DE3532293C2 - Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff von An­ spruch 1.

Ein derartiger Schwingungsdämpfer ist durch die DE-PS 15 05 522 bekannt, wobei der Bypasskanal durch Drosselöff­ nungen in der Kolbenstange gebildet ist, die von einem in der Zentralbohrung der Kolbenstange befindlichen Steuerschieber mehr oder weniger verschließbar sind und dadurch der Dämp­ fungsgrad für die Zug- und Druckdämpfung in gleicher Weise beeinflußt wird. Dabei wird die Dämpfkraftkennung nur im un­ teren Geschwindigkeitsbereich verändert. Eine über den gesam­ ten Geschwindigkeitsbereich wirkende Beeinflussung der Dämpf­ kraftkennlinie kann nicht verwirklicht werden; ebenso ist eine unterschiedliche Verstellung der Kennungsänderung für die Zug- und Druckstufe nicht möglich.

Eine unterschiedliche Dämpfkraftänderung für die Zug- und Druckstufe ist bei einem Schwingungsdämpfer entsprechend der DE-OS 34 38 467 gezeigt, wobei ein querschnittsveränderbarer Bypass mit einem Rückschlagventil kombiniert ist. Dadurch er­ gibt sich ein unterschiedlicher Bypassquerschnitt für die Zug- und Druckrichtung, wodurch eine in Grenzen unterschiedliche Kennungsänderung im unteren Geschwindigkeitsbereich der Kol­ benbewegung ermöglicht wird, jedoch nicht für den höheren Ge­ schwindigkeitsbereich. Der Bauaufwand einer derartigen Kon­ struktion ist aufgrund der Vielzahl der zur Dämpfkraftver­ stellung erforderlichen Bauteile hoch und mit einer kompli­ zierten Montage verbunden. Dementsprechend wird eine solche Konstruktion sehr teuer in der Herstellung und beansprucht außerdem einen relativ groben Bauraum in axialer Richtung, was sich hubverkürzend für die Kolbenstangenbewegung auswirkt.

Ferner ist durch die DE-OS 21 19 531 ein Schwingungsdämpfer bekannt, welcher zwei in Reihe geschaltete Dämpfventilsysteme aufweist, die mit einem absperrbaren Kanal kombiniert sind, wodurch lediglich ein Dämpfventilsystem überbrückbar ist. Zur wahlweisen Ansteuerung des einen oder anderen Ventilsystems oder deren Reihenschaltung wird durch die DE-OS 34 46 133 vor­ geschlagen, dies durch einen steuerbaren Bypass vorzunehmen. Der Bauaufwand einer derartigen Dämpfkraftverstellung ist hoch und erfordert einen erheblichen Bauraum.

In der DE-OS 34 21 601 wird ein Schwingungsdämpfer vorgeschlagen, bei dem die Dämpfkraftverstellung über einen Bypass erfolgt. Dabei besteht der Bypass aus querschnittsveränderbaren Kanälen innerhalb der Kolbenstange, die mittels eines Schiebers an­ steuerbar sind. Die Dämpfkraftverstellung erfolgt in Zugrich­ tung über eine zuschaltbare, druckbeaufschlagte Fläche des Zugventils.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwin­ gungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft zu schaffen, der eine unterschiedliche Höhe der Verstellung der Dämpfkraft über den gesamten Geschwindigkeitsbereich für die Zug- und Druck­ dämpfung mit einfachen Mitteln ermöglicht sowie bei einfachem Aufbau eine hohe Funktionssicherheit aufweist, wenig Bauraum, insbesondere eine extrem kurze Bauhöhe, beansprucht und eine leichte Montage gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Insbesondere bei Einrohr-Schwingungsdämpfern, bei denen die in der Kolbenstange angeordneten Radialbohrungen die Kolbenstangendichtung nicht überfahren dürfen, wird eine ex­ trem kurze Bauhöhe für die erfindungsgemäße Bypasseinrichtung geschaffen.

Das parallel zum Dämpfventil angeordnete Bypassdämpfventil ermöglicht eine über den gesamten Geschwindigkeitsbereich verstellbare Druckdämpfung, wobei der Verstellmechanismus sehr einfach im Aufbau ist, eine hohe Funktionssicherheit aufweist und das Bypassdämpfventil selbst lediglich aus einem Ventil­ körper und einer Ventilfeder besteht, die eine einfache Mon­ tage gewährleistet. Entsprechend der gewünschten Druckdämp­ fungsänderung kann durch einfache Wahl der Ventilfeder oder durch deren Vorspannungsänderung der gewünschte Druckdämp­ fungsverlauf über den gesamten Geschwindigkeitsbereich erhal­ ten werden, wobei ein derartiges Bypassventil einen geringen Bauraum beansprucht und eine leichte Montage ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Bypassdämpf­ ventil in einer Axialbohrung des den Kolben aufnehmenden Kol­ benstangenzapfens angeordnet. Dadurch ergibt sich eine beson­ ders günstige Konstruktion, da durch das Bypassdämpfventil keinerlei zusätzlicher Bauraum in Achsrichtung des Aggregates benötigt wird. Der Ventilkörper selbst ist gemäß einem Merkmal der Erfindung napfförmig ausgebildet, wobei der Napfrand die Anlagefläche für die Bypassventilfeder bildet. Ein derartiger Ventilkörper wird vorzugsweise als Blechformteil ausgeführt. Er zeichnet sich durch eine gute Führung aus, besitzt ein ge­ ringes Gewicht und ist sehr formstabil.

