DE8221257U1

DE8221257U1 - Regelbarer Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE8221257U1
Application number: DE8221257U
Authority: DE
Original assignee: F & O Electronic Systems & Co 6901 Neckarsteinach De GmbH
Current assignee: F & O Electronic Systems & Co 6901 Neckarsteinach De GmbH
Priority date: 1982-07-26
Filing date: 1982-07-26
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DE3227903A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem regelbaren Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die DE-PS 653 815 ist ein Flüssigkeitsstoßdämpfer, insbesondere für Kraftwagen, bekannt geworden, der in einem Zylinder einen bewegten Kolben besitzt mit einem von außen regelbaren Durchlaß für die Bremsflüssigkeit, wobei der Stoßdämpfer am Fahrzeug mit vom Zylinderboden bzw. der Kolbenstange getragenen Befestigungsäugen aufgehängt ist. Die Kolbenstange bzw. der Zylinder sind gegenüber dem Befestigungsauge mittels Gewinde verstellbar, wobei mit dem Befestigungsauge das Regelmittel verbunden ist. Dieses Regelmittel ist eine wärmeempfindliches Glied, welches selbstätig in Abhängigkeit von der Temperatur die Lage des Regelkolbens gegenüber den -Durchlaß-Querbohrungen verändert. Damit können die auf der Oberfläche des Regelkolbens eingetriebenen Querrillen mehr oder weniger abgedeckt werden. Dieses wärmeempfindliche Glied kann bügel-, walzen- oder wirbeiförmig ausgeführt sein.

Dieses wärmeempfindliche Glied dient nur dazu, eine Verstellung des Regelkolbens zu erzielen, jedoch besitzt dieses Glied keine eigene dynamische Federwirkung.

Durch die DE-OS 29 11 768 ist ein regelbarer Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt geworden, in den eine elektronische Regelung zur elektrischen Verstellung des Steuerschiebers innerhalb der Kolbenstange angeordnet ist, die auf die verschiedenen Anforderungen beispielsweise durch die Straßenverhältnisse zu antworten imstande ist, da der Schwingungsdämpfer seiner Dämpfungscharakteristik verändert werden kann. Dieser Schwindungsdäripfer kann jedoch verschiedene Viskositätswerte der Dämpfungsflüssigkeit bei verschiedenen Temperaturen oder verschiedene Viskositäten unterschiedlicher Dämpfungsflüssigkeiten in die Regelung nicht einbeziehen und nicht ausgleichen, weshalb der Steuerschieber keine der

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Temperatur entsprechende definierte Ruhestellung besitzt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer der eingangs genannten Gattung zu verbessern, dessen Steuerschieber bei integraler Verstellmöglichkeit über die sich ändernde Temperatur immer eine definierte Ruhestellung aufweisen soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer besitzt den Vorteil, daß dessen Steuerschieber neben der integralen Verstellmöglichkeit über die sich ändernde Temperatur gleichzeitig immer eine definierte Ruhestellung besitzt aufgrund der dynamischen Federwirkung der Feder, die erfindungsgemäß eine Bimetallfeder ist. Damit vereinigt die Feder des Steuerschiebers zwei Vorteile, zum ersten dient die dynamische Federwirkung der Bimetallfeder dazu, den Steuerschieber in eine definierte Ruhestellung zu bringen, zum zweiten die Lage des Steuerschiebers integral gemäß der sich ändernden Temperatur zu verändern. Diese beiden Funktionen werden durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Bimetallfeder in vorteilhafter Weise in einem einzigen Bauteil vereinigt.

Der erfindungsgemäße Steuerschieber besitzt den Vorteil, daß die Bimetall feder den Steuerschieber in statischem Zustand für jede Außentemperatur in eine optimale Lage regelt. Denn die Bimetall feder besitzt eine statische Länge, die so dimensioniert ist, daß bei normaler Eichtemperatur, beispielsweise 2o°C, und einer bestimmten Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit die Bimetal!feder den Steuerschieber auf einen μ optimalen Wert einstellt. Dieser Wert ist bei verschiedenen

Temperaturen und verschiedenen Viskositäten verschieden und kann deshalb als Grundweg bezeichnet werden.

