DE3532292A1 - Schwingungsdaempfer mit verstellbarer daempfkraft - Google Patents

Description

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

Um geforderte Kennlinien für die Dämpfkraft eines Schwingungs­ dämpfers zu erhalten, ist es bekannt, außer der Ventilfederkraft auch die vom Dämpfflüssigkeitsdruck beaufschlagte Ventilfläche zu verändern, so daß der zum Ansprechen des Ventiles erforderliche Druck der Dämpfflüssigkeit bei großer druckbeaufschlagter Ventil­ fläche kleiner als bei kleiner druckbeaufschlagter Ventilfläche ist. Zur Dämpfkraftänderung ist es außerdem durch die DE-PS 15 05 522 bekannt, einen Bypaßkanal in der Kolbenstange anzuord­ nen, der von einem in der Zentralbohrung der Kolbenstange befind­ lichen Steuerschieber mehr oder weniger verschließbar ist, wodurch der Dämpfungsgrad für die Zug- und Druckdämpfung beeinflußt wird. Es ist bekannt, den Bypaßkanal mit im Kolben angeordneten Druck­ räumen zu verbinden, wodurch diese Druckräume vom jeweiligen Dämpfventil begrenzt werden und dadurch eine Vergrößerung der druckbeaufschlagten Fläche des Dämpfventiles bilden. Dadurch wird das jeweilige Dämpfventil mit der den Bypaß durchströmenden Dämpfflüssigkeit zusätzlich beaufschlagbar, so daß hiermit eine Dämpfkraftänderung erzielbar ist. Um eine Änderung der Dämpfkraft sowohl für die Zug- als auch Druckstufe zu erhalten, sind im By­ paßkanal als Umsteuerventile wirkende Rückschlagventile anzuord­ nen, die einen erheblichen Bau- und Montageaufwand erfordern.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungs­ dämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft zu schaffen, der einfach im Aufbau ist, eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet sowie we­ nig Bauraum beansprucht und eine leichte, problemlose Montage ge­ stattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schie­ ber zwei voneinander getrennte und steuerbare Bypaßkanalsysteme bildet, wodurch der Zug- und Druckdämpfung je ein Kanalsystem zu­ geordnet ist. Diese voneinander getrennten Bypaßkanalsysteme zeichnen sich durch einen sehr einfachen Aufbau aus, beanspruchen einen geringen Bauraum und gewährleisten eine einfache Montage.

Entsprechend der Erfindung weist der Kolben zwei mit axialem Ab­ stand und in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Ra­ dialkanäle auf, welche jeweils in mindestens einen dem jeweiligen Dampfventil zugeordneten Axialkanal münden, während die der Zug­ richtung zugeordneten Radialkanäle von denen der Druckrichtung zugeordneten Radialkanäle von einem den Bypaßquerschnitt steuern­ den Schieber voneinander getrennt sind. Diese im Kolben angeord­ neten getrennten Kanäle für die Bypässe gestatten es, einen vor­ zugsweise als Axialschieber ausgebildeten Schieber zu verwenden, der unter Einwirkung einer druckabhängigen Steuergröße die Quer­ schnittsveränderung der Bypaßkanäle vornimmt.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform wird dadurch er­ halten, daß der Schieber zwei voneinander getrennte Aussparungen aufweist, wobei die eine Aussparung dem Zugstufenbypaß und die andere dem Druckstufenbypaß zugeordnet ist. Diese getrennten Aus­ sparungen im Schieber gestatten eine einfache Konstruktion des Kolbens, so daß dadurch der Gesamtaufbau derartiger Dämpfer wei­ ter vereinfacht wird. Der Schieber kann dabei wahlweise als Axial- oder entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung als Drehschieber ausgebildet werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich des dem jeweiligen Bypaßkanalsystem zugeordneten Dämpfventiles ein Vor­ öffnungsquerschnitt angeordnet. Damit läßt sich auf einfache Wei­ se dieser Voröffnungsquerschnitt über den schaltbaren Bypaß zu- und abschalten.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Kolbenbaueinheit eines Schwin­ gungsdämpfers mit verstellbarer Dämpfkraft;

Fig. 2 den Kolben gem. Fig. 1 in der Draufsicht;

Fig. 3 eine Ausführungsform, bei welcher durch Aussparungen im Schieber zwei getrennte Bypaßkanalsysteme gebildet werden;

Fig. 4 die Ansicht des in Fig. 3 gezeigten Kolbens von unten;

Fig. 5 einen Schwingungsdämpferkolben für einen Zweirohr-Schwin­ gungsdämpfer mit der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung im Längsschnitt;

