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Die Erfindung betrifft eine Dämpfervorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung.
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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 Dämpfmedium, wie beispielsweise 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.
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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.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Dämpfervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch eine einfache und robuste Ausgestaltung auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung vorzuschlagen.
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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.
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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.
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Die Dämpfervorrichtung weist einen Arbeitskolben auf, wobei dieser fest mit einer Kolbenstange verbunden ist. Der Arbeitskolben ist in axialer Richtung in Bezug auf eine Hauptachse in einer Zugrichtung und in einer Druckrichtung bewegbar. Insbesondere definiert die Kolbenstange, vorzugsweise mit ihrer Längsachse, die Hauptachse. Bevorzugt weist die Dämpfervorrichtung mindestens ein Dämpferrohr auf, wobei der Arbeitskolben in dem Dämpferrohr verschiebbar angeordnet ist.
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Der Arbeitskolben definiert einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum, welche von dem Arbeitskolben in axialer Richtung voneinander getrennt sind, wobei die beiden Arbeitsräume in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse durch das Dämpferrohr begrenzt sind. Die beiden Arbeitsräume sind zumindest teilweise mit einem Dämpfmedium Hydraulikflüssigkeit befüllt. Vorzugsweise ist der erste Arbeitsraum ein kolbenstangenseitiger Arbeitsraum und der zweite Arbeitsraum ein kolbenstangenferner Arbeitsraum. Des Weiteren kann der Arbeitskolben mindestens eine Dichteinrichtung aufweisen, Welche zwischen dem Arbeitskolben und dem Dämpferrohr angeordnet ist und den ersten Arbeitsraum gegenüber dem zweiten Arbeitsraum Dämpfungsfluiddicht abdichtet.
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Die Dämpfervorrichtung weist eine Ventilanordnung auf, welche vorzugsweise zur Einstellung einer Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung ausgebildet und/oder geeignet ist. Die Ventilanordnung ist innerhalb des Arbeitskolbens angeordnet. Vorzugsweise wird die Ventilanordnung bei einer Bewegung der Kolbenstange in der Zug- oder Druckrichtung mitbewegt. Der Arbeitskolben ist insbesondere als ein Hohlzylinder ausgebildet, wobei die Ventilanordnung vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Ventilanordnung formschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem Arbeitskolben aufgenommen. Im Speziellen ist die Ventilanordnung als ein separates Bauteil ausgebildet. Bei einer Montage der Dämpfervorrichtung kann die Ventilanordnung, insbesondere in Zugrichtung, in den Arbeitskolben eingeschoben werden und anschließend in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse gegen ein Verlieren gesichert werden.
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Die Ventilanordnung weist einen zugseitigen und einen druckseitigen Strömungskanal auf. Besonders bevorzugt sind die beiden Strömungskanäle strömungstechnisch voneinander getrennt. Hierzu weist die Ventilanordnung vorzugsweise einen Grundkörper auf, wobei der Grundkörper als ein Vollmaterial ausgebildet ist. Insbesondere sind die beiden Strömungskanäle jeweils durch mindestens einen in den Grundkörper eingebrachten Durchbruch ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der zugseitige Strömungskanal in Zugrichtung und der druckseitige Strömungskanal in Druckrichtung geöffnet, sodass der zugseitige Strömungskanal unmittelbar mit dem ersten Arbeitsraum und der druckseitige Strömungskanal unmittelbar mit dem zweiten Arbeitsraum fluidtechnisch in Kontakt stehen.
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Die Ventilanordnung weist ein Zugstufendämpfungsventil zur Einstellung des Durchflusses des zugseitigen Strömungskanals und ein Druckstufendämpfungsventil zur Einstellung des Durchflusses des druckseitigen Strömungskanals auf. Insbesondere kann durch die Einstellung des Durchflusses die Dämpfkraft in Zugrichtung durch das Zugstufendämpfungsventil und in Druckrichtung durch das Druckstufendämpfungsventil kontrolliert werden. Bevorzugt ist das Zugstufendämpfungsventil ausgebildet, einen freien Öffnungsquerschnitt des zugseitigen Strömungskanals zu ändern. Alternativ oder optional ergänzend ist das Druckstufendämpfungsventil ausgebildet, einen freien Öffnungsquerschnitt des druckseitigen Strömungskanals zu ändern. Besonders bevorzugt sind das Zugstufen- und/oder das Druckstufendämpfungsventil als ein Drosselventil und/oder ein Rückschlagventil ausgebildet. Das Zugstufendämpfungsventil deckt den zugseitigen Strömungskanal in der Druckrichtung ab, sodass der zugseitige Strömungskanal in Zugrichtung freigegeben und in der Druckrichtung geschlossen ist.
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Alternativ oder optional ergänzend deckt das Druckstufendämpfungsventil den druckseitigen Strömungskanal in der Zugrichtung ab, sodass der druckseitige Strömungskanal in der Druckrichtung freigegeben und in der Zugrichtung geschlossen ist. Vorzugsweise sind das Zugstufen- und/oder das Druckstufendämpfungsventil als mindestens eine Federscheibe oder als ein Federscheibenpaket ausgebildet. Insbesondere weist das Federscheibenpaket mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als acht aufeinander gestapelte Federscheiben auf. Das Zugstufen- und/oder das Druckstufendämpfungsventil können in Bezug auf die Hauptachse koaxial zueinander angeordnet sein.
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Die Ventilanordnung weist ein erstes Betätigungsorgan zur Betätigung des Zugstufendämpfungsventils und ein zweites Betätigungsorgan zur Betätigung des Druckstufendämpfungsventils auf. Insbesondere sind die beiden Betätigungsorgane koaxial in Bezug auf die Hauptachse angeordnet und/oder in axialer Richtung entlang der Hauptachse bewegbar. Vorzugsweise erfolgt eine Betätigung des Zugstufendämpfungsventils auf Basis einer axialen Verschiebung des ersten Betätigungsorgans entlang der Hauptachse. Alternativ oder optional ergänzend erfolgt eine Betätigung des Druckstufendämpfungsventils auf Basis einer axialen Verschiebung des zweiten Betätigungsorgans entlang der Hauptachse. Bevorzugt sind die beiden Betätigungsorgane spiegelbildlich zueinander angeordnet. Im Speziellen sind das erste und/oder das zweite Betätigungsorgan zumindest abschnittsweise innerhalb des Grundkörpers angeordnet.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass bei einer Zugbewegung des Arbeitskolbens, das erste Betätigungsorgan in der Zugrichtung bewegbar ist, sodass das Zugstufendämpfungsventil zur Änderung eines Durchflusswiderstandes des zugseitigen Strömungskanals mit einer in der Zugrichtung gerichteten Kraft beaufschlagt wird. Insbesondere nimmt die in der Zugrichtung gerichtete Kraft mit einer Bewegung des ersten Betätigungsorgans in der Zugrichtung zu, sodass sich der Durchflusswiderstand des zugseitigen Strömungskanals erhöht. Anders gesagt nimmt die auf das Zugstufendämpfungsventil wirkende Kraft in diesem Fall in Abhängigkeit von der in der Zugrichtung zurückgelegten Strecke des ersten Betätigungsorgans zu.
