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DE4401689A1 - Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Bewegungsabläufen - Google Patents

Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Bewegungsabläufen

Info

Publication number
DE4401689A1
DE4401689A1 DE19944401689 DE4401689A DE4401689A1 DE 4401689 A1 DE4401689 A1 DE 4401689A1 DE 19944401689 DE19944401689 DE 19944401689 DE 4401689 A DE4401689 A DE 4401689A DE 4401689 A1 DE4401689 A1 DE 4401689A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control
valve body
vibration damper
pressure
force
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19944401689
Other languages
English (en)
Other versions
DE4401689B4 (de
Inventor
Werner-Karl Dipl Ing Marquardt
Eberhardt Dipl Phys Schunck
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE19944401689 priority Critical patent/DE4401689B4/de
Publication of DE4401689A1 publication Critical patent/DE4401689A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4401689B4 publication Critical patent/DE4401689B4/de
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/44Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/46Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall
    • F16F9/465Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction allowing control from a distance, i.e. location of means for control input being remote from site of valves, e.g. on damper external wall using servo control, the servo pressure being created by the flow of damping fluid, e.g. controlling pressure in a chamber downstream of a pilot passage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Bewegungsabläufen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es gibt bereits Schwingungsdämpfer mit einem vorgesteuerten Ventil mit einem Ventilkörper. Bei diesem Ventil wird entsprechend den dem Ventil zugeleiteten Steuersignalen eine Steuerkraft erzeugt und dementsprechend wird ein Steuerkörper gegen einen Ventilsitz betätigt. Damit kann ein Steuerdruck beeinflußt werden, der wiederum den Ventilkörper beaufschlagt. Vom durch das Ventil strömenden Druckmedium wird der Ventilkörper in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Der Steuerdruck betätigt den Ventilkörper in Schließrichtung. Damit das Ventil einwandfrei arbeiten kann, ist zusätzlich eine Feder erforderlich, die den Ventilkörper ebenfalls in Schließrichtung betätigt. Dies hat zur Folge, daß auch bei vollständigem Entlasten des Steuerdrucks der Ventilkörper in Schließrichtung betätigt wird. Dies hat wiederum zur Folge, daß ein Mindestdruck in dem Strömungsdurchlaß erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen.
Der bekannte Schwingungsdämpfer kann beispielsweise zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Radträger eines Straßenfahrzeugs eingebaut sein. Wenn dieses Fahrzeug über eine sehr gute, gerade, ebene Straße fährt, dann machen der Fahrzeugaufbau und der Radträger nur kleine Bewegungen mit kleiner Relativgeschwindigkeit V zueinander. Dies bedeutet, daß durch den Strömungsdurchlaß des Ventils relativ kleine Druckmedium-Ströme fließen. Auf dieser geraden, guten Straße soll die Dämpfung, d. h. die Dämpfkraft D des Schwingungsdämpfers sehr klein sein, was bedeutet, daß der Schwingungsdämpfer das durch den Strömungsdurchlaß strömende Druckmedium nicht bzw. nur sehr schwach androsseln sollte. Da jedoch die für die Funktion notwendige Feder den Ventilkörper in Schließrichtung ständig beaufschlagt, kann bei dem bekannten Schwingungsdämpfer die Androsselung des Druckmediums nicht in einem gewünschten Maße abgesenkt werden. Zu Beginn einer Kurvenfahrt ist die Relativgeschwindigkeit V zwischen Fahrzeugaufbau und Radträger groß. Dabei möchte man, je nach Umstand, häufig eine große Dämpfung bzw. große Dämpfkraft D des Schwingungsdämpfers.
In beiliegender Fig. 1 ist schematisch dargestellt, in welchem Bereich der bekannte Schwingungsdämpfer (EP-A-0 364 757) arbeiten kann. In Richtung der Abszisse ist die Relativgeschwindigkeit V zwischen dem Dämpferkolben und dem Zylinder dargestellt. Die Abszisse zeigt somit den durch den Strömungsdurchlaß strömenden Druckmedium- Strom. In der Ordinate ist die Dämpfung bzw. die Dämpfkraft D des Schwingungsdämpfers bzw. die Druckdifferenz im Strömungsdurchlaß aufgetragen. Eine obere Linie zeigt die größtmögliche Dämpfkraft D, wenn der Steuerkörper mit maximaler Kraft F (F max) gegen seinen Ventilsitz betätigt wird. Eine untere Linie zeigt die kleinstmögliche Dämpfkraft D bei völlig entlastetem Steuerkörper (F = 0). Das Feld zwischen diesen beiden Linien ist schraffiert dargestellt, was bedeuten soll, daß der Schwingungsdämpfer im Bereich dieses Feldes arbeiten kann. Die Fig. 1 zeigt deutlich, daß auch bei kleiner Relativgeschwindigkeit V die Dämpfkraft D nicht beliebig klein eingestellt werden kann. Bei dem bekannten Schwingungsdämpfer ist es nicht möglich, das Band zwischen der größtmöglichen Dämpfkraft D und der kleinstmöglichen Dämpfkraft D so breit zu wählen, daß der Schwingungsdämpfer allen Wünschen gerecht werden kann.
Der bekannte Schwingungsdämpfer zeigt auch noch als weitere Möglichkeit, eine zusätzliche, nichtverstellbare Drossel vorzusehen, die parallel zu dem verstellbaren Ventil die beiden Arbeitsräume verbindet. Damit kann bei kleiner Relativgeschwindigkeit V das gesamte Druckmedium durch diese nichtverstellbare Drossel hindurchströmen, weshalb im Bereich kleiner Relativgeschwindigkeit V die Dämpfung bzw. die Dämpfkraft D von einer Parabel, wie sie in beiliegender Fig. 2 beispielhaft dargestellt ist, bestimmt wird. Die Fig. 2 zeigt deutlich, daß im Bereich kleiner Relativgeschwindigkeit V der Schwingungsdämpfer nicht mehr steuerbar ist, denn in diesem Bereich bestimmt die Parabel die Dämpfkraft D.
Der Erfinder vorliegender Anmeldung hat hausintern auch daran gedacht, diese parallel zu dem eigentlichen Ventil angeordnete nichtverstellbare Drossel ebenfalls verstellbar zu machen. Dazu wäre ein zusätzlicher Elektromagnet erforderlich. Dies verbietet sich jedoch aus Gewichts-, Volumen- und Kostengründen.
