocken in einer vorherbestimmten Lage gestoppt wird. Auf diese Weise werden keine unzulässigen Dämpfungskräfte durch die Dämp­ fungsvorrichtung erzeugt. Wenn die maximale Winkelverschie­ bung des exzentrischen Nockens durch das Begrenzungsmittel eingeschränkt ist, dann wird der exzentrische Nocken daran gehindert, sich über eine maximale Winkelposition hinaus weiterzudrehen, sogar wenn ein Fehlersignal von dem Steuer­ system an den Rotationsantrieb gegeben wird.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß zur Begrenzung der Drehung des exzentrischen Nockens die ihn tragende Welle an ihrem Ende einen Vorsprung mit kreissegmentförmi­ gem Querschnitt aufweist, welchem eine einstellbare Sperre auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite des Dämpfungsven­ tils zugeordnet ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß der exzentrische Nocken zur Begrenzung seiner Drehung ausge­ hend vom Rand eine über einen Abschnitt seines Umfanges und einen Teil der gesamten Breite verlaufende Ausnehmung aufweist, welcher ein Bolzen auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite des Dämpfungsventils zugeordnet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die der Kolbenstange gegenüberliegende erste Ölkammer des Schwin­ gungsdämpfers über eine Behälterbefestigung mit einer zweiten Ölkammer eines außerhalb des Schwingungsdämpfers angeordneten Zusatzbehälters verbunden ist, wobei in der Be­ hälterbefestigung mindestens ein Verbindungskanal zwischen der ersten und der zweiten Ölkammer sowie das Dämpfungsven­ til mit dem exzentrischen Nocken angeordnet sind.

Es ist zweckmäßig, daß die Achsen des Schwingungsdämpfers, des Zusatzbehälters und des elektrischen Stellmotors paral­ lel zueinander verlaufen, um einen kompakten Aufbau zu erreichen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das dem Dämpfungskolben gegenüberliegende Ende der Kolbenstange eine Achsbefestigung und ein Gehäuse aufweist, welches mit der Achsbefestigung eine Einheit bildet und in welchem der exzentrische, drehbar angeordnete Nocken gelagert ist. Weiterhin weist dieses Ende der Kolbenstange ein Gehäuse für den elektrischen Stellmotor auf, dessen Achse senkrecht zur Achse des Schwingungsdämpfers verläuft.

Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines hydraulischen Dämpfers, teilweise geschnitten, in einer ersten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung einer Vorrichtung zur Einstellung der Dämpfungskraft sowie der mit dieser verbundenen Komponenten des hydraulischen Dämpfers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer exzentrischen Nockenanordnung der Vorrichtung für die Einstel­ lung der Dämpfungskraft nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die exzentrische Nockenanord­ nung entsprechend dem Pfeil IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, teilweise geschnitten,

Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt einer Vorrichtung zur Einstellung der Dämpfungskraft und der mit ihm verbundenen Komponenten des hydraulischen Dämpfers gemäß Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 6,

Fig. 8 eine vergrößerte Ansicht einer exzentrischen Nockenanordnung der Vorrichtung zur Einstellung der Dämpfungskraft nach Fig. 6 und

Fig. 9 die Ansicht einer exzentrischen Nockenanordnung gemäß dem Pfeil IX in Fig. 8.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, hat ein hydraulischer Dämpfer entsprechend der ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung eine Dämpfungsvorrichtung 1, die einen Zylinder 2 mit einem Boden 3 aufweist. Im Zylinder 2 sind eine Stangenführung 4, eine Öldichtung 5, ein Abstandshal­ ter 6 und ein Gummiprallglied 7 aufeinanderfolgend in axialer Richtung angeordnet, durch die sich eine hohle Stange 8 in die Zylinder 2 hinein erstreckt. Die hohle Stange 8 weist ein Stangenendteil 9 auf, das auf das obere Ende der hohlen Stange 8 aufgeschraubt ist und auf dem sich ein Kolben 10 befindet, der in gleitendem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Zylinders 2 steht. Der Kolben 10 hat einen Ölkanal 11, der es erlaubt, daß Arbeits­ öl hindurchfließt, wenn die Dämpfungsvorrichtung 1 zusammen­ gedrückt wird. Der Ölkanal 11 ist durch ein auf dem Kolben 10 vorgesehenes Ventil 12 verschließbar. In ähnlicher Weise weist der Kolben 10 einen Ölkanal auf (nicht dargestellt), der dazu bestimmt ist, daß durch ihn Arbeitsöl fließt, wenn sich die Dämpfungsvorrichtung 1 ausdehnt. Dieser Ölkanal ist ebenfalls durch ein Ventil (nicht dargestellt) ver­ schließbar, das auf dem Kolben 10 vorgesehen ist.