Verändert sich nun die Temperatur des Schwindungsdämpfers* und der Dämpfungsflüssigkeit infolge Betrieb, so verändert sich die Länge der Bimetal 1 feder, d.h., daß nunmehr der Steuerschieber einen zusätzlichen Diferentialweg ausführt. Dadurch wird der Steuerschieber temperaturabhängig in eine weichere oder härtere Lage bewegt, die durch die Viskosität bestimmt wird. Dabei kompensiert die Bimetailfeder einen großen Wegbereich, weshalb der Scnwindungsdäipfer einen großen Regelbereich besitzt. Die Bimetallfeder kann derart ausgelegt werden, daß fast die gesamte Regelung

allein/
v_ ausreichendem!t der Bimetallfeder erzielt werden kann, weshalb

nur noch eine Endlagenbestimmung für den Steuerschieber notwendig ist. Der Schwindungsdämpfer verändert somit die Lage seines Steuerschiebers über das Δ t seines Stellwertes, dieses Δ t verändert die Durchf1ußmenge der Dämpfungsflüssigkeit, ohne daß sich die Viskosität derselben zu verändern braucht. Deshalb kann der e findungsgemäße Steuerschieber für eine Vielzahl von Anwendungsfälle eingesetzt werden.

Es ist vorteilhaft, für diese Fälle eine Lageveränderung des

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Steuerschiebers und/oder der Bimetallfeder Bimetallfeder von außerhalb des Steuerschiebers vorzusehen, so dßa die Lage des Steuerschiebers und/oder der Bimetallfeder von außerhalb voreingestellt werden kann. Dadurch können definierte Lagen des Steuerschiebers, beispielsweise auch die obere Endlage desselben, vorgegeben werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers besteht darin, daß dieser im Verhältnis zu den sich langsam ändernden Werten des Öls oder des Gases innerhalb des Schwingungsdämpfers (Temperatur, Viskosität usw.) die Feder den Steuerschieber synchron nachführt. Das bedeutet, daß der Gradient der Veränderung stetig ist. Deshalb stellt sich der Schwingungsdämpfer immer auf den optimalen Wert ein, der den jeweiligen Umgeöungsbedingungen entsprechend der Temperatur oder der Viskosität entspricht.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen gesamten Schwingungsdämpfer zur Darstellung des Zylinders, des Topfes, des Steuer-Schiebers und der BimetalIfeder und

Figur 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in Figur 1 zur Darstellung der Querbohrung des Bypasses innerhalb der Kolbenstange.

Gemäß den Figuren 1 und 2 besteht der regelbare Schwingungsdänpfer 1 aus einem unteren_s zylindrischen Teil 2, das mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist und einem oberen, zylindrischen Topfteil 3 welches den Zylinder 2 übergreift. Am oberen Ende des Topfteiles 3 wie am unteren Ende des Zylinders 2 sind je eine Halterung 4, 5 angeordnet, zur Befestigung des Schwingungsänpfers 1 einerseits an der Karosserie und andererseits am Rad oder an der Achse des Fahrzeuges.

Innerhalb des Topfes 3 ist zentriscn eine hohle Kolbenstange 13 mit axial sich erstreckender Längsbohrung 18 angeordnet. Die Kolbenstange 13 ist innerhalb eines Deckels 16, der mit einer Ringdichtung 17 versehen ist, geführt, wobei der Deckel 16 den Zylinder 2 verschließt. Am unteren, in den Zylinder 2 ein'-tauchenden Ende der Kolbenstange 13 befindet sich eine Scheibe 8, die fest mit der Kolbenstange 13 verbunden ist. Diese Scheibe 8 ist gleitbar innerhalb des Zylinders 2 angeordnet und gegenüber der Zylinderwandung geeignet abgedichtet. Die Scheibe 8 ist mittels einer Muter 15, die auf das untere Ende der Kolbenstange 13 aufgeschraubt ist, gehaltert. Auf beiden Seiten der Scheibe 8 sind Federpakete 11, 12 angeordnet, welche Durchgangsbohrungen 9, Io innerhalb der Scheibe abdecken. Die Federn können z.B. unterschiedliche Federwerte aufweisen, wodurch die Scheibe 8 ein Hochdruck- und Niederdruck-Ventil darstellt. Der Topf mitsamt der Kolbenstange und der daran befestigten Scheibe ist nun gegenüber dem Zylinder relativ beweglich, wodurch die Scheibe 8 den Zylinderraum in zwei Kammerhälften 6 und 7 einteilt, die über die Ventilbohrungen 9, Io der Scheibe 8 miteinander in Verbindung stehen.