Es ist auch noch ein anderer Schwingungsdämpfer bekanntgeworden (EP-A-0 504 624), bei dem ein zusätzlicher, vom Steuerkörper steuerbarer Strömungsdurchlaß vorgesehen ist. Zum Steuern des Vorsteuerdrucks wird der Steuerkörper gegen seinen Ventilsitz betätigt werden. Dies geschieht üblicherweise mit einem Proportionalmagnet. Dabei muß der Steuerkörper zum Steuern des Vorsteuerdrucks nur einen sehr kleinen Weg zurücklegen. Da der Steuerkörper bei diesem Schwingungsdämpfer zusätzlich auch noch den zusätzlichen Strömungsweg steuert, muß bei dieser Ausführungsform der Steuerkörper jedoch einen relativ sehr großen Weg zurücklegen können, was die Herstellkosten für den Elektromagneten wesentlich erhöht. Auch der zusätzliche Strömungsweg macht den Schwingungsdämpfer wesentlich größer. Da für den zusätzlichen Strömungsweg häufig nicht genügend Platz zur Verfügung gestellt werden kann, erhält man auch mit dem zusätzlichen Strömungsweg eine beachtliche Androsselung des Druckmediums. Mit Rücksicht auf die vom Elektromagneten zu erzeugende Magnetkraft sollte der Durchmesser des Steuerkörpers möglichst klein gewählt werden. Dies ist ein weiterer Grund, weshalb bei dem bekannten Schwingungsdämpfer eine ausreichende Dimensionierung des zusätzlichen Strömungsweges häufig nicht möglich ist.
Vorteile der Erfindung
Demgegenüber weist der mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ausgestattete Schwingungsdämpfer den Vorteil einfacher Herstellung und erweiterten Einstellmöglichkeiten der Dämpfung bzw. der Dämpfkraft D des Schwingungsdämpfers auf. Vorteilhafterweise ist es leicht möglich, den Schwingungsdämpfer so auszulegen, daß eine besonders kleine Dämpfkraft erzielbar ist. Dazu ist ein Minimum an zusätzlichem Aufwand erforderlich.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Schwingungsdämpfers möglich.
Durch den von der Steuerkraft betätigbaren Steuerkörper kann der Vorsteuerdruck auf besonders einfache, vorteilhafte Weise gesteuert werden.
Die den Ventilkörper in Schließrichtung beaufschlagende Schließfeder trägt auf vorteilhafte Weise dazu bei, daß der Schwingungsdämpfer unter allen Betriebsbedingungen einwandfrei arbeiten kann. Leiten der den Ventilkörper betätigenden Steuerkraft über die Feder, vereinfacht den Schwingungsdämpfer und man benötigt dadurch vorteilhafterweise wenig Bauteile.
Die Begrenzereinheit bietet den Vorteil, die Wirkung der Feder exakt zu bestimmen.
Die den Ventilkörper in Öffnungsrichtung beaufschlagende Rückstellfeder bietet den Vorteil, daß der Ventilkörper stets in seiner vorgesehenen Lage ist.
Zeichnung
Ein ausgewähltes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 und 2 Kennfelder bereits bekannter Schwingungsdämpfer, Fig. 3 und 7 zwei ausgewählte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers in Übersicht, Fig. 4 einen Ausschnitt des Schwingungsdämpfers, Fig. 5 ein beispielhaftes Kennlinienfeld des Schwingungsdämpfers und Fig. 6 eine abgewandelte Einzelheit des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Für den erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer gibt es mehrere Ausführungsformen, wobei nachfolgend ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beispielhaft beschrieben ist.
Die Fig. 3 zeigt eine erste Masse 1, eine zweite Masse 2 und einen Schwingungsdämpfer 4. Der Schwingungsdämpfer 4 umfaßt einen Zylinder 6, eine Kolbenstange 8 und einen Dämpferkolben 10. Der Dämpferkolben 10 ist mit der Kolbenstange 8 verbunden. Die Kolbenstange 8 ist an die erste Masse 1 und der Zylinder 6 ist an die zweite Masse 2 angelenkt. Der Dämpferkolben 10 ist innerhalb des Zylinders 6 axial verschiebbar gelagert und teilt einen Innenraum des Zylinders 6 in einen oberen Arbeitsraum 12 und in einen unteren Arbeitsraum 14. Durch den Dämpferkolben 10 führt ein Strömungsdurchlaß 16. Im Bereich der ersten Masse 1 gibt es eine elektrische Steuerung 18 und im Bereich des Strömungsdurchlasses 16 gibt es eine Ventileinrichtung 20, mit der ein durch den Strömungsdurchlaß 16 strömendes Druckmedium gesteuert werden kann. Die Ventileinrichtung 20 ist über eine elektrische Leitung 22 mit der elektrischen Steuerung 18 verbunden. Die beiden Massen 1, 2 sind relativ zueinander bewegbar. Bei einer Relativbewegung der beiden Massen 1, 2 strömt Druckmedium durch den Strömungsdurchlaß 16. Dieses Druckmedium kann von der Ventileinrichtung 20 gedrosselt werden, wodurch die Dämpfung des Schwingungsdämpfers 4 gesteuert werden kann. Bei einer Relativbewegung der beiden Massen 1, 2 zueinander vergrößert sich einer der beiden Arbeitsräume 12, 14 und der jeweils andere Arbeitsraum wird kleiner.
Zum Ausgleich des durch die eintauchende Kolbenstange 8 verdrängten Volumens ist das Innere des Zylinders 6 in bekannter Weise über einen Durchlaß 24 mit einem nicht dargestellten Ausgleichsbehälter verbunden. Die erste Masse 1 ist beispielsweise ein Fahrzeugaufbau eines Fahrzeugs, und die zweite Masse 2 ist beispielsweise ein Radträger bzw. eine Achse des Fahrzeugs, an der ein Fahrzeugrad drehbar gelagert ist.
Die Fig. 4 zeigt beispielhaft einen in Längsrichtung geschnittenen Ausschnitt des Schwingungsdämpfers 4. Gezeigt ist der Bereich des Schwingungsdämpfers 4, in dem sich die Ventileinrichtung 20 befindet.
In allen Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Ventileinrichtung 20 umfaßt einen Elektromagneten 26, einen Anker 28, einen Steuerkörper 30, einen Kolben 32, eine Begrenzereinheit 34 mit einer Feder 36, eine Rückstellfeder 38 und einen Ventilkörper 40.
Der Strömungsdurchlaß 16 verbindet den oberen Arbeitsraum 12 mit dem unteren Arbeitsraum 14, wobei je nach Stellung des Ventilkörpers 40 das durch den Strömungsdurchlaß 16 strömende Druckmedium mehr oder weniger angedrosselt wird. Der Strömungsdurchlaß 16 umfaßt einen oberen Strömungsdurchlaßabschnitt 42 und einen unteren Strömungsdurchlaßabschnitt 44. Der obere Strömungsdurchlaßabschnitt 42 führt aus dem oberen Arbeitsraum 12 in einen Nuteinstich 46. Am Außenumfang des Ventilkörpers 40 ist ein Ringeinstich 48 vorgesehen. Der untere Strömungsdurchlaßabschnitt 44 verbindet den unteren Arbeitsraum 14 mit dem Ringeinstich 48.
