WO2015185279A1 - Frequenzabhängige dämpfventilanordnung - Google Patents

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WO2015185279A1
WO2015185279A1 PCT/EP2015/059017 EP2015059017W WO2015185279A1 WO 2015185279 A1 WO2015185279 A1 WO 2015185279A1 EP 2015059017 W EP2015059017 W EP 2015059017W WO 2015185279 A1 WO2015185279 A1 WO 2015185279A1
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control
piston
pot
damping
valve
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PCT/EP2015/059017
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Andreas Förster
Andreas Sieber
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
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    • F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • F16F9/3488—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features intended to affect valve bias or pre-stress
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    • F16F9/50—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/512—Means responsive to load action, i.e. static load on the damper or dynamic fluid pressure changes in the damper, e.g. due to changes in velocity
    • F16F9/5126—Piston, or piston-like valve elements
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    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/06—Stiffness
    • F16F2228/066—Variable stiffness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/08—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence pre-stressed

Definitions

  • the invention relates to a Dämpfventilan extract with a frequency-dependent Dämpfkraftkennline, according to claim 1.
  • the object of a vibration damper in a motor vehicle is to dampen the vibrations excited by the uneven road surface.
  • a compromise must always be found between driving safety and driving comfort.
  • a vibration damper, the Dämpfventilan Aunt is tuned hard and has a high Dämpfkraftkennline is optimal for a high driving safety. If a high level of comfort is to be met, then the damping valve arrangement should be as soft as possible. In a vibration damper with a conventional, not electronically adjustable by means of an actuator damping valve arrangement, this compromise can be found only with great difficulty.
  • the definition of this speed-dependent damping force is based essentially on achieving a high structural stability of the vehicle and thus also a high level of driving safety.
  • the damper speeds are small, the amplitudes relatively large.
  • Dämpfventilan strips with a frequency-dependent Dämpfkraftkennline are known from the prior art, which are equipped with an additional electronic and / or mechanical control and depending on a spring and / or rebound frequency of the vibration damper on an additional Dämpfventilan let switch on or off.
  • DE 44 41 047 C1 or JP6207636 A2 can be mentioned.
  • Solutions are also known, one on the piston rod, coaxial with the damper piston mounted control arrangement comprising a control pot, and arranged in the control cup axially displaceable control piston.
  • the control piston axially delimits an enclosed in the control pot control chamber which is connected via an inlet connection with the Dämpfventilan eleven.
  • a spring element is arranged, which axially introduces a spring force in the control piston on the one hand and in the damping valve on the other hand. If the control chamber is filled with damping medium, the control piston shifts in the direction of the damping valve and increases the contact pressure of the valve disks of the damping valve via the spring element, which increases the damping force.
  • the object of this invention is to provide a simple and inexpensive Dämpfventilan extract having a frequency-dependent Dämpfkraftkennline.
  • the surface of the control piston facing the control chamber is larger than a surface of the valve disk delimited by the flow channel and a smallest cross-sectional area Az of the inlet connection opening into the control chamber and a smallest cross-sectional area Aa of the exhaust gas leading out of the control chamber. are dimensioned so that their relationship to each other according to the condition Az / VXä is between 0.2 and 5
  • control chamber is filled at a low-frequency excitation movement of the Dämpfventilanssen within the cylinder with the Dämpffluid, whereby the control piston axially displaces in the direction of the check valve and biases the spring element, wherein the spring element acts on the valve discs with a higher spring tension and thereby increases the damping force.
  • control chamber is not at all, or only slightly filled, so that the spring element is not further biased and the damping force is not further increased.
  • the inlet connection has at least one bypass formed on the piston rod, at least one flow passage connecting the bypass with the first working space, and at least one inlet throttle connecting the bypass to the control chamber.
  • Bypass can be realized for example by a partial radial flattening of the piston rod.
  • the drain connection may consist at least partially of a defined leak between the control piston and the pot wall of the control pot.
  • This leakage can be enhanced by an embossing in the pot wall or the control piston or by a rough surface texture of these components.
  • the drain connection comprises a running on the control pot and / or on the control piston outlet throttle.
  • the investigations have shown that it is particularly advantageous if the smallest cross-sectional area of the inlet connection has an extent of between 0.1 mm 2 and 4 mm 2, and when the smallest cross-sectional area of the outlet connection has an extension between 0mm 2 and 8mm. 2
  • Fig. 1 is a sectional view of an embodiment of a
  • Fig. 2 is a sectional view of an alternative embodiment
  • FIG 1 shows an exemplary embodiment of a Dämpfventilan extract with a frequency-dependent Dämpfkraftkennline according to claim 1.
