DE10059474B4

DE10059474B4 - Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer

Info

Publication number: DE10059474B4
Application number: DE10059474A
Authority: DE
Inventors: Takuya Matsumoto; Takashi Nezu
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: DE10059474A1; KR100367683B1; US6374967B2; US20010010279A1; KR20010052024A; JP2001159444A

Abstract

Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer (1), umfassend:
einen Zylinder (2), in dem ein Hydraulikfluid dicht aufgenommen ist;
einen gleitfähig in dem Zylinder (2) befestigten Kolben (3);
eine an ihrem einen Ende mit dem Kolben (3) verbundene Kolbenstange (6); das andere Ende der Kolbenstange (6) erstreckt sich zu einer Außenseite des Zylinders (2);
einen Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9) zum Schleusen des Hydraulikfluids in Abhängigkeit der Gleitbewegung des Kolbens (3);
ein Dämpfkraftsteuerventil (21, 32) zum Steuern der Dämpfkraft durch Steuern der Strömung des Hydraulikfluids durch den Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9); und
einen Mechanismus (17, 18; 28, 29) zum Betätigen des Dämpfkraftsteuerventils (21, 32),
wobei das Dämpfkraftsteuerventil (21, 32) ein variables Drucksteuerventil ist, das folgendes umfasst:
eine zylindrische Muffe (4) mit einem ersten Bohrungsabschnitt (34) und einem zweiten Bohrungsabschnitt (35, 36), dessen Innendurchmesser größer ist als der des ersten Bohrungsabschnitts (34), wobei eine Schulter zwischen dem ersten und dem zweiten...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft dämpfkraftgesteuerte Hydraulikstoßdämpfer, die an Fahrwerksystemen von Automobilen oder anderen Fahrzeugen befestigt sind. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfer, der geeignet ist, Dämpfkraft gemäß den Bedingungen der Straßenoberfläche, des Fahrzeuglaufs, etc., im Hinblick auf das Verbessern der Fahrqualität und der Steuerungsstabilität angemessen zu steuern.
Im allgemeinen umfasst ein dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer einen Zylinder, der in ihm gedichtet ein Hydraulikfluid aufweist. Ein mit einer Kolbenstange verbundener Kolben ist gleitend in dem Zylinder befestigt. Durch eine Gleitbewegung des Kolbens in dem Zylinder wird bewirkt, dass das Hydraulikfluid durch einen Hydraulikfluiddurchlass strömt. Diese Strömung des Hydraulikfluids wird durch einen dämpfkrafterzeugenden Mechanismus gesteuert, der aus Öffnungen und Scheibenventilen gebildet ist, um eine Dämpfkraft zu erzeugen, und die Dämpfkraft wird durch das Verändern der Strömungspfadfläche mit einem Dämpfkraftsteuerventil gesteuert.

Ein herkömmlicher dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer weist ein variables Drucksteuerventil auf, bei dem ein Gleitventil gleitend in einer Zylindermuffe befestigt ist und die Strömung des Hydraulikfluids durch in der Seitenwand der Muffe vorgesehene Durchlässe gemäß der Position des Gleitventils gesteuert wird, wodurch die Dämpfkraft gesteuert wird.

Genauer ist ein Abschnitt vergrößerten Durchmessers in der Innenwand der Muffe ausgebildet. Ein durch das Gleitventil getragener Scheibenventilkörper sitzt auf einer Schulter, die von dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers gebildet ist. Der Anker eines Magnetventils schiebt das Gleitventil in die Schließrichtung des variablen Drucksteuerventils, d.h. in eine Richtung, in der der Scheibenventilkörper gegen die Schulter gepresst wird. Der Druck des Hydraulikfluids zum Öffnen des variablen Drucksteuerventils wird aus dem Zusammenhang zwischen der Größenordnung der Druckkraft des Ankers und dem auf den Scheibenventilkörper aufgebrachten Druck des Hydraulikfluids bestimmt.

Dieser herkömmliche dämpfkraftgesteuerte Hydraulikstoßdämpfer leidet jedoch an dem folgenden Problem. Da jedes Ende des Gleitventils in einer Hydraulikfluidkammer gelegen ist, die mit einem Hydraulikfluiddurchtritt auf der stromabwärtigen Seite des variablen Drucksteuerventils in Verbindung steht, beeinflusst die Druckveränderung in den Hydraulikfluidkammern das Gleitventil. Wenn die Durchflussmenge des durch das variable Drucksteuerventil strömenden Hydraulikfluids abrupt ansteigt, steigt auch der Druck in der stromabwärtigen Hydraulikfluidkammer abrupt an. Dies bewirkt ein Ungleichgewicht zwischen den Drücken in den Hydraulikfluidkammern an den beiden Enden des Gleitventils. Im Ergebnis bewegt sich das Gleitventil unerwünschter Weise. Entsprechend besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Dämpfkraft instabil wird.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände gemacht. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfer bereit zu stellen, der geeignet ist, selbst dann eine stabile Dämpfkraft zu erzeugen, wenn die Durchflussmenge des Hydraulikfluids sich abrupt verändert.

Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung einen dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 4 bereit.