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Alternativ oder optional ergänzend wird vorgeschlagen, dass bei einer Druckbewegung des Arbeitskolbens, das zweite Betätigungsorgan in der Druckrichtung bewegbar ist, sodass das Druckstufendämpfungsventil zur Änderung eines Durchflusswiderstandes des druckseitigen Strömungskanals mit einer in der Druckrichtung gerichteten Kraft beaufschlagt wird. Insbesondere nimmt die in der Druckrichtung gerichtete Kraft mit einer Bewegung des zweiten Betätigungsorgans in der Druckrichtung zu, sodass sich der Durchflusswiderstand des druckseitigen Strömungskanals erhöht. Anders gesagt nimmt die auf das Druckstufendämpfungsventil wirkende Kraft in diesem Fall in Abhängigkeit von der in der Druckrichtung zurückgelegten Strecke des zweiten Betätigungsorgans zu.
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Der Vorteil der Erfindung besteht drin, dass das erste und das zweite Betätigungsorgan besonders einfach ausgestaltet werden können. Dadurch dass bei einer Bewegung des ersten Betätigungsorgan in der Zugrichtung ebenfalls die Kraft in der Zugrichtung auf das Zugstufenventil zunimmt bzw. bei einer Bewegung des zweiten Betätigungsorgan in der Druckrichtung die Kraft in der Druckrichtung auf das Druckstufenventil zunimmt, kann auf einen zusätzlichen Hebelmechanismus zur Umlenkung der Kraft, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, verzichtet werden. Somit können zudem zusätzliche Bauteile eingespart werden, sodass das Gesamtgewicht und/oder die Fertigungskosten deutlich reduziert werden. Ferner ist die erfindungsgemäße Dämpfervorrichtung deutlich robuster ausgestaltet, sodass die Betriebssicherheit der Dämpfungsvorrichtung erhöht ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das erste und/oder das zweite Betätigungsorgan zwischen einer ersten und einer zweiten Relativposition verschiebbar sind. Insbesondere sind das erste und/oder das zweite Betätigungsorgan in axialer Richtung entlang der Hauptachse zwischen der ersten und der zweiten Relativposition verschiebbar. Bevorzugt sind die beiden Betätigungsorgane unabhängig voneinander zwischen den beiden Relativpositionen verschiebbar.
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In der ersten Relativposition des ersten Betätigungsorgans ist das Zugstufendämpfungsventil entlastet und in der zweiten Relativposition belastet bzw. mit der Kraft beaufschlagt. Besonders bevorzugt wird das erste Betätigungsorgan zur Überführung von der ersten in die zweite Relativposition, in der Zugrichtung bewegt. Alternativ oder optional ergänzend ist das Druckstufendämpfungsventil in der zweiten Relativposition des zweiten Betätigungsorgans entlastet und in der zweiten Relativposition belastet bzw. mit der Kraft beaufschlagt. Besonders bevorzugt wird das zweite Betätigungsorgan zur Überführung von der ersten in die zweite Relativposition, in der Druckrichtung bewegt.
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Insbesondere kann das jeweilige Betätigungsorgan in der ersten Relativposition von dem zugehörigen Dämpfungsventil beabstandet angeordnet sein. In der zweiten Relativposition kann das jeweilige Betätigungsorgan an dem zugehörigen Dämpfungsventil anliegen. Insbesondere weist der jeweilige Strömungskanal in der ersten Relativposition des zugehörigen Betätigungsorgans einen maximalen Durchflusswiderstand und in der zweiten Relativposition einen minimalen Durchflusswiderstand auf.
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In einer konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass das erste Betätigungsorgan mit einem ersten Druckraum und das zweite Betätigungsorgan mit einem zweiten Druckraum wirkverbunden ist. Das erste Betätigungsorgan kann den ersten Druckraum und das zweite Betätigungsorgan den zweiten Druckraum zumindest abschnittsweise begrenzen. Insbesondere begrenzt das erste Betätigungsorgan den ersten Druckraum zumindest in der Zugrichtung und/oder das zweite Betätigungsorgan den zweiten Druckraum zumindest in der Druckrichtung. Bevorzugt sind die beiden Druckräume einerseits durch den Grundkörper und andererseits durch das zugehörige Betätigungsorgan begrenzt. Die beiden Druckräume sind vorzugsweise jeweils als ein koaxial zu der Hauptachse angeordneter Ringraum ausgebildet.
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Insbesondere ist der erste Druckraum bei einer Zugbewegung und/oder der zweite Druckraum bei einer Druckbewegung, bevorzugt infolge einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung, mit einem Druck beaufschlagbar. Hierzu ist der erste Druckraum mit dem zugseitigen Strömungskanal und der zweite Druckraum mit dem druckseitigen Strömungskanal strömungstechnisch verbunden.
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Bei einer niederfrequenten Zugbewegung der Kolbenstange wird somit der Druck in dem ersten Druckraum erhöht. Dabei ist das erste Betätigungsorgan infolge der Zugbewegung mit dem in dem ersten Druckraum einstellenden Druck beaufschlagbar, sodass sich das erste Betätigungsorgan, aufgrund eines Flächenüberschusses der Fläche des Kolbenabschnitts, welche dem jeweiligen Druckraum zugewandt ist, gegenüber der Fläche des Zugstufenventils, welche dem zugseitigen Strömungskanal zugewandt und von diesem radial begrenzt ist, in der Zugrichtung bewegt und vorzugsweise zugleich das Zugstufendämpfungsventil mit der Kraft beaufschlagt. Vorzugsweise steigt die auf das Zugstufendämpfungsventil wirkende Kraft infolge einer Druckerhöhung in dem ersten Druckraum. Insbesondere ändert sich ein Volumen des ersten Druckraums bei der Bewegung des ersten Betätigungsorgans.
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Bei einer niederfrequenten Druckbewegung der Kolbenstange wird der Druck in dem zweiten Druckraum erhöht. Dabei ist das zweite Betätigungsorgan infolge der Druckbewegung mit dem in dem zweiten Druckraum einstellenden Druck beaufschlagbar, sodass sich das zweite Betätigungsorgan, aufgrund eines Flächenüberschusses der Fläche des Kolbenabschnitts, welche dem jeweiligen Druckraum zugewandt ist, gegenüber der Fläche des Druckstufenventils, welche dem druckseitigen Strömungskanal zugewandt und von diesem radial begrenzt ist, in der Druckrichtung bewegt und vorzugsweise zugleich das Druckstufendämpfungsventil mit der Kraft beaufschlagt. Vorzugsweise steigt die auf das Druckstufendämpfungsventil wirkende Kraft infolge einer Druckerhöhung in dem zweiten Druckraum. Insbesondere ändert sich ein Volumen des zweiten Druckraums bei der Bewegung des zweiten Betätigungsorgans.