  • Fig. 1 shows a piston rod 4, which has a so-called piston rod pin 5.
  • the piston rod pin 5 is a reduced diameter portion of the piston rod 4.
  • the entire damping valve assembly 1 is threaded on the piston rod pin 5 and is between a portion of the piston rod 4 adjacent to the piston rod pin 5 which has a larger diameter than the piston rod pin 5 , and a fastening means 23, which is shown in Fig. 1 as a piston rod nut, axially braced.
  • the damper valve assembly 1 includes a damper piston 2 which is disposed within a cylinder 31 filled with a damping fluid and axially fixed to a piston rod 4.
  • the damping piston 2 is equipped with a piston seal 17, which radially seals them relative to the cylinder 31.
  • the fixed to the piston rod 4 damper piston 2 is disposed axially displaceable within the cylinder 31 together with the piston rod 4 and divides the cylinder interior into a first piston rod side working space 32 and a second, remote from the piston rod 4 working space 33rd
  • the damping piston 2 is equipped with one check valve in each flow direction of the damping fluid.
  • the non-return valves each comprise at least one flow channel 1 6 designed in the damping piston 2, which is covered with at least one valve disk 15.
  • the flow channels 1 6 by a plurality of stacked valve discs 14; 15 - be covered so-called valve disc packages.
  • the number, size and design of the individual valve disks 14; 15 in a valve disc package define the contact pressure, as well as the damping characteristic, and the damping behavior of a vibration damper.
  • Control pot 8 has a cylindrical pot wall 29 and a disk-shaped, at a side facing away from the damper piston 2 end of the control pot 8 cup bottom 30.
  • control piston 9 arranged in the control pot 8 control piston 9 bounded on the check valve facing side axially enclosed in the control chamber 8 control chamber 1 1, so that an axial displacement of the control piston 9 within the control pot 8, the volume of the control chamber 1 1 defined changes.
  • the damping valve arrangement 1 further has an inlet connection 36 which connects the first working space 32 with the control space 11.
  • this comprises a bypass 6 provided on the piston rod 4, at least one flow passage 13 connecting the bypass 6 to the first working chamber 32, and at least one inlet throttle 20 connecting the bypass 6 to the control chamber 11.
  • damping valve arrangement 1 has a drain connection 37 which connects the control chamber 11 to the second working space 33.
  • the inlet throttle 20 can be realized in many ways, such as by drilling or embossing. Also conceivable are more complex valves as inflow resistance to the control chamber 1 1, such as a pressure relief valve, the one Inflow into the control chamber 1 1 only above an adjustable pressure permits. These embodiments are not shown in the figures, but are still within the meaning of the present invention feasible.
  • a tubular guide bushing 21 is arranged between the damping piston 2 and the cup base 30 of the control arrangement 3.
  • the control piston 9 surrounds the guide bushing 21 radially and slides axially on the outer surface of the guide bushing 21, during a change in volume of the control chamber 1 1.
  • a spring element 24 is arranged in the form of a plate spring. This is based axially on the one hand on the control piston 9 and on the other hand on the valve disc 15 of the check valve.
  • the spring element 24 thus acts on the valve disc 15 axially in the direction of the flow channel 1 6 and the control piston 9 in the direction of the pot bottom 30 with a defined spring force.
  • the control piston 9 has a stop 19, which limits the axial movement of the control piston 9 in the direction of the pot bottom 30. In the position of the control piston shown in Fig., The biasing force of the spring element 24 is the lowest, so that hereby a low defined damping force level is achieved.
  • control piston 9 is radially inside and outside in comparison to the smallest cross section of the inlet connection 36 approximately close. However, it may be provided a defined leak between the control piston 9 and the pot wall 29 of the control pot 8, which defines the drain connection 37 at least partially.
  • the control chamber 1 1 facing surface 35 of the control piston is thus greater than a limited by the flow channel 16 surface 34 of the valve disc 15. This means that acted upon an extension movement of the piston rod 4 from the cylinder 31 with the increasing pressure of the damping medium - ie pressurized axial surface 35 of the control piston 9 is greater than the pressurized axial surface 34 of the zug stoolen check valve. It is important that the smallest cross-sectional area Az of the inlet opening 36 opening into the control chamber 11 and a smallest cross-sectional area Aa of the drain connection 37 leading from the control chamber 11 are dimensioned such that their relationship to each other is between 0.2 and 10 according to the condition Az ⁇ / Aa and 5 lies.
  • the damping medium is throttled through the smallest cross-sectional area Az of the opening in the control chamber 1 1 inlet connection 36 into the control chamber 1 1.
