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Hintergrund der Erfindung
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer,
der in Bezug auf seine Dämpfungskraft einstellbar ist.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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In
einem Stoßdämpfer, der in einer Aufhängungseinrichtung
eines Fahrzeuges, usw. montiert ist, ist es wohlbekannt gewesen,
dass Eigenschaften der Dämpfungskraft des Stoßdämpfers
einstellbar ausgebildet worden sind. Entsprechend den Reisebedingungen
des Fahrzeuges werden die Eigenschaften der Dämpfungskraft
bzw. Dämpfungsleistung passend umgeschaltet, um so die
Betriebsstabilitäten und Reiseeigenschaften, wie etwa den
Komfort, zu verbessern.
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Die
Japanische Patentoffenlegungsschrift Hei
05-302639 (nachfolgend Bezug genommen als dem Patentdokument)
offenbart einen Stoßdämpfer, bei dem gemäß der
Stoß- bzw. Hubfrequenz einer Kolbenstange eine Dämpfungskraft
bzw. Dämpfungsleistung auf niedrige relativ zu hochfrequenten Stößen
bzw. Hüben durch die ungefederte Vibration einer Aufhängevorrichtung
eingestellt wird, während die Dämpfungskraft auf
hohe relativ zu niederfrequenten Stößen und Hüben
durch die gefederten Vibrationen der Aufhängevorrichtungen
eingestellt wird. Dementsprechend wird es möglich, einen
Unregelmäßigkeit einer Straßenoberfläche
zu absorbieren, um so die nachträglichen Abweichungen eines Fahrzeugkörpers
zu verringern, wenn beschleunigt/verzögert wird oder wenn
gedreht bzw. rotiert wird, wodurch die Reisequalität und
die Betriebsstabilität verbessert werden können.
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Jedoch
hat der Stoßdämpfer, der in dem Patentdokument
erörtert wird, die nachfolgenden Problematiken. Dazu gehört,
dass in dem Stoßdämpfer zum Einstellen der Dämpfungskraft
gemäß den Stoßfrequenzen der Kolbenstange
der Ventilkörper eines Einstellmechanismus für
die Dämpfungskraft über eine Druckdifferenz zwischen
zwei Kammer in einem Zylinder, der durch einen Kolben unterteilt
ist, verschoben werden muss, und wenn der Ventilkörper
zu einer bestimmten Stellung verschoben worden ist, die Durchgangsöffnung
für ein Arbeitsfluid geändert wird. Demgemäß wird
in einem anfänglichen Betriebszustand, in dem die Kolbenstange
schlägt einen Hub erfährt, der Fluss bzw. Strom
des Arbeitsfluids, das durch ein Gleiten des Kolbens innerhalb des Zylinders
erzeugt wird, durch die Verschiebung des Ventilkörpers
verbraucht, wodurch eine Dämpfungskraft, die erwünscht
wird, nicht zu erreichen ist. Die Dämpfungskraft, die erzeugt
wird, wenn die Kolbenstange leichte Schläge bzw. Hübe
bei hohen Frequenzen durchführt, neigt folglich dazu, fehlzugehen, und
bei niedrigen Frequenzen neigt die Erzeugung der Dämpfungskraft
dazu, aufgrund der späten Response der Dämpfungskraft
instabil zu sein.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist im Lichte der obigen Problemstellungen
entwickelt worden und es ist insbesondere eine Aufgabe gemäß der
vorliegenden Erfindung, einen Stoßdämpfer zur
Verfügung zu stellen, der in Bezug auf seien Dämpfungskraft
bzw. Dämpfungsleistung gemäß den Stoß-
bzw. Hubfrequenzen, die auf eine Kolbenstange wirken, einzustellen,
um so die Reaktion bzw. Response der Dämpfungskraft zu
verbessern und stabile Eigenschaften der Dämpfungskraft
zu erhalten.
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Um
die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Stoßdämpfer
zur Verfügung gestellt, der folgende Merkmale aufweist:
einen Zylinder, in den ein Arbeitsfluid eingefüllt ist;
einen Kolben, der gleitend in den Zylinder eingebaut ist und den
Zylindern in zwei Kammern unterteilt; eine Kolbenstange, die mit
dem Kolben verbunden ist und sich äußerlich von
dem Zylinder erstreckt bzw. abhebt; eine Umgehungsleitung bzw. einen
Bypass-Durchgang, der durch die zwei Kammern in dem Zylindern hindurchgeht;
und einen Einstellmechanismus für die Dämpfungskraft,
der einen Leitungsquerschnitt bzw. eine Durchgangsfläche
durch die Durchgangsleitung bzw. die Bypasspassage einstellt, wobei
der Einstellmechanismus für die Dämpfungskraft
enthält: eine Verschlussführung, die an der Kolbenstange
vorgesehen ist; einen Verschluss, der beweglich durch die Verschlussführung
geführt wird; und ein elastischer Abschnitt, der den Verschluss beweglich
in einer Anfangsposition zurückhält, wobei eine
einstellbare Passage bzw. ein einstellbarer Durchgang, der den Leitungsquerschnitt
bzw. die Durchgangsfläche durch die Umgehungsleitung bzw. die
Bypasspassage einstellt, wenn die Öffnung verändert
oder variiert wird, indem der Verschluss verschoben wird, ist ausgebildet,
wobei die Verschiebung des Verschlusses nicht durch eine Druckdifferenz
zwischen den zwei Kammern in dem Zylinder beeinflusst wird, und
wenn der Verschluss oder Shutter in einer anfänglichen
Stellung ist, wird der einstellbare Durchgang in einem vorbestimmten
Maße oder Grad geöffnet und der Verschluss bewegt
sich in einer Richtung, um die einstellbare Passage bzw. den einstellbaren
Durchgang mittels einer Kraft des Fluids zu schließen,
die durch den Fluss des Arbeitsfluids des einstellbaren Durchgangs
gegen die elastische Kraft des elastischen Abschnitts oder Teils
erzeugt wird.