Der Ventilkörper 40 ist in einer in dem Dämpferkolben 10 vorgesehenen Ventilbohrung 50 axial verschiebbar gelagert. Am Ventilkörper 40 ist eine Steuerkante 52 und am Dämpferkolben 10 ist eine feststehende Kante 54 ausgebildet. Je nach Stellung des Ventilkörpers 40 wird zwischen der Steuerkante 52 und der feststehenden Kante 54 ein steuerbarer Steuerquerschnitt 55 gebildet. Der Steuerquerschnitt 55 bestimmt die Drosselung des Druckmediums und damit die Dämpfung bzw. die Dämpfkraft D des Schwingungsdämpfers.
Die Begrenzereinheit 34 umfaßt neben der Feder 36 einen oberen Federteller 56 und einen unteren Federteller 58. An dem oberen Federteller 56 ist ein Anschlag 57 und an dem unteren Federteller 58 ist ein Anschlag 59 vorgesehen. Die Federteller 56, 58 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Begrenzereinheit 34 eine bestimmte Länge nicht überschreiten kann. Ist eine auf die Begrenzereinheit 34 in axialer Richtung wirkende Kraft kleiner als die Federkraft der Feder 36, so kommen die beiden Anschläge 57, 59 gegenseitig zur Anlage. In der Fig. 4 ist die Begrenzereinheit 34 mit ihrer größten Länge dargestellt.
Andererseits aber sind die Federteller 56, 58 auch so aufeinander abgestimmt, daß bei axialer Kraft auf die Begrenzereinheit 34 nach Überwinden der Federkraft der Feder 36 die Begrenzereinheit 34 verkürzt werden kann. Dabei hebt der Anschlag 57 vom Anschlag 59 ab. Wenn der Ventilkörper 40 nach oben verschoben wird, so kann die Feder 36 entsprechend arbeiten und mit ihrer Federkraft den Ventilkörper 40 nach unten beaufschlagen. Wird der Ventilkörper 40 mit einer Kraft, die kleiner ist als die Federkraft der Feder 36, nach oben betätigt, so wirkt die Begrenzereinheit 34 wie ein starrer Körper mit konstanter Länge.
Die Rückstellfeder 38 sorgt dafür, daß der Ventilkörper 40 stets am unteren Federteller 58 anliegt und daß die Begrenzereinheit 34 definiert am Gehäuse (Dämpferkolben 10) bzw. am Kolben 32 anliegt, wie später noch erläutert wird. Die Kraft der Rückstellfeder 38 kann wesentlich kleiner gewählt werden als die Federkraft der Feder 36. Die Ventileinrichtung 20 umfaßt auch noch einen ersten Vorsteuerkanal 61, einen zweiten Vorsteuerkanal 62, einen dritten Vorsteuerkanal 63 und einen vierten Vorsteuerkanal 64.
Im Ventilkörper 40 gibt es eine Engstelle 66, die im Verlauf eines Durchlasses 68 vorgesehen ist. Der Durchlaß 68 mit der Engstelle 66 verbindet die beiden Stirnseiten des Ventilkörpers 40. Die Engstelle 66 hat einen sehr kleinen Querschnitt.
Der Steuerkörper 30 kann von einer Steuerkraft F gegen einen am Kolben 32 vorgesehenen Ventilsitz 70 betätigt werden. Die Steuerkraft F ist in der Zeichnung durch einen mit F bezeichneten Pfeil symbolhaft dargestellt. Zwischen dem gegen den Ventilsitz 70 betätigbaren Steuerkörper 30 und der Engstelle 66 gibt es einen Vorsteuerdruckraum 72. Durch den Kolben 32 führt ein Durchlaß 74, so daß eine Druckfläche 76 des Steuerkörpers 30 mit dem in dem Vorsteuerdruckraum 72 herrschenden Vorsteuerdruck beaufschlagt ist. Der nicht vom Vorsteuerdruck des Vorsteuerdruckraums 72 beaufschlagte Teil des Steuerkörpers 30 befindet sich im Bereich eines Ablaufdruckraums 78. Der Ventilkörper 40 ist in die Ventilbohrung 50 in der Weise eingebaut, daß der Ventilkörper 40 den Vorsteuerdruckraum 72 gegenüber einem Zulaufdruckraum 80 abtrennt. Der Zulaufdruckraum 80 ist mit dem Vorsteuerdruckraum 72 im wesentlichen nur über die Engstelle 66 verbunden. Die Begrenzereinheit 34 mit der Feder 36 und den Federtellern 56, 58 ist in dem Vorsteuerdruckraum 72 so angebaut, daß die Druckbegrenzereinheit 34 auf allen Seiten von dem in dem Vorsteuerdruckraum 72 herrschenden Vorsteuerdruck beaufschlagt ist, so daß die Begrenzereinheit 34 druckausgeglichen ist.
Wenn der Druckunterschied zwischen dem Vorsteuerdruck im Vorsteuerdruckraum 72 und dem Ablaufdruck im Ablaufdruckraum 78 eine gewisse, von der Steuerkraft F abhängige Größe überschreitet, dann hebt der Steuerkörper 30 in erforderlichem Maße mehr oder weniger vom Ventilsitz 70 ab und es bildet sich zwischen dem Ventilsitz 70 und dem Steuerkörper 30 ein steuerbarer Vorsteuerquerschnitt 71.
Im Dämpferkolben 10 gibt es eine Bohrung 82. Der Kolben 32 führt durch die Bohrung 82 und ist darin axial verschiebbar gelagert. Der Kolben 32 ist auf seiner dem Vorsteuerdruckraum 72 zugewandten Seite vom im Vorsteuerdruckraum 72 herrschenden Vorsteuerdruck beaufschlagt und auf seiner dem Ablaufdruckraum 78 zugewandten Seite ist der Kolben 32 von dem im Ablaufdruckraum 78 herrschenden Ablaufdruck beaufschlagt. Der Kolben 32 ist in die Bohrung 82 so eingesetzt, daß der Ablaufdruckraum 78 gegenüber dem Vorsteuerdruckraum 72 abgedichtet ist. Der Durchmesser der Bohrung 82 bzw. der durch die Bohrung 82 führende Teil des Kolbens 32 bestimmt den Wirkdurchmesser des Kolbens 32. Der Wirkdurchmesser ist einerseits vom im Ablaufdruckraum 78 herrschenden Ablaufdruck und andererseits von im Vorsteuerdruckraum 72 herrschenden Vorsteuerdruck beaufschlagt. Der erste Vorsteuerkanal 61 führt aus dem Ablaufdruckraum 78 in den oberen Arbeitsraum 12, der zweite Vorsteuerkanal 62 führt aus dem Ablaufdruckraum 78 in den unteren Arbeitsraum 14, der dritte Vorsteuerkanal 63 führt aus dem oberen Arbeitsraum 12 in den Zulaufdruckraum 80, und der vierte Vorsteuerkanal 64 führt aus dem unteren Arbeitsraum 14 in den Zulaufdruckraum 80. In den Vorsteuerkanälen 61, 62, 63, 64 sind jeweils Rückschlagventile eingebaut, so daß das Druckmedium im wesentlichen nur in der angegebenen Richtung strömen kann und der entgegengesetzte Strömungsweg durch die Vorsteuerkanäle 61, 62, 63, 64 ist für das Druckmedium durch die in der Fig. 4 dargestellten Rückschlagventile gesperrt. Weil wegen der klein dimensionierten Engstelle 66 nur wenig Druckmedium durch die Vorsteuerkanäle 61, 62, 63, 64 strömen kann, genügen kleine Querschnitte für die Vorsteuerkanäle. Die Vorsteuerkanäle 61, 62, 63, 64 und die darin vorgesehenen Rückschlagventile sind so ausgeführt, daß das Druckmedium in der freigegebenen Richtung so gut wie ohne Druckverlust durch die Vorsteuerkanäle strömen kann.