Fig. 6 den Kolben gem. Fig. 5 in der Ansicht von unten.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten, dämpfkraftverstellbaren Kolben 3 ist dieser über einen Einsatz 10 fest mit der Kolbenstange 2 verbun­ den und axial beweglich in einem Zylinder 1 angeordnet. Der In­ nenraum des Zylinders 1 ist mit Dämpfflüssigkeit gefüllt und wird vom Kolben 3 in einen oberhalb des Kolbens befindlichen Ar­ beitsraum und einen Arbeitsraum unterhalb des Kolbens getrennt. Am zylinderaustrittsseitigen Ende ist die Kolbenstange 2 über ei­ ne nicht eingezeichnete Kolbenstangenführung und -dichtung geführt und nach außen abgedichtet. Ein aus eingespannten Ventilplatten bestehendes Dämpfventil 4 ist der Zugdämpfung zugeordnet, während ein ebenfalls von eingespannten Ventilplatten gebildetes Dämpf­ ventil 5 der Druckdämpfung dient. In Verbindung mit Fig. 2, deren Schnittlinie I-I die Kolbendarstellung in Fig. 1 zeigt, ist die Kanalführung im Kolben aufgezeigt. Bei geschlossenem Bypaß wirken bei der Zugdämpfung lediglich die Axialkanäle 6 auf das Dämpfven­ til 4, während bei der Druckdämpfung die Axialkanäle 7 auf das Dämpfventil 5 wirken. Oberhalb des Kolbens 3 ist der Einsatz 10 mit einer Bypaß-Radialbohrung 8 versehen, welche in eine Bypaß- Axialbohrung 9 mündet. Bei geöffnetem Bypaßquerschnitt wirkt über die Bypaß-Radialbohrung 8, einen Radialkanal 11 und einen Axial­ kanal 12 ein zusätzlicher Flüssigkeitsdruck auf das der Zugdämp­ fung zugeordnete Dämpfventil 4, so daß bei geöffnetem Bypaßquer­ schnitt eine weichere Zugdämpfung erzielt wird. In der Druckstufe gelangt vom unteren Arbeitsraum über die Bypaß-Axialbohrung 9, den Radialkanal 13 und den Axialkanal 14 ein zusätzlich zu den Axialkanälen 7 wirkender Flüssigkeitsdruck auf das der Druckdämp­ fung zugeordnete Dämpfventil 5. Dementsprechend wird auch hier die weichere Druckdämpfung bei geöffnetem Bypaßquerschnitt er­ zielt. Die Querschnittsänderung des Bypasses erfolgt durch einen Schieber 15, der im vorliegenden Falle als Axialschieber ausge­ bildet ist und sowohl zur Steuerung des Querschnittes für die Bypaß-Radialbohrung 8 als auch für den der Druckstufe zugeordne­ ten Radialkanal 13 dient. Unter Einwirkung einer druckabhängigen Steuergröße wird der Schieber 15 entgegen der Kraft der Feder 16 nach unten verschoben und dadurch der Bypaßquerschnitt sowohl für das der Zugstufe als auch für das der Druckstufe zugeordnete Ka­ nalsystem verringert. Durch den Abschnitt mit geringerem Durch­ messer 17 bildet der Schieber 15 einen Durchlaßquerschnitt zwi­ schen dem Radialkanal 11 und der Bypaß-Radialbohrung 8, so daß lediglich die obere Steuerkante des Schiebers 15 für die Quer­ schnittsänderung der Bypaß-Radialbohrung 8 maßgebend ist. Wenn durch den Schieber 15 sowohl die Bypaß-Radialbohrung 8 als auch der Radialkanal 13 verschlossen ist, so wirken bei der Zugdämp­ fung lediglich die durchgehenden Axialkanäle 6 auf das Dämpfven­ til 4 und bei Druckdämpfung die durchgehenden Axialkanäle 7 auf das Dämpfventil 5. Dies entspricht der maximalen Dämpfkraftken­ nung. Wird der Schieber 15 in einer Zwischenstellung gehalten, kann infolge einer Vordrosselung nicht mehr der volle Dämpfdruck auf die von den Axialkanälen 12 und 14 gebildeten, zusätzlichen Beaufschlagungsflächen der Dämpfventile 4 und 5 wirken, so daß sich eine Dämpfkraft einstellt, die zwischen einer maximalen und einer minimalen Kennung liegt.