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Ferner
wird gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung ein Stoßdämpfer zur Verfügung
gestellt, der aufweist: einen Zylindern, in den ein Arbeitsfluid
eingefüllt ist; einen Kolben, der gleitend in den Zylinder
eingesetzt ist und den Zylinder in zwei Kammern unterteilt; eine
Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist und sich äußerlich von
dem Zylinder abhebt bzw. erstreckt; einen Bypassdurchgang bzw. eine
Umgehungsleitung, die durch die zwei Kammern durch den Zylinder
hindurchgeht; und ein Einstellmechanismus für eine Dämpfungskraft,
der einem Leitungsquerschnitt bzw. eine Durchgangsfläche
der Bypasspassage bzw. der Umgehungsleitung einstellt, wobei der
Einstellmechanismus für die Dämpfungskraft einen
Verschluss enthält, der auf einer Passage bzw. einem Durchgang
der Bypasspassage bzw. der Umgehungsleitung verschiebbar ist, um
so die Passage bzw. den Durchgang zu öffnen oder zu schließen,
und der Verschluss wird von außen nicht gesteuert, wobei
dieser in seiner Bewegung durch Druckdifferenzen zwischen den zwei
Kammern in dem Zylinder nicht beeinflusst wird und durch eine Fluidkraft
bewegt wird, die durch den Fluss des Arbeitsfluids erzeugt wird.
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Kurzbeschreibung der Darstellungen
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1 ist
ein in Längsrichtung angelegter Querschnitt eines Einstellmechanismus
für eine Dämpfungskraft, der das Hauptmerkmal
eines Stoßdämpfers gemäß einem
ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist;
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2 ist
eine in Längsrichtung angelegte Schnittansicht des Stoßdämpfers
nach 1;
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3 bis 3B zeigen
Arbeitszustände des Einstellmechanismus für eine
Dämpfungskraft nach 1;
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4 ist
eine in Längsrichtung angelegte Schnittansicht eines Einstellmechanismus
für eine Dämpfungskraft, der das Hauptmerkmal
eines Stoßdämpfers gemäß einem
zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist;
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5 ist
eine in Längsrichtung angelegte Schnittansicht eines Einstellmechanismus
für einen Dämpfungskraft, der das Hauptmerkmal
eines Stoßdämpfers gemäß einem
dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist, wobei der
Einstellmechanismus für eine Dämpfungskraft entlang
der Linie C-C gemäß 6(B) hergenommen
wird;
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6A und 6B sind
Querschnittsansichten des Einstellmechanismus für eine
Dämpfungskraft, die entlang der Linien A-A und B-B angelegt
sind;
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7 ist
eine Kurve, die Dämpfungskrafteigenschaften des Stoßdämpfers
nach 1 zeigt; und
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8 ist
ein Bode-Diagramm, das Frequenzeigenschaften des Stoßdämpfers
nach 1 zeigt.
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Ein
Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung
umfasst einen Zylinder; einen Kolben, der den Zylinder in zwei Kammern
unterteilt; eine Kolbenstange; eine Umgehungsleitung, die durch
die Kammern hindurchgeht; und einen Einstellmechanismus für
eine Dämpfungskraft, der einen Leitungsquerschnitt der
Umgehungsleitung einstellt, wobei der Einstellmechanismus enthält:
eine Verschlussführung; einen Verschluss, der beweglich
durch die Verschlussführung geführt wird; und
ein elastisches Element, das den Verschluss in einer Anfangsstellung elastisch
zurückhält, wobei eine einstellbare Leitung den
Leitungsquerschnitt der Umgehungsleitung in dem Maße einstellt,
wie diese Öffnung durch eine Verschiebung des Verschlusses
verändert wird, wobei eine Verschiebung des Verschlusses
nicht durch eine Druckdifferenz zwischen den Kammern beeinflusst
wird, und wenn der Verschluss in einer Anfangsstellung ist, wird
die einstellbare Leitung in einem vorbestimmten Maße geöffnet,
und der Verschluss bewegt sich, um die einstellbare Leitung mittels
einer Fluidkraft zu schließen, die durch einen Fluss des
Arbeitsfluids durch die einstellbare Leitung entgegen der elastischen
Kraft der elastischen Elemente erzeugt wird.
