DE19757276B4

DE19757276B4 - Hydraulischer, verstellbarer Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE19757276B4
Application number: DE19757276A
Authority: DE
Inventors: Frank Wagenknecht
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2017-12-23
Also published as: DE19757276A1

Abstract

Hydraulischer, verstellbarer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, mit einem an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammerhälften unterteilt, wobei in einem parallel zu den Ventilen des Dämpfungskolbens angeordneten Bypaß mindestens ein druckabhängig reagierendes Ventil vorgesehen ist und zur Steuerung des Bypasses eine Verstellvorrichtung einen, über ein Druckmedium beaufschlagbaren Steuerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (1) in seinen beiden Bewegungsrichtungen über entsprechende Ventilsitze (2, 3) am Ventil (4) zwei Endpositionen einnehmen kann, in der der Bypaß (5) geschlossen ist, wobei eine Endposition vom Druckmedium und die andere Endposition vom Systeminnendruck des Schwingungsdämpfers (6) angesteuert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen, verstellbaren Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, mit einem an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammerhälften unterteilt, wobei in einem parallel zu den Ventilen des Dämpfungskolbens angeordneten Bypaß mindestens ein druckabhängig reagierendes Ventil vorgesehen ist und zur Steuerung des Bypasses eine Verstellvorrichtung einen, über ein Druckmedium beaufschlagbaren Steuerkörper aufweist.
Es sind bereits derartige Schwingungsdämpfer bekannt ( DE 41 05 771 C2 ), bei denen ein an einer Kolbenstange befestigter Dämpfungskolben den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammern unterteilt und bei dem mindestens ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil zur Steuerung eines Bypasses vorgesehen ist. Der Steuerkörper arbeitet dabei auf der dem Bypaß entgegengesetzten Seite mit einem elastisch vorgespannten Kolben zusammen. Die Rückseite des Steuerkolbens ist mit einer vom Steuerdruck unabhängigen Kraft in Schließrichtung des Dämpfungsventiles beaufschlagt, wobei der Steuerdruck gleichzeitig die einander benachbarten, unterschiedlich groß bemessenen Stirnflächen des Steuerkörpers und des Kolbens beaufschlagt. Das Zusammenwirken von Kolben und Steuerkörper sieht vor, daß bei Unterschreitung eines minimalen Steuerdruckes eine sicherheitsrelevante maximale Dämpfungskraft gestaltet wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen hydraulischen, verstellbaren Schwingungsdämpfer zu schaffen, bei dem ein hydraulischer und/oder pneumatisch verstellbarer Steuerkörper des Dämpfungsventiles eine Dämpfungskraftverstellung gewährleistet, wobei bei einem Ausfall des Steuerdruckes ein selbsttätiges Schließen des Bypasses erfolgt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Steuerkörper in seinen beiden Bewegungsrichtungen über entsprechende Ventilsitze am Ventil zwei Endpositionen einnehmen kann, in der der Bypaß geschlossen ist, wobei eine Endposition vom Druckmedium und die andere Endposition vom Systeminnendruck des Schwingungsdämpfers angesteuert wird.
Bei dieser Lösung ist von Vorteil, daß der Aufwand für eine Magnetspule im Schwingungsdämpfer entfallen kann, wobei der Steuerkörper von einem pneumatischen und/oder hydraulischen Steuerdruck beaufschlagt wird. Eine pneumatische Ansteuerung kann bei den Fahrzeugen besonders einfach realisiert werden, die bereits mit einer Luftfederung ausgerüstet sind. Bei Nutzkraftfahrzeugen, die zunehmend mit einer Luftfederung ausgerüstet werden, bietet sich der Einsatz einer pneumatisch betätigten Verstellvorrichtung an, hierbei ist der technische Aufwand zur Ansteuerung bzw. pneumatischen Betätigung der Verstelleinrichtung relativ gering.
Auch bei Personenkraftwagen mit pneumatischen bzw. hydropneumatischen Federungssystemen läßt sich eine derartige Verstelleinrichtung problemlos einsetzen.
Ein besonderer Vorteil liegt darin, daß bei Ausfall des Steuerdruckes der Steuerkörper durch den Systeminnendruck des Schwingungsdämpfers axial in eine Endposition bewegt wird, in der der Bypaß geschlosssen wird, so daß eine sicherheitsrelevante maximale Dämpfungskraft geschaltet wird. Die Dämpfung des Schwingungsdämpfers erfolgt dann nur noch über die Ventile des an der Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben.
