DE102010008723A1 - Gasfederdämpfervorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Gasfederdämpfervorrichtung für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102010008723A1
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Christian Dipl.-Ing. Mosler
Karl-Josef Dr.-Ing. Rieger
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/44Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G17/00Resilient suspensions having means for adjusting the spring or vibration-damper characteristics, for regulating the distance between a supporting surface and a sprung part of vehicle or for locking suspension during use to meet varying vehicular or surface conditions, e.g. due to speed or load
    • B60G17/02Spring characteristics, e.g. mechanical springs and mechanical adjusting means
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasfederdämpfervorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (13), mit:
– einem mit einem Hydraulikmedium befüllten oder befüllbarem Arbeitszylinder (3),
– einem innerhalb des Arbeitszylinders (3) verschieblich gelagerten und den Arbeitszylinder (3) in einen ersten Arbeitsraum (7) und einen zweiten Arbeitsraum (9) aufteilenden Arbeitskolben (5),
– einer dem Arbeitskolben (5) fest zugeordneten und in den ersten Arbeitsraum (7) eintauchenden Kolbenstange (11),
– einer außerhalb des Arbeitszylinders (3) angeordneten und diesem hydraulisch zugeordneten Gasdruckbeaufschlagten hydraulischen Nachgiebigkeitsstelle (17),
– einer zwischen den Arbeitszylinder (3) und die Nachgiebigkeitsstelle (17) geschalteten Ventilanordnung (15) mittels der zumindest eine Eigenschaft der Gasfederdämpfervorrichtung (1) stellbar oder zumindest beeinflussbar ist.
Um eine verbesserte Gasfederdämpfervorrichtung zu ermöglichen ist vorgesehen, dass die Ventilanordnung (15) einen zwischen die Nachgiebigkeitsstelle (17) und den ersten Arbeitsraum (9) geschalteten Fluidpfad (19) mit einem Zugrückschlagventil (21) aufweist, der mittels des Zugrückschlagventils (21) für von der Nachgiebigkeitsstelle (17) in den ersten Arbeitsraum (7) einströmendes Hydraulikmedium geöffnet und in umgekehrter Richtung gesperrt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gasfederdämpfervorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem mit einem Hydraulikmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitszylinder, einem innerhalb des Arbeitszylinders verschieblich gelagerten und den Arbeitszylinder in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum aufteilenden Arbeitskolben, einer dem Arbeitskolben fest zugeordneten und in den ersten Arbeitsraum eintauchenden Kolbenstange, einer außerhalb des Arbeitszylinders angeordneten und diesem hydraulisch zugeordneten Gasdruckbeaufschlagten hydraulischen Nachgiebigkeitsstelle und einer zwischen den Arbeitszylinder und die Nachgiebigkeitsstelle geschalteten Ventilanordnung mittels der zumindest eine Eigenschaft der Gasfederdämpfervorrichtung stellbar oder zumindest beeinflussbar ist.
  • Gasfederdämpfervorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind bekannt. Diese können beispielsweise als sogenannte Ein-Rohr-Dämpfer oder Zwei-Rohr-Dämpfer ausgeführt sein. Beide Funktionsprinzipien basieren darauf, dass ein mit einem kompressiblen Medium, das unter Druck steht, gefüllter Gasausgleichsraum Kompressionskräfte auf ein in zwei Arbeitskammern befindliches Hydraulikmedium überträgt. Mittels eines Arbeitskolbens, der die zwei Arbeitsräume voneinander abtrennt, und einer diesem zugeordneten Kolbenstange können Federdämpfungskräfte übertragen werden, wobei eine Dämpfung mittels Ventilen, die ein Überströmen des Hydraulikmediums zwischen den Arbeitsträumen ermöglicht vorgebbar und/oder einstellbar ist. Es sind Gasfederdämpfervorrichtungen bekannt, bei denen die Arbeitsräume mittels einer außerhalb eines Arbeitszylinders separat angeordneten Ventilanordnung