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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Dämpfen der Bewegung eines Elements in einem hydraulischen System, wie beispielsweise eines Kolbens einer hydraulisch gedämpften Federung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Im Bereich der Fahrzeugtechnik werden seit langem hydraulische Stoßdämpfer eingesetzt, um die auf das Fahrwerk wirkenden Stöße und Kräfte möglichst schnell abklingen zu lassen. Die Bewegung des Fahrwerks wird dabei in der Regel mittels einer Kolbenstange auf einen hydraulischen Dämpfer übertragen. Bei einer axialen Bewegung der Kolbenstange gegenüber dem Zylinder wird das Hydraulikfluid, wie z. B. Öl, verdrängt und muss dann durch enge Kanäle und Ventile im Dämpfer strömen. Dabei wird die Bewegungsenergie des Kolbens in eine Erwärmung des Öls umgesetzt.
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Bei einigen bekannten Dämpfern lässt sich die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers vom Benutzer einstellen. Solche Dämpfer werden daher auch als „Adjuster” bezeichnet.
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Ein typischer bekannter Adjuster ist beispielhaft in 1 dargestellt. Der hier gezeigte Adjuster 1 kann z. B. an einer Hinterradschwinge oder einer Federgabel eines Motorrads montiert werden. Der Adjuster 1 hat eine erste Seite (in der Figur unten), die im montierten Zustand mit dem Hydrauliksystem der Federung in Verbindung steht und beim Einfedern des Kolbens mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird, sowie eine gegenüberliegende Seite (in der Figur oben), mit Einstellelementen 18, 20 zum Einstellen der Dämpfungscharakteristik. Auf der Hydraulikseite befindet sich zunächst ein Ventil 2, das sich bei Überschreiten eines vorgegebenen Druckpegels öffnet und einen Strömungsquerschnitt frei gibt. Das Ventil 2 umfasst mehrere im Gehäuse des Adjusters 1 angeordnete Öffnungen 36, die mittels mehrerer federbelasteter Scheiben 35 – auch Shims genannt – verschlossen sind. Die Scheiben 35 werden dabei mittels einer Feder 5, die sich auf der gegenüberliegenden Seite an einem Einstellelement 18 abstützt, gegen die Öffnungen 36 gedrückt. Steigt der hydraulische Druck aufgrund einer Kolbenbewegung an, weichen die Scheiben 35 zurück und geben einen Strömungsquerschnitt frei, durch den das Hydraulikfluid auf die Niederdruckseite des Ventils 2 in eine Kammer 47, und von dort aus dem Gehäuse heraus in einen Ausgleichsbehälter fließen kann (siehe Pfeil 48). Gleichzeitig fließt das Hydraulikfluid auch noch von der Hochdruckseite 6 durch eine Nebenleitung 34, in der ein Nadelventil 12 angeordnet ist, in einen externen Ausgleichsbehälter (nicht gezeigt).
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Die Dämpfungscharakteristik des Adjusters 1 bei größeren Einfedergeschwindigkeiten kann mittels des Einstellelements 18 reguliert werden. Durch entsprechende Drehung des Einstellelements 18 in bzw. entgegen der Uhrzeigerrichtung bewegt es sich in Längsrichtung 32 des Adjusters 1, wodurch die Vorspannung der Feder 5 verstärkt oder verringert werden kann. Das Ventil 2 wird daher entsprechend früher oder später öffnen. Eine Erhöhung der Vorspannung bedeutet dabei ein strafferes, härteres Fahrwerk mit höherer Dämpfung, und eine Reduzierung der Vorspannung ein weicheres, komfortableres Fahrwerk mit geringerer Dämpfung.
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Darüber hinaus kann auch eine Einstellung der Dämpfungseigenschaften bei kleinen Einfedergeschwindigkeiten vorgenommen werden. Hierzu kann die Nadel 20 des Nadelventils 12 z. B. mittels eines Schraubenziehers in Längsrichtung 32 verstellt werden. Durch entsprechendes Verdrehen der Schraube in bzw. entgegen der Uhrzeigerrichtung kann die Durchflussmenge durch die Nebenleitung 34 eingestellt werden. Eine Verringerung des Ventilquerschnitts bedeutet dabei eine höhere Dämpfung und eine Vergrößerung des Ventilquerschnitts eine geringere Dämpfung.
