WO2017137189A1 - Schwingungsdämpferanordnung sowie kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2017137189A1
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Andreas Förster
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
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    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/20—Location of equilibration chamber

Definitions

  • the invention relates to a vibration damper arrangement with at least one tubular element and at least two housings mounted thereon.
  • valve assemblies which are used to adjust the damping force of a vibration damper, in a housing outside of the tube elements of the vibration damper.
  • the pipe element may be the working cylinder or the container tube.
  • An intermediate pipe, which may be present therebetween, is never arranged on the outside, which is why the housings can not be stored thereon.
  • Vibration dampers with a build-up control require a pump. These may also be arranged in a housing outside the tubular element or the tubular elements.
  • both embodiments ie wheel control by means of adjustable damping force and body control by means of height adjustment, are realized in a vibration damper arrangement, usually at least two housings are attached to the radially outermost tubular element of the vibration damper arrangement. Only the pipe elements are included, which participate in the vibration damping, possibly existing protective pipes or dust collection pipes are not addressed. These are not suitable to store housing anyway.
  • a vibration damper assembly of the type mentioned that the housings are arranged so that the Center of gravity of the vibration damper assembly in the radial plane, which is perpendicular to the longitudinal axis of the tubular element, lies within the tubular element.
  • the core of the invention is considered to optimize the center of gravity in cross section.
  • the mass distribution in the direction of the longitudinal axis is less relevant.
  • the individual elements of the vibration damper assembly are moved during acceleration along the longitudinal axis of the tubular element or the tubular elements.
  • the tubular elements may be the working cylinder, the container tube or an intermediate tube.
  • the housing can not be fastened to the intermediate tube, this is done on the outermost tube in the radial direction.
  • the housings are unfavorably arranged during this movement, they act as levers on the tubular element. As a result, the piston rod and the piston rod guide are heavily loaded, which can lead to failures. These failures can be prevented by favorably placing the housings of the vibration damper assembly for accelerations in the direction of the longitudinal axis of the pipe member. The closer the center of gravity of the vibration damper arrangement is to the center of gravity of the tubular element, the lower are the loads on the piston rod and the piston rod guide.
  • the vibration damper assembly also includes the housing in which hydraulic devices are preferably arranged.
  • the proportion of the vibration damper assembly having the piston, the piston rod, etc. is referred to as a vibration damper unit.
  • the pipe element or elements are part of the vibration damper unit, which in turn is a part of the vibration damper assembly.
  • the housings are mounted on the tubular element, this means that at least one housing is fastened to the tubular element and the second housing can be fastened either to the tubular element or to the already fastened housing. So it is only necessary for one housing or not for all housings that they are attached to the pipe element. The housing may therefore also be stored indirectly.
  • vibration damper assembly which are usually present in the designated as vibration damper part are, as already described, a piston, a piston rod attached thereto and a piston rod guide, wherein the piston is axially movably mounted in a tubular element of the vibration damper assembly.
  • This pipe element is called a working cylinder, wherein the piston divides the working cylinder into a first and a second working space.
  • the working cylinder may be the tubular element to which the housings are attached.
  • a container tube which at least partially surrounds the working cylinder may also be provided, wherein the piston moves in the working cylinder, while the housings are mounted on the container tube.
  • the center of gravity can lie within a surface in the middle of the tubular element.
  • the surface may have a radius which is half as large as the radius of the tubular element.
  • the center of gravity of the vibration damper unit and the center of gravity of the tubular element are substantially identical, since both are constructed radially symmetrical and therefore both have the center of gravity in the geometric center.
  • the center of gravity also coincides in the longitudinal direction of the vibration damper unit with that of the vibration damper arrangement, the housing together with its inner life should be correspondingly mounted in the axial direction.
  • this direction provides the smaller contribution in terms of torsional or bending moments of the piston rod and is therefore relevant at most in extreme mass distributions.
  • the center of gravity may lie within the area that is covered in cross-section by the piston rod. This area is again within the previously described area, in this embodiment, a substantial reduction in the load on the piston rod as well as the piston rod guide is already achieved.
  • At least one additional weight can be arranged on at least one housing, which serves to displace the center of gravity of the vibration damper arrangement.
  • Weight is usually strictly avoided, but this is the easiest way to optimize the center of gravity of the vibration damper assembly. If this weight lies on the side of a housing facing away from the center of gravity of the vibration damper arrangement, a large lever arm also comes into play, so that even with a low weight, a large effect can be achieved. Thus, the life of the vibration damper assembly can be significantly increased by a low additional weight, which is why in this exceptional case, an additional weight is acceptable.
  • three housings may be present. Of these, as described at least one attached to the pipe element, while the other can be stored in principle on this housing. However, in order to reduce the bending moments, a housing is usually arranged on one side and at least one second housing on the opposite side of the vibration damper. Accordingly, at least two housings are attached to the pipe member.
