Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug umfassend einen Zylinder, in dem ein Kolben an einer Kolbenstange axial beweglich geführt ist, wobei der Kolben den Zylinder in einen ersten und einen zweiten Arbeitsraum unterteilt, und wobei eine Hydraulikvorrichtung in Strömungsverbindung mit dem Zylinder vorgesehen ist und weiterhin wenigstens einen Druckausgleichsmechanismus zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsraum vorhanden ist.

Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge sind in vielen Ausgestaltungen bekannt, unter anderem als Einrohrdämpfer, Zwei rohrdämpf er und Zwei rohrdämpf er mit Zwischenwand oder auch Dreirohrdämpfer.

Diese Dämpfer können zur Radkontrolle benutzt werden, indem sie variable Dämpfkräfte zur Verfügung stellen. Die Dämpfkraft kann variabel eingestellt werden, indem beispielsweise ein ansteuerbares Proportionalventil vorhanden ist, das den Strömungsquerschnitt für das Hydraulikmedium variiert und dementsprechend die

Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers verändert.

Daneben ist es bekannt eine Aufbaukontrolle mittels eines Schwingungsdämpfers vorzunehmen. Bei der Aufbaukontrolle geht es bekanntermaßen darum, den Fahrzeugaufbau, im weitestem Sinne also die Karosserie, dahingehend zu stabilisieren bzw. auszugleichen, dass bei beispielsweise schrägstehenden Untergründen wie Hanglagen oder Fahrbahnunebenheiten oder Kurvenfahrten die Auswirkungen auf den Aufbau verringert werden. Darunter fallen beispielsweise auch das Wanken oder Nicken des Kraftfahrzeugs, die zu kontrollieren oder zu verringern sind.

Diese Funktion kann nicht durch herkömmliche Schwingungsdämpfer geleistet werden, wobei sowohl Einrohrdämpfer als auch Zwei rohrdämpf er bekannt sind, jedoch lediglich für eine Schwingungsdämpfung ausgestaltet sind.

Es gibt mehrere unterschiedliche bekannte Systeme, mit denen eine Aufbaukontrolle vorgenommen werden kann. Beispielsweise geht aus der US 2009/0260935 A1 ein Schwingungsdämpfer hervor, der einen Gerotor, also eine Vorrichtung, die sowohl als Motor wie auch als Generator betreibbar ist, aufweist, der an eine Pumpe gekuppelt ist. Mit dieser Vorrichtung kann sowohl Energie rekuperiert werden, als auch eine Aufbaukontrolle und eine Radkontrolle durchgeführt werden. Radkontrolle, Aufbaukontrolle und Rekuperation werden also durch die gleiche Vorrichtung bewirkt. Ein Schwingungsdämpfer mit demselben Wirkprinzip geht weiterhin aus der US

2013/0147205 A1 und der US 2014/02651 68 A1 hervor.

Aus der DE 10 2009 022 328 A1 geht dagegen ein Schwingungsdämpfer hervor, bei dem die Radkontrolle mittels eines Druckregelventils erfolgt und die Aufbaukontrolle mittels einer Motor-Pumpeneinheit. Bei diesem Aufbau sind die Aufbaukontrolle und die Radkontrolle also durch unabhängige Einheiten realisiert, die dementsprechend separat optimierbar sind. Ein dazu ähnlicher Aufbau geht aus der WO 2014/066469 A1 hervor. Dabei werden die verstellbaren Dämpfkräfte über regelbare Ventile, eines für die Zug- und eines für die Druckrichtung, erzeugt und die Aufbaukontrolle über eine Motor-Pumpeneinheit.