Mit der hier beschriebenen Anordnung wirkt der Druck des Hydraulikfluids zwischen den Öffnungen in der Muffe nicht auf die Hydraulikfluidkammer an dem stromabwärtigen Ende des Gleitventils. Folglich besteht keine Möglichkeit, dass das Gleitventil durch den Druck des Hydraulikfluids zwischen den Öffnungen in der Muffe bewegt wird.

Bei einem die oben beschriebene Anordnung aufweisenden, dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Dämpfkraftsteuerventil ein Vorschaltventil eines vorschaltventilgesteuerten Dämpfventils sein, das Dämpfkraft gemäß der Gleitbewegung des Kolbens erzeugt.

Mit der oben beschriebenen Anordnung verändert sich der Vorschaltdruck als ein Ergebnis der Steuerung des Dämpfkraftsteuerventils, was bewirkt, dass sich die Ventilöffnungskennlinien des vorschaltventilbetätigten Dämpfventils ändern.

Die obige und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen weiter hervorgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vertikalschnittansicht eines wesentlichen Teils eines dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Kolbenstumpf und zugeordnete Elemente zeigt, die ein Dämpfkraftsteuerventil des in 1 gezeigten dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfers bilden.
3 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Kolbenstumpf und zugeordnete Elemente zeigt, die ein Dämpfkraftsteuerventil eines dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden.
4 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Kolbenstumpf und zugeordnete Elemente in einer Abwandlung der in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben werden.
Eine erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben werden. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst ein dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer 1 gemäß der ersten Ausführungsform einen Zylinder 2, der dicht in ihm aufgenommen ein Hydraulikfluid aufweist. Ein Kolben 3 ist gleitfähig in dem Zylinder 2 befestigt. Der Kolben 3 teilt das Innere des Zylinders 2 in zwei Kammern, d.h. eine obere Zylinderkammer 2a und eine untere Zylinderkammer 2b. Ein annähernd zylindrischer Kolbenstumpf 4 (Muffe) ist in den Kolben 3 eingeführt und unter Verwendung einer Mutter 5 befestigt. Der Kolbenstumpf 4 weist an seinem proximalen Ende einen Abschnitt vergrößerten Durchmessers 4a auf. Ein mit einem Endabschnitt einer hohlen Kolbenstange 6 verbundenes Magnetventilgehäuse 7 ist auf den Abschnitt vergrößerten Durchmessers 4a des Kolbenstumpfes 4 aufgeschraubt. Der andere Endabschnitt der Kolbenstange 6 erstreckt sich durch die obere Zylinderkammer 2a und weiter durch eine (nicht gezeigte) Stangenführung und eine (nicht gezeigte) Dichtung, die an dem oberen Endabschnitt des Zylinders 2 befestigt sind, und steht zur Außenseite des Zylinders 2 vor. Es wird angemerkt, dass der Zylinder 2 mit einem Vorratsraum oder einer Gaskammer versehen ist, um eine Volumenänderung in dem Zylinder 2 aufgrund von Einfahren und Ausfahren der Kolbenstange 6 zu kompensieren.
Der Kolben 3 ist mit einem Ausfahrhydraulikfluiddurchtritt 8 und einem Einfahrhydraulikfluiddurchtritt 9 für die Verbindung zwischen den oberen und unteren Zylinderkammern 2a und 2b versehen. Ein Ausfahrdämpfkraft-Erzeugungsmechanismus 10 ist zwischen dem Kolben 3 und der Mutter 5 vorgesehen, um die Strömung des Hydraulikfluids in dem Ausfahrhydraulikfluiddurchtritt 8 zu steuern. Ein Einfahrdämpfkraft-Erzeugungsmechanismus 11 ist zwischen dem Kolben 3 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 4a des Kolbenstumpfes 4 vorgesehen, um die Strömung des Hydraulikfluids in dem Einfahrhydraulikfluiddurchtritt 9 zu steuern.
Der Ausfahrdämpfkraft-Erzeugungsmechanismus 10 wird im folgenden beschrieben werden. Ein ringförmiger Ventilsitz 12 steht von einer Endfläche des Kolbens 3 vor, die der unteren Zylinderkammer 2b zugewandt ist. Ein Scheibenventil 13 (ein vorschaltgesteuertes Dämpfventil) sitzt auf dem Ventilsitz 12. Ein ringförmiges Befestigungselement 14 ist an dem Kolbenstumpf zwischen dem Kolben 3 und der Mutter 5 befestigt. Ein bewegbarer Ring 15 ist gleitfähig an dem Außenumfang des Befestigungselements 14 befestigt. Der bewegbare Ring 15 wird durch Federkraft einer scheibenförmigen Tellerfeder 16 gepresst, die zwischen dem Befestigungselement 14 und der Mutter 5 eingespannt ist, so dass er an dem Scheibenventil 13 anliegt. Eine Vorsteuerkammer 17 ist zwischen dem Scheibenventil 13 und dem Befestigungselement 14 derart ausgebildet, dass der Druck in der Vorsteuerkammer 17 auf das Scheibenventil 13 in seiner Schließrichtung wirkt. Die Vorsteuerkammer 17 steht mit dem Ausfahrhydraulikfluiddurchtritt 8 über eine feste Öffnung 18 in Verbindung, die in dem Scheibenventil 13 vorgesehen ist. Die Vorsteuerkammer 17 steht ebenfalls mit der anderen Seite des Befestigungselements 14 über in der Seitenwand des Kolbenstumpfes 4 vorgesehene Öffnungen 19 und 20 und durch ein Ausfahrdrucksteuerventil 21 (ein Dämpfkraftsteuerventil, oder ein variables Drucksteuerventil) in Verbindung, das im Innern des Kolbenstumpfes 4 vorgesehen ist. Die Vorsteuerkammer 17 steht des weiteren mit der unteren Zylinderkammer 2b durch ein Rückströmventil 22 in Verbindung, das aus einem über die Tellerfeder 16 gelegtes Scheibenventil gebildet ist.
