DE102019115492A1 - Dämpferanordnung für ein Rad eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Dämpferanordnung für ein Rad eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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Abstract

Dämpferanordnung für ein Rad eines Kraftfahrzeuges mit einem Arbeitszylinder (4), der mindestens ein Dämpferrohr (6) mit einer Innenwand (8) aufweist, wobei in dem Dämpferrohr (6) ein an einer Kolbenstange (10) angeordneter Arbeitskolben (12) axial verstellbar vorgesehen ist, derart, dass eine erste, obere Dämpferkammer (14) und eine zweite, untere Dämpferkammer (16) ausgebildet sind, wobei eine Druckstellanordnung (18) vorgesehen ist, die eine bi-direktionale Pumpe (20), die durch einen Elektromotor (22) antreibbar ist und mindestens ein Speichervolumen (24) aufweist, wobei die Pumpe (20) und das Speichervolumen (24) über Hydraulikverbindungen (34, 36, 38, 40, 42), die zumindest Rückschlagventile (26, 28) und einstellbare Drosselventilanordnungen (30, 32) aufweisen, mit den beiden Dämpferkammern (14, 16) fluidisch verbunden sind, wobei eine erste hydraulische Verbindung (34) von der Pumpe (20) zur ersten, oberen Dämpferkammer (14) und eine zweite hydraulische Verbindung (36) von der Pumpe (20) zur zweiten, unteren Dämpferkammer (16) führt, wobei genau ein Speichervolumen (24) vorgesehen ist, wobei einer erste hydraulische Verbindung (38) mit in Richtung zu den hydraulische Verbindungen (34, 36) öffnenden Rückschlagventilen (26, 28) und eine zweite, parallel hierzu geschaltete hydraulische Verbindung (40) mit zwei einstellbaren Drosselventilanordnungen (30, 32) vorgesehen ist, wobei das Speichervolumen (24) über eine dritte hydraulische Verbindung (42) fluidisch mit den beiden Rückschlagventilen (26, 28) und den einstellbaren Drosselanordnungen (30, 32) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dämpferanordnung für ein Rad eines Kraftfahrzeuges mit einem Arbeitszylinder, der mindestens ein Dämpferrohr mit einer Innenwand aufweist, wobei in dem Dämpferrohr ein an einer Kolbenstange angeordneter Arbeitskolben axial verstellbar vorgesehen ist, derart, das eine erste, obere Dämpferkammer und eine zweite, untere Dämpferkammer ausgebildet sind, wobei eine Druckstellanordnung vorgesehen ist, die eine bi-direktionale Pumpe, die durch einen Elektromotor antreibbar ist und mindestens ein Speichervolumen aufweist, wobei das Speichervolumen über hydraulische Verbindungen, die zumindest Rückschlagventile und einstellbare Drosselventilanordnungen aufweisen, mit den beiden Dämpferkammern fluidisch verbunden ist, wobei eine erste hydraulische Verbindung von der Pumpe zur ersten, oberen Dämpferkammer und eine zweite hydraulische Verbindung von der Pumpe zur zweiten, unteren Dämpferkammer führt.
  • Eine derartige Dämpferanordnung wird auch als aktive Dämpferanordnung bezeichnet. Hierdurch sollen neben den normalen Dämpferaufgaben einer Radaufhängung auch eine aktive Dämpfung in dem Sinne ermöglicht werden, das der Druck in der ersten, oberen Druckkammer oder in der zweiten, unteren Druckkammer durch eine Pumpe aktiv beeinflusst werden kann. Ein Beispiel für eine derartige Dämpferanordnung ist in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2010 054 908 A zu finden. Diese Dämpferanordnung ist jedoch mit zwei Speichervolumina komplexer aufgebaut und daher auch teuer in der Herstellung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine aktive Dämpferanordnung bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist, und einen hohen Fahrkomfort vorsieht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, das genau ein Speichervolumen vorgesehen ist, wobei eine erste hydraulische Verbindung mit in Richtung zu den Versorgungsleitungen öffnenden Rückschlagventilen und eine zweite, parallel hierzu geschaltete hydraulische Verbindung mit zwei einstellbaren Drosselventilanordnungen vorgesehen ist, wobei das Speichervolumen über eine dritte hydraulische Verbindung fluidisch mit den beiden Rückschlagventilen und den einstellbaren Drosselanordnungen verbunden ist. Hierdurch wird eine Dämpferanordnung für ein Rad geschaffen, die besonders einfach aufgebaut ist, lediglich ein Speichervolumen benötigt und sowohl die klassischen Dämpfereigenschaften, als auch eine aktive Dämpfung, beispielsweise zur Wandstabilisierung, und beide Funktionen überlagert warnehmen kann.