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Durch entsprechende Einstellung der beiden Einstellelemente 18, 20 kann die Federung des Fahrzeugs auf bestimmte Untergründe, wie z. B. harten oder weichen Untergrund, oder auf bestimmte Fahrbedingungen, wie z. B. langsame oder schnelle Fahrt, abgestimmt werden.
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Bei wechselnden Bedingungen muss jedoch immer ein geeigneter Kompromiss zwischen ausreichender Dämpfung und ausreichender Traktion gefunden werden. Ein solcher Dämpfer arbeitet nur innerhalb eines bestimmten, eng begrenzten Betriebsbereichs optimal. Um auch in extremeren Situationen, wie z. B. bei Sprüngen oder sehr weichem Untergrund zu funktionieren, muss die Einstellung entsprechend verändert werden.
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Aus der
DE 1 455 823 A ist ein hydraulischer Dämpfer zum Dämpfen der Bewegung eines Kolbens einer hydraulisch gedämpften Federung eines Fahrzeugs bekannt. Der bekannte Dämpfer umfasst ein Ventil mit einem federbelasteten Verschlussteil, ein beweglich gelagertes Kolbenelement, das über eine Federanordnung mit dem Verschlussteil gekoppelt ist, und eine zum Kolbenelement führende Druckleitung, wobei das Kolbenelement, wenn es über die Druckleitung mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird, schließend auf das Ventil wirkt. Ein solcher Dämpfer ist jedoch nicht in seiner Dämpfungscharakteristik einstellbar.
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Aus der
DE 690 05 747 T2 ist ebenfalls ein hydraulischer Dämpfer bekannt, der nach dem vorstehend beschrieben Prinzip arbeitet.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen Dämpfer zu schaffen, der auf verschiedene Betriebsbedingungen eingestellt werden kann. Darüber hinaus soll der Dämpfer einfach aufgebaut sein und möglichst wenige Bauteile umfassen.
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Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß der Erfindung wird ein hydraulischer Dämpfer vorgeschlagen, der wenigstens folgende Elemente umfasst:
- – ein Ventil mit einem federbelasteten Verschlussteil,
- – ein beweglich gelagertes Kolbenelement, das über eine Federanordnung mit dem Verschlussteil gekoppelt ist, und
- – eine Druckleitung, die von einer Hochdruckseite des Dämpfers zu dem Kolbenelement führt, so dass das Kolbenelement, wenn es über die Druckleitung mit hydraulischem Druck beaufschlagt wird, schließend auf das Verschlussteil wirkt.
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Gemäß der Erfindung ist außerdem ein zweites Ventil vorgesehen, mittels dessen der auf das Kolbenelement wirkende Druck regulierbar ist. Ein solcher Dämpfer hat den wesentlichen Vorteil, dass er auf verschiedene Umgebungs- und Fahrbedingungen eingestellt werden kann, d. h. die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers ist je nach Einstellung des zweiten Ventils unterschiedlich. Bei langsameren Bewegungen des Kolbens, wie sie beispielsweise bei Fahrten auf weicherem Untergrund auftreten, zeigt der erfindungsgemäße Dämpfer ein relativ weiches und komfortables Dämpfungsverhalten; bei härteren Untergründen oder starken Stößen zeigt der Dämpfer dagegen eine eher straffe und härtere Dämpfungscharakteristik. Darüber hinaus ist ein solcher Dämpfer relative einfach aufgebaut und umfasst nur wenige Bauteile.
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Der erfindungsgemäße Dämpfer kann beispielsweise in einem Stoßdämpfersystem von Kraft- oder Nutzfahrzeugen, wie z. B. PKWs oder Motorrädern, in Sportgeräten, Fahrrädern oder in beliebigen anderen Maschinen und Geräten eingesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Druckleitung eine Nebenleitung, die am Ventil vorbei läuft und dieses in Form eines Bypass überbrückt. Die Druckleitung ist also schaltungstechnisch parallel zum Hauptventil angeordnet.
