DE3608738C2 - Hydraulischer Schwingungsdämpfer mit einstellbarer Dämpfkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einstellbarer Dämpfkraft entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

In der DE-OS 33 04 815 ist ein derartiger Schwingungsdämpfer gezeigt, dessen Dämpfkraft-Einstellvorrichtung einen von einem Elektromotor angetriebenen Drehschieber aufweist, der mit Bohrungen zusammenwirkt und dadurch Bypassquerschnitte ändert. Um unterschiedliche Wirkungen der Bypassdämpfung für die Zug- und Druckrichtung zu erzielen, ist ein Rückschlagventil vorgesehen, welches in Druckrichtung öffnet und in Zugrichtung schließt.

Dieses Bypasssystem bewirkt bei Drehung des Drehschiebers eine Dämpfkraftänderung sowohl für die Zug- als auch Druckdämpfung. Eine getrennte Einflußnahme für die Zug- oder Druckdämpfung kann mit dieser Konstruktion nicht verwirklicht werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hydraulischen Schwingungsdämpfer zu schaffen, der eine unabhängige Veränderung der Dämpfkraft in Zug- und Druckrichtung ermöglicht, wobei die Verstellung der jeweiligen Dämpfkraft auf einfache Weise durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Bypasseinrichtung zwei unabhängig voneinander verstellbare Drehschieber aufweist, die je einen der Durchtrittskanäle der Bypasseinrichtung enthaltten, und daß jedem Durchtrittskanal ein Rückschlagventil zugeordnet ist, wobei das erste Rückschlagventil in der Zugstufe absperrend und das zweite Rückschlagventil in der Druckstufe absperrend ausgebildet ist.

Damit ist es möglich, jeder Bewegungsrichtung des Schwingungsdämpfers einen getrennt einstellbaren Bypasskanal zuzuordnen, so daß eine unabhängige Veränderung der Dämpfkraft in Zug- und Druckrichtung ermöglicht wird. Die eindeutige Zuordnung des jeweiligen Drehschiebers für die Dämpfkraftänderung in einer Bewegungsrichtung der Kolbenstange durch die Rückschlagventile ermöglicht eine exakte, nur dieser Bewegungsrichtung zugeordnete Dämpfkraftänderung.

Da bei verschiedenen Fahrzeugtypen oftmals eine andere Anpassung der Bypassdämpfung gefordert wird, ist dies ohne weiteres dadurch möglich, daß lediglich die Drehschieber ausgetauscht werden, wodurch eine grundlegende Änderung der Bypassdämpfung geschaffen wird - unter Beibehaltung der wesentlichen Dämpferteile. Insbesondere bei der Abstimmung eines Fahrzeuges auf gewünschte Dämpfwerte kann mit dieser Konstruktion bei entsprechender Gestaltung schnell und unproblematisch, d. h., ohne Ausbau des Dämpfers, die Ermittlung der optimalen Dämpfwerte vorgenommen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist merkmalsgemäß zur unabhängigen Verstellung jeder Drehschieber fest mit einem Stellorgan verbunden, wobei die Stellorgane in einer Axialbohrung der Kolbenstange angeordnet und abgedichtet sind.

Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung ist ein Stellorgan als Stellstange und das andere als die Stellstange umgebende Stellhülse ausgebildet, wobei sowohl die Stellstange als auch die Stellhülse aus der Axialbohrung der Kolbenstange herausgeführt und mit einem Anschluß für einen Verstellantrieb versehen ist.

In der einfachsten Form ist der Verstellantrieb durch eine Rändelscheibe gebildet, die zur Anzeige der jeweiligen Stellung des Drehschiebers eine Markierung besitzt. Die Veränderung der Dämpfkraft der Bypasseinrichtung wird somit durch einfaches Verdrehen dieser Rändelschrauben bewirkt, wobei Rasteinrichtungen vorgesehen sein können, die ein ungewolltes Verstellen verhindern.

Ebenso kann der Verstellantrieb durch einen Bowdenzug gebildet sein, der zum Armaturenbrett führt und vom Fahrer in der gewünschten Weise betätigt wird.

Um eine Veränderung der Dämpfkraft beispielsweise in Abhängigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhalten, ist es ohne weiteres möglich, einen über die Fahrzeuggeschwindigkeit ansteuerbaren Elektromotor als Verstellantrieb zu verwenden.

