Die Erfindung betrifft eine Dämpfventilanordnung eines Schwingungsdämpfers, für ein Kraftfahrzeug mit einer frequenzabhängigen Dämpfkraftkennlinie, gemäß Patentanspruch 1 .

Die Aufgabe eines Schwingungsdämpfers in einem Kraftfahrzeug ist es die von dem unebenen Straßenbelag angeregten Schwingungen zu dämpfen. Dabei muss stets ein Kompromiss zwischen der Fahrsicherheit und dem Fahrkomfort gefunden werden. Ein Schwingungsdämpfer, dessen Dämpfventilanordnung hart abgestimmt ist und somit eine hohe Dämpfkraftkennlinie aufweist, ist optimal für eine hohe Fahrsicherheit. Soll ein hoher Komfortanspruch erfüllt werden, so soll die Dämpfventilanordnung möglichst weich abgestimmt werden. Bei einem Schwingungsdämpfer mit einer konventionellen, nicht elektronisch mit Hilfe eines Aktuators verstellbaren Dämpfventilanordnung kann dieser Kompromiss nur sehr schwer gefunden werden.

Aus der DE 10 2014 210 704 ist eine gattungsbildende einer Dämpfventilanordnung mit einer frequenzabhängigen Dämpfkraftkennlinie bekannt. Diese umfasst ein innerhalb eines mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinders angeordnetes Rückschlagventil mit mindestens einem Strömungskanal, welcher mit mehreren Ventilscheiben abgedeckt ist. Darüber hinaus umfasst die Dämpfventilanordnung eine koaxial zu dem Rückschlagventil angebrachte Steueranordnung, umfassend einen Steuertopf mit einem im Steuertopf angeordnetem axial verschiebbaren Steuerkolben. Der Steuerkolben begrenzt axial einen im Steuertopf eingeschlossenen Steuerraum, welcher über eine Zulaufverbindung mit der Dämpfventilanordnung verbunden ist. Zwischen dem Steuerkolben und dem Rückschlagventil ist ein Federelement angeordnet, welcher eine Federkraft in den Steuerkolben einerseits und in das Rückschlagventil andererseits axial einleitet. Wird der Steuerraum mit Dämpfmedium befüllt, so verschiebt sich der Steuerkolben in Richtung Rückschlagventil und erhöht über das Federelement den Anpressdruck der Ventilscheiben des Rückschlagventils, was die Dämpfkraft erhöht. Der Steuerkolben ist gegenüber dem Steuertopf durch eine Dichtungsanordnung abgedichtet. Diese umfasst eine an dem Steuerkolben umlaufend ausgeführte Nut und einen in dieser Nut angeordneten Dichtungsring.

Bei Verwendung eines konventionellen Dichtungsrings kann nicht ausgeschlossen sein, dass im Betrieb eine erhöhte Reibung auftritt, welche die Vorspannkraft auf die vorzuspannenden Ventilscheiben des Rückschlagventils reduziert und zu verminderten Dämpfkräften führt. Vor allem Reibkraftschwankungen, die mit dem Reibkraftniveau einhergehen, führen zu unerwünschten Dämpfkraftschwankungen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine frequenzselektive Dämpfventilanordnung anzugeben, welche den Effekt der Undefinierten Dämpfkraftschwankungen, sowie unerwünschter Dämpfkraftminderung reduziert.

Diese Aufgabe wird durch eine Dämpfventilanordnung mit Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den Figuren, sowie in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Somit umfasst der Steuerkolben der erfindungsgemäßen Dämpfventilanordnung eine Dichtungsanordnung, wobei die Dichtungsanordnung derart ausgeführt ist, dass diese deren Dichtwirkung bei einem in dem Steuerraum steigendem Dämpfm itteldruck vergrößert und bei einem in dem Steuerraum fallendem Dämpfmitteldruck verkleinert.

Dadurch kann der Anpressdruck der Ventilscheibe des Rückschlagventils und somit die Dämpfkraft definiert eingestellt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann der Dichtungsring der Dichtungsanordnung als eine V-Dichtung ausgeführt sein und derart in der umlaufenden Nut positioniert sein, dass die Spitze des V in Richtung des Dämpfkolbens und die Öffnung des V in Richtung des Steuerraums gerichtet ist. Unter einer V-Dichtund wird ein Dichtungsring verstanden, dessen Querschnitt die Form eines V aufweist.

