DE3406214C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen regelbaren Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger elektromotorisch regelbarer Schwingungsdämpfer ist durch die DE-OS 33 04 833 bekannt. Hierbei ist jedoch der Bypaßkanal, welcher die Arbeitsräume unter­ halb und oberhalb des Kolbens miteinander verbindet, zentral im Kolben ange­ ordnet. Der By­ paßquerschnitt ist durch ein elektromotorisch betriebenes Stell­ element im Querschnitt veränderbar. Der zur Drehung des Stellele­ mentes verwendete Elektromotor ist innerhalb des Stoßdämpferzy­ linders in einem Hohlraum der Kolbenstange untergebracht. Diese bekannte Lösung hat vor allem den Nachteil, daß sich die ge­ schwindigkeitsabhängigen Dämpfkräfte verändern lassen. Eine häu­ fig gewünschte hubabhängige Beeinflussung der Dämpfkräfte ist nicht möglich.

Für sich bekannt ist es auch (z. B. US-PS 34 78 846), als Stellelement eine Hülse drehbar um den Zylinder anzuordnen. Zylinder und Hülse haben radiale Bohrungen, die durch manuelles Verdrehen der Hülse mehr oder weniger zur Deckung gebracht werden und so die Dämpfungswirkung verändern. Als Bypaß wirken die Bohrungen in Hülse und Zylinder in Verbindung mit dem gesamten Ausgleichsraum.

Es lassen sich nur symmetrische Dämpfkraftkennlinien erzeugen, da für die Druck- und die Zug­ stufe des Dämpfers dieselben Bypaß-Kanäle benutzt werden. Erwähnenswert ist, daß zur Vermeidung von Verschäumungen des Dämpfers innerhalb des Ausgleichsraumes ein Ölpegel erforder­ lich ist, der oberhalb der Bypaß-Kanäle liegt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen hubabhängig wir­ kenden, regelbaren Schwingungsdämpfer zu schaffen, der eine raum­ sparende, kompakte Bauweise besitzt, einfach und billig in der Herstellung ist, dessen Verstelleinrichtung mit dem Schwingungs­ dämpfer zu einer Baueinheit zusammengefaßt wird und eine hohe Funktionssicherheit aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Zweirohrschwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Es lassen sich durch entsprechende Ausführungen der Lochmuster in Verbindung mit der Steuerkante willkürliche, auch asymmetri­ sche Dämpfwirkungen erzeugen. Damit erhält man die Möglichkeit, diesen Dämpfer auch zur Niveauregelung bzw. zur Lagebeeinflus­ sung bezüglich der Wank- oder Nickverringerung eines Fahrzeuges einzusehen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die in der Hülse angeordneten Kanäle durch radial nach außen gerichtete Aufweitungen gebildet sind. In diesem Fall kann die Hülse aus relativ dünnwandigem Material bestehen, da keine oder zumindest keine nennenswerte Schwächung der Hülse durch diese Kanäle hervorgerufen wird.

Für den Fahrkomfort ist die Druckdämpfung von Bedeutung. Zur Ver­ stellung der Druckdämpfung weist - entsprechend einem weiteren Merkmal - die Hülse im Bereich ihres unteren Endes mindestens eine Durchbrechung auf, welche mit einer radial ange­ ordneten Öffnung des Zylinders zusammenwirkt. Die Durchlaßöffnung zwischen dem unteren Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum liegt in der Nähe des Bodenventiles, also unterhalb des Ölspiegels, im Ausgleichsraum, so daß keine Verschäumungsgefahr besteht.

Gemäß weiterer Unteransprüche wird das Stellelement von einem Elektromotor betätigt, der innerhalb eines vom Ausgleichsraum gebildeten Hohlraums angeordnet ist. Der Schwingungsdämpfer mitsamt seiner Verstelleinrichtung und dem Antrieb der Verstell­ einrichtung bildet eine raumsparende und kompakte Baueinheit. Durch die geschützte Unterbringung des Elektromotors im Aus­ gleichsraum des Stoßdämpfers wird eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet, da weder bei der Montage noch im eingebauten Zustand des Schwingungsdämpfers im Kraft­ fahrzeug eine mechanische Beschädigung durch unsachgemäße Handhabung auftreten kann.

Dabei kann der Elektromotor auf der Außenwand des Zylin­ ders befestigt und mit einem auf der Motorwelle angeordneten Ritzel versehen sein, welches in eine auf der drehbaren Hülse ange­ ordnete Verzahnung eingreift.