Der Steuerkörper 30 hat bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel die Form einer Kugel, die der Anker 28 bei vorhandener Steuerkraft F gegen den Ventilsitz 70 betätigen kann. Damit der Steuerkörper 30 nicht zur Seite ausweichen kann, kann auch noch eine Kugelführung vorgesehen sein, die jedoch in der Zeichnung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist. Es ist auch möglich, den Steuerkörper 30 und den Anker 28 zusammen einstückig auszuführen.
Bewegt sich der Dämpferkolben 10 nach oben bzw. der Zylinder 6 gegenüber dem Dämpferkolben 10 nach unten, so strömt das Druckmedium aus dem oberen Arbeitsraum 12 durch den oberen Strömungsdurchlaßabschnitt 42, durch den Nuteinstich 46, durch den Steuerquerschnitt 55, durch den Ringeinstich 48 und durch den unteren Strömungsdurchlaßabschnitt 44 in den unteren Arbeitsraum 14. Andererseits, bei sich nach unten bewegendem Dämpferkolben 10 bzw. bei relativ zum Dämpferkolben 10 nach oben sich bewegendem Zylinder 6 strömt das Druckmedium aus dem unteren Arbeitsraum 14 in entgegengesetzter Richtung und zwar durch den unteren Strömungsdurchlaßabschnitt 44, durch den Ringeinstich 48, durch den Steuerquerschnitt 55, durch den Nuteinstich 46 und durch den oberen Strömungsdurchlaßabschnitt 42 in den oberen Arbeitsraum 12. Das Druckmedium kann je nach relativer Bewegung des Dämpferkolbens 10 wechselweise in beiden Richtungen durch den Strömungsdurchlaß 16 zwischen den Arbeitsräumen 12, 14 hin und her strömen. Je nach Stellung des Ventilkörpers 40 im Dämpferkolben 10 und somit je nach Öffnungsweite des Steuerquerschnitts 55 wird das Druckmedium bei Strömung durch den Strömungsdurchlaß 16 mehr oder weniger angedrosselt, so daß durch Steuerung der Stellung des Ventilkörpers 40 die Dämpfung bzw. die Dampfkraft D des Schwingungsdämpfers 4 gesteuert werden kann.
Der Schwingungsdämpfer hat zwei Arbeitsbereiche I und II. Im ersten Arbeitsbereich I ist der Ventilkörper 40 vorgesteuert; im zweiten Arbeitsbereich II ist der Ventilkörper 40 direkt gesteuert. Nachfolgend wird zunächst der erste Arbeitsbereich I näher betrachtet, bei dem der Ventilkörper 40 nicht unmittelbar von der Steuerkraft F, sondern von einem von der Steuerkraft F gesteuerten Vorsteuerdruck beaufschlagt ist.
Wenn der Schwingungsdämpfer 4 im ersten Arbeitsbereich I arbeitet, dann befindet sich der obere Federteller 56 in seiner oberen Endlage und liegt somit mit seiner oberen, dem Ventilkörper 40 abgewandten Stirnseite an einer Stufe 84 der Bohrung 50 an.
Je nachdem, ob der Druck im oberen Arbeitsraum 12 oder im unteren Arbeitsraum 14 größer als der Druck im jeweils anderen Arbeitsraum ist, kann ein sehr kleiner Teil des Druckmediums aus dem Arbeitsraum 12, 14 mit dem höheren Druck durch den dritten Vorsteuerkanal 63 oder durch den vierten Vorsteuerkanal 64 in den Zulaufdruckraum 80 strömen. Dies bedeutet, in dem Zulaufdruckraum 80 herrscht der jeweils höhere Druck der Arbeitsräume 12, 14. Aus dem Zulaufdruckraum 80 kann dieser sehr kleine Teil des Druckmediums durch die Engstelle 66 in den Vorsteuerdruckraum 72 strömen. Der in dem Vorsteuerdruckraum 72 herrschende Vorsteuerdruck beaufschlagt die Druckfläche 76 des Steuerkörpers 30. Entsprechend der Steuerkraft F hebt der Steuerkörper 30 gerade so weit vom Ventilsitz 70 ab und durch den Vorsteuerquerschnitt 71 kann aus dem Vorsteuerdruckraum 72 gerade so viel Druckmedium entweichen, daß der Vorsteuerdruck im Vorsteuerdruckraum 72 gerade der Größe der Steuerkraft F entspricht. Somit kann über die Steuerkraft F der Vorsteuerdruck im Vorsteuerraum 72 gesteuert werden. Da durch die Engstelle 66 nur wenig Druckmedium in den Vorsteuerdruckraum 72 einströmen kann, genügt zum Einregulieren des Vorsteuerdrucks im Vorsteuerdruckraum 72 ein geringes Öffnen des Vorsteuerquerschnitts 71, so daß hierzu der Steuerkörper 30 insgesamt einen sehr kleinen Stellweg zurücklegen muß. Der von der Steuerkraft F steuerbare Vorsteuerdruck im Vorsteuerdruckraum 72 beaufschlagt den Ventilkörper 40 in Schließrichtung, während der jeweils größere der Drücke der Arbeitsräume 12, 14 den Ventilkörper 40 in Öffnungsrichtung beaufschlagt. Arbeitet der Schwingungsdämpfer im ersten Arbeitsbereich I, so liegt der obere Federteller 56 der Begrenzereinheit 34 an der Stufe 84 an und der Zulaufdruck im Zulaufdruckraum 80 verschiebt den Ventilkörper 40 gerade so weit gegen die Federkraft der Feder 36 und gegen den Vorsteuerdruck im Vorsteuerdruckraum 72, daß am Ventilkörper 40 Druckgleichgewicht herrscht. Somit kann über die Größe der Steuerkraft F über den Umweg der Steuerung des Vorsteuerdrucks indirekt der Differenzdruck zwischen den beiden Arbeitsräumen 12, 14 gesteuert werden. Entsprechend der Steuerkraft F öffnet der Ventilkörper 40 den Steuerquerschnitt 55 gerade so weit, daß der gewünschte Differenzdruck eingestellt wird.