einander zugeordnet sind. Ferner sind Systeme bekannt, bei denen auch der Gasausgleichsraum außerhalb des Arbeitszylinders angeordnet ist. Überdies ist es bekannt, Eigenschaften, beispielsweise Feder- und Dämpfungskonstanten zu beeinflussen, beispielsweise mittels einstellbaren Ventilen. Aus der DE 195 47 910 C1 ist eine Vorrichtung zur Beeinflussung von Kennlinien eines Schwingungsdämpfers bekannt, wobei der Schwingungsdämpfer mit einem federnd veränderbaren Reservoir oder Ausgleichsraum verbunden ist, wobei zwischen den durch den Kolben getrennten Arbeitsräumen ein Bypass und ein Rückschlagventil vorhanden ist, und dass innerhalb der Verbindung zum Reservoir oder Ausgleichsraum ein einstellbares Dämpfungsventil und ein zugehöriges Rückschlagventil vorhanden ist, wobei beide Arbeitsräume über ein weiteres und zwischen dem Schwingungsdämpfer und dem in der Verbindung zum Reservoir oder Ausgleichsraum vorhandenen einstellbaren Dämpfungsventil und zugehörigem Rückschlagventil angeordnetes regelbares Dämpfungsventilsystem vorhanden sind, wobei das weitere Dämpfungsventilsystem mindestens zwei Dämpfungsventile aufweist, und bei dem jedes der Dämpfungsventile des weiteren Dämpfungsventilsystems aus einem elektromagnetisch ansteuerbaren Steuerschieber und einem mit dem Steuerschieber strömungstechnisch parallel oder in Reihe geschalteten Druck abhängigen Ventil besteht. Der Reservoirbehälter beinhaltet einen unter hohem Druck stehenden gasgefüllten Gasraum, wobei der hohe Druck auf die gesamte Vorrichtung übertragen wird. Bei einer Einfederbewegung verringert sich dieser Druck in einem der Arbeitsräume.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gasfederdämpfervorrichtung bereitzustellen, insbesondere ein besonders sensibles Ansprechverhalten zu ermöglichen und/oder eine Kavitationsgefahr während eines Betriebs der Gasfederdämpfervorrichtung auszuschließen oder zumindest auf ein Minimum zu reduzieren.
  • Die Aufgabe ist bei einer Gasfederdämpfervorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit einem mit einem Hydraulikmedium befüllten oder befüllbaren Arbeitszylinder, einem innerhalb des Arbeitszylinders verschieblich gelagerten und den Arbeitszylinder in einen ersten Arbeitsraum und einen zweiten Arbeitsraum aufteilenden Arbeitskolben, einer dem Arbeitskolben fest zugeordneten und in den ersten Arbeitsraum eintauchenden Kolbenstange, einer außerhalb des Arbeitszylinders angeordneten und diesem hydraulisch zugeordneten Gasdruckbeaufschlagten hydraulischen Nachgiebigkeitsstelle und einer zwischen den Arbeitszylinder und die Nachgiebigkeitsstelle geschalteten Ventilanordnung mittels der zumindest eine Eigenschaft der Gasfederdämpfervorrichtung stellbar oder zumindest beeinflussbar ist dadurch gelöst, dass die Ventilanordnung einen zwischen die Nachgiebigkeitsstelle und den ersten Arbeitsraum geschalteten Fluidpfad mit einem Zugrückschlagventil aufweist, der mittels des Zugrückschlagventils für von der Nachgiebigkeitsstelle in den ersten Arbeitsraum einströmendes Hydraulikmedium geöffnet und in umgekehrter Richtung gesperrt ist. Vorteilhaft kann mittels des Fluidpfads und des Zugrückschlagventils sichergestellt werden, dass auch bei schnellen Federbewegungen, insbesondere einer Einfederbewegung, das Hydraulikmedium von der Nachgiebigkeitsstelle ungehindert in den ersten Arbeitsraum nachströmen kann, wobei vorteilhaft eine Kavitationsgefahr vermieden oder zumindest auf ein Minimum reduziert werden kann. Vorteilhaft kann durch diese Maßnahme die Gasfederdämpfervorrichtung sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung jeweils mit einem sich dabei aufbauenden Überdruck in dem sich damit entsprechend verkleinernden Arbeitsraum betrieben werden. Der sich entsprechend vergrößernde Arbeitsraum ist der Nachgiebigkeitsstelle hydraulisch direkt zugeordnet, so dass das Hydraulikmedium nachfließen