Weiterhin ist es bekannt, am Kolben einen Durchlass vorzusehen, so dass der erste und der zweite Arbeitsraum, die durch den Kolben im Arbeitszylinder gebildet werden, verbunden sind. Dieser Durchlass wird auch konstanter Durchlass oder Bypass genannt, der Durchlass muss jedoch nicht durchgehend geöffnet sein. Im Unterschied zu den durch ein Druckbegrenzungsventil verschlossenen Durchgängen im Kolben hat der Durchlass die Aufgabe, für einen vergleichsweisen kleinen Volumenstrom und einen gewissen Druckausgleich zwischen dem ersten Arbeitsraum und dem zweiten Arbeitsraum zu sorgen, so dass beim Öffnen eines der Druckbegrenzungsventile kein schlagartiger Druckausgleich stattfindet. Dabei ist der Durchlass so dimensioniert, dass nur marginale Volumenströme durch ihn durchgeleitet werden. Der Durchlass kann ebenfalls durch ein Ventil verschlossen sein, weiterhin können dann auch ein Durchlass für die Zug- und ein Durchlass für die Druckrichtung vorhanden sein. Diese Ventile öffnen aber bei sehr viel geringerem Drücken als die Druckbegrenzungsventile der Durchgänge, die Ventile haben, sofern sie vorhanden sind, lediglich die Funktion, eine minimalere Schwelle vorzugeben. Der oder die Durchlässe sind also zusätzlich zu den im Kolben vorhandenen Druckbegrenzungs- ventilen vorgesehene Öffnungen, die bereits vor dem Öffnen der Druckausgleichsventile für einen Druckausgleich zwischen dem ersten Arbeitsraum und dem zweiten Arbeitsraum sorgen sollen, wobei lediglich ein minimaler Volumenstrom fließt.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem die Druckausgleichsfunktion weiter verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass der Druckausgleichsmechanismus außerhalb des Zylinders angeordnet ist. Während beim Stand der Technik der Durch- lass und damit der Druckausgleichsmechanismus am Kolben angeordnet ist, ist nunmehr vorgesehen, dass der Druckausgleichsmechanismus außerhalb des Zylinders und damit selbstverständlich auch außerhalb des Kolbens vorgesehen ist. Dies wird möglich, da die Hydraulikvorrichtung mit dem Zylinder verbunden ist und dabei einen Strömungsweg sowohl zum ersten sowie auch zum zweiten Arbeitsraum aufweist. Dadurch ist eine weitere Möglichkeit geschaffen worden, den ersten Arbeitsraum und den zweiten Arbeitsraum zu verbinden, wobei diese Verbindungsstelle nicht mehr im Zylinder liegt. Vielmehr ist sie im Strömungsweg außerhalb des Zylinders platziert.

Der Kolben kann dabei Druckbegrenzungsventile aufweisen, muss es aber nicht.

Vorzugsweise kann der Druckausgleichsmechanismus in oder bei der Hydraulikvorrichtung angeordnet sein. Zwar ist es grundsätzlich möglich, den Druckausgleichsmechanismus im gesamten Strömungsweg außerhalb des Zylinders anzuordnen. Allerdings ist der Strömungsweg zwischen Zylinder und Hydraulikvorrichtung sowieso relativ schmal, so dass das Vorsehen des Druckausgleichsmechanismus am einfachsten und am kostengünstigsten in oder bei der Hydraulikvorrichtung zu realisieren ist.

Dabei ist es in einer ersten Ausgestaltung bevorzugt, dass der Druckausgleichsmechanismus als Durchgangsöffnung abgebildet ist. Der Druckausgleichsmechanismus ist demnach eine Art Bypass um die Hydraulikvorrichtung herum oder an der Hydrau- likvorrichtung oder auch eine Nut in der Wand des Strömungsweges, die durchgehend ausgebildet ist.

Vorzugsweise kann der Druckausgleichsmechanismus schaltbar sein. D. h., dass der Druckausgleichsmechanismus offen- und schließbar ist. Ein derartiger Druckausgleichsmechanismus ist zwar kein konstanter Durchlass, aber er kann als schaltbarer Bypass angesehen werden.

Besonders bevorzugt kann der Druckausgleichsmechanismus in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Hydraulikvorrichtung oder einer damit verbundenen Vorrichtung, insbesondere einer elektrischen Vorrichtung, offen- oder schließbar sein. Besonders bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Druckausgleichsmechanismus bei Betrieb der Hydraulikvorrichtung oder einer mit der Hydraulikvorrichtung verbundenen Vorrichtung geschlossen ist. Dementsprechend ist der Druckausgleichsmechanismus beim Betrieb der Hydraulikvorrichtung geschlossen, so dass diese ohne Leckagen arbeiten kann.

Bevorzugt kann die Hydraulikvorrichtung eine Pumpe umfassen. Ist der Druckausgleichsmechanismus beim Betrieb der Pumpe geschlossen, so kann ihr Wirkungsgrad erhöht werden. Gerade bei dieser Kombination ist es besonders vorteilhaft, den Druckausgleichsmechanismus nicht am Kolben sondern an der Pumpe oder ihrer Umgebung vorzusehen, da die Steuerung der Pumpe und des Druckausgleichsmechanismus dann gleichzeitig und mit der gleichen Steuerungseinrichtung erfolgen kann.