Es kann ebenfalls vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass der Dichtungsring als eine Vier-Lippen-Dichtung, insbesondere als ein X-Ring, ausgeführt ist. Der Vorteil dieser Dichtung besteht in erster Linie in deren symmetrischer Ausgestaltung, welche ein fehlerhaftes Einbauen des Dichtungsrings ausschließt.

Um die Funktionsweise der Vier-Lippen-Dichtung weiter zu unterstützen kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante vorgesehen sein, dass die Nut eine erste steuerraumnahe radiale Nutwand, eine zweite steuerraumferne radiale Nutwand und einen Nutboden umfasst, welcher die erste Nutwand und die zweite Nutwand miteinander verbindet, wobei die Nut derart ausgeführt ist, dass die zweite steuerraumferne Nutwand eine größere radiale Erstreckung aufweist als die erste steuerraumnahe Nutwand, sodass der Nutboden im Bereich der zweiten Nutwand zumindest abschnittsweise radial näher an dem Träger angeordnet ist als im Bereich der ersten Nutwand.

Darüber hinaus kann der als eine Vier-Lippen-Dichtung, insbesondere als ein X-Ring, ausgeführte Dichtungsring derart innerhalb der Nut angeordnet sein, dass dessen zwei Dichtlippen im Bereich der ersten axialen Erstreckung des Nutbodens, angrenzend an die erste Nutwand angeordnet sind und wobei zwei weitere Dichtlippen im Bereich der zweiten axialen Erstreckung des Nutbodens, in der Nähe der zweiten Nutwand angeordnet sind.

Unter einem X-Ring wird ein Dichtungsring verstanden, dessen Querschnitt die Form eines X aufweist.

Die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante auf eine einfache Weise auch durch die Wahl der förmlichen Ausgestaltung des Nutbodens eingestellt werden. Beispielsweise kann der Nutboden eine erste axiale Erstreckung und eine zweite axiale Erstreckung aufweisen, wobei sich die erste axiale Erstreckung von der ersten Nutwand aus, im Wesentlichen pa- rallel zu der Längsachse der Dämpfventilanordnung in Richtung des Dämpfkolbens erstreckt und wobei sich die zweite axiale Erstreckung von der zweiten Nutwand aus, geneigt zu der Längsachse der Dämpfventilanordnung in Richtung des Steuerraums erstreckt und wobei sich die erste axiale Erstreckung und die zweite axiale Erstreckung zwischen der ersten Nutwand und der zweiten Nutwand begegnen.

Anhand vorliegender Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 : Schnittdarstellung einer beispielsweisen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen frequenzabhängigen Dämpfventilanordnung in einem Zylinder eines Schwingungsdämpfers;

Fig. 2: Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen frequenzabhängigen Dämpfventilanordnung;

Fig. 3: Schnittdarstellung einer beispielsweisen Ausführungsvariante eines Steuerkolbens.

Die Figur 1 zeigt einen Abschnitt eines Schwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen frequenzabhängigen Dämpfventilanordnung 1 in einer Schnittdarstellung.

Dieser umfasst einen zumindest teilweise mit einem Dämpffluid gefüllten Zylinder 2.

Die Dämpfventilanordnung 1 ist innerhalb des Zylinders 2 axial verschieblich angeordnet und ist an einem Träger 3 befestigt. Die Dämpfventilanordnung 1 umfasst einen Dämpfkolben 4 mit mindestens einem Rückschlagventil 5 wobei dieser mindestens einen darin ausgeführten ersten Strömungskanal 6 für das Dämpffluid aufweist, welcher mit mindestens einer Ventilscheibe 7 abgedeckt ist.

Der Dämpfkolben 4 trennt innerhalb des Zylinders 2 einen ersten Arbeitsraum 8 von einem zweiten Arbeitsraum 9, sodass das Verhältnis des Dämpfmitteldrucks in den beiden Arbeitsräumen 8, 9 in Abhängigkeit von der Richtung der axialen Bewegungen des Dämpfkolbens 4 im Zylinder 2 variiert.

Darüber hinaus weist die Dämpfventilanordnung 1 eine Steueranordnung 10 welche einen Steuertopf 1 1 mit einer zylinderförmigen Topfwand 12 und einen scheibenförmigen Topfboden 13 sowie mit einem im Steuertopf 1 1 angeordneten axial verschiebbaren Steuerkolben 16 enthält, welcher einen im Steuertopf 1 1 eingeschlossenen Steuerraum 14 axial begrenzt.