Der Einfahrdämpfkraft-Erzeugungsmechanismus 11 wird im folgenden beschrieben werden. Ein ringförmiger Ventilsitz 23 steht von einer Endfläche des Kolbens 3 vor, die der oberen Zylinderkammer 2a zugewendet ist. Ein Scheibenventil 24 (ein vorschaltbetätigtes Dämpfventil) sitzt auf dem Ventilsitz 23. Ein ringförmiges Befestigungselement 25 ist an dem Kolbenstumpf 4 zwischen dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 4a und dem Kolben 3 befestigt. Ein bewegbarer Ring 26 ist gleitfähig an dem Außenumfang des Befestigungselements 25 befestigt. Der bewegbare Ring 26 wird mittels Federkraft einer scheibenförmigen Tellerfeder 27, die zwischen dem Befestigungselement 25 und dem Abschnitt vergrößerten Durchmessers 4a eingespannt ist, derart gepresst, dass er an dem Scheibenventil 24 anliegt.
Eine Vorsteuerkammer 28 ist zwischen dem Scheibenventil 24 und dem Befestigungselement 25 derart ausgebildet, dass der Druck in der Vorsteuerkammer 28 auf das Scheibenventil 24 in dessen Schließrichtung wirkt. Die Vorsteuerkammer 28 steht mit dem Einfahrhydraulikfluiddurchtritt 9 über eine feste Öffnung 29 in Verbindung, die in dem Scheibenventil 24 vorgesehen ist. Die Vorsteuerkammer 28 steht ebenfalls mit der anderen Seite des Befestigungselements 25 in Verbindung, über in der Seitenwand des Kolbenstumpfes 4 vorgesehene Öffnungen 30 und 31 und durch ein Einfahrdrucksteuerventil 32 (ein Dämpfkraftsteuerventil, oder ein variables Drucksteuerventil), das innerhalb des Kolbenstumpfes 4 vorgesehen ist. Die Vorsteuerkammer 28 steht des weiteren mit der oberen Zylinderkammer 2a über ein Rückströmventil 33 in Verbindung, das aus einem über die Tellerfeder 27 gelegten Scheibenventil gebildet ist. Die Ausfahr- und Einfahrdrucksteuerventile 21 und 32 werden im folgenden hauptsächlich in Bezugnahme auf die 2 beschrieben werden. Der Kolbenstumpf 4 weist in seiner Mitte eine Bohrung kleinen Durchmessers 34 auf. Die Öffnungen 19 und 30 öffnen sich in die Bohrung kleinen Durchmessers 34. Bohrungen großen Durchmessers 35 und 36 sind an beiden Enden der Bohrung kleinen Durchmessers 34 ausgebildet. Die Öffnungen 20 und 31 öffnen sich in entsprechend die Bohrungen 35 und 36 großen Durchmessers. Ringventilsitze 37 und 38 sind über Stufenabschnitte zwischen der Bohrung kleinen Durchmessers 34 und den Bohrungen großen Durchmessers 35 und 36 gebildet. Ein zylindrischer Schieber 39 ist gleitfähig in der Bohrung kleinen Durchmessers 34 des Kolbenstumpfes 4 befestigt. Ringventilkammern 40 und 41 sind zwischen der Bohrung kleinen Durchmessers 34 und den an beiden Enden des Schiebers 39 ausgebildeten Abständen kleinen Durchmessers ausgebildet. Die Ventilkammern 40 und 41 stehen entsprechend mit den Öffnungen 19 und 30 in Verbindung. Ventilelemente 42 und 43 sind an beiden Enden des Schiebers 39 befestigt. Die Ventilelemente 40 und 43 sind ausgebildet, um auf entsprechend den Ventilsitzen 37 und 38 zu ruhen oder sich von ihnen zu trennen. Die Ventilelemente 42 und 43 weisen jeweils die Form eines Zylinders auf, von dem ein Ende nahezu geschlossen ist. Jedes der Ventilelemente 42 und 43 weist an seiner Unterseite einen Vorsprung auf. Der Vorsprung ist in den Schieber 39 pressgepasst. Ringventilkammern 44 und 45 sind zwischen den Ventilelementen 42 und 43 und entsprechend den Bohrungen großen Durchmessers 35 und 36 ausgebildet. Die Ventilkammern 44 und 45 stehen entsprechend mit den Öffnungen 20 und 31 in Verbindung. Die Ventilelemente 42 und 43 weisen Flansche 46 und 47 auf, die sich von den Außenumfängen ihrer offenen Enden erstrecken. Die Flansche 46 und 47 sind gleitfähig in entsprechend den Bohrungen 35 und 36 großen Durchmessers befestigt. Der Schieber 29 und die Ventilelemente 42 und 43 bilden ein erfindungsgemäßes Gleitventil.
