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Die Erfindung betrifft eine Dämpfeinheit
entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Ein regelbarer Schwingungsdämpfer mit
einer Dämpfungskraftsteuerung
ist durch die
DE 38
03 888 C2 bekannt, wobei eine Dämpfeinheit mindestens zwei
Ventileinheiten aufweist, die jeweils einzeln oder gemeinsam in
den Strömungsweg
schaltbar sind und jede Ventileinheit für die Zug- und Druckdämpfung ein
federbelastetes Dämpfventil
besitzt. Diese Dämpfventile
sind so ausgelegt, daß eine
Ventileinheit mit Dämpfventilen
versehen ist, die eine in der Zugdämpfung wirkende hohe Dämpfkraft
und in der Druckdämpfung
eine niedere Dämpfkraft
aufweisen, während
die andere Ventileinheit in der Zugdämpfung eine niedere Dämpfkraft
und in der Druckdämpfung
ein hohe Dämpfkraft
erzeugt. Die beiden Ventileinrichtungen sind parallel zueinander angeordnet,
wobei Schalter vorgesehen sind, die über eine Steuerelektronik ein
Zu- oder Abschalten sowie ein Kombinieren der federbelasteten Ventile bewirkt.
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Ferner ist durch die
DE 34 34 877 A1 ein regelbarer
Schwingungsdämpfer
bekannt, welcher wenigstens ein Bypaßventil aufweist, wobei jedes
Bypaßventil
durch mindestens ein federbelastetes, elektromagnetisch zu- oder
abschaltbares Dämpfventil
gebildet ist. Dieses Bypaßventil
wirkt parallel zu den Drosselventilen des Dämpfkolbens und kann zur Dämpfungsänderung
durch das elektromagnetische Schaltventil, welches in Reihe dazu
angeordnet ist, geschaltet werden. Wenn das Bypaßventil in der Zug- und Druckrichtung
aus unterschiedlichen Richtungen angeströmt wird, so ist für die Zug-
und Druckstufe je ein federbelastetes Dämpfventil vorgesehen, wobei
die Dämpfventile
durch das gemeinsame elektromagnetische Schaltventil zu- oder abschaltbar
sind.
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Die
DE 40 07 261 A1 beschreibt eine verstellbare
Dämpfeinheit
mit einem Gehäuse,
in dem zwei verstellbare Ventileinheiten angeordnet sind. Die Ventileinheiten
sind mittels Druckmittelleitungen mit einer Verdrängereinrichtung,
in diesem Falle einem Einrohrschwingungsdämpfer, verbunden. Der Schwingungsdämpfer fördert in
zwei Richtungen Druckmittel über
Anschlüsse
zu der Dämpfeinheit. Der
Dämpfeinheit
sind zwei Rückschlagventile
beigeordnet, die eine eindeutige Zuordnung der Förderrichtung mit einer bestimmten
Ventileinheit bewirken.
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Mit einer Dämpfeinheit, die außerhalb
der Verdrängereinheit
angeordnet ist, können
Bauraumprobleme leichter behoben werden, indem man den Anbringungsort
der Dämpfeinheit
den Gegebenheiten anpaßt.
Dazu sind aber die Druckmittelleitungen und die Rückschlagventile
notwendig, die an den Anschlußstellen
eine Leckage mit sich bringen können. Das
Gehäuse
der Dämpfeinheit
nach der
DE 40 07 261
A1 der verfügt über insgesamt
vier Anschlüsse, an
denen die besagten Leckagen auftreten können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es mit einem vertretbaren Aufwand eine ausreichende Sicherheit
gegen Undichtigkeiten zu erreichen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den
Patentanspruch 1 gelöst.
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Der wesentliche Vorteil der Erfindung
im Vergleich zum Stand der Technik besteht darin, daß die verstellbare
Dämpfeinheit
lediglich zwei Anschlüsse aufweist
und dadurch die Wahrscheinlichkeit einer Leckage deutlich minimiert
wird. Ein wesentlicher Teil der Strömungsverbindungen erfolgt zwischen
den Sammelräumen
innerhalb des Gehäuses
der Dämpffeinheit.
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Des weiteren ist vorgesehen, daß jedes Rückschlagventil
Bestandteil eines Anschlusses ist. Der Anschluß kann als Einschraubstück ausgeführt sein.
Damit läßt sich
die Baueinheit Anschluß – Rückschlagventil
außerhalb
des Gehäuses
der Dämpfeinheit
vormontieren.
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Dazu weist der Anschluß einen
nabenförmigen
Ansatz auf, der in den jeweiligen Sammelraum ausgerichtet ist und
das Rückschlagventil
trägt.