Eine Achsenbefestigung 15, die an eine Radachse (nicht dar­ gestellt) ankoppelbar ist, ist am äußeren unteren Ende der Hohlstange 8 vorgesehen. Die Achsenbefestigung 15 trägt an ihrem oberen Ende einen ringförmigen federnden Auflagestop­ fen 16 mit einem ringförmigen Gummistopfen 17, der auf dessen innerem Rand aufliegt. Die Achsenbefestigung 15 trägt auf ihrem äußeren Rand eine ringförmige federnde Auflage 18, die eine zylindrische Federführung 19 einschließt, die sich von deren innerem Rand aufwärts in Richtung des Zylinders 2 erstreckt.

Das Stangenendteil 9 weist einen Bypass-Ölkanal 21 auf, der einen Bypass zum Ölkanal 11 im Kolben 10 darstellt. Die Querschnittsfläche des Bypass-Ölkanals 21 kann durch das obere Ende einer nadelförmigen Stange 22 eingestellt wer­ den, die axial beweglich in der hohlen Stange 8 angeordnet ist. Die nadelförmige Stange 22 kann durch eine Stellvor­ richtung 23 eingestellt werden, die drehbar in der Achsbefe­ stigung 15 gelagert ist und mit dem unteren Ende der nadel­ förmigen Stange 22 in Kontakt steht.

Eine Karosseriebefestigung 26 für die Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) ist am oberen Ende des Zylinders 2 vorgesehen. Ein Hubzylinder 27 ist auf dem oberen Abschnitt des Zylinders 2 angebracht. Eine Tragfeder 29 in Form einer Druckschraubenfeder umgibt den Zylinder 2 und die zylindrische Federführung 19 und er­ streckt sich axial zwischen der ringförmigen federnden Auflage 18 und einem Hubkolben 28, der gleitend im Hubzylin­ der 27 angeordnet ist.

Ein Zusatzbehälter 31 ist an einer Seite des oberen Endes des Zylinders 2 befestigt. Der Zusatzbehälter weist eine Behälterbefestigung 32, die mit dem Zylinder 2 verbunden ist, auf. Weiterhin weist sie unterhalb der Behälterbefesti­ gung ein Gehäuse 33 als integralen Bestandteil der Behälter­ befestigung 32 sowie eine Blase 34 im Gehäuse 33 auf. In der Blase 34 befindet sich Gas unter Druck. Die Behälterbe­ festigung 32 hat einen Verbindungskanal 35, der dafür bestimmt ist, eine Verbindung zwischen der Ölkammer S1 im Zylinder 2 und einer Ölkammer S2 im Gehäuse 33 herzustel­ len. Sie weist weiterhin eine zylindrische Aussparung 36 auf, die mit dem Verbindungskanal 35 in Verbindung steht. Eine Einstellvorrichtung 37 für die Dämpfkraft ist mit ihren Hauptteilen in der Aussparung 36 vorgesehen.

Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, umfaßt die Einstellvor­ richtung 37 für die Dämpfungskraft ein Gehäuse 38, das an einem offenen Ende der Behälterbefestigung 32 vorgesehen ist. Das Gehäuse 38 steht in Verbindung mit der Aussparung 36, einem Ventilgehäuse 39, das in das Gehäuse 38 einge­ schraubt ist und in der Aussparung 36 angeordnet ist, und einem Kolben 40, der am vorderen Ende des Ventilgehäuses 39 mit Abstand zum Gehäuse 38 befestigt ist. Der Kolben 40 weist Ölkanäle 41, 42 auf, die axial zu diesen vorgenannten Baugruppen verlaufen und ein Ventilpaar 43, 44, das auf dem Kolben 40 für die Öffnung und Schließung der Ölkanäle 41, 42 vorgesehen ist. Das Ventilgehäuse 39 hat einen Ölkanal 39a, der zentral durch das Gehäuse 39 hindurchgeht und einen Bypass zu den Ölkanälen 41, 42 darstellt. Das Ventil­ gehäuse 39 weist einen Abschnitt größeren Durchmessers auf, auf dem ein Ventilsitz 49 angebracht ist. Der Ventilsitz 49 hat einen Ölkanal 49a, der mit dem Ölkanal 39a in Verbin­ dung steht. Ein Zusatzventil 49′ ist auf dem Ventilsitz 49 über einem offenen Ende des Ölkanals 49a vorgesehen. Die miteinander verbundenen Ölkanäle 39a, 49a dienen als ein Bypass-Ölkanal 45, der über eine Öffnung 33,, die in einer oberen Wand des Gehäuses 33 vorgesehen ist, eine Verbindung zwischen den Ölkammern S1, S2 herstellt.