In dem Magnetventilgehäuse 7 ist ein Proportionalmagnetventil 48 vorgesehen. Eine Betätigungsstange 50 ist mit einem Anker 49 des Proportionalmagnetventils 48 verbunden. Der distale Endabschnitt der Betätigungsstange 50 ist in das an einem Ende des Schiebers 29 befestigte Ventilelement 43 eingeführt. Das distale Ende der Betätigungsstange 50 liegt an der Unterseite des Ventilelements 43 an. Eine Einstellschraube 51 und eine Stoppmutter 52 sind an dem distalen Ende des Kolbenstumpfes 4 in die Bohrung großen Durchmessers 35 geschraubt, um die Öffnung der Bohrung großen Durchmessers 35 zu schließen. Eine Rückstellfeder 53 (Druckfeder) ist zwischen dem an dem anderen Ende des Schiebers 39 befestigten Ventilelement 42 und der Einstellschraube 51 angeordnet. Zuführleitungen 55 einer Spule 54 des Proportionalmagnetventils 48 erstrecken sich durch die hohle Kolbenstange 6 zur Außenseite des Zylinders 2. Folglich kann der Spule 54 von einem mit den distalen Enden der Zuführleitung 55 verbundenen Verbinder 56 elektrische Leistung zugeführt werden.
Zwischen dem Ventilelement 42 und der Einstellschraube 51 in der Bohrung großen Durchmessers 35 ist eine Hydraulikfluidkammer 57 ausgebildet. Die Hydraulikfluidkammer 57 ist über den Flansch 46 von der Ventilkammer 44 abgeschnitten. Eine Hydraulikfluidkammer 58 ist an der hinteren Seite des Ventilelements 43 in der Bohrung groben Durchmessers 36 ausgebildet, um mit der Innenseite des Proportionalmagnetventils 48 in Verbindung zu stehen. Die Hydraulikfluidkammer 58 ist über den Flansch 47 von der Ventilkammer 45 abgeschnitten. Die Hydraulikfluidkammern 57 und 58 stehen miteinander durch einen Hydraulikfluiddurchtritt 49 in dem Schieber 39 und durch Hydraulikfluiddurchtritte 60 und 61 in Verbindung, die in den jeweiligen Vorsprüngen der Ventilelemente 42 und 43 ausgebildet sind, und des weiteren durch einen Öffnungsdurchtritt 62, der in dem distalen Endabschnitt der Betätigungsstange 50 des Proportionalmagnetventils 48 vorgesehen ist. Es wird angemerkt, dass die Passung zwischen den Bohrungen großen Durchmessers 35 und 36 und den Flanschen 46 und 47 der Ventilelemente 42 und 43 einen geringen Leckstrom von Hydraulikfluid erlaubt, wie er durch eine Volumenveränderung aufgrund einer Temperaturveränderung oder ähnlichem des Hydraulikfluids in den Hydraulikfluidkammern 57 und 58 bewirkt wird.
Das Nachstehende ist eine Beschreibung des Betriebs dieser wie oben ausgeführt angeordneten Ausführungsform.
Während des Ausfahrhubs der Kolbenstange 6 wird bei sich bewegendem Kolben 3 das Hydraulikfluid in der oberen Zylinderkammer 2a mit Druck beaufschlagt. Folglich strömt, bevor sich das Scheibenventil 13 des Ausfahrdämpfkraft-Erzeugungsmechanismus 10 öffnet (in einem Bereich niedriger Kolbengeschwindigkeit), das Hydraulikfluid in der oberen Zylinderkammer 2a durch den Ausfahrhydraulikfluiddurchtritt 8, die feste Öffnung 18 in dem Scheibenventil 13, die Vorsteuerkammer 17, die Öffnung 19, das Ausfahrdrucksteuerventil 21, die Öffnung 20 und das Rückströmventil 22 zur unteren Zylinderkammer 2b. Wenn der Druck in der oberen Zylinderkammer 2a den Ventilöffnungsdruck des Scheibenventils 13 erreicht (einem Bereich hoher Kolbengeschwindigkeit), öffnet sich das Scheibenventil 13, um es zu ermöglichen, dass das Hydraulikfluid von dem Ausfahrhydraulikfluiddurchtritt 8 unmittelbar in die untere Zylinderkammer 2b strömt.
Folglich wird, bevor sich das Scheibenventil 13 öffnet (in dem Bereich niedriger Kolbengeschwindigkeit), durch die feste Öffnung 18 und das Ausfahrdrucksteuerventil 21 eine Dämpfkraft erzeugt. Der Öffnungsgrad des Ausfahrdrucksteuerventils 21 wird durch das Gleichgewicht zwischen der Kraft, die über den Druck des Hydraulikfluids in der Ventilkammer 40 auf das Ventilelement 42 ausgeübt wird, und den Vortrieb bestimmt, der aus der Rückstellfeder 53 und dem Proportionalmagnetventil 48 abgeleitet wird. Folglich kann die Dämpfkraft vor dem Öffnen des Scheibenventils 13 (in dem Bereich niedriger Kolbengeschwindigkeit) unmittelbar gesteuert werden, indem der der Spule 54 zugeführte elektrische Strom gesteuert wird, unabhängig von der Kolbengeschwindigkeit.