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In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass das erste und das zweite Betätigungsorgan jeweils als ein Steuerkolben ausgebildet ist. Bevorzugt stützt sich das erste Betätigungsorgan einerseits an dem Zugstufendämpfungsventil ab und begrenzt andererseits den ersten Druckraum. Alternativ oder optional ergänzend stützt sich das zweite Betätigungsorgan einerseits an dem Druckstufendämpfungsventil ab und begrenzt andererseits den zweiten Druckraum.
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Die beiden Betätigungsventile weisen jeweils einen Schaftabschnitt und einen Kolbenabschnitt auf. Bevorzugt sind der Schaftabschnitt und der Kolbenabschnitt einstückig, z.B. aus einem gemeinsamen Halbzeug oder aus einem gemeinsamen Guss gefertigt, miteinander verbunden. Besonders bevorzugt schließt sich der Schaftabschnitt unmittelbar an den Kolbenabschnitt an. Insbesondere sind der Schaftabschnitt und der Kolbenabschnitt in Bezug auf die Hauptachse koaxial zueinander angeordnet. In einem bestimmungsgemäßen Montagezustand sind die Kolbenabschnitte der beiden Betätigungsorgane einander zugewandt und die Schaftabschnitte voneinander abgewandt. Dabei begrenzt der Kolbenabschnitt des ersten Betätigungsorgans den ersten Druckraum und der Kolbenabschnitt des zweiten Betätigungsorgans den zweiten Druckraum in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse. Insbesondere weist der Kolbenabschnitt eine kreisförmige, vorzugsweise eine kreisringförmige, Grundfläche auf, welche den jeweiligen Druckraum begrenzt und/oder mit dem Druck beaufschlagbar ist.
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Der Schaftabschnitt des ersten Betätigungsorgans stützt sich zur Übertragung der Kraft in der Zugrichtung an dem Zugstufendämpfungsventil ab. Der Schaftabschnitt des zweiten Betätigungsorgans stützt sich zur Übertragung der Kraft in der Druckrichtung an dem Druckstufendämpfungsventil ab. Bevorzugt stützt sich der Schaftabschnitt in der zweiten Relativposition des jeweiligen Betätigungsorgans an dem zugehörigen Dämpfungsventil ab. Insbesondere kann der Schaftabschnitt in Bezug auf die Hauptachse einen radial nach außen gerichteten Flansch aufweisen. Bevorzugt stützt sich der Schaftabschnitt des ersten Betätigungsorgans, insbesondere in der zweiten Relativposition, mit dem Flansch an dem Zugstufendämpfungsventil und/oder der Schaftabschnitt des zweiten Betätigungsorgans, insbesondere in der zweiten Relativposition, mit dem Flansch an dem Druckstufendämpfungsventil ab.
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Prinzipiell kann der Flansch einstückig mit dem Schaftabschnitt verbunden sein. Bevorzugt jedoch kann der Flansch durch ein separates Bauteil, beispielsweise eine kreisringförmige Scheibe, gebildet sein, welches insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Schaftabschnitt verbunden ist.
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In einer bevorzugten Weiterbildung, weist die Ventilanordnung einen ersten Bypasskanal zur Überbrückung des Zugstufendämpfungsventils und/oder einen zweiten Bypasskanal zur Überbrückung des Druckstufendämpfungsventils auf. Insbesondere ist durch den ersten bzw. den zweiten Bypasskanal ein kontinuierlicher Durchfluss, insbesondere bei einer hochfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung, realisiert. Hierzu verbindet der erste Bypasskanal den zugseitigen Strömungskanal strömungstechnisch mit dem zweiten Arbeitsraum und/oder der zweite Bypasskanal den druckseitigen Strömungskanal strömungstechnisch mit dem ersten Arbeitsraum.
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In einer bevorzugten Realisierung ist vorgesehen, dass bei der Zugbewegung ein Hauptvolumenstrom von dem ersten Arbeitsraum über den zugseitigen Strömungskanal und das Zugstufendämpfungsventil und/oder den ersten Bypasskanal zu dem zweiten Arbeitsraum verläuft. Insbesondere verläuft der Hauptvolumenstrom bei einer hochfrequenten Zugbewegung der Kolbenstange ausschließlich oder größtenteils über den ersten Bypasskanal. Bei einer niederfrequenten Zugbewegung kann der Hauptvolumenstrom ausschließlich oder größtenteils über das Zugstufendämpfungsventil verlaufen.
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Bei einer Bewegung des Arbeitskolbens in Druckrichtung verläuft der Hauptvolumenstrom von dem zweiten Arbeitsraum über den druckseitigen Strömungskanal und das Druckstufendämpfungsventil und/oder den zweiten Bypasskanal zu dem ersten Arbeitsraum. Insbesondere verläuft der Hauptvolumenstrom bei einer hochfrequenten Druckbewegung der Kolbenstange ausschließlich oder größtenteils über den zweiten Bypasskanal. Bei einer niederfrequenten Druckbewegung kann der Hauptvolumenstrom ausschließlich oder größtenteils über das Zugstufendämpfungsventil verlaufen.
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Durch den ersten und den zweiten Bypasskanal ist somit ein weiches Dämpfverhalten der Dämpfervorrichtung bei der hochfrequenten Anregung in Zug- und Druckrichtung gewährleistet, da der Hauptvolumenstrom über den jeweiligen Bypasskanal an dem entsprechenden Dämpfungsventil vorbeigeführt wird. Im Speziellen teilt sich der Hauptvolumenstrom, insbesondere in einer Übergangsphase zwischen nieder- und hochfrequenter Anregung, in einen ersten und einen zweiten Teilvolumenstrom auf, wodurch insbesondere die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung erhöht wird. Bei der Zugbewegung verläuft der erste Teilvolumenstrom über den ersten Bypasskanal und der zweite Teilvolumenstrom über das Zugstufendämpfungsventil. Bei der Druckbewegung verläuft der erste Teilvolumenstrom über den zweiten Bypasskanal und der zweite Teilvolumenstrom über das Druckstufendämpfungsventil.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Bypasskanal in der ersten Relativposition des ersten Betätigungsorgans freigegeben und in der zweiten Relativposition gesperrt ist. Bevorzugt verläuft der Hauptvolumenstrom in der zweiten Relativposition des ersten Betätigungsorgans ausschließlich über das Zugstufendämpfungsventil. Insbesondere wird ein freier Öffnungsquerschnitt des ersten Bypasskanals bei einer Verschiebung des ersten Betätigungsorgans in der Zugrichtung verkleinert und bei einer Verschiebung in der Druckrichtung vergrößert. Somit wird bei einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung, bei der ausreichend Zeit vorhanden ist um den ersten Druckraum mit dem Druck zu beaufschlagen, sichergestellt, dass der Hauptvolumenstrom durch Verschließen des ersten Bypasskanals hauptsächlich über das Zugstufendämpfungsventil verläuft. Zugleich wird das Zugstufendämpfungsventil durch das erste Betätigungsorgan mit der Kraft beaufschlagt, sodass die Dämpfkraft in der Dämpfervorrichtung in Zugrichtung erhöht wird.