Sinnvollerweise wird der nabenförmige
Ansatz derart ausgebildet, daß das
Rückschlagventil
nur eine Einbauposition einnehmen kann und eine Verwechslung der Durchlaß bzw. Sperrichtung
ausgeschlossen ist. Das Rückschlagventil
besteht aus eine Lochscheibe in Verbindung mit mindestens einer
Ventilscheibe.
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Des weiteren weist das Gehäuse in beiden Sammelräumen für die mit
den Rückschlagventilen versehenen
Anschlüsse
eine Anschlagfläche
auf, die durch die Anlage der Lochscheibe eine Einschraubbegrenzung
für die
Anschlüsse
bilden.
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Anhand einer in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften
Ausführungsform
wird nachfolgend die Erfindung erläutert. Es zeigt:
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1 eine
schematische Skizze für
die Anordnung der Dämpfeinheit
bei einer hydropneumatischen Federung für ein Fahrzeugrad;
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2 einen
Schwingungsdämpfer
in Kombination mit der Dämpfeinheit;
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3 die
Dämpfeinheit
im Längsschnitt;
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4 einen
Querschnitt durch die Dämpfeinheit
nach 2 entsprechend
der Schnittlinie A-B.
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In 1 ist
beispielhaft eine Verdrängereinrichtung
dargestellt, die einen mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinder
aufweist, der an seinem oberen Ende mit einem Fahrzeugaufbau verbunden
ist, während
eine Kolbenstange 2 am unteren Ende schwenkbar auf einem
Radführungsteil
sitzt. Der Innenraum des Zylinders 1 wird durch einen auf
der Kolbenstange 2 befestigten Kolben 3 in einen
kolbenstangenseitigen Raum 4 und einen kolbenstangenfernen
Raum 5 unterteilt, wobei die beiden Räume 4 und 5 durch
einen im Kolben 3 befindlichen Durchlaßquerschnitt 6 hydraulisch
miteinander in Verbindung stehen. Eine Dämpfeinheit 7 steht über eine Druckmittelleitung 17a, 17b mit
dem Raum 5 und andererseits mit einem Flüssigkeitsraum 16 eines
Hydrospeichers 14 in Verbindung. Im Hydrospeicher 14 befindet
sich auch ein unter Druck stehender Gasraum 15, der über eine
Membrane den Druck auf den Flüssigkeitsraum 16 überträgt.
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Die Dämpfeinheit 7 weist
eine der Einschubrichtung der Kolbenstange zugeordnete erste Ventileinheit 8 und
eine der Ausfahrrichtung zugeordnete zweite Ventileinheit 11 auf,
wobei die Ventileinheit 8 aus einem in der Einschubrichtung
der Kolbenstange geschlossenem Rückschlagventil 9 und
einem nur der Einschubrichtung zugeordnetem elektromagnetisch verstellbarem
Dämpfventil 10 besteht,
während die
Ventileinheit 11 ein in der Ausfahrrichtung der Kolbenstange
zugeordnetes elektromagnetisch verstellbares Dämpfventil 13 besitzt.
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Bei einer Einschubbewegung der Kolbenstange
wird durch das in den Zylinder 1 einfahrende Volumen der
Kolbenstange 2 die entsprechende Dämpfflüssigkeit dem Raum 5 über die
Druckmittelleitung 17a und die Dämpfeinheit 7 in den
Flüssigkeitsraum 16 des
Hydrospeichers 14 verdrängt.
Da der Raum 4 mit dem Raum 5 über den Durchlaßquerschnitt 6 im
Kolben 3 hydraulisch verbunden ist, kann die bei dieser
Bewegung der Kolbenstange 2 entstehende Vergrößerung des
Raumes 4 aus dem Raum 5 aufgefüllt werden. In der Dämpfeinheit 7 bleibt
das der ersten Ventileinheit 8 zugeordnete Rückschlagventil 9 geschlossen,
so daß die
gesamte verdrängte Dämpfflüssigkeit
durch das elektromagnetisch verstellbare Dämpfventil 10 gedrückt wird
und anschließend über das
durch den Flüssigkeitsdruck
sich öffnende
Rückschlagventil 12 in
den unter dem Druck des Gasraumes 15 stehenden Flüssigkeitsraum 16 des
Hydrospeichers 14 verdrängt
wird.
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Beim Ausfedern des Fahrzeugrades
fährt die Kolbenstange 2 aus
dem Zylinder 1 aus, wobei die dem ausfahrenden Kolbenstangenvolumen
entsprechende Dämpfflüssigkeitsmenge
aus dem unter Druck stehenden Flüssigkeitsraum 16 über die Druckmittelleitung 17b und
die Dämpfeinheit 7 in
den Raum 5 zurückgedrückt wird.