Die Ausführungsform gem. Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der gem. Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß in einem Kolben 18 ein Druckraum 24 vorgesehen ist, welcher über eine in einem Schie­ ber 21 angeordnete Aussparung 22 und einer Bypaß-Radialbohrung 8 mit dem Arbeitsraum oberhalb des Kolbens verbindbar ist. Dieser Druckraum 24 bildet eine druckbeaufschlagte Fläche 25 für das der Zugdämpfung zugeordnete Dämpfventil 4. Das der Zugdämpfung zuge­ ordnete Kanalsystem besteht somit aus der Bypaß-Radialbohrung 8, der im Schieber 21 angeordneten Aussparung 22 und dem Druckraum 24. Außerdem ist ein Voröffnungsquerschnitt 28 vorgesehen, wel­ cher in der Zug- und Druckstufe wirksam ist. Für die Druckstufe weist der im Ansatz 19 der Kolbenstange 2 angeordnete Schieber 21 eine Aussparung 23 auf, die mit dem Druckraum 26 verbindbar ist. Bei geöffnetem Bypaß wirkt somit in der Druckstufe außer den durchgehenden Axialkanälen 7 die vom Druckraum 26 gebildete, druckbeaufschlagte Fläche 27 auf das der Druckdämpfung zugeordne­ te Dämpfventil 5. Ein Voröffnungsquerschnitt 29 ist auch hier in der Zug- und Druckstufe wirksam. Durch den in der Zentralbohrung 20 angeordneten Schieber 21 ist es möglich, den Bypaßquerschnitt zu verändern, wodurch sich Dämpfkräfte einstellen, die zwischen der maximalen Dämpfkrafteinstellung bei geschlossenem Bypaßquer­ schnitt und minimaler Dämpfkrafteinstellung bei voll geöffnetem Bypaßquerschnitt liegen. Gleichzeitig mit dem Zu- und Wegschalten der druckbeaufschlagten Flächen 25 und 27 können die Voröffnun­ gen 28 und 29 zu- oder weggeschaltet werden. Somit ist es mög­ lich, eine Dämpfkennung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich hinweg zu verändern.

Der in den Fig. 5 und 6 gezeigte Dämpfkolben 30 ist für einen Zweirohr-Schwingungsdämpfer bestimmt. Hierbei unterscheidet sich im wesentlichen das der Zugdämpfung zugeordnete Dämpfventil von der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 dadurch, daß dieses von einer Schraubendruckfeder beaufschlagt ist. Die übrigen Be­ zugszeichen entsprechen denen nach den Fig. 3 und 4, da die Funktion dieser Ausführungsform der nach den Fig. 3 und 4 ent­ spricht.

Der in den Fig. 3 und 5 gezeigte Schieber 21 kann als Dreh- oder Axialschieber ausgebildet sein, wobei ein Drehschieber vor­ teilhafterweise von einem kleinen Elektromotor angetrieben wird, während die Betätigung des Längsschiebers vorzugsweise durch ei­ nen Magneten oder durch hydraulischen Druck auf einen mit dem Schieber verbundenen, nicht eingezeichneten Kolben erfolgt.

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 Dämpfflüs­ sigkeit gefüllten Zylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume un­ terteilt, während zur Verstellung der Dämpfkraft ein unter Einwirkung einer Steuergröße stehender Schieber den Durch­ trittsquerschnitt von Bypaßkanälen ändert und diese Bypaßkanä­ le mit im Kolben angeordneten, druckbeaufschlagten Flächen bildenden Druckräumen in Verbindung stehen, wobei das der je­ weiligen Bewegungsrichtung der Kolbenstange zugeordnete Dämpf­ ventil mit mindestens einer druckbeaufschlagten Fläche in Wirkverbindung steht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schieber (15, 21) zwei voneinander getrennte und steuerbare Bypaßkanalsysteme (8, 11, 12; 9, 13, 14; 8, 22, 24; 20, 23, 26) bildet, wodurch der Zug- und Druckdämpfung je ein Kanalsystem zugeordnet ist.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (3) zwei mit axialem Abstand in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnete Radialkanäle (11, 13) aufweist, welche jeweils in mindestens einen dem jeweiligen Dämpfventil zugeordneten Axialkanal (12, 14) münden, während die der Zug­ richtung zugeordneten Radialkanäle (11) von denen der Druck­ richtung zugeordneten Radialkanälen (13) von einem den Bypaß­ querschnitt steuernden Schieber (16) voneinander getrennt sind.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (21) zwei voneinander getrennte Aussparungen (22, 23) aufweist, wobei die eine Aussparung (22) dem Zugstu­ fenbypaß und die andere Aussparung (23) dem Druckstufenbypaß zugeordnet ist.

4. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schieber (15, 21) als Drehschieber aus­ gebildet ist.

5. Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich des dem jeweiligen Bypaßkanal­ system zugeordneten Dämpfventiles (4, 5) ein Voröffnungsquer­ schnitt (28, 29) angeordnet ist.