DE102018217368A1

DE102018217368A1 - Dämpfervorrichtung sowie Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung

Info

Publication number: DE102018217368A1
Application number: DE102018217368.0A
Authority: DE
Inventors: Barbara Ester
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2018-10-11
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Stoßdämpfer werden meist in Kombination mit einer Federung in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Schwingungen von gefederten Massen schnell abklingen zu lassen.Hierzu wird eine Dämpfervorrichtung 1, mit einer Kolbenstange 3, welche in axialer Richtung in Bezug auf eine Hauptachse H in einer Zug- und einer Druckrichtung Z, D bewegbar ist, mit einem Arbeitskolben 4, welcher an der Kolbenstange 3 befestigt ist und einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum A1, A2 definiert, und wobei der Arbeitskolben 4 eine zugseitige und eine druckseitige Durchgangsöffnung 5a, b aufweist, mit einer ersten und einer zweiten Ventileinrichtung 6a, b zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes, mit einem ersten und einem zweiten Steuerkolben 7, 8, welche relativ zueinander entlang der Kolbenstange 3 bewegbar sind, wobei der erste Steuerkolben 7 zur Änderung des Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung 5a mit der ersten Ventileinrichtung 6a und der zweite Steuerkolben 8 zur Änderung des Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung 5b mit der zweiten Ventileinrichtung 6b wirkverbunden ist, vorgeschlagen, wobei der erste Steuerkolben 7 in dem ersten Arbeitsraum A1 und der zweite Steuerkolben 8 in dem zweiten Arbeitsraum A2 angeordnet ist, wobei der erste Steuerkolben 7 einen ersten und der zweite Steuerkolben 8 einen zweiten Betätigungsabschnitt 7a, 8a aufweist, wobei sich der erste Steuerkolben 7 über den ersten Betätigungsabschnitt 7a an der ersten Ventileinrichtung 6a und der zweite Steuerkolben 8 über den zweiten Betätigungsabschnitt 8a an der zweiten Ventileinrichtung 6b abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung.
Stoßdämpfer werden meist in Kombination mit einer Federung in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Schwingungen von gefederten Massen schnell abklingen zu lassen. Hierzu sind hydraulische Stoßdämpfer bekannt, welche im Wesentlichen aus einem Kolben, einer Kolbenstange und einem mit Öl befüllten Zylinder bestehen. Zur Steuerung der Dämpfkraft des Stoßdämpfers werden spezielle Ventile verwendet, wobei je nach Bedarf der Ölfluss in dem Stoßdämpfer umgeleitet bzw. gesperrt werden kann, um so eine Regulierung der Dämpfkraft in Relation zur Bewegungsfrequenz des Fahrzeugs zu realisieren.
Die Druckschrift DE 10 2016 200 935 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart einen Schwingungsdämpfer umfassend ein Dämpferrohr und eine Kolbenstange, die in einer Zugstufenbewegung aus dem Dämpferrohr heraus und in einer Druckstufenbewegung in das Dämpferrohr hinein oszillierend bewegbar ist, wobei das Dämpferrohr in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt ist. Der Schwingungsdämpfer umfasst eine mit der Kolbenstange mitbewegbare Ventilanordnung, aufweisend einen Ventilkörper, ein in einer Zugstufenbewegung der Kolbenstange wirksames Zugstufen-Dämpfungsventil, ein in einer Druckstufenbewegung der Kolbenstange wirksames Druckstufen-Dämpfungsventil, einen ersten Druckraum, der hydraulisch mit dem kolbenstangen-seitigen Arbeitsraum verbunden ist, und eine Einrichtung zur Änderung einer Vorspannung des Zugstufen-Dämpfungsventils in Abhängigkeit von einer Frequenz der Kolbenstangenbewegung. Die Einrichtung weist ein Betätigungselement auf, welches von einem sich in dem ersten Druckraum infolge einer Zugstufenbewegung der Kolbenstange frequenzabhängig einstellenden Druck beaufschlagbar und derart verstellbar ist, dass die Vorspannung des Zugstufen-Dämpfungsventils vergrößert wird. Ferner weist die Einrichtung zur Änderung einer Vorspannung des Zugstufen-Dämpfungsventils ein Hebelelement auf, wobei durch das Hebelelement eine Verstellbewegung des Betätigungselements in eine die Vorspannung des Zugstufen-Dämpfungsventils erhöhende zusätzliche Vorspannkraft übersetzbar ist.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Dämpfervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch eine einfache und robuste Ausgestaltung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und/oder der Beschreibung.
Gegenstand der Erfindung ist eine Dämpfervorrichtung, welche insbesondere zur Dämpfung von Schwingungen ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Dämpfervorrichtung ist vorzugsweise als ein hydraulischer Stoßdämpfer, vorzugsweise als ein Einrohrstoßdämpfer oder als ein Zweirohrstoßdämpfer, ausgebildet.
Die Dämpfervorrichtung weist eine Kolbenstange auf, wobei die Kolbenstange in axialer Richtung in Bezug auf eine Hauptachse in einer Zugrichtung und in einer entgegen der Zugrichtung gerichteten Druckrichtung bewegbar ist. Insbesondere definiert die Kolbenstange, insbesondere mit ihrer Längsachse, die Hauptachse. Die Dämpfervorrichtung kann mindestens oder genau ein Dämpferrohr aufweisen, wobei die Kolbenstange zumindest abschnittsweise in dem Dämpferrohr aufgenommen und/oder bewegbar ist. Die Kolbenstange und das Dämpferrohr sind vorzugsweise in Bezug auf die Hauptachse koaxial zueinander angeordnet. Das Dämpferrohr kann in axialer Richtung einerseits durch einen Dämpferboden und andererseits durch eine Dämpferkappe begrenzt sein, wobei die Kolbenstange durch die Dämpferkappe geführt ist.
Die Dämpfervorrichtung weist einen Arbeitskolben auf, wobei der Arbeitskolben an der Kolbenstange befestigt ist. Insbesondere hat die Kolbenstange die Funktion den Arbeitskolben in dem Dämpferrohr zu führen. Der Arbeitskolben ist vorzugsweise in Bezug auf die Hauptachse koaxial an der Kolbenstange befestigt bzw. fixiert. Der Arbeitskolben ist innerhalb des Dämpferrohrs angeordnet und kann über mindestens oder genau ein Dichtmittel an dem Dämpferrohr anliegen. Der Arbeitskolben definiert einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum. Insbesondere trennt der Arbeitskolben den ersten und den zweiten Arbeitsraum in axialer Richtung voneinander, wobei die beiden Arbeitsräume in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse durch das Dämpferrohr begrenzt sind. Besonders bevorzugt sind die beiden Arbeitsräume mit einem Fluid, insbesondere einem Hydrauliköl, befüllt. Vorzugsweise ist der erste Arbeitsraum ein kolbenstangenseitiger Arbeitsraum und der zweite Arbeitsraum ein kolbenstangenferner Arbeitsraum. Besonders bevorzugt ändert sich das Volumen des ersten und des zweiten Arbeitsraums bei einer Verschiebung der Kolbenstange in der Zug- oder Druckrichtung.
Der Arbeitskolben weist mindestens oder genau eine zugseitige Durchgangsöffnung und mindestens oder genau eine druckseitige Durchgangsöffnung auf. Insbesondere durchsetzen die beiden Durchgangsöffnungen den Arbeitskolben in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse, sodass der erste und der zweite Arbeitsraum strömungstechnisch miteinander verbunden sind. Somit kann das Fluid bei einer Zugbewegung über die zugseitige Durchgangsöffnung von dem ersten in den zweiten Arbeitsraum strömen und bei einer Druckbewegung über die druckseitige Durchgangsöffnung von dem zweiten in den ersten Arbeitsraum strömen. Besonders bevorzugt sind die beiden Durchgangsöffnungen strömungstechnisch voneinander getrennt.