Eine Einstellstange 46 ist axial bewegbar im Ventilgehäuse 39 angeordnet und ist mit einer Stirnseite (als linke Stirnseite dargestellt) in einem Abschnitt des Bypass-Ölka­ nals 45 vorgesehen. Die Einstellvorrichtung 37 für die Dämpfungskraft weist eine Kugel 47 auf, die drehbar ist und im Kontakt mit dem hinteren Ende der Einstellstange 46 steht. Der Verbindungskanal 35, die Aussparung 36 und der Bypass-Ölkanal 45 stellen zusammen einen Kommunikationsme­ chanismus in Form eines Verbindungskanales dar, durch den die Ölkammern S1, S2 miteinander verbunden sind.

Ein exzentrischer Nocken 48 ist drehbar im Gehäuse 38 angeordnet. Er weist eine Nockenoberfläche 48a auf, die in drehenden Kontakt mit der Kugel 47 gehalten wird, die ihrerseits in drehendem Kontakt mit dem hinteren Ende der Einstellstange 46 gehalten wird.

Der exzentrische Nocken 48 ist ein Nocken konstanter Ge­ schwindigkeit, bei dem die Exzentrizität pro Drehwinkelein­ heit oder die Änderung der Exzentrizität pro Drehwinkelein­ heit durch Auswahl der Entfernung E (siehe Fig. 4) zwischen dem Drehpunkt und der Nockenoberfläche 48a unter Berücksich­ tigung eines Winkels Alpha gemäß der folgenden Tabelle konstant gehalten wird:

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein Antriebsgehäuse 50 am Gehäuse 38 befestigt und umgibt einen Rotationsantrieb 51, z. B. einen Elektromotor, für das Drehen des exzentrischen Nockens 48. Der Rotationsantrieb 51 hat eine drehbare Welle 51a, die an eine Welle 52 des exzentrischen Nockens 48 angekuppelt ist (siehe auch Fig. 3). Das Antriebsgehäuse 50 umgibt auch ein Potentiometer 53 für die Detektion der Winkelverschiebung des exzentrischen Nockens 48, das heißt, des Rotationsantriebes 51. Dessen Betrieb wird mit Hilfe eines Steuersystems 60 gesteuert (siehe Fig. 1). Wie in Fig. 1 dargestellt ist, liegen die Achsen der Dämpfungsvor­ richtung 1, des Zusatzbehälters 31 und des Rotationsantrie­ bes 51 parallel zueinander, so daß der hydraulische Dämpfer einen kompakten Aufbau aufweist.

Wenn die hohle Stange bei einem Kompressionsstoß der Dämp­ fungsvorrichtung 1 angehoben wird, fließt ein Teil des Arbeitsöles, der durch die hohle Stange 8 oder den Kolben 10 bei deren Bewegung in den Zylinder 2 hinein verdrängt wird, aus der Ölkammer S1 in den Verbindungskanal 35. Das Arbeitsöl fließt dann durch den Ölkanal 41, drückt das Ventil 43 auf und tritt durch die Öffnung 33, in die Ölkam­ mer S2 ein, wobei sie Dämpfungskräfte erzeugt. Das Arbeits­ öl fließt auch durch den Bypass-Ölkanal 45 in das Ventilge­ häuse 39 und in den Ventilsitz 49 und dann durch die Öff­ nung 33, in die Ölkammer S2.

Wenn der Rotationsantrieb 51 eingeschaltet ist, dreht sich der exzentrische Nocken 48, um die Einstellstange 46 axial zu verschieben, so daß der Fluß des Arbeitsöles durch den Bypass-Ölkanal 45 beeinflußt wird, das heißt, daß die Querschnittsfläche des Bypass-Ölkanals 45 verändert wird. Auf diese Weise können die durch den Kolben 40 erzeugten Dämpfungskräfte mit Hilfe der Einstellstange 46 eingestellt werden.

Der exzentrische Nocken oder Nocken mit konstanter Geschwindigkeit 48, der die Einstellstange axial verschiebt, erzeugt kleine Reibungskräfte und kann deshalb von einem Rotationsantrieb 51 kleiner Bauart gedreht werden. Folglich kann die Einstellvorrichtung 37 für die Dämpfungskraft relativ kompakt aufgebaut sein.