  • the control piston 9 is displaced, thereby biasing the spring element 24, which is axially supported on the valve disc 15 of the check valve, further, whereby the damping force of the check valve is increased.
  • the control chamber 1 1 is not or only slightly filled, so that the spring element 24 is not further biased and the damping force remains at a defined low level.
  • the integral of pressure difference of Dämpffluid réelle on the valve disc 15 to Dämpffluidyak in the control chamber 1 1 over time, despite the throttle resistance of the feed connection 36 is large enough to the control chamber 1 1 so much
  • the stop disc 18 limits the axial movement of the control piston 9 in the direction of the damping piston 2, and defines the maximum bias of the spring element 24 and thus also the highest damping force characteristic.
  • control chamber 1 1 may alternatively have a separate outflow throttle 38, which leads to the working space facing away from the pressure.
  • This can also be arranged in the control piston 9.
  • the advantage of this is a faster return movement of the control piston 9 in the pressure drop.
  • the difference between Fig. 1 and Fig. 2 lies in a simplified embodiment of the control arrangement 3.
  • the control pot 8 consists of a separate pot wall 29 and a separate pot bottom 30, which are joined together and connected by forming the pot wall 29 firmly together. The connection of these two components can be designed positively, non-positively or materially.
  • the control piston 9 is disc-shaped in FIG. 2 and consists of an elastic material.
  • the control piston 9 is supported on its outer circumference axially fixed on the one hand on an executed in the pot wall 29 edge 39 and on the other hand on a radially outer support member 27 which is disposed within the control chamber 1 1 and radially rests against the inner surface of the pot wall 29.
  • the piston rod 4 facing edge portion of the disc-shaped control piston 9 this is based on a preferably made of plastic sliding member 26 which surrounds the guide bush 21 in the circumferential direction within the control chamber 1 1 and is axially movable.
  • the sliding member 26 is axially supported by the spring member 24, to define the low Dämpfkraftrefers A "soft" Dämpfkraftkennline.Available in this embodiment are here a very short construction and the use of simple components.

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Abstract

Es wird eine Dämpfventileinrichtung 1 für einen Schwingungsdämpfer vorgeschlagen, umfassend einen Dämpfkolben mit einem Rückschlagventil und eine Steueranordnung mit einem Steuerkolben. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass ein zwischen dem Steuerkolben 9 und dem Rückschlagventil angeordnetes Federelement 24, welches die Ventilscheibe 1 axial in Richtung des Strömungskanals 16 und den Steuerkolben 9 in Richtung des Topfbodens 30 mit einer definierten Federkraft beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Steuerraum 11 zugewandte Oberfläche 35 des Steuerkolbens größer ist als eine von dem Strömungskanal 16 begrenzte Oberfläche 34 der Ventilscheibe 15 und dass eine kleinste Querschnittsfläche Az der im Steuerraum 11 mündenden Zulaufverbindung 36 und eine kleinste Querschnittsfläche Aa der aus dem Steuerraum 11 führenden Ablaufverbindung 37 so dimensioniert sind, dass deren Verhältnis zueinander gemäß der Bedingung Az /√Aa zwischen 0,2 und 5 liegt.

Description

Frequenzabhänqiqe Dämpfventilanordnunq
Die Erfindung betrifft eine Dämpfventilanordnung mit einer frequenzabhängigen Dämpfkraftkennlinie, gemäß Patentanspruch 1 .
Die Aufgabe eines Schwingungsdämpfers in einem Kraftfahrzeug ist es die von dem unebenen Straßenbelag angeregten Schwingungen zu dämpfen. Dabei muss stets ein Kompromiss zwischen der Fahrsicherheit und dem Fahrkomfort gefunden werden. Ein Schwingungsdämpfer, dessen Dämpfventilanordnung hart abgestimmt ist und eine hohe Dämpfkraftkennlinie aufweist ist optimal für eine hohe Fahrsicherheit. Soll ein hoher Komfortanspruch erfüllt werden, so soll die Dämpfventilanordnung möglichst weich abgestimmt werden. Bei einem Schwingungsdämpfer mit einer konventionellen, nicht elektronisch mit Hilfe eines Aktuators verstellbaren Dämpfventilanordnung kann dieser Kompromiss nur sehr schwer gefunden werden.