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Der zweite Bypasskanal ist in der ersten Relativposition des zweiten Betätigungsorgans freigegeben und in der zweiten Relativposition gesperrt. Bevorzugt verläuft der Hauptvolumenstrom in der zweiten Relativposition des zweiten Betätigungsorgans ausschließlich über das Druckstufendämpfungsventil. Insbesondere wird ein freier Öffnungsquerschnitt des zweiten Bypasskanals bei einer Verschiebung des zweiten Betätigungsorgans in der Druckrichtung verkleinert und bei einer Verschiebung in der Zugrichtung vergrößert. Somit wird bei einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung, bei der ausreichend Zeit vorhanden ist um den zweiten Druckraum mit dem Druck zu beaufschlagt, sichergestellt, dass der Hauptvolumenstrom durch Verschließen des zweiten Bypasskanals hauptsächlich über das Druckstufendämpfungsventil verläuft. Zugleich wird das Druckstufendämpfungsventil durch das zweite Betätigungsorgan mit der Kraft beaufschlagt, sodass die Dämpfkraft in der Dämpfervorrichtung in Druckrichtung erhöht wird.
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In einer konkreten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ventilanordnung einen ersten Gehäuseabschnitt zur Aufnahme des ersten Betätigungsorgans und einen zweiten Gehäuseabschnitt zur Aufnahme des zweiten Betätigungsorgans auf. Bevorzugt sind die beiden Gehäuseabschnitte als zwei separate Bauteile ausgebildet. Insbesondere weisen der erste und/oder der zweite Gehäuseabschnitt einen zylindrischen Hohlraum auf. Bevorzugt ist das jeweilige Betätigungsorgan in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse formschlüssig und in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse verschiebbar in dem zugehörigen Gehäuseabschnitt, insbesondere in dem Hohlraum, angeordnet. Besonders bevorzugt liegen der Kolbenabschnitt und/oder der Schaftabschnitt in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse an dem zugehörigen Gehäuseabschnitt an.
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Der erste und der zweite Gehäuseabschnitt sind strömungstechnisch voneinander getrennt, wobei das erste Betätigungsorgan, insbesondere der Kolbenabschnitt, den ersten Gehäuseabschnitt in den ersten Druckraum und einen ersten Ausgleichsraum und das zweite Betätigungsorgan, insbesondere der Kolbenabschnitt, den zweiten Gehäuseabschnitt in den zweiten Druckraum und einen zweiten Ausgleichsraum unterteilt. Bei einer Verschiebung des jeweiligen Betätigungsorgans zwischen den beiden Relativpositionen, erfolgt eine Änderung des Volumens des zugehörigen Druckraums und zugleich des zugehörigen Arbeitsraums. Insbesondere wird bei einer Verschiebung des ersten Betätigungsorgans in der Zugrichtung, das Volumen des ersten Druckraums vergrößert und zugleich das Volumen des ersten Arbeitsraums verkleinert. Bei einer Verschiebung des zweiten Betätigungsorgans in der Druckrichtung, wird vorzugsweise das Volumen des zweiten Druckraums vergrößert und zugleich das Volumen des zweiten Arbeitsraums verkleinert.
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In einer konkreten konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass der erste Gehäuseabschnitt eine erste Öffnung und der zweite Gehäuseabschnitt eine zweite Öffnung aufweist. Insbesondere sind die erste und/oder die zweite Öffnung koaxial zu der Hauptachse angeordnet. Die erste Öffnung verbindet vorzugsweise den ersten Gehäuseabschnitt, insbesondere den ersten Ausgleichsraum, mit dem zweiten Arbeitsraum. Die zweite Öffnung verbindet vorzugsweise den zweiten Gehäuseabschnitt, insbesondere den zweiten Ausgleichsraum, mit dem ersten Arbeitsraum. Besonders bevorzugt sind die erste und/oder die zweite Öffnung durch eine in den Grundkörper eingebrachte Durchgangsbohrung oder Durchbruch gebildet.
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Das erste Betätigungsorgan, insbesondere der Schaftabschnitt, ist durch die erste Öffnung geführt, wobei der Schaftabschnitt des ersten Betätigungsorgans eine erste Durchgangsbohrung aufweist, welche den zweiten Arbeitsraum strömungstechnisch mit dem ersten Ausgleichsraum verbindet. Insbesondere ist das erste Betätigungsorgan in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse durch die erste Öffnung geradgeführt. Bei der Druckbewegung kann ein weiterer Teilvolumenstrom von dem zweiten Arbeitsraum über die erste Durchgangsbohrung in den ersten Ausgleichsraum strömen, wobei das erste Betätigungsorgan in der Druckrichtung mit einem Druck beaufschlagt wird. Dabei wird das erste Betätigungsorgan infolge des in dem ersten Ausgleichsraum einstellenden Drucks in die erste Relativposition zurückbewegt. Somit erfolgt eine selbststätige Rückstellung des ersten Betätigungsorgans in die erste Relativposition bei einer Bewegungsumkehr des Arbeitskolbens von der Zug- in die Druckrichtung.
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Das zweite Betätigungsorgan, insbesondere der Schaftabschnitt, ist durch die zweite Öffnung geführt ist, wobei der Schaftabschnitt des zweiten Betätigungsorgans eine zweite Durchgangsbohrung aufweist, welche den ersten Arbeitsraum strömungstechnisch mit dem zweiten Ausgleichsraum verbindet. Insbesondere ist das zweite Betätigungsorgan in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse durch die zweite Öffnung geradgeführt. Bei der Zugbewegung kann der weiterer Teilvolumenstrom von dem ersten Arbeitsraum über die zweite Durchgangsbohrung in den zweiten Ausgleichsraum strömen, wobei das zweite Betätigungsorgan in der Zugrichtung mit einem Druck beaufschlagt wird. Dabei wird das zweite Betätigungsorgan infolge des in dem zweiten Ausgleichsraum einstellenden Drucks in die erste Relativposition zurückbewegt. Somit erfolgt eine selbsttätige Rückstellung des zweiten Betätigungsorgans in die erste Relativposition bei einer Bewegungsumkehr des Arbeitskolbens von der Druck- in die Zugrichtung.