  • Auf vorteilhafte Weise sind in den hydraulischen Verbindungen Absperrventile und Befüllanschlüsse vorgesehen, um auf einfache Weise das Dämpferrohr von den Versorgungsleitungen und der Pumpe trennen zu können, wenn die Pumpe nicht direkt am Dämpfer montiert werden kann. Die Befüllanschlüsse dienen dazu, die Dämpferanordnung oder nur die Pumpe mit ihren hydraulischen Verbindungen mit Fluid zu füllen.
  • Um eine individuelle Ansteuerung der Dämpferanordnung pro Rad vornehmen zu können, kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die steuerungstechnisch mit den einstellbaren Drosselventilen und dem Elektromotor verbunden ist.
  • Um das System auf einfache Weise überwachen und regeln zu können, kann im Bereich der Fluidanschlüsse der bi-direktionalen Pumpe jeweils ein Drucksensor vorgesehen sein.
  • Um durch die einstellbaren Drosselanordnungen sowohl eine harte Dämpfung als auch eine weiche Dämpfung vorzusehen, kann eine einstellbare Drosselanordnung aus einem einstellbaren Drosselventil und aus einem parallelen hierzu geschalteten Rückschlagventil bestehen. In der einfachsten Version weist die einstellbare Drosselanordnung lediglich ein einstellbares Drosselventil auf.
  • Zur Begrenzung einer maximalen Druckdifferenz zwischen den Dämpferkammern kann in dem Arbeitskolben eine zusätzliche Blow-Off-Anordnung vorgesehen sein. Hierbei kann die Blow-Off-Anordnung aus zwei in Strömungsrichtung entgegengesetzt angeordneten Rückschlagventilen bestehen. Muss nur der Druck in einer Dämpferkammer begrenzt werden, ist ein Rückschlagventil ausreichen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein weiteres Dämpferrohr vorgesehen, wobei ein Rohrspalt zwischen innerem und weiterem Dämpferrohr sowie einer Öffnung im inneren Dämpferohr zur Kommunikation mit einer der beiden Dämpferkammern angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, die Druckstellanordnung am oberen oder unteren Ende des Dämpferrohrs vorzusehen.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, das ein weiteres Dämpferrohr zur Bildung des Speichervolumens ausgebildet ist. Hierdurch wird eine besonders kompakte Dämpferanordnung geschaffen.
  • Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:
    • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dämpferanordnung,
    • 2 eine erweiterte Ausführung der Dämpferanordnung aus 1, und eine weitere schematische Darstellung einer Dämpferanordnung aufbauend aus den 1 und 2.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Dämpferanordnung 2, die hier als sogenannter Einrohr-Dämpfer ausgebildet ist. Hierzu weist die Dämpferanordnung 2 einen Arbeitszylinder 4 auf, der im Wesentlichen ein Dämpferrohr 6 mit einer Innenwand 8 besitzt. In dem Dämpferrohr 6 ist ein an einer Kolbenstange 10 angeordneter Arbeitskolben 12 abdichtend an der Innenwand 8 geführt, so dass eine erste, obere Dämpferkammer 14 und eine zweite, untere Dämpferkammer 16 ausgebildet sind.
  • Um nun eine aktive Dämpfung der Dämpferanordnung 2 zu ermöglichen, ist eine Druckstellanordnung 18 vorgesehen die im Wesentlichen eine bi-direktionale Pumpe 20, die durch ein Elektromotor 22 antreibbar ist, genau ein Speichervolumen 24 sowie Rückschlagventile 26, 28 und einstellbare Drosselanordnungen 30, 32 aufweist. Hierbei ist eine erste hydraulische Verbindung 34 von der Pumpe 20 zur ersten, oberen Dämpferkammer 14 vorgesehen und eine zweite hydraulische Verbindung 36 von der Pumpe 20 zur zweiten, unteren Dämpferkammer 16 vorgesehen. Die entgegengesetzt wirkenden Rückschlagventile 26, 28 sind in einer ersten hydraulischen Verbindung 38 in Richtung zu den hydraulischen Verbindungen 34, 36 öffnend und die einstellbaren Drosselventilanordnungen 30, 32 in einer zweiten hydraulischen Verbindung 40 angeordnet. Die zweite hydraulische Verbindung 40 ist parallel zur ersten hydraulische Verbindung 38 geschaltet und auch fluidisch mit den hydraulische Verbindungen 34, 36 verbunden. Das Speichervolumen 24 ist über eine dritte hydraulische Verbindung 42 fluidisch mit der ersten hydraulische Verbindung 38 und der zweiten hydraulische Verbindung 40 verbunden, wobei ein jeweiliger Knotenpunkt 44, 46 jeweils zwischen den Rückschlagventilen 26, 28 und den einstellbaren Drosselanordnungen 30, 32 vorgesehen ist.