Wenn die hohle Stange 8 bei einem Ausdehnungshub der Dämpfungsvorrichtung 1 abgesenkt wird, wird ein Teil des Arbeitsöles durch die hohle Stange 8 oder den Kolben 10, bei deren Zurückziehen aus dem Zylinder 2, aus der Ölkammer S2 durch den Ölkanal 42, das geöffnete Ventil 44 und den Verbindungskanal 35 in die Ölkammer S1 gesaugt. Beim Ausdeh­ nungshub ist der Bypass-Ölkanal 45 durch das Zusatzventil 49′ verschlossen, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

In dieser ersten Ausführungsform, bei der der exzentrische Nocken durch den Rotationsantrieb gedreht wird, um die Einstellstange 46 axial zu bewegen, können die Dämpfungskräfte, die durch den Kolben 40 erzeugt werden, leicht eingestellt werden. Der Antriebsmechanismus mit dem Antriebsgehäuse 50 und dem Rotationsantrieb 51 können von kleiner Bauart sein. Der hydraulische Dämpfer ist relativ kompakt, da die Achsen der Dämpfungsvorrichtung 1, des Zusatzbehälters 31 und des Rotationsantriebes 51 parallel zueinander liegen. Der Einstellvorgang ist erleichtert, weil der Antrieb ein Rotationsantrieb 51 für das Drehen des exzentrischen Nockens 48 ist, der seinerseits die Einstell­ stange 46 axial verschiebt. Weil der exzentrische Nocken 48 ein Nocken konstanter Geschwindigkeit ist, werden beim Kontakt mit der Einstellstange 46 kleine Reibungskräfte erzeugt, die es ermöglichen, die Einstellstange 46 axial gleichmäßig und genau zu verschieben. Weiterhin läßt sich die Dämpfungskraft leicht und einfach einstellen und die Einstellung kann mittels eines kleinen Antriebes erfolgen, weil die Einstellstange 46 bei Drehung des Rotationsantrie­ bes 51 um eine Winkeleinheit axial um eine konstante Di­ stanz verschoben wird.

Ein hydraulischer Dämpfer entsprechend einer zweiten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung soll anhand der Fig. 5 bis 9 beschrieben werden.

Wie in Fig. 5 dargestellt, weist der hydraulische Dämpfer eine Dämpfungsvorrichtung 101 mit einem Zylinder 102 auf, der einen Boden 103 hat. Der Zylinder 102 umgibt eine Stangenführung 104, eine Öldichtung 105, einen Abstandshal­ ter 106 und ein Gummiprallglied 107, die hintereinander in axialer Richtung angeordnet sind und durch die sich eine hohle Stange 108 in den Zylinder 102 erstreckt. Die hohle Stange 108 trägt ein Stangenendteil 109, das in deren inneres (oberes) Ende eingeschraubt ist und auf dem ein Kolben 110 angeordnet ist, der in gleitendem Kontakt mit einer inneren Oberfläche des Zylinders 102 steht. Der Stangenendteil 109 und der Kolben 110 bilden zusammen eine Kolbenbaugruppe. Der Kolben 110 teilt den Innenraum des Zylinders 102 in eine obere Ölkammer S3 und eine untere Ölkammer S4. Der Kolben 110 weist einen Ölkanal 111 und einen weiteren, nicht dargestellten Ölkanal auf. Ein Ventil 112 für das Öffnen und Schließen des Ölkanals 111 und ein Ventil 113 für das Öffnen und Schließen des nicht darge­ stellten Ölkanals sind auf den Kolben 110 vorgesehen.

Die obere Ölkammer S3 steht in Verbindung mit einer Ölkam­ mer S5 in einem Zusatzbehälter 180. Der Zusatzbehälter 180 hat eine Gaskammer mit einer flexiblen Trennwand. Das Gas in der Gaskammer steht unter Druck.

Ein Gehäuse 115, das eine Achsenbefestigung 114 aufweist, die an eine Radachse (nicht dargestellt) montierbar ist, ist an dem unteren (äußeren) Ende der hohlen Stange 108 angebracht. Das Gehäuse 115 trägt an seinem oberen Ende einen ringförmigen federnden Auflagestopfen 116 mit einem ringförmigen Gummistopfen 117, der an dessen Innenrand aufliegt. Das Gehäuse 115 unterstützt auf seinem Außenrand einen ringförmigen federnden Sitz 118 mit einer zylindri­ schen Federführung 119, die sich von dessen innerem Rand aufwärts in Richtung auf den Zylinder 102 erstreckt.

Eine Fahrzeugkarosseriebefestigung 121 für die Ankopplung an eine Fahrzeugkarosserie (nicht dargestellt) ist am oberen Ende des Zylinders 102 vorgesehen. Ein Hubzylinder 122 ist über dem oberen Teil des Zylinders 102 angebracht. Eine Feder 124 in Form einer Schrauben-Druckfeder ist um den Zylinder 102 und die zylindrische Federführung 119 herum angeordnet und ersteckt sich axial zwischen dem federnden Sitz 118 und einem Hubkolben 123, der gleitend im Hubzylinder 122 vorgesehen ist.