Mit besonderem Vorteil kann der Druckausgleichsmechanismus als Funktion der Hydraulikvorrichtung, insbesondere als Pumpenfunktion, ausgebildet sein. Bei dieser Ausgestaltung ist der Druckausgleichsmechanismus nicht mehr als Öffnung zum Ausgleichen von Drücken zwischen dem ersten Arbeitsraum und dem zweiten Arbeitsraum vorgesehen, sondern über die Pumpe. Auch mittels einer Pumpenbewegung kann einer Druckverteilung zwischen dem ersten und dem zweiten Arbeitsraum wie auch eine Hydraulikmediumverteilung erreicht werden. Dabei wird dann nicht die Pumpenbewegung alleine in Abhängigkeit der Aufbaukontrolle ermittelt, sondern zusätzlich ein Durchlasseffekt hineingerechnet.

Vorteilhafterweise kann der Schwingungsdämpfer einen Motor aufweisen, der mit der Hydraulikvorrichtung verbunden ist. Die Hydraulikvorrichtung und der Motor können insbesondere eine Motor-Pumpen-Einheit darstellen, die in einem Gehäuse am Schwingungsdämpfer angeordnet sind. Diese Anordnung kann auch als Hydromotor bezeichnet werden.

Vorteilhafterweise kann die Hydraulikvorrichtung eine Welle aufweisen und an der Welle eine Anordnung vorhanden sein, mit der der Druckausgleichsmechanismus bei stehender Welle verschlossen ist und bei sich drehender Welle zumindest teilweise geöffnet ist. Ist der Druckausgleichsmechanismus nicht lediglich als Funktion einer Pumpe realisiert, so ist die Schaltbarkeit des Druckausgleichsmechanismus auf mehrere Arten realisierbar. Einer Möglichkeit ist dabei eine Anordnung an der Welle, die bevorzugt fliehkraftabhängig arbeitet. Teile der Anordnung werden bei Drehung dann nach außen geschoben, dementsprechend befindet sich der Druckausgleichsmechanismus also bei Abstand von der Welle. Die Anordnung verdeckt den Druckausgleichsmechanismus bei stehender Welle nicht, mit dem Herausschieben nach außen fährt sie aber über den Druckausgleichsmechanismus und verschließt ihn so. Beim Starten der Drehbewegung der Welle kann der Druckausgleichsmechanismus also noch eine kurze Zeit geöffnet sein, ab einer gewissen Geschwindigkeit und einer entsprechenden Fliehkraft wird der Druckausgleichsmechanismus aber verschlossen.

Alternativ kann der Druckausgleichsmechanismus mittels eines schaltbaren Ventils offen- oder schließbar sein. Der Vorteil ist, dass die Schaltung des Ventils in Abhängigkeit der Bestromung des Motors oder der Hydraulikvorrichtung erfolgen kann, und so eine einfache Art der Kopplung zwischen dem Öffnen und dem Schließen des Druckausgleichsmechanismus wie auch den Betrieb der Hydraulikvorrichtung entsteht. In einer weiteren Ausgestaltung kann der oder ein zusätzlicher Druckausgleichsmechanismus in oder bei einem regelbaren Ventil angeordnet sein. Das regelbare Ventil stellt besonders bevorzugt die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers ein. In einigen Varianten wird die Dämpfkraft eines Schwingungsdämpfers über regelbare Ventile geregelt. Bei diesen kann ebenfalls der Druckausgleichsmechanismus angeordnet sein. Auch dort ist es möglich, die bereits vorhandenen Regelströme des Ventils zusätzlich zum Schalten des Druckausgleichsmechanismus zu verwenden.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Schwingungsdämpfer. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass der Schwingungsdämpfer wie beschrieben ausgebildet ist. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um einen PKW, einen LKW oder auch ein Motorrad handeln.

Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:

Figur 1 einen Schwingungsdämpfer in einer ersten Ausgestaltung (Stand der Technik),

Figur 2 eine Kennlinie des Schwingungsdämpfers nach Figur 1 (Stand der Technik),

Figur 3 einen Schwingungsdämpfer in einer zweiten Ausgestaltung (Stand der Technik),

Figur 4 Kennlinien des Schwingungsdämpfers nach Figur 3 (Stand der Technik), Figur 5 einen Schwingungsdämpfer in einer dritten Ausgestaltung, und Figur 6 Kennlinien des Schwingungsdämpfers nach Figur 5. Figur 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 aus dem Stand der Technik. Dieser ist als Ein rohrdämpf er ausgebildet und weist einen Arbeitszylinder 2 auf, in dem ein Kolben 3 axial beweglich geführt ist. Weiterhin sind eine Kolbenstange 4 und ein Ausgleichsraum 5 vorhanden. Der Kolben 3 trennt den Arbeitszylinder 2 in einen ersten Arbeitsraum 5 und einen zweiten Arbeitsraum 6. Im Kolben 3 sind zwei Druckbegrenzungsventile 7 und 8 sowie ein Durchlass 9 angeordnet. Da der Durchlass 9 nicht schaltbar ist handelt es sich in diesem Fall um einen konstanten Durchlass.