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In einer weiteren konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Schaftabschnitt des ersten Betätigungsorgans den ersten Bypasskanal und/oder der Schaftabschnitt des zweiten Betätigungsorgans den zweiten Bypasskanal aufweist. Insbesondere ist der erste und/oder der zweite Bypasskanal durch eine in den Schaftabschnitt eingebrachte Ringnut gebildet, welche über mindestens oder genau eine Bohrung, insbesondere eine in Bezug auf die Hauptachse radial verlaufende Querbohrung, mit der jeweiligen Durchgangsbohrung verbunden ist. Alternativ ist der erste und/oder der zweite Bypasskanal durch eine Nut im Steuerkolben und eine Bohrung in einem Ventileinsatz des Zug- bzw. Druckstufendämpfungsventils realisiert. Bei Bedarf kann hierfür eine Führung, zum Beispiel eine Prägung, für eine orientierte Montage vorgesehen sein.
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Der zugseitige Strömungskanal ist über den ersten Bypasskanal und die erste Durchgangsbohrung strömungstechnisch mit dem zweiten Arbeitsraum verbunden. Besonders bevorzugt ist der erste Bypasskanal in der ersten Relativposition des ersten Betätigungsorgans zwischen dem Zugstufendämpfungsventil und dem ersten Gehäuseabschnitt angeordnet. Der Hauptvolumenstrom bzw. der erste Teilvolumenstrom kann somit bei der Zugbewegung von dem ersten Arbeitsraum über den zugseitigen Strömungskanal, den ersten Bypasskanal, die erste Durchgangsbohrung zu dem zweiten Arbeitsraum verlaufen. In der zweiten Relativposition des ersten Betätigungsorgans ist der erste Bypasskanal vorzugsweise durch den ersten Gehäuseabschnitt abgedeckt, sodass der Hauptvolumenstrom über das Zugstufendämpfungsventil geleitet wird.
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Der druckseitige Strömungskanal ist über den zweiten Bypasskanal und die zweite Durchgangsbohrung strömungstechnisch mit dem ersten Arbeitsraum verbunden. Der zweite Bypasskanal ist vorzugsweise in der ersten Relativposition des zweiten Betätigungsorgans zwischen dem Druckstufendämpfungsventil und dem zweiten Gehäuseabschnitt angeordnet. Der Hauptvolumenstrom bzw. der erste Teilvolumenstrom kann somit bei der Druckbewegung von dem zweiten Arbeitsraum über den druckseitigen Strömungskanal, den zweiten Bypasskanal, die zweite Durchgangsbohrung zu dem ersten Arbeitsraum verlaufen. In der zweiten Relativposition des zweiten Betätigungsorgans ist der zweite Bypasskanal durch den zweiten Gehäuseabschnitt abgedeckt sodass der Hauptvolumenstrom über das Druckstufendämpfungsventil geleitet wird.
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In einer weiteren konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass der erste Gehäuseabschnitt einen ersten Nebenströmungskanal und der zweite Gehäuseabschnitt einen zweiten Nebenströmungskanal aufweist. Insbesondere können der erste und/oder der zweite Nebenströmungskanal als eine in Bezug auf die Hauptachse radial verlaufende Bohrung ausgebildet sein. Besonders bevorzugt sind der erste und/oder der zweite Nebenströmungskanal als eine in Bezug auf die Hauptachse axial verlaufende Bohrung ausgebildet. Der erste Druckraum ist über den ersten Nebenströmungskanal mit dem zugseitigen Strömungskanal und der zweite Druckraum ist über den zweiten Nebenströmungskanal mit dem druckseitigen Strömungskanal strömungstechnisch verbunden. Insbesondere weisen die beiden Nebenströmungskanäle im Vergleich zu den Strömungskanälen einen deutlich geringeren Bohrungsdurchmesser auf.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das erste Betätigungsorgans eine erste Drosselstelle und/oder das zweite Betätigungsorgans eine zweite Drosselstelle aufweist. Insbesondere dient die erste bzw. die zweite Drosselstelle zum Druckausgleich zwischen dem Druckraum und dem zugehörigen Ausgleichsraum. Somit wird die Gefahr einer schlagartigen Druckerhöhung in dem jeweiligen Druckraum reduziert bzw. verhindert. Hierzu verbindet die erste Drosselstelle den ersten Druckraum mit dem ersten Ausgleichsraum und/oder die zweite Drosselstelle den zweiten Druckraum mit dem zweiten Ausgleichsraum. Vorzugsweise ist die erste bzw. die zweite Drosselstelle in den Kolbenabschnitt des jeweiligen Betätigungsorgans eingebracht. Die erste und/oder die zweite Drosselstelle kann durch mindestens oder genau eine Bohrung gebildet sein. Alternativ können jedoch auch mehrere Bohrungen die erste bzw. die zweite Drosselstelle bilden.
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In einer weiteren konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass bei der Zugbewegung ein erster Steuervolumenstrom von dem ersten Arbeitsraum über den ersten Nebenströmungskanal in den ersten Druckraum verläuft und gleichzeitig ein zweiter Steuervolumenstrom von dem ersten Ausgleichsraum über die erste Durchgangsbohrung in den zweiten Arbeitsraum verläuft. Vorzugsweise füllt der erste Steuervolumenstrom den ersten Druckraum mit der Hydraulikflüssigkeit, wobei der zweite Steuervolumenstrom den ersten Arbeitsraum entleert.
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Bei einer Bewegung des Arbeitskolbens in der Druckrichtung verläuft der erste Steuervolumenstrom von dem zweiten Arbeitsraum über den zweiten Nebenströmungskanal in den zweiten Druckraum und gleichzeitig der zweite Steuervolumenstrom von dem zweiten Ausgleichsraum über die zweite Durchgangsbohrung in den zweiten Arbeitsraum. Vorzugsweise füllt der erste Steuervolumenstrom den zweiten Druckraum mit der Hydraulikflüssigkeit, wobei der zweite Steuervolumenstrom den zweiten Arbeitsraum entleert. Insbesondere verlaufen der erste und/oder der zweite Steuervolumenstrom zeitgleich und/oder parallel zu dem Hauptvolumenstrom, insbesondere dem ersten und/oder dem zweiten und/oder dem weiteren Teilvolumenstrom.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit der Dämpfervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche beziehungsweise wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Insbesondere ist das Fahrzeug ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen, oder ein Schienenfahrzeug. Besonders bevorzugt ist die Dämpfervorrichtung für ein Fahrwerk des Fahrzeuges geeignet und/oder ausgebildet.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Dämpfervorrichtung entlang einer Hauptachse als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung bei einer Zugbewegung;
- 3 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung bei einer Druckbewegung;
- 4 zeigt eine alternative Ausführungsvariante einer Dämpfervorrichtung gemäß Erfindung in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Hauptachse.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung 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 einen Arbeitskolben 2 auf, wobei der Arbeitskolben 2 endseitig an einer Kolbenstange 3 angeordnet ist. Die Dämpfervorrichtung 1 weist ein Dämpferrohr 4 auf, wobei der Arbeitskolben 2 innerhalb des Dämpferrohrs 4 angeordnet und in axialer Richtung in Bezug auf eine Hauptachse H in einer Zugrichtung Z und in einer Druckrichtung D verschiebbar ist.
