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WO2016192847A1 - Schwingungsdämpferanordnung - Google Patents

Schwingungsdämpferanordnung Download PDF

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Publication number
WO2016192847A1
WO2016192847A1 PCT/EP2016/000884 EP2016000884W WO2016192847A1 WO 2016192847 A1 WO2016192847 A1 WO 2016192847A1 EP 2016000884 W EP2016000884 W EP 2016000884W WO 2016192847 A1 WO2016192847 A1 WO 2016192847A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pressure
working
chamber
valve
valves
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/000884
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Joachim Funke
Original Assignee
Fludicon Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fludicon Gmbh filed Critical Fludicon Gmbh
Priority to JP2017561896A priority Critical patent/JP6697485B2/ja
Priority to US15/576,987 priority patent/US10508705B2/en
Priority to KR1020177034560A priority patent/KR102095094B1/ko
Priority to DE112016002019.8T priority patent/DE112016002019B4/de
Priority to CN201680031296.0A priority patent/CN108156816B/zh
Publication of WO2016192847A1 publication Critical patent/WO2016192847A1/de

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    • F16F9/19—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with a closed cylinder and a piston separating two or more working spaces therein with a single cylinder and of single-tube type
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    • F16F2228/06—Stiffness
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Definitions

  • Spaltanroughstelle arranged up to the pressure chamber, at the end of a pressure chamber openable check valve is provided.
  • a tubular electrode is arranged around the first and second throttle gap section, which is connected to a
  • Working valves is advantageous in that the settings of different asymmetries between the compression and rebound can be done without significant switching delays, so that a very accurate control of compression and rebound during the .. Driving is possible.
  • the invention also has the advantage that the geometry-independent asymmetry adjustment can be realized not only with electrorheological but also with magnetorheological and rapid hydraulic working valves.
  • Fig. 1 of the drawing is a hydraulic working and control circuit of an electrorheological
  • Damper assembly shown having a pressure medium cylinder 1 and, provided with a piston rod 3,
  • Vibration damping can be used and therefore represent a commonly used vibration damper assembly.
  • Pressure medium cylinder 1 is still a second conventional
  • Check valve 7 arranged without throttle valve, which is closed or closable to Wegwait .5 open or apparent and the pressure chamber 4.
  • a second check valve 7 may also be arranged outside of the piston 2 by means of two pressure medium lines, the pressure chamber 4 and the tension chamber 5 with each other
  • Piston rod ring surfaces (piston cross section minus
  • switched first and third working valves 12,20 is controllable. It is by the third
  • Control voltage is changed during the pulling movement according to the exact desired asymmetry.
  • an asymmetric vibration damping can advantageously be set in a relatively large range.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpferanordnung, insbesondere zur Dämpfung von Ein- und Ausfederkräften an Kraftfahrzeugen, die einen Druckmittelzylinder (1) umfasst, in dem ein Kolben (2) mit einer Kolbenstange (3) axial, verschiebbar geführt ist, der den Druckmittelzylinder (1) in eine Druck- (4) und eine Zugkammer (5) unterteilt, wobei zum Volumenausgleich der Kolbenstange (3) noch ein Gasdruckspeicher (8) vorgesehen ist, der durch mindestens ein zur Druckkammer (4) offenbares erstes Rückschlagventil (6) mit der Druckkammer (4) verbunden ist und dass zwischen der Druck- (4) und Zugkammer (5) ein zur Zugkammer (5) offenbares zweites Rückschlagventil (7) und parallel dazu mindestens ein erstes steuerbares Arbeitsventil (12) vorgesehen ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass zu dem ersten Arbeitsventil (12) ein zweites steuerbares Arbeitsventil (13) in Reihe geschaltet ist, das einerseits mit dem ersten Arbeitsventil (12) und andererseits mit der Zugkammer (5) verbunden ist, wobei zwischen den beiden Arbeitsventilen (12,13) ein Druckmittelabzweig (14) vorgesehen ist, der mit dem Gasdruckspeicher (8) und dem Ausgang des ersten Rückschlagventils (6) verbunden ist, wobei der Gasdruckspeicher (8) nur einen geringen Vordruck aufweist.