Der Steuerquerschnitt 55 öffnet gerade so weit, daß der zwischen den Arbeitsräumen 12, 14 sich austauschende Druckmedium-Strom mit der gewünschten Druckdifferenz hindurchströmen kann. Ist der Druckmedium- Strom groß, so öffnet der Steuerquerschnitt 55 weit und ist der Druckmedium-Strom klein, so öffnet der Steuerquerschnitt 55 weniger weit. Dies ist unabhängig von der Steuerkraft F und hängt, damit entsprechend der Steuerkraft F der gewünschte Differenzdruck gehalten wird, von der Größe des Druckmedium-Stromes ab. Der Differenzdruck bestimmt die Dämpfung bzw. die Dämpfkraft D des Schwingungsdämpfers.
Aus dem Ablaufdruckraum 78 kann das Druckmedium durch den ersten Vorsteuerkanal 61 oder durch den zweiten Vorsteuerkanal 62 in den oberen Arbeitsraum 12 oder in den unteren Arbeitsraum 14 abströmen, je nachdem, in welchem der beiden Arbeitsräume 12, 14 der niedrigere Druck herrscht.
Da im ersten Arbeitsbereich I der obere Federsteller 56 an der Stufe 84 fest anliegt und weil der Kolben 32 am oberen Federsteller 56 anliegt, bleibt der Kolben, solange der Schwingungsdämpfer im ersten Arbeitsbereich I arbeitet, ortsfest in der Bohrung 82 stehen.
Die Fig. 4 zeigt die Begrenzereinheit 34 in gestrecktem Zustand und an der Stufe 84 anliegend. Die entsprechenden Teile der Ventileinrichtung 20 sind so-aufeinander abgestimmt, daß dabei der Steuerquerschnitt 55 eine bestimmte, geometrisch festgelegte Größe aufweist. Im ersten Arbeitsbereich I kann der Steuerquerschnitt, ausgehend von der bestimmten, geometrisch festgelegten Größe, geöffnet werden.
Es folgt nun eine nähere Betrachtung des zweiten Arbeitsbereichs II des Schwingungsdämpfers.
Die Längen der zusammengebauten Teile sind so aufeinander abgestimmt, daß bei maximaler Länge der Begrenzereinheit 34 und wenn die Begrenzereinheit 34 an der Stufe 84 anliegt, der Steuerquerschnitt 55 zwischen der Steuerkante 52 und der feststehenden Kante 54 um die bestimmte, geometrisch festgelegte Größe geöffnet ist. Um den Steuerquerschnitt 55 ausgehend von dieser bestimmten Größe weiter zu schließen, kann die Steuerkraft F über den Steuerkörper 30 den Kolben 32 in Richtung des Ventilkörpers 40 betätigen. Dabei wird der Kolben 32 in der Bohrung 82 axial verschoben, und dabei hebt der obere Federteller 56 von der Stufe 84 ab. Wenn der Schwingungsdämpfer im zweiten Arbeitsbereich II arbeitet, kann die Begrenzereinheit 34 als starr angesehen werden. Deshalb wird, im gleichen Maße wie der Kolben 32 nach unten (Fig. 4) verstellt wird, über die Begrenzereinheit 34 auch der Ventilkörper 40 nach unten betätigt, so daß der Steuerquerschnitt 55 entsprechend geschlossen wird. In dem zweiten Arbeitsbereich II arbeitet die Ventileinrichtung 20 mit dem Ventilkörper 40 in direkt gesteuerter Weise. Im zweiten Arbeitsbereich II wird der Ventilkörper 40 von der Steuerkraft F direkt gesteuert, ohne Umweg über einen Vorsteuerdruck. Im zweiten Arbeitsbereich II bilden der Ventilkörper 40, die Begrenzereinheit 34, der Kolben 32, der Steuerkörper 30 und der Anker 28 eine zusammenhängende Einheit, ohne daß diese Einheit verkürzt bzw. gelängt wird. Diese Einheit bewegt sich gemeinsam, ohne ihre relative Lage zueinander zu verändern. Da im zweiten Arbeitsbereich II der Vorsteuerquerschnitt 71 im wesentlichen geschlossen ist, herrscht im Vorsteuerdruckraum 72 derselbe Druck wie in dem Zulaufdruckraum 80.
Die Fig. 5 zeigt beispielhaft ein Kennlinienfeld eines erfindungsgemäß ausgeführten Schwingungsdämpfers.
In der Abszisse ist die Relativgeschwindigkeit V, mit der sich der Dämpferkolben 10 relativ zum Zylinder 6 bewegt, dargestellt. In der Ordinate ist die Dämpfung bzw. die Dämpfkraft D des Schwingungsdämpfers bzw. der Differenzdruck zwischen den beiden Arbeitsräumen 12, 14 aufgetragen. Entsprechend der Relativgeschwindigkeit V ergibt sich der durch die Ventileinrichtung 20 strömende Druckmedium-Strom, so daß bei Wiedergabe des Druckmedium-Stroms in der Abszisse ein gleiches Kennlinienfeld entstehen würde.
Angenommen, der Ventilkörper 40 wäre nicht verschieblich, sondern in der in der Fig. 4 dargestellten Stellung in der Ventilbohrung 50 festgeklemmt und der Steuerquerschnitt 55 wäre die bereits erwähnte, bestimmte, geometrisch festgelegte Größe geöffnet, so würde bei zunehmender Relativgeschwindigkeit V die Dämpfkraft D entsprechend der parabelförmigen Kurve a (Fig. 5) zunehmen und bei kleiner werdender Relativgeschwindigkeit V würde die Dämpfkraft D entlang der Kurve a abnehmen. Da der Ventilkörper 40 jedoch axial verschiebbar ist, wird bei zunehmender Relativgeschwindigkeit V, nachdem die Dämpfkraft D ein bestimmtes Maß erreicht hat, der Ventilkörper 40 gegen die Federkraft der Feder 36 nach oben ausgelenkt, entsprechend der Steuerkraft F. Bei dem Schwingungsdämpfer ist die Steuerkraft F über die steuerbare Bestromung des Elektromagneten 26 veränderbar. Somit ist auch die Dämpfkraft D entsprechend der Steuerkraft F zwischen der Linie b und der Linie c einstellbar. Die Linie b wird erreicht, wenn die Steuerkraft F Null ist. In diesem Fall bestimmt sich die minimale Dämpfkraft D durch die Federkraft der Feder 36. Damit der Ventilkörper 40 nach oben abheben kann, muß diese Federkraft immer überwunden werden. Wie bereit einleitend erwähnt, ist es nicht möglich, die Federkraft der Feder 36 beliebig klein zu wählen, so daß auch dann, wenn die Steuerkraft F Null ist, eine bestimmte Dämpfkraft D nicht unterschritten werden kann. Bei größeren Relativgeschwindigkeiten V spielt dies keine Rolle, weil dann bei den vorgesehenen Anwendungen des Schwingungsdämpfers nie eine kleinere Dämpfkraft D erforderlich ist. Die obere Linie c wird im wesentlichen bestimmt von der mit Hilfe des Elektromagneten 26 erzielbaren größtmöglichen Steuerkraft F.