Da es sehr aufwendig und zudem in der Serien­ montage äußerst schwierig zu verwirklichen ist, elektri­ sche Leitungen im Dämpfer zu verlegen und druckdicht sowie iso­ liert durch das Behälterrohr zu führen, werden erfindungsge­ mäß zur Stromversorgung des Elektromotors elektrisch gegeneinander isolierte Schwingungsdämpferbauteile verwendet. Gemäß einem Merk­ mal der Erfindung geschieht dies auf einfache Weise dadurch, daß der Behälter gegenüber den anderen Schwingungsdämpferbauteilen elektrisch isoliert ist und daß eine mit dem Elektromotor ver­ bundene Kontaktfeder die eine elektrische Anschlußleitung zum Behälter bildet, während die zweite Anschlußleitung über die Kolbenstange und den Zylinder zum Elektromotor führt.

Um ein ungewolltes Verdrehen der Hülse zu vermeiden, wirkt diese erfindungsgemäß mit einer Rasteinrichtung zusammen, die durch ei­ ne in die Verzahnung der Hülse eingreifende Federzunge gebildet ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine Rückmelde­ einrichtung für die Stellung der Hülse angeordnet, wobei merk­ malsgemäß die Rückmeldeeinrichtung eine mit einer Widerstandsbahn zusammenwirkende Schleifkontaktfeder aufweist.

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Zweirohrschwingungsdämpfer im Längsschnitt, bei wel­ chem das Stellelement und der Elektromotor im Ausgleichs­ raum angeordnet sind;

Fig. 2 eine Ausführungsform einer auf dem Zylinder gelagerten Hülse in abgewickelter Darstellung;

Fig. 3 die Abwicklung einer weiteren Variante einer auf dem Zy­ linder gelagerten Hülse;

Fig. 4 einen Zweirohrschwingungsdämpfer gem. Fig. 1, wobei eine Rast- und eine Rückmeldeeinrichtung vorgesehen sind.

Der Zweirohrschwingungsdämpfer gem. Fig. 1 besteht aus einem Zy­ linder 1, auf dessen Innenfläche ein mit einer Kolbenstange 3 ver­ bundener Kolben 2 gleitet. Der Zylinder 1 wird koaxial von einem Behälter 4 umgeben, wobei der dadurch gebildete Ringraum den Aus­ gleichsraum 7 bildet, der mit Flüssigkeit und Gas gefüllt ist. Vom Kolben 2 wird der Innenraum des Zylinders 1 in einen kolben­ stangenseitigen Arbeitsraum 5 und einen Arbeitsraum 6 unterteilt. Über ein Bodenventil 9 steht der Arbeitsraum 6 mit dem Ausgleichs­ raum 7 in flüssigkeitsleitender Verbindung. Durch eine eine Kol­ benstangendichtung aufnehmende Kolbenstangenführung 8 ist die Kolbenstange 3 geführt und nach außen abgedichtet, wobei diese Kolbenstangenführung 8 zusammen mit dem Bodenventil 9 den Zylin­ der 1 im Behälter 4 zentriert. Zur elektrischen Isolation des Be­ hälters 4 gegenüber den anderen Schwingungsdämpferbauteilen ist zwischen der Kolbenstangenführung 8 und dem Behälter 4 eine Iso­ lation 11 vorgesehen, während sich zwischen dem Behälterboden und dem Bodenventil 9 die Isolation 10 befindet. Am oberen Ende ist im Ausgleichsraum 7 ein Elektromotor 12 mittels eines Spannbandes auf dem Zylinder 1 befestigt, der auf einer Motorwelle 13 ein Ritzel 14 trägt. Dieses Ritzel 14 greift in eine Verzahnung 17 einer drehbar auf dem Zylinder 1 gelagerten Hülse 15 ein, die mittels eines Anlageringes 16 axial auf dem Zylinder 1 fixiert ist. Eine hubabhängig wirkende Dämpfung wird durch mehrere in axialer Richtung verteilt im Zylinder 1 angeordnete Radialbohrun­ gen 18 geschaffen, die über einen zwischen der Außenwand des Zy­ linders 1 und der Hülse 15 befindlichen Kanal 19 miteinander ver­ bunden sind und die Arbeitsräume 5 und 6 dadurch flüssigkeitslei­ tend verbindbar sind. Dieser Kanal 19 wird durch eine Aufweitung 20 der Hülse 15 gebildet, während zur Änderung der Druckdämpfung der Zylinder 1 am unteren Ende mindestens eine radiale Öffnung 21 aufweist, die mit einer entsprechenden Durchbrechung 22 der Hül­ se 15 in Wirkverbindung steht und dadurch ein zusätzlicher Durch­ laßquerschnitt zwischen dem Arbeitsraum 6 und dem Ausgleichsraum 7 geschaffen wird. Die Stromversorgung des Elektromotors 12 er­ folgt einerseits über die gegenüber dem Behälter 4 elektrisch iso­ lierten Schwingungsdämpferbauteile, wobei beispielsweise die Kol­ benstange 3 an ihrem oberen Ende mit einem Stromkabel verbunden wird, während der zweite Strompfad vom Behälter 4 gebildet ist, der über eine mit dem Elektromotor 12 verbundene Kontaktfeder 23 den zweiten Stromanschluß für den Elektromotor 12 herstellt.