Eine sehr einfache Änderung der Vorspannung der Bypassventil­ feder wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß diese von einem Axialschieber veränderbar ist und dieser Axialschieber zur Querschnittsveränderung des Bypasskanals angeordnet ist. Diese Doppelfunktion des Axialschiebers ermöglicht es somit, durch dessen Längsverschiebung die Ventilfeder des Bypass­ dämpfventils stärker vorzuspannen, wodurch der Anteil des federbelasteten Bypassdämpferventils bei der Druckdämpfung stärker ansteigt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Bypassven­ tilkörper einen in Zug- und Druckrichtung wirkenden Voröff­ nungsquerschnitt auf. Dadurch wird eine einfache Voröffnungs­ änderung über den schaltbaren Bypass erzielt.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwin­ gungsdämpfers im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Ausführungsform, bei welcher die querschnitts­ steuerbare Radialbohrung des Bypasskanals in einen im Kolben angeordneten Radialkanal mündet.

Der Schwingungsdämpfer gemäß Fig. 1 besitzt einen Zylinder 1, der konzentrisch in einem Behälter 2 mittels einer Kolben­ stangenführung 3 und einem Bodenventil 5 eingespannt ist. In der Kolbenstangenführung 3 ist eine hohle Kolbenstange 6 ge­ führt und durch eine Kolbenstangendichtung 4 nach außen abge­ dichtet. Das zylinderinnere Ende der Kolbenstange 6 trägt ei­ nen Kolben 7, der einen Arbeitsraum 8 oberhalb des Kolbens von einem Arbeitsraum 9 unterhalb des Kolbens trennt. Über das Bodenventil 5 steht der Arbeitsraum 9 mit einem Ausgleichs­ raum 10, welcher zwischen Zylinder 1 und Behälter 2 angeordnet ist, in Verbindung. Der Kolben 7 ist mit der Zug- und Druck­ stufe zugeordneten Durchlaßöffnungen versehen, welche von entsprechenden Dämpfventilen abgedeckt sind. Hierbei ist das von einer Ventilfeder 12 beaufschlagte Dämpfventil 11 der Zugstufe zugeordnet, während das aus Federscheiben bestehende Dämpfventil 18 der Druckstufendämpfung dient. Im Bodenventil 5 ist ein weiteres, der Druckstufe zugeordnetes Dämpfventil und ein Rückschlagventil für die Zugstufe vorgesehen. In der Kol­ benstange 6 ist ein im wesentlichen aus Radialbohrungen 15 und einer Axialbohrung 17 bestehender Bypass vorgesehen, wobei die Radialbohrungen 15 durch einen Schieber 16 querschnittsver­ änderbar sind. Dem bei der Zugstufe ansprechenden Dämpfven­ til 11 sind Druckräume 13 zugeordnet, die in die Axialboh­ rung 17 münden und zusätzliche druckbeaufschlagte Flächen für das Dämpfventil 11 bilden. Parallel zu dem bei der Einfahrbe­ wegung der Kolbenstange 6 ansprechenden Dämpfventil 18 des Kolbens 7 ist ein aus einem Bypassventilkörper 20 und einer Bypassventilfeder 19 bestehendes Bypassdämpfventil angeordnet.

Die Fig. 2 zeigt die vorbeschriebene Kolbenanordnung und Aus­ bildung mit der Dämpfkraftverstelleinrichtung in vergrößerter Darstellung, wobei die bisher benannten Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind. In der Fig. 2 ist jeweils die Bypass-Radialbohrung 15 vom Schieber 16 vollständig geöffnet dargestellt, so daß bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange 6 die Dämpfflüssigkeit über die der Zugdämpfung zugeordneten Kolbenkanäle 21 auf das Dämpfventil 11 wirkt. Gleichzeitig gelangt Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 8 über die Radi­ albohrung 15 und die Axialbohrung 17 in jeden Druckraum 13, wobei die Flächen 14 ebenfalls druckbeaufschlagt sind. Die bei der Ausschubbewegung der Kolbenstange 6 hervorgerufene Druck­ erhöhung der Dämpfflüssigkeit im Arbeitsraum 8 bewirkt, daß sowohl über die der Zugdämpfung zugeordneten Kolbenkanäle 21 als auch über die Druckräume 13 das Dämpfventil 11 druckbe­ aufschlagt wird und diese Druckkraft entgegen der Kraft der Ventilfeder 12 wirkt. Diese auf das Dämpfventil 11 wirkende Flüssigkeits-Druckkraft ist, bedingt durch die von den Druck­ räumen 13 gebildeten, druckbeaufschlagten Flächen 14, bei ge­ öffnetem Bypassquerschnitt größer, so daß eine geringe Dämpf­ wirkung erzielt wird. Bei Verschließen der Radialbohrungen 15 durch den Schieber 16 wirkt lediglich der Flüssigkeitsdruck in den Kanälen 21 auf das Dämpfventil 11, was einer härteren Einstellung entspricht.