Wenn, ausgehend von dem in der Fig. 5 eingetragenen ersten Arbeitsbereich I, die Relativgeschwindigkeit V abnimmt, so beginnt die Feder 56 sich auszudehnen, bis die Begrenzereinheit 34 ihre maximal mögliche Länge erreicht. Dann erreicht der Steuerquerschnitt 55 seine bereits erwähnte, bestimmte, geometrisch festgelegte Größe. Wenn die Relativgeschwindigkeit V nun noch weiter abnimmt, so kann die Steuerkraft F über den axial verschiebbaren Kolben 32 und über die nun starre Begrenzereinheit 34 den Ventilkörper 40 weiter nach unten betätigen und dadurch den Steuerquerschnitt 55 weiter schließen, wodurch der Schwingungsdämpfer nun in dem in der Fig. 5 mit II bezeichneten zweiten Arbeitsbereich II arbeitet. Dieser zweite Arbeitsbereich II erstreckt sich beispielsweise zwischen der parabelförmigen Kurve a, sowie der Linie d und einer weiteren parabelförmigen Kurve e. Die Kurve e kommt daher, weil eine gewisse Leckage zwischen den beiden Arbeitsräumen 12, 14 nie ganz zu vermeiden ist.
Im zweiten Arbeitsbereich II wirkt die Begrenzereinheit 34 als starres Gebilde. Der Kolben 32 ist verschiebbar. Der Anker 28, der Steuerkörper 30, der Kolben 32, die Begrenzereinheit 34 und der Ventilkörper 40 bilden im zweiten Arbeitsbereich II eine in sich starre Einheit, die, zur Steuerung des Steuerquerschnitts 55, zusammenhängend verstellt wird. Die Rückstellfeder 38 bzw. der Zulaufdruck im Zulaufdruckraum 80 sorgen dafür, daß diese Teile 28, 30, 32, 34 und 40 zusammen bleiben.
Es ist möglich, den Kolben 32 und den oberen Federteller 56 als ein Teil auszuführen. Ebenso kann der untere Federteller 58 und der Ventilkörper 40 ein gemeinsames Bauteil sein.
Die Fig. 6 zeigt beispielhaft eine Abwandlung einer Einzelheit des in der Fig. 4 ausschnittweise dargestellten Schwingungsdämpfers.
In der Fig. 4 ist der Durchmesser der Bohrung 82 und damit der Wirkdurchmesser des Kolbens 32 größer als die Druckfläche 76 des Steuerkörpers 30. In der Fig. 6 ist der Durchmesser der Bohrung 82 und damit der Wirkdurchmesser des Kolbens 32 kleiner als die Druckfläche 76 des Steuerkörpers 30.
Der Schwingungsdämpfer kann aufverschiedene Weise ausgeführt sein, so daß man die jeweils gewünschten, dem jeweiligen Bedarfangepaßten Arbeitsbereiche I und II erhalten kann. Die Arbeitsbereiche I und II kann man beispielsweise durch entsprechende Wahl der Feder 36 und der Rückstellfeder 38, durch geeigneten Durchmesser des Ventilkörpers 40, durch Wahl der Engstelle 66, durch Abstimmung des Wirkdurchmessers des Kolbens 32 und durch Abstimmung der Druckfläche 76 beeinflussen. Insbesondere dadurch, ob die Druckfläche 76 des Steuerkörpers 30 größer oder kleiner als der Wirkdurchmesser des Kolbens 32 gewählt wird, können die Arbeitsbereiche I und II entsprechend beeinflußt werden. Beispielsweise kann durch Wahl der bestimmten, geometrisch festgelegten Größe des Steuerquerschnitts 55 für den in der Fig. 4 dargestellten Zustand, bei dem der obere Federteller 56 an der Stufe 84 anliegt und die Begrenzereinheit 34 ihre maximale Länge erreicht, die in der Fig. 5 dargestellte parabelförmige Kurve a dem jeweiligen Bedarfangepaßt werden. Bei der Feder 36 und der Rückstellfeder 38 können die Kräfte und die Federrate dieser Federn entsprechend dem Bedarf gewählt werden. Wird beispielsweise die Rückstellfeder 38 mit einer hohen Federrate (steife Feder) versehen, so wird mit zunehmendem Schließen des Steuerquerschnitts 55 der Einfluß der Rückstellfeder 38 zunehmend größer, so daß man beispielsweise eine der in der Fig. 5 mit f bzw. g bzw. h bezeichneten Kurven erhalten kann.
Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser der Ventilbohrung 50 im Bereich des Ventilkörpers 40 konstant, so daß beim Schließen des Steuerquerschnitts 55 die Steuerkante 52 über die feststehende Kante 54 hinaus verstellt werden kann. Es ist auch möglich, den Durchmesser der Ventilbohrung 50 im Bereich der feststehenden Kante 54 mit einem Absatz zu versehen und den Durchmesser des Ventilkörpers 40 entsprechend anzupassen, so daß beim Schließen des Steuerquerschnitts 55 die Steuerkante 52 des Ventilkörpers 40 an der feststehenden Kante 54 zur Auflage kommt.
Es ist auch möglich, die Steuerkante 52 oder die feststehende Kante 54 mit einem in axialer Richtung wellenartigen Profil oder mit in axialer Richtung sich erstreckenden Kerben zu versehen, so daß beim Öffnen bzw. beim Schließen des Steuerquerschnitts 55 ein relativ weicher Übergang erzielbar ist. Auch dadurch kann das Kennlinienfeld, insbesondere im zweiten Arbeitsbereich II, beeinflußt werden.