Heutige Schwingungsdämpfer erzeugen eine geschwindigkeitsabhängige Dämpfkraft, annähernd unabhängig von der unmittelbar vorausgegangenen Anregungsbewegung des Dämpfers. Die Festlegung dieser geschwindigkeitsabhängigen Dämpfkraft orientiert sich im Wesentlichen daran, eine hohe Aufbaustabilität des Fahrzeuges und damit auch eine hohe Fahrsicherheit zu erreichen. Die Dämpfergeschwindigkeiten sind hierbei klein, die Amplituden relativ groß.
Die kleineren Amplituden bei mittleren und höheren Frequenzen, die ähnliches Geschwindigkeitsniveau aufweisen, werden bei diesen Schwingungsdämpfern jedoch ebenfalls hoch bedämpft, was zu Komforteinbußen führt. Würden diese schwach bedämpft werden, so würde der Komfort bei kleineren bis mittleren Geschwindigkeiten beispielsweise im Stadtverkehr deutlich verbessert werden. Mit einer vorrangig frequenzabhängigen Dämpfung vorzugsweise in Zugrichtung, könnte man dieses Ziel erreichen.
Aus dem Stand der Technik sind Dämpfventilanordnungen mit einer frequenzabhängigen Dämpfkraftkennlinie bekannt, welche mit einer zusätzlichen elektronischen und/oder Mechanischen Steuerung ausgerüstet sind und in Abhängigkeit von einer Ein- federungs- und/oder Ausfederungsfrequenz des Schwingungsdämpfers eine zusätzliche Dämpfventilanordnung zuschalten oder abschalten.
Beispielhaft dafür können die DE 44 41 047 C1 oder die JP6207636 A2 genannt werden.
Es sind ebenfalls Lösungen bekannt, eine an der Kolbenstange, koaxial zu dem Dämpfkolben angebrachte Steueranordnung aufweisen, umfassend einen Steuertopf, sowie einen im Steuertopf angeordneten axial verschiebbaren Steuerkolben. Der Steuerkolben begrenzt axial einen im Steuertopf eingeschlossenen Steuerraum, welcher über eine Zulaufverbindung mit der Dämpfventilanordnung verbunden ist. Zwischen dem Steuerkolben und dem Dämpfventil ist ein Federelement angeordnet, welcher eine Federkraft in den Steuerkolben einerseits und in das Dämpfventil andererseits axial einleitet. Wird der Steuerraum mit Dämpfmedium befüllt, so verschiebt sich der Steuerkolben in Richtung Dämpfventil und erhöht über das Federelement den Anpressdruck der Ventilscheiben des Dämpfventils, was die Dämpfkraft erhöht.
Alle bekannten Dämpfventilanordnungen zeichnen sich jedoch durch eine hohe Komplexität aus, welche die Herstellungskosten in die Höhe treiben und eine sehr hohe Abstimmungsgenauigkeit erfordern.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es eine einfach aufgebaute und kostengünstige Dämpfventilanordnung anzugeben, welche eine frequenzabhängige Dämpfkraftkennlinie aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Dämpfventilanordnung mit Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Figuren, sowie in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist dem Steuerraum zugewandte Oberfläche des Steuerkolbens größer als eine von dem Strömungskanal begrenzte Oberfläche der Ventilscheibe und wobei eine kleinste Querschnittsfläche Az der im Steuerraum mündenden Zulaufverbindung und eine kleinste Querschnittsfläche Aa der aus dem Steuerraum führenden Ab- laufverbindung so dimensioniert sind, dass deren Verhältnis zueinander gemäß der Bedingung Az /VXä zwischen 0,2 und 5 liegt
Dadurch wird der Steuerraum bei einer niederfrequenten Anregungsbewegung der Dämpfventilanordnung innerhalb des Zylinders mit dem Dämpffluid befüllt, wodurch sich der Steuerkolben in Richtung des Rückschlagventils axial verschiebt und das Federelement spannt, wobei das Federelement die Ventilscheiben mit einer höheren Federspannung beaufschlagt und dadurch die Dämpfkraft erhöht.
Bei kleineren hochfrequenten Anregungsbewegungen der Dämpfventilanordnung innerhalb des Zylinders wird der Steuerraum gar nicht, oder nur geringfügig befüllt, so dass das Federelement nicht weiter vorgespannt wird und die Dämpfkraft nicht weiter erhöht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist die Zulaufverbindung mindestens einen an der Kolbenstange ausgeführten Bypass, mindestens eine den Bypass mit dem ersten Arbeitsraum verbindende Strömungsausnehmung, sowie mindestens eine den Bypass mit dem Steuerraum verbindende Zulaufdrossel auf.
Bypass kann dabei beispielsweise durch eine partielle radiale Abflachung der Kolbenstange realisiert werden.
