DE3532633C2 - Hydraulischer Dämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Dämpfer und insbesondere auf einen hydraulischen Dämpfer, bei dem eine Dämpfungskraft durch ein in einer Kolbenstange aufge­ nommenes Magnetventil eingeregelt werden kann.

Bei einem hydraulischen Dämpfer, der mit einem einen rohrför­ migen, axial zur Kolbenstange bewegbaren Kolbenschieber ver­ sehen ist, um einen in der Kolbenstange, in die das Magnet­ ventil eingebaut ist, ausgebildeten Umgehungskanal zu öffnen und zu schließen, so daß eine Flüssigkeit durch den Umgehungs­ kanal strömen kann oder diesem gegenüber abgesperrt wird, um eine Dämpfungskraft zu verändern, strömt die Flüssigkeit durch das Innere des Kolbenschiebers (Steuerkolbens) und dann zu diesem radial gerichtet, so daß im praktischen Betrieb die folgenden Nachteile und Schwierigkeiten auftreten.

Durch das auf der Strömung der Flüssigkeit in einem Steuer­ kolben und dem Reibungswiderstand der Flüssigkeit beruhende Druckgefälle wird der Steuerkolben durch die eine höhere Ge­ schwindigkeit aufweisende Strömung fortgerissen. Auch dann, wenn beispielsweise die Strömung nur auf der einen Seite des Steuerkolbens vorhanden ist und auf der anderen Seite nicht, tritt Flüssigkeit in den Steuerkolben von der einen Seite her ein und verläßt diesen an seinem mittigen Teil, womit der Druckausgleich zwischen der Front- und Rückseite des Kolbens auf Grund der auf der Strömung beruhenden Druckabnahme zer­ stört wird, so daß der Kolben bewegt wird. Das hat zum Ergeb­ nis, daß die Dämpfungskraft nicht eingestellt werden kann, und wegen fehlerhafter Betriebsvorgänge wird die Einstellungs­ regelung gestört.

Ein weiterer herkömmlicher, hydraulischer Dämpfer ist aus der DE 29 11 768 C2 bekannt.

Die Dämpfungskraft dieses bekannten hydraulischen Dämpfers ist durch ein Magnetventil regelbar. In der Verlängerung des Ankers dieses Magnetventils befindet sich ein Steuerschieber. Mit Hilfe dieses Steuerschiebers kann ein Überströmkanal zwischen einer oberen und einer unteren Flüssigkeitskammer unterbrochen werden. Der Überströmkanal besteht aus einer Längsbohrung und einer darin mündenden Querbohrung. Zum Unterbrechen des Überströmkanals wird der Steuerschieber so weit in die Längsbohrung eingeschoben, daß die darin mündende Querbohrung verschlossen wird. Wenn beispielsweise die zu unterbrechende Strömung von der unteren Flüssigkeitskammer in die obere Flüssigkeitskammer gerichtet ist, muß der Steuerschieber mit seiner Stirnseite gegen die Strömungsrichtung in die Längsbohrung eingeschoben werden. Obwohl der Steuerschieber eine Bohrung aufweist, wodurch dessen Stirnfläche verkleinert ist, ergibt sich aus der verbleibenden Stirnfläche des Steuerschiebers eine Beeinflussung der Regelung der Dämpfungskraft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Dämpfer zu schaffen, bei dem ein Überströmkanal durch einen von einem Magnetventil angesteuerten Steuerkolben geöffnet oder geschlossen werden kann, wobei die Bewegung des Steuerkolbens von der Strömung wenig beeinflußt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.

Beim erfindungsgemäßen, hydraulischen Dämpfer weist das Magnetventil einen Steuerkolben auf, der um eine feststehende Rohrhülse angeordnet ist. Die Durchgangsöffnung der Rohrhülse bildet einen Teil eines Überströmkanals zwischen den beiden Flüssigkeitskammern des hydraulischen Dämpfers. Ein Durchtritt des Steuerkolbens kann an der Innenseite mit einer Wandöffnung der Rohrhülse und an der Außenseite mit einem Teil des Überströmungskanals in Deckung gebracht werden.

Da erfindungsgemäß die Rohrhülse im Steuerkolben angeordnet ist, die vom Druckgefälle, das auf der Strömung und dem Rei­ bungswiderstand der Flüssigkeit beruht, schwerlich zu beein­ flussen ist, selbst wenn die Strömungsgeschwindigkeit höhere Werte annimmt, wird der Steuerkolben nicht mit weggerissen.

