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    公开号:WO1989012183A1
    申请号:PCT/DE1989/000384
    申请日:1989-06-10
    公开日:1989-12-14
    发明作者:Günter OBSTFELDER
    申请人:Obstfelder Guenter；
    IPC主号:F16F9-00
    专利说明:
    [0001] Hydraulischer Schwinαunpsdämpfer mit veränderbarerDämpfunαscharakteristik
    [0002] Technisches Gebiet:
    [0003] Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit veränd barer Dämpfungscharakteristik, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß d Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
    [0004] Stand der Technik:
    [0005] Durch die DE-PS 35 42 097 ist ein regelbares Dämpfungsventilsystem mit v änderbarer Dämpfungscharakteristik für einen Schwingungsdämpfer, insbeso dere für Kraftfahrzeuge, bekannt geworden, bei dem zu den zwischen d Arbeitskammern angeordneten Durchlaß mindestens ein weiterer parallel Durchlaß zwischen den Kammern vorgesehen ist, der unabhängig von eine ersten elektrischen Steuerschiebersystem durch ein weiteres elektrisch geste ertes Steuerschiebersystem freigebbar oder verschließbar ist. Dabei könn zwischen den Kammern weitere parallele Durchlässe mit je einem Steuerschi bersystem angeordnet sein, die unabhängig voneinander steuerbar sind.
    [0006] Trotz der schnellen elektronischen Schaltmöglichkeiten besitzt dieses regelba Dämpfungsventil - wie auch alle ähnlichen Dämpfungsventile - den Nachte daß die Dämpfungsflüssigkeit das eigentliche Dämpfungsventil durchström muß. Zum einen wird das Dämpfungsventil mit hohen Drücken beaufschla zum anderen müssen in relativ kleinen Zeiten große Querschnitte auf- und z geschaltet werden, um die gesteuerte bzw. geregelte Passage für das Däm fungsmedium freizugeben oder zu verschließen. Dabei haben sich parall geschaltete Einzelpassagen noch am vorteilhaftesten erwiesen, um große Me gen an Dämpfungsflüssigkeit in kurzen Zeiten zu schalten. Es bleibt jedoch d Nachteil, daß das Dämpfungsmedium, verteilt durch die Anzahl der parallel Schieber, das Dämpfungsventil durchfließen muß, wodurch bei einer Mehrza von einzelnen elektrisch gesteuerten Schiebern der elektrische Aufwa beträchtlich ansteigt. Durch die DE 35 03 152 A1 ist ein Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge bekannt geworden, dessen Dämpferkurve willkürlich veränderbar sein soll, um die Dämpfung dem Fahrzustand optimal anzupassen. Ein Regelorgan ist durch eine Betätigungsvorrichtung in radialer Richtung fortschreitend an wenigstens eine Federscheibe des Ventil-Schließgliedes eines im Dämpferkolbens ange¬ ordneten Dämpfungsventils mit veränderbarer Kraft anpreßbar.
    [0007] Durch die DE 33 48 176 C2 ist ein regelbarer Kraftfahrzeug-Stoßdämpfer mit einem Dämpfungskolben innerhalb eines Zylinders bekannt geworden, bei de der Drosselventilkörper unter dem Einfluß einerseits des Flüssigkeitsdifferenz¬ drucks zwischen den beiden Arbeitskammernhälften und andererseits der durc den elektromagnetischen Antrieb hervorgerufenen Rückstellkraft steht. Zwi schen dem Drosselventilkörper und dem seiner hydraulischen Verstellung ent gegenwirkenden elektromagnetischen Antrieb ist eine hydraulische Kompen sationseinrichtung in Gestalt einer Beaufschlagungskammer vorgesehen, di mit beiden Arbeitskammmerhälften über Leitungen verbunden ist, wobei ei vom elektromagnetischen Antrieb beaufschlagbares Hilfsventil eingebaut ist. I beiden letztgenannten Druckschriften werden kleine restliche Steuermenge des Dämpfungsmediums zum Ändern der Dämpfungscharakteristik benötigt.
    [0008] Durch die DE-OS 14 30 177 ist ein Reibungsschwingungsdämpfer für Fahr zeuge bekannt geworden, bei dem der in einem Arbeitsraum herrschend Druck zu Verstellzwecken der Dämpfung herangezogen wird. Am Kolben is eine zwischen zwei Flanschen angeordnete Reibhülse gehalten, die an de Zylinder mit einstellbarer Normalkraft anzudrücken ist, die mit Hilfe einer hohle elasti- sehen Blase zwischen Kolben und Zylinder erzeugt wird, in der durc Änderung einer pneumatischen Druckmittelfüllung durch die hohle Kolben stange hindurch ein veränderlicher Innendruck einstellbar ist. Derartige Schwingungsdämpfern wohnt der Nachteil inne, daß zum einen das Dämp fungsventil mit hohen Drücken beaufschlagt wird, zum anderen müssen auc hier in relativ kleinen Zeiten große Querschnitte auf- und zugeschaltet werde um die gesteuerte Passage für das Dämpfungsmedium zu verändern. Technische Aufgabe:
    [0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Schwingungs dämpfer der eingangs genannten Gattung zu schaffen, dessen Schließventil be einfacher mechanischer und insbesondere elektrischer Konstruktion imstand ist, in relativ kurzen Schaltzeiten die maximale Fluidmenge zu schalten, ohn daß das Schließventil als solches durch Druck oder die Dämpfungsflüssigkeit i seiner Funktion beeinträchtigt wird.
