DE4403196A1 - Schwingungsdämpfer mit bedarfsgerechtem Dämpfkraftkennfeld - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der Fachliteratur ist es allgemein bekannt, daß die Ver­ bindung Reifen/Straße einen bedeutenden Einfluß auf den vom Fahrer wahrgenommenen Komfort besitzt. Zum einen sind die Fahrbahnrauhigkeiten zu nennen, die für das gesamte Dämpfsy­ stem als eine Schwingung mit mehr als 15 Hz bis etwa 60 Hz in Verbindung bei sehr kleinen Amplituden zu werten sind. Daneben gibt es bei einem, wenn auch nur sehr kleinen Höhenschlag der Reifen Frequenzen, die im Bereich von etwa 30 bis 100 Hz lie­ gen und von den Fahrzeuginsassen als sehr störend empfunden werden. Des weiteren ist noch die Eigenfrequenz der Fahrzeug­ tragfeder zu nennen.

Selbstverständlich könnte durch einen massiven Einsatz von Dämmaterial das Akustikproblem der Frequenz 30 bis 100 Hz ge­ löst werden, doch müßte man ein erhöhtes Fahrzeuggewicht ak­ zeptieren. Ebenso wenig Sinn macht es, die Dämpfung der Schwingungsdämpfer zu reduzieren, da man damit die Fahrsi­ cherheit des Fahrzeuges negativ beeinflußt.

Ausgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die auftretenden Akustik- und Schwingungsprobleme des Fahrwerks zu lösen, wobei das Fahrzeuggewicht und die Fahrsicherheit auf einem ge­ wünschten Niveau erhalten bleiben soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Durch die besondere Ausführung des ersten Dämpfkraftkennfeldes hinsichtlich der Dämpfkraft bleibt ein Fahrzeuginsasse von den mechanischen Schwingungen und der akustischen Belästigung weitestgehend verschont. Die Einteilung des Hubweges in Ver­ bindung mit einer angepaßten Dämpfkraft für die Extremfede­ rungswege sorgt für ein sicheres Fahrverhalten des Fahrzeuges.

Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß das erste Dämpfkraftkennfeld bezogen auf die Federungsgeschwindigkeit ein stark degressives Dämpfkraftverhalten beinhaltet. Gerade bei Fahrbahnunebenheiten, wie etwa Kopfsteinpflaster, die sehr hochfrequent auf den Schwingungsdämpfer einwirken, bleibt ein Verhärten des Schwingungsdämpfers aus.

Zur Steigerung der Fahrsicherheit beinhalten die dem ersten Dämpfkraftkennfeld benachbarten Dämpfkraftkennfelder für die Zug- und Druckstufe bezogen auf die Federungsgeschwindigkeit ein progressives Dämpfkraftverhalten. Ein schwammiges Fahrge­ fühl kann hiermit verhindert werden.

Umfangreiche Berechnungen und Versuche haben ergeben, daß der Hubweg für das erste Dämpfkraftkennfeld vorteilhafterweise eine wirksame Länge von weniger als 10 mm besitzt. Ziel ist es, das erste Dämpfkraftkennfeld so klein wie möglich zu hal­ ten, um keine Verluste bezüglich der Fahrsicherheit zu be­ kommen. Durch den kleinen Hubweg kann das Dämpfkraftniveau des ersten Dämpfkraftkennfeldes sehr stark abgesenkt werden.

Die Dämpfkraftkennfelder außerhalb des ersten lassen sich da­ durch sehr einfach ausbilden, indem sie jeweils einen hydraulisch-mechanischen Anschlag besitzen.

Besonders vorteilhat bezüglich der Fahrsicherheit ist es, wenn der Schwingungsdämpfer lastabhängig ausgeführt ist. Das Dämpfkraftniveau im ersten Dämpfkraftkennfeld kann sehr weit abgesenkt werden.

Alternativ kann eine Niveauregelung mit dem Schwingungsdämpfer verbunden sein. Mit Hilfe dieser Maßnahme kann das Fahrzeug in der Normallage auf das erste Dämpfkraftkennfeld eingestellt werden. Die Hublänge für das erste Dämpfkraftkennfeld kann sehr genau auf das kürzeste Maß festgelegt werden.