Gemäß einem weiteren Vorteil kann die Ablaufverbindung zumindest teilweise aus einer definierten Undichtigkeit zwischen dem Steuerkolben und der Topfwand des Steuertopfes bestehen.
Diese Undichtigkeit durch eine Prägung in der Topfwand oder des Steuerkolbens oder durch eine raue Oberflächenbeschaffenheit dieser Bauteile verstärkt werden.
Für eine schnellere Entleerung der Steuerkammer und somit eine schnellere Rückstellung des Steuerkolbens im Steuertopf der Steueranordnung kann es durchaus vorteilhaft sein, wenn die Ablaufverbindung eine an dem Steuertopf und/oder an dem Steuerkolben ausgeführte Ablaufdrossel umfasst. Die Untersuchungen haben ergeben dass es besonders vorteilhaft ist, wenn die kleinste Querschnittsfläche der Zulaufverbindung eine Erstreckung zwischen 0,1 mm2 und 4mm2 und wenn die kleinste Querschnittsfläche der Ablaufverbindung eine Erstreckung zwischen 0mm2 und 8mm2 aufweist.
Anhand folgender Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 : eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Dämpfventilanordnung gemäß Patentanspruch 1 ;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels
einer Dämpfventilanordnung gemäß Patentanspruch 1 .
Die Fig. 1 zeigt eine beispielsweise Ausführungsvariante einer Dämpfventilanordnung mit einer frequenzabhängigen Dämpfkraftkennlinie gemäß Patentanspruch 1 .
Die Fig. 1 zeigt eine Kolbenstange 4, welche einen sogenannten Kolbenstangenzapfen 5 aufweist. Bei dem Kolbenstangenzapfen 5 handelt es sich um einen im Durchmesser reduzierten Abschnitt der Kolbenstange 4. Die gesamte Dämpfventilanordnung 1 ist an dem Kolbenstangenzapfen 5 aufgefädelt und ist zwischen einem an dem Kolbenstangenzapfen 5 angrenzenden Abschnitt der Kolbenstange 4, welcher einen größeren Durchmesser aufweist als der Kolbenstangenzapfen 5, und einem Befestigungsmittel 23, welcher in der Fig. 1 als eine Kolbenstangenmutter dargestellt ist, axial verspannt.
Wie in der Fig. 1 dargestellt, umfasst die Dämpfventilanordnung 1 einen Dämpfkolben 2, welcher innerhalb eines mit einem Dämpffluid gefüllten Zylinders 31 angeordnet und an einer Kolbenstange 4 axial festgelegt ist. Der Dämpfkolben 2 ist mit einer Kolbendichtung 17 ausgestattet, welche diesen gegenüber dem Zylinder 31 radial abdichtet. Der an der Kolbenstange 4 festgelegte Dämpfkolben 2 ist innerhalb des Zylinders 31 gemeinsam mit der Kolbenstange 4 axial verschiebbar angeordnet und unterteilt den Zylinderinnenraum in einen ersten, kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 32 und einen zweiten, von der Kolbenstange 4 abgewandten Arbeitsraum 33. Der Dämpfkolben 2 ist mit jeweils einem Rückschlagventil in jeder Strömungsrichtung des Dämpffluides ausgestattet. Die Rückschlagventile umfassen dabei jeweils mindestens einen im Dämpfkolben 2 ausgeführten Strömungskanal 1 6, welcher mit mindestens einer Ventilscheibe 15 abgedeckt ist. Wie in den Figuren dargestellt, können die Strömungskanäle 1 6 durch mehrere übereinander gestapelte Ventilscheiben 14; 15 - sogenannte Ventilscheibenpakete abgedeckt sein. Die Anzahl, die Größe und die Ausgestaltung der einzelnen Ventilscheiben 14; 15 in einem Ventilscheibenpaket definieren den Anpressdruck, sowie die Dämpfkennlinie, und das Dämpfverhalten eines Schwingungsdämpfers.
An der Kolbenstange 4 ist eine Steueranordnung 3, koaxial zu dem Dämpfkolben 2 angebracht, wobei die Steueranordnung 3 einen Steuertopf 8 und einen im Steuertopf 8 axial verschiebbaren Steuerkolben 9 umfasst. Steuertopf 8 weist eine zylinderförmige Topfwand 29 und einen scheibenförmigen, an einem von dem Dämpfkolben 2 abgewandten Ende des Steuertopfes 8 angeordneten Topfboden 30 auf.
Der im Steuertopf 8 angeordnete Steuerkolben 9 begrenzt auf der dem Rückschlagventil zugewandten Seite axial einen im Steuertopf 8 eingeschlossenen Steuerraum 1 1 , sodass eine axiale Verschiebung des Steuerkolbens 9 innerhalb des Steuertopfes 8 das Volumen des Steuerraums 1 1 definiert verändert.