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Die Druckleitung endet vorzugsweise in einer Kammer, die teilweise vom Kolbenelement begrenzt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat die Druckleitung zumindest Abschnittsweise einen kleineren Querschnitt als die effektive Wirkfläche des Ventils, d. h. diejenige Fläche, die bei Beaufschlagung mit Druck eine das Ventil öffnende Kraftkomponente ausübt. Der kleinere Querschnitt hat nämlich eine Beschleunigung des Hydraulikfluids zur Folge, die bewirkt, dass das Kolbenelement das Ventil bei hochdynamischen Druckveränderungen, wie z. B. bei harten Stößen, relativ weit geschlossen hält, so dass der erfindungsgemäße Dämpfer eine härtere Dämpfungscharakteristik hat.
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Die effektive Wirkfläche des Kolbenelements, die bei Beaufschlagung mit hydraulischem Druck eine das Ventil schließende Kraftkomponente auf das Kolbenelement ausübt, ist vorzugsweise kleiner als die effektive Wirkfläche des Ventils, die eine das Ventil öffnende Kraftkomponente auf das Verschlussteil ausübt. Bei geringen Druckveränderungen oder im stationären Fall kann sich das Ventil daher öffnen. Alternativ könnte die effektive Wirkfläche des Kolbenelements aber auch gleich groß oder größer ausgebildet sein als die effektive Wirkfläche des Ventils.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft die Druckleitung durch das Verschlussteil des Ventils hindurch. Das Verschlussteil kann hierzu beispielsweise einen Kanal aufweisen, der einen Abschnitt der Druckleitung bildet.
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Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung hat das Verschlussteil einen konischen Abschnitt, der mit einem korrespondierend geformten Ventilsitz zusammenwirkt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Verschlussteil eine oder mehrere Scheiben, die wenigstens eine im Gehäuse des Dämpfers vorgesehene Durchgangsöffnung verschließen.
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Der erfindungsgemäße hydraulische Dämpfer umfasst vorzugsweise ein Einstellelement, mittels dessen die Spannung der Federanordnung regulierbar ist. Durch ein solches Einstellelement lässt sich insbesondere das Dämpfungsverhalten bei schnellen, hochdynamischen Einfedervorgängen einstellen (high-speed-Einstellung).
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Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung kann das Verschlussteil des Hauptventils einen in Öffnungsrichtung weg ragenden Abschnitt aufweisen, der beispielsweise zylinderförmig gebildet ist. Der Abschnitt des Verschlussteils kann beispielsweise in ein Kolbengehäuse eintauchen, das z. B. Teil des Einstellelements ist. Das Verschlussteil kann z. B. mittels eines Gleitlagers am Einstellelement gelagert sein.
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Am Verschlussteil des Hauptventils können ferner ein oder mehrere zweite Ventile ausgebildet sein. Das bzw. die zweiten Ventile werden vorzugsweise aus einer bzw. mehreren im Verschlussteil vorgesehenen Durchgangsöffnungen gebildet, die mit der Hochdruckseite des Ventils in Verbindung stehen und niederdruckseitig mittels wenigstens eines federbelasteten zweiten Verschlussteils verschlossen werden. Das bzw. die zweiten Ventile münden vorzugsweise in derselben niederdruckseitigen Kammer wie das erste Ventil und sind somit schaltungstechnisch parallel zum ersten Ventil angeordnet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Druckleitung ein weiteres Ventil angeordnet, mittels dessen die Durchflussrate durch die Druckleitung reguliert werden kann. Das Ventil kann beispielsweise als Nadelventil ausgeführt sein und ist vorzugsweise über ein zweites Einstellelement vom Benutzer einstellbar. Mit Hilfe eines solchen Ventils lassen sich insbesondere die Reaktionszeit und der Gegendruck des Kolbens regulieren.
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Das in der Druckleitung befindliche Ventil ist vorzugsweise innerhalb des vorstehend genannten high-speed-Einstellelements angeordnet und kann z. B. über ein Gewinde verstellt werden.