    [0010] Darstellung der Erfindung:
    [0011] Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen de Anspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen gekennzeichnet.
    [0012] Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer benützt zur Steuerung bzw. Re gelung der Dämpfung die Druckdifferenz innerhalb der beiden Arbeitskammern wobei diese Druckdifferenz auf den Blähkörper zwischen Kolben und Zylinder wand aufgegeben wird, um deren Anpreßdruck an die Zylinderwandung meh oder weniger zu erhöhen, das heißt zu regeln oder zu steuern. Der Schwin gungsdämpfer besitzt dadurch den hervorstechenden Vorteil, daß nicht meh die gesamte Menge an Strömungsmedium, die zur augenblicklichen Dämpfun von einer in die andere Arbeitskammer fließen muß, das Schließventil durch strömt, sondern nur noch eine geringe Menge, die sogenannte Steuermenge das Schließventil passiert. Nur diese kleine restliche Steuermenge wird benö tigt, um den Blähkörper entsprechend dem aufgebauten Druck innerhalb de abgeschlossenen Volumens desselben mehr oder weniger an die Zylinder wandung anzupressen. Weil der Durchlaß zwischen Kolben und Zylinder - di Verbindung der beiden Arbeitskammern - erheblich größer gemacht werden kann, als es der Durchgang eines elektrisch gesteuerten Durchlaßventils de Standes der Technik erlaubt, ist eine genauere und vor allen Dingen schneller Reaktion und Schaltung des Schwingungsdämpfers möglich. Die Probleme, di bei größeren Durchflußmengen unter hohem Druck beim Stand der Techni auftreten, entfallen hier. Ein weiterer entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Schwingungs¬ dämpfers besteht darin, daß bei Kolbengeschwindigkeit Null auch die Dämp¬ fung gegen Null geht. Das heißt, daß in jedem Umkehrpunkt des Kolbens das System in den ungedämpften Zustand übergeht und sich dann die Dämpfung neu aufbaut. Dadurch ist in extremen Dämpfungssituationen bei maximalem Druckaufbau oder bei vorhandenem maximalen Druck innerhalb des Schwin¬ gungsdämpfers ein weiches Einschwingen desselben gewährleistet, die Dämp¬ fungskraft verläuft sinusförmig. Je größer somit der Druck in Abhängigkeit der Kolbengeschwindigkeit anwächst, umso größer wird auch die Dämpfung, jedoch mit dem Unterschied zu herkömmlichen Schwingungsdämpfern, daß in den Umkehrpunkten des Kolbens die Dämpfung momentan gegen Null geht, da die Dämpfungskraft geschwindigkeitsproportional ist. Vorzugsweise kann der Kolben eine künstliche Leckage besitzen, deren Durchflußmenge zusätzlich eingestellt bzw. gesteuert werden kann, um den Druck innerhalb des Bläh¬ körpers innerhalb der Nut nach der Umkehrung der Bewegungsrichtung des Kolbens sofort wieder aufzubauen und so die Elastizität des Blähkörpers zu unterstützen. Insbesondere dienen die künstlichen Leckagen dazu, das System beim Zusammenbau und bei der Inbetriebnahme zu entlüften. Die künstlichen Leckagen können auch aus einer Mehrzahl von feinen Löchern innerhalb des Blähkörpers bestehen, aus denen die innerhalb des Ringraumes des Bläh¬ körpers befindliche Luft bei Inbetriebnahme zum Gasraum des Schwingungs¬ dämpfers entweichen kann. Die Löcher sind vorzugsweise auf dem äußersten Umfang des Blähkörpers angeordnet. Glefchzeitig lassen die Löcher geringfü¬ gige Mengen an hydraulischer Dämpfungsflüssigkeit durch, so daß die Löcher auch zur dauernden Schmierung des auf der inneren Zylinderwandung auf¬ liegenden Blähkörpers dienen.
    [0013] Die Erfindung stellt somit einen veränderbaren Blähkörper zur Regelung bzw. Steuerung der Dämpfung in Abhängigkeit der Kolbengeschwindigkeit dar, der die augenblickliche Beeinflussung auch großer Durchflußmengen an Dämp¬ fungsmedium erlaubt, ohne daß diese Durchflußmenge das Schließventil durchströmt. Das Schließventil wird nur von einer geringen Restmenge, die sogenannte Steuermenge, durchströmt, die zur Steuerung bzw. Regelung d Hauptmenge dient.
    [0014] Kurzbeschreibung der Zeichnung:
    [0015] Zwei Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt un anschließend beschrieben. Dabei zeigen:
    [0016] Figur 1 einen an einem Führungskolben befestigten Dämpfungskolben mit einer umlaufenden Nut und darin angeordnetem reifenförmigen Blähkörper.
    [0017] Figur 2 eine mögliche Verformung des Blähkörpers bei Druckaufgabe in die Nut und damit auf den Blähkörper
    [0018] Figur 3 einen Kolben mit zwei umlaufenden, übereinander angeordneten Teil¬ nuten und darin angeordnetem Blähkörper, der aus zwei Teilbläh¬ körpern besteht, wobei der Kolben gleichzeitig als Führungs- und Dämpfungskolben ausgebildet ist und
    [0019] Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt eines umlaufenden Biähkörpers eines weiteren Ausführungsbeispiels, der innerhalb der Berührungsflächen des Blähkörpers mit kleinen Löchern zur Entlüftung versehen ist.
