DE19500904A1 - Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Entsprechende Schwingungsdämpfer sind u. a. aus der DE-OS 41 18 030 A1 bekannt. Ein stetiges Problem ist die Verringerung des notwendigen Bauraums. Bei den kolbenstangenseitigen verstellbaren Dämpfventilen darf sich durch die Ventilbetätigungseinrichtungen der max. Hubweg nicht nennenswert reduzieren. Die außenliegenden Dämpfventile hadern in den Radkästen stets mit Platzproble­ men. Darüber hinaus muß eine Vereinfachung der Einzelteile und/oder eine Teile­ reduzierung erreicht werden, um das Kostenproblem zu lösen.

Aufgabe der vorliegende Erfindung ist es die beschriebenen Schwierigkeiten be­ züglich des Bauraums und der Kosten zu lösen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Durch diese vorteilhafte Maßnahme kann der ohnehin knappe Bauraum besser ausgenutzt werden. Ein separater Rückschlußkörper erübrigt sich, so daß sich die verringerte Teilezahl positiv auf die Montage aber auch auf den Herstellungspreis auswirkt.

Des weiteren ist vorgesehen, daß die Führung des Ankers außerhalb des Primär­ magnetflusses liegt. Dadurch kann der Abstand zwischen dem Anker und den radial benachbarten Teilen innerhalb einer Rückschlußkörperkette des Magnet­ flusses so klein gewählt werden, daß gerade eben ein Klebeeffekt vermieden wird, aber ein ausreichender magnetischer Fluß gewährleistet ist. Der dazu reali­ sierbare Abstand ist so gering, daß ein handhabbarer Isolator deutlich mehr radia­ len Bauraum benötigen würde. Bei einer Ausführungsvariante besteht innerhalb der Führung des Ankers mindestens ein Teil aus einem Werkstoff mit einer ge­ ringen magnetischen Leitfähigkeit. Alternativ kann der Anker eine Querschnitts­ reduzierung aufweisen, die den Magnetfluß in einen Haupt- und mindestens einen Nebenfluß aufteilt, wobei es für die Führung dann nicht zu Klebewirkungen kommt, da diese im Nebenfluß liegt.

Als weitere vorteilhafte Maßnahme zur Bauraumreduzierung ist der Anker koaxial zum Spulenkörper angeordnet. Damit der Magnetfluß präzise geführt ist, weist der Spulenkörper eine gestufte Körperkontur auf. Zusätzlich weist der Anker mit dem Spulenkern eine axiale Überdeckung auf, so daß in radialer Richtung ein leichter Übergang des Magnetflusses erfolgen kann. Als weiteres Merkmal zur Lenkung des Magnetflusses weist der Spulenkern in Richtung des Ankers eine Ausnehmung auf. Dabei ist die Ausnehmung deutlich tiefer als die Länge des Betätigungsweges des Ankers.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist der Spulenkörper eine Mindest­ länge auf, die sich aus der Länge des im magnetischen Hauptflusses befindlichen Ankerteils und dem Ankerbewegungsweg zusammensetzt. Dadurch wirkt der Spulenkörper als Isolator zwischen Anker und Gehäuse und dient der Ausrichtung des Magnetflusses.

Zur Reduzierung der erforderlichen Magnetkräfte ist der Anker zumindest teilwei­ se druckausgeglichen, wofür der Anker eine Strömungsverbindung für einen Druckausgleichsraum besitzt, wobei an einer beliebigen Stelle zwischen dem Druckausgleichsraum und einem Kabelanschluß für den Spulenkörper ein Dich­ tungseinsatz angeordnet ist. Der Dichtungseinsatz bewirkt, daß in den Bereich des Kabelanschlusses kein Öl eindringen kann. Dadurch kann der Fertigungsauf­ wand bei der Montage der Stromkabel und deren Abdichtung gegenüber dem Hydraulikteil der Ventilbetätigungseinrichtung drastisch verringert werden.