kann. Vorteilhaft ist dadurch möglich, einen Grunddruck der Gasfederdämpfervorrichtung vergleichsweise gering zu wählen. Der Grundruck wird mittels der Nachgiebigkeitsstelle bereitgestellt bzw. auf das Hydraulikmedium übertragen, wobei die Nachgiebigkeitsstelle zum Bereitstellen des Grunddrucks und zum Ausgleichen einer Volumenverdrängung der in den ersten Arbeitsraum eintauchenden Kolbenstange ausgelegt ist. Dazu kann die Nachgiebigkeitsstelle als hydraulischer Energiespeicher ausgelegt sein, die beispielsweise auf bekannte Art und Weise hydraulische Energie in Form von Kompressionsenergie eines Gaspolsters einspeichert und wieder abgeben kann. Die Nachgiebigkeitsstelle kann dazu einen innerhalb eines Zylinders verschieblich gelagerten Trennkolben aufweisen, der einen Gasausgleichsraum von einem hydraulischen Ausgleichsraum abtrennt.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Ventilanordnung einen zwischen die Nachgiebigkeitsstelle und den ersten Arbeitsraum geschalteten weiteren Fluidpfad mit einem Druckrückschlagventil aufweist, der mittels des Druckrückschlagventils für von der Nachgiebigkeitsstelle in den zweiten Arbeitsraum einströmendes Hydraulikmedium geöffnet und in umgekehrter Richtung gesperrt ist. Vorteilhaft kann bei einer Ausfederbewegung das Hydraulikmedium ungehindert in den zweiten Arbeitsraum nachströmen, so dass auch bei einer Ausfederbewegung eine Kavitationsgefahr in dem zweiten Arbeitsraum vermeidbar oder zumindest auf ein Minimum reduzierbar ist.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass dem Druckrückschlagventil ein einstellbares Druckventil parallel geschaltet ist. Unter dem Druckventil kann beispielsweise ein Drosselventil, ein Einrichtungsdrosselventil, ein Druckregelventil und/oder ein einstellbares Drosselventil verstanden werden. Vorteilhaft kann mittels des Druckventils die Eigenschaft für eine Einfederbewegung der Gasfederdämpfervorrichtung eingestellt und/oder zumindest beeinflusst werden.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass dem Zugrückschlagventil ein einstellbares Zugventil parallel geschaltet ist. Das Zugventil kann analog des Druckventils ausgelegt sein und die Eigenschaft in Zugrichtung einstellen oder zumindest beeinflussen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass das Zugrückschlagventil, das Druckrückschlagventil und ein gemeinsames einstellbares Ventil parallel geschaltet sind. Das einstellbare Ventil kann analog des Zugventils und/oder des Druckventils ausgelegt sein und vorteilhaft aufgrund der Parallelschaltung sowohl bei einer Zugrichtung als auch bei einer Druckrichtung von dem Hydraulikmedium durchströmt sein, so dass dieses gleichermaßen die Eigenschaft bei einer Zugbewegung wie auch bei einer Druckbewegung der Gasfederdämpfervorrichtung einstellen oder zumindest beeinflussen kann.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass der Arbeitskolben ein zwischen die Arbeitsräume geschaltetes, insbesondere einstellbares, Arbeitskolbenventil aufweist. Das Arbeitskolbenventil kann analog des Zugventils und/oder Druckventils ausgelegt sein, insbesondere kann es sich dabei um ein Einrichtungsdrosselventil, insbesondere um ein passives Einrichtungsdrosselventil handeln. Vorteilhaft ergibt sich zwischen den Arbeitsräumen der kürzest mögliche Fluidpfad, was sich auf ein Übertragungsverhalten, ein Regel- und/oder Steuerverhalten und/oder ein Komfortverhalten der Gasfederdämpfervorrichtung positiv auswirkt.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass der Arbeitskolben ein zwischen die Arbeitsräume geschaltetes, insbesondere einstellbares, weiteres Arbeitskolbenventil aufweist. Das weitere Arbeitskolbenventil kann analog des Arbeitskolbenventils ausgelegt sein, wobei vorteilhaft sowohl in einer Zugrichtung als auch in einer Druckrichtung sich die vorteilhaften Eigenschaften der Gasfederdämpfervorrichtung ergeben.