Die zugseitige und/oder die druckseitige Durchgangsöffnung können als eine, insbesondere zur Hauptachse parallel oder schräg verlaufende und/oder gestufte oder abgesetzte, Bohrung oder Durchbruch ausgebildet sein. Im Speziellen kann der Arbeitskolben mehr als zwei, im Speziellen mehr als vier der zugseitigen und/oder der druckseitigen Durchgangsöffnungen aufweisen. Bevorzugt weist der Arbeitskolben die gleiche Anzahl an druckseitigen und zugseitigen Durchgangsöffnungen auf.
Die Dämpfervorrichtung weist eine erste Ventileinrichtung auf, welche zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist durch die erste Ventileinrichtung eine Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung bei einer Zugbewegung der Kolbenstange kontrollierbar, wobei hierzu ein freier Öffnungsquerschnitt der zugseitigen Durchgangsöffnung durch die erste Ventileinrichtung verändert und/oder veränderbar ist. Vorzugsweise ist die erste Ventileinrichtung als ein Zugstufen-Dämpfungsventil ausgebildet.
Die Dämpfervorrichtung weist eine zweite Ventileinrichtung auf, welche zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist durch die zweite Ventileinrichtung eine Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung bei einer Druckbewegung der Kolbenstange kontrollierbar, wobei hierzu ein freier Öffnungsquerschnitt der druckseitigen Durchgangsöffnung durch die zweite Ventileinrichtung verändert und/oder veränderbar ist. Vorzugsweise ist die zweite Ventileinrichtung als ein Druckstufen-Dämpfungsventil ausgebildet.
Die Dämpfervorrichtung weist einen ersten und einen zweiten Steuerkolben auf. Insbesondere dient der erste Steuerkolben zur Steuerung einer Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung bei einer Zugbewegung der Kolbenstange und der zweite Steuerkolben zur Steuerung der Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung bei einer Druckbewegung der Kolbenstange. Die beiden Steuerkolben sind in Bezug auf die Hauptachse koaxial und/oder spiegelbildlich zueinander angeordnet. Bevorzugt sind die beiden Steuerkolben identisch oder baugleich ausgebildet. Insbesondere weisen der erste und/oder der zweite Steuerkolben einen geringeren Außendurchmesser als der Arbeitskolben auf.
Der erste und der zweite Steuerkolben sind relativ zueinander entlang der Kolbenstange bewegbar, wobei der erste Steuerkolben zur Änderung des Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung mit der ersten Ventileinrichtung und der zweite Steuerkolben zur Änderung des Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung mit der zweiten Ventileinrichtung wirkverbunden ist. Vorzugsweise erfolgt eine Betätigung der ersten Ventileinrichtung auf Basis einer axialen Verschiebung des ersten Steuerkolbens entlang Kolbenstange und/oder eine Betätigung der zweiten Ventileinrichtung auf Basis einer axialen Verschiebung des zweiten Steuerkolbens entlang der Kolbenstange.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der erste Steuerkolben in dem ersten Arbeitsraum und der zweite Steuerkolben in dem zweiten Arbeitsraum angeordnet ist. Der Arbeitskolben ist in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse somit zwischen den beiden Steuerkolben, vorzugsweise mittig, angeordnet. Der erste Steuerkolben weist mindestens oder genau einen ersten Betätigungsabschnitt und der zweite Steuerkolben mindestens oder genau einen zweiten Betätigungsabschnitt auf. Insbesondere kann der erste und/oder der zweite Steuerkolben mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs der jeweils zugehörigen Betätigungsabschnitte aufweisen. Besonders bevorzugt weisen der erste und der zweite Steuerkolben die gleiche Anzahl an Betätigungsabschnitte auf. Der bzw. die erste(n) Betätigungsabschnitt(e) erstrecken sich vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse in der Druckrichtung und/oder der bzw. die zweite(n) Betätigungsabschnitt(e) erstrecken sich vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse in der Zugrichtung. Bevorzugt liegen die ersten und die zweiten Betätigungsabschnitte zumindest abschnittsweise auf einem gemeinsamen koaxial zu der Hauptachse angeordneten Teilkreis und/oder sind in Umfangsrichtung in Bezug auf die Hauptachse gleichmäßig voneinander beabstandet.
Der erste Steuerkolben ist über den ersten Betätigungsabschnitt an der ersten Ventileinrichtung und der zweite Steuerkolben über den zweiten Betätigungsabschnitt an der zweiten Ventileinrichtung abgestützt. In einer Ruhelage liegen der erste und der zweite Steuerkolben, insbesondere der jeweilige Betätigungsabschnitt, an der zugehörigen Ventileinrichtung kraftlos an oder sind beabstandet zu dieser angeordnet. Zur Betätigung der ersten bzw. der zweiten Ventileinrichtung, wird der zugehörige Steuerkolben aus der Ruhelage entlang der Hauptachse bewegt, sodass der bzw. die zugehörige(n) Betätigungsabschnitt(e) die entsprechende Ventileinrichtung zur Änderung des Durchflusswiderstandes mit einer Kraft beaufschlagt, wodurch die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung gesteuert wird.
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Steuerkolbens, ein besonders robuster und einfacher Steuerkolben vorgeschlagen wird. Insbesondere kann durch die Betätigungsabschnitte eine zuverlässige Be- bzw. Entlastung der beiden Ventileinrichtungen gewährleistet werden, da eine direkte Krafteinleitung auf die erste bzw. zweite Ventileinrichtung umgesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beiden Steuerkolben unabhängig voneinander entlang der Kolbenstange bewegbar sind, somit kann eine frequenzselektive Dämpfung sowohl in Zug- als auch in Druckrichtung umgesetzt werden.
In einer konkreten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Ventileinrichtung in dem zweiten Arbeitsraum und die zweite Ventileinrichtung in dem ersten Arbeitsraum angeordnet ist. Prinzipiell können die erste und die zweite Ventileinrichtung durch mindestens oder genau eine Federscheibe gebildet sein. Besonders bevorzugt jedoch sind die beiden Ventileinrichtungen durch mehrere der Federscheiben bzw. ein Federscheibenpaket gebildet. Dabei ist die zugseitige Durchgangsöffnung durch die erste Ventileinrichtung in Zugrichtung freigegeben und in der Druckrichtung blockiert. Die druckseitige Durchgangsöffnung ist durch die zweite Ventileinrichtung in der Druckrichtung freigegeben und in der Zugrichtung blockiert.
Der Arbeitskolben weist mindestens oder genau eine erste und eine zweite Führungsöffnung auf. Bevorzugt ist jedem der Betätigungsabschnitte eine separate Führungsöffnung zugeordnet. Insbesondere weist der Arbeitskolben die gleiche Anzahl an Führungsöffnungen auf, wie der erste und der zweite Steuerkolben an Betätigungsabschnitten aufweist. Die Führungsöffnungen erstecken sich vorzugsweise in axialer Richtung parallel zu der Hauptachse und/oder liegen in Umfangsrichtung auf dem Teilkreis.