Die Längsbohrung 18 innerhalb der Kolbenstange 13 ist als Sackbohrung ausgeführt und dient zur Aufnahme des Steuerschiebers 2o. Der Steuerschieber besteht aus einem oberen Teil 2o, welches innerhalb der Längsbohrung 18 geführt ist und einem sich nach unten

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erstreckenden, verjüngten Teil 21, wobei diese beiden Teile 2o und 21 eine Stufe 22 bilden. Innerhalb des durch die Stufe 22 gebilde^eifMaumes ist eine zylindrische Bimetall feder 29 angeordnet, die beispielsweise auf den verjüngten Teil 21 des Steuerschiebers aufgesetzt ist. Diese Bimetallfeder 29 besteht aus einer Verbindung zweier verschiedener Metalle 3o und 31, was in Figur 1 durch verschiedene Schraffuren angedeutet ist. Die Bimetall feder 29 ist dergestalt ausgelegt, daß sie bei j

unterschiedlichen Temperaturen ihre Länge in axialer Richtung |

C\{ verändert. Die Veränderbarkeit der Bimetallfeder muß also der- ε

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gestalt ausgelegt sein, daß die Lage des Steuerschiebers bei sich ändernden Temperaturen des Umgebungsmediums und dadurch sich verändernder Länge der Bimetallfeder in axialer Richtung des Steuerschiebers verändert wird.

Vom unteren Ende 14 der Kolbenstange 13 erstreckt sich eine Durchgangsbohrung 28 bis in die Längsbohrung 18. Gleichzeitig ist diese Durchgangsbohrung 28 oberhalb der Scheibe 8 von einer Querbohrung 27 durchsetzt, die vorzugsweise als Längsschlitz (Figur 2) ausgeführt ist. Dadurch wird zwischen den beiden KammerhäIften 6 und 7, zusätzlich zu den Durchgangsbohrungen 9 und Io der Scheibe 8, ein Bypass

^" geschaffen, bestehend aus der Durchgangsbohrung 28 und der

Querbohrung 27. Die Durchgangsbohrung 28 ist in ihrem oberen Bereich bis einschließlich des Durchmessers der Querbohrung 27 als verbreiterte Bohrung Z3 ausgeführt, so daß die Durchgangsbohrung 28 mit einem Absatz 26 innerhalb der verbreiterten Bohrung 23 endet.

Das untere Ende des Steuerschiebers ist nun in die verbreiterte Bohrung 23 der Kolbenstange 13 eingepaßt und verschließt beim

⁺⁺ der Sackbohrung 18

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Eingleiten in die Bohrung 23 den Durchgangsquerschnitt der Querbohrung 27 mehr oder weniger. Der Absatz26 dient dabei zur Fixierung der Endlage des Steuerschiebers. Die obere Endlage des Steuerschiebers wird beispielsweise durch einen Anschlag 19 gebildet, der innerhalb der Längsbohrung 18 angeordnet ist.

Das untere Ende des Steuerschiebers besitzt zentrisch in axialer Richtung eine Sackbohrung 24, die an ihrem oberen Ende eine Querbohrung 25 aufweist, so daß durch die Durchgangsbohrung 28, die verbreiterte Bohrung 23, die Sackbohrung 24 und die Querbohrung 25 eine Verbindung 2wisehen der unteren KammerhäIfte 6 und dem Volumen der Längsbohrung 18 innerhalb der Kolbenstange 13 gegeben ist. Somit ist das durch die Längsbohrung 18 geschaffene Volumen der Kolbenstange 13 stets mit der Dämpfungsflüssigkeit gefüllt, der Druck in der unteren Kammerhälfte 6 und dem Volumen der Längsbohrung 18 ist identisch.

Der Steuerschieber taucht nun mit seinem untersten Ende des verjüngten Teiles 21 in die verbreiterte Bohrung 23 ein, wobei der Steuerschieber in die verbreiterte Bohrung 23 eingepaßt ist. Bei axialer Bewegung des Steuerschiebers verschließt somit das untere Ende desselben die Durchgangsbohrung 27 innerhalb der Kolbenstange 13 mehr oder weniger, wodurch der Bypass zwischen den beiden Kammerhälften 6 und 7, gebildet durch die Durchgangsbohrung 28 und die Querbohrung 27, mehr oder weniger verschlossen wird.