  • a pump arrangement can be arranged in a pump housing and a valve arrangement can be arranged in a valve housing.
  • the pump assembly may be used for body control and wheel control valve assembly.
  • the pump assembly so the body of the vehicle can be adjusted in height, this can be used for load compensation or to compensate for road bumps, so for long-term and short-term height adjustments.
  • the valve arrangement By means of the valve arrangement, the flow resistance of the fluid inside be changed half of the vibration damper assembly, whereby the damping force of the vibration damper assembly is adjustable.
  • a fluid usually a hydraulic oil is used.
  • a memory arrangement can be arranged in a storage housing.
  • the memory arrangement may comprise a compensation chamber in addition to the storage space.
  • valve housing is preferably fastened to the tubular element and the storage housing to the valve housing.
  • storage housing can be fastened both to the valve housing and to the tubular element, in which case there is preferably only one fluid connection to the valve housing.
  • the invention relates to a vibration damper assembly.
  • the vibration damper arrangement has at least two tubular elements and in the radially outermost tubular element at least one annular channel to the fluid line is present.
  • all the features which have been described in relation to the described vibration damper arrangement can also occur in this vibration damper arrangement. This applies in particular to all features described without reference to the housing arrangement.
  • all features relating to the housing arrangement can occur, although this need not necessarily be the case.
  • the provision of the annular channel independently of the center of gravity position of the housing or the vibration damper arrangement, permits a fluid connection between two hydraulic devices fastened to the tubular element, which are arranged in a housing.
  • the housings can be arbitrarily placed, so it is possible to choose the placement of the housing completely free, without the hydraulic circuit would change.
  • this compound which was previously thought only about annular spaces between pipe elements, particularly effective.
  • the piston is guided in the radially inner tube element, and the ring element is located on the radially outer tube element. channels. A seal in between came by means of a sealing element.
  • the vibration damper may still have an intermediate tube, this depends on the design of the flow paths.
  • two ring channels may be present. Then, a complete circuit can be displayed between the hydraulic devices.
  • the hydraulic devices may be a pump assembly and a valve assembly.
  • a memory arrangement may be present.
  • the invention relates to a motor vehicle with at least one vibration damper assembly. This is characterized in that the vibration damper assembly is formed as described.
  • Fig. 3 shows a vibration damper assembly in cross section in a first
  • Fig. 5 shows a vibration damper assembly in cross section in a second
  • Fig. 6 shows a vibration damper assembly in cross section in a third
  • Fig. 7 shows a vibration damper assembly in cross section in a fourth embodiment
  • Fig. 8 shows a vibration damper assembly in longitudinal section.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 1 with four vibration dampers 2, 3, 4 and 5.
  • the vibration dampers 2, 3, 4 and 5 are formed either all or only on one of the axes as active systems. That is, they allow a wheel control as well as a body control. Wheel control means that the damping force of a vibration damper is adjustable, this can be done continuously or in discrete values. In the body control, the position of the vehicle body is varied, for example, to compensate for a load or potholes in the road. A body control is therefore to be able to change the distance between the wheel and the structure.
  • Vibration damper is abbreviated used for vibration damper assembly.
  • FIG. 2 shows an example of the vibration damper 2 in plan view from the front.
  • This has, in addition to a vibration damper unit of which the container tube 6 is shown, a pump arrangement 8 arranged in a pump housing 7, a valve arrangement 10 arranged in a valve housing 9, and a storage housing 12 with a storage arrangement 14.
  • the pump housing 7 is located on one side of the container tube 6 and the valve housing 9 and the storage housing 12 on the other side.
  • the arrow 16 indicates the longitudinal direction of the vibration damper unit and thus of the container tube 6.
  • the radial plane is perpendicular to it.
  • FIG. 3 shows a section through the vibration damper 2 in the radial plane. This is the plane which is perpendicular to the direction of acceleration of the vibration damper, which is also in the direction of its longitudinal axis. The radial plane is thus perpendicular to the arrow 16.
  • Figure 3 shows the vibration damper 2 in cross-section and thus in the radial plane.
  • the axis A passes through the center of gravity 18 of the container tube 6 and thus the vibration damper unit.
  • the center of gravity 18 is located in the middle of the container tube 18, since this is radially symmetrical.
  • the center of gravity 22 of the vibration damper 2 so the overall arrangement consisting of pump assembly 8, valve assembly 10, memory assembly 14 and the vibration damper unit 20 is located.
  • the outlines of the pump housing 7, the valve housing 9, the storage housing 12 and the container tube 6 are shown.