Das Stangenendteil 109 hat einen Bypass-Ölkanal 125, der einen Bypass zum Ölkanal 111 im Kolben 110 darstellt. Die Querschnittsfläche des Bypass-Ölkanals 125 kann durch das obere Ende einer Einstellstange 126 oder eines Nadelventils eingestellt werden, die axial beweglich in der hohlen Stange 108 angeordnet ist. Wie in Fig. 6 dargestellt, ist eine Kugel 127 drehbar gegenüber dem unteren Ende der Einstellstange 126 gehalten. In diesem zweiten Ausführungs­ beispiel dient mindestens der Bypass-Ölkanal 125 als ein Verbindungsmechanismus, der einen Verbindungskanal auf­ weist, durch den die Ölkammern S4, S5 über die Ölkammer S3 miteinander in Verbindung stehen.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, weist die Einstellvorrich­ tung 170 für die Dämpfungskraft ein Nadelgehäuse 138 im Gehäuse 115 und einen exzentrischen Nocken 131 in Form eines Nockens konstanter Geschwindigkeit auf, der im Nadel­ gehäuse 138 in einem Paar Nadellagern 128, 129 drehbar gelagert ist. Der Nocken 131 hat eine Nockenoberfläche 132, die in Kontakt mit der Kugel 127 gehalten wird. Wenn der ex­ zentrische Nocken 131, der eine symmetrische Form aufweist, sich in bezug auf die vertikale Richtung in der Fig. 7 dreht, dreht sich die Kugel 127 im Uhrzeigersinne oder ent­ gegen dem Uhrzeigersinn, wie in Fig. 7 dargestellt, auf der Nockenoberfläche 132. Dabei bewegt sie sich in axialer Richtung der Einstellstange 126 und verschiebt so die Einstellstange 126 axial. Der exzentrische Nocken 131 ist funktionell dem exzentrischen Nocken 48 im ersten Ausfüh­ rungsbeispiel ähnlich.

Wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, hat der exzen­ trische Nocken 131 Wellen 133, 134, die sich in entgegenge­ setzter Richtung erstrecken. Die Welle 133 hat einen vor­ springenden Abschnitt 135 mit einer Sektor-Querschnittsflä­ che (siehe Fig. 7) an einer Endfläche und die Welle 134 hat in einer Endfläche einen Schlitz 136. Der Nocken weist eine rillenförmige Arretierstufe 137 auf, die in einem Randabschnitt auf der rechten Endfläche des Nockens gegen­ über der Welle 134 vorgesehen ist.

Wie in den Fig. 6 und 7 dargestellt, ist ein Verschluß­ bolzen 141 angrenzend an die Welle 133 in das Gehäuse 115 eingeschraubt. Der Verschlußbolzen 141 weist einen Stopper 142 an seinem inneren Ende für die Anlage an einen Kupp­ lungsabschnitt oder eine Fläche des vorspringenden Abschnitts 135 des exzentrischen Nockens 131 auf, um die Winkellage des exzentrischen Nockens 131 bezüglich der Kugel 127 zu begrenzen. Der Stopper 142 kann durch Drehen des Verschlußbolzens 141 um seine Achse in eine gewünschte Winkellage gebracht werden. Dann wird der Verschlußbolzen 141 im Gehäuse 115 mittels einer Verschlußnuß 143 fixiert.

Der Stopper 142 arbeitet wie folgt:
Es sei angenommen, daß der Stopper 142 in eine Winkellage gedreht wurde, in die der exzentrische Nocken 131 am häufigsten gebracht wird, um die Dämpfungsvorrichtung 101 so zu steuern, daß sie eine optimale Dämpfungskraft er­ zeugt. Wenn ein Rotationsantrieb 146, z. B. ein Elektromotor (wird weiter unten beschrieben), in eine freie Lage bezogen auf seine eigenen Fehler oder auf einen Fehler des Steuersy­ stems 160 (wird weiter unter beschrieben) gebracht wird, wenn sich weiterhin der exzentrische Nocken 131 zufällig in einer Winkellage befindet, in der er die Dämpfungsvorrich­ tung 101 so steuert, daß größere Dämpfungskräfte als die optimalen Dämpfungskräfte erzeugt werden, dann dreht sich der exzentrische Nocken 131 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Richtung des dargestellten Pfeils L (Fig. 7) und damit in Richtung auf eine Winkellage, in der er die Dämpfungsvor­ richtung so steuert, daß sie minimale Dämpfungskräfte erzeugt. D.h., ein Abschnitt mit geringster Exzentrizität des Nockens 131 ist in Kontakt mit der Kugel 127. Bei einer solchen Drehung des exzentrischen Nockens 131 ist dieser jedoch begrenzt durch den Stopper 142, wodurch verhindert wird, daß sich der exzentrische Nocken 131 in eine Winkella­ ge dreht, bei der minimale Dämpfungskräfte erzeugt werden.