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Das Kolbenelement ist vorzugsweise in Öffnungs- bzw. Schließrichtung des Ventils gleitend gelagert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kolbenelement konzentrisch zum ersten Einstellelement angeordnet. Das Kolbenelement kann beispielsweise die Form eines Ringkolbens aufweisen.
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Die Druckleitung endet vorzugsweise in einer Kammer, die wenigstens teilweise auf einer dem Hauptventil abgewandten Seite des Kolbenelements angeordnet ist. Bei einer Erhöhung des hydraulischen Drucks wird das Kolbenelement somit in Richtung des Ventils angetrieben und übt über die Federanordnung eine das Ventil schließende Kraft aus.
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Das erste Einstellelement umfasst vorzugsweise wenigstens einen durchgehenden Kanal, der Teil der Druckleitung ist, bzgl. der Öffnungs- und Schließrichtung schräg verläuft und in der vom Kolbenelement begrenzten Kammer mündet.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Dämpfer als ein einheitliches Bauteil ausgebildet, das Mittel zur Befestigung an einem anderen Teil wie z. B. einem Teil einer hydraulischen Federung, aufweist.
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Das Ventil, das Kolbenelement und die Druckleitung sind vorzugsweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
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Der erfindungsgemäße Dämpfer ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet und hat eine erste Seite, die dazu ausgelegt ist, mit einem hydraulischen System in Verbindung zu stehen, und eine gegenüberliegende zweite Stirnseite, die als Benutzerinterface ausgebildet ist, an dem die Dämpfungscharakteristik einstellbar ist.
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Eine Federanordnung kann gemäß der Erfindung z. B. eine Spiral- oder Blattfeder, oder jedes andere elastische Element umfassen, das eine Federwirkung hat, wie z. B: ein Elastomer.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft . näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen aus dem Stand der Technik bekannten hydraulischen Dämpfer mit einem high-speed-Einstellelement und einem low-speed-Einstellelement;
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2 eine Prinzip-Darstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfers;
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3a eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfers in einer ersten Schnittansicht;
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3b den hydraulischen Dämpfer von 3a in einer anderen Schnittansicht;
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4 eine Schnittansicht eines hydraulischen Dämpfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5a–5c verschiedene perspektivische Ansichten eines Dämpfers gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
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6 einen hydraulischen Dämpfer gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Bezüglich der Erläuterung von 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Grundprinzips eines erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfers 1. Der Dämpfer 1 bzw. Adjuster ist hier Bestandteil einer hydraulisch gedämpften Federung, wie z. B. einer Motorradfederung, die einen Dämpferkolben umfasst, der sich in einer mit Hydraulikfluid gefüllten Kammer 6 in Axialrichtung bewegen kann. Wenn das Fahrwerk einfedert, bewegt sich der Dämpferkolben 11 in der Kammer 6 nach oben und erzeugt einen hydraulischen Druck, der bewirkt, dass das Hydraulikfluid über ein Ventil 2 in einen Ausgleichsbehälter 9 abfließt, wodurch die Bewegung des Dämpferkolbens 11 gedämpft wird.
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Bei der Einfederbewegung fließt das Hydraulikfluid aber auch über eine parallel zum Ventil 2 verlaufende Druckleitung 7, die in einer Kammer mündet, in der ein Kolben 4 beweglich angeordnet ist. Dieser Kolben 4 ist über eine Federanordnung mit einem Verschlussteil des Ventils 2 gekoppelt und wird bei einer Erhöhung des hydraulischen Drucks derart angetrieben, dass er eine das Ventil 2 schließende Kraft ausübt. Das Ventil 2 und der Kolben 4 sind also gegengekoppelt.