Damit der Dämpfer bezüglich seines " Dämpfleistungsinhaltes" keine Verluste gegenüber einer konventionellen Ausführung aufweist, ist der Flächeninhalt der Dämpfkraftkennlinie, be­ zogen auf den Hubweg, mindestens so groß wie die eines Dämp­ fers mit konstanter Dämpfkraftkennlinie bezogen auf den Hub­ weg.

Zur Filterung der Störeinflüsse für den Fahrer durch den Schwingungsdämpfer besitzt das erste Dämpfkraftkennfeld vor­ teilhafterweise eine maximale Hubgeschwindigkeit in Druck­ richtung von bis zu 2 m/s. Damit können auch sehr hochfre­ quente Anregungen ausgeglichen werden.

Entsprechend einem weiteren Merkmal ist das lastabhängige Dämpfventil innerhalb der Kolbenstangenführung angeordnet, wobei dem lastabhängigen Dämpfventil ein weiteres lastunab­ hängiges Dämpfventil in Reihe geschaltet ist. Durch die Kom­ bination dieser beiden Ventile läßt sich das bedarfsgerechte Kennfeld, insbesondere im Bereich der Normallage, sehr präzise ausführen. Dabei wird das lastabhängige Dämpfventil von der Fahrzeugtragfeder angesteuert. Ab einem bestimmten Einfahrweg wird das lastabhängige Dämpfventil vorteilhafterweise zusätz­ lich von einem Druckpuffer beaufschlagt. Durch dieses zusätz­ liche Bauteil kann bei vorhandener Tragfeder eine Anpassung der Dämpfkraftfelder an das jeweilige Fahrzeug individuell ausgeführt werden. Insbesondere ein progressiver Dämpfkraft­ anstieg im Bereich der Hublage, die dem vollbeladenen Fahr­ zeugzustand entspricht, greift diese Maßnahme besonders. Als weitere Anpassung des Schwingungsdämpfers an das bedarfsgerechte Kennfeld ist im Kolben ein sich mit den beiden Dämpfventilen in der Kolbenstangenführung additiv überlagerndes Dämpfventil angeordnet. Zur Begrenzung der Wir­ kung des hydraulischen Zuganschlages ist für die Zugrichtung ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen. Dadurch werden uner­ trägliche Dämpfkraftspitzen verhindert.

Bemerkenswerterweise weist das Behälterrohr einen im wesent­ lichen konstanten Querschnitt auf, so daß sich kein zusätz­ licher Bauraumbedarf gegenüber einem Schwingungsdämpfer aus dem Stand der Technik ergibt. Zur Verringerung des axialen Bauraums ist innerhalb des Ausgleichsraumes eine Gasblase an­ geordnet. Durch diese vorteilhafte Maßnahme ist das dem Aus­ gleichsraum zugewandte Dämpfventil in der Kolbenstangenführung stets auf seiner Rückseite mit Dämpfmedium gefüllt, so daß beim Durchströmen der Dämpfventile in den Ausgleichsraum keine Verschäumung eintreten kann.

Einen gänzlich anderen Weg kann man beschreiten, wenn der Schwingungsdämpfer eine verstellbare Dämpfeinrichtung besitzt in Verbindung mit einer Positionserfassungseinrichtung, die ein Positionssignal an einen Rechner weiterleitet, der aus den Positionssignalen die Dämpfkraftkennlinienfelder ermittelt und bei dem ersten Dämpfkraftkennlinienfeld die weichste Dämpf­ krafteinstellung und den weiteren in Hubrichtung der Extrem­ lagen des Schwingungsdämpfers gelegenen Dämpfkraftkennlinienfelder eine zunehmende härtere Dämpf­ krafteinstellung vorgibt. Insbesondere bei einer stufenlos verstellbaren Dämpfeinrichtung können die Übergänge zwischen den Dämpfkraftfeldern besonders weich ausgeführt werden.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung mit ihren Vorteilen näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1a-h Dämpfkraftkennfelder bzw. Kennlinien

Fig. 2 u. 3 lastabhängiger Schwingungsdämpfer

Fig. 4 Luftfeder

Fig. 5 Schwingungsdämpfer mit stufenlos verstellbarer Dämpfkraft.