Dabei ist der erste Betätigungsabschnitt von dem ersten Arbeitsraum über die erste Führungsöffnung in den zweiten Arbeitsraum geführt und in der Zugrichtung an der ersten Ventileinrichtung abgestützt. Der zweite Betätigungsabschnitt ist von dem zweiten Arbeitsraum über die zweite Führungsöffnung in den ersten Arbeitsraum geführt und in der Druckrichtung an der zweiten Ventileinrichtung abgestützt. Insbesondere sind die Betätigungsabschnitte in der jeweiligen Führungsöffnung in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse geradgeführt.
Hierzu sind in einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung die erste und die zweite Führungsöffnung jeweils als ein axial verlaufender Durchbruch ausgebildet. Dabei können die Führungsöffnungen jeweils einen rechteckigen, quadratischen, runden, ovalen oder polygonalen Öffnungsquerschnitt aufweisen, wobei der durch die jeweilige Führungsöffnung geführte Teil der Betätigungsabschnitte vorzugsweise eine ähnliche Kontur aufweist.
Der erste und der zweite Betätigungsabschnitt sind hakenförmig ausgebildet, sodass der erste Betätigungsabschnitt durch die erste Führungsöffnung hindurch die erste Ventileinrichtung umgreift und der zweite Betätigungsabschnitt durch die zweite Führungsöffnung hindurch die zweite Ventileinrichtung umgreift. Insbesondere weist jeder der Betätigungsabschnitte hierzu endseitig eine radial abragende Stützkontur auf, welche insbesondere zur Kraftübertragung an der zugehörigen Ventileinrichtung anlegbar ist.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass die erste Ventileinrichtung in der Zugrichtung an dem Arbeitskolben anliegt, wobei bei einer Bewegung der Kolbenstange in der Zugrichtung der erste Steuerkolben in der Zugrichtung bewegbar ist, sodass die erste Ventileinrichtung zur Änderung des Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung durch den ersten Betätigungsabschnitt mit einer in der Zugrichtung gerichteten Kraft beaufschlagt wird. Insbesondere nimmt die in der Zugrichtung gerichtete Kraft mit einer Bewegung des ersten Steuerkolbens in der Zugrichtung zu, sodass sich der Durchflusswiderstand der zugseitigen Durchgangsöffnung erhöht. Anders gesagt nimmt die auf die erste Ventileinrichtung wirkende Kraft in Abhängigkeit von der in der Zugrichtung zurückgelegten Strecke des ersten Steuerkolbens zu.
Alternativ oder optional ergänzend liegt die zweite Ventileinrichtung in der Druckrichtung an dem Arbeitskolben an, wobei bei einer Bewegung der Kolbenstange in der Druckrichtung der zweite Steuerkolben in der Druckrichtung bewegbar ist, sodass die zweite Ventileinrichtung zur Änderung des Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung durch den zweiten Betätigungsabschnitt mit einer in der Druckrichtung gerichteten Kraft beaufschlagt wird. Insbesondere nimmt die in der Druckrichtung gerichtete Kraft mit einer Bewegung des zweiten Steuerkolbens in der Druckrichtung zu, sodass sich der Durchflusswiderstand der druckseitigen Durchgangsöffnung erhöht. Anders gesagt nimmt die auf die zweite Ventileinrichtung wirkende Kraft in Abhängigkeit von der in der Druckrichtung zurückgelegten Strecke des zweiten Steuerkolbens zu.
Bei einer zunehmenden Belastung auf die Ventilscheiben bei zunehmender Verschiebung des Steuerkolbens wird der freie Öffnungsquerschnitt der jeweiligen Ventileinrichtung verringert, wodurch der Durchflusswiderstand erhöht und somit die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung ebenfalls erhöht wird. Dadurch ergibt sich ein hartes Dämpfungsverhalten für die Dämpfervorrichtung, wobei das harte Dämpfungsverhalten vorzugsweise bei einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung erzeugt wird. Im Speziellen erfolgt eine Ansteuerung des Steuerkolbens bei einer niederfrequenten Anregung, bei der genügend Zeit vorhanden ist, den jeweiligen Steuerkolben in Richtung der zugehörigen Ventileinrichtungen zu bewegen, sodass die Kraft erzeugt bzw. erhöht wird.
Bei einer abnehmenden Belastung auf die Ventilscheiben bei abnehmender Verschiebung des Steuerkolbens wird der freie Öffnungsquerschnitt der jeweiligen Ventileinrichtung vergrößert, wodurch der Durchflusswiderstand verringert und somit die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung reduziert wird. Dadurch ergibt sich ein weiches Dämpfungsverhalten für die Dämpfervorrichtung, wobei das weiche Dämpfungsverhalten vorzugsweise bei einer hochfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung erzeugt wird. Im Speziellen werden der erste und der zweite Steuerkolben bei der hochfrequenten Anregung in die Ruhelage rückgestellt und/oder verbleiben in der Ruhelage.
In einer konstruktiven Weiterbildung weist die Dämpfervorrichtung eine erste Führungshülse zur Führung des ersten Steuerkolbens und eine zweite Führungshülse zur Führung des zweiten Steuerkolbens auf. Insbesondere haben die beiden Führungshülsen die Funktion, die Reibung des jeweiligen Steuerkolbens bei der axialen Verschiebung zu reduzieren und/oder den Steuerkolben an der Kolbenstange zu führen. Die Führungshülsen sind in einer Grobform vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet und können zumindest abschnittsweise an einem Außenumfang der Kolbenstange anliegen. Bevorzugt ist die erste Führungshülse innerhalb des ersten Arbeitsraums auf die Kolbenstange aufgeschoben, wobei sich die erste Führungshülse in axialer Richtung einerseits an der Kolbenstange und andererseits an der zweiten Ventileinrichtung abstützt. Die zweite Führungshülse ist bevorzugt innerhalb des zweiten Arbeitsraums auf die Kolbenstange aufgeschoben, wobei sich die zweite Führungshülse in axialer Richtung einerseits an der Kolbenstange, insbesondere über ein endseitig angeordnetes Sicherungsmittel, und andererseits an der ersten Ventileinrichtung abstützt.
Zwischen dem ersten Steuerkolben und der ersten Führungshülse ist ein erster Steuerraum gebildet. Zwischen dem zweiten Steuerkolben und der zweiten Führungshülse ist ein zweiter Steuerraum gebildet. Insbesondere sind die Führungshülse und der Steuerkolben konstruktiv derart ausgestaltet, sodass die beiden Steuerräume von dem zweiten Arbeitsraum abgegrenzt und/oder strömungstechnisch voneinander getrennt sind.
In einer konkreten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Steuerkolben jeweils mindestens oder genau einen radial nach innen gerichteten Flanschabschnitt sowie jeweils einen Zylinderabschnitt aufweisen. Insbesondere schließt sich der Flanschabschnitt unmittelbar endseitig an den Zylinderabschnitt an. Der Zylinderabschnitt ist vorzugsweise hohlzylindrisch und der Flanschabschnitt scheibenförmig, insbesondere ringscheibenförmig, ausgebildet. Besonders bevorzugt erstrecken sich die beiden Flanschabschnitt der beiden Führungshülsen in Bezug auf die Hauptachse jeweils in einer separaten Radialebene. Der erste bzw. der zweite Steuerkolben kann dabei in radialer Richtung über den jeweiligen Flanschabschnitt an der Kolbenstange, insbesondere der zugehörigen Führungshülse, abgestützt sein.