Zwischen dem Dämpfkolben 4 und der Steueranordnung 1 ist eine Federanordnung 31 angebracht, welche die Ventilscheibe 7 axial in Richtung des Strömungskanals 6 und den Steuerkolben 16 in Richtung des Topfbodens 13 mit einer definierten Federkraft beaufschlägt.

Die gesamten Bauteile der Dämpfventilanordnung 1 sind koaxial zueinander an dem Träger 3 angeordnet. Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, ist die Dämpfventilanordnung 1 derart ausgeführt, dass der Träger 3 den Dämpfkolben 4, und eine Führungshülse 35 mittig durchragt, welche ihrerseits die Federanordnung 31 und den Steuerkolben 16 ebenfalls mittig durchragt. Die Führungshülse 35 umfasst des Weiteren einen ersten Führungsabschnitt 36 und einen daran axial angrenzenden zweiten Führungsabschnitt 37, wobei der Steuerkolben 16 entlang des ersten Führungsabschnitts 36 und die Federanordnung 31 entlang des zweiten Führungsabschnitts 37 axial gleiten kann, wobei die Richtung der axialen Bewegungen des Steuerkolbens 16 von dem Dämpf mitteldruck in dem Steuerraum 14 abhängig ist.

Der Träger 3 ist hier als ein sogenannter Kolbenstangenzapfen, also ein Endabschnitt der Kolbenstange mit einem reduzierten Durchmesser dargestellt. In den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsvarianten ist vorgesehen, dass die Dämpfventilanordnung 1 mindestens einen an und/oder in dem Träger 3 und der Führungshülse 35 ausgeführten zweiten Strömungskanal 15 umfasst welcher den ersten und/oder den zweiten Arbeitsraum 8, 9 mit dem Steuerraum 14 verbindet. Der Steuertopf 1 1 der Steueranordnung 1 ist im Bereich des Topfbodens 13 mit Hilfe eines Verbindungsmittels 38 mit dem Träger 3 verbunden. Das Verbindungsmittel 38 ist in den Figuren 1 und 2 als eine Gewindemutter dargestellt. Selbstverständlich kann das Verbindungsmittel 38 auch eine andere geeignete Ausgestaltungsform aufweisen. Allgemein kann die Verbindung des Trägers 3 mit dem Steuertopf 1 1 stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig ausgeführt sein.

Der innerhalb des Steuertopfes 1 1 angeordnete Steuerkolben 16 ist axial verschiebbar ausgeführt, sodass dieser bei einem länger anhaltenden Dämpffluiddruck in dem Steuerraum 14 der Steueranordnung 1 sich in Richtung der Ventilscheibe 7 des Rückschlagventils 5 verschieben und die Federanordnung 31 spannen kann, wodurch die Federkraftbeaufschlagung der Ventilscheibe 7 durch die Federanordnung 31 und somit die Dämpfkraft des Rückschlagventils 5 erhöht wird.

Der zweite Strömungskanal 15 umfasst eine Zulaufdrossel 39, welche den Zustrom des Dämpfmediums aus dem ersten Arbeitsraum 8 in den Steuerraum 14 definiert.

An dem Steuerkolben 16 ist darüber hinaus eine Ablaufdrossel 40 ausgeführt, welche den Abfluss des Dämpf mediums aus der Steuerkammer 14 beeinflusst, wobei diese ebenfalls an dem Träger 3 ausgeführt sein kann.

Zur Definition der weichen und der harten Dämpfkraftkennlinie sind an der Steueranordnung 1 ein erster Anschlag 41 und der zweite Anschlag 42 ausgeführt. Der erste Anschlag 41 ist in der in den Figuren 1 und 2 abgebildeten Ausführungsvarianten jeweils als ein Anschlagring ausgeführt, wobei der zweite Anschlag 42 als eine zumindest abschnittsweise Erhebung des Topfbodens 13 ausgeführt ist. Selbstverständlich kann der zweite Anschlag 42 ebenfalls als ein Anschlagring bzw. als ein zusätzliches Anschlagelement ausgeführt sein, welches innerhalb des Steuerraums 14 angeordnet sein kann.