Hierbei wirkt die zweite Ventileinheit 11, bei der das
Rückschlagventil 12 geschlossen
bleibt und die Dämpfflüsssigkeit
durch das lediglich bei der Ausfahrbewegung der Kolbenstange wir kende
elektromagnetisch verstellbare Dämpfventil 13 gedrosselt
wird und so die Dämpfwirkung
entsteht, da das nun öffnende
Rückschlagventil 9 keinen nennenswerten
Strömungswiderstand
bietet.
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Anstelle der elektromagnetisch verstellbaren Dämpfventile
können
auch motorisch oder durch einen Hebel oder auch pneumatisch verstellbare Dämpfventile
verwendet werden. Wesentlich ist, daß jeder Bewegungsrichtung der
Kolbenstange nur ein Dämpfventil
zugeordnet ist. Da sich die Einflußgrößen während der Fahrt nicht abrupt ändern, werden auch
die Verstellwege bei einer solchen Ventilanordnung klein gehalten.
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Die 2 zeigt
die erfindungsgemäße Dämpfeinheit
in Kombination mit einem an sich bekannten Einrohrschwingungsdämpfer, der
unterhalb seines Arbeitsraumes 5 einen unter einer Gasvorspannung
stehenden Ausgleichsraum 15 aufweist. Der Zusammenhang
zwischen den Bewegungsrichtungen der Kolbenstange und den Fließrichtungen von
und zur Dämpfeinheit 7 entsprechen
dem Ausführungsbeispiel
nach der 1.
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Die in den 3 und 4 gezeigte
Ausführungsform
der Dämpfeinheit 7 weist
ein Ventilgehäuse 20 auf,
in das die beiden Ventileinheiten 8 und 11 eingeschraubt
sind. Die erste Ventileinheit 8 ist der Einschubrichtung
der Kolbenstange zugeordnet und besteht aus einem stufenlos verstellbarem
Dämpfventil 10 und
einem aus einer Lochscheibe 18 und einer Ventilplatte 19 bestehenden
Rückschlagventil 9, welches
bei dieser Anströmungsrichtung
der verdrängten
Dämpfflüssigkeit
geschlossen ist. Die der Ausfahrrichtung der Kolbenstange zugeordnete zweite
Ventileinheit 12 besitzt ebenso ein stufenlos elektromagnetisch
verstellbares Dämpfventil 13 und ein
aus einer Lochscheibe 18 und einer Ventilscheibe 19 bestehendes
Rückschlagventil 12.
Die Dämpfventile 10 und 13,
sowie die Rückschlagventile 9 und 12 stimmen
hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Abmessungen überein.
Dies gilt auch für
die Anschlüsse 21. Sie
bestehen aus einem Einschraubstück 21a, 21b, das
Anschlußgewinde
zur Befestigung der Druckmittelleitung 17a, 17b trägt. Ein
nabenförmiger
Ansatz 23 des Einschraubstücks 21a, 21b nimmt
das aus der Lochscheibe 18 und Ventilplatte 19 bestehende Rückschlagventil
auf, das druckdicht mit dem Ansatz 23 durch Verstemmen
oder Vernieten verbunden ist. Damit bildet jedes Einschraubstück mit dem
Rückschlagventil
eine außerhalb
des Ventilgehäuses
vormontierbare Baueinheit. Unabhängig
von der Durchströmrichtung
können
beide Baueinheiten identisch montiert werden. Im Ventilgehäuse 20 ist
jedem Ein schraubstück 21a, 21b eine
Anschlagfläche 28 zugeordnet,
gegen welche die Lochscheibe 18 im Bereich ihres Außendurchmessers
beim Einschrauben des Einschraubstücks 21a, 21b gedrückt und
somit axial vorgespannt wird, wobei diese Anschlagfläche 27 gleichzeitig
die Einschraubbegrenzung für
das mit dem Rückschlagventil 9 oder 12 verbundene
Einschraubstück 21a, 21b bildet.
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Das Ventilgehäuse 20 weist für jeden
Anschluß und
Ventileinheit eine Aufnahme auf. Im Falle der Anschlüsse 21a, 21b ergeben
sich im eingebauten Zustand für
jeden Anschluß ein
Sammelraum 24a, 24b in Zuströmrichtung des jeweiligen Anschlusses.
Als Begrenzungen dienen die Gehäusewände des
Ventilgehäuses 20 sowie
die Ventilplatten 19a, 19b der Rückschlagventile.