  • the center of gravity 22 is not identical to the center of gravity 18, but lies within the container tube 6. In determining the centers of gravity, the mass distribution in the radial plane was taken into account. One obtains the emphases by either the masses are projected into the radial plane o- or the focal points calculated from it.
  • Figure 4 shows the container tube 6 in cross section in detail.
  • the outer circle indicates the container tube 6, the radially inner following circle a surface 24 which has half the radius r / 2 as the radius r of the container tube 6, and subsequently a surface 26 which corresponds to the surface of the piston rod.
  • the center of gravity 18 of the container tube 6 or the vibration damper unit 20 lies in the middle of both the surface 24 and the surface 26, the center of gravity 22 of the
  • Vibration damper 2 which also includes the pump assembly 8, the valve assembly 10 and the storage assembly 14, is located away from the center, but still within the surface 26th Figure 5 shows an alternative arrangement possibility of the overall arrangement consisting of pump assembly 8, valve assembly 10, memory assembly 14 and the vibration damper unit 20. As well as in Figure 3, only the cross section of the housing is shown.
  • the valve arrangement 10 and the storage arrangement 14 are displaced with respect to the axis A as well as with respect to the axis B. While this displacement hardly causes any change with respect to the axis A, the center of gravity 22 is shifted with respect to the axis B with respect to FIG.
  • the location of the center of gravity 22 of the overall arrangement can be influenced by the arrangement of the hydraulic devices which are located in housings outside the vibration damper unit 20.
  • FIG. 6 shows a further alternative arrangement possibility of the overall arrangement. As in the figures 3 and 5, only the cross section of the housing is shown.
  • the displacement of the storage arrangement 14, which comprises the storage housing, displaces the center of gravity 22 about the axis A.
  • the focus is s: with M as the total mass, ie mass of the total arrangement, the position vectors f and the mass points dm.
  • FIG. 7 shows a modification to FIG. 6.
  • an additional weight 28 was attached to the valve housing 10 in order to displace the center of gravity 22 in the direction of the axis A.
  • any number of additional weights can be used, but in each case only one weight is necessary with respect to the axes A and B in order to displace the center of gravity 22 into the surface 24 or 26 or even into the middle of the container tube 6. If it is possible that by a clever arrangement of the devices 8, 9 and 14, the center of gravity 22 already lies on one of the axes A or B, an additional weight for correction already suffices.
  • the additional weights can be used in any possible arrangement and not only in the embodiments shown.
  • Figure 8 shows a longitudinal section through the container tube 6.
  • two annular channels 30 and 32 are incorporated into the pipe wall, by means of which a fluid connection between the pump assembly 8 on the one hand and valve assembly 10 and memory assembly 14 on the other hand can be produced.
  • the annular channels are separated by a seal 34 and the adjoining wall of the working cylinder. This creates two separate flow paths through which a flow circuit is formed.
  • any other hydraulic devices can be connected.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpferanordnung (2) mit wenigstens einem Rohrelement (6) und wenigstens zwei daran gelagerten Gehäusen (7, 9, 12), dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (7, 9, 12) so angeordnet sind, dass der Schwerpunkt (22) der Schwingungsdämpferanordnung (2) in der Radialebene, die senkrecht auf der Längsachse des Rohrelementes (6) steht, innerhalb des Rohrelementes (6) liegt. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Schwinqunqsdämpferanordnunq sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betriff eine Schwingungsdämpferanordnung mit wenigstens einem Rohrelement und wenigstens zwei daran gelagerten Gehäusen.
Es ist bekannt, Ventilanordnungen, die zur Einstellung der Dämpfkraft eines Schwingungsdämpfers benutzt werden, in einem Gehäuse außerhalb der Rohrelemente des Schwingungsdämpfers anzuordnen. Je nach Aufbau des Schwingungsdämpfers kann es sich bei dem Rohrelement um den Arbeitszylinder oder das Behälterrohr handeln. Ein dazwischen gegebenenfalls vorhandenes Zwischenrohr ist niemals an der Außenseite angeordnet, weswegen die Gehäuse nicht daran lagerbar sind.
Bei Schwingungsdämpfern mit einer Aufbaukontrolle wird eine Pumpe benötigt. Auch diese kann in einem Gehäuse außerhalb des Rohrelementes oder der Rohrelemente angeordnet sein.
Sollen beide Ausgestaltungen, also Radkontrolle mittels verstellbarer Dämpfkraft und Aufbaukontrolle mittels Höhenverstellung, in einer Schwingungsdämpferanordnung realisiert werden, werden üblicherweise wenigstens zwei Gehäuse an dem radial äußersten Rohrelement der Schwingungsdämpferanordnung angebracht. Dabei werden lediglich die Rohrelemente inbegriffen, die bei der Schwingungsdämpfung mitwirken, möglicherweise vorhandene Schutzrohre oder Staubfangrohre sind damit nicht angesprochen. Diese sind ohnehin nicht geeignet, daran Gehäuse zu lagern.