Die erste und die zweite Führungshülse weisen jeweils einen radial nach außen gerichteten Trennabschnitt sowie einen Hülsenabschnitt auf. Insbesondere schließt sich der Trennabschnitt unmittelbar an einen Außenumfang des Hülsenabschnitts an. Der Hülsenabschnitt ist vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet und kann koaxial und/oder konzentrisch zu dem Zylinderabschnitt des zugehörigen Steuerkolbens angeordnet sein und/oder einen Konturpartner zu dem zugehörigen Flanschabschnitt bilden. Der Trennabschnitt ist vorzugsweise als eine flanschartige Verbreiterung ausgebildet und bildet vorzugsweise einen Konturpartner zu dem zugehörigen Zylinderabschnitt. Bevorzugt erstreckt sich der Trennabschnitt parallel zu dem jeweiligen Flanschabschnitt und/oder in Bezug auf die Hauptachse in einer weiteren Radialebene.
Der erste und der zweite Steuerraum sind in axialer Richtung einerseits durch den Flanschabschnitt und andererseits durch den Trennabschnitt und in radialer Richtung einerseits durch den Zylinderabschnitt und andererseits durch den Hülsenabschnitt begrenzt. Der erste Steuerkolben ist zur Begrenzung des ersten Steuerraums einerseits mit seinem Flanschabschnitt an dem Hülsenabschnitt der ersten Führungshülse und andererseits mit dem Zylinderabschnitt an dem zugehörigen Trennabschnitt abgestützt. Der zweite Steuerkolben ist zur Begrenzung des zweiten Steuerraums einerseits mit seinem Flanschabschnitt an dem Hülsenabschnitt der zweiten Führungshülse und andererseits mit dem Zylinderabschnitt an dem zugehörigen Trennabschnitt abgestützt. Besonders bevorzugt liegen die beiden Flanschabschnitte über eine Dichteinrichtung umlaufend an dem jeweiligen Hülsenabschnitt an. Die beiden Trennabschnitte können in radialer Richtung über eine weitere Dichteinrichtung an einer Innenmantelfläche des jeweiligen Zylinderabschnitts anliegen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kolbenstange einen ersten und einen zweiten Steuerkanal aufweist. Insbesondere erstrecken sich der erste und der zweite Steuerkanal in axialer Richtung entlang der Hauptachse, wobei die beiden Steuerkanäle vorzugsweise fluidtechnisch voneinander getrennt sind. Die erste Führungshülse weist eine erste Verbindungsöffnung auf und die zweite Führungshülse weist eine zweite Verbindungsöffnung auf. Die erste und/oder die zweite Verbindungsöffnung sind vorzugsweise als eine in den jeweiligen Hülsenabschnitt eingebrachte Durchgangsbohrung oder Durchbruch ausgebildet.
Der erste Arbeitsraum ist strömungstechnisch über den ersten Steuerkanal und die erste Verbindungsöffnung mit dem ersten Steuerraum verbunden. Bevorzugt ist der erste Steuerkanal auf einer Zugseite der Dämpfervorrichtung angeordnet, sodass bei der Zugbewegung das Fluid über den ersten Steuerkanal in den ersten Steuerraum strömen kann. Der zweite Arbeitsraum ist strömungstechnisch über den zweiten Steuerkanal und die zweite Verbindungsöffnung mit dem zweiten Steuerraum verbunden. Bevorzugt ist der zweite Steuerkanal auf einer Druckseite der Dämpfervorrichtung angeordnet, sodass bei der Druckbewegung das Fluid über den zweiten Steuerkanal in den zweiten Steuerraum strömen kann. Insbesondere sind der erste und/oder der zweite Steuerkanal sowie der erste und/oder der zweite Steuerraum mit dem Fluid befüllt und/oder befüllbar.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Steuerkanal als eine in die Kolbenstange eingebrachte Nut ausgebildet sind. Bevorzugt sind der erste und/oder der zweite Steuerkanal als eine abgesetzte Nut ausgebildet. Der erste Steuerkanal erstreckt sich vorzugsweise an einer Außenseite der Kolbenstange innerhalb des ersten Arbeitsraums. Der zweite Steuerkanal erstreckt sich vorzugsweise an einer Außenseite der Kolbenstange innerhalb des zweiten Arbeitsraums. Im Speziellen kann der zweite Steuerkanal an einer Stirnseite der Kolbenstange enden.
Dabei ist der erste Steuerkanal in radialer Richtung durch die erste Führungshülse und der zweite Steuerkanal in radialer Richtung durch die zweite Führungshülse begrenzt. Bevorzugt ist der erste Steuerkanal zwischen dem Eintritt in den ersten Arbeitsraum und der ersten Verbindungsöffnung als ein geschlossener und/oder durchgängiger und/oder ununterbrochener Fluidkanal ausgebildet.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass bei einer niederfrequenten Anregung der Kolbenstange in der Zugrichtung, ein Steuervolumenstrom von dem ersten Arbeitsraum über den ersten Steuerkanal in den ersten Steuerraum verläuft. Vorzugsweise füllt der Steuervolumenstrom dabei den ersten Steuerraum mit dem Fluid, sodass in dem ersten Steuerraum ein Druck erzeugt bzw. erhöht wird und der Steuerkolben in der Zugrichtung bewegt wird. Dabei wird der in dem ersten Steuerraum wirkende Druck als eine Druckkraft über den ersten Betätigungsabschnitt auf die erste Ventileinrichtung übertragen, wodurch die erste Ventileinrichtung belastet wird.
Bei einer niederfrequenten Anregung der Kolbenstange in der Druckrichtung, verläuft der Steuervolumenstrom von dem zweiten Arbeitsraum über den zweiten Steuerkanal in den zweiten Steuerraum. Vorzugsweise füllt der Steuervolumenstrom dabei den zweiten Steuerraum mit dem Fluid, sodass in dem zweiten Steuerraum ein Druck erzeugt bzw. erhöht wird und der Steuerkolben in der Druckrichtung bewegt wird. Dabei wird der in dem zweiten Steuerraum wirkende Druck als eine Druckkraft über den zweiten Betätigungsabschnitt auf die zweite Ventileinrichtung übertragen, wodurch die zweite Ventileinrichtung belastet wird.
Da der erste bzw. der zweite Steuerraum nur langsam mit dem Fluid befüllt wird und sich der Druck somit verzögert aufbaut, tritt die Dämpfkrafterhöhung ausschließlich bei niedrigen Frequenzen auf, bei denen genügend Zeit vorhanden ist, um einen der beiden Steuerräume ausreichend zu füllen. Bei höheren Frequenzen hingegen reicht die Zeit nicht aus, um den jeweiligen Steuerraum zu füllen, sodass keine Dämpfkrafterhöhung erfolgt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem ersten Steuerraum eine erste Drosselstelle und/oder dem zweiten Steuerraum eine zweite Drosselstelle zugeordnet ist. Insbesondere dient die erste bzw. die zweite Drosselstelle zum Druckausgleich zwischen dem zugehörigen Steuerraum und dem entsprechenden Arbeitsraum und/oder zur Steuerung der Füllzeit des jeweiligen Steuerraums mit dem Fluid. Somit kann zum einen die Gefahr einer schlagartigen Druckerhöhung in dem jeweiligen Steuerraum reduziert bzw. verhindert werden. Zum anderen kann je nach Dimensionierung der Drosselstellen die Füllzeit in Abhängigkeit des Frequenzbereichs festgelegt werden, sodass das Ansprechverhalten des Steuerkolbens einstellbar ist.