Ein Antriebsgehäuse 145 mit einer Achse, die senkrecht zur Achse des Zylinders 102 verläuft, ist mit seinem offenen Ende am Gehäuse 115 befestigt. Der Rotationsantrieb 146 für das Drehen des exzentrischen Nockens 131 ist in dem An­ triebsgehäuse 145 angeordnet. Der Rotationsantrieb 146 hat eine drehbare Welle 146a, die an ein Kupplungsteil 151 angekuppelt ist, indem sie in den Schlitz 136 der Welle 134 des exzentrischen Nockens 131 eingeschoben ist. Die drehba­ re Welle 146a ist an den Rotationsantrieb 146 über ein Getriebe 149 angekuppelt, das eine Reihe von Zahnrädern zur Untersetzung der Drehzahl des Rotationsantriebes 146 auf­ weist.

Das Antriebsgehäuse 145 ummantelt auch ein Potentiometer 147 für die Erfassung der Winkelverschiebung des Nockens 131 und damit des Rotationsantriebes 146. Das offene Ende des Antriebsgehäuses 145 ist durch einen Deckel 150 ver­ schlossen, der im Gehäuse 115 angeordnet ist und einen Stoppbolzen 148 aufweist, der sich in Richtung des exzentri­ schen Nockens 131 erstreckt, um in die Arretierstufe 137 einzukuppeln und um damit die maximale Winkelverschiebung des exzentrischen Nockens 131 zu begrenzen.

Wenn der Rotationsantrieb 146 eingeschaltet ist, dreht sich der Nocken 131, um die Einstellstange 126 axial zu bewegen und um dadurch die Querschnittsfläche des Bypass-Ölkanals 125 zu verändern. Dadurch können die Dämpfungskräfte, die durch den Kolben 110 erzeugt werden, mit Hilfe der Einstell­ stange 126 eingestellt werden.

Der Verschlußbolzen 141 wird durch die Verschlußnuß 143 fixiert, nachdem der Stopper 142 in eine Winkellage ge­ bracht wurde, in der er gegenüber dem vorspringenden Ab­ schnitt 135 des Nockens 131 so eingekuppelt ist, daß die Dämpfungsvorrichtung 101 eine optimale Dämpfungskraft erzeugt. D.h., daß der exzentrische Nocken 131 am häufig­ sten dazu benutzt wird, die Dämpfungsvorrichtung 101 so zu steuern, daß sie optimale Dämpfungskräfte erzeugt. Die Kugel 127, die am unteren Ende der Einstellstange 126 anliegt, rollt in den rechten Abschnitt (Fig. 7) der Noc­ kenoberfläche 132 des Nockens 131. Dieser kann eine Winkel­ bewegung in die Richtung L ausführen, von einer maximalen exzentrischen Lage, wie sie in Fig. 7 gezeigt ist, in der die Dämpfungsvorrichtung 101 maximale Dämpfungskräfte erzeugt, in eine Lage, in der der vorspringende Abschnitt 135 des Nockens 131 am Stopper 142 anliegt. In dieser Lage erzeugt die Dämpfungsvorrichtung 101 optimale Dämpfungskräf­ te.

Wenn es erforderlich ist, daß die Dämpfungsvorrichtung 101 größere Dämpfungskräfte als die optimalen erzeugt, dreht der Rotationsantrieb 146 den Nocken 131 im Uhrzeigersinn entsprechend dem Pfeil R (Fig. 7). Dabei wird der vorsprin­ gende Abschnitt 135 im Uhrzeigersinn außer Kontakt des Stoppers 142 gebracht. Dann wird ein Abschnitt der Nockeno­ berfläche 132, der eine größere Exzentrizität aufweist, in Kontakt mit der Kugel 127 gebracht, so daß die Einstellstan­ ge 126 angehoben wird und damit die Querschnittsfläche des Bypass-Ölkanals 125 reduziert wird. Der exzentrische Nocken 131 kann durch das Steuersystems 160 in dieser Lage gehal­ ten werden, damit die Dämpfungsvorrichtung 101 größere Dämpfungskräfte erzeugt, wobei es die Anschlüsse des Rotati­ onsantriebes 146 unterbricht und diesen dadurch bremst.