Selbst wenn die Strömung nur auf der einen Seite des Steuer­ kolbens wirkt wird der Druckausgleich zwischen der Front- und Rückseite des Kolbens nicht zerstört. Das Ergebnis ist, daß die Dämpfungskraft ganz genau eingestellt werden kann.

Die Erfindung wird aus der folgenden, auf die Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform deutlich.

Die Zeichnung zeigt in einem Längsschnitt die wesentlichen Bauteile eines hydraulischen Dämpfers gemäß der Erfindung.

Der hydraulische Dämpfer weist einen Zylinder 12, einen Kol­ ben 14 und eine Kolbenstange 16 auf.

Der Kolben 14 ist bewegbar im Zylinder 12 angeordnet, dessen Innenraum in flüssigkeitsdichter Weise durch zwei am Außenum­ fang des Kolbens gehaltene Kolbenringe 18 und 20 in zwei Flüssigkeitskammern A und B geteilt ist. Das eine Ende 17 der Kolbenstange 16 erstreckt sich durch den Kolben 14, wo­ bei auf dieses Ende ein Gewindering 22 geschraubt ist, um den Kolben 14 mit der Kolbenstange 16 zu verbinden. Der Kol­ ben 14 ist mit einer Mehrzahl von Durchtritten 24, von denen einer in der Zeichnung dargestellt ist und durch die bei einem Ausfahren der Kolbenstange 16 Flüssigkeit strömt, sowie mit einer Mehrzahl von Durchlässen 26, von denen einer gezeigt ist und durch die bei einem Einfahren der Kolbenstange 16 Flüssigkeit strömt, versehen, wobei diese Durchtritte und Durchlässe in Umfangsrichtung des Kolbens mit Abstand zuein­ ander angeordnet und die Flüssigkeitskammern A, B hierdurch miteinander verbunden sind.

Auf der der Flüssigkeitskammer A zugewandten Seite der Durch­ tritte 24 und auf der der Flüssigkeitskammer B zugewandten Seite der Durchlässe 26 ist jeweils ein als Blattfeder ausge­ bildetes Ventilelement 28 bzw. 30 angeordnet. Das Ventilele­ ment 28 ist über einen Federteller 32 mit einer Schraubenfe­ der 34 in Anlage, durch die es zum Kolben 14 hin belastet ist. Das Ventilelement 30 ist zwischen den Kolben 14 einerseits und einen Abstandsring 35 sowie Anschlag 36 andererseits ein­ gefügt und mit dem Kolben 14 in Anlage. Die den Durchtritten 24 im Kolben 14 gegenüberliegenden Stellen des Ventilelements 30 und des Anschlags 36 sind jeweils mit Öffnungen 31 bzw. 37 versehen, so daß bei einem Ausfahren der Kolbenstange 16 Flüs­ sigkeit durch die Durchtritte 24 strömen kann.

Die Kolbenstange 16 ist mit einem Kanal 38, der sich axial und über den Kolben 14 hinaus erstreckt sowie mit der Flüssig­ keitskammer A in Verbindung steht, und mit einem Durchlaß 40, der mit der Flüssigkeitskammer B in Verbindung steht, verse­ hen. Bei der gezeigten Ausführungsform besteht die Kolbenstan­ ge 16 aus einem ersten Bauelement 42, das von einer Öffnung des Zylinders ausgeht und sich in diesen erstreckt, sowie aus einem zweiten Bauelement 44 mit einem Endstück 45, das in eine Bohrung 43 des ersten Bauelements 42 eingesetzt und mit diesem verschweißt ist. Der Kanal 38 verläuft in axialer Rich­ tung von einer Stirnfläche des zweiten Bauelements 44 aus, während sich der Durchlaß 40 von der Bohrung 43 des ersten Bauelements 42 aus radial zur Außenumfangsfläche der Kolben­ stange erstreckt.

In der Kolbenstange 16 ist ein Magnetventil 50 aufgenommen, das eine Spule 52, einen festen Eisenkern 54, einen als Steuer­ kolben 56 ausgebildeten bewegbaren Eisenkern und eine Kolben­ führung 58 im gezeigten Beispiel umfaßt und dem eine Rohr­ hülse 60 zugeordnet ist.

Die Kolbenführung 58 ist in die Bohrung 43 des zweiten Bau­ elements 42 eingesetzt und weist einen Kanal 59 auf, der sich in radialer Richtung erstreckt und mit dem Durchlaß 40 in der Kolbenstange 16 fluchtet. Ferner ist in der Bohrung 43 die Spule 52 angeordnet, die durch eine zwischen sie sowie das Endstück 45 des zweiten Bauelements 44 eingefügte elasti­ sche Distanzscheibe 62 unbeweglich festgehalten ist.