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Der Arbeitskolben 2 unterteilt das Dämpferrohr 4 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 ausgebildet ist. Die beiden Arbeitsräume A1, A2 sind über den Arbeitskolben 2 hydraulisch miteinander verbunden. In einem bestimmungsgemäßen Montagezustand der Dämpfervorrichtung 1 sind der erste und der zweite Arbeitsraum A1, A2 mit einer Hydraulikflüssigkeit, z.B. einem Öl, befüllt. Beispielsweise ist der erste Arbeitsraum A1 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H einerseits durch den Arbeitskolben 2 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 2 und andererseits durch einen Dämpferboden begrenzt.
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Der Arbeitskolben 2 weist eine Dichteinrichtung 5 auf, wobei der Arbeitskolben 2 über die Dichteinrichtung 5 umlaufend an einem Innenumfang des Dämpferrohrs 4 anliegt.
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Ferner weist der Arbeitskolben 2 eine Ventilanordnung 6 auf, wobei die Ventilanordnung 6 innerhalb des Arbeitskolbens 2 angeordnet ist. Hierzu ist der Arbeitskolben 2 hohlzylindrisch ausgebildet, wobei die Ventilanordnung 6 formschlüssig in axialer und/oder radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H in dem Arbeitskolben 2 angeordnet ist. Der Arbeitskolben 2 weist ein Sicherungsmittel 7 auf, wobei die Ventilanordnung 6 in Druckrichtung D durch das Sicherungsmittel 7 verliersicher in dem Arbeitskolben 2 gehalten ist. Beispielsweise ist das Sicherungsmittel 7 über ein Gewinde mit dem Arbeitskolben 2 verbunden. Bei einer Montage des Arbeitskolbens 2 wird die Ventilanordnung 6 in axialer Richtung, insbesondere in Zugrichtung Z, in den Arbeitskolben 2 eingeschoben und anschließend durch das Sicherungsmittel 7 gesichert. Die Sicherung der Bauteile kann jedoch auch ohne ein separates Sicherungsmittel, beispielsweise auch stoffschlüssig erfolgen. Die 4 zeigt alternativ, dass eine formschlüssige Verbindung ebenfalls als ein Sicherungsmittel 7 dienen kann.
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Die Ventilanordnung 6 weist einen Grundkörper 8 auf, wobei der Grundkörper 8 einen zugseitigen und einen druckseitigen Strömungskanal 9, 10 aufweist. Die Ventilanordnung 6 weist ein Zugstufendämpfungsventil 11 zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes des zugseitigen Strömungskanals 9 und ein Druckstufendämpfungsventil 12 zur Einstellung eines Durchflusswiderstandes des druckseitigen Strömungskanals 10 auf. Der zugseitige Strömungskanal 9 ist einerseits strömungstechnisch mit dem ersten Arbeitsraum A1 und andererseits über das Zugstufendämpfungsventil 11 strömungstechnisch mit dem zweiten Arbeitsraum A2 verbunden. Der druckseitige Strömungskanal 10 ist einerseits strömungstechnisch mit dem zweiten Arbeitsraum A2 und andererseits über das Druckstufendämpfungsventil 12 strömungstechnisch mit dem ersten Arbeitsraum A1 verbunden. Beispielsweise sind die beiden Dämpfungsventile 11, 12 jeweils als ein Federscheibenpaket ausgebildet, welches den zugehörigen Strömungskanal 9, 10 abdeckt.
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Die Ventilanordnung 6 weist ein erstes Betätigungsorgan 13 zur Betätigung des Zugstufendämpfungsventils 11 und ein zweites Betätigungsorgan 14 zur Betätigung des Druckstufendämpfungsventils 12 auf. Die beiden Betätigungsorgane 13, 14 sind jeweils als ein verschiebbarer Steuerkolben ausgebildet, wobei die Betätigungsorgane 13, 14 zur Änderung des Durchflusswiderstands des zugehörigen Dämpfungsventils 11, 12 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H verschiebbar in dem Grundkörper 8 angeordnet sind.
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Der Grundkörper 8 weist einen ersten und einen zweiten Gehäuseabschnitt 15, 16 auf, wobei die beiden Gehäuseabschnitte 15, 16 strömungstechnisch voneinander getrennt sind. Die beiden Gehäuseabschnitt 15, 16 sind hohlzylindrisch ausgebildet, wobei das erste Betätigungsorgan 13 in dem ersten Gehäuseabschnitt 15 und das zweite Betätigungsorgan 14 in dem zweiten Gehäuseabschnitt 16 angeordnet ist. Die beiden Betätigungsorgane 13, 14 sind in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H durch den zugehörigen Gehäuseabschnitt 15, 16 geradgeführt.
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Die beiden Betätigungsorgane 13, 14 weisen jeweils einen zylindrischen Kolbenabschnitt 17 und einen Schaftabschnitt 18 auf, wobei der Kolbenabschnitt 17 und der Schaftabschnitt 18 einstückig, z.B. aus einem gemeinsamen Halbzeug gefertigt, miteinander verbunden sind. Selbstverständlich können der Kolbenabschnitt 17 und der Schaftabschnitt 18 ebenfalls als zwei separate Bauteile gefertigt werden, welche dann kraftschlüssig, stoffschlüssig oder, wie in der 4 dargestellt, formschlüssig miteinander verbunden werden. Der Kolbenabschnitt 17 des ersten Betätigungsorgans 13 unterteilt den ersten Gehäuseabschnitt 15 in einen ersten Druckraum 15a und einen ersten Ausgleichsraum 15b. Der Kolbenabschnitt 17 des zweiten Betätigungsorgans 14 unterteilt den zweiten Gehäuseabschnitt 16 in einen zweiten Druckraum 16a und einen zweiten Ausgleichsraum 16b. Dabei liegen die Kolbenabschnitte 17 der beiden Betätigungsorgane 13, 14 umfangsseitig, beispielsweise über jeweils einen Dichtring, an einem Innenumfang des zugehörigen Gehäuseabschnitts 15, 16 an.