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Das Ventil 2 und der Kolben 4 sind dabei so aufeinander abgestimmt, dass sich das Ventil 2 bei Einfedervorgängen mit geringer Dynamik, oder im stationären Fall, öffnen, und Hydraulikfluid über das Ventil 2 in den Ausgleichsbehälter 9 entweichen kann. Die Federung zeigt dann eine eher weiche Dämpfungscharakteristik. Bei hoch dynamischen Federvorgängen, wie z. B. bei harten Stößen gegen das Fahrwerk des Fahrzeugs, bewirkt jedoch die Gegenkoppelung von Ventil 2 und Kolben 4 über die Druckleitung 7, dass sich das Ventil 2 zumindest kurzfristig nicht oder nur sehr geringfügig öffnet. Die Federung zeigt dann ein eher hartes und straffes Dämpfungsverhalten.
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Nachdem die Druckspitzen abgefedert und gedämpft wurden, kann sich das Ventil 2 wieder weiter öffnen und einen größeren Durchflussquerschnitt freigeben, wodurch die Federung weicher wird und sich die Traktion wieder verbessert. Ein solcher hydraulischer Dämpfer mit Gegenkopplung kann sich somit automatisch an verschiedene Umgebungs- und Fahrbedingungen anpassen.
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Bei Einfedervorgängen mit geringer Dynamik wirkt auf der Hochdruckseite des Ventils 2 und der Hochdruckseite des Kolbens 4 wirkt im Wesentlichen der gleiche Druck. Die effektive Wirkfläche 37 des Ventils 2, die eine das Ventil 2 öffnende Kraftkomponente ausübt, ist daher etwas größer ausgebildet als die effektive Wirkfläche 38 des Kolbens 4, die eine das Ventil 2 schließende Kraftkomponente ausübt. Im stationären Fall kann sich das Ventil 2 somit öffnen (im dargestellten Beispiel würde sich das Verschlussteil des Ventils 2 nach rechts bewegen).
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Die Druckleitung 7 hat vorzugsweise einen kleineren Querschnitt als eine zum Ventil 2 führende Druckleitung. Bei einer einfedernden Bewegung des Kolbens 11 wird das Hydraulikfluid in der Druckleitung 7 daher stärker beschleunigt als in der zum Ventil 2 führenden Druckleitung, so dass der Kolben 4 mit einer höheren Dynamik mit Druck beaufschlagt wird. Dieser Umstand trägt dazu bei, das Ventil 2 bei hochdynamischen Einfedervorgängen verhältnismäßig weit geschlossen zu halten und die Zeit zu verzögern, bis das Ventil 2 aufgeht.
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3a zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dämpfers in einer Schnittansicht. 3b zeigt dasselbe Bauteil in einer anderen Schnittansicht.
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Der erfindungsgemäße Dämpfer bzw. Adjuster 1 umfasst ein Gehäuse 16a, 16b, das mittels eines Außengewindes 19 an einem anderen Bauteil, wie z. B. an einer Federgabel oder einer Hinterradschwinge eines Motorrads, befestigt werden kann. Der Dämpfer ist hier rotationssymmetrisch gebildet und umfasst eine der Hydraulik zugewandte Stirnseite (im Bild rechts) und eine von außen zugängliche Seite (im Bild links), an der die Dämpfungscharakteristik des Dämpfers vom Nutzer eingestellt werden kann.
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An der rechten Stirnseite befindet sich ein Abstandselement 17, das lediglich zur Anpassung an verschiedene Geometrien am Gehäuseteil 16b befestigt werden kann. Das Abstandselement 17 hat eine zentrale Durchtrittsöffnung, durch die das Hydraulikfluid zu einem am Stirnende des Dämpfers angeordneten Ventil 2 gelangen kann (siehe Pfeil 40). Das Ventil 2 umfasst hier ein konisch gebildetes Verschlussteil 3, das mit einem im Gehäuseteil 16b herausgearbeiteten Ventilsitz 25 zusammenwirkt. Das Verschlussteil 3 ist in Axialrichtung 46 beweglich gelagert und kann sich zwischen der dargestellten geschlossenen Stellung und einer geöffneten Stellung hin und her bewegen. Die Schließ- und Öffnungsrichtung des Ventils 2 verläuft dabei in Axialrichtung 46 des Dämpfers 1.