Wie die Abwicklungen gemäß den Fig. 2 und 3 zeigen, kann die auf dem Zylinder 1 drehbar gelagerte Hülse 15 mit mehreren Auf­ weitungen 20 versehen sein, die wiederum verschieden geformt sein können, so daß eine weitgehende Variation für die Abdeckung der im Zylinder 1 befindlichen Radialbohrungen 18 ermöglicht wird. Mit einer solchen Steuerung für den Durchlaß zwischen den Ar­ beitsräumen 5 und 6 lassen sich die hubabhängig wirkenden Dämpf­ kräfte sehr feinfühlig verändern. Da für den Fahrkomfort die Druckdämpfung sehr wichtig ist, wird ein getrennter Steuerquer­ schnitt zwischen dem Arbeitsraum 6 unterhalb des Kolbens 2 und dem Ausgleichsraum 7 durch mindestens eine radiale Öffnung 21 im Zy­ linder 1 geschaffen, die mit Durchbrechungen 22 in der Hülse 15 zusammenwirkt. Diese radialen Öffnungen 21 liegen unterhalb des Ölspiegels im Ausgleichsraum 7, so daß die in den Ausgleichs­ raum 7 eintretenden Ölstrahlen keine Verschäumung bewirken. Die jeweils einen Kanal zwischen dem Zylinder 1 und der Hülse 15 bil­ denden Aufweitungen 20 können verschieden geformt sein, wie dies die Fig. 2 zeigt. Insbesondere dann, wenn die Radialbohrungen 18 des Zylinders 1 in Achsrichtung des Schwingungsdämpfers angeord­ net sind, können durch schräg zur Achse des Schwingungsdämpfers verlaufende Steuerkanten 24 und 25 der Aufweitung 20 diese Ra­ dialbohrungen 18 durch Verdrehen der Hülse 15 auf dem Zylinder 1 nacheinander verschlossen werden. Dadurch wird der axial wirksame Bereich der hubabhängigen Dämpfung verändert.

In Fig. 3 sind die auf der linken Seite angeordneten Radialboh­ rungen 18 in einem Umfangsbereich des Zylinders liegend angeord­ net, während die auf der rechten Seite befindlichen Radialbohrun­ gen in Achsrichtung verlaufen. In der eingezeichneten Stellung der Hülse 15 werden sämtliche Radialbohrungen 18 durch den von der Aufweitung 20 gebildeten Kanal miteinander verbunden, so daß in dieser Stellung eine relativ schwache Dämpfwirkung über den vorgegebenen Hubbereich erfolgt, während bei Drehung der Hülse 15 nach links die rechte Reihe der Radialbohrungen 18 verschlossen werden kann und dementsprechend die Dämpfwirkung zunimmt. Gleich­ zeitig ist durch die radiale Öffnung 21 und die Durchbrechung 22 eine Verbindung zwischen dem unteren Arbeitsraum und dem Aus­ gleichsraum vorgesehen, die der Druckdämpfungsänderung dient. Bei weiterem Verdrehen der Hülse 15 nach links kommt die Aufwei­ tung 20 mit den linken Radialbohrungen 18 in Wirkverbindung. Durch entsprechende Stellung der Aufweitung 20 zu diesen Radial­ bohrungen 18 können mehr oder weniger Radialbohrungen 18 abge­ deckt werden, wodurch eine Veränderung der hubabhängig wirkenden Dämpfung auf einfache Weise erzielt wird.