Bei derartigen Schwingungsdämpferanordnungen kann es zu Ausfällen vor dem Ende der erwarteten Standzeit kommen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schwingungsdämpferanordnung anzugeben, bei der die Lebensdauer erhöht ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schwingungsdämpferanordnung der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Gehäuse so angeordnet sind, dass der Schwerpunkt der Schwingungsdämpferanordnung in der Radialebene, die senkrecht auf der Längsachse des Rohrelementes steht, innerhalb des Rohrelementes liegt.
Als Kern der Erfindung wird angesehen, den Schwerpunkt im Querschnitt zu optimieren. Die Massenverteilung in Richtung der Längsachse ist dagegen weniger relevant.
Die einzelnen Elemente der Schwingungsdämpferanordnung werden beim Beschleunigen entlang der Längsachse des Rohrelementes oder der Rohrelemente bewegt. Bei den Rohrelementen kann es sich wie oben bereits beschrieben um den Arbeitszylinder, das Behälterrohr oder auch ein Zwischenrohr handeln. An dem Zwischenrohr können die Gehäuse aber selbstverständlich nicht befestigt werden, dies geschieht am in radialer Richtung äußersten Rohr.
Sind bei dieser Bewegung die Gehäuse ungünstig angeordnet, so wirken sie als Hebel auf das Rohrelement ein. Dadurch werden die Kolbenstange und die Kolbenstangenführung stark belastet, weswegen es zu Ausfällen kommen kann. Diese Ausfälle können verhindert werden, indem die Gehäuse der Schwingungsdämpferanordnung für Beschleunigungen in Richtung der Längsachse des Rohrelementes günstig platziert werden. Je näher der Schwerpunkt der Schwingungsdämpferanordnung am Schwerpunkt des Rohrelementes liegt, desto geringer sind die Belastungen an der Kolbenstange und der Kolbenstangenführung.
Dabei umfasst die Schwingungsdämpferanordnung eben auch die Gehäuse, in denen bevorzugt Hydraulikvorrichtungen angeordnet sind. Der Anteil des Schwingungsdämpferanordnung, der den Kolben, die Kolbenstange, etc. aufweist wird dabei als Schwingungsdämpfereinheit bezeichnet. Das Rohrelement oder die Rohrelemente sind Teil der Schwingungsdämpfereinheit, die wiederum ein Teil der Schwingungsdämpferanordnung sind.
Wenn die Gehäuse an dem Rohrelement gelagert sind, so bedeutet das, dass wenigstens ein Gehäuse an dem Rohrelement befestigt ist und das zweite Gehäuse entweder am Rohrelement oder an den bereits befestigten Gehäuse befestigt sein kann. Es ist also nur für ein Gehäuse oder nicht für alle Gehäuse notwendig, dass sie am Rohrelement befestigt sind. Die Gehäuse können zum Teil also auch mittelbar gelagert sein.
Weitere Elemente der Schwingungsdämpferanordnung, die üblicherweise in dem als Schwingungsdämpfereinheit bezeichneten Teil vorhanden sind, sind wie bereits beschrieben ein Kolben, eine daran befestigte Kolbenstange sowie eine Kolbenstangenführung, wobei der Kolben axial beweglich in einem Rohrelement der Schwingungsdämpferanordnung gelagert ist. Dieses Rohrelement wird Arbeitszylinder genannt, wobei der Kolben den Arbeitszylinder in einen ersten und in einen zweiten Arbeitsraum unterteilt. Bei dem Arbeitszylinder kann es sich um das Rohrelement handeln, an dem die Gehäuse befestigt sind. Wie beschrieben kann aber auch ein den Arbeitszylinder zumindest teilweise umgebendes Behälterrohr vorgesehen sein, wobei der Kolben sich im Arbeitszylinder bewegt, während die Gehäuse am Behälterrohr gelagert sind.
Vorteilhafterweise kann der Schwerpunkt innerhalb einer Fläche in der Mitte des Rohrelementes liegen. Dabei kann die Fläche einen Radius aufweisen, der halb so groß wie der Radius des Rohrelementes ist. Wie bereits ausgeführt, liegen optimalerweise der Schwerpunkt der Schwingungsdämpferanordnung und der Schwerpunkt des Rohrelementes zusammen. Diese liegen optimalerweise beide in der Mitte des Rohrelementes. Dieser Idealfall lässt sich allerdings nicht immer herstellen, da die Massen der Gehäuse selbstverständlich nicht identisch sind.
Dabei ist, jedenfalls in der Radialebene, der Schwerpunkt der Schwingungsdämpfereinheit und der Schwerpunkt des Rohrelementes im Wesentlichen identisch, da beide radialsymmetrisch aufgebaut sind und daher beide den Schwerpunkt in der geometrischen Mitte haben.