Description

Schwingungsdämpferanordnung
Die Erfindung betrifft eine Schwingungsdämpferanordnung, insbesondere zur Dämpfung von Ein- und Ausfederbewegungen vorzugsweise an Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Schwingungsdämpferanordnungen werden häufig als Stoßdämpfer in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dabei bestehen die Stoßdämpfer im Wesentlichen aus einem mit Flüssigkeit befüllten Zylinder, in dem ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben axial geführt ist. Der Kolben unterteilt dabei den Druckmittelzylinder in eine Druck- und in eine von der Kolbenstange durchlaufene Zugkammer. Bei einer axialen Bewegung der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder strömt die Flüssigkeit meist über Arbeits- oder
Dämpfungsventile von der einen Kammer in die andere Kammer, wobei durch die Art der Arbeitsventile die Schwingungen mehr oder weniger stark gedämpft werden. Zum Ausgleich des Kolbenstangenvolumens und der Wärmeausdehnung der
Flüssigkeit ist die Druckkammer meist mit einem
Gasdruckspeicher verbunden. Zur Verhinderung der Kavitation in der Zugkammer wird die Druckkammer meist mit einem
Vordruck von ca. 20 bis 30 bar beaufschlagt.
Aus der DE 10 2007 026 378 AI ist ein elektrorheologischer Schwingungsdämpfer bekannt, der während des
Schwingungsvorgangs von außen durch elektrische
Steuerungsmittel steuerbar ist. Dabei handelt es sich um einen Schwingungsdämpfer insbesondere für Kraftfahrzeuge, dessen Druckmittel eine elektrorheologische Flüssigkeit ist. Zur Steuerung ist im Druckmittelzylinder als
Arbeitsventil ein Drosselspalt angeordnet, der die beiden Druckmittelkammern miteinander verbindet. Der Drosselspalt
1
BESTÄTIGUNGSKOPIE wird dabei von einer Spaltanschnittstelle in einen ersten und einen zweiten Spaltabschnitt unterteilt, wobei der erste Spaltabschnitt mit der Druckkammer und der zweite Spaltabschnitt mit der Zugkammer des Druckmittel Zylinders verbunden ist. Parallel zum ersten Spaltabschnitt ist noch ein nicht steuerbarer Bypassspalt von der
Spaltanschnittstelle bis zur Druckkammer angeordnet, an dessen Ende ein zur Druckkammer offenbares Rückschlagventil vorgesehen ist. Zur elektrischen Steuerung der Dämpferkraft ist um den ersten und zweiten Drosselspaltabschnitt eine röhrenförmige Elektrode angeordnet, die mit einer
gesteuerten elektrischen Spannung beaufschlagbar ist, mit der die Viskosität in den Drosselspalten verändert wird. In Verlängerung zum Druckmittelzylinder ist im Anschluss zur Druckkammer noch ein Gasdruckspeicher angeordnet, der zum Ausgleich des Kolbenstangenvolumens vorgesehen ist. Dieser Gasdruckspeicher ist durch einen kolbenstangenlosen axial verschiebbaren Kolben von der Druckkammer getrennt. Dabei ist zur Verhinderung der Kavitation der Vordruck in der Gasdruckkammer des Gasdruckspeichers auf einen Wert von mindestens 20 bis 30 bar eingestellt. Ein derartig hoher Vordruck hat aber den Nachteil, dass es einer aufwendigen Abdichtung bedarf, die wegen der relativ hohen Reibung einem erhöhten Verschleiß unterliegt.
