DE19500904C2 - Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft ist u. a. aus der DE 41 18 030 A1 bekannt. Ein stetiges Problem ist die Verringerung des not­ wendigen Bauraums. Bei den kolbenstangenseitigen verstellbaren Dämpfventilen darf sich durch die Ventilbetätigungseinrichtungen der max. Hubweg nicht nen­ nenswert reduzieren. Die außenliegenden Dämpfventile hadern in den Radkästen stets mit Platzproblemen. Darüber hinaus muß eine Vereinfachung der Einzelteile und/oder eine Teilereduzierung erreicht werden, um das Kostenproblem zu lösen.

Die GB 2 231 122 A beschreibt einen Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft, wobei ein Kolben an einer axial beweglichen und hohl ausgeführten Kolbenstange den Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt. In der hohlen Kolben­ stange ist ein Spulenkörper angeordnet, der auf einen Anker einwirkt. Zur Steige­ rung der wirksamen Magnetkräfte ist ein Dauermagnet zugeschaltet.

Des weiteren sind Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft aus der US 4,854,429 und der DE 29 11 768 A1 bekannt. Diese Schwingungsdämpfer müssen ohne zusätzliche Maßnahmen eine ausreichende Magnetkraft bereitstel­ len.

Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es, das Bauraumproblem zu beheben, die durch den Einsatz von Isolatoren zur Lenkung des magnetischen Flusses auftreten, wo­ bei ein möglichst großer Wirkungsgrad erhalten bleiben soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer ersten Ausführungsvariante dadurch gelöst, indem die Führung des Ankers außerhalb des Primärmagnetflusses liegt, indem der Anker eine Querschnittsreduzierung aufweist, die den Magnetfluß in einen Haupt- und mindestens einen Nebenfluß aufteilt. Dadurch kann der Ab­ stand zwischen dem Anker und den radial benachbarten Teilen innerhalb einer Rückschlußkörperkette des Magnetflusses so klein gewählt werden, daß gerade eben ein Klebeeffekt vermieden wird, aber ein ausreichender magnetischer Fluß gewährleistet ist. Der dazu realisierbare Abstand ist so gering, daß ein handhab­ barer Isolator deutlich mehr radialen Bauraum benötigen würde. Durch diese vor­ teilhafte Maßnahme kann der ohnehin knappe Bauraum besser ausgenutzt wer­ den. Ein separater Rückschlußkörper erübrigt sich, so daß sich die verringerte Teilezahl positiv auf die Montage aber auch auf den Herstellungspreis auswirkt.

Im Hinblick auf eine möglichst große Spulenkraft weist der Spulenkörper eine ge­ stufte Körperkontur auf, wobei ein Ankerteil innerhalb des größeren Spulen­ durchmessers angeordnet ist. Mit dieser Maßnahme werden zwei wesentliche Vorteile erzielt. Zum einen steht ein größerer Spulenkörper zur Krafterzeugung zur Verfügung. Des weiteren kann die Ankerrückseite nur radial vom Magnetfluß an­ geströmt werden. Dieser Ankerteil kann ein relativ großzügiges Spiel zur Spule aufweisen und trotzdem einen sehr geringen Widerstand darstellen, da eine große Übertragungsfläche zur Verfügung steht. Folglich kann die Führung des Ankers von dem Spulenkörper getrennt werden.

Zusätzlich weist der Anker mit dem Spulenkern eine axiale Überdeckung auf, so daß in radialer Richtung ein leichter Übergang des Magnetflusses erfolgen kann. Als weiteres Merkmal zur Lenkung des Magnetflusses weist der Spulenkern in Richtung des Ankers eine Ausnehmung auf. Dabei ist die Ausnehmung deutlich tiefer als die Länge des Betätigungsweges des Ankers.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist der Spulenkörper eine Mindest­ länge auf, die sich aus der Länge des im magnetischen Hauptfluß befindlichen Ankerteils und dem Ankerbewegungsweg zusammensetzt. Dadurch wirkt der Spulenkörper als Isolator zwischen Anker und Gehäuse und dient der Ausrichtung des Magnetflusses.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 Schwingungsdämpfer mit koaxialer Ankeranordnung

Fig. 2 Schwingungsdämpfer mit einer Reihenanordnung bezüglich Anker und Spulenkörper.

Die Fig. 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 23 beispielhaft in der Form eines Ein­ rohrschwingungsdämpfers. Der Schwingungsdämpfer 23 umfaßt einen dämpf­ mittelgefüllten Zylinder 25, der von einem Kolben 27 an einer hohlen Kol­ benstange 29 in einen oberen und unteren Arbeitsraum 31; 33 unterteilt wird. Beide Arbeitsräume sind über Dämpfungsventile 35; 37 für die Zug- und Druck­ richtung des Schwingungsdämpfers 23 verbunden. Des weiteren weist der Kol­ ben 27 eine Fluidenverbindung 17 auf, die mittels eines Aktuators parallel zu den Dämpfungsventilen 35; 37 die beiden Arbeitsräume 31; 33 verbindet.

Eine Ventilbetätigungseinrichtung, deren Gehäuse 1 von der hohlen Kolbenstange gebildet wird und in dem ein Spulenkörper 3 angeordnet ist, bildet zusammen mit einem axial beweglichen Anker 5 den Aktuator. Dabei ist der Anker 5 koaxial zum Spulenkörper 3 angeordnet. Des weiteren umfaßt die Ventilbetätigungsein­ richtung einen Spulenkern 7. Der Spulenkern 7 besitzt einen im wesentlichen T- förmigen Querschnitt, so daß der Spulenkern 7 für das Gehäuse einen Deckel 9 darstellt. An dem gegenüberliegen Ende ist ein Verschlußkörper 11 angeordnet, der für den Anker 5 eine Führung 13 besitzt.