Vorteilhafterweise weist der Spulenkern einen im wesentlichen T-förmigen Quer­ schnitt auf. Der Spulenkern bildet damit einen Deckel für die Ventilbetätigungs­ einrichtung. In einer vorteilhaften Ausführung weist die hohle Kolbenstange des Schwingungsdämpfer den Gehäuseabschnitt, der den Rückschlußkörper darstellt, auf.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 Schwingungsdämpfer mit koaxialer Ankeranordnung,

Fig. 2 Schwingungsdämpfer mit einer Reihenanordnung bezüglich Anker und Spulenkörper.

Die Fig. 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 23 beispielhaft in der Form eines Ein­ rohrschwingungsdämpfers. Der Schwingungsdämpfer 23 umfaßt einen dämpf­ mittelgefüllten Zylinder 25, der von einem Kolben 27 an einer hohlen Kol­ benstange 29 in einen oberen und unteren Arbeitsraum 31; 33 unterteilt wird. Beide Arbeitsräume sind über Dämpfungsventile 35; 37 für die Zug- und Druck­ richtung der Vorrichtung 1 verbunden. Des weiteren weist der Kolben 27 eine Fluidenverbindung 17 auf, die mittels eines Aktuators parallel zu den Dämp­ fungsventilen 35; 37 die beiden Arbeitsräume 31; 33 verbindet.

Eine Ventilbetätigungseinrichtung, deren Gehäuse 1 von der hohlen Kolbenstange gebildet wird und in dem ein Spulenkörper 3 angeordnet ist, bildet zusammen mit einem axial beweglichen Anker 5 den Aktuator. Dabei ist der Anker 5 koaxial zum Spulenkörper 3 angeordnet. Des weiteren umfaßt die Ventilbetätigungsein­ richtung einen Spulenkern 7. Der Spulenkern 7 besitzt einen im wesentlichen T-för­ migen Querschnitt, so daß der Spulenkern 7 für das Gehäuse einen Deckel 9 darstellt. An dem gegenüberliegen Ende ist ein Verschlußkörper 11 angeordnet, der für den Anker 5 eine Führung 13 besitzt.

Der Anker 5 ist zweiteilig ausgebildet, wobei der Teil 5b des Ankers, der eine axiale Überdeckung 5c mit dem Spulenkern 7 besitzt aus magnetisierbaren, der Führungsteil 5a aus nicht magnetisierbaren Werkstoffen wie Kunststoff, Messing oder austenitischen Stählen besteht.

Zur bildlichen Darstellung ist der magnetische Fluß, der die Axialbewegung des Ankers bewirkt, eingezeichnet. So bildet der rohrförmige Abschnitt 15 mit dem Deckel 9, dem Spulenkern 7, dem Anker 5b und dem Verschlußkörper 11 eine Reihenanordnung von Rückschlußkörpern. Der einzige bedeutende Spalt innerhalb der Reihenanordnung stellt den Betätigungsweg s dar.

Die Ventilbetätigungseinrichtung 1 weist eine Reihe von baulichen Maßnahmen auf, die den Magnetfluß optimieren. Zum einen ist der Spulenkörper 3 gestuft ausgebildet, wobei der Ankerteil 5b innerhalb des größeren Durchmesser ange­ ordnet ist. Der gestufte Teil des Spulenkörpers isoliert einerseits den Deckel 9 gegenüber der oberen Stirnfläche 5d des Ankers 5b und ermöglicht durch das größere Volumen der Spule eine größere Induktion. Die Stufe kann durch ein an­ gepaßtes Wickelverfahren erfolgen aber auch durch den Einsatz von zwei Wick­ lungen, die ineinander angeordnet sind, realisiert werden. Darüber hinaus besitzt der Spulenkern eine Ausnehmung 7b, wobei die Stirnfläche 7c des Spulenkerns sehr klein ausgeführt ist, um einen Übergangswiderstand zur Bodenfläche 5e des Ankers zu bilden, gleichzeitig aber eine große Überdeckung 5c für einen möglichst geringen Übergangswiderstand in radialer Richtung aufweist.

Zur Vermeidung von Klebeeffekten, die eine kaum beherrschbare Hysterese auf­ grund von Reibung nach sich ziehen, ist zwischen dem Ankerteil 5b und dem Spulenkern 7 ein geringer Luftspalt 5f vorgesehen. Die Führung des Ankers er­ folgt zwischen dem Bodenteil 11 und dem Ankerteil 5a.