  • Die Aufgabe ist ferner bei einem Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Gasfederdämpfervorrichtung gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:
  • 1a eine schematische Ansicht einer Gasfederdämpfervorrichtung mit Einrichtungsdrosselventilen;
  • 1b die in 1a gezeigte Gasfederdämpfervorrichtung, jedoch mit normalen Drosselventilen;
  • 2a eine weitere Gasfederdämpfervorrichtung mit Einrichtungsdrosselventilen;
  • 2b die in 2a gezeigte Gasfederdämpfervorrichtung, jedoch mit normalen Drosselventilen;
  • 3a eine Gasfederdämpfervorrichtung mit einem gemeinsamen Einrichtungsdrosselventil;
  • 3b die in 3a gezeigte Gasfederdämpfervorrichtung, jedoch mit einem normalen Drosselventil;
  • 4a eine weitere Gasfederdämpfervorrichtung mit einem Arbeitskolbenventil und einem Einrichtungsdrosselventil;
  • 4b die in 4a gezeigte Gasfederdämpfervorrichtung, jedoch mit einem normalen Drosselventil;
  • 5a eine weitere Gasfederdämpfervorrichtung analog der in 4a gezeigten, wobei im Unterschied das Arbeitskolbenventil als Einrichtungsdrosselventil ausgeführt ist;
  • 5b ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Gasfederdämpfervorrichtung analog der in 4b gezeigten, wobei im Unterschied das Arbeitskolbenventil als Einrichtungsdrosselventil ausgeführt ist;
  • 6a eine weitere Gasfederdämpfervorrichtung analog der in 5a gezeigten, wobei ein weiteres Arbeitskolbenventil vorgesehen ist; und
  • 6b eine weitere Gasfederdämpfervorrichtung analog der in 5b gezeigten, wobei im Unterschied ein weiteres Arbeitskolbenventil vorgesehen ist.
  • Die 1a bis 6b zeigen jeweils eine Gasfederdämpfervorrichtung 1, die teiltragend sein kann. D. h., dass parallel zu der Gasfederdämpfervorrichtung 1 eine nicht dargestellte Feder, insbesondere eine Luft- oder Stahlfeder, angeordnet sein kann. Zur Beschreibung der grundsätzlichen Funktionsweise der gezeigten Gasfederdämpfervorrichtungen 1 wird im Folgenden auf diese Figuren gemeinsam Bezug genommen:
    Die Gasfederdämpfervorrichtung 1 weist einen Arbeitszylinder 3 auf. Der Arbeitszylinder 3 ist mit einem nicht näher dargestellten Hydraulikmedium, beispielsweise einem Hydrauliköl, befüllt. Innerhalb des Arbeitszylinders 3 ist ein Arbeitskolben 5 verschieblich gelagert, der den Arbeitszylinder 3 in einen ersten Arbeitsraum 7 und einen zweiten Arbeitsraum 9 aufteilt.
  • Dem Arbeitskolben 5 ist eine Kolbenstange 11 fest zugeordnet, wobei die Kolbenstange 11 in den ersten Arbeitsraum 7 eintaucht und dabei ein entsprechendes Volumen des Hydraulikmediums verdrängt.
  • Mittels der Kolbenstange 11 können Federdämpferkräfte auf ein nur teilweise dargestelltes Kraftfahrzeug 13 übertragen werden.
  • Den Arbeitsräumen 7, 9 des Arbeitszylinders 3 ist hydraulisch eine Ventilanordnung 15 nachgeschaltet. Mittels der Ventilanordnung 15 kann zumindest eine Eigenschaft der Gasfederdämpfervorrichtung eingestellt oder zumindest beeinflusst werden.
  • Der Ventilanordnung 15 nachgeschaltet weist die Gasfederdämpfervorrichtung 1 eine Gasdruck beaufschlagte Nachgiebigkeitsstelle 17 auf. Nachgiebigkeitsstellen sind bekannt und können in Form eines hydraulischen Energiespeichers dämpfend wirken und/oder einen Volumenausgleich gewährleisten. Vorliegend nimmt die Nachgiebigkeitsstelle 17 das von der eintauchenden Kolbenstange verdrängte Volumen auf. Ferner ist die Nachgiebigkeitsstelle 17 gasdruckbeaufschlagt und stellt dadurch einen Grunddruck innerhalb der Ventilanordnung 15 und den Arbeitsräumen 7, 9 des Arbeitszylinders 3 sicher. Die Nachgiebigkeitsstelle 17 kann dazu einen zylindrischen Innenraum aufweisen, der mittels eines darin verschieblich gelagerten Trennkolbens in einen mit einem Gas bzw. einem kompressiblen Medium, insbesondere Luft, gefüllten Gasausgleichsraum und einem mit dem Hydraulikmedium befüllten Hydraulikmediumausgleichsraum aufgeteilt ist.
  • Vorteilhaft kann die Nachgiebigkeitsstelle 17 so ausgelegt sein, dass diese einen vergleichsweise geringen Grunddruck, beispielsweise zwischen 0 und 10 bar, insbesondere zwischen 2 und 8 bar, insbesondere zwischen 4 und 6 bar, vorzugsweise von ungefähr 5 bar bereitstellt.