Eine sehr große Freizügigkeit hinsichtlich der jeweils gewünschten, unabhängigen Veränderung der Dämpfkraft in Zug- und Druckrichtung durch die Bypasseinrichtung wird erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß jeder Drehschieber mit mehreren über den Umfang verteilten, kalibrierten Radialbohrungen versehen ist, welche stellungsabhängig den Durchtrittskanal der Bypasseinrichtung bilden. Über die Anzahl der Bohrungen und deren Durchtrittsquerschnitte kann auf einfache Weise, d. h., lediglich durch Austausch des Drehschiebers, die geforderte Bypassdämpfungsänderung verwirklicht werden.

Eine einfache Konstruktion, die sehr wenig Bauraum beansprucht und aus leicht herstellbaren Bauteilen besteht, wird dadurch geschaffen, daß entsprechend einem Merkmal der Erfindung die beiden Drehschieber, stirnseitig aneinander anliegend, in einer dem Außendurchmesser der Drehschieber angepaßten Aussparung der Kolbenstange oder eines mit dieser fest verbundenen Kolbenträgers angeordnet sind.

Die Drehschieber selbst sind dabei merkmalsgemäß topfförmig ausgebildet, wobei ein Drehschieber stirnseitig mit zu einem Innenraum des anderen Drehschiebers weisenden Durchflußöffnungen versehen ist.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert:

Die Figur zeigt einen Einrohrschwingungsdämpfer im Längsschnitt als beispielsweise Ausführungsform, wobei die erfindungsgemäße Dämpfkrafteinstellung auch bei anderen Schwingungsdämpferbauarten wie beispielsweise Zweirohrschwingungsdämpfern, insbesondere sol­ chen mit Gasdruckvorspannung, verwendbar ist.

Im Zylinder 1 ist eine Kolbenstangenführung 10 befestigt und nach außen abgedichtet, während eine Kolbenstange 2 in dieser Kolben­ stangenführung 10 axial beweglich geführt und durch eine Kolben­ stangendichtung 11 nach außen abgedichtet ist. Ein Kolben 3 ist mittels eines Kolbenträgers 15 fest mit der Kolbenstange 2 ver­ bunden und besitzt ein bei der Zugstufe ansprechendes Zugstufen­ ventil 4 und ein bei der Druckstufe ansprechendes Druckstufenven­ til 5. Ein mit unter Druck stehender Gasfüllung versehener Aus­ gleichsraum 7 wird durch einen Trennkolben 6 von dem mit Dämpf­ flüssigkeit gefüllten Innenraum des Zylinders 1 getrennt. Dieser mit Dämpfflüssigkeit gefüllte Innenraum des Zylinders 1 wird vom Kolben 3 in den Arbeitsraum 8 oberhalb des Kolbens 3 und den un­ terhalb des Kolbens 3 liegenden Arbeitsraum 9 unterteilt. Im Kol­ benträger 15 befindet sich ein axialer Bypasskanal 12 sowie in axialem Abstand zueinander angeordnete radiale Bypasskanäle 13 und 14. Zur Aufnahme von Drehschiebern 16 und 20 ist der Kolbenträ­ ger 15 mit einer Aussparung 26 versehen. Der Drehschieber 16 be­ sitzt über den Umfang verteilte und innen durch ein Rückschlag­ ventil 18 absperrbare, kalibrierte Bohrungen 17, die mit dem Ra­ dialkanal 14 zusammenwirken. Zur Betätigung dieses Drehschiebers 16 ist dieser mit einer Stellstange 19 verbunden, die am oberen Ende aus der Kolbenstange 2 ragt und einen Anschluß für einen als Rändelscheibe ausgebildeten Verstellantrieb 24 aufweist. Ein zweiter in der Aussparung 26 des Kolbenträgers 15 angeordneter Drehschieber 20 liegt mit seiner unteren Stirnseite auf dem Dreh­ schieber 16 auf und ist mit kalibrierten und über den Umfang verteilten Radialbohrungen 21 versehen, welche mit dem radialen Bypasskanal 13 in Wirkverbindung bringbar sind. Mittels eines Rückschlagventiles 23 ist der radiale Bypasskanal 13 verschließ­ bar, während der Innenraum 28 des topfförmigen Drehschiebers 20 über im Drehschieber 16 angeordnete Durchlaßöffnungen 27 mit dem axialen Bypasskanal 12 flüssigkeitsleitend verbunden ist. Eine Stellhülse 22, welche die Stellstange 19 konzentrisch umgibt, ist fest mit dem Drehschieber 20 verbunden und in einer Axialbohrung der Kolbenstange 2 nach außen geführt und an ihrem aus der Kol­ benstange ragenden Ende mit einem Anschluß versehen, welcher ei­ nen als Rändelscheibe ausgebildeten Verstellantrieb 15 trägt. Ein Dichtelement zwischen der Stellstange 19 und der Stellhülse 22 sowie ein weiteres Dichtelement zwischen der Stellhülse 22 und der Bohrung der Kolbenstange 2 verhindern ein Austreten von Dämpf­ flüssigkeit am oberen Ende der Kolbenstange. Zur Arretierung der jeweils eingestellten Position der Drehschieber 16 und 20 können nicht eingezeichnete, federbelastete Kugeln dienen, die in Ver­ tiefungen einrasten. Diese Arretiereinrichtung kann vorteilhaf­ terweise mit den Verstellantrieben 24 und 25 kombiniert sein.