Die Federanordnung 31 kann auf unterschiedliche Weisen ausgeführt sein. In der in den Figuren 1 und 2 jeweils dargestellten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Federanordnung 31 mehrere Federelemente 32, 33a, 33b umfasst welche von einem Gleitelement 34 voneinander getrennt sind. Die Federelemente 32, 33a, 33b, sowie das Gleitelement 34 umgreifen die Führungshülse 35 und sind koaxial zu den restlichen Bauteilen der Dämpfventilanordnung 1 angeordnet. Das erste Federelement 32 stützt sich axial einerseits an dem Steuerkolben 16 und andererseits an dem Gleitelement 34 ab. Weitere Federelemente stützen sich zumindest mittelbar einerseits an dem Gleitelement 34 und andererseits über einen Distanzring 43 an der Ventilscheibe 7 axial ab.

Bei einer hochfrequenten Anregung des Schwingungsdämpfers hält der Dämpffluidd- ruck in dem Steuerraum 14 nur kurzzeitig an, wobei bei einer niederfrequenten Anregung des Schwingungsdämpfers der Dämpffluiddruck in dem Steuerraum 14 bedeutend länger anhält.

Die Steueranordnung 10 der Dämpfventilanordnung 1 ist derart ausgeführt, dass bei einem länger anhaltendem Dämpffluiddruck in dem Steuerraum 14 der Steueranordnung 10 sich der Steuerkolben 16 in Richtung der Ventilscheibe 7 des Rückschlagventils 5 verschiebt, die Federanordnung 31 spannt, und dadurch die Federkraftbeaufschlagung der Ventilscheibe 7 durch die Federanordnung 31 und somit die Dämpfkraft des Rückschlagventils 5 erhöht.

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, weist der Steuerkolben 16 eine Dichtungsanordnung 17 auf, welche den Steuerkolben 16 gegenüber der Topfwand 12 abdichtet. Diese umfasst eine an dem Steuerkolben 16 ausgeführte umlaufende Nut 21 mit einem darin angeordneten Dichtungsring 18.

Die Nut 21 umfasst dabei eine erste steuerraumnahe radiale Nutwand 22, eine zweite steuerraumferne radiale Nutwand 23 und einen Nutboden 24, welcher die erste Nutwand 22 und die zweite Nutwand 23 miteinander verbindet. Die Figuren 1 und 3 zeigen jeweils eine Ausführungsvariante, wonach die Nut 21 derart ausgeführt ist, dass die zweite steuerraumferne Nutwand 23 eine größere radiale Erstreckung aufweist als die erste steuerraumnahe Nutwand 22, sodass der Nutboden 24 im Bereich der zweiten Nutwand 23 zumindest abschnittsweise radial näher an dem Träger 3 angeordnet ist als im Bereich der ersten Nutwand 22.

Die Ausführungsvariante gemäß der Fig. 1 sieht vor, dass der Dichtungsring 18 als eine Vier-Lippen-Dichtung, insbesondere als ein X-Ring, ausgeführt ist.

Der als eine Vier-Lippen-Dichtung, insbesondere als ein X-Ring, ausgeführte Dichtungsring 18 ist dabei derart innerhalb der Nut 21 angeordnet, dass dessen zwei Dichtlippen 27, 28 angrenzend an die erste Nutwand 22 und wobei zwei weitere Dichtlippen 29, 30 des Dichtungsrings 18 in der Nähe der zweiten Nutwand 22 angeordnet sind.

Dadurch werden nur die zwei zu dem Steuerraum 14 zugewandt angeordneten Dichtlippen 27, 28 definiert vorgespannt, wobei die zwei von dem Steuerraum 14 abgewandt angeordneten Dichtlippen 29, 30 spannungsfrei in der Nut 21 angeordnet sein können. Die Vorspannung der zwei zu dem Steuerraum 14 zugewandt angeordneten Dichtlippen 27, 28 wird gemäß dieser Ausführungsvariante durch die radiale Erstreckung der ersten steuerraumnahen Nutwand 22 definiert. Bei einem steigendem Dämpfmitteldruck in dem Steuerraum 14 übt das Dämpf mittel unweigerlich einen Druck auf den Dichtungsring 18 im Bereich der zwei zu dem Steuerraum 14 zugewandt angeordneten Dichtlippen 27, 28. Dadurch wird der Dichtungsring 18 reversibel derart verformt, dass die eine Dichtlippe 27 gegen die Topfwand 12 und die andere Dichtlippe 28 gegen den Nutboden 24 gedrückt wird, was die Dichtwirkung erhöht. Ist der Dämpfm itteldruck in dem Steuerraum 14 kleiner als in dem Arbeitsraum, so werden die beiden Dichtlippen 27, 28 des Dichtungsrings 18 wieder aneinander gedrückt, beziehungsweise nehmen ihre ursprüngliche Form wieder ein, was die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung 17 deutlich, bis zum Minimum reduziert.

Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsvariante zeigt eine alternative Ausgestaltung des Dichtungsrings 18.

Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante kann der Dichtungsring 18 als eine V-Dichtung ausgeführt sein, wobei die Spitze 19 des V in Richtung des Dämpfkolbens 4 und die Öffnung 20 des V in Richtung des Steuerraums 14 gerichtet ist.

Dadurch wird die Öffnung 20 des V dem steigenden Dämpfmitteldruck in dem Steuerraum 14 ausgesetzt. Das Dämpf mittel verformt den Dichtungsring 18 reversibel und presst den einen Schenkel der V-Dichtung gegen die Topfwand 12 und den anderen gegen den Nutboden 24, was die Dichtwirkung erhöht. Ist der Dämpfmitteldruck in dem Steuerraum 14 kleiner als in dem Arbeitsraum, so werden die beiden Schenkel der V-Dichtung aneinander gedrückt, beziehungsweise nehmen ihre ursprüngliche Form wieder ein, was die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung 17 deutlich, bis auf das Minimum reduziert.

Somit ist die Dichtungsanordnung 17 derart ausgeführt, dass diese deren Dichtwirkung bei einem in dem Steuerraum 4 steigendem Dämpf mitteldruck vergrößert und bei einem in dem Steuerraum 4 fallendem Dämpfmitteldruck verkleinert.

Durch die Wahl der förmlichen Ausgestaltung der Nutwände 22, 23 und/oder des Nutbodens 24 kann die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung 17 definiert eingestellt werden.

Die Figur 3 zeigt beispielsweise, dass der Nutboden 24 derart ausgeführt werden kann, dass der Nutboden 24 eine erste axiale Erstreckung 25 und eine zweite axiale Erstreckung 26 aufweist, wobei sich die erste axiale Erstreckung 25 von der ersten Nutwand 22 aus, im Wesentlichen parallel zu der Längsachse A der Dämpfventilanordnung 1 in Richtung des Dämpfkolbens 4 erstreckt und wobei sich die zweite axiale Erstreckung 26 von der zweiten Nutwand 23 aus, geneigt zu der Längsachse A der Dämpfventilanordnung 1 in Richtung des Steuerraums 14 erstreckt und wobei sich die erste axiale Erstreckung 25 und die zweite axiale Erstreckung 26 zwischen der ersten Nutwand 22 und der zweiten Nutwand 23 begegnen.

Der als eine Vier-Lippen-Dichtung, insbesondere als ein X-Ring, ausgeführte Dichtungsring 18 kann dann derart innerhalb der Nut 21 angeordnet werden, dass dessen zwei Dichtlippen 27, 28 im Bereich der ersten axialen Erstreckung 25 des Nutbodens und zwei weitere Dichtlippen 29, 30 im Bereich der zweiten axialen Erstreckung des Nutbodens 24 angebracht sind.

Bezuqszeichen

Dämpfventilanordnung

Zylinder

Träger

Dämpfkolben

Rückschlagventil

erster Strömungskanal

Ventilscheibe

erster Arbeitsraum

zweiter Arbeitsraum

Steueranordnung

Steuertopf

Topfwand

Topfboden

Steuerraum

zweiter Strömungskanal

Steuerkolben

Dichtungsanordnung

Dichtungsring

Spitze des V

Öffnung des V

Nut

erste Nutwand

zweite Nutwand

Nutboden

erste axiale Erstreckung des Nutbodens zweite axiale Erstreckung des Nutbodens

Dichtlippe

Dichtlippe

Dichtlippe

Dichtlippe Federanordnung

Federelementa Federelement

b Federelement

Gleitelement

Führungshülse erster Führungsabschnitt zweiter Führungsabschnitt

Verbindungsmittel

Zulaufdrossel

Ablaufdrossel erster Anschlag zweiter Anschlag

Distanzring

Längsachse