Aus der DE 10 2010 051 872 AI ist eine
Schwingungsdämpferanordnung für Kraftfahrzeuge bekannt, die ein elektrorheologisches Arbeitsventil und mehrere
Rückschlagventile enthält. Dabei sind diese Ventile so angeordnet, dass der Vordruck im Gasdruckspeicher vom
Arbeitsdruck in der Druck- oder Zugkammer entkoppelt ist und deshalb ohne die Gefahr einer Kavitation nur ein geringer Vordruck von höchstens 10 bar erforderlich ist. Dazu ist ein Druckmittelzylinder mit einer Zug- und einer Druckkammer vorgesehen, die durch einen axial
verschiebbaren Kolben getrennt sind, wobei im Kolben zwischen der Zug- und Druckkammer ein zur Zugkammer offenbares Rückschlagventil angeordnet ist. Dabei ist die Druckkammer mit einem Gasdruckspeicher verbunden, in den ein zur Druckkammer offenbares Rückschlagventil angeordnet ist. Das elektrisch regelbare elektrorheologische
Arbeitsventil ist mit einer Anschlussseite mit der
Zugkammer und mit der anderen Anschlussseite mit dem
Gasdruckspeicher verbunden. Bei einer derartigen
Dämpferanordnung entsteht eine Asymmetrie der
Kraftverteilung zwischen Zug- und Druckrichtung, die vom Verhältnis zwischen dem Kolbenstangenquerschnitt und der Kolbenstangenringflache (Kolbenquerschnitt abzüglich
Kolbenstangenquerschnitt) abhängt, da durch die
Kolbenstange auf beiden Seiten der Kolbenfläche
unterschiedliche Druckflächen wirken. Da der Querschnitt der Kolbenstange aber meist nach dessen mechanischer
Belastung bemessen wird, der insbesondere bei
Fahrzeugstoßdämpfern an der Vorderachse größer als an der Hinterachse vorgesehen wird, entstehen unterschiedliche Asymmetrien, die meist mit den aufgrund des Fahrkomfort gewünschten Asymmetrien nicht übereinstimmen. Dies kann zwar durch elektrorheologische Ventile mit speziellen Spaltanschlussstellen berücksichtigt werden, so dass man für jeden Kolbenstangenquerschnitt ein spezielles
elektrorheologisches Drosselventil mit unterschiedlichen Spaltanschlussstellen schaffen müsste. Da bei Dämpfern, mit elektrorheologischem Drosselventil diese meist im
Zylinderohr integriert sind, müsste für jeden vorgesehenen Kolbenstangenquerschnitt eine gesonderte Dämpferanordnung hergestellt werden, was insbesondere bei Serienteilen wie Stoßdämpfern nachteilig ist. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dämpferanordnung der eingangs genannten Art so zu
verbessern, dass die gewünschte Asymmetrie oder Symmetrie zwischen den Zug- und Druckstufen unabhängig von dem vorgesehenen Kolbenstangenquerschnitt erreichbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die vorgesehene Schaltung von mindestens zwei Rückschlagventilen und mindestens zwei elektrorheologischen oder
magnetorheologischen Arbeitsventilen eine Einstellung der Asymmetrie von Zug- und Druckstufe des Schwingungsdämpfers möglich ist, ohne dass dazu die Querschnitte oder
Durchmesserverhältnisse der Kolbenstange und des Kolbens berücksichtigt werden müssten. So kann die Asymmetrie zusätzlich durch die Anordnung und Steuerung der
Arbeitsventile erfolgen, so dass die Querschnitte der
Kolbenstange und des Kolbens ausschließlich nach
mechanischen Anforderungen bestimmt werden können. Deshalb ist es vorteilhafterweise auch möglich, einen gleichartigen Schwingungsdämpfer allein durch die Schaltung und Steuerung der Arbeitsventile für unterschiedliche Asymmetrien
zwischen Druck- und Zugstufe auszulegen, um den erwünschten Fahrkomfort zu realisieren, ohne die mechanischen
Eigenschaften der Schwingungsdämpferteile zu verändern. Deshalb können für verschiedene Dämpfungskennlinien oder verschiedene Fahr zeugausführungen gleichartige
Dämpferausführungen, als Serienteile kostengünstig verwendet werden. Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, dass zur geometrieunabhängigen Einstellung der Asymmetrie der Zug- und Druckstufe nur zwei oder drei steuerbare Arbeitsventile und zwei einfache Rückschlagventile notwendig sind, um verschiedene . Fahrge.fühlstufen auch bei unterschiedlichen Fahrzeugausführungen realisieren zu können. Dabei hat die Erfindung gleichzeitig den Vorteil, dass dies auch mit einem Gasdruckspeicher mit geringem Vordruck von höchstens 10 bar möglich ist, wodurch die Gefahr einer Kavitation verringert wird. Durch die Verwendung von steuerbaren magnetorheologischen oder elektrorheologischen
Arbeitsventilen ist vorteilhaft, dass die Einstellungen unterschiedlicher Asymmetrien zwischen der Druck- und der Zugstufe ohne nennenswerte Schaltverzögerungen erfolgen kann, so dass eine sehr genaue Steuerung von Druck- und Zugstufe während des ..Fahrbetriebs möglich ist.