Eine fertigungstechnisch einfache Ausführungsform eines Steuerkörpers sieht vor, daß der Endbereich des Steuerkörpers einen im Durchmesser größeren Bereich als der übrige Steuerkörper aufweist. Vorteilhaft ist hierbei, daß der an sich zylindrisch ausgebildete Steuerkörper einen zylindrischen Ansatz aufweist und somit direkt mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, im Durchmesser kleineren, Bohrungen ein doppelseitig wirkendes Sitzventil bilden kann.
Zur Bildung eines Sitzventiles ist vorgesehen, daß der im Durchmesser größere Bereich auf einer Seite eine Stirnfläche und auf der entgegengesetzten Seite eine Ringfläche aufweist, die in etwa rechtwinkelig zur Längsachse des Steuerkörpers verlaufen.
Ein einwandfreies Schließen bzw. Abdichten des Ventiles wird erreicht, indem die Stirnfläche und/oder die Ringfläche des Steuerkörpers konisch verlaufen.
Zur Unterstützung der sicherheitsrelevanten Schließposition des Steuerkörpers ist der Steuerkörper in Richtung des Systeminnendruckes durch eine Feder unterstützt. Diese Feder läßt sich problemlos auf der Stirnfläche des Steuerkörpers abstützen, so daß bei Ausfall des Steuerdruckes der Systeminnendruck und zusätzlich die Feder ein Schließen des Bypasses bewirken.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 einen Schwingungsdämpfer mit einem druckabhängig reagierenden Dämpfungsventil im Schnitt
2 ein druckabhängig reagierendes Dämpfungsventil als Einzelteil in vergrößertem Maßstab im Schnitt.
Der in 1 gezeigte Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus der Kolbenstange 11, dem Dämpfungskolben 12, der den Arbeitszylinder 13 in eine obere und eine untere Kammerhälfte unterteilt. Der Dämpfungskolben 12 ist mit Ventilen 14a und 14b zur Erzeugung einer Dämpfungskraft ausgerüstet. Zusätzlich ist die obere Kammerhälfte über einen Bypaß 5 mit dem Ausgleichsraum 15 verbunden. Die untere Kammerhälfte ist über ein Bodenventil 16 ebenfalls mit dem Ausgleichsraum 15 verbunden.
Im Bypaß 5 wird ein Durchlaß durch einen Steuerkörper 1 beaufschlagt, wobei der Steuerkörper 1 des druckabhängigen Dämpfungsventiles 4 durch einen ex ternen Steuerdruck beaufschlagt wird. Das Dämpfungsventil 4 dient der Dämpfungskraftverstellung, wobei ein Kolben 17 auf den Steuerkörper 1 einwirkt.
In der 2 ist im vergrößerten Maßstab ein druckabhängiges Dämpfungsventil 4 als Einzelheit dargestellt. Der Schwingungsdämpfer 6 zeigt den Arbeitszylinder 13, den Bypaß 5 sowie den Ausgleichsraum 15. Über den Bypaß 5 wird das Dämpfungsventil 4 angeströmt, wobei bei geöffnetem Ventil das Dämpfungsmittel am Steuerkörper 1 vorbei über die Bohrungen 18 in den Ausgleichsraum 15 gelangt. Bei geschlossenem Steuerkörper 1 stellt sich eine hohe Dämpfungskraft ein, da die Dämpfungskraft nur von den Ventilen 14 des Dämpfungskolbens 12 erzeugt wird. Wird der Steuerkörper teilweise oder ganz geöffnet, so lassen sich niedrigere Dämpfungskräfte erzielen, diese niedrigen Dämpfungskräfte werden für eine Komfortstufe benötigt. Der Steuerkörper 1 wird einerseits über den Druckanschluß 19 und den Kolben 17 von der einen Seite beaufschlagt, während in entgegengesetzter Richtung der Systeminnendruck des Schwingungsdämpfers 6 direkt auf der Stirnfläche 8 des Steuerkörpers 1 anliegt. Der im Durchmesser größere Bereich 7 des Steuerkörpers 1 bildet einerseits mit seiner Stirnfläche 8 und dem Ventilsitz 3 die eine Endposition und über die Ringfläche 9 und dem Ventilsitz 2 die andere Endposition. Bei Bewegung des Steuerkörpers 1 in Richtung der Längsachse 10 verschließt der Steuerkörper 1 in der einen und in der anderen Endposition den Bypaß 5.
Im Fahrbetrieb liegt auf dem Kolben 17 ein externer Steuerdruck an, so daß sich durch einen entsprechenden Gegendruck durch den Systeminnendruck an der Stirnfläche 8 ein Gleichgewicht am Steuerkörper 1 einstellt, der dann am Ventilsitz 3 und/oder am Ventilsitz 2 einen entsprechenden Dämpfungsquerschnitt freigibt. Ein Verschließen des Bypasses läßt sich dadurch erzielen, indem der externe Steuerdruck wesentlich höher als der Systeminnendruck ist, dann verschließt der Steuerkörper 1 am Ventilsitz 3 den Bypaß oder der externe Steuerdruck fällt aus und durch einen entsprechenden Systeminnendruck an der Stirnfläche 8 verschließt der Steuerkörper 1 am Ventilsitz 2 ebenfalls den Bypaß. Diese letztgenannte Position stellt die sicherheitsrelevante Schaltung dar, indem bei Ausfall des externen Steuerdrucks die höchstmögliche Dämpfungskraft eingestellt ist.