    [0020] Wege zur Ausführung der Erfindung:
    [0021] In Figur 1 ist schematisch eine Darstellung des Gegenstandes der Erfindun wiedergegeben, bestehend aus einem Zylinder 1 , der nur teilweise gezeichne ist, wobei in den Zylinder 1 eine an ihrem oberen Ende abgedichtet geführt Kolben- Stange 2 eintaucht, die an ihrem unteren Ende einen Führungskolben trägt, der Durchlässe 4,5 für das hydraulische Dämpfungsmedium aufweist. Di Durchlässe 4,5 können einen derartigen Querschnitt aufweisen, daß sie prak tisch keine Dämpfung bewirken. Die Ausgestaltung und der Querschnitt de Durchlässe 4,5 können so gewählt sein, daß mit ihnen eine Grunddämpfun vorgegeben ist. Vorzugsweise sind der Zylinder 1 , die Kolbenstange 2 und de Kolben 3 rotationssymmetrisch zur Längsachse des Zylinders und der Kolben stange ausgestaltet. Am unteren Ende 6 der Kolbenstange 2 - unterhalb des Führungskolbens 3 - is ein Dämpfungskolben 7 angeordnet, dessen Durchmesser dk kleiner ist als de lichte Innendurchmesser dz des Kolbens 1 , wobei vorzugsweise der Dämp fungskolben 7 mittig innerhalb des Zylinders 1 angeordnet ist, so daß zwische der inneren Wandung des Zylinders 1 und dem Dämpfungskolben 7 ei peripher umlaufender, torusförmiger Durchlaß 13 verbleibt.
    [0022] Der Dämpfungskolben 7 weist in seiner peripher umlaufenden Mantelwandun eine Nut 10 auf, die vorzugsweise im Schnitt längs eines Durchmessers ein quadratische oder rechteckförmige Gestaltung aufweist. In der Nut 10 i ebenfalls umlaufend ein elastischer und verformbarer Blähkörper 11 angeor net, der in geeigneter Weise mit der Nutenwandung abdichtend verbunden is Der Blähkörper 11 ist reifenförmig ausgestaltet und liegt einerseits mit seine seitlichen, umlaufenden Wandungen innerhalb der Nut 10 an den innere seitlichen Nutenwandungen, andererseits mit seinem Umfang peripher umla fend an der der Nut 10 gegenüberliegenden inneren Zylinderwandung an. D Blähkörper 11 dichtet somit einerseits den von der Nut.10 und dem Blähkörp 11 umschlossenen Ringraum 12 gegen den torusförmigen Durchlaß 13 a andererseits unterbricht der Blähkörper 11 den torusförmigen Durchlaß 13 unt Anliegen seines Umfangs an der inneren Zylinderwandung. Auf diese Weis bildet der Blähkörper 11 zusammen mit dem Dämpfungskolben 7 eine unte und obere Arbeitskammer 8,9 aus, die durch den umlaufenden Blähkörper 1 voneinander getrennt sind.
    [0023] Der umlaufende Rfngraum 12 innerhalb der Nut 10 und der Blähkörper 11 kö nen durch einen Kanal 14 in Richtung eines Durchmessers des Dämpfung kolbens 7 gegenüberliegend verbunden sein. In diesen Kanal 14 - oder in d Ringraum 12 direkt - münden je ein Verbindungskanal 15,16, wobei der Ve bindungskanal 15 von der oberen Stirnfläche des Dämpfungskolbens begrenzt von der Arbeitskammer 9, der Verbindungskanal 16 von der unter Stirnfläche des Dämpfungskolbens 7, begrenzt von der unteren Arbeitskamm 8, ausgehen. Innerhalb beider Verbindungskanäle 15,16 ist je ein Schließven 17,18 mit je einem Durchgang 19,20 angeordnet, wobei jedes Schließven 17,18 von einer Offenstellung in eine Schließstellung bewegt werden kann, w durch den doppelten Bewegungspfeil 21 angedeutet ist. Die Schließventile si vorzugsweise elektrisch ansteuerbar und dementsprechend in bekannter Wei ausgestaltet; die Schließventile können auch hydraulisch und/oder pneum tisch ansteuerbar bzw. bewegbar sein.
    [0024] In den Kanal 14 können weitere Kanäle 22,22' münden, wobei jeweils e Kanal jeweils von einer Stirnfläche des Dämpfungskolbens 7 ausgeht und so jeweils eine Arbeitskammer 8,9 mit dem Ringraum 12 verbindet. Diese Kanä 22,22' besitzen gewöhnlich einen geringeren Durchlaßquerschnitt, als d Kanal 14, wobei der Durchlaßquerschnitt der Kanäle 22,22' mittels ein geeigneten Drosselorgans, beispielsweise eine Stellschraube, vorgegeb oder auch geeignet gesteuert oder geregelt werden kann. Hauptsächli dienen diese Kanäle zur Ent- lüftung des Systems bei Inbetriebnahme, wesha vorzugsweise die Kanäle 22,22' an den höchsten Punkten des Ringraumes 1 des Umfangs angeordnet sind.