Die höchste gewünschte Dämpfwirkung des Schwingungsdämpfers wird in Zug- und Druckrichtung durch die am Kolben 3 befindlichen Dämpfventile 4 und 5 eingestellt. Über die Bypasseinrichtung wird eine Umgehung der Ventile 4 und 5 geschaffen. In der Zugstufe, d. h., beim Ausfahren der Kolbenstange 2 aus dem Zylinder 1, spricht bei geschlossenem Bypassquerschnitt lediglich das Zugstu­ fenventil 4 des Kolbens 3 an. Durch den Drehschieber 16 können dem radialen Bypasskanal 14 verschieden große Radialbohrungen 17 zugeordnet werden, wobei eine Querschnittszunahme der Radialboh­ rung 17 eine Verminderung der Dämpfkraft bewirkt. In dieser Ar­ beitsphase wird durch das Rückschlagventil 23 der radiale Bypass­ kanal 13 abgesperrt, so daß ein Abströmen der im Arbeitsraum 8 verdrängten Flüssigkeit in den Arbeitsraum 9 durch den radialen Bypasskanal 14 die kalibrierte Radialbohrung 17 und das durch den Flüssigkeitsdruck öffnende Rückschlagventil 18 und den axialen Bypasskanal 12 erfolgt. Um eine Veränderung der Dämpfkraft zu er­ zielen, wird durch Verdrehen des Drehschiebers 16 eine einen an­ deren Querschnitt aufweisende Radialbohrung 17 zur Wirkverbindung mit dem radialen Bypasskanal 14 gebracht. Dies erfolgt durch Ver­ drehen der den Verstellantrieb bildenden Rändelscheibe 24, wobei die Stellstange 19 die Drehbewegung auf den Drehschieber 16 über­ trägt. Entsprechend der Anzahl der am Umfang des Drehschiebers 16 angeordneten, kalibrierten Radialbohrungen 17 können die unter­ schiedlichen Zugdämpfwerte eingestellt werden. Bei sieben am Um­ fang angeordneten Radialbohrungen 17 sind acht Dämpfkraftstufen für die Zugdämpfung denkbar, denn jeder Bohrung wird eine Stufe zugeordnet, und bei geschlossenem radialem Bypasskanal 14 ist die höchste Dämpfwirkung eingestellt, da dann nur das Zugdämpfven­ til 4 wirksam ist.

In der Druckstufe, d. h., bei einfahrender Kolbenstange 2 in den Zylinder 1, wird die Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 9 in den Arbeitsraum 8 verdrängt. In dieser Arbeitsphase bildet die im Bereich des radialen Bypasskanales 13 angeordnete Radialbohrung 21 des Drehschiebers 20 den Drosselquerschnitt, da durch den Flüs­ sigkeitsdruck das Rückschlagventil 23 geöffnet wird. Die wirksame Bypasseinrichtung ist somit durch den axialen Bypasskanal 12, die Durchflußöffnungen 27, die Radialbohrung 21, den radialen Bypass­ kanal 13 und das geöffnete Rückschlagventil 23 gebildet. Zur Ver­ änderung der Druckdämpfung wird durch Verdrehen der den Verstell­ antrieb bildenden Rändelscheibe 25 über die Stellhülse 22 und den Drehschieber 20 eine Radialbohrung 17 mit anderem Querschnitt mit dem radialen Bypasskanal 13 in Wirkverbindung gebracht. Die einstellbaren Dämpfkraftstufen für die Druckdämpfung richten sich auch hier nach der Anzahl der im Drehschieber 20 über den Umfang verteilten Radialbohrungen 17 unterschiedlichen Durchmessers.