Die Ventileinheiten 10 und 13 bilden mit dem Ventilgehäuse 20 gleichartige
Aufnahmen, die über
eine Verbindungsstrecke 25 zu einem gemeinsamen Sammelraum 26 vereinigt
sind. Der Sammelraum 26 verfügt über einen Verbindungskanal 27,
der eine Querwand 29 des Ventilgehäuses 20 durchdringt.
Der Verbindungskanal 27 führt zu den Rückschlagventilen 9, 12 der
Anschlüsse.
Ausgehend vom Sammelraum 26 besteht somit über die
Verbindungsstrecke 25 und dem Verbindungskanal 27 durch
die sich öffnenden
Rückschlagventile 9, 12 eine
Verbindung zu den Sammelräumen 24a, 24b.
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Bei einer Einfahrbewegung wird durch
die zentrale Bohrung 22 des Einschraubstücks 21 dem elektromagnetisch
verstellbaren Dämpfventil 10 die aus
der Verdrängungseinheit
verdrängte
Dämpfflüssigkeitsmenge
zugeführt,
wobei das Rückschlagventil 9 geschlossen
ist. Nach Durchströmen
des Dämpfventils 10 gelangt
die Dämpfflüssigkeit
in den Sammelraum 26 und über den Verbindungskanal 27 durch
das Rückschlagventil 12 zurück zur Verdrängereinheit
oder dem Hydrospeicher, je nach Anwendung, wie den 1 und 2 zu
entnehmen ist.
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Beim Ausfedern des Fahrzeugrades,
d.h. bei Zugdämpfung,
wird das dem ausfahrenden Kolbenstangenvolumen entsprechende Volumen
der Dämpfflüssigkeit
bei geschlossenem Rückschlagventil 12 durch
das elektromagnetisch verstellbare Dämpfventil 13 gedrückt. Nach
dem Dämpfventil 13 gelangt
die Dämpfflüssigkeit über den
Verbindungskanal 27 in den durch das Rückschlagventil 9 zum Raum
zur Verdrängereinheit.
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Unabhängig von der Zuströmrichtung
zur Dämpfeinheit 7 fließt die Dämpfflüssigkeit
stets in derselben Richtung durch den Verbindungskanal 27 zu
den Rückschlagventilen 9, 12.
Die momentanen Drücke
in den Sammelräumen 24a, 24b sorgen
dafür,
daß stets
der Abfluß aus
der Ventileinheit 10 durch das Rückschlagventil 12 und
die Dämpfflüssigkeit
aus der Ventileinheit 13 zum Rückschlagventil 9 fließt und damit
ein Umpumpen innerhalb der Dämpfeinheit
ausgeschlossen ist. Wesentlich ist, daß nur zwei Anschlüsse 21 notwendig
sind.
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Die einwandfreie Zuordnung des Dämpfventils 10 für die Einschubbewegung
der Kolbenstange und des Dämpfventils 13 für die Ausfahrbewegung der
Kolbenstange ermöglicht
eine wesentliche Verringerung der Verstellwege und eine bessere
und genauere Dämpfungseinstellung.
Eine derartige verstellbare Dämpfeinheit
ist daher sehr vorteilhaft, da für
Straßenfahrzeuge
als günstiges
Verhältnis
von Druck- zu Zugdämpfung
1:2 bis 1:3 ermittelt wurde. Dementsprechend ist für eine Dämpfeinheit
mit nur einem verstellbaren Dämpfventil
ein ständiges
Verstellen mit großen
Stellwegen erforderlich. Der Gesamtaufbau der Dämpfeinheit ist kostengünstig, da die
verstellbaren Dämpfventile 10 und 13 gleich
ausgebildet sind, ebenso die Rückschlagventile 9 und 12 und
die Einschraubstücke 21.
Eine preisgünstige Herstellung
des Ventilgehäuses 20 wird
erhalten, da diese als Strangpreßteil hergestellt werden kann,
in das der Sammelraum 26 und die Verbindungsstrecke 25 eingefräst sind,
während
der Verbindungskanal 26 als Sackbohrung in Verbindung mit
einer Querbohrung ausgeführt
ist, wobei die Sacklochbohrung anschließend nach außen verschlossen
wird.
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Eine derartige Dämpfeinheit beschränkt sich nicht
auf die in den Figuren gezeigten stufenlos elektromagnetisch verstellbare
Dämpfventile,
denn es sind problemlos andere bereits bekannte stufenlos oder stufenweise
verstellbaren Dämpfventile
anwendbar, die gleichermaßen
den einfachen Aufbau und die vorteilhafte Wirkung gewährleisten
können.