Wie bereits erwähnt, muß im ersten Arbeitsbereich I zum Steuern des Ventilkörpers 40 der Steuerkörper 30 nur sehr wenig Hub ausführen. Da die Durchmesser der Steuerkante 52 bzw. der feststehenden Kante 54 relativ groß sind, muß, um einen beachtlichen Steuerquerschnitt 55 freizugeben, nur ein geringer Hub ausgeführt werden, so daß auch zur direkten Betätigung des Ventilkörpers 40 im zweiten Arbeitsbereich II nur ein geringer Hub des Steuerkörpers 30 erforderlich ist. Da deshalb der Anker 28 nur insgesamt einen kleinen Hub ausführen können muß, können leicht beschaffbare, einfache Proportionalmagnete oder einfache Stellmagnete zur Erzeugung der Steuerkraft F verwendet werden.
Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Elektromagnet 26 nach unten und somit in Richtung der Steuerkraft F. Es ist aber auch möglich, eine in der Fig. 4 nur gestrichelt angedeutete Feder 86 vorzusehen, die die Steuerkraft F erzeugt, und zum Verkleinern der Steuerkraft F muß der Elektromagnet 26 den Anker 28 nach oben betätigen. Diese Ausführungsvariante benötigt zwar noch die Feder 86, hat aber den Vorteil, daß bei Ausfall des Elektromagneten 26 die maximale Steuerkraft F und damit die maximale Dämpfkraft D erzielt wird. Dies kann bei manchen Schwingungsdämpfern aus Sicherheitsgründen erwünscht sein.
Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel kann sich der Zulaufdruck im Zulaufdruckraum 80, wenn der Ventilkörper 40 direkt gesteuert im zweiten Arbeitsbereich II arbeitet, auch in den Steuerdruckraum 72 ausbreiten, so daß auch im Steuerdruckraum 72 der gleiche Druck wie im Zulaufdruckraum 80 herrscht, weil, solange der Ventilkörper 40 direkt gesteuert wird, der Vorsteuerquerschnitt 71 geschlossen ist. Damit herrscht Gleichgewicht am Ventilkörper 40, und die Steuerkraft F muß nur noch gegenüber dem auf den relativ kleinen Wirkdurchmesser des Kolbens 32 wirkenden Zulaufdruck das Gleichgewicht halten. Somit kann auch dann, wenn der Schwingungsdämpfer im zweiten Arbeitsbereich II arbeitet, der Differenzdruck zwischen den beiden Arbeitsräumen 12, 14 weitgehend unabhängig von der Relativgeschwindigkeit V eingestellt werden. D. h., die Steuerkraft F steuert auch im zweiten Arbeitsbereich II unmittelbar den Differenzdruck bzw. die Dämpfkraft D und die Größe des Steuerquerschnitts 55 stellt sich automatisch entsprechend der Relativgeschwindigkeit V ein.
Der Schwingungsdämpfer kann aber auch so abgewandelt werden, daß der Ventilkörper 40 dann, wenn der Schwingungsdämpfer im zweiten Arbeitsbereich II arbeitet, unabhängig vom zwischen den beiden Arbeitsräumen 12, 14 herrschenden Differenzdruck verstellt werden kann. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß beim Schließen des Steuerquerschnitts 55 ab einem gewissen Stellweg auch die beiden Vorsteuerkanäle 63, 64 verschlossen werden. Dies ist leicht möglich, wenn man den Vorsteuerkanal 63 so anordnet, daß er ab einem bestimmten Stellweg des Ventilkörpers 40 von der feststehenden Kante 54 überdeckt wird. Entsprechend kann man den Vorsteuerkanal 64 so in den Zulaufdruckraum 80 einleiten, daß er ebenfalls ab einem bestimmten Stellweg des Ventilkörpers 40 vom Ventilkörper 40 überdeckt wird. So ist es auf einfache Weise möglich, den Schwingungsdämpfer so abzuändern, daß bei direkt betätigtem Ventilkörper 40, d. h. im zweiten Arbeitsbereich II, der Steuerquerschnitt 55 entsprechend der Steuerkraft 50 einstellbar ist. Hierbei ist die Dämpfkraft D nicht nur von der Steuerkraft F, sondern im wesentlichen auch von der Relativgeschwindigkeit V abhängig. Bei dieser Ausführungsvariante wird im ersten Arbeitsbereich I durch die Steuerkraft F die Dämpfkraft D gesteuert, und die Größe des Steuerquerschnitts 55 ergibt sich in Abhängigkeit der Relativgeschwindigkeit V. Im zweiten Arbeitsbereich II bestimmt die Steuerkraft F die Größe des Steuerquerschnitts 55, und die Dämpfkraft D ergibt sich dann in Abhängigkeit zur Relativgeschwindigkeit V. Das heißt, bei dieser Ausführungsvariante ist, je nachdem in welchem Arbeitsbereich der Schwingungsdämpfer arbeitet, die Dämpfkraft D direkt oder indirekt steuerbar.
Die Ventileinrichtung 20 mit dem Ventilkörper 40 kann, wie in der Fig. 4 dargestellt, innerhalb des Dämpferkolbens 10 angeordnet sein.
Es ist aber auch möglich, die Ventileinrichtung 20 außerhalb des Zylinders anzuordnen und zwar so, daß über entsprechend gestaltete Durchflußleitungen von den beiden Arbeitsräumen 12, 14 das Druckmedium durch den Strömungsdurchlaß 16 der Ventileinrichtung 20 hindurchgeführt wird.
Die Fig. 7 zeigt beispielhaft eine weitere Ausführungsform des Schwingungsdämpfers.
Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Schwingungsdämpfer 4 gibt es die zwei Arbeitsräume 12, 14, die vom Dämpferkolben 10 getrennt sind. Es ist aber beispielsweise möglich, als Schwingungsdämpfer einen sogenannten Plungerzylinder 4′ vorzusehen, der keinen Dämpferkolben besitzt. Bei dem sogenannten Plungerzylinder 4′ wird beim Eintauchen der Kolbenstange 8′ ein Innenraum 12′ des Zylinders 6′ verkleinert und das dadurch verdrängte Volumen wird in einen außerhalb des Plungerzylinders 4′ angeordneten Arbeitsraum 14′ verdrängt. In diesem Fall verbindet der Strömungsdurchlaß 16, in dem die Ventileinrichtung 20 angeordnet ist und wo die Dämpfkraft D gesteuert wird, beispielsweise den Innenraum 12′ des Plungerzylinders 4′ mit dem außerhalb des Zylinders angeordneten Arbeitsraum 14′, wie in der Fig. 7 beispielhaft dargestellt. Beim Austauchen der Kolbenstange 8′ strömt das Druckmedium in umgekehrter Richtung durch die Ventileinrichtung 20.