Figur 2 zeigt die mit dem Schwingungsdämpfer 1 nach Figur 1 erzeugbare Kennlinie 10. Gegen die Achse 12 ist dabei die Kolbengeschwindigkeit und gegen die Achse 14 der Druck aufgetragen. Im ersten Abschnitt 1 6 ist dabei alleine der Durchlass 9 für den Kurvenverlauf maßgebend. Dieser ist dementsprechend parabelförmig ausgebildet. Zum Zeitpunkt 18 öffnet das Druckbegrenzungsventil 8, so dass der Strömungswiderstand am Kolben absinkt und dementsprechend ein linearer Kurvenverlauf folgt. In umgekehrter Richtung öffnet dagegen zum Zeitpunkt 19 das Druckbegrenzungsventil 7, weswegen auch in der Gegenrichtung nach einer gewissen Zeit eine lineare Kurve vorliegt. Lediglich im zentralen Bereich um den O-Punkt herum ist die Kennlinie durch den Durchlass 9 dominiert.

Figur 3 zeigt eine weitere bekannte Alternative eines Schwingungsdämpfers 1 , bei der zwei regelbare Ventile 22 und 24 vorgesehen sind, wobei eines der Ventile 22 oder 24 für die Druckrichtung und das andere für die Zugrichtung verwendet werden. In Figur 3 sind die Ventile 22 und 24 außerhalb des Arbeitszylinders 2 angeordnet, sie können jedoch auch innerhalb des Zylinders 2 angeordnet sein. Die sich dabei ergebenen Kennlinien 26 zeigt Figur 4. Sie entsprechen im Wesentlichen der Kennlinie 10, in Abhängigkeit der Einstellung der Ventile 22 und 24 überlagern sie den pa- rabelförmigen Abschnitt des Durchlasses 9 früher oder auch später. Jede der Kennlinien 26 ist also eine Kennlinie für eine bestimmte vorgegebene Dämpfkraft.

Figur 5 zeigt einen Schwingungsdämpfer 1 , bei dem der Durchlass 9 außerhalb des Arbeitszylinders 2 angeordnet ist. Insbesondere ist der Durchlass 9 nicht im Kolben 3 integriert. In einer ersten Ausgestaltung befindet sich der Durchlass 9 bei der Hydraulikvorrichtung 28. Die Hydraulikvorrichtung 28 ist bevorzugt als Pumpe ausgestaltet und mit einem Motor 30, insbesondere einem Elektromotor, verbunden. Der Durchlass 9 kann dabei schaltbar sein, er kann auch über einer fliehkraftabhängige Anordnung auf der Welle zwischen Hydraulikvorrichtung 28 und Motor 30 verschließbar sein. Weiterhin kann ein zusätzlicher Durchlass 32 bei schaltbarem regelbaren Ventilen 23 und 24 vorgesehen sein. Es ist also möglich, mehrere Durchlässe 9 und 32 am Schwingungsdämpfer 1 zu realisieren. Mit dem Schwingungsdämpfer 1 gemäß Figur 5 ist insbesondere eine Radkontrolle mittels der Ventile 22 und 24 wie auch eine Aufbaukontrolle mittels der Motor-Pumpen-Anordnung mit Hydraulikvorrichtung 28 und Motor 30 möglich.

Die sich ergebene Dämpfungskennlinie des Schwingungsdämpfers 1 gemäß Figur 5 ist in Figur 6 dargestellt. Zusätzlich zu den Kennlinien 26, wie sie bereits in Figur 4 dargestellt werden, ist nun auch der Bereich des zweiten und des vierten Quadranten zugänglich. Dabei bedarf es allerdings der Realisierung des Durchlasses 9 als Pumpenfunktion, so dass auch in Druckrichtung Zugkräfte und in Zugrichtung Druckkräfte ausgeübt werden können.

Bezuqszeichen

Schwingungsdämpfer

Arbeitszylinder

Kolben

Kolbenstange

erster Arbeitsraum

zweiter Arbeitsraum

Druckbegrenzungsventil

Druckbegrenzungsventil

Durchlass

Kennlinie

Achse

Achse

Bereich

Zeitpunkt

Zeitpunkt

Ventil

Ventil

Kennlinie

Hydraulikvorrichtung

Elektromotor

Durchlass