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Wenn der hydraulische Druck einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, wird sich das Ventil 2 öffnen und einen Öffnungsquerschnitt zwischen Konus 3 und Ventilsitz 25 freigeben. Das Hydraulikfluid wird dann über das Ventil 2 in eine niederdruckseitige Kammer 8 im Gehäuseteil 16b, und von dort über Austrittsöffnungen 39 (siehe 5a) in einen Ausgleichsbehälter 9 abfließen. Das Verschlussteil 3 des Ventils 2 hat ferner einen in Axialrichtung 46 durchgehenden Kanal 7a, der einen Abschnitt der Druckleitung 7 bildet und durch den das Hydraulikfluid über verschiedene Druckleitungsabschnitte 7b–7e in eine Kammer 7f gelangen kann. Die Kammer 7f wird auf einer Seite von einem beweglich gelagerten Kolben 4 begrenzt, der sich in Öffnungs- bzw. Schließrichtung 46 des Ventils 2 im Gehäuseteil 16b bewegen kann und der über eine Federanordnung 5 mit dem Verschlussteil 3 des Ventils 2 gekoppelt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Federanordnung 5 als Schraubenfeder dargestellt. Alternativ könnten auch andere Federn, wie z. B. Blattfedern, vorgesehen sein.
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Bei einer Erhöhung des hydraulischen Drucks wird der Kolben 4 in Richtung des Ventils 2 – hier nach rechts – angetrieben und übt über die Federanordnung 5 eine Kraft auf das Verschlussteil 3 aus, die schließend auf das Ventil 2 wirkt. Der Kolben 4 und das Verschlussteil 3 des Ventils 2 sind also gegengekoppelt und arbeiten nach dem bereits bezüglich 2 beschriebenen Grundprinzip.
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Bei der in den 3a und 3b dargestellten Ausführungsform ist der Kolben 4 als Ringkolben ausgeführt, der auf einem Einstellelement 18 zur Einstellung der Vorspannung der Federanordnung 5 gleitend gelagert ist. Das Einstellelement 18 umfasst ein Außengewinde 41, das mit einem korrespondierenden Innengewinde am Gehäuseteil 16a zusammenwirkt und durch eine Schraubbewegung in Öffnungs- oder Schließrichtung 46 des Ventils 2 – hier nach links oder rechts – bewegt werden kann. Dadurch kann die Spannung der Feder 5 und somit das grundsätzliche Dämpfungsverhalten des Dämpfers 1 bei größeren Einfedergeschwindigkeiten eingestellt werden (high-speed-Einstellung).
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Das Einstellelement 18 hat an seiner Rückseite (im Bild links) einen Sechskant, an dem ein Werkzeug angesetzt werden kann. Das Einstellelement 18 erstreckt sich hier über mehr als die Hälfte des Dämpfers 1. An seinem vorderen Ende (im Bild rechts) ist eine Kolbenkammer 27 ausgebildet, in die ein zylindrischer Fortsatz 45 des Verschlussteils 3 eintaucht. Der dem Ventil zugewandte Abschnitt des Einstellelements 18 und das Verschlussteil 3 sind dadurch über ein Gleitlager miteinander gekoppelt. Im Innenraum des Einstellelements 18 sind ferner verschiedene Durchgänge und Öffnungen 7b–7e vorgesehen, die weitere Abschnitte der Druckleitung 7 bilden. Diese Abschnitte 7b–7e sind im Einzelnen: eine vom Verschlussteil 3 und dem Endabschnitt des Einstellelements 18 begrenzte Kammer 7b, von der das Hydraulikfluid über ein weiteres Ventil 12 und einen Kanal 7c in eine Kammer 7d gelangt. Von der Kammer 7d führen dann mehrere Kanäle 7e zu der vom Kolben 4 begrenzten Kammer 7f. Die durch das Einstellelement 18 hindurchgehenden Kanäle 7e verlaufen dabei schräg bzgl. der Öffnungs- und Schließrichtung 46. Außerdem ist die Kammer 7d weiter in Öffnungsrichtung angeordnet als die vom Kolben 4 begrenzte Kammer 7f.