    [0025] Die Funktionsweise des hydraulischen Schwingungsdämpfers ist folgende: Es sei angenommen, daß sich die Kolbenstange 2 mitsamt dem Dämpfung kolben 7 nach unten bewegen, was in der Figur 2 durch die Richtung des Bew gungspfeils 23 dargestellt ist, so daß prinzipiell in der Arbeitskammer 8 e Überdruck und in der Arbeitskammer 9 ein Unterdruck gegenüber gleich Drücken in Ruhestellung des Dämpfungskolbens 7 entstehen. Jeweils da jenige Schließventil, welches der Unterdruck erzeugenden, nachgezogen Stirnfläche des Dämpfungskolbens 7 benachbart ist, ist immer geschlossen, daß diejenige Arbeitskammer, in der ein Unterdruck entsteht - oder m.a.W.: der die nachgezogene Stirnfläche des Dämpfungskolbens sich befindet - imm über die zugeordneten Verbindungskanäle zur Nut 10 und zum Ringraum 1 abgetrennt ist, so daß keine Verbindung zwischen derjenigen Arbeitskammer, der gerade Unterdruck entsteht, und dem Ringraum 12 gegeben ist. Bei d angenommenen Bewegungsrichtung 23 des Dämpfungskolbens 7 nach unt bedeutet das somit, daß das Schließventil 17 geschlossen sein muß.
    [0026] Nunmehr sind zwei verschiedene Zustände des Schwingungsdämpfers zu unterscheiden: Soll keine Dämpfung oder die geringstmögliche Dämpfung des Schwingungsdämpfers erzielt werden, so bleibt auch das Schließventil 18 wäh¬ rend der Abwärtsbewegung des Dämpfungskolbens 7 geschlossen. Bei diese Abwärtsbewegung des Dämpfungskolbens 7 entsteht in der Arbeitskammer 8 ein Überdruck, in der Arbeitskammer 9 ein Unterdruck. Durch den Überdruck wird die Dämpfungsflüssigkeit gezwungen, über den torusförmigen Ringraum 13 in die Arbeitskammer 9 zu strömen, wobei der Umfang der Blähkörper 11 von dem strömenden Dämpfungsmedium mehr oder weniger von de Iπnenwandung des Zylinders 1 weggedrückt wird, was durch die Sogwirkung innerhalb der Arbeitskammer 9 noch verstärkt wird. Eine Volumenverkleinerun innerhalb des Ringraumes 12 durch die Verformung des Blähkörpers 11 kan dadurch leicht erfolgen, daß die geringfügige zu verdrängende Menge vo Dämpfungsflüssigkeit aus dem Ringraum 12 heraus durch den Kanal 22 in di Arbeitskammer 9 abfließt.
    [0027] Soll nun bei der Abwärtsbewegung des Dämpfungskolbens' 7 eine erhöht Dämpfung gegenüber der minimalen Dämpfung erzielt werden, so wir dasjenige Schließventil mehr oder weniger geöffnet, welches derjenige Arbeitskammer benachbart ist, in der sich ein Überdruck aufbaut oder m.a.W welches der führenden Stirnfläche des Dämpfungskolbens benachbart ist. I dem hier gewählten Beispiel wird somit das Schließventil 18 mehr oder wenige geöffnet. Dadurch wird eine Verbindung zwischen der Arbeitskammer 8, de Verbindungs- kanal 16, dem Kanal 14 und dem Ringraum 12 geschaffen Innerhalb des Ringraumes 12 kann sich nunmehr der innerhalb der Arbeits kammer 8 herrschende Überdruck aufbauen, so daß sich der Blähkörper 1 gemäß der in Figur 2 gezeigten Stellung verformt und das Volumen innerhal des Ringraumes 12 zunimmt. Dabei kann der Blähkörper 11 gemäß der in Fig 2 gezeigten Stellung dergestalt verformt werden, daß sich der Blähkörper 1 über eine größere Fläche an die Innenwandung des Zylinders 1 anpreßt als i Ruhestellung, wobei dieser Anpreßdruck noch durch die Sogwirkung, h rührend aus der mit Unterdruck beaufschlagten Arbeitskammer 9, verstärkt wir Bei entsprechend kleinem Querschnitt des Kanals 22 ist die daneben z Arbeitskammer 9 fließende Fluidmenge vernachlässigbar klein. In Folge d erhöhten Anpreßdruckes und der erhöhten Anpreßfläche des Blähkörpers 1 an die Innenwandung des Zylinders 1 kann nur noch entsprechend wenig Dämpfungsflüssigkeit durch den Durchlaß 13 von der Arbeitskammer 8 z Arbeitskammer 9 strömen.
    [0028] Die Hauptmenge des zwischen den Arbeitskammern 8,9 strömenden Däm fungsmediums fließt nicht mehr über das Schließventil 18, sondern durch d dafür vorgesehenen ringförmigen Durchlaß 13, dessen Durchlaßquerschn durch den Umfang der elastischen Blähkörper 11 mehr oder weniger zwisch einer maximalen Durchlaßstellung in weggedrücktem Zustand und ein Schließstellung in angedrücktem Zustand des Blähkörpers 11 an die Zylinde wandung gesteuert bzw. geregelt wird.
    [0029] Nur eine geringfügige Menge der hydraulischen Dämpfungsflüssigkeit, d sogenannte Steuermenge, fließt über den Verbindungskanal 16, den Durc gang 20 des Ventils 18 und den Kanal 14 in den Ringraum 12 zum Druc aufbau innerhalb des Ringraumes 12. Bei Vorhandensein der Kanäle 22 u 22' kann von dieser Steuermenge eine geringfügige Menge über den Kanal in die Arbeitskammer 9 abfließen. Ist der Durchlaßquerschnitt der Kanäle 22,2 ebenfalls steuerbar, so kann der Kanal 22 in diesem Fall zugesteuert werden.