Die Fig. 1 zeigt ein Dämpfkraftkennfeld 1, das hub-(s-Achse) 3 und geschwindigkeitsabhängig (v-Achse) 5 ausgeführt ist. Be­ züglich des Hubes ist das Dämpfkraftkennfeld 1 in mindestens 3 einzelne Dämpfkraftkennfelder unterteilt. Ein erstes Dämpf­ kraftkennfeld 7 liegt im Bereich der Normalhublage 9 eines Schwingungsdämpfers 11. Der maximale Hubbereich des ersten Dämpfkraftkennfeldes 7 beschränkt sich auf den Federungsweg, der etwa über einen Reifen auf den Schwingungsdämpfer über­ tragen wird, wenn ein Kanaldeckel oder Kopfsteinpflaster überfahren wird. Der minimale Hubbereich liegt in etwa der Größenordnung der Fahrbahnrauhigkeit. Dem ersten Dämpfkraft­ kennfeld liegen die Dämpfkraftkennfelder 13 und 15 benachbart, die dann einsetzen, wenn ein größerer Federweg zu verarbeiten ist.

Bezogen auf die Geschwindigkeitsachse besitzt das erste Dämpfkraftkennlinienfeld eine sehr degressive Dämpfkraftkenn­ linie mit einem entsprechend niedrigen Dämpfkraftspitzenwert bei maximaler Federungsgeschwindigkeit. Die Dämpfkraftkenn­ felder und zeigen einen Dämpfkraftverlauf, der bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten
und/oder nahe des ersten Dämpfkraftkennfeldes ein degressives, aber mit zunehmender Federungsgeschwindigkeit in den Endlagen des Schwingungsdämpfers angenähertem Hubbereich ein stark progressives Dämpfkraftverhalten aufweist.

Das Dämpfkraftkennfeld 1 läßt sich besonders gut in einem niveaugeregelten Schwingungsdämpfer umsetzen, da die Normal­ hublage 9 des Schwingungsdämpfers, unabhängig von dem Bela­ dungszustand eines Fahrzeuges, stets im ersten Dämpfkraft­ kennfeld 7 gehalten werden kann. Alternativ bietet sich na­ türlich auch die Möglichkeit, das Dämpfkraftkennfeld 1 lastabhängig zu gestalten. Der Tiefpunkt 19 der Dämpfkraft­ kennlinie würde sich in Zugrichtung ZE verschieben.

Die Fig. 1b bis 1h zeigen das Kennfeld bzw. Projektionen des Kennfeldes 1. Dabei ist aus Fig. 1b leicht ersichtlich, daß im Bereich des Dämpferweges 0 bzw. der Normallage des Fahrzeuges nur eine geringe Dämpfkraft erzeugt wird, die zu den Hublagenenden in Zug- und in Druckrichtung stark ansteigt.

Die Fig. 1g zeigt eine Ansicht auf den Dämpfkraftgeschwindig­ keitsgraph in Zugrichtung des Kennfeldes. Bei der Geschwin­ digkeit von V₀ ist maßgeblich ein Voröffnungsquerschnitt VÖ₁ wirksam, der das Poltern des Schwingungsdämpfers verhindern soll. Additiv überlagern sich Voröffnungsquerschnitte VÖ₂ und VÖ₃. Eine Federkraft F1 eines Ventils V1 beschränkt die Dämpfwirkung des Voröffnungsquerschnittes VÖ₁ ab einer be­ stimmten Geschwindigkeit V, so daß dann hauptsächlich die Voröffnungsquerschnitte VÖ₂ und VÖ₃ die Dämpfkraftkennlinie festlegen, bis die maximale Kraft F2 eines Ventils V2 erreicht ist. Danach setzt ein hydraulisch-mechanischer Zuganschlag HZA ein, der von einem Druckbegrenzungsventil DBV in seiner Wir­ kung ab einem bestimmten Druckniveau abgeregelt wird. Die ge­ strichelte Dämpfkraftkennlinie steht für einen mittleren Be­ ladungszustand des Fahrzeuges. Im Vergleich zur Vollinie, die dem Serienstand bei gleichen Randbedingungen entspricht, kann aus der schraffierten Fläche der erzielbare Komfortgewinn für diesen Beladungs zustand entnommen werden.