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Das in der Druckleitung 7a–7f angeordnete Ventil 12 umfasst eine Ventilnadel 14 mit einem Außengewinde 15, das mit einem korrespondierenden Innengewinde im Einstellelement 18 zusammenwirkt. Die Ventilnadel ist über ein zweites Einstellelement 20, das wenigstens teilweise im Innenraum des ersten Einstellelements 18 angeordnet ist, in Öffnungs- bzw. Löserichtung 46 verstellbar. Das zweite Einstellelement 20 hat hierzu an seinem rückseitigen Ende Mittel zum Ansetzen eines Werkzeugs, wie z. B. einen Schlitz für einen Schraubenzieher. Die vordere Spitze der Ventilnadel 14 wirkt mit einem entsprechend geformten, im Einstellelement 18 ausgebildeten Ventilsitz zusammen. Durch eine Schraubbewegung der Ventilnadel 14 kann der Öffnungsquerschnitt des Ventils 12 vergrößert oder verkleinert werden. Das Ventil 12 bietet dadurch eine weitere Möglichkeit zur Einstellung der Dämpfungscharakteristik des Dämpfers 1.
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Die Ventilnadel 14 und das Einstellelement 18 sind hier als separate Bauteile ausgeführt, die drehfest miteinander verbunden sind.
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Das zweite Einstellelement 20 ist in Axialrichtung fest und in Rotationsrichtung drehbar im ersten Einstellelement 18 aufgenommen. Wie zu erkennen ist, stützt sich das zweite Einstellelement 20 am ventilseitigen Ende an einem Anschlag des ersten Einstellelements 18 ab, so dass es nicht weiter in Richtung des Ventils 2 bewegbar ist. In der anderen Richtung wird es durch einen im ersten Einstellelement 18 eingelegten Ring begrenzt. Um nun bei einer Drehung des zweiten Einstellelements 20 eine Axialbewegung der Ventilnadel 14 zu ermöglichen, ist zwischen dem zweiten Einstellelement 20 und der Ventilnadel 14 ein Gleitlager vorgesehen. Das Gleitlager umfasst einen am zweiten Einstellelement 20 ausgebildeten und in Richtung des Ventils 2 vorragenden Zapfen, der in eine entsprechende Ausnehmung in der Ventilnadel 14 eintaucht. Die Ventilnadel 14 kann sich somit entlang des Zapfens in Axialrichtung bewegen. Zur Übertragung eines Drehmoments auf die Ventilnadel hat der Zapfen 21 ein entsprechendes Profil, wie z. B. ein Kantprofil, wobei die Ausnehmung der Ventilnadel 14 korrespondierend ausgebildet ist.
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Am Außenumfang der Ventilnadel 14 und am Außenumfang des zweiten Einstellelements 20 ist ferner jeweils eine Nut 23 vorgesehen, in der ein Dichtungsring angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst auch das erste Einstellelement 18 eine außenliegende, umlaufende Nut 24 in der eine Dichtung angeordnet ist.
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Im ersten Einstellelement 18 ist eine Rasteinrichtung 22 vorgesehen, die eine Feder umfasst, mit der ein Rastelement gegen die Innenwandung des Gehäuseteils 16a gedrückt wird und dort in Rastausnehmungen einrasten kann, die in bestimmten Abständen vorgesehen sind. Die Rasteinrichtung 22 gibt dem Nutzer eine akustische und/oder haptische Rückkopplung über den Drehwinkel, um den das erste Einstellelement 18 gedreht wurde, und somit über die Einstellung des Dämpfers 1.
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Am Verschlussteil 3 des Hauptventils 2 sind hier mehrere zweite Ventile ausgebildet, die jeweils eine im Verschlussteil 3 vorgesehene Durchgangsöffnung 31 umfassen, die niederdruckseitig von einem federbelasteten zweiten Verschlussteil 30 – hier einer Scheibe – verschlossen wird. Die zweiten Ventile 30, 31 münden in derselben niederdruckseitigen Kammer 8 wie das erste Ventil 2 und sind daher strömungstechnisch parallel zum Hauptventil 2 geschaltet. Das Hydraulikfluid wird somit abhängig von den Druckverhältnissen auf der Hochdruckseite 6 entweder durch das erste Ventil 2 und/oder die zweiten Ventile 30, 31 in die Kammer 8 fließen. Das bzw. die zweiten Ventile 30, 31 sind bei dieser Ausführungsform am Verschlussteil 3 des Ventils 2 angeordnet, könnten aber auch an anderer Stelle vorgesehen sein.