Zur Veränderung der oberen Endlage des Steuerschiebers 2o weist der SchwingungsdäTpfer eine von außen verstellbare Stange 38 auf, deren in die Längsbohrung 18 ragendes Ende die obere Endlage des Steuerschiebers 2o verstellt.

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Ebenso kann der Steuerschieber mitsamt der Bimetall feder von außerhalb des Schwingungsdänpfers lagemäßig einstellbar angeordnet sein, so daß eine bestimmte Lage des Steuerschiebers mitsamt der Bimetal!feder vorgegeben werden kann.

Die Wirkungsweise des Schwingungsdämpfers ist folgende:

Im statischen Zustand nimmt der Steuerschieber 21 innerhalb der Längsbohrung 18 eine bestimmte Stellung ein, die von der Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit abhängt, die die axiale Länge der Bimetal!feder 29 bestimmt. Der Bypass, gebildet durch die Durchgangsbohrung 28 und die Querbohrung 27 innerhalb der Kolbenstange 13 ist entweder geschlossen oder geöffnet, in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel ist der Bypass zum Teil verschlossen. In diesem Falle ist somit die Dämpfung dieses gezeigten Schwingungsdämpfers relativ weich eingestellt. Verändert sich nun die Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit, so verändert sich die axiale Länge der Bimetall feder 29, wodurch beispielsweise der Steuerschieber je nach Anordnung der Feder die Durchgangsbohrung 27 mehr oder weniger verschließt. Dadurch wird der Schwingungsdäipfer bei sich ändernder Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit härter oder weicher. Die Anordnung von Steuerschieber, Bimetall feder und Bypass kann nun dergestalt sein, daß mit steigenden Temperaturen, also bei Erwärmung der Dämpfungsflüssigkeit durch Betrieb, der Bypass verschlossen und somit der Schwingungsdämpfer in einen härteren Bereich geregelt wird und umgekehrt.

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1	5	Schwingungsdämpfer
2		Zylinder
3		Zylindrischer Topf
4,		Halterungen
6	Io	Untere Kammerhälfte
7	12	Obere Kammerhälfte
8		Scheide
9,		Ventil bohrungen
11,		Ventil federn
13		Kolbenstange
14		Unteres Ende der Kolbenstange
15		Mutter
16		ZyIinderdeckel
17		Ringdichtung
18		Längs-Sackbohrung innerhalb der Kolbenstange
19		Anschlag
2ο		Steuerschieber
21		Unterer, verjüngter Teil des Steuerschiebers
22		Stufe
23		Verbreiterte Bohrung
24		Zentrische Sackbohrung innerhalb des verjüngen Teils
		21 des Steuerschiebers
25		Querbohrung innerhalb des verjüngten Teil 21 des
		Steuerschiebers
26		Absatz
27	31	Querbohrung innerhalb der Kolbenstange
28		Zentrische, axiale Durchgangsbohrung
29	Bimetall feder
3ο,	Verschiedene Metalle der Bimetal!feder
38	Schraube

Claims

A_n_s_9_r_ü_c_h_e

1. Regelbarer Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder und mit einem den Zylinder übergreifenden zylindrischen Topf, der innen zentrisch und axial eine Kolbenstange trägt, die in den Zylinder eintaucht und die an ihrem Ende eine gegen die lylinöer^anä abgedichtete Scheibe trägt, die den Zylinderraum in zwei Kammerhälften aufteilt und die richtungsabhängige Hoch- und Niederdruckventile aufweist, mit einem in einer axialen Bohrung der Kolbenstange beweglich angeordneten Steuerschieber, der durch eine Feder in axialer Richtung belastet ist und der in Ruhestellung oder Arbeitsstellung eine zusätzliche Durchgangsöffnung (Bypass) zwischen den beiden Kammerhälften schließt oder öffnet, wobei der Steuerschieber in axialer Richtung an einem Anker angeordnet ist, der in eine elektrische Spule eintaucht, die innerhalb der Längsbohrung im oberen Teil der Kolbenstange angeordnet ist und die eine elektrische Zuführleitung von außerhalb des Schwingungsdämpfers aufweist)
dadurch gekennzeichnet,

daß die Feder zur Bewegung des Steuerschiebers (2o) eine Bimetall· feder (29) ist.

2. Regelbarer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Lage des Steuerschiebers (2o) und/oder der Bimetallfeder (29) von außerhalb des Stoßdämpfers einstellbar ist.