Da die Asymmetrie zwischen der Zug- und der Druckstufe durch mindestens zwei unabhängige Arbeitsventile steuerbar ist, können diese vorteilhafterweise mit einer gemeinsamenSteuerspannung beaufschlagt werden, so dass für die
Steuerung der Arbeitsventile vorteilhafterweise dieselben Elektroden verwendbar sind. Dies hat insbesondere bei einer besonderen Ausführung der Erfindung mit in dem Druckmittelzylinder integrierten elektrorheologischen Arbeitsventilen den Vorteil, dass die Arbeitsventile auch außerhalb der Zylinderohre als
parallele oder gewendelte Spalte koaxial zwischen dem
Druckmittelzylinder und den Zylinderohren angeordnet sein . können, die durch mindestens zwei beabstandete und
isolierte Zylinderrohre ausgebildet sind, die gleichzeitig die Elektroden darstellen. Eine weitere besondere Ausführung der Erfindung mit mindestens 3 steuerbaren Arbeitsventilen hat den Vorteil, dass hierdurch die Zugstufe durch drei Arbeitsventile bedämpfbar ist, während die Druckstufe von drei
Arbeitsventilen bei verkleinerter Durchflussmenge bedämpft wird, wodurch bei gleicher Steuerspannung die Zugstufe generell stärker bedämpft wird als die Druckstufe, wodurch eine Asymmetrie entsteht, die den in der Realität
vorgesehenen Fahrgefühlstufen weitgehend entspricht, so dass mittels der Steuerspannung meist nur noch geringe Asymmetrieanpassungen erfolgen müssen. Dadurch ist die Steuerung höherer Dämpfungswerte im Zugbetrieb gegenüber dem Druckbetrieb mit geringeren Steuerspannungsänderungen möglich, wodurch sich die Steuerungsgenauigkeit erhöhen lässt. Die Erfindung hat gleichzeitig den Vorteil, dass die geometrieunabhängige Asymmetrieeinstellung nicht nur mit elektrorheologischen, sondern auch mit magnetorheologischen und schnellen hydraulischen Arbeitsventilen realisierbar ist .
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1: einen hydraulischen Arbeits- und
Steuerschalt kreis einer elektrorheologischen Dämpferanordnung mit zwei gesteuerten
Drosselventilen und zwei Rückschlagventilen, und Fig. 2: einen hydraulischen Arbeits- und
Steuerschalt kreis einer elektrorheologischen Dämpferanordnung mit drei gesteuerten
Drosselventilen und zwei Rückschlagventilen.. In Fig. 1 der Zeichnung ist ein hydraulischer Arbeits- und Steuerschalt kreis einer elektrorheologischen
Dämpferanordnung dargestellt, die einen Druckmittelzylinder 1 und einen, mit einer Kolbenstange 3 versehenen,
längsverschieblichen Kolben 2 enthält, wobei der Kolben 2 den Druckmittel zylinder 1 in eine Druckkammer 4 und eine von, der Kolbenstange 3 durchlaufende Zugkammer 5
unterteilt. Dabei ist die Druckkammer 4 über ein zu dieser offenes oder offenbares erstes Rückschlagventil 6 mit einem Gasdruckspeicher 8 über eine erste Druckmittelleitung 9 verbunden. Gleichzeitig ist die Druckkammer 4 über eine erste Überströmbohrung 11 mit einem ersten steuerbaren elektrorheologischen Arbeitsventil 12 und nachfolgend einem zweiten steuerbaren elektrorheologischen Arbeitsventil 13 und dessen Ausgang über eine zweite Überstrombohrung 10 mit der Zugkammer 5 verbunden. Dabei ist zwischen den beiden steuerbaren Arbeitsventilen 12,13 ein Druckmittelabzweig 14 zum Gasdruckspeicher 8 und dem ersten Rückschlagventil 6 vorgesehen. Zusätzlich ist im Kolben 2 noch ein zur
Zugkammer 5 offenes oder offenbares zweites
Rückschlagventil"? angeordnet.
Eine derartige Dämpferanordnung wird vorzugsweise in
Kraftfahrzeugen als Stoßdämpfer eingesetzt und dient hauptsächlich dazu, die auf die Räder wirkenden
fahrbedingten Schwingungen in beiden Wirkrichtungen
gegenüber dem Fahr zeugchassis möglichst zu dämpfen.