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Der erste Gehäuseabschnitt 15 weist eine erste Öffnung 19 und der zweite Gehäuseabschnitt 16 eine zweite Öffnung 20 auf. Die beiden Öffnungen 19, 20 erstrecken sich in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H, wobei der Schaftabschnitt 18 des ersten Betätigungsorgans 13 in der ersten Öffnung 19 und der Schaftabschnitt 18 des zweiten Betätigungsorgans 14 in der zweiten Öffnung 20 geführt ist. Dabei ragt der Schaftabschnitt 18 der beiden Betätigungsorgane 13, 14 jeweils aus dem Grundkörper 8 heraus, wobei jeweils ein radial nach außen gerichteter Flansch 21 endseitig an dem Schaftabschnitt 18 angeordnet ist. Das erste Betätigungsorgan 13 kann sich dabei in Zugrichtung Z über den Flansch 21 an dem Zugstufendämpfungsventil 11 abstützen. Das zweite Betätigungsorgan 14 kann sich in Druckrichtung D über den Flansch 21 an dem Druckstufendämpfungsventil 12 abstützen.
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Der erste Gehäuseabschnitt 15 weist einen ersten Nebenströmungskanal 22 auf, wobei der erste Nebenströmungskanal 22 den zugseitigen Strömungskanal 9 mit dem ersten Druckraum 15a strömungstechnisch verbindet. Der zweite Gehäuseabschnitt 16 weist einen zweiten Nebenströmungskanal 23 auf, wobei der zweite Nebenströmungskanal 23 den druckseitigen Strömungskanal 10 mit dem zweiten Druckraum 16a strömungstechnisch verbindet. Der erste und der zweite Nebenströmungskanal 22, 23 sind jeweils als eine in Bezug auf die Hauptachse H axial verlaufende Bohrung, oder ein Durchbruch, oder eine Ausnehmung ausgebildet.
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Ferner weist das erste Betätigungsorgan 18 einen ersten Bypasskanal 24 zur Überbrückung des Zugstufendämpfungsventils 11 und einen zweiten Bypasskanal 25 zur Überbrückung des Druckstufendämpfungsventils 12 auf. Der Schaftabschnitt 18 des ersten Betätigungsorgans 13 weist eine erste Durchgangsbohrung 26 und der Schaftabschnitt 18 des zweiten Betätigungsorgans 13 eine zweite Durchgangsbohrung 27 auf. Der erste Ausgleichsraum 15b ist strömungstechnisch über die erste Durchgangsbohrung 26 mit dem zweiten Arbeitsraum A2 verbunden. Der zweite Ausgleichsraum 15b ist strömungstechnisch über die zweite Durchgangsbohrung 27 mit dem ersten Arbeitsraum A1 verbunden.
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Der erste Bypasskanal 24 ist in den Schaftabschnitt 18 des ersten Betätigungsorgans 13 eingebracht, wobei der erste Bypasskanal 24 den zugseitigen Strömungskanal 9 mit der ersten Durchgangsbohrung 26 strömungstechnisch verbindet. Der zweite Bypasskanal 25 ist in den Schaftabschnitt 18 des zweiten Betätigungsorgans 14 eingebracht, wobei der zweite Bypasskanal 25 den druckseitigen Strömungskanal 10 mit der zweiten Durchgangsbohrung 27 strömungstechnisch verbindet. Beispielsweise sind die beiden Bypasskanäle 24, 25 jeweils durch eine in den Außenumfang des Schaftabschnitt 18 eingebracht Ringnut und mindestens oder genau eine in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H verlaufende Querbohrung gebildet.
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Der Kolbenabschnitt 17 des ersten Betätigungsorgans 13 weist eine erste Drosselstelle 28 und der Kolbenabschnitt 17 des zweiten Betätigungsorgans 14 eine zweite Drosselstelle 29 auf. Die erste Drosselstelle 28 verbindet den ersten Druckraum 15a strömungstechnisch mit dem ersten Ausgleichsraum 15b. Die zweite Drosselstelle 29 verbindet den zweiten Druckraum 16a strömungstechnisch mit dem zweiten Ausgleichsraum 16b.
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2 zeigt die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung 1 bei einer Zugbewegung der Kolbenstange 3 in der Zugrichtung Z. Ein Hauptvolumenstrom H verläuft vom ersten Arbeitsraum A1 über den zugseitigen Strömungskanal 9, das Zugdämpfungsventil 11 und/oder den ersten Bypasskanal 24 in den zweiten Arbeitsraum A2. Das erste und das zweite Betätigungsorgan 13, 14 sind in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H jeweils zwischen einer ersten und einer zweiten Relativposition verschiebbar, wobei in der ersten Relativposition der erste bzw. der zweite Bypasskanal 24, 25 freigegeben und in der zweiten Relativposition geschlossen ist.
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In der ersten Relativposition des ersten Betätigungsorgans 18 ist der erste Bypasskanal 24 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse H zwischen dem Zugstufendämpfungsventil 11 und dem ersten Gehäuseabschnitt 15 angeordnet. In der zweiten Relativposition des ersten Betätigungsorgans 13 ist der Schaftabschnitt 18 soweit in der ersten Öffnung 19 verschoben, sodass der erste Bypasskanal 24 vollständig durch den ersten Gehäuseabschnitt 15 abgedeckt ist. Somit verläuft der Hauptvolumenstrom H in der ersten Relativposition des ersten Betätigungsorgans 13, insbesondere bei einer hochfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung 1, ausschließlich oder größtenteils über den ersten Bypasskanal 24, wodurch ein kontinuierlicher Durchfluss erzeugt ist. Aus diesem Grund, sowie da bei einer hochfrequenten Anregung sich kein Druck in dem ersten Druckraum 15a aufbauen kann weist die Dämpfervorrichtung 1 ein weiches Dämpfungsverhalten auf.
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Bei einer Umschaltung des ersten Betätigungsorgans 13 von der ersten in die zweite Relativposition teilt sich der Hauptvolumenstrom in einen ersten und einen zweiten Teilvolumenstrom TS1, TS2 auf, wobei der erste Teilvolumenstrom TS1 über den ersten Bypasskanal 24 und der zweite Teilvolumenstrom TS2 über das Zugstufendämpfungsventil 11 verläuft. Durch die frequenzselektive Verstellung des ersten Betätigungsorgans 13 wird auch der kontinuierliche Durchfluss frequenzselektiv verstellt.