Zu diesem Zeitpunkt verändert sich gemäß dem Öffnungsgrad des Ventilelements 42 der Druck in der Vorsteuerkammer 17, die sich stromaufwärts des Ventilelements 42 befindet, und der Druck in der Vorsteuerkammer 17 wirkt als Vorsteuerdruck auf das Scheibenventil 13 in seiner Schließrichtung. Folglich ist es möglich, den Ventilöffnungsdruck des Scheibenventils 13 zusammen mit dem Ventilöffnungsdruck des Ventilelements 42 zu steuern. Folglich kann gleichzeitig die Dämpfkraft in dem Bereich hoher Kolbengeschwindigkeit gesteuert werden.
Während des Einfahrhubs der Kolbenstange 6 wird bei sich bewegendem Kolben 3 das Hydraulikfluid in der unteren Zylinderkammer 2b mit Druck beaufschlagt. Folglich strömt, bevor sich das Scheibenventil 24 des Einfahrdämpfkraft-Erzeugungsmechanismus 11 öffnet (in dem Bereich niedriger Kolbengeschwindigkeit), das Hydraulikfluid in der unteren Zylinderkammer 2b durch den Einfahrhydraulikfluiddurchtritt 9, die feste Öffnung 29 in dem Scheibenventil 24, die Vorsteuerkammer 28, die Öffnung 30, das Einfahrdrucksteuerventil 32, die Öffnung 31 und das Rückströmventil 33 zur oberen Zylinderkammer 2a. Wenn der Druck in der unteren Zylinderkammer 2b den Ventilöffnungsdruck des Scheibenventils 24 erreicht (der Bereich hoher Kolbengeschwindigkeit), öffnet sich das Scheibenventil 24, um es zu ermöglichen, dass das Hydraulikfluid von dem Einfahrhydraulikfluiddurchtritt 9 unmittelbar in die obere Zylinderkammer 2a strömt.
Folglich wird, bevor sich das Scheibenventil 24 öffnet (in dem Bereich niedriger Kolbengeschwindigkeit), durch die feste Öffnung 29 und das Einfahrdrucksteuerventil 32 eine Dämpfkraft erzeugt. Der Öffnungsgrad des Einfahrdrucksteuerventils 32 wird durch das Gleichgewicht zwischen der Kraft, die durch den Druck des Hydraulikfluids in der Ventilkammer 41 auf das Ventilelement 43 ausgeübt wird, und dem Vortrieb bestimmt, der aus der Rückstellfeder 53 und dem Proportionalmagnetventil 48 abgeleitet wird. Folglich kann die Dämpfkraft vor dem Öffnen des Scheibenventils 24 (in dem Bereich niedriger Kolbengeschwindigkeit) unmittelbar gesteuert werden, indem der der Spule 54 zugeführte elektrische Strom gesteuert wird, unabhängig von der Kolbengeschwindigkeit.
Zu diesem Zeitpunkt verändert sich gemäß dem Öffnungsgrad des Ventilelements 43 der Druck in der Vorsteuerkammer 28, die sich stromaufwärts des Ventilelements 43 befindet, und der Druck in der Vorsteuerkammer 28 wirkt als Vorsteuerdruck auf das Scheibenventil 24 in dessen Schließrichtung. Folglich ist es möglich, den Ventilöffnungsdruck des Scheibenventils 24 zusammen mit dem Ventilöffnungsdruck des Ventilelements 43 zu steuern. Folglich kann die Dämpfkraft in dem Bereich hoher Kolbengeschwindigkeit gleichzeitig gesteuert werden.
Wenn der Schieber 39 in eine Zwischenposition gebracht wird, in der beide Ventilelemente 42 und 43 von den Ventilsitzen 37 und 38 getrennt sind, indem der der Spule 54 des Proportionalmagnetventils 48 zugeführte elektrische Strom gesteuert wird, kann eine "weiche" Dämpfkraftkennlinie (niedrige Dämpfkraft) während sowohl dem Ausfahr- als auch dem Einfahrhub der Kolbenstange 6 erzielt werden. Indem das Ventilelement 42 gezwungen wird, Druck auf den Ventilsitz 37 auszuüben, und folglich das Ventilelement 43 von dem Ventilsitz 38 getrennt wird, ist es möglich, während des Ausfahrhubs 3 eine "harte" Dämpfkraftkennlinie (hohe Dämpfkraft) und während des Einfahrhubs eine "weiche" Dämpfkraftkennlinie zu erzielen. Indem das Ventilelement 43 gezwungen wird, auf den Ventilsitz 38 zu pressen und folglich das Ventilelement 42 von dem Ventilsitz 37 getrennt wird, ist es möglich, während des Ausfahrhubs eine "weiche" Dämpfkraftkennlinie und während des Einfahrhubs eine "harte" Dämpfkraftkennlinie zu erzielen. Folglich ist es möglich, Ausfahr/Einfahr-Umkehrdämpfkraftkennlinien zu erzielen, die für eine halbaktive Fahrwerkssteuerung auf der Grundlage der Lufthakendämpfertheorie geeignet sind.