Derartige Dämpfera'nordnungen können auch für andere
Schwingungsdämpfungen verwendet werden und stellen deshalb eine allgemein gebräuchliche Schwingungsdämpferanordnung dar .
Ein derartiger Stoßdämpfer besteht in der Praxis meist aus einem geschlossenen Aluminium- oder Stahl zylinder als Druckmittelzylinder 1, mit einer abgedichteten
Kolbenstangendurchführung, in dem sich als Druckmittel eine elektrorheo.l.ogische Flüssigkeit . als hydraulisches
Dämpfungsmittel befindet. In dem gefüllten
Druckmittelzylinder 1 ist ein abgedichteter Kolben 2 axial verschiebbar geführt, an dem die Kolbenstange 3 befestigt ist, die vorzugsweise mit dem Chassis des Fahrzeugs verbunden ist. Gegenüberliegend ist dann der
Druckmittelzylinder 1 mit der Druckkammer 4 an einem
Achsschenkel befestigt, an dem sich ein Fahrzeugrad
befindet .
Zum Ausgleich des Kolbenstangenvolumens und zum Ausgleich einer .Wärmeausdehnung der elektrorheologischen Flüssigkeit ist noch ein Gasdruckspeicher 8 vorgesehen, der in der
Praxis vorzugsweise ein zylindrisches Druckmittelgehäuse 15 mit einem Druckmittelanschluss aufweist. In dem
Druckmittelgehäuse 15 ist ein kolbenstangenloser, axial geführter, Gasdruckkolben 16 vorgesehen, der ein im
Gasdruckgehäuse 15 unter einem geringen Vordruck von 1 bis 10 bar eingebrachtes Gas gegenüber dem Druckmittelzylinder 1 abdichtet. Dazu ist zwischen dem Gasdruckspeicher 8 und der Druckmittelkammer 4 die erste Druckmittelleitung 9 angebracht, in der ein herkömmliches erstes
Rückschlagventil 6 ohne Drosselwirkung vorgesehen ist, das zur Druckkammer. 4 offen oder zumindest offenbar und zum . Gasdruckspeicher 8 geschlossen oder schließbar ist. Dabei kann der Gasdruckspeicher 8 aber auch direkt mit der
Druckkammer 4 über das erste Rückschlagventil 6 verbunden sein, wodurch sich eine, einfache integrierende kompakte Einheit zwischen dem Gasdruckspeicher 8 und dem
Druckmittelzylinder 1 mit der elektrorheologischen
Flüssig-keit ergibt. Derartige Gasdruckspeicher 8 können auch durch ein zusätzliches Zylinderrohr im Stoßdämpfer integriert sein, das den Druckmittel zylinder 1 umschließt. Däämpfer einer solchen Bauart werden als sogenannte
Zweirohrdämpfer bezeichnet.
Desweiteren ' ist zusätzlich. im Kolben 2 des
Druckmittelzylinders 1 noch ein zweites herkömmliches
Rückschlagventil 7 ohne Drosselventil angeordnet, das zur Zugkammer .5 offen oder offenbar und zur Druckkammer 4 geschlossen oder schließbar ist. Ein derartiges zweites Rückschlagventil 7 kann aber auch, außerhalb des Kolbens 2 mittels zweier Druckmittelleitungen angeordnet sein, die die Druckkammer 4 und die Zugkammer 5 miteinander
verbinden. Zur Dämpfung der einfedernden Druck- oder der ausfedernden Zugschwingungen zwischen dem Fahrzeugchassis und dem
jeweiligen Rad sind zwischen der Druck- 4 und der Zugkammer 5 des Druckmittelzylinders 1 die zwei Arbeitsventile 12,13 vorgesehen, die als steuerbare elekt rorheologische
Drosselventile 12,13 ausgebildet sind. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um zwei dünne Drosselspalte, die
wendeiförmig koaxial mit Hilfe eines weiteren
Zylinderaußenrohres 18 im Gehäuse des Druckmittelzylinders 1 ausgebildet sind. Dabei ist der innere
Druckmittelzylinder 1 gleichzeitig als eine elektrisch leitende Elektrode ausgebildet, die von dem zweiten
Zylinderaußenrohr 18 als weitere Elektrode koaxial umgeben ist, durch die ein elektrisches Feld erzeugbar ist, das die Viskosität der durchströmenden elekt rorheologischen
Flüssigkeit verändert. Derartige steuerbare
elektrorheologische Drosselventile sind aus der DE.10 2013 003 841 AI bekannt, die in einem Schwingungsdämpfer
integriert sind. Allerdings können derartige Arbeitsventile: 12,13 auch' als Drosselventile für magnetorheologische Flüssigkeiten in einem magnetischen Feld ausgebildet sein. Dabei kommt es für die Funktion der Erfindung auf die Art der Flüssigkeitssteuerung der Drosselventile im Grunde nicht an.