Soll der Schwerpunkt auch in Längsrichtung der Schwingungsdämpfereinheit mit dem der Schwingungsdämpferanordnung zusammenfallen sind die Gehäuse samt ihrem Innenleben entsprechend in axialer Richtung anzubringen. Diese Richtung liefert aber in Bezug auf Dreh- oder Biegemomente der Kolbenstange den kleineren Beitrag und ist daher allenfalls bei extremen Massenverteilungen relevant. Vorteilhafterweise kann der Schwerpunkt innerhalb der Fläche liegen, die im Querschnitt von der Kolbenstange abgedeckt ist. Diese Fläche liegt nochmals innerhalb der vorher beschriebenen Fläche, wobei bei dieser Ausgestaltung bereits eine weitgehende Verringerung der Belastung der Kolbenstange wie auch der Kolbenstangenführung erreicht ist.
Vorteilhafterweise kann an wenigstens einem Gehäuse wenigstens ein Zusatzgewicht angeordnet sein, das zur Verlagerung des Schwerpunktes der Schwingungsdämpferanordnung dient. Gewicht wird normalerweise streng vermieden, jedoch stellt dies die einfachste Möglichkeit dar, den Schwerpunkt der Schwingungsdämpferanordnung zu optimieren. Liegt dieses Gewicht auf der dem Schwerpunkt der Schwingungsdämpferanordnung abgewandten Seite eines Gehäuses, kommt auch ein großer Hebelarm zum Tragen, so dass auch mit einem geringen Gewicht eine große Wirkung erzielt werden kann. Somit kann die Lebensdauer der Schwingungsdämpferanordnung durch ein geringes Zusatzgewicht erheblich erhöht werden, weswegen in diesem Ausnahmefall ein Zusatzgewicht akzeptabel ist.
Vorteilhafterweise können drei Gehäuse vorhanden sein. Von diesen ist wie beschrieben wenigstens eines am Rohrelement befestigt, während die anderen grundsätzlich über dieses Gehäuse gelagert sein können. Jedoch ist zur Reduzierung der Biegemomente üblicherweise ein Gehäuse auf der einen Seite und wenigstens ein zweites Gehäuse auf der gegenüberliegenden Seite des Schwingungsdämpfers angeordnet. Dementsprechend sind wenigstens zwei Gehäuse an dem Rohrelement befestigt.
Vorzugsweise kann in einem Pumpengehäuse eine Pumpenanordnung und in einem Ventilgehäuse eine Ventilanordnung angeordnet sein. Die Pumpenanordnung kann zur Aufbaukontrolle und die Ventilanordnung zur Radkontrolle verwendet werden. Mittels der Pumpenanordnung kann also die Karosserie des Fahrzeugs in der Höhe verstellt werden, dies kann zum Beladungsausgleich oder auch zum Ausgleich von Straßenunebenheiten, also für langfristige und auch kurzfristige Höhenregulierungen, dienen. Mittels der Ventilanordnung kann der Strömungswiderstand des Fluids inner- halb der Schwingungsdämpferanordnung verändert werden, wodurch die Dämpfkraft der Schwingungsdämpferanordnung einstellbar ist. Als Fluid wird üblicherweise ein Hydrauliköl verwendet.
Vorzugsweise kann in einem Speichergehäuse eine Speicheranordnung angeordnet sein. Die Speicheranordnung kann neben dem Speicherraum auch einen Ausgleichsraum umfassen.
Sind sowohl ein Ventilgehäuse als auch ein Speichergehäuse vorhanden, ist bevorzugt das Ventilgehäuse am Rohrelement und das Speichergehäuse am Ventilgehäuse befestigt. Alternativ kann das Speichergehäuse sowohl am Ventilgehäuse als auch am Rohrelement befestigt sein, wobei dann bevorzugt lediglich eine Fluidver- bindung zum Ventilgehäuse vorliegt.
Daneben betrifft die Erfindung eine Schwingungsdämpferanordnung. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass die Schwingungsdämpferanordnung wenigstens zwei Rohrelemente aufweist und in dem radial äußersten Rohrelement wenigstens ein Ringkanal zur Fluidleitung vorhanden ist. Dabei können alle Merkmale, die in Bezug auf die beschriebene Schwingungsdämpferanordnung beschrieben wurden auch bei dieser Schwingungsdämpferanordnung auftreten. Dies gilt insbesondere für alle ohne Zusammenhang zu der Gehäuseanordnung beschriebenen Merkmale. Zusätzlich können auch alle Merkmale betreffend die Gehäuseanordnung auftreten, wobei dies nichts zwingend der Fall sein muss.