Hierzu verbindet vorzugsweise die erste Drosselstelle den ersten Steuerraum fluidtechnisch mit dem ersten Arbeitsraum und/oder die zweite Drosselstelle den zweiten Steuerraum fluidtechnisch mit dem zweiten Arbeitsraum. Bei der Zugbewegung verläuft somit ein Teilvolumenstrom des Steuervolumenstroms von dem ersten Steuerraum über die erste Drosselstelle in den ersten Arbeitsraum. Bei der Druckbewegung verläuft ein Teilvolumenstrom des Steuervolumenstroms von dem zweiten Steuerraum über die zweite Drosselstelle in den zweiten Arbeitsraum.
In einer konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass der erste Steuerkolben und/oder die erste Führungshülse die erste Drosselstelle aufweisen. Dabei kann der Zylinderabschnitt oder der Flanschabschnitt des ersten Steuerkolbens die erste Drosselstelle aufweisen. Alternativ oder optional ergänzend kann der Trennabschnitt der ersten Führungshülse die oder eine weitere Drosselstelle aufweisen. Der zweite Steuerkolben und/oder die zweite Führungshülse weisen die zweite Drosselstelle auf. Dabei kann der Zylinderabschnitt oder der Flanschabschnitt des zweiten Steuerkolbens die zweite Drosselstelle aufweisen. Alternativ oder optional ergänzend kann der Trennabschnitt der zweiten Führungshülse die oder eine weitere Drosselstelle aufweisen. Die erste und/oder die zweite Drosselstelle können durch mindestens oder genau eine gerade oder schräg verlaufende Bohrung oder Durchbruch gebildet sein. Bevorzugt ist die erste und/oder die zweite Drosselstelle als eine in den jeweiligen Zylinderabschnitt radial eingebrachte und/oder in den Flanschabschnitt und/oder den Trennabschnitt axial eingebrachte Bohrung oder Durchbruch gebildet. Im Speziellen können die erste und/oder die zweite Drosselstelle jeweils durch eine einzige oder alternativ durch mehrere Bohrungen oder Durchbrüche gebildet sein.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug. Besonders bevorzugt ist die Dämpfervorrichtung für ein Fahrwerk des Fahrzeuges geeignet und/oder ausgebildet.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 in einer stark schematisierten Darstellung eine Dämpfervorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Strömungsverlauf bei einer Zugbewegung;
2 in gleicher Darstellung wie 1 die Dämpfervorrichtung mit einem Strömungsverlauf bei einer Druckbewegung.

1 zeigt in einer stark schematisierten Darstellung eine Dämpfervorrichtung 1, welche beispielsweise für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Beispielsweise ist die Dämpfervorrichtung 1 als ein Einrohrstoßdämpfer ausgebildet. Die Dämpfervorrichtung 1 weist ein Dämpferrohr 2 und eine Kolbenstange 3 auf, wobei die Kolbenstange 3 entlang einer Hauptachse H in einer Zugrichtung Z und einer Druckrichtung D bewegbar in dem Dämpferrohr 2 angeordnet ist. Das Dämpferrohr 2 kann beispielsweise als ein Zylinderrohr ausgebildet sein. Beispielsweise definiert die Kolbenstange 3 mit ihrer Längsachse die Hauptachse H. Bei einem Einfederungsvorgang des Fahrzeugs erfolgt beispielsweise eine Druckbewegung der Kolbenstange 3 in der Druckrichtung D, wodurch die Dämpfervorrichtung 1 zusammengestaucht wird. Bei einem Ausfederungsvorgang des Fahrzeugs erfolgt eine Zugbewegung der Kolbenstange 3 in der Zugrichtung Z, wodurch die Dämpfervorrichtung 1 auseinandergezogen wird.
Die Dämpfervorrichtung 1 weist einen Arbeitskolben 4 auf, wobei der Arbeitskolben 4 an einem axialen Ende der Kolbenstange 3 montiert ist. Der Arbeitskolben 4 kann über ein Dichtmittel an einer radialen Innenseite des Dämpferrohrs 2 dichtend anliegen. Der Arbeitskolben 4 unterteilt das Dämpferrohr 2 in einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum A1, A2, wobei der erste Arbeitsraum A1 als ein kolbenstangennaher Arbeitsraum und der zweite Arbeitsraum A2 als ein kolbenstangenferner Arbeitsraum definiert ist. Die beiden Arbeitsräume A1, A2 sind über den Arbeitskolben 4 hydraulisch miteinander verbunden, wobei in einem bestimmungsgemäßen Montagezustand der Dämpfervorrichtung 1 der erste und der zweite Arbeitsraum A1, A2 mit einer Hydraulikflüssigkeit, z.B. einem Öl, befüllt sind. Beispielsweise ist der erste Arbeitsraum A1 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H einerseits durch den Arbeitskolben 4 und andererseits durch eine Dämpferkappe begrenzt. Beispielsweise ist der zweite Arbeitsraum A2 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H einerseits durch den Arbeitskolben 4 und andererseits durch einen Dämpferboden begrenzt.
Der Arbeitskolben 4 weist mindestens eine zugseitige Durchgangsöffnung 5a und mindestens eine druckseitige Durchgangsöffnung 5b auf. Dabei bildet die zugseitige Durchgangsöffnung 5a einen Einlass für das Fluid von dem ersten Arbeitsraum A1 in den zweiten Arbeitsraum A2 bei einer Zugbewegung der Kolbenstange 3 und die druckseitige Durchgangsöffnung 5b einen Einlass für das Fluid von dem zweiten Arbeitsraum A2 in den ersten Arbeitsraum A1 bei einer Druckbewegung der Kolbenstange 3. Beispielsweise kann der Arbeitskolben 4 jeweils mehrere der zugseitigen und druckseitigen Durchgangsöffnungen 5a, b aufweisen. Bevorzugt weist der Arbeitskolben 4 die gleiche Anzahl an zugseitigen und druckseitigen Durchgangsöffnungen 5a, b auf. Die Durchgangsöffnungen 5a, b sind beispielsweise als gestufte Durchbrüche ausgebildet und erstrecken sich parallel zu der Hauptachse H.
Die Dämpfervorrichtung 1 weist eine erste und eine zweite Ventileinrichtung 6a, b auf, wobei die erste Ventileinrichtung 6a in dem zweiten Arbeitsraum A2 und die zweite Ventileinrichtung 6b in dem ersten Arbeitsraum A1 angeordnet ist. Dabei dient die erste Ventileinrichtung 6a zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung 5a und die zweite Ventileinrichtung 6b zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung 5b. Die beiden Ventileinrichtungen 6a, b sind jeweils als ein Federscheibenpaket ausgebildet, wobei eine der Federscheiben des Federscheibenpakets der ersten Ventileinrichtung 6a die zugseitige Durchgangsöffnung 5a und/oder eine der Federscheiben des Federscheibenpakets der zweiten Ventileinrichtung 6b die druckseitige Durchgangsöffnung 5b abdeckt. Hierzu liegt die erste Ventileinrichtung 6a in der Zugrichtung Z an und die zweite Ventileinrichtung 6b in der Druckrichtung D an dem Arbeitskolben 4 an. Somit ist durch die erste Ventileinrichtung 6a ein Durchfluss durch die zugseitige Durchgangsöffnung 5a bei einer Zugbewegung der Kolbenstange 3 freigegeben und bei einer Druckbewegung verhindert. Durch die zweite Ventileinrichtung 6b ist ein Druckfluss durch die druckseitige Durchgangsöffnung 5b bei einer Druckbewegung der Kolbenstange 3 freigegeben und bei einer Zugbewegung verhindert.