  • Vorteilhaft kann dadurch ein besonders sensibles Ansprechverhalten und damit Komfortverhalten der Gasfederdämpfervorrichtung ermöglicht werden.
  • Der vergleichsweise niedrige Grunddruck der Gasfederdämpfervorrichtung ist möglich, da diese bei einer Einfederbewegung, also in einer Druckrichtung als auch bei einer Ausfederbewegung, also in einer Zugrichtung so ausgelegt ist, dass der jeweils entlastete Arbeitsraum 7, 9 von der Nachgiebigkeitsstelle 17 mit unter dem Grundruck stehendem Hydraulikmedium versorgt wird bzw. das dieses ungehindert nachströmen kann.
  • Um dies zu ermöglichen, weist die Ventilanordnung 15 einen zwischen die Nachgiebigkeitsstelle 17 und den ersten Arbeitsraum 7 geschalteten Fluidpfad 19 mit einem Zugrückschlagventil 21 auf. Das Zugrückschlagventil 21 ist so in den Fluidpfad 19 geschaltet, dass das Hydraulikmedium von der Nachgiebigkeitsstelle 17 ungehindert in den ersten Arbeitsraum 7 nachströmen kann. Für den entgegen gesetzten Fall, also falls sich der erste Arbeitsraum 7 verkleinert, sperrt das Zugrückschlagventil 21.
  • Außerdem weist die Ventilanordnung 15 einen zwischen die Nachgiebigkeitsstelle 17 und dem zweiten Arbeitsraum 9 geschalteten weiteren Fluidpfad 23 mit einem Druckrückschlagventil 25 auf. Das Druckrückschlagventil 25 ist so in den weiteren Fluidpfad 23 geschaltet, dass im Falle einer Volumenvergrößerung des zweiten Arbeitsraums 9 das Hydraulikmedium ungehindert von der Nachgiebigkeitsstelle 17 in den zweiten Arbeitsraum nachströmen kann. Im umgekehrten Fall, also bei einer Volumenverkleinerung des zweiten Arbeitsraums 9 sperrt das Druckrückschlagventil 25.
  • Zur näheren Erläuterung der Ventilanordnung 15 der in den 1a, 2a, 1b, 2b gezeigten Gasfederdämpfervorrichtungen 1 wird auf diese Figuren gemeinsam Bezug genommen:
    Dem Zugrückschlagventil 21 ist ein Zugventil 27 parallel geschaltet, mittels dem eine Dämpferarbeit bei einer Zugbewegung, also bei einem Ausfedern, also bei gesperrtem Zugrückschlagventil 21 eingestellt werden kann.
  • Dem Druckrückschlagventil 25 ist ein Druckventil 29 parallel geschaltet, mittels dem eine Dämpferarbeit bei einer Druckbewegung, also bei einer Einfederbewegung eingestellt werden kann.
  • Gemäß der 1a sind das Zugventil 27 und das Druckventil 29 als regelbare Einrichtungsdrosselventile ausgeführt. Ebenso gemäß der Darstellung der 2a. Alternativ kann das Einrichtungsdrosselventil in den 1a, 2a, 3a, 4a, 5a und 5b als ein Druckregelventil ausgebildet sein. Ferner kann auch das Einrichtungsdrosselventil in den 1a und 2a durch ein weiteres Druckregelventil ergänzt werden.
  • Gemäß den Darstellungen der 1b und 2b sind das Zugventil 27 und das Druckventil 29 als regelbare Drosselventile ausgelegt. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, ein Einrichtungsdrosselventil mit einem Drosselventil zu kombinieren und/oder an Stelle einer einstellbaren Variante passive Drosselventile und/oder Einrichtungsdrosselventile vorzusehen.
  • Gemäß den 1a und 1b ist die Ventilanordnung 15 so ausgelegt, dass diese mittels eines gemeinsamen, nicht näher dargestellten Ventilblocks realisierbar ist.
  • Gemäß den Darstellungen der 2a und 2b ist die Ventilanordnung 15 so ausgelegt, dass der Fluidpfad 19 und der weitere Fluidpfad 23 sowie die jeweils eingeschalteten Hydraulikelemente mittels zwei unterschiedlichen Hydraulikplatten und/oder Hydraulikeinheiten, die in den 2a und 2b nicht näher dargestellt sind, realisiert werden können.