Die Dämpfventilanordnung 1 weist des Weiteren eine Zulaufverbindung 36 auf, welche den ersten Arbeitsraum 32 mit dem Steuerraum 1 1 verbindet. Diese umfasst in der in Fig. 1 abgebildeten Ausführungsvariante einen an der Kolbenstange 4 ausgeführten Bypass 6, mindestens eine den Bypass 6 mit dem ersten Arbeitsraum 32 verbindende Strömungsausnehmung 13, sowie mindestens eine den Bypass 6 mit dem Steuerraum 1 1 verbindende Zulaufdrossel 20.
Des Weiteren weist die Dämpfventilanordnung 1 eine Ablaufverbindung 37 auf, welche den Steuerraum 1 1 mit dem zweiten Arbeitsraum 33 verbindet.
Die Zulaufdrossel 20 kann vielfältig realisiert werden, wie beispielsweise durch Bohrungen oder Prägungen. Ebenso denkbar sind auch komplexere Ventile als Zuflusswiderstand zum Steuerraum 1 1 , wie beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil, das einen Zufluss in den Steuerraum 1 1 erst oberhalb eines einstellbaren Druckes zulässt. Diese Ausführungsvarianten sind in den Figuren nicht abgebildet, sind aber dennoch im Sinne der vorliegenden Erfindung realisierbar.
Die in den Figuren abgebildeten Ausführungsvarianten sehen vor, dass zur Realisierung einer Verspannkette der Dämpfventilanordnung 1 eine rohrförmige Führungsbuchse 21 zwischen dem Dämpfkolben 2 und dem Topfboden 30 der Steueranordnung 3 angeordnet ist.
Der Steuerkolben 9 umgreift die Führungsbuchse 21 radial und gleitet axial an der äußeren Oberfläche der Führungsbuchse 21 , während einer Volumenveränderung des Steuerraums 1 1 .
Zwischen dem Steuerkolben 9 und dem Rückschlagventil ist ein Federelement 24 in Form einer Tellerfeder angeordnet. Diesr stützt sich axial einerseits an dem Steuerkolben 9 und andererseits an der Ventilscheibe 15 des Rückschlagventils ab. Das Federelement 24 beaufschlagt also die Ventilscheibe 15 axial in Richtung des Strömungskanals 1 6 und den Steuerkolben 9 in Richtung des Topfbodens 30 mit einer definierten Federkraft. Der Steuerkolben 9 weist einen Anschlag 19 auf, welcher die axiale Bewegung des Steuerkolbens 9 in Richtung Topfboden 30 begrenzt. In der, in Fig. abgebildeten Position des Steuerkolbens ist die Vorspannkraft des Federelements 24 am geringsten, so dass hiermit ein geringes definiertes Dämpfkraftniveau erzielt wird.
Der Steuerkolben 9 ist radial innen und außen im Vergleich zum kleinsten Querschnitt der Zulaufverbindung 36 annähernd dicht. Es kann jedoch eine definierte Undichtigkeit zwischen dem Steuerkolben 9 und der Topfwand 29 des Steuertopfes 8 vorgesehen sein, welche die Ablaufverbindung 37 zumindest teilweise definiert.
Die dem Steuerraum 1 1 zugewandte Oberfläche 35 des Steuerkolbens ist also größer als eine von dem Strömungskanal 16 begrenzte Oberfläche 34 der Ventilscheibe 15. Das bedeutet, dass die bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange 4 aus dem Zylinder 31 mit dem steigenden Druck des Dämpfmediums beaufschlagte - also druckbeaufschlagte axiale Oberfläche 35 des Steuerkolbens 9 ist größer als die druckbeaufschlagte axiale Oberfläche 34 des zugseitigen Rückschlagventils. Es ist wichtig, dass die kleinste Querschnittsfläche Az der im Steuerraum 1 1 mündenden Zulaufverbindung 36 und eine kleinste Querschnittsfläche Aa der aus dem Steuerraum 1 1 führenden Ablaufverbindung 37 so dimensioniert sind, dass deren Verhältnis zueinander gemäß der Bedingung Az Λ/Aa zwischen 0,2 und 5 liegt.
Bei einer Druckerhöhung in Zugrichtung wird das Dämpfmedium, durch die kleinste Querschnittsfläche Az der im Steuerraum 1 1 mündenden Zulaufverbindung 36 gedrosselt in den Steuerraum 1 1 befördert. Der Steuerkolben 9 wird verschoben und spannt dabei das sich an der Ventilscheibe 15 des Rückschlagventils axial abstützende Federelement 24 weiter vor, wodurch die Dämpfkraft des Rückschlagventils erhöht wird.