Die Dämpfervorrichtung 1 weist einen ersten und einen zweiten Steuerkolben 7, 8 auf, wobei der erste Steuerkolben 7 zur Steuerung einer Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung 1 in der Zugrichtung Z und der zweite Steuerkolben 8 zur Steuerung der Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung 1 in der Druckrichtung D dient. Der erste Steuerkolben 7 ist in dem ersten Arbeitsraum A1 und der zweite Steuerkolben 8 in dem zweiten Arbeitsraum A2 entlang der Kolbenstange 3 verschiebbar angeordnet. Dabei steht der erste Steuerkolben 7 zur Änderung des Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung 5a mit der ersten Ventileinrichtung 6a und der zweite Steuerkolben 8 zur Änderung des Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung 5b mit der zweiten Ventileinrichtung 6b in Wirkverbindung. Hierzu weist der erste Steuerkolben 7 mindestens einen ersten Betätigungsabschnitt 7a und der zweite Betätigungskolben 8 mindestens einen zweiten Betätigungsabschnitt 8a auf. Ferner weist der Arbeitskolben 4 mindestens eine erste und mindestens eine zweite Führungsöffnung 9a, b auf, wobei der erste Betätigungsabschnitt 7a über die erste Führungsöffnung 9a von dem ersten Arbeitsraum A1 in den zweiten Arbeitsraum A2 und der zweite Betätigungsabschnitt 8a über die zweite Führungsöffnung 9b von dem zweiten Arbeitsraum A2 in den ersten Arbeitsraum A1 geführt ist. Hierzu sind die beiden Ventileinrichtungen 6a, b jeweils im Bereich der Führungsöffnungen 9a, b ausgespart, sodass der jeweilige Betätigungsabschnitt 7a, 8a ungehindert durch die zugehörige Führungsöffnung 9a, b geführt ist.
Die beiden Betätigungsabschnitte 7a, 8a sind hakenförmig ausgebildet, wobei sich der erste Steuerkolben 7 in der Zugrichtung Z über den ersten Betätigungsabschnitt 7a an der ersten Ventileinrichtung 6a und der zweite Steuerkolben 8 in der Druckrichtung D über den zweiten Betätigungsabschnitt 8a an der zweiten Ventileinrichtung 6b abstützt. Beispielsweise kann der erste und der zweite Steuerkolben 7, 8 jeweils drei der Betätigungsabschnitte 7a, 8a aufweisen, wobei jedem der Betätigungsabschnitte 7a, 8a eine separate Führungsöffnung 9a, b zugeordnet ist.
Die Dämpfervorrichtung 1 weist eine erste und eine zweite Führungshülse 10, 11 auf, wobei die erste Führungshülse 10 zur Führung des ersten Steuerkolbens 7 und die zweite Führungshülse 11 zur Führung des zweiten Steuerkolbens 8 dient. Die erste Führungshülse 10 ist auf die Kolbenstange 3 aufgeschoben und stützt sich einerseits in der Druckrichtung D an der zweiten Ventileinrichtung 6b und andererseits in der Zugrichtung Z an einem Absatz der Kolbenstange 3 ab. Die zweite Führungshülse 11 ist auf die Kolbenstange 3 aufgeschoben und stütz sich einerseits in der Zugrichtung Z an der ersten Ventileinrichtung 6a und andererseits an einem Sicherungsmittel 12, z.B. einer Schraubenmutter, ab.
Der erste Steuerkolben 7 ist über die erste Führungshülse 10 und der zweite Steuerkolben 8 über die zweite Führungshülse 11 an einem Außenumfang der Kolbenstange 3 abgestützt. Die erste und die zweite Führungshülse 10, 11 weisen jeweils einen Hülsenabschnitt 10a, 11a sowie einen Trennabschnitt 10b, 11b auf. Ferner weisen der erste und der zweite Steuerkolben 7, 8 jeweils einen Zylinderabschnitt 7b, 8b sowie einen Flanschabschnitt 7c, 8c auf. Dabei liegen die beiden Führungshülsen 10, 11 über den jeweiligen Hülsenabschnitt 10a, 11a formschlüssig an dem Außenumfang der Kolbenstange 3 an, wobei sich der Trennabschnitt 10b, 11b jeweils unmittelbar an den zugehörigen Hülsenabschnitt 10a, 11a anschließt und als eine radial nach außen gerichtete flanschartige Verbreiterung ausgebildet ist. Die Zylinderabschnitte 7b, 8b sind jeweils hohlzylindrisch ausgebildet und koaxial und/oder konzentrisch zu der zugehörigen Führungshülse 10, 11 angeordnet. Dabei schließt sich der Flanschabschnitt 7c, 8c jeweils an den zugehörigen Zylinderabschnitt 7b, 8b an und ist in radialer Richtung nach innen gerichtet. Der Flanschabschnitt 7c, 8c liegt in radialer Richtung an einem Außenumfang des jeweiligen Hülsenabschnitts 10a, 11a an, wobei zugleich die Trennabschnitte 10b, 11b an einem Innenumfang des zugehörigen Zylinderabschnitts 7b, 8b anliegen. Dabei liegen die beiden Flanschabschnitte 7c, 8c jeweils über eine Dichteinrichtung 13 umlaufend an dem zugehörigen Hülsenabschnitt 7a, 8a und die beiden Trennabschnitt 10b, 11b über eine weitere Dichteinrichtung 14 umlaufend an dem zugehörigen Zylinderabschnitt 7b, 8b an. Beispielsweise sind die Dichteinrichtungen 13, 14 jeweils als ein Dichtring ausgebildet.
Zwischen dem ersten Steuerkolben 7 und der ersten Führungshülse 10 ist ein erster Steuerraum 15a und zwischen dem zweiten Steuerkolben 8 und der zweiten Führungshülse 11 ist ein zweiter Steuerraum 15b gebildet. Dabei sind die beiden Steuerräume 15a, b in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H einerseits durch den jeweiligen Trennabschnitt 10b, 11b und andererseits durch den jeweiligen Flanschabschnitt 7c, 8c begrenzt. In radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H sind die beiden Steuerräume 15a, b einerseits durch den jeweiligen Hülsenabschnitt 10a, 11a und andererseits durch den jeweiligen Zylinderabschnitt 7b, 8b begrenzt.
Die Kolbenstange 3 weist einen ersten und einen zweiten Steuerkanal 16a, b auf, wobei die beiden Steuerkanäle 16a, b strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Der erste und der zweite Steuerkanal 16a, b sind dabei jeweils als eine in die Kolbenstange 3 eingebrachte Nut ausgebildet. Dabei erstreckt sich der erste Steuerkanal 16a in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H innerhalb des ersten Arbeitsraums A1, wobei der Hülsenabschnitt 10a der ersten Führungshülse 10 eine erste Verbindungsöffnung 17a aufweist, welche den ersten Steuerkanal 16a mit dem ersten Steuerraum 15a strömungstechnisch verbindet. Der zweite Steuerkanal 16b erstreckt sich innerhalb des zweiten Arbeitsraums A2, wobei der zweite Hülsenabschnitt 11a eine zweite Verbindungsöffnung 17b aufweist, welche den zweiten Steuerkanal 16b mit dem zweiten Steuerraum 15b strömungstechnisch verbindet. Der erste und der zweite Steuerkanal 16a, b sind in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H jeweils abschnittsweise durch den Hülsenabschnitt 10a, 11a der jeweiligen Führungshülse 10, 11 abgedeckt, sodass der erste Steuerkanal 16a zwischen dem Eintritt in den ersten Arbeitsraum A1 und der ersten Verbindungsöffnung 17a bzw. der zweite Steuerkanal 16b zwischen dem Eintritt in den zweiten Arbeitsraum A2 und der zweiten Verbindungsöffnung 17b als ein geschlossener Fluidkanal ausgebildet ist.