Wie zuvor erwähnt wurde, sind die Flansche 46 und 47 der Ventilelemente 42 und 43 in entsprechenden Bohrungen 35 und 36 großen Durchmessers befestigt, wodurch die Hydraulikfluidkammern 57 und 58 an den jeweiligen Enden der an dem Schieber 39 befestigten Ventilelemente 42 und 43 von den Ventilkammern 44 und 45 abgeschnitten sind, die mit den stromabwärtigen Öffnungen 20 und 31 der Ausfahr- und Einfahrdrucksteuerventile 21 und 32 in Verbindung stehen. Entsprechend wird selbst dann, wenn der Durchsatz des Hydraulikfluids abrupt ansteigt und folglich dank dem Einfluss des Strömungswiderstands in den Rückströmventilen 22 und 33 der Druck in den Ventilkammern 44 und 45 vorübergehend ansteigt, der Druck nicht auf die Hydraulikfluidkammern 57 und 58 übertragen. Folglich besteht keine Möglichkeit, dass der Schieber 39 sich unter dem Einfluss einer solchen Druckveränderung bewegt. Entsprechend kann eine stabile Dämpfkraft erzielt werden.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben werden. Es sollte angemerkt werden, dass die zweite Ausführungsform im Aufbau ähnlich zur ersten Ausführungsform ist, mit Ausnahme dessen, wie die Ventilelemente 42 und 43 und die Bohrungen 35 und 36 großen Durchmessers zueinander passen. Folglich sind Elemente oder Abschnitte ähnlich zu denen in der 2 gezeigten ersten Ausführungsform mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und es wird im folgenden nur der Teil der zweiten Ausführungsform, der sich von der ersten Ausführungsform unterscheidet, im einzelnen beschrieben werden.
Wie in 3 gezeigt ist, sind bei der zweiten Ausführungsform die Flansche 46 und 47 der Ventilelemente 42 und 43 weggelassen, aber stattdessen sind die Bohrungen 35 und 36 großen Durchmessers entsprechend mit Abschnitten kleinen Durchmessers 63 und 64 versehen. Die Abschnitte kleinen Durchmessers 63 und 64 sind an den jeweiligen Außenumfängen der Ventilelemente 42 und 43 befestigt, wodurch stromabwärts der Ausfahr- und Einfahrdrucksteuerventile 21 und 32 entsprechend mit den Öffnungen 20 und 31 in Verbindung stehende Ventilkammern 44 und 45 gebildet sind. Mit dieser Anordnung werden über die Abschnitte kleinen Durchmessers 63 und 64 die Hydraulikfluidkammern 57 und 58 von den Ventilkammern 44 und 45 abgeschnitten. Folglich besteht keine Möglichkeit, dass eine Druckänderung des Hydraulikfluids in den Ventilkammern 44 und 45 in der Axialrichtung der Ventilelemente 42 und 43 wirken wird. Folglich ist es möglich, eine unerwünschte Bewegung des Schiebers 39 aufgrund einer Druckveränderung sicher zu verhindern, und folglich möglich, eine stabile Dämpfkraft zu erzielen.
Als nächstes wird eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben werden. Bei dieser Abwandlung sind der Schieber 39 und die Ventilelemente 42 und 43 so, wie sie in 3 gezeigt sind, in einen Schieberventilaufbau integriert, der bei einem in der Axialrichtung annähernd mittigem Abschnitt halbiert ist, um ein oberes Schieberventil 70 (Einfahrseite) und ein unteres Schieberventil 71 (Ausfahrseite) bereit zu stellen.
Mit der zuletzt beschriebenen Anordnung weist die Kombination der Schieberventile 70 und 71 ein Profil auf, das annähernd ähnlich zu dem der Kombination des Schiebers 39 und der Ventilelemente 42 und 43 in 3 ist und folglich dieselbe vorteilhafte Wirkung wie die zweite Ausführungsform bereitstellt. Zusätzlich wird es unnötig, den Vorgang des Presspassens von Ventilelementen in einen Schieber durchzuführen, so wie er bei der in 3 gezeigten Ausführungsform erforderlich ist. Folglich besteht auch keine Gefahr der Fehlausrichtung, was andernfalls bei dem Presspassungsvorgang auftreten könnte, und die Genauigkeit der Ausrichtung kann erhöht werden. Folglich wird der Leckstrom von Hydraulikfluid minimiert und die konstruktive Dämpfkraft kann leicht erzielt werden. Darüber hinaus kann durch Eliminieren des Presspassungsvorgangs eine Kostenverringerung erreicht werden. Da keine Spane vorliegen, die ansonsten während des Presspassvorgangs auftreten würden, ist es darüber hinaus möglich, das Auftreten einer Fehlfunktion aufgrund von Fremdkörpern zu verhindern.
Um die Ausrichtungsgenauigkeit in 4 zu erhöhen, ist es notwendig, mit hoher Genauigkeit in den Kolbenstumpf 4 ein Loch (Aufnahmeabschnitt für den Schieber) zu bohren.
Entsprechend wird das Bohren von den axial oberen und unteren Enden des Kolbenstumpfes 4 aus durchgeführt, um ein einfahrseitiges Loch 72 und ein ausfahrseitiges Loch 73 zu bilden. Da das Werkstück (Kolbenstumpf 4) in diesem Fall umgedreht wird, um jedes Loch zu bohren, kann eine Fehlausrichtung auftreten. Zu diesem Zweck wird in einem annähernd mittleren Abschnitt des Kolbenstumpfes 4 eine innere Umfangsnut 74 vorgesehen, um eine Fehlausrichtung zu ermöglichen (eine Stufe in dem Loch) und sich aus dem Bohrvorgang ergebende Späne aufzunehmen.