Durch die unabhängig voneinander einstellbaren Drehschieber 16 und 20 ist eine feine Abstimmung bezüglich der Zug- und Druck­ dämpfung möglich, denn es wird eine große Anzahl von Einstellun­ gen geschaffen. So ist es, wenn beide Drehschieber 16 und 20 mit je sieben Radialbohrungen 17 bzw. 21 versehen sind, in einer Ein­ stellung des einen Drehschiebers, beispielsweise des Drehschie­ bers 20, möglich, für die Druckdämpfung acht Einstellungen des anderen Drehschiebers 16 für die Zugdämpfung zu schaffen. Die ein­ deutige Zuordnung der Bypasseinrichtung für die Zug- und Druckstufe und die getrennte Einstellbarkeit werden durch das Zusammenwirken der jeweiligen Rückschlagventile 18 und 23 erhalten, die druckab­ hängig öffnen bzw. schließen und dadurch immer nur den der jewei­ ligen Arbeitsphase zugeordneten Bypass freigeben.

Diese feine Abstimmungsmöglichkeit - getrennt für die Zug- und Druckrichtung - erlaubt eine einwandfreie Reproduzierbarkeit der Dämpfkräfte. So ist es ohne weiteres möglich, bei Abstimmungsver­ suchen feinfühlig und exakt auch auf vorausgegangene Abstimmwerte zurückzugreifen.

Claims (7)

1. Hydraulischer Schwingungsdämpfer mit einstellbarer Dämpfkraft für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinder, in welchem ein mit einer Kolbenstange verbundener und mit Dämpfventilen versehener Dämpfkolben axial beweglich geführt ist und den Zylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume unterteilt, die über die Dämpfventile im Dämpfkolben und eine parallel dazu geschaltete Bypasseinrichtung miteinander verbindbar sind, wobei die Bypasseinrichtung zwei Durchtrittskanäle aufweist, die in einem Drehschieber ausgebildet sind und mit festen Bypasskanälen zusammenwirken, so daß die Dämpfflüssigkeitsdurchlässe im Querschnitt veränderbar sind, und von denen einer in der Zugstufe durch ein Rückschlagventil absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bypasseinrichtung zwei unabhängig voneinander verstellbare Drehschieber (16; 20) aufweist, die je einen der Durchtrittskanäle (Radialbohrungen 17; 21) der Bypasseinrichtung enthalten, und daß jedem Durchtrittskanal (17; 21) ein Rückschlagventil (18; 23) zugeordnet ist, wobei das erste Rückschlagventil (23) in der Zugstufe absperrend und das zweite Rückschlagventil (18) in der Druckstufe absperrend ausgebildet ist.

2. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur unabhängigen Verstellung jeder Drehschieber (16; 20) fest mit einem Stellorgan verbunden ist, wobei die Stellorgane in einer Axialbohrung der Kolbenstange (2) angeordnet und abgedichtet sind.

3. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellorgan als Stellstange (19) und das andere als die Stellstange (19) umgebende Stellhülse (22) ausgebildet ist und daß sowohl die Stellstange (19) als auch die Stellhülse (22) aus der Axialbohrung der Kolbenstange (2) herausgeführt und mit einem Anschluß für einen Verstellantrieb (Rändelscheibe 24; 25) versehen ist.

4. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehschieber (16; 20) mit mehreren über den Umfang verteilten, kalibrierten Radialbohrungen (17; 21) versehen ist, welche stellungsabhängig den Durchtrittskanal der Bypasseinrichtung bilden.

5. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehschieber (16; 20) stirnseitig aneinander anliegend in einer dem Außendurchmesser der Drehschieber (16; 20) angepaßten Aussparung (26) der Kolbenstange (2) bzw. eines mit der Kolbenstange (2) fest verbundenen Kolbenträgers (15) angeordnet sind.

6. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschieber (16; 20) topfförmig ausgebildet sind, wobei ein Drehschieber (16) stirnseitig mit zu einem Innenraum (28) des anderen Drehschiebers (20) weisenden Durchflußöffnungen (27) versehen ist.

7. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventile (18; 23) durch gummielastische Ringe gebildet sind.