Bei schnellen, kleineren Axialbewegungen des Dämpfkolbens 2 innerhalb des Zylinders 31 wird der Steuerraum 1 1 gar nicht oder nur geringfügig befüllt, so dass das Federelement 24 nicht weiter vorgespannt wird und die Dämpfkraft auf einem definiertem niedrigem Niveau bleibt. Bei größeren, langsameren Axialbewegungen des Dämpfkolbens 2 innerhalb des Zylinders 31 jedoch ist das Integral aus Druckdifferenz von Dämpffluiddruck auf die Ventilscheibe 15 zu Dämpffluiddruck im Steuerraum 1 1 über die Zeit, trotz des Drosselwiderstandes der Zulaufverbindung 36 groß genug, um dem Steuerraum 1 1 so viel Dämpffluid zuzuführen, dass der Steuerkolben 9 das Federelement 24 vorspannt, bis der Steuerkolben 9 auf eine zwischen der Führungsbuchse 21 und den Ventilscheiben 15 des Rückschlagventils angeordnete Anschlagscheibe 18 trifft. Die Anschlagscheibe 18 begrenzt die axiale Bewegung des Steuerkolbens 9 in Richtung Dämpfkolben 2, sowie definiert die maximale Vorspannung des Federelements 24 und damit auch die höchste Dämpfkraftkennlinie.
Nach der Umkehrung der Kolbenstangenbewegung fällt der Dämpffluiddruck wieder. Das durch den Steuerkolben 9 vorgespannte Federelement 24 drängt über den Steuerkolben 9 das Dämpffluid wieder zurück, überwiegend über die Zulaufverbindung 36, in den Kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 32.
Wie in der Fig. 2 abgebildet, kann der Steuerraum 1 1 alternativ eine separate Abflussdrossel 38 aufweisen, die zum druckabgewandten Arbeitsraum führt. Diese kann auch im Steuerkolben 9 angeordnet sein. Vorteil davon ist ein schnelleres Zurückbewegen des Steuerkolbens 9 beim Druckabfall. Der Unterschied zwischen der Fig. 1 und der Fig. 2 liegt in einer vereinfachten Ausgestaltung der Steueranordnung 3. Der Steuertopf 8 besteht aus einer separaten Topfwand 29 und einem separaten Topfboden 30, welche zusammengefügt und durch Umformung der Topfwand 29 fest miteinander verbunden sind. Die Verbindung dieser beiden Bauteile kann formschlüssig, kraftschlüssig oder auch stoffschlüssig ausgeführt sein.
Der Steuerkolben 9 ist in der Fig. 2 scheibenförmig ausgeführt und besteht aus einem elastischen Werkstoff. Der Steuerkolben 9 stützt sich an dessen äußerem Umfang axial fest einerseits an einer in der Topfwand 29 ausgeführten Kante 39 und andererseits an einem radial äußeren Stützelement 27, welches innerhalb des Steuerraums 1 1 angeordnet ist und sich radial an die innere Oberfläche der Topfwand 29 anlegt.
Im radial mittigen, der Kolbenstange 4 zugewandten Randabschnitt des scheibenförmigen Steuerkolbens 9 stützt sich dieser an einem vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführten Gleitelement 26, welcher innerhalb des Steuerraums 1 1 die Führungsbuchse 21 in Umfangsrichtung umgreift und axial beweglich ist. Ein innerhalb des Steuerraums 1 1 angeordnetes, die Führungsbuchse 21 umgreifendes radial inneres Stützelement 28 dient als ein Anschlag zur Begrenzung einer Axialbewegung des mit dem Gleitelement 26 verbundenen Steuerkolbens 9. Das Gleitelement 26 wird von dem Federelement 24 axial abgestützt, zur Definition des geringen Dämpfkraftniveaus mit einer„weichen" Dämpfkraftkennlinie. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsvariante sind hier ein sehr kurzer Aufbau und die Benutzung einfacher Bauteile.