Auf der äußeren Oberfläche des Druckmittelzylinders 1 ist als elekt rorheologische Drosselventile 12,13 ein
Zylinderaußenrohr 18 vorgesehen. Im Körper des
Zylinderrohres ist auf der äußeren Oberfläche zwischen dem Zylinderaußenrohr 18 und dem Gasdruckspeicher 8 ein.
Druckmittelabzweig 14 mittels einer Öffnung in der Mitte des Zylinderaußenrohrs 18 angeordnet.
Für die Funktion der Erfindung ist hier entscheidend, dass . das zweite Drosselventil 13 zwischen dem Ausgang des ersten Rückschlagventils 6 und dem Druckmitteleingang des
Gasdruckspeichers 8 über eine erste Druckmittelleitung 9 direkt mit dem Gasdruckspeicher 8 und andererseits über eine zweite Druckmittelleitung 17 mit der Zugkammer 5 verbunden ist. Denn bei dieser Anordnung der beiden
Rückschlagventile .6,7 und der Arbeitsventile 12,13 ist nie ein Arbeitsdruck direkt mit dem Gasvolumen im
Gasdruckspeicher 8 verbunden, sondern immer über eines der beiden Arbeit sventile 12,13. Deshalb ist die Asymmetrie der Dämpferanordnung weitgehend unabhängig von den
Querschnittsflächen der Kolbenstangen oder der
Kolbenstangenringflächen (Kolbenquerschnitt abzüglich
Kolbenstange.nquerschnitt ) und kann ausschließlich durch die beiden Arbeitsventile 12 , 13 gesteuert werden. Dazu fließt im Druckbetrieb die elektrorheologische Flüssigkeit
hauptsächlich über das idealisierte zweite Rückschlagventil 7 ungedämpft von der Druckkammer 4 in die Zugkammer 5, da hierbei das erste Rückschlagventil/ 6 zum Gasdruckspeicher 8 geschlossen ist. Gleichzeitig fließt ein Teil der elektrorheologischen Flüssigkeit wegen des zusätzlich in die Zugkammer 5 eintauchenden Kolbenstangenvolumens aus der Zugkammer 5 über die erste Überströmbohrung 10 in die
Druckmittelleitung 17, das zweite elektrorheologische
Arbeitsventil 13 und den Druckmittelabzweig 14 in den
Gasdruckspeicher 8. Zusätzlich strömt über die zweite
Überströmbohrung 11, das erste Arbeitsventil 12 und den Druckmittelabzweig 14 ein weiterer Teil der
elektrorheologischen Flüssigkeit in den Gasdruckspeicher 8. Durch eine entsprechende Steuerspannung kann dabei im
Druckbetrieb die Dämpfung zwischen dem Fahrzeugchassis und dem Fahrzeugrad durch die beiden Arbeitsventile 12,13 entsprechend dem gewünschten Fahrkomfort eingestellt werden.. Die so gesteuerte Dämpfung im Druckbetrieb ist dabei auch unabhängig von der Dämpfung im Zugbetrieb, so dass dadurch die - Druckdämpfung durch Vorgabe der
Steuerspannung separat einstellbar ist.