Entsprechendes aus der Beschreibung zur Fig. 1g kann auf die Fig. 1h übertragen werden. Abweichend von Fig. 1g ist anzu­ merken, daß einem hydraulischen Druckanschlag HDA kein Druck­ begrenzungsventil entgegenwirkt. Des weiteren ist der Einfluß der Voröffnung VÖ₃ und einer Zusatzdämpfkraft ZD ersichtlich, die zur Abstimmung des Zug-/Druckverhältnisses einsetzbar sind. Ebenso ist bei gleichen Randbedingungen der Komfortge­ winn erkennbar.

Die Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Schwin­ gungsdämpfers 11, der ein Dämpfkraftkennfeld mit verschobenen Tiefpunkt 19 umsetzt. Der Dämpfer ist als ein Federbein aus­ geführt, wobei eine Dämpfkrafteinrichtung 21 im oberen Endbe­ reich des Schwingungsdämpfers 11 innerhalb einer Kolbenstan­ genführung 23 angeordnet ist. Die Dämpfeinrichtung 21 besitzt nur eine Durchströmungsrichtung, so daß für die Zug- und Druckrichtung eine Dämpfkraft aufgebaut werden kann, da ein Kolbenventil 25 als ein Rückschlagventil ausgeführt ist. Die Grunddämpfkraft vom Ventil V₂ wird u. a. von einer sehr schwachen Kegelfeder 27, entsprechend F₂ erzeugt, die eine Ventilscheibe 29 auf einen Ventilsitz drückt. Das verdrängte Dämpfmedium durchströmt die Kolbenstangenführung 23 durch ei­ nen Zuflußkanal 31 (VD), der mit einem Rückschlagventil 33 (V₁, F₁, VÖ₁) versehen ist. Ein Abflußkanal 35, der wiederum ein Rückschlagventil 37 aufweist, bildet die Verbindung zu einem Ausgleichsraum 39. Der Ausgleichsraum ist über ein Rückschlagventil 41 in Form eines elastischen Schlitz­ ringes (VÖ₂) mit dem Arbeitsraum verbunden.

Beim Federungsvorgang fährt eine Kolbenstange 43 in den Schwingungsdämpfer 11 ein. Das Dämpfmedium durchströmt die Dämpfeinrichtung 21 und gelangt in den Ausgleichsraum 39. In­ nerhalb des Federweges in Einfahrrichtung zwischen einem Druckpuffer 45 und einer Anschlagfläche 47 von einer Steuer­ hülse 49, ausgehend von dem Federungspunkt, an dem ein hydraulisch-mechanischer Zuganschlag 51 gerade gelöst ist, liegt das Dämpfkennlinienfeld 7 mit einer Grunddämpfkraft, die u. a. von der Kegelfeder 27 bestimmt wird. Beim weiteren Fe­ derweg drückt der Druckpuffer 45 auf die Steuerhülse 49 und erhöht dadurch die Vorlast auf die Ventilscheibe 29. Dieser Federweg liegt im Dämpfkraftkennfeld 13. In umgekehrter Fede­ rungsrichtung, wenn der hydraulisch-mechanische Zugan­ schlag 51, bestehend aus einer zwischen einer Tellerfeder 53 und einer Schraubenfeder 57 vorgespannten Scheibe 55, verbun­ den mit der Kolbenstange 43, den Zufließkanal 31 an der Kol­ benstangenführung 23 erreicht hat, beginnt das Dämpfkraftkennfeld 15, wobei die Tellerfeder im Zusammenwirken mit der Scheibe 55 den Querschnitt des Zufließkanals 31 ver­ ringert und dadurch die Dämpfkraft ansteigen läßt.

Die Grundeinstellung der Dämpfkraft, erzeugt durch die Kegel­ feder 27, wird durch eine Fahrzeugtragfeder 59 (F₂) additiv überlagert, da der Federteller 61 die Federkraft auf die Steuerhülse 49 überträgt. Mit dieser Maßnahme wird eine Last­ abhängigkeit des Schwingungsdämpfers realisiert und damit die Lage des Dämpfkraftkennlinientiefpunktes 19 in Zugrichtung verlagert.