Das Vorsehen des Ringkanals ermöglicht nämlich unabhängig von der Schwerpunktslage der Gehäuse bzw. der Schwingungsdämpferanordnung eine Fluidverbin- dung zwischen zwei am Rohrelement befestigten Hydraulikvorrichtungen, die in einem Gehäuse angeordnet sind. Durch das Vorsehen des Ringkanals können die Gehäuse beliebig platziert werden, es ist also möglich, die Platzierung der Gehäuse völlig frei zu wählen, ohne dass sich die hydraulische Schaltung verändern würde. Insbesondere ist diese Verbindung, die bislang lediglich über Ringräume zwischen Rohrelementen angedacht war, besonders effektiv. In dem radial inneren Rohrelement ist der Kolben geführt, am radial äußeren Rohrelement befinden sich die Ring- kanäle. Eine Abdichtung dazwischen kam mittels eines Dichtungselementes erfolgen. Weiterhin kann der Schwingungsdämpfer noch ein Zwischenrohr aufweisen, dies hängt von der Ausgestaltung der Strömungswege ab.
Vorzugsweise können zwei Ringkanäle vorhanden sein. Dann ist zwischen den Hydraulikvorrichtungen ein vollständiger Kreislauf darstellbar.
Vorteilhafterweise können die Hydraulikvorrichtungen eine Pumpenanordnung und eine Ventilanordnung sein. Weiterhin kann eine Speicheranordnung vorhanden sein.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Schwingungsdämpferanordnung. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Schwingungsdämpferanordnung wie beschrieben ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 Ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2 eine Schwingungsdämpferanordnung,
Fig. 3 eine Schwingungsdämpferanordnung im Querschnitt in einer ersten
Ausgestaltung,
Fig. 4 eine Schwingungsdämpfereinheit im Querschnitt,
Fig. 5 eine Schwingungsdämpferanordnung im Querschnitt in einer zweiten
Ausgestaltung,
Fig. 6 eine Schwingungsdämpferanordnung im Querschnitt in einer dritten
Ausgestaltung, Fig. 7 eine Schwingungsdämpferanordnung im Querschnitt in einer vierten Ausgestaltung, und
Fig. 8 eine Schwingungsdämpferanordnung im Längsschnitt.
Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit vier Schwingungsdämpfern 2, 3, 4 und 5.
Die Schwingungsdämpfer 2, 3, 4 und 5 sind entweder alle oder nur auf einer der Achsen als aktive Systeme ausgebildet. D. h., dass sie eine Radkontrolle wie auch eine Aufbaukontrolle erlauben. Radkontrolle bedeutet dabei, dass die Dämpfkraft eines Schwingungsdämpfers einstellbar ist, dies kann kontinuierlich oder in diskreten Werten erfolgen. Bei der Aufbaukontrolle wird die Position des Kraftfahrzeugaufbaus variiert, beispielsweise um eine Beladung auszugleichen oder Schlaglöcher in der Straße. Eine Aufbaukontrolle besteht also darin, den Abstand zwischen Rad und Aufbau verändern zu können.
Schwingungsdämpfer wird dabei abkürzend für Schwingungsdämpferanordnung verwendet.
Figur 2 zeigt beispielhaft den Schwingungsdämpfer 2 in der Draufsicht von vorne. Dieser weist neben einer Schwingungsdämpfereinheit, von der das Behälterrohr 6 dargestellt ist, eine in einem Pumpengehäuse 7 angeordnete Pumpenanordnung 8, eine in einem Ventilgehäuse 9 angeordnete Ventilanordnung 10 und ein Speichergehäuse 12 mit einer Speicheranordnung 14 auf. Dabei liegt das Pumpengehäuse 7 auf der einen Seite des Behälterrohrs 6 und das Ventilgehäuse 9 und das Speichergehäuse 12 auf der anderen Seite. Das Speichergehäuse 12 ist nur am Ventilgehäuse befestigt, aber nicht am Behälterrohr 6. Dies ist dabei eine mögliche Anordnung der Gehäuse 7, 9 und 12, damit bei Beschleunigung des Schwingungsdämpfers 2 in Richtung des Pfeils 16 keine Biegemomente oder minimierte Biegemomente auftreten. Der Pfeil 16 zeigt die Längsrichtung der Schwingungsdämpfereinheit und damit des Behälterrohres 6 an. Die Radialebene steht dazu senkrecht.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch den Schwingungsdämpfer 2 in der Radialebene. Dies ist diejenige Ebene, die zur Beschleunigungsrichtung des Schwingungsdämpfers, die auch in Richtung seiner Längsachse liegt, senkrecht steht. Die Radialebene ist also senkrecht zum Pfeil 16.