    [0030] Eine beliebige Steuerung der Dämpfung kann nun erzielt werden, daß d entsprechende Schließventil mehrere Zwischenstellungen zwischen ein maximalen Offen- und einer Schließstellung aufweist und darüber hinaus d Einsetzpunkt der Ansteuerung des Schließventils von der örtlichen, relativ Stellung des Dämpfungskolbens innerhalb des Zylinders 1 abhängig gemac wird. Bei der umgekehrten Bewegung des Dämpfungskolbens 7 nach oben, wenn somit nach der Umkehrung der Bewegungsrichtung des Dämpfungskolbens 7 in der Arbeitskammer 8 ein Unterdruck und in der Arbeitskammer 9 ein Über¬ druck aufgebaut werden, wird zuerst dasjenige Schließventil geschlossen, welches derjenigen Arbeitskammer benachbart ist, in der sich ein Unterdruck aufbaut. Es wird immer dasjenige Schließventil geschlossen, welches der nach¬ gezogenen Stirnfläche des Dämpfungskolbens 7 benachbart ist, im Beispie wird somit das Ventil 18 geschlossen. Bleibt nunmehr das Ventil 17 ebenfalls geschlossen, so besitzt der Schwingungsdämpfer seine geringste Dämpfung weil das hydraulische Fluid praktisch ungehindert von der Arbeitskammer 9 über den Durchlaß 13 unter Zusammendrücken des Blähkörper 11 bzw. Weg¬ drücken des Umfangs desselben von der Zylinderwandung hin zur Arbeits¬ kammer 8 strömen kann. Die aufgrund der Volumenverkleinerung innerhalb de Blähkörpers 11 verdrängte Flüssigkeitsmenge wird bei Vorhandensein de Kanals 22' über denselben abgeführt, wobei dieser Kanal 22' gleich dem Kana 22 aufgebaut ist. Soll hingegen eine Dämpfung bewirkt werden, so wird da Ventil 17 mehr oder weniger geöffnet, wodurch sich innerhalb der Kanal systeme 15,14 und des Ringraumes 12 der in der Arbeitskammer 9 herrschend Überdruck aufbauen kann. Dadurch wird der Blähkörper 11 wiederum unte Vergrößerung seiner Anlagefläche und gegebenenfalls seines Volumen auseinandergepreßt und liegt unter erhöhtem Druck, der gleich dem momenta nen Druck innerhalb der Arbeitskammer 9 ist, peripher an der Zylinderwandun an, wobei hier schematisch die Richtung der Ausbeu- lung des Blähkörpers 1 gegenüber der Figur 2 in umgekehrter Richtung nach unten zu denken ist.
    [0031] Vorzugsweise ist der lichte Durchmesser dl innerhalb des Blähkörpers 11 inner halb der Nut 10 größer, als die Differenz zwischen dem lichten Innendurch messer dz des Zylinders 1 und dem Außendurchmesser dk des Dämpfungs kolbens 7 gemäß der Formel dl > dz - dk , so daß die Gesamtfläche, unter de der Umfang der Dichtlippe 11 bei maximaler Dämpfung an der Innenwandun des Zylinders 1 anliegt, immer größer als der Durchlaßquerschnitt des ring förmigen Durchlasses 13 ist. Die Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung innerhalb eines Zylinders 1 a einer Kolbenstange 2 einen Kolben 24, der gleichzeitig als Dämpfungs- un Führungskolben ausgestaltet ist.
    [0032] Der Dämpfungs- und Führungskolben 24 besitzt zwei übereinanderliegend Dämpfungssysteme. Dazu weist der Kolben 24 an seinem oberen und seine unteren Ende je zwei peripher umlaufende Simmerringe 25,25' auf, die zur A dichtung und Führung des Kolbens 24 gegenüber der Zylinderwandung de Zylinders 1 dienen. Von der oberen Stirnfläche des Kolbens 24 aus, die an de Arbeitsraum 9 angrenzt, der von der Kolbenstange 2 durchsetzt ist, führe Bohrungen 27,28, von der unteren Stirnfläche, die die Arbeitskammer begrenzt, Bohrungen 27',28' zu einem torusförmigen Durchlaß 26,32,26', d über die genannten Bohrungen 27,28, 27',28' die beiden Arbeitskammern und 9 miteinander verbindet. Die Bohrungen 27,27' und 28,28' können in ihre Querschnitten dergestalt gewählt und ausgestaltet sein, daß sie praktisch kein Dämpfung oder eine Grunddämpfung für das Dämpfungsmedium bewirken.
    [0033] Zwischen den beiden Simmerringen 25,25' ist der Durchmesser des Kolben 24 geringer als der lichte Durchmesser des Zylinders 1 , so daß zwischen de Simmerringen 25,25' der torusförmige Durchlaß 26,32,26' zwischen der per pheren Mantelwandung des Dämpfungs- und Führungskolbens 24 und d inneren Wandung des Zylinders 1 zur Verbindung der beiden Arbeitskammer 8,9 ausgebildet wird.