Die Fig. 3a zeigt einen Schnitt durch einen Schwingungsdämp­ fer, dessen wesentlicher Aufbau der Ausführung nach Fig. 2 entspricht. Ein Unterschied besteht darin, daß ein den Aus­ gleichsraum 39 begrenzendes Behälterrohr 63 mit konstantem Querschnitt ausgeführt ist, so daß sich gegenüber einem ent­ sprechenden Standarddämpfer kein zusätzlicher Bauraumbedarf einstellt. Anstelle einer Steuerhülse 49 kommen Steuer­ stifte 49a zum Einsatz, die von der Fahrzeugtragfeder 59 bzw. dem Druckpuffer 49 über die Anschlagfläche 47 angesteuert werden, wodurch die Ventilfunktion durch die Ventilscheibe 29 beeinflußt wird. Damit die Verbindung zwischen dem Abflußkanal und dem Ausgleichsraum 39 stets mit Dämpfmedium gefüllt ist, ist innerhalb des Ausgleichsraums eine Gasblase 65 angeordnet, so daß keine Verschäumungseffekte auftreten können. Dadurch entfallen sämtliche Rückschlagventile in der Kolbenstangen­ führung.

Der Schwingungsdämpfer 11 besitzt ebenfalls einen hydrau­ lischen Zuganschlag HZA 51 entsprechend der Beschreibung nach Fig. 2. Der hydraulische Zuganschlag wird von der Schrauben­ feder 57 angesteuert. Dabei kann durch die Federlänge der Schraubenfeder und durch die Federraten der Tellerfeder 53 und der Schraubenfeder 57 der Einsatzpunkt des hydraulischen Zug­ anschlages abgestimmt werden. Kommt beispielsweise eine weichere Tellerfeder zum Einsatz, die eine kleinere Federrate als die Schraubenfeder 57 aufweist, so wirkt erst der hydrau­ lische Zuganschlag bevor der mechanische Anschlag über die Schraubenfeder einsetzt.

Wie aus der Fig. 3b zu entnehmen ist, bestehen hinsichtlich der Dämpferanpassung an ein bestimmtes Fahrzeug eine Reihe von Möglichkeiten. So kann bei Benutzung einer Standardkolben­ stangenführung mittels einer Vordrosselscheibe 67 eine Vor­ drossel VD realisiert werden. Über die Auswahl des Außendurch­ messers der Vordrosselscheibe 67 kann der Vordrosselquer­ schnitt eingestellt werden. Das lastabhängige Ventil V₂ läßt sich durch die Federsteifigkeit der Feder F2, also der Fahr­ zeugtragfeder 59 (Fig. 3a), sowie eines zugehörigen Voröff­ nungsquerschnittes VÖ₂ auslegen. Für das lastabhängige Dämpf­ ventil kann die Dämpfkraftkennlinie über den Berührkreis der Ventilscheibe 29, sowie eine den Voröffnungsquerschnitt be­ stimmende Schlitzscheibe 29a den Bedürfnissen angepaßt werden. Dabei bilden die Schlitzbreiten multipliziert mit der Materi­ alstärke der Schlitzscheibe 29a die Voröffnungsgröße VÖ₂.

Der Voröffnungsquerschnitt VÖ₁ wird von einer von der Schlitzscheibe 29a getrennten Voröffnungsscheibe 69 bestimmt, die von einer Ventilfeder 71 vorgespannt ist. Die Voröff­ nungsscheibe 69 und die Ventilfeder 71 bilden das lastunab­ hängige Ventil V₁.