Im Zugbetrieb wird hingegen das zweite Rückschlagventil 7 zur Druckkammer 4 geschlossen, so dass die
elektrorheologische Flüssigkeit über die erste
Überströmbohrung 10, die zweite Druckmittelleitung 17, das zweite elektrorheologische Arbeitsventil 13, den
Druckmittelabzweig 14 und das zur . Druckkammer 4 geöffnete erste Rückschlagventil 6 zur Druckkammer 4 strömt. Da durch den Druckmittelabzweig 14, das erste Arbeitsventil 12 umgangen wird,, wird im Zugbetrieb die Dämpfung
ausschließlich durch das zweite elektrorheologische
Arbeitsventil 13 gesteuert. Da im' Zugbetrieb der Druck in der Zugkammer .5 im Wesentlichen von der
Kolbenstangenringfläche ( Kolbenquerjschnitt abzüglich
Kolbenstangenquerschnitt ) abhängt , kann durch eine
entsprechende .Steuerspannung in dem zweiten Arbeitsventil 13 die Zugdämpfung nach Vorgabe des gewünschten Fahrkomforts festgelegt werden. Dabei ist bei einer verhältnismäßig großen Kolbenstangenringflache bereits mit einer kleinen Steuerspannung im . Zugbetrieb eine
verhältnismäßig hohe Dämpfung unabhängig vom Druckbetrieb einstellbar .. Dadurch ist es unabhängig von den
Querschnittsverhältnissen zwischen der Kolbenstange und dem Kolben möglich, unabhängige Zug- und/oder
Druckdämpfungen zu steuern, wobei auch deren gewünschte Asymmetrieverhältnis durch entsprechende Vorgaben der
Steuerspannungen einstellbar sind.
In Fig. 2 der Zeichnung ist eine weitere Ausführung der Erfindung mit drei elektrorheologischen Drosselventilen 12,13,20 und zwei Rückschlagventilen 6,7 dargestellt. Dabei besteht diese Schwingungsdämpferanordung ebenfalls wie die nach Fig.. 1 der Zeichnung aus einem Druckmittelzylinder 1, der durch einen axial verschieblichen Kolben 2 in eine Druck- 4 und eine Zugkammer 5 unterteilt ist. Im Kolben 2 ist ebenfalls ein zur Zugkammer 5 offenes oder offenbares zweites Rückschlagventil 7 angeordnet, das als ideales
Rückschlagventil wirkt, das im geöffneten Zustand praktisch keine Drosselwirkung aufweist. Zwischen der Druckkammer 4 und .der Zugkammer 5 sind ebenfalls zwei elektrorheologische Arbeitsventile 12,13 in Reihe geschaltet. Diese
Arbeitsventile sind vorzugsweise als zwei separate
wendeiförmige Drosselspalte zwischen dem
Druckmittelzylinder 1 und einem diesen koaxial umgebenden Zylinderaußenrohr 18 ausgebildet, wobei die beiden
Zylinderohre .1 , 18 gleichzeitig die steuerbaren Elektroden darstellen.
Desweiteren weist die Schwingungsdämpferanordnung nach Fig. 2 der Zeichnung auch einen ■ Gasdruckspeicher 8 mit . nur einem geringen Vordruck von ca .■ 1 bis 10 bar auf, der über eine erste Druckmittelleitung 9 mit der Druckkammer 4 verbunden ist. In dieser ersten Druckmittelleitung 9 ist ebenfalls ein erstes Rückschlagventil 6 angeordnet, um im
Druckbetrieb den Gasdruckspeicher 8 von der Druckkammer 4 zu entkoppeln.