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Bei einer niederfrequenten Anregung der Dämpfervorrichtung 1 verläuft ein erster Steuervolumenstrom S1 über den ersten Nebenströmungskanal 22 in den ersten Druckraum 15a und zeitgleich ein zweiter Steuervolumenstrom S2 von dem ersten Ausgleichsraum 15b über die erste Durchgangsöffnung 26 in den zweiten Arbeitsraum A2. Der erste Steuervolumenstrom S1 befüllt den erste Druckraum 15a, sodass der Kolbenabschnitt 17 des ersten Betätigungsorgans 13 mit einem Druck beaufschlagt wird. Der zweite Steuervolumenstrom S2 entleert den ersten Ausgleichsraum 15b über die erste Durchgangsbohrung 26, sodass ein Staudruck in dem ersten Ausgleichsraum 15b verhindert wird. Das erste Betätigungsorgan 13 wird infolge des in dem ersten Druckraums 15a einstellenden Drucks in Zugrichtung Z von der ersten in die zweite Relativposition bewegt, wobei zugleich eine in Zugrichtung Z gerichtete Kraft F über den Schaftabschnitt 19 und den Flansch 21 auf das Zugstufendämpfungsventil 11 übertragen wird. In der zweiten Relativposition des ersten Betätigungsorgans 13 verläuft der Hauptvolumenstrom H ausschließlich über das Zugstufendämpfungsventil H, wodurch die Dämpfkraft der Dämpfervorrichtung 1 erhöht und durch das erste Betätigungsorgan 13 einstellbar ist. Durch die erste Drosselstelle 28 wird eine schlagartige Druckerhöhung in dem ersten Druckraum 15a verhindert.
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Durch die auf das Zugstufendämpfungsventil 11 wirkende Kraft F, ist der Durchflusswiderstand des zugseitigen Strömungskanals 9 erhöht, wodurch die Dämpfervorrichtung 1 ein hartes Dämpfungsverhalten aufweist. Da sich der Druck im ersten Druckraum 15a verzögert aufbaut, tritt die Dämpfkraft Erhöhung bei niedrigen Frequenzen auf, bei denen genügend Zeit vorhanden ist, um den ersten Druckraum 15a ausreichend zu füllen. Bei höheren Frequenzen hingegen reicht die Zeit nicht aus, um den ersten Druckraum 15a zu füllen, sodass keine Dämpfkrafterhöhung erfolgt.
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Durch den symmetrischen Aufbau der Ventilanordnung 6 ergibt ist die Funktionsweise der Dämpfervorrichtung 1 bei einer Druckbewegung, wie in 3 gezeigt, analog zu der bereits beschriebenen Funktionsweise der Zugbewegung, sodass auf eine weitere Beschreibung des Strömungsweges für die Druckbewegung verzichtet wird.
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Die Rückstellung des ersten bzw. Betätigungsorgans 13, 14 von der zweiten in die erste Relativposition erfolgt bei Bewegungsumkehr der Kolbenstange 3. Beispielsweise erfolgt die Rückstellung des ersten Betätigungsorgans 13, wie in 3 dargestellt, bei einer Bewegungsumkehr der Kolbenstange von der Zugrichtung Z in die Druckrichtung D. Dabei verläuft ein weiterer Teilvolumenstrom TS3 von dem zweiten Arbeitsraum A2 über die erste Durchgangsbohrung 26 in den ersten Ausgleichsraum 15b, wodurch der Kolbenabschnitt 17 des ersten Betätigungsorgans 13 in der Druckrichtung D mit einem Druck beaufschlagt wird und in die erste Relativposition zurückbewegt wird. Analog hierzu erfolgt die Rückstellung des zweiten Betätigungsorgans 14, wie in 2 gezeigt, bei Bewegungsumkehr der Kolbenstange 3 von der Druckrichtung D in die Zugrichtung Z.
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Die gemäß 4 dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet sich von dem in 1 dargestelltem Ausführungsbeispiel hauptsächlich durch die Anordnung der Strömungskanäle 9, 10, Nebenströmungskanäle 22, 23, Bypasskanäle 24, 25, Durchgangsbohrungen 26, 27, sowie der Drosselstellen 28, 29. Darüber hinaus umfasst die Dämpfervorrichtung 1 gemäß 4 eine dritte Drosselstelle 30, welche den ersten Ausgleichsraum 15b mit dem zugseitigen Strömungskanal 9 verbindet und bei einer axialen Bewegung des Kolbenabschnitts 17 des ersten Betätigungsorgans 13 in Zugrichtung von dem Kolbenabschnitt 17 zumindest teilweise, jedoch auch vollständig verschlossen werden kann. Ebenfalls umfasst die gemäß 4 ausgebildete Dämpfervorrichtung 1 eine vierte Drosselstelle 31, welche den zweiten Ausgleichsraum 16b mit dem druckseitigen Strömungskanal 10 verbindet und bei einer axialen Bewegung des Kolbenabschnitts 17 des zweiten Betätigungsorgans 14 in Druckrichtung von dem Kolbenabschnitt 17 zumindest teilweise, jedoch auch vollständig verschließbar ist. Darüber hinaus sind hier jeweils der Schaftabschnitt 18 und der Kolbenabschnitt 17 eines jeden Betätigungsorgans 13, 14 als separate Bauteile ausgeführt, welche formschlüssig miteinander verbunden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dämpfervorrichtung
- 2
- Arbeitskolben
- 3
- Kolbenstange
- 4
- Dämpferrohr
- 5
- Dichteinrichtung
- 6
- Ventilanordnung
- 7
- Sicherungsmittel
- 8
- Grundkörper
- 9
- zugseitiger Strömungskanal
- 10
- druckseitiger Strömungskanal
- 11
- Zugstufendämpfungsventil
- 12
- Druckstufendämpfungsventil
- 13
- erstes Betätigungsorgan
- 14
- zweites Betätigungsorgan
- 15
- erster Gehäuseabschnitt
- 15a
- erster Druckraum
- 15b
- erster Ausgleichsraum
- 16
- zweiter Gehäuseabschnitt
- 16a
- zweiter Druckraum
- 16b
- zweiter Ausgleichsraum
- 17
- Kolbenabschnitt
- 18
- Schaftabschnitt
- 19
- erste Öffnung
- 20
- zweite Öffnung
- 21
- Flansch
- 22
- erster Nebenströmungskanal
- 23
- zweite Nebenströmungskanal
- 24
- erster Bypasskanal
- 25
- zweite Bypasskanal
- 26
- erste Durchgangsbohrung
- 27
- zweite Durchgangsbohrung
- 28
- erste Drosselstelle
- 29
- zweite Drosselstelle
- A1
- erster Arbeitsraum
- A2
- zweiter Arbeitsraum
- HA
- Hauptachse
- D
- Druckrichtung
- Z
- Zugrichtung
- F
- Kraft
- H
- Hauptvolumenstrom
- S1
- erster Steuervolumenstrom
- S2
- zweiter Steuervolumenstrom
- TS1
- erster Teilvolumenstrom
- TS2
- zweiter Teilvolumenstrom
- TS3
- dritter Teilvolumenstrom