In Fig. 3c ist der Kolben des Schwingungsdämpfers 11 erkenn­ bar. In Druckrichtung wirkt ein Rückschlagventil 25, das in dieser Variante über eine Steuerstange 73 hinsichtlich seines Öffnungsverhaltens eingestellt werden kann. Dabei besteht die Möglichkeit, daß das Rückschlagventil 25 durch seine Schließ­ feder 25a eine Zusatzdämpfkraft ZD in Druckrichtung erzeugen kann. Alternativ kann, wie aus der rechten Kolbenhälfte er­ sichtlich, ein dritter Voröffnungsquerschnitt VÖ₃ durch die Steuerstange 73 beeinflußt werden, wohingegen bei der linken Kolbenhälfte eine konstante Voröffnung VÖ₃ im Rahmen eines Druckbegrenzungsventils DBV 25b ausgeführt ist, indem ein Schlitz im Ventilsitz oder eine mit Ausnehmungen versehene Ventilscheibe innerhalb des Druckbegrenzungsventils vorgese­ hen ist. Das Druckbegrenzungsventil 25b besteht aus mindestens einer Ventilscheibe, die in Zugrichtung eine Verbindung zwi­ schen dem kolbenstangenseitigen und dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum ab einem bestimmten Druckniveau freigibt. Dabei beschneidet das Druckbegrenzungsventil 25b die Dämpfwirkung des hydraulischen Zuganschlages. Die Voröffnung VÖ₃ dient un­ ter anderem dazu, die Anpassung der Zug- und Druckdämpfung bei vorgegebenen Schwingungsdämpferabmessungen grundsätzlich zu beeinflussen.

Die Fig. 3d bis 3e zeigen die Ersatzschaltbilder für die vor­ beschriebenen Dämpfer. In Zugrichtung (3d) teilt sich der Vo­ lumenstrom QR, wobei das Volumen dem kolbenstangenseitigen Ringraum entspricht, in zwei Ströme auf. Dabei wird unter­ stellt, daß sich die Hublage in der Stellung befindet, in der gerade der hydraulische Zuganschlag einsetzt. Wie ebenfalls schon beschrieben, ist die Wirkung des hydraulischen Zugan­ schlages hublagenabhängig, deshalb ist der HZA = f (s). Es kann sich, muß aber nicht zwingend, eine Vordrossel VD an­ schließen, die durch eine eingelegte Scheibe ausgeführt ist. Danach wird der Voröffnungsquerschnitt VÖ₁ mit einer Feder­ vorspannung F1 wirksam, dem sich die Voröffnung VÖ₂ mit der Federvorspannung F2 anschließt. Die Einstellung von F2 erfolgt über die Fahrzeugtragfeder 59. Dem Hauptstrom parallel wirkt der Führungsspalt FS zwischen der Kolbenstange und der Kol­ benstangenführung.

Kolbenseitig arbeitet der Voröffnungsquerschnitt VÖ₃, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel entweder konstant oder ein­ stellbar, parallel zum Hauptstrom. Bei günstigsten Verhält­ nissen kann unter Umständen sogar auf eine Voröffnung VÖ₃ verzichtet werden. Dem gesamten Hauptstrom durch die Kolben­ stangenführung ist ein Druckbegrenzungsventil DBV parallel geschaltet, das bei Spitzendrücken die beiden Arbeitsräume miteinander verbindet.

Dadurch, daß der Volumenstrom auch in Druckrichtung durch die Ventile der Kolbenstangenführung fließt, ist der Hauptstrom entsprechend dem zu verdrängenden Kolbenstangenvolumen Q_St1 sehr ähnlich wie bei der Zugrichtung. In Druckrichtung wirkt zusätzlich der Druckpuffer auf das lastabhängige Ventil V₂ mit der Federkraft F2 als hydraulischer Druckanschlag HDA. Auf den VÖ₃ mit der Feder F₃ wirkt das Volumen des kolbenstangenfernen Arbeitsraums, so daß sich die Dämpfkräfte der Dämpfventile in der Kolbenstangenführung und des Kolbens additiv überlagern. Diese Beschreibung gilt für den Fall, daß als Bodenventil ein einfaches Rückschlagventil BRV eingesetzt wird. Bei vorgege­ benen Dämpferabmessung (Zylinder-, Kolbenstangenfläche) kann durch den Einsatz eines Bodenventils mit Dämpfventilen das Verhältnis von Zug- zur Druckdämpfung variiert werden.