Obwohl die Ausfahr- und Ausfahrdrucksteuerventile 21 und 32 bei den ersten und zweiten Ausführungsformen derart aufgebaut sind, dass die Ventilelemente 42 und 43 unmittelbar auf den jeweiligen Ventilsitzen 37 und 38 sitzen, ist es ebenfalls möglich, den Vorgang des Öffnens und Schließens des Ventils über Verwenden von flexiblen Scheibenventilen auszuführen, die auf entweder den Ventilelementen 42 und 43 oder den Ventilsitzen 37 und 38 installiert sind. Zusätzlich können die Sitze der Ausfahr- und Ausfahrdrucksteuerventile 21 und 32 in ihren Dichteigenschaften verbessert werden, indem sie mit einem Gummianstrich, einem elastischen Harzmaterial oder ähnlichem beschichtet werden.
Wie zuvor ausgeführt wurde, werden gemäß dem erfindungsgemäßen dämpfkraftgesteuerten Hydraulikstoßdämpfer die Hydraulikfluidkammern an beiden Enden des Gleitventils in der Muffe des Dämpfkraftsteuerventils, das ein variables Drucksteuerventil ist, von den in der Muffe vorgesehenen Öffnungen abgeschnitten. Folglich wirkt der Druck des Hydraulikfluids in den Öffnungen der Muffen nicht auf die Hydraulikfluidkammern bei beiden Enden des Gleitventils. Entsprechend besteht keine Möglichkeit, dass das Gleitventil sich unter dem Einfluss des Drucks bewegt. Demgemäß kann eine stabile Dämpfkraft erzielt werden.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht notwendiger Weise auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt ist, sondern ebenfalls auf eine Vielzahl von Arten abgewandelt werden kann, ohne den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer (1), umfassend: einen Zylinder (2), in dem ein Hydraulikfluid dicht aufgenommen ist; einen gleitfähig in dem Zylinder (2) befestigten Kolben (3); eine an ihrem einen Ende mit dem Kolben (3) verbundene Kolbenstange (6); das andere Ende der Kolbenstange (6) erstreckt sich zu einer Außenseite des Zylinders (2); einen Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9) zum Schleusen des Hydraulikfluids in Abhängigkeit der Gleitbewegung des Kolbens (3); ein Dämpfkraftsteuerventil (21, 32) zum Steuern der Dämpfkraft durch Steuern der Strömung des Hydraulikfluids durch den Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9); und einen Mechanismus (17, 18; 28, 29) zum Betätigen des Dämpfkraftsteuerventils (21, 32), wobei das Dämpfkraftsteuerventil (21, 32) ein variables Drucksteuerventil ist, das folgendes umfasst: eine zylindrische Muffe (4) mit einem ersten Bohrungsabschnitt (34) und einem zweiten Bohrungsabschnitt (35, 36), dessen Innendurchmesser größer ist als der des ersten Bohrungsabschnitts (34), wobei eine Schulter zwischen dem ersten und dem zweiten Bohrungsabschnitt einen Ventilsitz (37, 38) ausbildet; eine stromaufwärtigen Öffnung (19, 30) und eine stromabwärtigen Öffnung (20, 31) in der Seitenwand der Muffe (4), so dass die stromaufwärtige Öffnung (19, 30) sich in den ersten Bohrungsabschnitt (34) öffnet und die stromabwärtige Öffnung (20, 31) sich in den zweiten Bohrungsabschnitt (35, 36) öffnet; und ein Schieberventil (39; 70, 71), das gleitfähig in der Muffe (4) aufgenommen ist und ein Ventilelement (42, 43) umfasst, das eine Fläche definiert, die zu dem Ventilsitz (37, 38) hin weist und so die Strömung des Hydraulikfluids zwischen der stromaufwärtigen (19, 30) und der stromabwärtigen (20, 31) Öffnung durch die Bewegung des Schieberventils (39) steuert, wobei das Ventilelement einen stromaufwärtigen Endabschnitt (46) und einen stromabwärtigen Endabschnitt (47) aufweist, wobei eine Hydraulikfluidkammer (57, 58), die auf der Seite des stromabwärtigen Endabschnitts (46, 47) des Ventilelements ausgeformt ist, von der stromabwärtigen Öffnung (20, 31) abgeschnitten ist.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stromabwärtige Endabschnitt (46, 47) des Ventilelements (42, 43) dichtend mit einer Innenwand der zylindrischen Muffe (4) derart in Eingriff steht, dass die Hydraulikfluidkammer (57, 58) von der stromabwärtigen Öffnung (20, 31) abgeschnitten ist.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein vorsteuerbetätigtes Dämpfventil, das in dem Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9) auf der stromaufwärtigen Seite der stromaufwärtigen Öffnung (19, 30) der Muffe angeordnet ist und ein Scheibenventil (13, 24) umfasst, das sich in Abhängigkeit von dem auf es aufgebrachten Druck des Hydraulikfluids öffnet, um hierdurch eine Dämpfkraft zu erzeugen, und eine auf der stromabwärtigen Seite des Scheibenventils ausgebildete Vorsteuerkammer (17, 28), die mit der stromaufwärtigen Öffnung in Verbindung steht.