In der Druckstufe, d. h., beim Einschieben der Kolbenstange 6 in den Zylinder 1 wirkt bei geschlossenen Radialbohrungen 15 das der Druckdämpfung zugeordnete Dämpfventil des Kolbens 7, wobei Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 9 über die Boh­ rungen 22 und den geöffneten Ventilquerschnitt in den Ar­ beitsraum 8 strömt. Ein weiteres in Reihe geschaltetes, der Druckdämpfung zugeordnetes Dämpfventil ist im Bodenventil 5 vorgesehen. Bei geöffneter Radialbohrung 15 wirkt der von der Bypassventilfeder 19 beaufschlagte Bypassventilkörper 20 als parallel zum Dämpfventil 18 angeordnetes Bypassdämpfventil, wobei die Dämpfflüssigkeit in die Axialbohrung 17 des Kolben­ stangenzapfens 23 und von dort über die Radialbohrungen 15 in einen Radialkanal 33 und weiter in den Arbeitsraum 8 strömt. Somit wird bei geöffneten Radialbohrungen 15 eine weichere Kolbendruckdämpfung durch das zugeschaltete Bypassdämpfventil erzielt, wobei durch Stärke und Vorspannung der Bypassventil­ feder 19 das federbeaufschlagte Bypassdämpfventil sehr varia­ bel gestaltet werden kann. Die druckseitige Anordnung eines solchen Bypassdämpfventils ermöglicht es, den Verlauf der Druckkennung des Dämpfers hinsichtlich des Fahrkomforts und des Fahrverhaltens eines Fahrzeuges auf die gewünschte Druck­ dämpfungswerte einzustellen. Je nach Stellung des Schiebers 16 zur Radialbohrung 15 übernimmt der federbelastete Bypassven­ tilkörper 20 einen entsprechenden Anteil der Druckleistung der Kolbendruckdämpfung. Verschließt der Schieber 16 die Radial­ bohrungen 15 vollständig, so wirkt für die Kolbendruckdämpfung lediglich das Dämpfventil 18, wodurch die höchste Druckdämp­ fung erzielt wird.

Claims (5)

1. Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft für Fahrzeuge, wobei in einem Zylinder ein mit Dämpfventilen versehener und mit einer Kolbenstange verbundener Kolben den mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume unterteilt, während zur Verstellung der Dämpfkraft den Dämpfventilen ein in Abhängigkeit einer Steuergröße veränderbarer, in Zug- und Druckrichtung der Kolbenstange wirkender Bypass zugeordnet ist, welcher in der Kolbenstange angeordnete und mittels eines Schiebers querschnittsveränderbare Kanäle aufweist, wobei ein der Druckdämpfung zugeordnetes, federbeaufschlagtes Bypassdämpfventil (Bypassventilfeder, Bypassventilkörper, Ventilplatte) parallel zu dem der Druckrichtung zugeord­ neten Dämpfventil angeordnet und in dieser Strömungs­ richtung dem als Nachdrossel wirksamen, querschnittsveränderbaren Kanal (Radialbohrung) vorge­ schaltet ist, wobei das der Druckdämpfung zugeordnete Bypassdämpfventil (Bypassventilfeder, Bypassventilkörper, Ventilplatte) mit einer bei der Zugdämpfung wirkenden Dämpfkraftverstellung kombiniert ist, die über eine zu­ schaltbare, druckbeaufschlagte, auf das Zugventil wir­ kende Fläche erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Bypassweges vom Schieber (16) ausgehend über die Radialbohrung (15), über einen im Kolben angeord­ neten Radialkanal (33) in den von der Kolbenstange durchdrungenen Arbeitsraum (8) mündet.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bypassdämpfventil (Bypassventilfeder 19, Bypassventilkörper 20) in einer Axialbohrung (17) des den Kolben (7) aufnehmenden Kolbenstangenzapfens (23) angeordnet ist.

3. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypassventilkörper (20) napfförmig ausgebildet ist und der Napfrand die Anlage­ fläche für die Bypassventilfeder (19) bildet.

4. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Bypassventilfeder (19) von einem Axialschieber veränder­ bar ist und dieser Axialschieber zur Querschnittsverän­ derung des Bypasskanales (Radialbohrungen 15) angeordnet ist.

5. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypassventilkörper (20) einen in Zug- und Druckrichtung wirkenden Voröffnungsquer­ schnitt (32) aufweist.