Desweiteren enthält die Schwingungsdämpferanordnung nach Fig. 2 der Zeichnung, zwischen den beiden ersten und zweiten Arbeitsventilen 12,13 einen Druckmittelabzweig 14, der nach dem Ausgang des ersten Rückschlagventils 6 mit dem
Gasdruckspei.cher 8 in der ersten Druckmittelleitung 9 verbunden ist. Im Gegensatz zur Schwingungsdämpferanordnung nach Fig. 1 der Zeichnung ist im Druckmittelabzweig 14 ein weiteres drittes elektrorheolgisches Arbeitsventil 20 vorgesehen, durch das auch im Zugbetrieb die
elektrorheologische Flüssigkeit durch die parallel
geschalteten ersten und dritten Arbeitsventile 12,20 steuerbar ist. Dabei wird durch das dritte
elektrorheologische Arbeitsventil 20 erreicht, dass auch im Zugbetrieb während des Ausschwingens des Fahrzeugchassis die elektrorheologische Flüssigkeit sowohl durch das zweite elektrorheologische Ventil 13 als auch die dazu in Reihe geschalteten beiden parallel geschalteten ersten und dritten Arbeitsventile 12, 20 in die Druckkammer 4 strömt. Da bei Personenkraftwagen die Zugschwingungen wegen eines guten Fahrkomforts in der Regel stärker bedämpft werden sollen als. die Druckschwingungen, können diese durch die drei steuerbaren Arbeitsventile 12,13,20 stärker bedämpft werden als beim Druckbetrieb mit geöffnetem zweiten
Rückschlagventil 7, wo hauptsächlich nur die zwei dann in Reihe . geschalteten Arbeitsventile 12,20, sowie das zu
Arbeitsventil. 12 parallel durchströmte zweite Arbeitsventil 13 mit verringerter Durchflussmenge wirksam sind. Insofern werden schon bei gleicher Steuerspannung die Zugschwingungen stärker gedämpft als die Druckschwingungen, wodurch ohne: Steuerspannungsänderungen zwischen Zug- und Druckbetrieb eine Asymmetrie besteht, wie sie in der Praxis etwa erwünscht ist. Dabei . kann die Asymmetrie noch
zusätzlich dadurch verändert werden, dass die
Steuerspannung während der Zugbewegung entsprechend der genau gewünschten Asymmetrie verändert wird. Dadurch ist bei der Ausführung nach Fig. 2 der Zeichnung mit einer geringen Steuerspannungsänderung vorteilhafterweise in einem verhältnismäßig großen Bereich eine asymmetrische Schwingungsdämpfung einstellbar. Vorteilhafterweise werden dabei sowohl während des Zugbetriebs und des Druckbe.triebs alle elektrorheologischen Arbeitsventile 12,13,20 von der gleichen Steuerspannung 19■ gesteuert , so dass in allen Steuerspalten der Arbeitsventile 12,13,20 die gleiche
Viskosität herrscht. Dadurch sind vorteilhafterweise alle Arbeitsventile 12,13,20 mit nur einer Steuereinrichtung . und denselben Elektroden steuerbar.

Claims

Schwingungsdämpferanordnung Patentansprüche :
1. Schwingungsdämpferanordnung, insbesondere zur Dämpfung von Ein- und Ausfederkräften an Kraftfahrzeugen, die einen Druckmittelzylinder (1) umfasst, . in dem ein Kolben (2) . mit einer Kolbenstange (3) axial verschiebbar geführt ist, der den Druckmittelzylinder (1) in eine Druck- (4) und eine Zugkammer (5) unterteilt, wobei zum Volumenausgleich der Kolbenstange (3) noch ein Gasdruckspeicher (8) vorgesehen ist, der durch mindestens ein zur Druckkammer (4)
offenbares erstes Rückschlagventil (6) mit der Druckkammer (4) verbunden ist und dass zwischen der Druck- (4) und Zugkammer (5) ein zur Zugkammer (5) offenbares zweites Rückschlagventil (7) und parallel dazu mindestens ein erstes steuerbares Arbeitsventil (12) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass zu dem ersten Arbeitsventil (12) ein zweites steuerbares Arbeitsventil (13) in Reihe geschaltet ist, das einerseits mit dem ersten Arbeitsventil (12) und andererseits mit der Zugkammer (5) verbunden ist, wobei zwischen den beiden Arbeitsventilen (12,13) ein
Druckmittelabzweig (14) vorgesehen ist, der mit dem
Gasdruckspeicher (8) und dem Ausgang des ersten
Rückschlagventils (6) verbunden ist, wobei der
Gasdruckspeicher (8) nur einen geringen Vordruck aufweist.
2. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die steuerbaren Arbeitsventile als elekt rorheologische Drosselventile (12,13,20) ausgebildet sind, die mit einer gemeinsamen elektrischen Hochspannung steuerbar sind.
3. Schwingungsdämpferanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Druckmittelabzweig (14) zwischen dem Gasdruckspeicher (8) und in Ruheschaltung zum zweiten Arbeitsventil (13) ein drittes steuerbares
Arbeitsventil (20) angeordnet ist.
4. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsventile (12,13,20) durch Drosselspalte koaxial zum
Druckmittelzylinder (1) ausgebildet sind, die durch eine gemeinsame Ste.uerspannungsguelle (19) steuerbar sind.
5. Schwingungsdämpferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite■
Rückschlagventil (7) im Kolben (2) integriert und so ausgebildet ist, dass es im geöffneten Druckbetrieb nahezu keine Drosselwirkung aufweist.
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