  • Eine einfache, passive Dämpfung, bei der der Arbeitskolben 12 beispielsweise in Richtung der zweiten, unteren Dämpferkammer 6 verschoben wird, wird dadurch ermöglicht, das Fluid von der zweiten, unteren Dämpferkammer 6, über die hydraulische Verbindung 36 und die hydraulische Verbindung 40 mit den einstellbaren Drosselventilanordnungen 30, 32 und über die hydraulische Verbindung 38 und das Rückschlagventil 26 in die hydraulische Verbindung 34 und damit zur ersten, oberen Dämpferkammer geführt wird. Eine aktive Dämpfung, beispielsweise zur Wankstabilisierung, bei der der Arbeitskolben 12 nicht verschoben werden soll, jedoch eine Druckerhöhung in der oberen Dämpferkammer 14 statt finden soll, wird dadurch erreicht, dass die Pumpe 20 in Richtung der hydraulische Verbindung 34 betrieben wird, und Fluid aus dem Speichervolumen 24, über die hydraulische Verbindung 38 und das Rückschlagventil 28 zur hydraulische Verbindung 36 geführt wird und von der Pumpe 20 in die hydraulische Verbindung 34 geführt wird, wobei es dann über die hydraulische Verbindung 40 und die einstellbare Drosselventilanordnung 30 zurückgeführt wird, wodurch eine Druckerhöhung in der Versorgungsleitung 34 und damit in der ersten, oberen Dämpferkammer 14 erreicht wird.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, das unter dem Begriff einstellbare Drosselventilanordnung sowohl ein einfaches einstellbares Drosselventil als auch eine Kombination von einem einstellbaren Druckventil und einem parallel geschalteten passiven Ventil verstanden wird.
  • 2 zeigt nun in schematischer Weise eine Erweiterung der Dämpferanordnung 2 aus 1. Hierzu ist eine Steuereinrichtung 48 vorgesehen, die sowohl mit den einstellbaren Drosselventilanordnungen 30, 32 als auch dem Elektromotor 22 elektronisch verbunden ist. Um eine optimale Überwachung beziehungsweise Regelung der Druckstellanordnung 18 vorzusehen, sind im Bereich von Fluidanschlüssen 50, 52 Drucksensoren 54, 56 angeordnet, die ebenfalls mit der Steuereinrichtung 48 steuerungstechnisch verbunden sind. Um eine einfache Montage beziehungsweise Demontage zu gewährleisten, sind weitere Fluidanschlüsse 58, 60 in den hydraulische Verbindung 34, 36 sowie Befüllanschlüsse 62, 64 und Absperrventile 66, 68 vorgesehen.
  • Um eine maximale Druckdifferenz zwischen den Dämpferkammern 14 und 16 zu begrenzen, ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 im Arbeitskolben 12 eine Blow-Off-Anordnung 70 vorgesehen, die hier aus zwei in Strömungsrichtung entgegengesetzt angeordneten Rückschlagventilen 72, 74 besteht.