Die Fig. 4 zeigt einen Schwingungsdämpfer mit lastabhängigen Dämpfung bei dem eine Luftfeder mit Niveauregulierung als Fahrzeugtragfeder vorgesehen ist. Der wesentliche Aufbau ent­ spricht dem zu Fig. 2 beschriebenen, mit dem Unterschied, daß als Fahrzeugtragfeder eine von einem Rollbalg 77 gebildete Luftfeder eingesetzt wird.

Die lastabhängige Arbeitsweise innerhalb des Dämpfkraftkenn­ feldes 7 des Schwingungsdämpfers 11 begründet sich darin, daß der Luftdruck innerhalb des Rollbalges 77 eine Membran 79 beaufschlagt, die gegenüber dem Ausgleichsraum 39 abdichtet und am Innen- und Außendurchmesser unabhängig von der Steuer­ hülse 49 eingespannt ist.

Die sehr degressive Dämpfkraft der Dämpfeinrichtung 21 wird von der Kegelfeder 27 bestimmt. Innerhalb des ersten Dämpf­ kraftfeldes 7 greifen keine zusätzlichen Kräfte auf die Ven­ tilscheibe 29 an. Erst ab dem Übergang zwischen dem ersten Dämpfkraftkennfeld 7 und dem Dämpfkraftkennfeld 13 stützt sich ein Druckpuffer 45 auf die Membran 79 ab, die über eine Steu­ erhülse 49 eine Kraftweiterleitung auf die Ventilscheibe 29 bewirkt, so daß der weitere Hubweg in Einfahrrichtung der Kolbenstange 43 einen stark progressiven Dämpfkraftkennlinienverlauf zur Folge hat. Zur Niveauregulie­ rung ist ein Luftanschluß 81 am Rollbalg 77 vorgesehen.

Die Fig. 5 zeigt einen Schwingungsdämpfer 11 mit verstellbarer Dämpfkraft über eine parallel geschaltete Dämpfeinrichtung 21. Der Grundaufbau kann als bekannt vorausgesetzt werden, so daß sich die Beschreibung auf das Wesentliche beschränkt.

Der Schwingungsdämpfer 11 ist mit einer Positionserfassungs­ einrichtung 83 bestückt, die den Hubweg des Schwingungsdämp­ fers 11 sensiert. Das von der Positionserfassungseinrich­ tung 83 erzeugte Signal wird an einen Rechner 84 gegeben, der unter anderem das Dämpfkraftkennfeld 1 gespeichert hat. Mit Hilfe der Positionserfassungseinrichtung 83 kann auch die Normallage 9 des Schwingungsdämpfers 11 ermittelt werden, in­ dem beispielsweise nach dem Einschalten der Zündung des Fahr­ zeuges das Signal der Positionserfassungseinrichtung 83 als Bezugssignal festgelegt wird. Damit ist die Lage des Dämpf­ kraftkennfeldes 7 eindeutig und sehr einfach bestimmt. Der Hubweg für das Dämpfkraftkennfeld 7 ist ebenfalls abgespei­ chert. Wird von der Positionserfassungseinrichtung 83 ein Si­ gnal an den Rechner abgegeben, das einer Hublage außerhalb des ersten Dämpfkraftfeldes 7 entspricht, so wird stufenlos von der weichenden Dämpfkrafteinstellung, unabhängig der Hubrich­ tung, auf eine härtere Dämpfkrafteinstellung der Dämpfein­ richtung 21 umgeschaltet. Der gewünschte progressive Dämpf­ kraftverlauf innerhalb der härteren Dämpfkrafteinstellung wird sehr einfach dadurch realisiert, indem laufend die Hublage sensiert und mit zunehmender Annäherung des Schwingungsdämp­ fers an seine Endlagen die Dämpfkrafteinstellung verhärtet wird.