Die in den Fig. 3 und 7 dargestellten Ausführungsvarianten zeigen jeweils einen Schwingungsdämpfer 4, 4′ zur Dämpfung von Bewegungsabläufen von zwei sich relativ zueinander bewegender Massen 1, 2, mit einem Zylinder 6, 6′ mit mindestens einem ein Druckmedium enthaltenden Arbeitsraum 12, 14 bzw. 12′ mit mindestens einem Arbeitsraumvolumen, wobei das Arbeitsraumvolumen des mindestens einen Arbeitsraums durch eine Relativbewegung der beiden Massen 1, 2 zueinander veränderbar ist, mit einem mit dem mindestens einen Arbeitsraum 12, 14 bzw. 12′ verbundenen, mit mindestens einem Ventilkörper 40 steuerbaren, vom Druckmedium durchströmbaren Strömungsdurchlaß 16, ferner mit einer mit Steuersignalen der elektrischen Steuerung 18 ansteuerbaren und in Abhängigkeit von den Steuersignalen eine Steuerkraft F erzeugenden Steuereinrichtung (Elektromagnet 26), wobei abhängig von der Steuerkraft F in dem ersten Arbeitsbereich I ein den mindestens einen Ventilkörper 40 beaufschlagender Vorsteuerdruck (im Vorsteuerdruckraum 72) steuerbar ist und wobei der mindestens eine Ventilkörper 40 in dem zweiten Arbeitsbereich II von der Steuerkraft F auch noch direkt betätigbar ist.
Im ersten Arbeitsbereich I ist der mindestens eine Ventilkörper 40 indirekt über den Vorsteuerdruck steuerbar und beim Betreiben des Schwingungsdämpfers 4, 4′ im zweiten Arbeitsbereich II ist der mindestens eine Ventilkörper 40 von der Steuerkraft F direkt betätigbar.
Zur Ermittlung der Stellung des Ventilkörpers 40 und damit zur besonders genauen Steuerung bzw. Regelung des Steuerquerschnitts 55 kann ein Wegsensor 88 vorgesehen sein, dessen Ausgangssignale der Steuerung 18 zugeleitet werden, welche dementsprechend die Bestromung des Elektromagneten 26 steuert bzw. korrigierend eingreift.
Der Ventilkörper 40 ist, wie die Fig. 4 zeigt, in der Ventilbohrung 50 axial gleitverschiebbar. Die Erfindung kann aber auch so ausgeführt sein, daß der Ventilkörper nicht gleitverschiebbar gelagert, sondern an einer Membrane aufgehängt ist. Der Ventilkörper kann aber auch zusammen mit der Membrane einstückig ausgeführt sein.
Im ersten Arbeitsbereich I arbeitet der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer in gleicher Weise wie es in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 364 757 für die dort dargestellten Schwingungsdämpfer beschrieben ist. Insbesondere ist es leicht möglich, den in der Zeichnung vorliegender Anmeldung beispielhaft dargestellten Ventilkörper 40 beispielsweise durch einen in der Fig. 2 der erwähnten Europäischen Patentanmeldung gezeigten Stufenkolben zu ersetzen. Ebenso kann der Ventilkörper 40 beispielsweise auch durch die beiden in der Fig. 1 der Europäischen Anmeldung gezeigten Kolben der Hauptstufe ersetzt werden. Dabei ist beispielsweise einer der beiden Kolben für den Einfahrhub und der jeweils andere Kolben für den Ausfahrhub zuständig. Im Rahmen unserer Erfindung ist es möglich, beide Kolben sowohl indirekt als auch direkt mit je einer separaten Begrenzereinheit zu betätigen oder aber nur für einen der beiden Kolben die direkte Betätigung vorzusehen. In dem ersten Arbeitsbereich I arbeitet der Schwingungsdämpfer vorliegender Anmeldung in gleicher Weise wie der in der Europäischen Patentanmeldung gezeigte Schwingungsdämpfer, so daß bezüglich weiterer Einzelheiten auf das bereits Bekannte hingewiesen werden kann.
Zwischen dem in der Fig. 4 vorliegender Anmeldung dargestellten Schwingungsdämpfer und dem in der EP-A-0 364 757 gezeigten Dämpfer besteht unter anderem der wesentliche Unterschied, daß gemäß der Fig. 4 die Wirkung der Feder 36 durch die Begrenzereinheit 34 begrenzt ist, so daß die Feder 36 von sich aus den Steuerquerschnitt 55 nicht unter die erwähnte, bestimmte, geometrisch festgelegte Größe schließen kann. Das weitere Schließen des Steuerquerschnitts 55 unter diese bestimmte, geometrisch festgelegte Größe erfolgt dann durch direkte Betätigung des mindestens einen Ventilkörpers 40, wobei dabei die Begrenzereinheit 34 mit der Feder 36 einen in sich starren, insgesamt verstellbaren Gegenstand bildet. Bei der erwähnten Europäischen Patentanmeldung ist der Ventilsitz, gegen den die Steuerkraft den Steuerkörper betätigt, immer ortsfest. Im Gegensatz dazu ist bei dem Schwingungsdämpfer vorliegender Patentanmeldung der Ventilsitz 70 an einem gegenüber dem Gehäuse (Dämpferkolben 10) verschiebbaren Bauteil (Kolben 32) vorgesehen.

Claims (8)

1. Schwingungsdämpfer zur Dämpfung von Bewegungsabläufen von zwei sich relativ zueinander bewegender Massen, mit einem Zylinder mit mindestens einem ein Druckmedium enthaltenden Arbeitsraum mit einem Arbeitsraumvolumen, wobei das Arbeitsraumvolumen durch eine Relativbewegung der beiden Massen zueinander veränderbar ist, mit einem mit dem mindestens einen Arbeitsraum verbundenen, mit mindestens einem Ventilkörper steuerbaren, vom Druckmedium durchströmbaren Strömungsdurchlaß, ferner mit einer mit Steuersignalen ansteuerbaren und in Abhängigkeit von den Steuersignalen eine Steuerkraft (F) erzeugenden Steuereinrichtung, wobei abhängig von der Steuerkraft (F) ein den mindestens einen Ventilkörper beaufschlagender Vorsteuerdruck steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Ventilkörper (40) von der Steuerkraft (F) direkt betätigbar ist.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern des Vorsteuerdrucks von der Steuerkraft (F) ein Steuerkörper (30) betätigbar ist.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (40) von einer Feder (36) in Schließrichtung beaufschlagbar ist.
4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur direkten Betätigung des Ventilkörpers (40) die Steuerkraft (F) über den Kolben (32) bzw. über die Feder (36) zum Ventilkörper (40) geleitet wird.
5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Feder (36) von einer Begrenzereinheit (34) begrenzt ist.
6. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (40) von einer Rückstellfeder (38) in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist.
7. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (40) direkt gesteuert druckabhängig arbeiten kann.
8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (40) direkt gesteuert wegabhängig arbeiten kann.
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