    [0034] Zwei Nuten 29, 29' sind umlaufend in der peripheren Mantelwandung de Dämpfungs- und Führungskolbens 24 angeordnet, wobei diese Nuten 29,2 vorzugsweise in Querschnittsebenen des Kolbens 24 übereinanderiiegen angeordnet sind. Innerhalb der Nuten 29, 29' sind je ein peripher umlaufende Blähkörper 31 , 31' angeordnet, die reifenförmig einerseits mit ihren Seiten wandungen an den Innenseiten der Nuten 29,29' und andererseits mit ihre peripheren Zirkumferenzen an der Innenwandung des Zylinders 1 dichten anliegen. Die Nuten 29, 29', die Blähkörper 31 , 31' und die Einpassunge derselben in die Nuten können dabei gemäß der Gestaltung der Figur 1 ausgebildet sein. Der obere Blähkörper 31 schließt mit dem oberen Simmerring 25 den Teil 26 des Durchlasses ein, zwischen den Blähkörpern 31 , 31' befindet sich der Teil 32 des Durchlasses; zwischen dem Blähkörper 31' und dem unteren Simmerring 25' befindet sich der untere Teil 26' des gemeinsamen Durchlasses.
    [0035] In jede Nut 29,29' ist ein verjüngter Ringkanal 30, 30' eingefräst, in den jeweils ein Verbindungskanal 33, 33' mündet, wobei der Verbindungskanal 33 von de obe- ren Stirnfläche, der untere Verbindungskanal 33' von der unteren Haupt¬ oberfläche des Kolbens 24 ausgehen. Innerhalb der Verbindungskanäle 33,33 ist ein Schließventil angeordnet, welches hier als Doppelschließventil 34 mi zwei Durchgängen 35,35" ausgebildet ist, wobei jeweils einer der Durchgäng einen der Verbindungskanäle 33,33' hin zu den Ringräumen 37,37' innerhal der Blähkörper 31 ,31' verbinden. Die Kanäle 33,33' haben untereinander kein gemeinsame Verbindung. Durch den Doppel-Bewegungspfeϊl 38 ist ange deutet, daß das Doppelschließventil 34, welches vorzugsweise elektrisch arbei tet, von der Schließstellung in die Offenstelfung drehbar ist, gegebenenfall unter einer Mehrzahl von Zwischenstellungen.
    [0036] Die Wirkungweise dieses Schwingungsdämpfers ist folgende: Es sei angenommen, daß sich der Kolben nach unten bewegt, so daß in de Arbeitskammer 8 ein Überdruck und in der Arbeitskammer 9 ein Unterdruc aufgebaut werden. Wird nun das Doppelschließventil 34 in seine Sperr Richtung bewegt, so daß unter Schließen der beiden Kanäle 33,33' beide Ring räume 37,37' von den Arbeitskammern abgetrennt sind, so wird die geringst mögliche Dämpfung des Schwingungsdämpfers erhalten. Denn durch den sic aufbauenden Überdruck innerhalb des Durchlasses 26' wird der Umfang de Blähkörpers 31' innerhalb der Nut 29' zusammengepreßt und von der Innen wandung des Zylinders abgehoben, ebenso darauffolgend der Blähkörper 3 innerhalb der Nut 29. Die hydraulische Dämpfungsflüssigkeit kann praktisc ungehindert zwischen den Arbeitskammern 8 und 9 über den Durchlaß 26', 3 26 hindurchströmen. Diese Wirkung wird durch die Sogwirkung innerhalb d oberen Arbeitskammer 9 noch verstärkt, wobei sich der Unterdruck ja in den T 26 des Durchlasses und von da in den Teil 32 fortpflanzt.
    [0037] Soll hingegen eine Dämpfung bewirkt werden, so wird das Doppelschließven 34 mehr oder weniger geöffnet und eine Verbindung zwischen den Verbi dungskanälen 33,33' und dem zugehörigen Ringraum 37,37' hergestellt. Nu mehr kann sich innerhalb des Ringraumes 37,37' ein Überdruck aufbauen, d dem momentanen Überdruck innerhalb des Arbeitsraumes 8 entspricht, w durch der Blähkörper 31' mehr oder weniger unter Volumenvergrößerung de Ringraumes und Vergrößerung der Anpreßfläche peripher der Umfang d Blähkörpers 31' an die Innenwandung des Zylinders 1 gepreßt wird, wodurc die Dämpfung entsprechend vergrößert wird. Dieses Anpressen des Blähkö pers 31' an die Zylinderwandung wird noch durch den innerhalb des Teils 3 des Durchlasses herrschenden Unterdruck verstärkt, da der Unterdruck d Arbeitskammer 9 sich dem Ringraum 37 über den Kanal 33 mitteilen kan Unter Abhebung des Umfangs des Blähkörpers 31 von der Innenwandung de Zylinders wirkt derselbe praktisch nicht mehr dämpfend, weshalb der Unte druck sich auch innerhalb des Teils 32 des Durchlasses aufbauen kann.
    [0038] Bei umgekehrter Bewegungsrichtung des Kolbens 24 innerhalb des Zylinders kehren sich die Verhältnisse um. Wenn innerhalb des Arbeitsraumes 9 ei Überdruck und innerhalb des Arbeitsraumes 8 ein Unterdruck aufgeba werden, wird mittels des Verbindungskanals 33, des Doppelschließventils 3 und des Ringraumes 37 die Dämpfung in dieser Richtung mehr oder wenig gesteuert. Bei völlig geschlossenem Doppelschließventil 34 ist wiederum di geringste Dämpfung vorhanden, bei völlig geöffnetem Doppelschließventil 3 ist die maxi- male Dämpfung gegeben.