Im Falle des Versagens des Rotationsantriebes 146 oder des Steuersystems 160 ist der Rotationsantrieb 146 entlastet, so daß der Nocken 131 durch die Einstellstange 126 unter dem Druck des Arbeitsöls in der Dämpfungsvorrichtung 101 weggedreht wird. Der vorspringende Abschnitt 135 des Noc­ kens 131 wird entgegen dem Uhrzeigersinn in die Richtung L (Fig. 7) in eine Lage gedreht, in der die Dämpfungsvorrich­ tung 101 minimale Dämpfungskräfte erzeugt. Da jedoch der vorspringende Abschnitt 135 am Stopper 142 anliegt, ehe die Lage für die Erzeugung des Minimums des Dämpfkraft erreicht ist, wird verhindert, daß durch die Dämpfungsvorrichtung 101 geringere als die optimalen Dämpfungskräfte erzeugt werden.

Wenn der Rotationsantrieb normal arbeitet, das Steuersystem 160 aber versagt und ein Fehlersignal an den Rotationsan­ trieb 146 gibt, kann sich der Nocken 131 in die Richtung R in eine Lage und über diese Lage hinaus drehen, in der die Dämpfungsvorrichtung maximale Dämpfungskräfte erzeugt. Wenn ein linker Abschnitt der Nockenoberfläche 132, der normaler­ weise nicht für ein Zusammenwirken mit der Kugel 127 benö­ tigt wird, beginnt mit der Kugel 127 zusammenzuwirken, kommt die Arretierstufe 137 des Nockens 131 mit dem Stopp­ bolzen 148 in Kontakt, wodurch verhindert wird, daß der exzentrische Nocken 131 weiter aus einer Maximum-Winkellage gedreht wird. Deshalb wird verhindert, daß die Dämpfungs­ kräfte, die durch die Dämpfungsvorrichtung 101 erzeugt werden, übermäßig verringert werden.

Da der exzentrische Nocken 131 bezüglich der senkrechten Richtung, wie in Fig. 7 dargestellt, eine symmetrische Form aufweist, ist die Winkellage, in der der exzentrische Nocken 131 mit dem Stopper 142 in Kontakt kommt und bei der die Dämpfungsvorrichtung 101 optimale Dämpfungskräfte erzeugt, auf der rechten Hälfte des exzentrischen Nockens 131 vorhanden. Eine ähnliche Winkellage, in der die Dämp­ fungsvorrichtung 101 optimale Dämpfungskräfte erzeugt, ist auch auf der linken Hälfte der Nockenoberfläche vorhanden. Wenn sich der Stoppbolzen 148 in einer Winkellage befindet, in der er verhindert, daß sich der exzentrische Nocken 131 über eine ähnliche Winkellage auf der linken Hälfte der Nockenoberfläche 132 dreht, wird der exzentrische Nocken 131 in dieser Lage gestoppt, selbst wenn er über die Maxi­ mum-Dämpfkraftlage in Richtung R weitergedreht wurde.

Wie oben beschrieben, verhindert der Stopper 142 für den Fall des Versagens des Steuersystems 160 oder des Rotations­ antriebs 146 das Drehen des exzentrischen Nockens 131. Folglich erzeugt die Dämpfungsvorrichtung 101 keine ungeeig­ neten Dämpfungskräfte, wenn das Steuersystem 160 oder der Rotationsantrieb 146 versagen.

Weiterhin begrenzt der Stoppbolzen 148 die maximale Winkel­ verschiebung des exzentrischen Nockens 131. Sogar wenn ein Fehlersignal vom Steuersystem 160 an den Rotationsantrieb 146 gelangt, wird der exzentrische Nocken 131 durch den Stoppbolzen 148 am übermäßigen Drehen gehindert.

Im zweiten Ausführungsbeispiel dienen der Stopper 142, der vorspringende Abschnitt 135 des exzentrischen Nockens 131, die Arretierstufe 137 des exzentrischen Nockens 131 und der Stoppbolzen 148 zusammen als ein Begrenzungsmittel für die Begrenzung der Winkelbewegung des exzentrischen Nockens 131. Ein solches Begrenzungsmittel kann auch im ersten Ausführungsbeispiel durch Veränderung des exzentrischen Nockens 48 und durch Anordnung entsprechender Komponenten erzielt werden, so daß die Winkelverschiebung des exzentri­ schen Nockens 48 bei Versagen des Rotationsantriebes 51 oder des Steuersystems 60 begrenzt werden kann.