Der erste Steuerraum 15a weist eine erste Drosselstelle 18a und der zweite Steuerraum 15b eine zweie Drosselstelle 18b auf, wobei die beiden Drosselstellen 18a, b zum Ausgleich von Druckschwankungen und/oder schlagartigen Druckerhöhungen in dem jeweiligen Steuerraum 15a, b und/oder zur Steuerung der Füllzeit dienen. Dabei ist der erste Steuerraum 15a über die erste Drosselstelle 18a mit dem ersten Arbeitsraum A1 und der zweite Steuerraum 15b über die zweite Drosselstelle 18b mit dem zweiten Arbeitsraum A2 strömungstechnisch verbunden. Beispielsweise können die beiden Drosselstellen 18a, b jeweils durch eine axial verlaufende Bohrung ausgebildet sein, wobei die erste Drosselstelle 18a innerhalb des ersten Steuerraums 15a in den Flanschabschnitt 7c des ersten Steuerkolbens 7 und die zweite Drosselstelle 18b innerhalb des zweiten Steuerraums 15b in den Flanschabschnitt 8c des zweiten Steuerkolbens 8 eingebracht ist.
Nachfolgend ist die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung 1 bei einer Bewegung der Kolbenstange 3 in der Zugrichtung Z beschrieben. Dabei verläuft bei einer hochfrequenten Anregung der Kolbenstange 3 von beispielweise mehr als 10 Hz, ein Hauptvolumenstrom HV größtenteils von dem ersten Arbeitsraum A1 über die zugseitige Durchgangsöffnung 5a und die erste Ventileinrichtung 6a in den zweiten Arbeitsraum A2. Die beiden Steuerkolben 7, 8 sind in einer Ruhelage beabstandet oder kraftlos zu der zugehörigen Ventileinrichtung 6a, b angeordnet, wobei die beiden Ventileinrichtungen 6a, b nahezu unbelastet sind und die Dämpfervorrichtung 1 somit ein weiches Dämpfungsverhalten aufweist.
Bei einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung 1 von beispielsweise weniger als 1 Hz, verläuft zusätzlich ein Steuervolumenstrom SV von dem ersten Arbeitsraum A1 über den ersten Steuerkanal 16a und die erste Verbindungsöffnung 17a in den ersten Steuerraum 15a, wobei ein Druck in dem ersten Steuerraum 15a erhöht wird und der erste Steuerkolben 7 in der Zugrichtung Z bewegt wird. Dabei wird die erste Ventileinrichtung 6a durch den ersten Betätigungsabschnitt 7a belastet, wodurch eine durch das Federscheibenpaket erzeugte Federkraft erhöht und der Durchflusswiderstand an der zugseitigen Durchgangsöffnung 5a ebenfalls erhöht wird. Somit erfolgt eine Dämpfkrafterhöhung der Dämpfervorrichtung 1 in der Zugrichtung Z.
Ein Teilvolumenstrom TV des Steuervolumenstroms SV verläuft über die erste Drosselstelle 18a von dem ersten Steuerraum 15a in den ersten Arbeitsraum A1, wobei bei einer Befüllung des ersten Steuerraums 15a ein Teil des Fluids über die erste Drosselstelle 18a abfließen kann, sodass die Gefahr einer schlagartigen Druckerhöhung und somit eine Beschädigung der Dämpfervorrichtung 1 verhindert bzw. reduziert wird.
2 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die Dämpfervorrichtung 1 und deren Funktionsweise bei einer Bewegung der Kolbenstange 3 in der Druckrichtung D. Bei einer Bewegungsumkehrung stellt sich der erste Steuerkolben 7 selbsttätig in die Ruhelage zurück, wobei bei einer anschließenden niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung 1 in der Druckrichtung D der zweite Steuerkolben 8 zur Einstellung des Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung 5b die zweite Ventileinrichtung 6b mit der Kraft beaufschlagt. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus der Dämpfervorrichtung 1 ergibt sich die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung 1 bei der Druckbewegung der Kolbenstange 3 analog zu der bereits beschriebenen Funktionsweise in Gegenrichtung, sodass auf eine weitere Beschreibung für die Druckbewegung verzichtet wird.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfervorrichtung
2: Dämpferrohr
3: Kolbenstange
4: Arbeitskolben
5a, b: Durchgangsöffnungen
6a,b: Ventileinrichtungen
7: erster Steuerkolben
7a: erster Betätigungsabschnitt
7b: Zylinderabschnitt
7c: Flanschabschnitt
8: zweiter Steuerkolben
8a: zweiter Betätigungsabschnitt
8b: Zylinderabschnitt
8c: Flanschabschnitt
9a, b: Führungsöffnungen
10: erste Führungshülse
10a: Hülsenabschnitt
10b: Trennabschnitt
11: zweite Führungshülse
11a: Hülsenabschnitt
11b: Trennabschnitt
12: Sicherungsmittel
13: Dichtungseinrichtung
14: Dichtungseinrichtung
15a,b: Steuerräume
16a, b: Steuerkanäle
17a,b: Verbindungsöffnungen
18a,b: Drosselstellen
A1: erster Arbeitsraum
A2: zweiter Arbeitsraum
H: Hauptachse
HV: Hauptvolumenstrom
SV: Steuervolumenstrom
TV: Teilvolumenstrom
D: Druckrichtung
Z: Zugrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016200935 A1 [0003]

Claims

Dämpfervorrichtung (1), mit einer Kolbenstange (3), wobei die Kolbenstange (3) in axialer Richtung in Bezug auf eine Hauptachse (H) in einer Zugrichtung (Z) und in einer Druckrichtung (D) bewegbar ist, mit einem Arbeitskolben (4), wobei der Arbeitskolben (4) an der Kolbenstange (3) befestigt ist und einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum (A1, A2) definiert, und wobei der Arbeitskolben (4) mindestens eine zugseitige und mindestens eine druckseitige Durchgangsöffnung (5a, b) aufweist, mit einer ersten Ventileinrichtung (6a) zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung (5a) und mit einer zweiten Ventileinrichtung (6b) zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung (5b), mit einem ersten und einem zweiten Steuerkolben (7, 8), wobei die beiden Steuerkolben (7, 8) relativ zueinander entlang der Kolbenstange (3) bewegbar sind, wobei der erste Steuerkolben (7) zur Änderung des Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung (5a) mit der ersten Ventileinrichtung (6a) und der zweite Steuerkolben (8) zur Änderung des Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung (5b) mit der zweiten Ventileinrichtung (6b) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerkolben (7) in dem ersten Arbeitsraum (A1) und der zweite Steuerkolben (8) in dem zweiten Arbeitsraum (A2) angeordnet ist, wobei der erste Steuerkolben (7) mindestens einen ersten Betätigungsabschnitt (7a) und der zweite Steuerkolben (8) mindestens einen zweiten Betätigungsabschnitt (8a) aufweist, wobei sich der erste Steuerkolben (7) über den ersten Betätigungsabschnitt (7a) an der ersten Ventileinrichtung (6a) und der zweite Steuerkolben (8) über den zweiten Betätigungsabschnitt (8a) an der zweiten Ventileinrichtung (6b) abstützt.
Dämpfervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventileinrichtung (6a) in dem zweiten Arbeitsraum (A2) und die zweite Ventileinrichtung (6b) in dem ersten Arbeitsraum (A1) angeordnet ist, wobei der Arbeitskolben (4) mindestens eine erste und mindestens eine zweite Führungsöffnung (9a, b) aufweist, wobei der erste Betätigungsabschnitt (7a) von dem ersten Arbeitsraum (A1) über die erste Führungsöffnung (9a) in den zweiten Arbeitsraum (A2) geführt und in der Zugrichtung (Z) an der ersten Ventileinrichtung (6a) abgestützt ist und wobei der zweite Betätigungsabschnitt (8a) von dem zweiten Arbeitsraum (A2) über die zweite Führungsöffnung (9b) in den ersten Arbeitsraum (A1) geführt und in der Druckrichtung (D) an der zweiten Ventileinrichtung (6b) abgestützt ist.
Dämpfervorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Führungsöffnung (9a, b) jeweils als ein axial verlaufender Durchbruch ausgebildet ist, wobei der erste und der zweite Betätigungsabschnitt (7a, 8a) hakenförmig ausgebildet ist, sodass der erste Betätigungsabschnitt (7a) durch die erste Führungsöffnung (9a) hindurch die erste Ventileinrichtung (6a) umgreift und der zweite Betätigungsabschnitt (8a) durch die zweite Führungsöffnung (9b) hindurch die zweite Ventileinrichtung (6b) umgreift.
Dämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ventileinrichtung (6a) in der Zugrichtung (Z) an dem Arbeitskolben (4) anliegt, wobei bei einer Bewegung der Kolbenstange (3) in der Zugrichtung (Z) der erste Steuerkolben (7) in der Zugrichtung (Z) bewegbar ist, sodass die erste Ventileinrichtung (6a) zur Änderung des Durchflusswiderstandes der zugseitigen Durchgangsöffnung (5a) durch den ersten Betätigungsabschnitt (7a) mit einer in der Zugrichtung (Z) gerichteten Kraft beaufschlagt wird, und/oder die zweite Ventileinrichtung (6b) in der Druckrichtung (D) an dem Arbeitskolben (4) anliegt, wobei bei einer Bewegung der Kolbenstange (3) in der Druckrichtung (D) der zweite Steuerkolben (8) in der Druckrichtung (D) bewegbar ist, sodass die zweite Ventileinrichtung (6b) zur Änderung des Durchflusswiderstandes der druckseitigen Durchgangsöffnung (5b) durch den zweiten Betätigungsabschnitt (8a) mit einer in der Druckrichtung (D) gerichteten Kraft beaufschlagt wird.
Dämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfervorrichtung (1) eine erste Führungshülse (10) zur Führung des ersten Steuerkolbens (7) und eine zweite Führungshülse (11) zur Führung des zweiten Steuerkolbens (8) aufweist, wobei zwischen dem ersten Steuerkolben (7) und der ersten Führungshülse (10) ein erster Steuerraum (15a) und zwischen dem zweiten Steuerkolben (8) und der zweiten Führungshülse (11) ein zweiter Steuerraum (15b) gebildet ist.
Dämpfervorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Steuerkolben (7, 8) jeweils einen Zylinderabschnitt (7b, 8b) sowie jeweils mindestens einen radial nach innen gerichteten Flanschabschnitt (7c, 8c) aufweisen und dass die erste und die zweite Führungshülse (10, 11) jeweils einen Hülsenabschnitt (10a, 11a) sowie jeweils einen radial nach außen gerichteten Trennabschnitt (10b, 11b) aufweisen, wobei der erste und der zweite Steuerraum (15a, b) in axialer Richtung einerseits durch den Flanschabschnitt (7c, 8c) und andererseits durch den Trennabschnitt (10b, 11b) und in radialer Richtung einerseits durch den Zylinderabschnitt (7b, 8b) und andererseits durch den Hülsenabschnitt (10a, 11a) begrenzt ist.
Dämpfervorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (3) einen ersten und einen zweiten Steuerkanal (16a, b) aufweist und dass die erste Führungshülse (10) eine erste Verbindungsöffnung (17a) und die zweite Führungshülse (11) eine zweite Verbindungsöffnung (17b) aufweist, wobei der erste Arbeitsraum (A1) strömungstechnisch über den ersten Steuerkanal (16a) und die erste Verbindungsöffnung (17a) mit dem ersten Steuerraum (15a) verbunden ist, und wobei der zweite Arbeitsraum (A2) strömungstechnisch über den zweiten Steuerkanal (16b) und die zweite Verbindungsöffnung (17b) mit dem zweiten Steuerraum (15b) verbunden ist.
Dämpfervorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Steuerkanal (16a, b) jeweils als eine in die Kolbenstange (3) eingebrachte Nut ausgebildet ist, wobei der erste Steuerkanal (16a) in radialer Richtung durch die erste Führungshülse (10) und der zweite Steuerkanal (16b) in radialer Richtung durch die zweite Führungshülse (11) begrenzt ist.
Dämpfervorrichtung (1) nach 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer niederfrequenten Anregung der Kolbenstange (3) in der Zugrichtung (Z), ein Hauptvolumenstrom (HV) von dem ersten Arbeitsraum (A1) über die zugseitige Durchgangsöffnung (5a) in den zweiten Arbeitsraum (A2) verläuft und zugleich ein Steuervolumenstrom (SV) von dem ersten Arbeitsraum (A1) über den ersten Steuerkanal (16a) in den ersten Steuerraum (15a) verläuft, sodass der erste Steuerkolben (7) in der Zugrichtung (Z) mit einem in dem ersten Steuerraum (15a) erzeugten Druck beaufschlagt und der erste Betätigungsabschnitt (7a) in Richtung der ersten Ventileinrichtung (6a) bewegt wird, und/oder dass bei einer niederfrequenten Anregung der Kolbenstange (3) in der Druckrichtung (D), ein Hauptvolumenstrom (HV) von dem zweiten Arbeitsraum (A2) über die druckseitige Durchgangsöffnung (5b) in den ersten Arbeitsraum (A1) verläuft und zugleich ein Steuervolumenstrom (SV) von dem zweiten Arbeitsraum (A2) über den zweiten Steuerkanal (16b) in den zweiten Steuerraum (15b) verläuft, sodass der zweite Steuerkolben (8) in der Druckrichtung (D) mit einem in dem zweiten Steuerraum (15b) erzeugten Druck beaufschlagt und der zweite Betätigungsabschnitt (8b) in Richtung der zweiten Ventileinrichtung (6b) bewegt wird.
Dämpfervorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerraum (15a) über eine erste Drosselstelle (18a) mit dem ersten Arbeitsraum (A1) strömungstechnisch verbunden ist, sodass bei der Zugbewegung ein Teilvolumenstrom (TV) des Steuervolumenstroms (SV) von dem ersten Steuerraum (15a) über die erste Drosselstelle (18a) in den ersten Arbeitsraum (A1) verläuft und/oder dass der zweite Steuerraum (15b) über eine zweite Drosselstelle (18b) mit dem zweiten Arbeitsraum (A2) strömungstechnisch verbunden ist, sodass bei der Druckbewegung ein Teilvolumenstrom (TV) des Steuervolumenstroms (SV) von dem zweiten Steuerraum (15b) über die zweite Drosselstelle (18b) in den zweiten Arbeitsraum (A2) verläuft.
Dämpfervorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steuerkolben (7) und/oder die erste Führungshülse (10) die erste Drosselstelle (18a) und der zweite Steuerkolben (8) und/oder die zweite Führungshülse (11) die zweite Drosselstelle (18b) aufweist.
Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.