  • Gemäß den Darstellungen der 3a und 3b weist die Ventilanordnung 15 anstelle des Zugventils 27 und des Druckventils 29 lediglich ein gemeinsames Ventil 31 auf, das in 3a als regelbares Einrichtungsdrosselventil und gemäß 3b als regelbares Drosselventil ausgeführt ist.
  • Gemäß den Darstellungen der 3a und 3b ist das gemeinsame Ventil 31 dem Zugrückschlagventil 21 und Druckrückschlagventil 25 parallel geschaltet. Das gemeinsame Ventil 31 ist also dem ersten Arbeitsraum 7 und dem zweiten Arbeitsraum 9 gleichermaßen nachgeschaltet und der Nachgiebigkeitsstelle 17 vorgeschaltet. Außerdem ist jeweils zwischen die Arbeitsräume 7, 9 und das gemeinsame Ventil 31 ein Rückschlagventil geschaltet, wobei diese so angeordnet sind, dass jeweils ausströmendes Hydraulikmedium aus einem der Arbeitsträume 7, 9 durch das gemeinsame Ventil 31 geleitet wird, jedoch daran gehindert wird, in den jeweiligen anderen sich vergrößernden, also entlasteten Arbeitsraum 7, 9 einzuströmen. Es ist ersichtlich, dass das dadurch sowohl in Zugrichtung als auch in Druckrichtung das gemeinsame Ventil 31 in Richtung des jeweils sich füllenden Arbeitsraumes 7, 9 beziehungsweise gegebenenfalls in Richtung der Nachgiebigkeitsstelle 17 durchströmt wird. Vorteilhaft kann dadurch mittels nur eines einzigen gemeinsamen Ventils 31 die Gasfederdämpfervorrichtung gesteuert und/oder geregelt werden bzw. eine Dämpfungseigenschaft eingestellt werden.
  • Die 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b weisen ebenfalls eine Ventilanordnung 15 mit einem gemeinsamen Ventil 31 analog der Darstellung der 3a und 3b auf. Im Unterschied sind jedoch keine zusätzlichen Rückschlagventile den Arbeitsräumen 7, 9 nachgeschaltet. Um dennoch ein kontrolliertes Überströmen des Hydraulikmediums zwischen dem ersten Arbeitsraum 7 und dem zweiten Arbeitsraum 9 zu gewährleisten, ist gemäß den 4a, 4b, 5a, 5b ein Arbeitskolbenventil 33 vorgesehen, das als Teil des Arbeitskolbens 5 den ersten Arbeitsraum 7 und den zweiten Arbeitsraum 9 hydraulisch verbindet. Gemäß der Darstellung der 4a ist das Arbeitskolbenventil 33 als regelbares Drosselventil ausgeführt. Gemäß den Darstellungen der 5a und 5b sowie 6a und 6b ist das Arbeitskolbenventil 33 als regelbares Einrichtungsdrosselventil ausgelegt, dass für Überströmen des Hydraulikmedium von dem ersten Arbeitsraum 7 in den zweiten Arbeitsraum 9 geöffnet und in umgekehrter Richtung geschlossen ist.
  • Gemäß den Darstellungen der 6a und 6b ist zusätzlich zu dem Arbeitskolbenventil 33 ein weiteres Arbeitskolbenventil 35 vorgesehen, dass ebenfalls als regelbares Einrichtungsdrosselventil ausgelegt ist, wobei dieses jedoch genau in der entgegen gesetzten wie das Arbeitskolbenventil 33 öffnet. Das weitere Arbeitskolbenventil 35 ist also für von dem zweiten Arbeitsraum 9 in den ersten Arbeitsraum 7 strömendes Hydraulikmedium geöffnet und in umgekehrter Richtung geschlossen.
  • Gemäß der 4a ist das gemeinsame Ventil 31 als regelbares Einrichtungsdrosselventil ausgelegt, wobei bei einer Druckbewegung ein Teilstrom des Hydraulikmediums von dem ersten Arbeitsraum 7 in den zweiten Arbeitsraum 9 über das Arbeitskolbenventil 33 strömt. Ein weiterer Volumenanteil wird über das gemeinsame Ventil 31 der Nachgiebigkeitsstelle 17 zugeführt. In umgekehrter Richtung, also bei einer Ausfederbewegung, wird ebenfalls ein Teilstrom des Hydraulikmediums von dem zweiten Arbeitsraum 9 in den ersten Arbeitsraum 7 über das Arbeitskolbenventil 33 geführt. Eine entsprechende Volumenvergrößerung der Arbeitsräume 7 und 9, die aufgrund der austretenden Kolbenstange 11 hervorgerufen wird, wird durch ein ungehindertes Nachströmen des Hydraulikmediums von der Nachgiebigkeitsstelle 17 über das Druckrückschlagventil 25 des weiteren Fluidpfads 23 ausgeglichen.