Claims (17)

1. Fahrzeug, umfassend einen Fahrzeugaufbau, ein Fahrwerk mit bereiften Rädern, auf denen sich das Fahrzug ab­ stützt, einer Anzahl von Fahrzeugtragfedern und Schwin­ gungsdämpfern, die zwischen den Rädern und dem Fahrzeug­ aufbau montiert sind und in Abhängigkeit der Radfederweg eine axiale Längenänderung vollziehen, die sich als ein Verschiebeweg zwischen einem an einer durch eine Kolben­ stangenführung geführte Kolbenstange befestigten Kolben und einem Druckrohr des Schwingungsdämpfers darstellt und dabei ein Dämpfmedium durch eine Dämpfeinrichtung ver­ drängt, Befestigungsmitteln für die Kolbenstange und dem Druckrohr mit dem Fahrzeugaufbau und dem Rad, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer (11) ein Dämpfkraftkennfeld (1) besitzt, daß aus mindestens drei Einzeldämpfkraftfeldern (7, 13, 15) besteht, von denen ein erstes Dämpfkraftkennfeld (7) derart ausgeführt ist, daß es eine sehr geringe Dämpfkraft ausführt, wobei die­ ses Dämpfkraftkennfeld (7) im Bereich der Normaleinfe­ derlage des Dämpfers (11) angeordnet ist und jeweils in Zug- und in Druckrichtung in ein Dämpfkraftkennfeld (13, 15) übergeht, das bezogen auf den Hubweg eine im Ver­ gleich zum ersten Dämpfkraftkennfeld (7) eine größere Dämpfkraft mit sich bringt.

2. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das erste Dämpferkraftkenn­ feld (7) bezogen auf die Federungsgeschwindigkeit ein stark degressives Dämpfkraftverhalten beinhaltet.

3. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die dem ersten Dämpfkraftkenn­ feld (7) benachbarten Dämpfkraftkennfelder (13, 15) für die Zug- und Druckstufe bezogen auf die Federungsge­ schwindigkeit ein progressives Dämpfkraftverhalten bein­ haltet.

4. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hubweg für das erste Dämpfkraftkennfeld (7) eine Länge von weniger als 10 mm besitzt.

5. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dämpfkraftkennfel­ der (13, 15) außerhalb des ersten (7) jeweils einen hy­ draulischen und/oder mechanischen Anschlag (45, 51) be­ sitzen.

6. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer (11) über ein Dämpfventil V₂ lastabhängig ausgeführt ist.

7. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Niveauregelung mit dem Schwingungsdämpfer (11) verbunden ist.

8. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flächeninhalt der Dämpf­ kraftkennlinie (17) bezogen auf den Hubweg ′mindestens so groß ist wie ein Dämpfer mit konstanter Dämpfkraftkenn­ linie bezogen auf den Hubweg.

9. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzug nach beliebigen An­ sprüchen I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dämpfkraftkennfeld (7) eine maximale Hubgeschwindigkeit in Druckrichtung von 2 m/s besitzt.

10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß innerhalb der Kolbenstangenführung (23) das lastabhängige Dämpfventil (V2) angeordnet ist, wobei dem Dämpfventil (V2) ein weiteres lastunabhängiges Dämpfven­ til (V1) in Reihe geschaltet ist.

11. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das lastabhängige Dämpfventil (V2) von der Fahrzeugtragfeder (59) angesteuert wird.

12. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das lastabhängige Dämpfventil zusätzlich von einem Druckpuffer (45) beaufschlagt wird.

13. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Kolben ein sich mit den beiden Dämpf­ ventilen (V1, V2) in der Kolbenstangenführung additiv überlagerndes Dämpfventil (VÖ₃, ZD) angeordnet ist.

14. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Zugrichtung ein Druckbegrenzungs­ ventil (25b) vorgesehen ist.

15. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Behälterrohr (63) einen im wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist.

16. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß innerhalb des Ausgleichsraums (39) eine Gasbla­ se (65) angeordnet ist.

17. Schwingungsdämpfer für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsdämpfer (11) eine verstellbare Dämpfeinrichtung (21) besitzt in Ver­ bindung mit einer Positionserfassungseinrichtung (83), die ein Positionssignal an einen Rechner (85) weiterlei­ tet, der aus den Positionssignalen die Dämpfkraftkennfelder (7, 13, 15) ermittelt und bei dem ersten Dämpfkraftkennfeld (7) die weichste Dämpfkraft­ einstellung und den weiteren in Hubrichtung der Extrem­ lagen des Schwingungsdämpfers (11) gelegenen Dämpfkraft­ kennfelder (13, 15) eine zunehmende härtere Dämpfkraft­ einstellung vorgibt.