Figur 3 zeigt den Schwingungsdämpfer 2 im Querschnitt und damit in der Radialebene. Die Achse A geht dabei durch den Schwerpunkt 18 des Behälterrohres 6 und damit der Schwingungsdämpfereinheit. Der Schwerpunkt 18 liegt in der Mitte des Behälterrohres 18, da dieses radialsymmetrisch ist.
Auch der Schwerpunkt 22 des Schwingungsdämpfers 2, also der Gesamtanordnung bestehend aus Pumpenanordnung 8, Ventilanordnung 10, Speicheranordnung 14 sowie der Schwingungsdämpfereinheit 20 ist eingezeichnet. Dabei sind die Umrisse des Pumpengehäuses 7, des Ventilgehäuses 9, des Speichergehäuses 12 und des Behälterrohres 6 dargestellt. Der Schwerpunkt 22 ist mit dem Schwerpunkt 18 nicht identisch, liegt aber innerhalb des Behälterrohres 6. Bei der Festlegung der Schwerpunkte wurde die Massenverteilung in der Radialebene berücksichtigt. Man erhält die Schwerpunkte, indem entweder die Massen in die Radialebene projiziert werden o- der die daraus berechneten Schwerpunkte.
Figur 4 zeigt das Behälterrohr 6 im Querschnitt im Detail. Dabei zeigt der äußere Kreis das Behälterrohr 6 an, der radial innen folgende Kreis eine Fläche 24, die den halben Radius r/2 aufweist wie der Radius r des Behälterrohres 6 ist, und darauffolgend eine Fläche 26, die der Fläche der Kolbenstange entspricht. Der Schwerpunkt 18 des Behälterrohres 6 bzw. der Schwingungsdämpfereinheit 20 liegt dabei in der Mitte sowohl der Fläche 24 wie auch der Fläche 26, der Schwerpunkt 22 des
Schwingungsdämpfers 2, der auch die Pumpenanordnung 8, die Ventilanordnung 10 und die Speicheranordnung 14 umfasst, liegt dabei abseits der Mitte, aber immer noch innerhalb der Fläche 26. Figur 5 zeigt eine alternative Anordnungsmöglichkeit der Gesamtanordnung bestehend aus Pumpenanordnung 8, Ventilanordnung 10, Speicheranordnung 14 sowie der Schwingungsdämpfereinheit 20. Wie auch in Figur 3 ist dabei lediglich der Querschnitt der Gehäuse gezeigt.
Die Ventilanordnung 10 und die Speicheranordnung 14 sind dabei gegenüber der Achse A wie auch gegenüber der Achse B verlagert. Während diese Verlagerung in Bezug auf die Achse A kaum eine Änderung bewirkt, ist der Schwerpunkt 22 in Bezug auf die Achse B gegenüber Figur 3 verschoben. Somit kann die Lage des Schwerpunkts 22 der Gesamtanordnung durch die Anordnung der Hydraulikvorrichtungen die in Gehäusen außerhalb der Schwingungsdämpfereinheit 20 liegen beein- flusst werden.
Figur 6 zeigt eine weitere alternative Anordnungsmöglichkeit der Gesamtanordnung. Wie auch in den Figuren 3 und 5 ist dabei lediglich der Querschnitt der Gehäuse gezeigt.
Die Verlagerung der Speicheranordnung 14, die das Speichergehäuse umfasst, verlagert dabei den Schwerpunkt 22 über die Achse A.
Ganz allgemein errechnet sich der Schwerpunkt s:
Figure imgf000011_0001
mit M als Gesamtmasse, also Masse der Gesamtanordnung, den Ortsvektoren f und den Massepunkten dm.
Zur Vereinfachung kann die Schwingungsdämpferanordnung als diskretes System aufgefasst werden, der Schwerpunkt ergibt sich dann zu:
Figure imgf000011_0002
Bei den beschriebenen Ausgestaltungen ist i = 4, wobei sich bei Wahl des Mittelpunkts der Schwingungsdämpferanordnung 20 als Ursprung für diese r = 0 ergibt und diese in der Berechnung herausfällt.
Die relative Lage der Flächen 24 und 26, wie in Figur 4 gezeigt, ist in den Figuren 5 und 6 identisch.
Figur 7 zeigt eine Abwandlung zu Figur 6. Dabei wurde am Ventilgehäuse 10 ein Zusatzgewicht 28 angebracht, um den Schwerpunkt 22 in Richtung der Achse A zu verlagern.
Es können dabei grundsätzlich beliebig viele Zusatzgewichte verwendet werden, es ist jedoch in Bezug auf die Achsen A und B jeweils nur ein Gewicht notwendig, um den Schwerpunkt 22 in die Fläche 24 oder 26 oder sogar in die Mitte des Behälterrohres 6 zu verschieben. Gelingt es, dass durch eine geschickte Anordnung der Vorrichtungen 8, 9 und 14 der Schwerpunkt 22 bereits auf einer der Achsen A oder B liegt reicht bereits ein Zusatzgewicht zur Korrektur.