  • Gemäß der Darstellung der 4a ist das gemeinsame Ventil 31 als regelbares Einrichtungsdrosselventil ausgelegt. Gemäß der Darstellung der 4b ist das gemeinsame Ventil 31 als regelbares Drosselventil ausgelegt.
  • Die Auslegung des gemeinsamen Ventils 31 der 5a und der 6a entspricht der Auslegung der 4a. Die Auslegung des gemeinsamen Ventils 31 der 5b und 6b entspricht der Auslegung gemäß der 4b.
  • Gemäß den 5a und 5b ist das Arbeitskolbenventil 33 nur in einer Flussrichtung durchgängig, so dass bei einer Einfederbewegung, also in Druckrichtung der gesamte Strom des Hydraulikmediums, der aufgrund der Volumenverkleinerung des zweiten Arbeitsraums 9 entsteht, über das gemeinsame Ventil 31 geführt wird. In entgegen gesetzter Richtung wird der gesamte Volumenstrom, der aufgrund der Volumenverkleinerung des ersten Arbeitsraums 7 entsteht, über das Arbeitskolbenventil 33 geführt.
  • Die Gasfederdämpfervorrichtung 1 gemäß den 6a und 6b weist zusätzlich das weitere Arbeitskolbenventil 35 auf, das ebenfalls als regelbares Einrichtungsdrosselventil ausgelegt ist. Das weitere Arbeitskolbenventil 35 ist so geschaltet, dass es in Zugrichtung, also bei einer Volumenverkleinerung des ersten Arbeitsraums 7 geschlossen ist. Mithin verlaufen die Volumenströme bei einer Ausfederbewegung analog der Gasfederdämpfervorrichtungen 1 der 5a und 5b, wobei auf die Beschreibung der 5a und 5b verwiesen wird. In umgekehrter Richtung, also bei einer Volumenverkleinerung des zweiten Arbeitsraums 9, kann zusätzlich ein Teilvolumenstrom über das weitere Arbeitskolbenventil 35 in den ersten Arbeitsraum 7 einströmen. Ein weiterer Teilvolumenstrom wird über das gemeinsame Ventil 31 der Nachgiebigkeitsstelle 17 zugeleitet.
  • Vorteilhaft ist der Ausgleichsgasraum der Nachgiebigkeitsstelle 17 durch die Ventilanordnung 15, die insbesondere Drosselventile und Rückschlagventile aufweist, von beiden Arbeitsträumen 7, 9 der Gasfederdämpfervorrichtung 1 abgetrennt, wobei vorteilhaft entsprechende Dämpferkräfte der Gasfederdämpfervorrichtung 1 durch Überdruck erzeugt werden können. Vorteilhaft wird also zum Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen den Arbeitsräumen 7, 9 kein Unterdruck erzeugt, wobei eine Kavitationsgefahr, insbesondere in dem der Kolbenstange 11 abgewandten, also bei einer Druckbewegung aktiven, zweiten Arbeitskammer 9 keine Kavitationsgefahr besteht. Die zweite Arbeitskammer 9 kann auch als Radeinfederdämpfungsarbeitskammer bezeichnet werden. Vorteilhaft kann ein niedriger Grunddruck in den Arbeitsräumen 7, 9 eingestellt werden, wobei sich dies vorteilhaft komfortgünstig auswirkt, insbesondere durch eine geringere Dichtungsreibung, insbesondere an einer nicht näher dargestellten Dichtung zwischen dem Arbeitszylinder 3 und der Kolbenstange 11.
  • Sämtliche einstellbaren und/oder regelbaren Ventile der Ventilanordnung 15 können so konfiguriert werden, dass diese stromlos hart sind bzw. beinahe geschlossen sind, wobei dadurch eine hohe Dämpfung, verbunden mit einer hohen Fahrsicherheit eingestellt wird, was vorteilhaft im Falle eines Elektrikversagens ein gutes Fall-Safe-Verhalten der Gasfederdämpfervorrichtung 1 bedingt.