Die Fig. 2 teilt sich in eine rechte und eine linke Ausführungsvariante. Bei bei­ den Ventilbetätigungseinrichtungen ist das Gehäuse Bestandteil des Rückschluß­ körpers und der Spulenkörper 3 ist mit dem Anker 5 in Reihe angeordnet. In der linken Zeichnungshälfte ist der Anker wiederum zweigeteilt ausgeführt. Der Ver­ schlußkörper 11a oder das Ankerteil 5a muß aus unmagnetisierbarem Material ausgeführt sein, will man die beschriebene Klebeeffekte vermeiden. Der Magnet­ fluß tritt radial vom rohrförmigen Gehäuseabschnitt auf den Ankerteil 5b über und setzt sich in den Spulenkern 7 fort.

Innerhalb des Ankers 5 ist eine Strömungsverbindung 17 zu einem Drucksaus­ gleichsraum 5e eingebracht. Damit das Hydraulikmedium nicht auf die Rückseite des Spulenkörpers 3 gelangt, ist an einer beliebigen Stelle zwischen dem Druck­ ausgleichsraum 5e und einem Kabelanschluß 19 zur Stromversorgung des Spu­ lenkörpers 3 ein Dichtungseinsatz 21 vorgesehen. Dadurch kann garantiert kein Hydraulikmedium aus der Ventilbetätigungseinrichtung austreten.

In der rechten Zeichnungshälfte ist der Anker 5 einteilig ausgeführt. Um wieder­ um die Klebeeffekte auszuschalten, besitzt der Anker 5 eine Querschnittsreduzie­ rung 5g, die einen Übergangswiderstand für den Magnetfluß darstellt, so daß ein Primärfluß radial über das Gehäuse auf den Anker 5 erreicht wird. Für den Fall, daß das Bodenstück 11b ebenfalls aus magnetisierbaren Werkstoff besteht, stellt sich ein Sekundärmagnetfluß ein, der jedoch aufgrund der Querschnittsreduzie­ rung 5f unbedeutend ist. Wie weiterhin zu entnehmen ist, kann das Bodenstück eingeschraubt, eingeschweißt oder eingerollt sein.

Claims (11)

1. Schwingungsdämpfer mit verstellbarer Dämpfkraft, umfassend einen Zy­ linder, in dem eine hohle Kolbenstange mit einem Kolben axial beweglich ausgeführt ist, wobei der Kolben den Zylinder in zwei Arbeitsräume unter­ teilt, einen ansteuerbaren Spulenkörpers, in dem ein Anker eine Betäti­ gungsbewegung ausführt, wobei der Spulenkörper einen Spulenkern auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Kolbenstange des Schwin­ gungsdämpfer zumindest teilweise einen Rückschlußkörper für den ma­ gnetischen Fluß darstellt.

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (13) des Ankers (5) außerhalb des Primärmagnetflusses liegt.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in­ nerhalb der Führung (13) des Ankers (5) mindestens ein Teil (5a, 11) aus einem Werkstoff mit einer geringen magnetischen Leitfähigkeit besteht.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (5) eine Querschnittsreduzierung (5g) aufweist, die den Magnetfluß in einen Haupt- und mindestens einen Nebenfluß aufteilt.

5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (5) koaxial zum Spulenkörper (3) angeordnet ist.

6. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (3) eine gestufte Körperkontur aufweist.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (5) mit dem Spulenkern (7) eine axiale Überdeckung (5c) aufweist.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern (7) in Richtung des Ankers (5) eine Ausnehmung (7b) aufweist.

9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (7) eine Mindestlänge aufweist, die sich aus der Länge des im magnetischen Hauptflusses befindlichen Ankerteils und dem An­ kerbewegungsweg (5) zusammensetzt.

10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (5b) eine Strömungsverbindung (15) für einen Druckausgleichs­ raum (5e) besitzt, wobei an einer beliebigen Stelle zwischen dem Druck­ ausgleichsraum (5e) und einem Kabelanschluß (17) für den Spulenkörper ein Dichtungseinsatz (19) angeordnet ist.

11. Schwingungsdämpfer nach einem beliebigen Anspruch, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Spulenkern (7) einen im wesentlichen T-förmigen Quer­ schnitt aufweist.