Je mehr Abstand die Zusatzgewichte zum Ursprung, in den Beispielen immer die Mitte des Behälterrohres, wo auch die Mitte der Kolbenstange liegt, aufweist, desto mehr Einfluss übt es bei gleichbleibender Masse aus. Um das Gesamtgewicht nur gering zu erhöhen sind Zusatzgewichte also mit größtmöglichem Abstand zum Ursprung anzuordnen.
Die Zusatzgewichte können dabei bei jeder möglichen Anordnung und nicht nur bei den gezeigten Ausgestaltungen verwendet werden.
Figur 8 zeigt einen Längsschnitt durch das Behälterrohr 6. Dabei sind zwei Ringkanäle 30 und 32 in die Rohrwand eingearbeitet, mittels derer eine Fluidverbindung zwischen Pumpenanordnung 8 einerseits und Ventilanordnung 10 sowie Speicheranordnung 14 andererseits herstellbar ist. Die Ringkanäle werden durch eine Dichtung 34 und der daran anschließenden Wand des Arbeitszylinders voneinander getrennt. Dadurch entstehen zwei separate Strömungswege, durch die ein Strömungskreis gebildet wird.
Statt der gezeigten Vorrichtungen 8, 10 und 14 können auch beliebige andere Hydraulikvorrichtungen angeschlossen werden.
Durch die Ringkanäle 30 und 32 können die in den Figuren 3, 5 und 6 und weitere Ausgestaltungen erhalten werden, ohne dass die Hydraulik innerhalb des Behälterrohres 6 bzw. innerhalb der Schwingungsdämpfereinheit 20 zu ändern ist.
Bezuqszeichen
Kraftfahrzeug
Schwingungsdämpfer
Schwingungsdämpfer
Schwingungsdämpfer
Schwingungsdämpfer
Behälterrohr
Pumpengehäuse
Pumpenanordnung
Ventilgehäuse
Ventilanordnung
Speichergehäuse
Speicheranordnung
Pfeil
Schwerpunkt
Schwingungsdämpfereinheit
Schwerpunkt
Fläche
Fläche
Zusatzgewicht
Ringkanal
Ringkanal
Dichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Schwingungsdämpferanordnung (2, 3, 4, 5) mit wenigstens einem Rohrelement (6) und wenigstens zwei daran gelagerten Gehäusen (7, 9, 12), dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (7, 9, 12) so angeordnet sind, dass der Schwerpunkt (22) der Schwingungsdämpferanordnung (2, 3, 4, 5) in der Radialebene, die senkrecht auf der Längsachse des Rohrelementes (6) steht, innerhalb des Rohrelementes (6) liegt.
2. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (22) innerhalb einer Fläche (24) in der Mitte des Rohrelementes (6) liegt.
3. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (24) einen Radius (r/2) hat, der halb so groß ist wie der Radius (r) des Rohrelementes (6).
4. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (22) innerhalb der Fläche (26) liegt, die im Querschnitt von der Kolbenstange abgedeckt ist.
5. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drei Gehäuse (7, 9, 12) vorhanden sind.
6. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Pumpengehäuse (7) eine Pumpenanordnung (8) und in einem Ventilgehäuse (9) eine Ventilanordnung (10) angeordnet ist.
7. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speichergehäuse (12) eine Speicheranordnung (14) angeordnet ist.
8. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Ventilgehäuse (9) eine Ventilanordnung (10) und in einem Speichergehäuse (12) eine Speicheranordnung (14) angeordnet sind, wobei das Ventilgehäuse (9) am Rohrelement (6) und das Speichergehäuse (12) am Ventilgehäuse (9) befestigt ist.
9. Schwingungsdämpferanordnung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpferanordnung (2, 3, 4, 5) wenigstens zwei Rohrelemente (6) aufweist und in dem radial äußersten
Rohrelement (6) wenigstens ein Ringkanal (30, 32) zur Fluidleitung vorhanden ist.
10. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ringkanäle (30, 32) vorhanden sind.
11. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkanäle (30, 32) eine Fluidverbindung zwischen außerhalb der Rohrelemente (6) angeordneten Hydraulikvorrichtungen (8, 10, 14) bilden.
12. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikvorrichtungen eine Pumpenanordnung (8) und eine Ventilanordnung (10) sind.
13. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Gewichtskörper (28) zur Verlagerung des Schwerpunkts (22) der Schwingungsdämpferanordnung (2, 3, 4, 5) vorhanden ist.
14. Kraftfahrzeug (1 ) mit wenigstens einer Schwingungsdämpferanordnung (2, 3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungsdämpferanordnung (2, 3, 4, 5) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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