    [0039] Ebenso können innerhalb des Kolbens 24 zwei Kanäle 36,36' mit geringere Querschnitt als der Querschnitt der Kanäle 33,33' vorgesehen sein, wob deren Durchlaß ebenfalls voreinstellbar sein kann. Der Kanal 36 ist mit de Ringraum 37', der Kanal 36' mit dem Ringraum 37 verbunden, wobei diese Kanäle zum Ausgleich des Überdruckes innerhalb der Ringräume dienen, wenn nur eine geringfügige Dämpfung durch die Blähkörper erwünscht ist und deshalb ein eventuell herrschender Überdruck innerhalb der Blähkörper bei geschlossenem Kanalsystem und Doppelschließventil rasch ausgeglichen werden soll, um die Flexibilität der Blähkörper zu unterstützen. Insbesondere dienen diese Kanäle 36, 36' zur Entlüftung des Systems bei Inbetriebnahme und auch beim Zusammenbau des Schwingungsdämpfers, um die im System befindliche Luft in den Gasbehälter des Schwingungsdämpfers zu befördern.
    [0040] In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungsdämpfers ge¬ zeigt, bestehend aus einem Zylinder 53, in welchem ein Kolben 38 angeordne ist. Dieser Kolben 38 weist wiederum eine peripher umlaufende Nut 39 auf innerhalb der ein umlaufender, ringförmiger Blähkörper 40 entsprechend de Blähkörpern der Figuren 1-3 angeordnet ist. Der Aufbau dieses Blähkörpers 4 ist ähnlich gestaltet wie die Bfähkörper in den beschriebenen Figuren un besteht aus zwei umlaufenden Flächen 50, 50' des äußersten Umfangs de Blähkörpers 40, wobei diese beiden Flächen 50, 50' abdichtend an der Innen wandung des Zylinders 53 gleitend anliegen. Zwischen diesen beiden Fläche 50, 50' äußersten Umfangs liegen zwei nach innen gewölbte Flächen 51 , 51' die ebenfalls umlaufend sind und die zur Zylinderwandung des Zylinders 5 einen im Querschnitt ungefähr dreieckförmigen Hohlraum 54 belassen, wie e in Figur 4 dargestellt ist. Der Blähkörper 40 besitzt auf den Flächen 50, 50' de äußersten Umfangs kleine Löcher 52, 52', über die der von dem Blähkörper 4 umschlossene Ringraum (gemäß Figur 3 die Ringräume 37, 37') mit de Arbeitskammern in Verbindung steht. Die Löcher 52, 52' dienen einerseits zu Austritt der innerhalb der Kanäle befindlichen Luft bei Inbetriebnahme de Schwingungsdämpfers, so daß die Luft in den (nicht gezeigten) Gasraum de Schwingungsdämpfers entweichen kann, zum anderen dienen die Löcher 5 52' dazu, daß aus ihnen geringfügige Mengen der hydraulischen Dämpfungs flüssigkeit hindurchtreten kann, um eine Schmierung der Flächen 50, 50' de äußersten Umfangs auf der Innenwandung des Zylinders 53 aufrecht z erhalten. Der Durchmesser der Löcher 52, 52' ist dabei so bemessen, daß d Luft sicher entweichen kann, daß jedoch die Durchtrittsmenge der durchtr tenden Hydraulikflüssigkeit für die Druckverhältnisse praktisch vernachlässi bar ist. Vorzugsweise sind die Löcher 52,52' bezüglich des Blähkörpers 40 deren höchsten Stellen des äußersten Umfangs angeordnet. Bei der Anor nung der Löcher 52, 52' gemäß Figur 4 entfallen weitere Verbindungskanäl die beispielsweise gemäß der Figur 3 mit den Bezugsziffern 36, 36' bezeichn sind. In der Figur 4 übernehmen die Löcher 52, 52' die Funktion der Verbi dungskanäle 22, 22' bzw. 36, 36' der Figuren 1 bzw. 3. Ansonsten arbeitet d Gegenstand gemäß der Figur 4 entsprechend den Gegenständen der Figuren oder 3, auf die verwiesen wird.
    [0041] Gewerbliche Anwendbarkeit:
    [0042] Der hydraulische Schwingungsdämpfer gemäß der Erfindung kann überall do eingesetzt werden, wo bei einer Maschine oder einem Maschinenteil Schwi gungsempfindlichkeiten reduziert werden müssen. Insbesondere ist der hydra lische Schwingungsdämpfer zur Schwingungsreduzierung der Karosseri gegenüber den Rädern bzw. den Achsen bei einem Kraftfahrzeug und z Stabilisierung der Insassenkabine eines Kraftfahrzeugs bestens geeignet.