1: Steuerkörper
2: Ventilsitz
3: Ventilsitz
4: Ventil
5: Bypaß
6: Schwingungsdämpfer
7: größerer Bereich
8: Stirnfläche
9: Ringfläche
10: Längsachse
11: Kolbenstange
12: Dämpfungskolben
13: Arbeitszylinder
14: Ventile
15: Ausgleichsraum
16: Bodenventil
17: Kolben
18: Bohrungen
19: Druckanschluß

Claims

Hydraulischer, verstellbarer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, mit einem an einer Kolbenstange befestigten Dämpfungskolben, der den Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Kammerhälften unterteilt, wobei in einem parallel zu den Ventilen des Dämpfungskolbens angeordneten Bypaß mindestens ein druckabhängig reagierendes Ventil vorgesehen ist und zur Steuerung des Bypasses eine Verstellvorrichtung einen, über ein Druckmedium beaufschlagbaren Steuerkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (1) in seinen beiden Bewegungsrichtungen über entsprechende Ventilsitze (2, 3) am Ventil (4) zwei Endpositionen einnehmen kann, in der der Bypaß (5) geschlossen ist, wobei eine Endposition vom Druckmedium und die andere Endposition vom Systeminnendruck des Schwingungsdämpfers (6) angesteuert wird.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich des Steuerkörpers (1) einen im Durchmesser größeren Bereich (7) als der übrige Steuerkörper (1) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Durchmesser größere Bereich (7) auf einer Seite eine Stirnfläche (8) und auf der entgegengesetzten Seite eine Ringfläche (9) aufweist, die in etwa rechtwinkelig zur Längsachse (10) des Steuerkörpers (1) verlaufen.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (8) und/oder die Ringfläche (9) konisch verlaufen.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper (1) in Richtung des Systeminnendrucks durch eine Feder unterstützt ist.