  • Alternativ und/oder zusätzlich ist es denkbar, die in den unterschiedlichen Alternativen der 1a und 6b dargestellten regelbaren und/oder einstellbaren Ventile miteinander zu kombinieren, insbesondere diese mit herkömmlichen fest voreingestellten Ventilen, beispielsweise Drosseln zu kombinieren. Ferner ist es denkbar, alternativ und/oder zusätzlich eine oder mehrere der Drosselventile durch Druckregelventile zu ersetzen.
  • Gemäß den 6a und 6b ergeben sich vorteilhaft vergleichsweise kurze hydraulische Fluidpfade, wobei ein dämpfend wirkender Einfluss, der durch die Fluidpfade selbst hervorgerufen ist, vorteilhaft minimiert werden kann.
  • Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, in dem Arbeitskolben 5 zusätzlich passive Zug- und Druckplattenventile vorzusehen.
  • 1
    Gasfederdämpfervorrichtung
    3
    Arbeitszylinder
    5
    Arbeitskolben
    7
    erster Arbeitsraum
    9
    zweiter Arbeitsraum
    11
    Kolbenstange
    13
    Kraftfahrzeug
    15
    Ventilanordnung
    17
    Nachgiebigkeitsstelle
    19
    Fluidpfad
    21
    Zugrückschlagventil
    23
    Fluidpfad
    25
    Druckrückschlagventil
    27
    Zugventil
    29
    Druckventil
    31
    Ventil
    33
    Arbeitskolbenventil
    35
    Arbeitskolbenventil
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19547910 C1 [0002]

Claims (8)

  1. Gasfederdämpfervorrichtung (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug (13), mit: – einem mit einem Hydraulikmedium befüllten oder befüllbarem Arbeitszylinder (3), – einem innerhalb des Arbeitszylinders (3) verschieblich gelagerten und den Arbeitszylinder (3) in einen ersten Arbeitsraum (7) und einen zweiten Arbeitsraum (9) aufteilenden Arbeitskolben (5), – einer dem Arbeitskolben (5) fest zugeordneten und in den ersten Arbeitsraum (7) eintauchenden Kolbenstange (11), – einer außerhalb des Arbeitszylinders (3) angeordneten und diesem hydraulisch zugeordneten Gasdruckbeaufschlagten hydraulischen Nachgiebigkeitsstelle (17), – einer zwischen den Arbeitszylinder (3) und die Nachgiebigkeitsstelle (17) geschalteten Ventilanordnung (15) mittels der zumindest eine Eigenschaft der Gasfederdämpfervorrichtung (1) stellbar oder zumindest beeinflussbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (15) einen zwischen die Nachgiebigkeitsstelle (17) und den ersten Arbeitsraum (9) geschalteten Fluidpfad (19) mit einem Zugrückschlagventil (21) aufweist, der mittels des Zugrückschlagventils (21) für von der Nachgiebigkeitsstelle (17) in den ersten Arbeitsraum (7) einströmendes Hydraulikmedium geöffnet und in umgekehrter Richtung gesperrt ist.
  2. Gasfederdämpfervorrichtung (19) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (15) einen zwischen die Nachgiebigkeitsstelle (17) und dem zweiten Arbeitsraum (9) geschalteten weiteren Fluidpfad (23) mit einem Druckrückschlagventil (25) aufweist, der mittels des Druckrückschlagventils (25) für von der Nachgiebigkeitsstelle (17) in den zweiten Arbeitsraum (9) einströmendes Hydraulikmedium geöffnet und in umgekehrter Richtung gesperrt ist.
  3. Gasfederdämpfervorrichtung (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckrückschlagventil (25) ein einstellbares Druckventil (29) parallel geschaltet ist.
  4. Gasfederdämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zugrückschlagventil (21) ein einstellbares Zugventil (27) parallel geschaltet ist.
  5. Gasfederdämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugrückschlagventil (21), das Druckrückschlagventil (25) und ein gemeinsames, insbesondere einstellbares, Ventil (31) parallel geschaltet sind.
  6. Gasfederdämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (5) ein zwischen die Arbeitsräume (7, 9) geschaltetes, insbesondere einstellbares Arbeitskolbenventil (33) aufweist.
  7. Gasfederdämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitskolben (5) ein zwischen die Arbeitsräume (7, 9) geschaltetes, insbesondere einstellbares, weiteres Arbeitskolbenventil (35) aufweist.
  8. Kraftfahrzeug (13) mit einer Gasfederdämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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