Der Anker 5 ist zweiteilig ausgebildet, wobei der Teil 5b des Ankers, der eine axiale Überdeckung 5c mit dem Spulenkern 7 besitzt, aus magnetisierbaren, der Führungsteil 5a aus nicht magnetisierbaren Werkstoffen wie Kunststoff, Messing oder austenitischen Stählen besteht.

Zur bildlichen Darstellung ist der magnetische Fluß, der die Axialbewegung des Ankers bewirkt, eingezeichnet. So bildet ein rohrförmiger Abschnitt 15 mit dem Deckel 9, dem Spulenkern 7, dem Anker 5b und dem Verschlußkörper 11 eine Reihenanordnung von Rückschlußkörpern. Der einzige bedeutende Spalt innerhalb der Reihenanordnung stellt den Betätigungsweg s dar.

Die Ventilbetätigungseinrichtung weist eine Reihe von baulichen Maßnahmen auf, die den Magnetfluß optimieren. Zum einen ist der Spulenkörper 3 gestuft aus­ gebildet, wobei der Ankerteil 5b innerhalb des größeren Durchmessers angeordnet ist. Der gestufte Teil des Spulenkörpers isoliert einerseits den Deckel 9 gegen­ über der oberen Stirnfläche 5d des Ankers 5b und ermöglicht durch das größere Volumen der Spule eine größere Induktion. Die Stufe kann durch ein angepaßtes Wickelverfahren erfolgen aber auch durch den Einsatz von zwei Wicklungen, die ineinander angeordnet sind, realisiert werden. Darüber hinaus besitzt der Spulen­ kern eine Ausnehmung 7b, wobei die Stirnfläche 7c des Spulenkerns sehr klein ausgeführt ist, um einen Übergangswiderstand zur Bodenfläche 5e des Ankers zu bilden, gleichzeitig aber eine große Überdeckung 5c für eine möglichst geringen Übergangswiderstand in radialer Richtung aufweist.

Zur Vermeidung von Klebeeffekten, die eine kaum beherrschbare Hysterese auf­ grund von Reibung nach sich ziehen, ist zwischen dem Ankerteil 5b und dem Spulenkern 7 ein geringer Luftspalt 5f vorgesehen. Die Führung des Ankers er­ folgt zwischen dem Bodenteil 11 und dem Ankerteil 5a.

Die Fig. 2 teilt sich in eine rechte und eine linke Ausführungsvariante. Bei bei­ den Ventilbetätigungseinrichtungen ist das Gehäuse Bestandteil des Rückschluß­ körpers und der Spulenkörper 3 ist mit dem Anker 5 in Reihe angeordnet. In der linken Zeichnungshälfte ist der Anker wiederum zweigeteilt ausgeführt. Der Ver­ schlußkörper 11a oder das Ankerteil 5a muß aus unmagnetisierbarem Material ausgeführt sein, will man die beschriebenen Klebeeffekte vermeiden. Der Magnet­ fluß tritt radial vom rohrförmigen Gehäuseabschnitt auf den Ankerteil 5b über und setzt sich in den Spulenkern 7 fort.

Innerhalb des Ankers 5 ist eine Strömungsverbindung 17 zu einem Druckaus­ gleichsraum 5e eingebracht. Damit das Hydraulikmedium nicht auf die Rückseite des Spulenkörpers 3 gelangt, ist an einer beliebigen Stelle zwischen dem Druck­ ausgleichsraum 5e und einem Kabelanschluß 19 zur Stromversorgung des Spu­ lenkörpers 3 ein Dichtungseinsatz 21 vorgesehen. Dadurch kann garantiert kein Hydraulikmedium aus der Ventilbetätigungseinrichtung austreten.

In der rechten Zeichnungshälfte ist der Anker 5 einteilig ausgeführt. Um wieder­ um die Klebeeffekte auszuschalten, besitzt der Anker 5 eine Querschnittsreduzie­ rung 5g, die einen Übergangswiderstand für den Magnetfluß darstellt, so daß ein Primärfluß radial über das Gehäuse auf den Anker 5 erreicht wird. Für den Fall, daß das Bodenstück 11b ebenfalls aus magnetisierbarem Werkstoff besteht, stellt sich ein Sekundärmagnetfluß ein, der jedoch aufgrund der Querschnittsreduzie­ rung 5g unbedeutend ist. Wie weiterhin zu entnehmen ist, kann das Bodenstück eingeschraubt, eingeschweißt oder eingerollt sein.

Claims (5)

1. Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft, umfassend einen Zy­ linder, in dem eine hohle Kolbenstange mit einem Kolben axial beweglich ausgeführt ist, wobei der Kolben den Zylinder in zwei Arbeitsräume unter­ teilt, einen ansteuerbaren Spulenkörper mit einem koaxial angeordneten Anker, wobei der Anker eine Betätigungsbewegung ausführt und der Spu­ lenkörper einen Spulenkern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (13) des Ankers (5) außerhalb eines Primärmagnetflusses liegt, indem der Anker (5) eine Querschnittsreduzierung (5g) aufweist, die den Magnetfluß in einen Haupt- und mindestens einen Nebenfluß aufteilt.

2. Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spulenkörper (3) eine gestufte Körperkontur auf­ weist, wobei ein Ankerteil innerhalb des größeren Spulendurchmessers an­ geordnet ist.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (5) mit dem Spulenkern (7) eine axiale Überdeckung (5c) aufweist.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern (7) in Richtung des Ankers (5) eine Ausnehmung (7b) aufweist.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (3) eine Mindestlänge aufweist, die sich aus der Länge des im magnetischen Hauptfluß befindlichen Ankerteils und dem An­ kerbewegungsweg (s) zusammensetzt.