  • 3 zeigt dann noch weitere mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dämpferanordnung 2. Zunächst ist ein weiteres, das erste Dämpferrohr 6 radialumgebendes zweites Dämpferrohr 76 vorgesehen, wobei ein Öffnung 78 im ersten Dämpferrohr 6 und der Rohrspalt zwischen Dämpferrohr 6 und Dämpferrohr 76 zur Kommunikation mit der ersten, oberen Dämpferkammer 14 vorgesehen ist. Zusätzlich oder aber auch unabhängig davon, kann noch ein weiteres Dämpferrohr 80 vorgesehen sein, das entweder das erste Dämpferrohr 6 oder das zweite Dämpferrohr 76 radial umgibt, wodurch der hier geschaffene Aufnahmeraum das Speichervolumen 24 ausbildet, wodurch die Dämpferanordnung 2 noch kompakter ausgebildet werden kann. Das Speichervolumen kann ohne oder mit einer Gas-ÖI-Trennung z.B. durch einen Trennkolben oder eine Membran ausgeführt werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010054908 A [0002]

Claims (11)

  1. Dämpferanordnung für ein Rad eines Kraftfahrzeuges mit einem Arbeitszylinder 4, der mindestens ein Dämpferrohr 6 mit einer Innenwand 8 aufweist, wobei in dem Dämpferrohr 6 ein an einer Kolbenstange 10 angeordneter Arbeitskolben 12 axial verstellbar vorgesehen ist, derart, dass eine erste, obere Dämpferkammer 14 und eine zweite, untere Dämpferkammer 16 ausgebildet sind, wobei eine Druckstellanordnung 18 vorgesehen ist, die eine bi-direktionale Pumpe 20, die durch einen Elektromotor 22 antreibbar ist und mindestens ein Speichervolumen 24 aufweist, wobei die Pumpe 20 und das Speichervolumen 24 über Hydraulikverbindungen 34, 36, 38, 40, 42, die zumindest Rückschlagventile 26, 28 und einstellbare Drosselventilanordnungen 30, 32 aufweisen, mit den beiden Dämpferkammern 14, 16 fluidisch verbunden sind, wobei eine erste hydraulische Verbindung 34 von der Pumpe 20 zur ersten, oberen Dämpferkammer 14 und eine zweite hydraulische Verbindung 36 von der Pumpe 20 zur zweiten, unteren Dämpferkammer 16 führt, dadurch gekennzeichnet, dass genau ein Speichervolumen 24 vorgesehen ist, wobei eine erste hydraulische Verbindung 38 mit in Richtung zu den hydraulische Verbindungen 34, 36 öffnenden Rückschlagventilen 26, 28 und eine zweite, parallel hierzu geschaltete hydraulische Verbindung 40 mit zwei einstellbaren Drosselventilanordnungen 30, 32 vorgesehen ist, wobei das Speichervolumen 24 über eine dritte hydraulische Verbindung 42 fluidisch mit den beiden Rückschlagventilen 26, 28 und den einstellbaren Drosselanordnungen 30, 32 verbunden ist.
  2. Dämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den hydraulischen Verbindungen zwischen Pumpe und den Ventilanordnungen Absperrventile 66, 68 und Befüllanschlüsse 62, 64 vorgesehen sind.
  3. Dämpferanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Reihenfolge der Komponenten von Pumpe kommend Fluidanschluss 58, Befüllanschluss 62 dann Absperrventil 66 bzw. Fluidanschluss 60, Befüllanschluss 64 dann Absperrventil 68 für den zweiten Anschluss lautet.
  4. Dämpferanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung 48 vorgesehen ist, die steuerungstechnisch mit den einstellbaren Drosselventilen 30, 32 und dem Elektromotor 22 verbunden ist.
  5. Dämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich von zwei Fluidanschlüssen 50, 52 der bi-direktionalen Pumpe 20 jeweils ein Drucksensor 54, 56 vorgesehen ist.
  6. Dämpferanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine einstellbare Drosselanordnung 30, 32 aus einem einstellbaren Drosselventil 30, 32 und aus einem parallelen hierzu geschalteten passiven Ventil besteht.
  7. Dämpferanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Arbeitskolben eine Blow-Off-Anordnung 70 zur Festlegung einer maximalen Druckdifferenz zwischen den Dämpferkammern 14, 16 vorgesehen ist.
  8. Dämpferanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blow-Off-Anordnung 70 aus ein oder zwei in Strömungsrichtung entgegengesetzt angeordneten Rückschlagventilen 72, 74 besteht.
  9. Dämpferanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Dämpferrohr 76 vorgesehen ist, wobei eine Öffnung 78 im ersten Dämpferrohr 6 und der Rohrspalt zwischen Dämpferrohr 6 und Dämpferrohr 76 zur Kommunikation mit einer der beiden Dämpferkammern 14, 16 angeordnet ist.
  10. Dämpferanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiteres Dämpferrohr 80 zur Bildung des Speichervolumens 24 ausgebildet ist.
  11. Dämpferanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Speichervolumen ohne oder mit einer Gas-ÖI-Trennung z.B. durch einen Trennkolben oder eine Membran ausgeführt ist.
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