Der zylindrisch ausgestaltete feste Eisenkern 54 ist am End­ stück 45 des zweiten Bauelements 44 sowie an der Spule 52 befestigt. An der der Spule 52 zugewandten Seite ist am Eisenkern 54 eine Kappe 64, die einen magnetischen Kreis ab­ trennt oder isoliert, angebracht.

Der zylindrische und axial bewegbar angeordnete Steuerkolben 56 hat einen Durchtritt 66, über den eine Verbindung zum Durchlaß 40 der Kolbenstange hergestellt werden kann. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Steuerkolben in der Kolbenführung 58 axial bewegbar gelagert und von einer Schraubenfeder 68, die zwischen den Steuerkolben sowie den festen Eisenkern 54 eingefügt ist, in Richtung vom Eisenkern 54 weg belastet. Wenn der Steuerkolben 56 gegen die Kolbenführung 58 anstößt, wie die Zeichnung zeigt, so steht der Durchtritt 66 mit dem Durchlaß 40 in der Kolbenstan­ ge über den Kanal 59 in der Kolbenführung 58 in Verbindung. Der Durchtritt 66 wird von einer an der Innenumfangsfläche des Steuerkolbens 56 ausgestalteten Ringnut 67a und einem oder mehreren Zweidurchtritten 67b, die sich von der Ring­ nut 67a zur Außenumfangsfläche des Steuerkolbens erstrecken, gebildet. Der Durchtritt 66 stellt exakt eine Verbindung zu einer Wandöffnung oder Öffnung 70 der Rohrhülse 60 her.

Die innerhalb des Steuerkolbens 56 angeordnete Rohrhülse 60 ist mit dem Kanal 55 in Verbindung. Bei der gezeigten Ausfüh­ rungsform ist die Rohrhülse 60 zwischen dem festen Eisenkern 54 und der Kolbenführung 58 angeordnet, wobei sie zum Kanal 38 der Kolbenstange 16 durch den Kanal 55 im festen Eisenkern 54 Verbindung hat. Die Öffnung 70 der Rohrhülse 60 steht mit dem Durchtritt 66 im Steuerkolben 56 in Verbindung, wenn der Steuerkolben 56 gegen die Kolbenführung 58 anstößt, wie ge­ zeigt ist. Durch diese Kanäle und Durchtritte wird ein Umge­ hungskanal geschaffen, der eine Verbindung zwischen den Flüs­ sigkeitskammern A und B herstellen kann.

Der Steuerkolben 56 kann statt an der Rohrhülse 60 an der Kol­ benführung 58 axial beweglich gelagert sein. In jedem Fall ist, um die die Bewegung des Steuerkolbens 56 begleitende Bewegung der Flüssigkeit zu begünstigen, einer der Zwischen­ räume zwischen dem Steuerkolben 56 sowie der Kolbenführung 58 und zwischen dem Steuerkolben 56 sowie der Rohrhülse 60 grö­ ßer ausgebildet als der andere.

Eine andere Maßnahme, um die die Bewegung des Steuerkolbens 56 begleitende Bewegung der Flüssigkeit zu begünstigen, be­ steht darin, im Steuerkolben 56 einen diesen axial durchset­ zenden Kanal auszubilden, der den Durchtritt 66 nicht schnei­ det, so daß in den Raum zwischen dem Steuerkolben 56 und dem festen Eisenkern 54 eindringende Flüssigkeit durch den Kanal fließen kann.

In Abhängigkeit von der konstruktiven Ausbildung des Magnet­ ventils 50 kann die Kolbenführung 58 auch entfallen. Auch ist die Erfindung auf einen hydraulischen Dämpfer der Doppelrohr­ bauart anwendbar, wobei außerhalb des Zylinders 12 ein wei­ terer Zylinder angeordnet ist.

Der hydraulische Dämpfer wird beispielsweise in eine Aufhän­ gung für ein Kraftfahrzeug eingebaut, wobei die Magnetspule 52 mit einer externen Energiequelle über ein Stromkabel 72 verbunden wird.

Wenn während der Fahrt der Magnetspule 52 Energie nicht zuge­ führt wird, so wird der Steuerkolben 56 in der in der Zeich­ nung gezeigten Lage gehalten. Wird die Kolbenstange 16 ein- und ausgefahren, dann fließt Flüssigkeit zwischen den Kammern A und B durch einen Umgehungskanal oder Überströmkanal, der den Kanal 38, den Kanal 55, die Rohrhülse 60, die Öffnung 70, den Durchtritt 66, den Kanal 59 und den Durchlaß 40 umfaßt, zusätzlich zum Durch­ tritt 24 oder Durchlaß 26 im Kolben 14, so daß die vom hydrau­ lischen Dämpfer 10 erzeugte Dämpfungskraft herabgesetzt wird, um einen besseren Fahrkomfort oder ein besseres Fahrgefühl zu bieten.