Bezuqszeichen
Dämpfventilanordnung
Dämpfkolben
Steueranordnung
Kolbenstange
Kolbenstangenzapfen
Bypass
Stützscheibe
Steuertopf
Steuerkolben
Dichtung
Steuerraum
Kippscheibe
radiale Strömungsausnehmung
Ventilscheibe
Ventilscheibe
Strömungskanal
Kolbendichtung
Anschlagscheibe
Anschlag
Zulaufdrossel
Führungsbuchse
Scheibe
Befestigungsmittel
Federelement
Ausnehmung
Gleitelement
radial äußeres Stützelement radial inneres Stützelement
Topfwand
Topfboden
Zylinder 32 erster Arbeitsraum
33 zweiter Arbeitsraum
34 Druckbeaufschlagte Oberfläche der Ventilscheibe
35 Druckbeaufschlagte Oberfläche des Steuerkolbens
36 Zulaufverbindung
37 Ablaufverbindung
38 Ablaufdrossel
39 Kante
Aa kleinste Querschnittsfläche der Ablaufverbindung
Az kleinste Querschnittsfläche der Zulaufverbindung
L Längsachse

Claims

Patentansprüche
1 . Dämpfventilanordnung (1 ) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend:
einen innerhalb eines mit einem Dämpffluid zumindest teilweise gefüllten Zylinders (31 ) angeordneten, an einer Kolbenstange (4) axial festgelegten, axial verschiebbaren Dämpfkolben (2), welcher den Zylinder (31 ) in einen ersten, kolbenstangenseiti- gen Arbeitsraum (32) und einen zweiten, von der Kolbenstange (4) abgewandten Arbeitsraum (33) unterteilt, wobei der Dämpfkolben (2) mindestens einen Rückschlagventil aufweist, umfassend mindestens einen im Dämpfkolben (2) ausgeführten Strömungskanal (16), welcher mit mindestens einer Ventilscheibe (15) abgedeckt ist,
eine an der Kolbenstange (4), koaxial zu dem Dämpfkolben (2) angebrachte Steueranordnung (3), wobei die Steueranordnung (3) einen Steuertopf (8) mit einer zylinderförmigen Topfwand (29) und einem scheibenförmigen, an einem von dem Dämpfkolben (2) abgewandten Ende des Steuertopfes (8) angeordneten Topfboden (30) aufweist, wobei im Steuertopf (8) ein axial verschiebbarer Steuerkolben (9) angeordnet ist, welcher einen im Steuertopf (8) eingeschlossenen Steuerraum (1 1 ) auf der dem Rückschlagventil zugewandten Seite axial begrenzt und wobei die
Dämpfventilanordnung (1 ) eine Zulaufverbindung (36) aufweist, welche den ersten Arbeitsraum (32) mit dem Steuerraum (1 1 ) verbindet und wobei die Dämpfventilanordnung (1 ) eine Ablaufverbindung (37) aufweist, welche den Steuerraum (1 1 ) mit dem zweiten Arbeitsraum (33) verbindet,
ein zwischen dem Steuerkolben (9) und dem Rückschlagventil angeordnetes Federelement (24), welches die Ventilscheibe (15) axial in Richtung des Strömungskanals (16) und den Steuerkolben (9) in Richtung des Topfbodens (30) mit einer definierten Federkraft beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Steuerraum (1 1 ) zugewandte Oberfläche (35) des Steuerkolbens größer ist als eine von dem Strömungskanal (1 6) begrenzte Oberfläche (34) der Ventilscheibe (15) und dass eine kleinste Querschnittsfläche (Az) der im Steuerraum (1 1 ) mündenden Zulaufverbindung (36) und eine kleinste Querschnittsfläche (Aa) der aus dem Steuerraum (1 1 ) führenden Ablaufverbindung (37) so dimensioniert sind, dass deren Verhältnis zueinander gemäß der Bedingung Az /VÄä zwischen 0,2 und 5 liegt.
2. Dämpfventilanordnung (1 ) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zulaufverbindung mindestens einen an der Kolbenstange ausgeführten Bypass, mindestens eine den Bypass mit dem ersten Arbeitsraum verbindende Strömungsausnehmung, sowie mindestens eine den Bypass mit dem Steuerraum verbindende Zulaufdrossel aufweist.
3. Dämpfventilanordnung (1 ) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufverbindung zumindest teilweise aus einer definierten Undichtigkeit zwischen dem Steuerkolben und der Topfwand des Steuertopfes besteht.
4. Dämpfventilanordnung (1 ) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufverbindung eine an dem Steuertopf und/oder an dem Steuerkolben ausgeführte Ablaufdrossel umfasst.
5. Dämpfventilanordnung (1 ) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die kleinste Querschnittsfläche der Zulaufverbindung eine Erstre- ckung zwischen 0,1 mm2 und 4mm2 aufweist.
6. Dämpfventilanordnung (1 ) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die kleinste Querschnittsfläche der Ablaufverbindung eine Erstre- ckung zwischen 0mm2 und 8mm2 aufweist.
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