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer (1), umfassend: einen Zylinder (2), in dem ein Hydraulikfluid dicht aufgenommen ist; einen gleitfähig in dem Zylinder (2) befestigten Kolben (3); eine an ihrem einen Ende mit dem Kolben (3) verbundene Kolbenstange (6); das andere Ende der Kolbenstange (6) erstreckt sich zu einer Außenseite des Zylinders (2); einen Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9) zum Schleusen des Hydraulikfluids in Abhängigkeit der Gleitbewegung des Kolbens (3); ein Dämpfkraftsteuerventil (21, 32) zum Steuern der Dämpfkraft durch Steuern der Strömung des Hydraulikfluids durch den Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9); und einen Mechanismus (17, 18; 28, 29) zum Betätigen des Dämpfkraftsteuerventils (21, 32); wobei das Dämpfkraftsteuerventil (21, 32) ein variables Drucksteuerventil ist und folgendes umfasst: eine zylindrische Muffe (4) mit einem ersten Bohrungsabschnitt (34) und einem zweiten und einem dritten Bohrungsabschnitt (35, 36) an gegenüberliegenden Enden des ersten Bohrungsabschnitts (34) mit Innendurchmessern, die größer sind als der des ersten Bohrungsabschnitts (34), wobei eine Schulter zwischen dem ersten (34) und dem zweiten Bohrungsabschnitt (35) einen ausfahrseitigen Ventilsitz (37) bildet und eine Schulter zwischen dem ersten (34) und dem dritten Bohrungsabschnitt (36) einen einfahrseitigen Ventilsitz (38) bildet, ausfahrseitige stromaufwärtige (19) und stromabwärtige Öffnungen (20) und einfahrseitige stromaufwärtige (30) und stromabwärtige Öffnungen (31) in der Seitenwand der Muffe (4), so dass die stromaufwärtigen Öffnungen (19, 30) sich in den ersten Bohrungsabschnitt (34) öffnen und die ausfahrseitigen (20) und einfahrseitigen stromabwärtigen Öffnungen (31) sich in den zweiten (35) bzw. dritten Bohrungsabschnitt (36) öffnen, und ein gleitfähig in der Muffe (4) aufgenommenes Schieberventil, das Ausfahr- und Einfahrventilelemente (42, 43) umfasst, die Flächen definieren, die zu dem ausfahrseitigen (37) bzw. einfahrseitigen Ventilsitz (38) hin weisen, so dass jede Fläche die Strömung des Hydraulikfluids zwischen den stromaufwärtigen (19, 30) und den stromabwärtigen Öffnungen (20, 31) über die Bewegung des Schieberventils steuert, wobei jedes der Ventilelemente (42, 43) einen stromaufwärtigen Endabschnitt und einen stromabwärtigen Endabschnitt aufweist, wobei eine an der Seite des stromabwärtigen Endabschnitts jedes Ventilelements (42, 43) ausgebildete Hydraulikfluidkammer (57, 58) von der stromabwärtigen Öffnung (20, 31) abgeschnitten ist.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stromabwärtigen Endabschnitte der Ventilelemente (42, 43) dichtend mit einer Innenwand der zylindrischen Muffe (4) derart in Eingriff stehen, dass die Hydraulikfluidkammern (57, 58) von den stromabwärtigen Öffnungen (20, 31) abgeschnitten sind.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungsmechanismus eine Elektromagnetventileinrichtung umfasst, die eine mit einem der Ventilelemente (42, 43) im Eingriff stehende Betätigungstange (50) und eine Feder (53) aufweist, die mit dem anderen der Ventilelemente (42, 43) im Eingriff steht, um das Schieberventil gegen die Betätigungsstange (50) vorzuspannen.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikfluidkammern (57, 58) an den stromabwärtigen Endabschnitten der Ventilelemente (42, 43) miteinander über einen Durchlass in Verbindung stehen, der in dem Schieberventil ausgebildet ist.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Schieberventil einen zylindrischen Schieberkörper (39) aufweist, in den die Ventilelemente (42, 43) pressgepasst sind.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilelemente (70, 71) längliche Abschnitte aufweisen, die sich derart erstrecken, dass sie miteinander in Eingriff stehen.
Dämpfkraftgesteuerter Hydraulikstoßdämpfer nach Anspruch 4, weiter mit einem ausfahrseitigen (13) und einem einfahrseitigen vorsteuerbetätigten Dämpfventile (24), wobei jedes Dämpfventil (13, 24) in dem Hydraulikfluiddurchtritt (8, 9) auf der stromaufwärtigen Seite der zugeordneten stromaufwärtigen Öffnung der Muffe (4) gelegen ist und ein Scheibenventil umfasst, das sich in Abhängigkeit von dem auf es aufgebrachten Druck des Hydraulikfluids öffnet, um hierdurch eine Dämpfkraft zu erzeugen, und weiterhin eine Vorsteuerkammer (17, 28) umfassend, die auf der stromabwärtigen Seite des Scheibenventils ausgebildet ist und mit der stromaufwärtigen Öffnung in Verbindung steht.