Im ersten Ausführungsbeispiel wird die nadelförmige Stange 22 für die Einstellung der Querschnittsfläche oder Öffnung des Bypass-Ölkanals 21, der einen Bypass zum Ölkanal 11 darstellt, axial bewegt, wenn die Stellvorrichtung 23 gedreht wird. Jedoch kann auch die Einstellvorrichtung 170 für die Dämpfungskraft aus dem zweiten Ausführungsbeispiel in das erste Ausführungsbeispiel für die Einstellung der Querschnittsfläche des Bypass-Ölkanals 21 eingebaut werden. Die Einstellvorrichtung 37 für die Dämpfungskraft in der Behälterbefestigung 32, die die Dämpfungsvorrichtung 1 und den Zusatzbehälter 31 im ersten Ausführungsbeispiel verbin­ det, kann in einem Verbindungsglied untergebracht sein, durch das die Dämpfungsvorrichtung 101 und der Zusatzbehäl­ ter 180 im zweiten Ausführungsbeispiel miteinander verbun­ den sind.

Obwohl die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen der Er­ findung beschrieben wurden, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung in anderen spezifischen Ausführungsformen realisiert werden kann, ohne von den Hauptmerkmalen der Erfindung abzuweichen. Die dargestellten Ausführungsbeispie­ le sind deshalb als Erläuterung und nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (8)

1. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Dämpferzylinder (2), in dem ein mit einer Kolbenstange (8) verbundener Dämpfungskolben (10) gleitet, welcher den Dämpferzy­ linder (2) in zwei Arbeitsräume unterteilt, mit mindestens einem Verbindungskanal (35) zwischen den beiden Arbeitsräumen und mit einem Dämpfungsventil (37) zur Einstellung der Dämpfungskraft durch Veränderung der Querschnittsfläche des Verbindungs­ kanales (35), wobei das Dämpfungsventil (37) einen Ventilstift (46) mit einem dem Verbindungskanal (35) zugewandten Ende aufweist, welcher in Richtung des Verbindungskanales (35) und von diesem weg bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsventil (37) einen exzentrischen, drehbar angeordneten Nocken (48; 131) aufweist, der in Kontakt mit dem anderen Ende des Ventilstiftes (46) steht und der eine genaue und gleichmäßige axiale Verschiebung des Ventilstiftes (46) erlaubt, wobei der exzentrische, drehbar angeordnete Nocken (48; 131) durch einen elektrischen Stellmotor (51; 146) angetrieben wird.

2. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem exzentrischen, drehbar angeordneten Nocken (48; 131) die Änderung der Exzentrizität pro Drehwinkeleinheit konstant ist, so daß sich bei einer Drehung der Ventilstift (46) mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.

3. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Steuereinheit (60; 160) die Signale zur Ansteuerung des elektrischen Stellmo­ tors (51; 146) erzeugt und die Drehung des exzentri­ schen Nockens (48; 131) durch einen gehäuseseitigen Anschlag begrenzt ist, wenn der elektrische Stellmo­ tor (51; 146) und/oder die Steuereinheit (60; 160) ausfallen.

4. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begren­ zung der Drehung des exzentrischen Nockens (48; 131) die ihn tragende Welle (133) an ihrem Ende einen Vorsprung (135) mit kreissegmentförmigem Querschnitt aufweist, welchem eine einstellbare Sperre (142) auf der gegenüberliegenden Gehäusesei­ te des Dämpfungsventils (37) zugeordnet ist.

5. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der exzen­ trische Nocken (48; 131) zur Begrenzung seiner Drehung ausgehend vom Rand eine über einen Abschnitt seines Umfanges und einen Teil der gesam­ ten Breite verlaufende Ausnehmung (137) aufweist, welcher ein Bolzen (148) auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite des Dämpfungsventils (37) zugeordnet ist.

6. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die der Kolbenstange (8) gegen­ überliegende erste Ölkammer (S1) des Schwingungs­ dämpfers über eine Behälterbefestigung (32) mit einer zweiten Ölkammer (S2) eines außerhalb des Schwingungsdämpfers angeordneten Zusatzbehälters (31) verbunden ist, wobei in der Behälterbefesti­ gung (32) mindestens ein Verbindungskanal (35, 45) zwischen der ersten und der zweiten Ölkammer (S1 und S2) sowie das Dämpfungsventil (37) mit dem exzentrischen Nocken (48; 131) angeordnet sind.

7. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Schwingungsdämpfers, des Zusatzbehälters (31) und des elektrischen Stellmotors (51; 146) parallel zueinander verlaufen.

8. Regelbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Dämpfungskolben (10) gegenüberliegende Ende der Kolbenstange (8) eine Achsbefestigung (114) und ein Gehäuse (115), welches mit der Achsbefestigung eine Einheit bildet und in welchem der exzentrische, drehbar angeordnete Nocken (131) gelagert ist, sowie ein Gehäuse (145) für den elektrischen Stellmotor (146), dessen Achse senkrecht zur Achse des Schwin­ gungsdämpfers verläuft, aufweist.