Wenn der Magnetspule 52 Energie zugeführt wird, dann wird der Steuerkolben 56 vom festen Eisenkern 54 angezogen, so daß die offene Verbindung zwischen dem Durchtritt 66 im Steuer­ kolben und der Öffnung 70 in der Rohrhülse 60 oder die offene Verbindung zwischen dem Durchtritt 66 und dem Kanal 59 in der Kolbenführung 58 gesperrt wird, womit keine Flüssigkeit durch den Umgehungskanal in der Kolbenstange 16 fließt. Das hat zum Ergebnis, daß die vom hydraulischen Dämpfer 10 erzeugte Dämp­ fungskraft erhöht wird, um eine zufriedenstellende Regel- oder Steuerbarkeit aufrechtzuerhalten.

Da der Steuerkolben 56 außerhalb der Rohrhülse 60 angeordnet ist, ist kaum eine Beeinflussung durch das auf der Strömung beruhende Druckgefälle od. dgl. zu erwarten und wird der Steuerkolben in seiner Lage gehalten, selbst wenn er in der in der Zeichnung gezeigten Stellung oder in der durch das Anziehen des festen Eisenkerns 54 bewirkten Stellung ist.

Claims (6)

1. Hydraulischer Dämpfer mit einem axial verschieblichen Kolben (14), der einen Zylinder (12) in zwei Flüssigkeitskammern (A,B) teilt und mit einer Kolbenstange (16) verbunden ist, die ein Magnetventil (50) und einen mittels diesem verschließbaren Überströmkanal (38, 55, 60, 70, 66, 59, 40) aufweist, über den die beiden Flüssigkeitskammern (A, B) verbindbar sind,

• - wobei das Magnetventil (50) einen relativ zu einer bezüglich der Kolbenstange (16) feststehenden Rohrhülse (60) axial verschieblichen, die Rohrhülse (60) außen umgebenden Steuerkolben (56) aufweist,
• - die Durchgangsöffnung der Rohrhülse (60) einen Teil des Überströmkanals (38, 55, 60, 70, 66, 59, 40) bildet,
• - und wobei ein Durchtritt (66) des Steuerkolbens (56) infolge von dessen Verschiebbarkeit an der Steuerkolbeninnenseite mit einer Wandöffnung (70) der Rohrhülse (60) und an der Steuerkolbenaußenseite mit einem einen Teil des Überströmkanals (38, 55, 60, 70, 66, 59, 40) bildenden Kanal (59) der Kolbenstange (16) in und außer Deckung bringbar ist.

2. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Durchtritt (66) des Steuerkolbens (56) und die Wandöffnung (70) der Rohrhülse (60) jeweils radial erstrecken.

3. Hydraulischer Dämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (50) einen festen Eisenkern (54) mit einem mit dem Kanal (38) in der Kolbenstange (16) in Verbindung stehenden Kanal (55) sowie eine zum festen Eisenkern (54) in axialer Richtung beabstandete Kolbenführung (58) umfaßt, daß der Steuerkolben (56) in dieser bewegbar zwischen dem festen Eisenkern (54) sowie dem oberen Anschlag der Kolbenführung (58) angeordnet ist und daß sich die Rohrhülse (60) axial vom festen Eisenkern (54) innerhalb der Kolbenführung (58) erstreckt.

4. Hydraulischer Dämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Eisenkern (54) eine Kappe (64) hat, die auf der dem Steuerkolben (56) zugewandten Seite einen magnetischen Kreis abtrennt.

5. Hydraulischer Dämpfer nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß axiale Zwischenräume zwischen dem Steuerkolben (56) und entweder der Kolbenführung (58) oder der Rohrhülse (60) vorgesehen sind, um die die Bewegung des Steuerkolbens (56) begleitende Bewegung der Flüssigkeit zu erleichtern.

6. Hydraulischer Dämpfer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritt (66) im Steuerkolben (56) von einer in dessen Innenumfangsfläche ausgestalteten Ringnut (67a) und wenigstens einem von der Ringnut (67a) zur Außenumfangsfläche des Steuerkolbens (56) verlaufenden Zweigdurchtritt (67b) gebildet ist.