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Das zweite Verschlussteil 30 ist über eine weitere Federanordnung 29 in Schließrichtung vorgespannt. Die Federanordnung 29 umfasst hier eine Schraubenfeder, die koaxial zur Feder 5 angeordnet ist und sich ventilseitig an einer Scheibe 28 abstützt, die wiederum gegen das Verschlussteil 3 des Ventils 2 drückt. Auf der gegenüberliegenden Seite stützt sich die Feder 29 am Einstellelement 18 ab.
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4 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dämpfers in einer Schnittansicht. Der hier dargestellte Dämpfer 1 entspricht im Wesentlichen dem in den 3a und 3b gezeigten Dämpfer. Im Unterschied dazu umfasst die Federanordnung 5 aber eine Blattfeder anstelle einer Schraubenfeder. Darüber hinaus ist der low-speed-Verstellmechanismus, bestehend aus dem zweiten Einstellelement 20 und der Ventilnadel 14, einteilig ausgebildet. Bei einer Schraubbewegung wird sich daher das gesamte Bauteil 14, 20 in Öffnungs- bzw. Schließrichtung 46 bewegen. Das Einstellelement 20 ist daher mit ausreichend axialem Spiel im ersten Einstellelement 18 angeordnet. Dadurch kann sich das zweite Einstellelement 20 in Schließrichtung (nach rechts) bis zu einem Anschlag, und in Öffnungsrichtung (nach links) bis zu einem Ring bewegen.
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Die 5a–5c zeigen verschiedene perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen hydraulischen Dämpfers 1. Dabei sind insbesondere die beiden Gehäuseteile 16a, 16b, ein Abstandselement 17 und das zweite Einstellelement 18 gut zu erkennen. Im Gehäuseteil 16b sind mehrere Austrittsöffnungen 39, 50 vorgesehen, wobei die Austrittsöffnungen 39 im Bereich der Kammer 8 angeordnet sind, so dass das über das Hauptventil 2 bzw. die zweiten Ventile 30, 31 in die Kammer 8 geflossene Hydraulikfluid über die Öffnungen 39 austreten kann. Die Öffnungen 50 sind dagegen im Bereich des Ventilsitzes 25 im Gehäuseteil 16b angeordnet. Sie bilden offene Durchgangskanäle 51, durch die das Hydraulikfluid von der Hochdruckseite 6, am Hauptventil 2 vorbei, direkt in den Ausgleichsbehälter austreten kann.
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6 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Dämpfers 1, der sehr ähnlich aufgebaut ist wie die beiden ersten Ausführungsformen der 3a, 3b und 4. Im Unterschied zu den beiden anderen Ausführungsformen umfasst das Hauptventil 2 jedoch mehrere im Gehäuseteil 16b vorgesehene Einlassöffnungen 36 in Form von Durchgangsbohrungen, die von sogenannten Shims 35, wie z. B. Federstahlscheiben, verschlossen werden. Die Shims 35 bilden in diesem Fall das Verschlussteil des Hauptventils 2. Die Shims 35 werden von einer Federanordnung 5 in Schließrichtung vorgespannt und sind über die Federanordnung 5 mit dem gleitend gelagerten Kolben 4 gekoppelt. Im Ausführungsbeispiel von 6 sind keine zweiten Ventile 30, 31 vorgesehen, es könnten aber auch ein oder mehrere solcher Ventile vorgesehen sein.
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An der ventilseitigen Stirnseite des Dämpfers 1 ist ferner eine zentrale Einlassöffnung vorgesehen, durch die das Hydraulikfluid in den Dämpfer 1 eintreten kann, wonach es über die Druckleitung 7 bis zum Kolben 4 geleitet wird. Der in 6 dargestellte Dämpfer ist im Übrigen identisch aufgebaut wie die Ausführungsform der 3a, 3b.