    [0043] Liste der Bezugszeichen:
    [0044] Zylinder
    [0045] Kolbenstange
    [0046] Führungskolben , 5 Durchgänge unteres Ende der Kolbenstange
    [0047] Dämpfungskolben , 9 Arbeitskammern 0 Nut 1 Blähkörper
    [0048] Ringraum torusförmiger Durchlaß 183 1 6
    [0049] Kanal , 16 Verbindungskanäle , 18 Schließventile , 20 Durchgänge der Ventile
    [0050] Doppelbewegungspfeil , 22" Kanäle
    [0051] Bewegungspfeil
    [0052] Dämpfungs- und Führungskolben , 25' Simmerringe , 26" torusförmige Durchlässe , 27", , 28' Bohrungen , 29' Nuten , 30" Ringkanäfe , 31' Blähkörper torusförmiger Durchlaß , 33' Verbindungskanäle
    [0053] Doppelschließventil , 35' Ventildurchlässe , 36' Kanäle , 37" Ringräume
    [0054] Kolben
    [0055] Nut
    [0056] Blähkörper , 50' Flächen des äußersten Umfangs der Blähkörper , 51* Geneigte Flächen , 52* Kleine Löcher
    [0057] Zylinder
    [0058] Vom Blähkörper und dem Zylinder umschlossener Zwischenraum
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche:
    1. Hydraulischer Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfungscharakt ristik, insbesondere für Kraftfahrzeuge, der mindestens einen mit einem Däm fungsmedium gefüllten Zylinder mit einer Kolbenstange und einem Kolben u faßt, der das Volumen des Zylinders in zwei Arbeitskammern aufteilt, wobei di gegenüber dem Zylinder relativ beweglichen Kolbenteile mit einem zwischen de Arbeitskammern angeordneten Durchlaß versehen sind, der mittels eines ele trischen Schließventils freigebbar oder verschließbar ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Querschnitt des Kolbens (7;24) ist geringer als der freie Querschnitt de Zylinders (1) unter Belassung eines Spaltes (13;26,26',32) als Durchlaß zwische der Zylinderwand und dem Kolben (7;24), b) der Kolben (7;24) besitzt im Bereich des Spaltes (13;26,26',32) eine N (10;29,29'), die sich über die gesamte Breite des Spaltes (13;26,26',32) erstrec und in der ein in Richtung zur Zylinderwand reifenartig gewölbter, elastisch Blähkörper (11 ;31 ,31*) angeordnet ist, der einerseits den Spalt (13;26,26',3 verschließt und andererseits das Volumen (12;37,37') der Nut (10;29,29') gege den Durchlaß abdichtet c) von jeder Arbeitskammer (8,9) ausgehend münden in die Nut (10;29,29') zw Kanäle (15,16;33,33'), in denen jeweils das Schließventil (17,18.34) mit eine Durchgang (19,20;35,35') angeordnet ist.
    2. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) und der Kolben (7;24) rotationssymmetrisch und der Durchla (13;26,26',32) zwischen beiden ein Ringspalt ist, wobei die Nut (10;29,29') und d in ihr angeordnete Blähkörper (11 ;31 ,31') in einer kreisförmigen Querschnitt ebene sich befinden und längs des peripheren Umfangs des Kolbens (7;24 umlaufend angeordnet sind.
    3. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Nut (10) ausgehend je ein weiterer Kanal (22,22') innerhalb des Kolbens (7) in jede der Arbeitskammern (8,9) mündet.
    4. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut innerhalb des Kolbens (24) aus zwei übereinander angeordnete Teil¬ nuten (29,29') und der Blähkörper aus zwei Teilblähkörpern (31 ,31*) bestehen, die jeweils in einer Teilnut (29,29') angeordnet sind, wobei in jede Teilnut (29,29') von den Arbeitskammern (8,9) ausgehend je ein Kanal (33,33') einmündet, in denen ein elektrisches Schließventil (34) mit je einem Durchgang (35,35') angeordnet ist, wobei derjenige Kanal (33), der von der der Kolbenstange (2) zugewandten Nut (29) ausgeht, in die von der Kolbenstange durchsetzte Arbeitskammer (9) und derjenige Kanal (33*), der von der der Kolbenstange (2) abgewandten Nut (29') ausgeht, in die andere Arbeitskammer (8) münden.
    5. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließventile in einem Doppelschließventil (34) mit zwei parallele Durchgängen (35,35') zusammengefaßt sind.
    6. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder Teilnut (29,29') ausgehend je ein weiterer Kanal (36,36') innerhal des Kolbens (24) in die der Teflnut (29,29') jeweils entgegengesetzt liegend Arbeitskammer (8,9) mündet.
    7. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt des Durchlasses (13;26,26',32) kleiner ist, als der frei Querschnitt des Blähkörpers (11 ;31,31') innerhalb der Nut (10;29,29*).
    8. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Dämpfungskolben (7) an einem Führungskolben (3) angeor net ist.
    9. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als Führungs- und Dämpfungskolben (24) ausgebildet ist und i Bereich der die beiden Arbeitskammern (8,9) begrenzenden Stirnflächen periph umlaufende abdichtende Führungsflächen (25,25') aufweist, die beidseitig di Durchlässe (26,26',32) einschließen, wobei von den Stirnflächen des Kolben ausgehend Durchlaßkanäle (27,27') zu den Durchlässen (26,26', 32) angeordn sind.
    10. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der Kanäle (22,22';36,36') geringer sind, als die Querschnitt derjenigen Kanäle (14,15.33,33'), in denen sich die Schließventile (17,18;3 befinden.
    11. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Ansprüche 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Blähkörpers (40) an dem äußersten Umfang (50,50') desselbe kleine Entlüftungslöcher (52,52') angeordnet sind.
    12. Hydraulischer Schwingungsdämpfer nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungslöcher (52,52') im äußersten Umfang (50,50') des Blähkörper (40) angeordnet sind, der umlaufend an der Zylinderwandung (53) abdichten anliegt.
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