Die Ausführungsform gem. Fig. 4 unterscheidet sich von der gem. Fig. 1 im wesentlichen dadurch, daß eine Rast- und eine Rückmel­ deeinrichtung vorgesehen sind. Die Rasteinrichtung besteht aus einer auf dem Zylinder oder einem zylinderfesten Bauteil angeord­ neten Federzunge 27, welche mit ihrem federnden, freien Ende in die Verzahnung 17 der Hülse 15 eingreift. Um zu erkennen, in wel­ cher Stellung sich die Hülse 15 zum Zylinder 1 befindet, ist eine aus einem Schleifkontakt 28 und einer ringförmigen Widerstands­ bahn 29 gebildete Rückmeldeeinrichtung vorgesehen. Die Wider­ standsbahn 29 ist dabei gegenüber dem sie aufnehmenden Bauteil isoliert angebracht und steht über eine Kontaktfeder 30 mit dem Behälter 7 in Kontakt. Der Schleifkontakt 28 steht dabei über die Hülse 15 mit dem Zylinder 1 in elektrisch leitender Verbin­ dung. Um sowohl den Antriebsmotor 12 - allerdings nur in einer Drehrichtung - antreiben zu können als auch andererseits die Weg­ messung mittels Schleifkontakt 28 und Widerstandsbahn 29 im glei­ chen Stromkreis betreiben zu können, ist die zum Motor führende Kontaktfeder 23 mit einer Diode 31 versehen. Auf diese Weise wird es möglich, den Antrieb des Elektromotors und die Wegmessung in engen, hintereinanderfolgenden Zeitkontakten durchzuführen. Dabei wird jeweils eine Umpolung des elektrischen Anschlusses vorgese­ hen, so daß während des Meßtaktes die Stromzufuhr des Motors durch die Diode 31 gesperrt wird. Sowohl der Antrieb des Motors 12 als auch die Rückmeldeeinrichtung für die Stellung der Hülse 15 kann dadurch mit nur zwei elektrischen Anschlüssen, nämlich einem an der Kolbenstange 3 und einem am Behälter 4, durchgeführt werden.

Claims (11)

1. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer für Fahrzeuge, bestehend aus einem mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Zylinder, in welchem ein mit Dämpfventilen versehener und mit einer Kolbenstange verbundener Kolben angeordnet ist, der den Zylinderraum in zwei Arbeitsräume unterteilt, während zum Ausgleich des ein­ tauchenden Kolbenstangenvolumens ein mit Flüssigkeit und Gas gefüllter, vom Zylinder und einem Behälter gebildeter Aus­ gleichsraum vorgesehen ist und ein die Arbeitsräume miteinan­ der verbindender Bypaß in Form einer um den radiale Bohrungen aufweisenden Zylinder drehbaren Hülse als Stellelement verstellbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die drehbar auf der Au­ ßenfläche des Zylinders (1) gelagerte Hülse (15), mindestens einen axial verlaufenden, zur Außenwand des Zylin­ ders (1) geöffneten und zum Ausgleichsraum (7) geschlossenen Bypaß-Kanal (19) aufweist,
daß die Radialbohrungen (18) als Zustromquerschnitte im Zylinder (1) ein über dessen Höhe und auch über einen Umfangsbereich des Zylinders (1) verlau­ fendes Lochmuster bilden,
und daß die in der Hülse (15) angeord­ nete(n) Bypaß-Kanal/Kanäle (19) mindestens eine schräg zur Achse des Schwingungsdämpfers verlaufende Steuerkante (24; 25) aufweist bzw. aufweisen.

2. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die in der Hülse (15) angeordne­ te(n) Kanal/Kanäle (19) durch radial nach außen gerichtete Aufweitungen (20) gebildet ist/sind.

3. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) im Bereich ihres unteren Endes mindestens eine Durchbrechung (22) auf­ weist, welche mit einer radial angeordneten Öffnung (21) des Zylinders (1) zusammenwirkt.

4. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse von einem Elektromotor (12) verdreht wird.

5. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (12) innerhalb eines vom Ausgleichsraum (7) gebildeten Hohlraums angeordnet ist.

6. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (12) auf der Außenwand des Zylinders (1) befestigt ist und ein auf der Welle (13) befestigtes Ritzel (14) aufweist, welches in eine auf der drehbaren Hülse (15) angeordnete Verzahnung (17) ein­ greift.

7. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung des Elektromotors (12) elektrisch gegeneinander isolierte Schwingungs­ dämpferbauteile verwendet werden.

8. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) gegenüber den anderen Schwingungsdämpferbauteilen elektrisch isoliert ist (Isolation 10, 11) und daß eine mit dem Elektromotor (12) verbundene Kontaktfeder (23) die eine elektrische Anschlußlei­ tung zum Behälter (4) bildet, während die zweite Anschlußleitung über die Kol­ benstange (3) und den Zylinder (1) zum Elektromotor (12) führt.

9. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) mit einer Rasteinrichtung zusammenwirkt, die durch eine in die Verzah­ nung (17) der Hülse (15) eingreifende Federzunge (27) gebildet ist.

10. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückmeldeeinrichtung für die Stellung der Hülse (15) angeordnet ist.

11. Regelbarer Zweirohrschwingungsdämpfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldeeinrichtung einen mit einer Widerstandbahn (29) zusammenwirkenden Schleif­ kontakt (28) aufweist.