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Im einzelnen dargelegte Beschreibung von
bevorzugten Ausführungsformen
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Einzelnen unter Bezugnahme
auf die angehängten Figuren beschrieben. Eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Wie in den 1 und 2 gezeigt,
wird ein Stoßdämpfer 1 gemäß den
vorliegenden Ausführungsformen als ein sog. Doppelrohrstoßdämpfer
kategorisiert, wobei ein externer Zylinder 3 an der äußeren Peripherie
eines Zylinders 2 vorgesehen ist, und ein ringförmiger
Behälter 4 ist zwischen dem Zylinder 2 und
dem äußeren Zylinder 3 ausgebildet. Demgemäß ist
der Stoßdämpfer 1 als eine zweizylindrige Konstruktion
ausgebildet. In den Zylinder 2 ist ein Kolben 5 gleitend
eingeführt. Der Kolben 5 unterteilt den Zylinder 2 in
zwei Kammern, d. h. eine obere Kammer 2A des Zylinders
und eine untere Kammer 2B des Zylinders. An dem Kolben 5 ist
an einem Ende eine Kolbenstange 6 durch eine Mutter 7 angeschlossen,
und das andere Ende der Kolbenstange 6 durchdringt eine
Stangenführung 8 und eine Öldichtung 9,
die an dem oberen Endabschnitt des Zylinders 2 und dem
externen Zylinder 3 leitend und flüssigkeitsdicht
vorgesehen sind, so dass sich das andere Ende äußerlich
abhebt bzw. nach außen erstreckt. An dem unteren Endabschnitt
des Zylinders 2 ist ein Grundventil 10 vorgesehen,
um so die untere Kammer 2B des Zylinders und den Behälter
bzw. das Reservoir 4 zu unterteilen, wobei hydraulische
Flüssigkeit als ein Arbeitsfluid eingefüllt ist.
In den Behälter bzw. das Reservoir 4 sind ein
hydraulisches Fluid bzw. Flüssigkeit und ggf. ein Gas eingefüllt.
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An
dem Kolben 5 sind ein erster Erstreckungsdurchgang 11 und
ein zweiter Kompressionsdurchgang 12 vorgesehen, um so
eine Verbindung zwischen den unteren und oberen Passagen bzw. Durchgängen 2A, 2B zur
Verfügung zu stellen. An der ersten Ausdehnungs- bzw. Erstreckungspassage 11 ist
ein Scheibenventil 13 für eine Ausdehnung bzw.
Erstreckung vorgesehen, das eine Dämpfungskraft erzeugt,
indem der Fluss des Arbeitsfluids von einer Seite der oberen Kammer 2A des
Zylinders der unteren Kammer 2B des Zylinders gesteuert
wird. Andererseits ist an dem zweiten Kompressionsdurchgang bzw.
der zweiten Kompressionspassage 12 ein Scheibenventil 14 zur
Kompression vorgesehen, das eine Dämpfungskraft erzeugt,
indem ein Fluss des Arbeitsfluids von einer Seite der unteren Kammer 2B des
Zylinders zu einer Seite der oben Kammer 2A des Zylinders
gesteuert wird.
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An
dem Basisventil 10 sind eine zweite Durchgangspassage bzw.
Durchgangsleitung und eine zweite Kompressionspassage oder Kompressionsleitung 16 zur
Verfügung gestellt, um so die untere Kammer 2B des
Zylinders und den Behälter bzw. des Reservoir 4 zu
verbinden. An der zweiten Durchgangsleitung 15 ist ein
Prüfventil 17, das nur einen Strom des Arbeitsfluids
von einer Seite des Reservoirs 4 zu einer Seite der unteren
Kammer 2B des Zylinders ermöglicht, vorgesehen,
während an der zweiten Kompressionsleitung 16 ein
zweites Kompressionsscheibenventil 18 vorgesehen ist, das
eine Dämpfungskraft erzeugt, indem der Strom des Arbeitsfluids
von einer Seite der unteren Kammer 2B des Zylinders zu
einer Seite des Reservoirs 4 gesteuert wird.
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An
dem Endabschnitt der Kolbenstange 6 ist innerhalb der oberen
Kammer 2A des Zylinders ein Einstellmechanismus 19 für
die Dämpfungskraft an einem Abschnitt vorgesehen, der benachbart
zu dem Kolben 5 ist. Nachfolgend wird der Einstellmechanismus 19 fix
die Dämpfungskraft unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, ist an dem inneren des Endabschnittes
der Kolbenstange 6, die den Kolben 5 durchtrennt,
eine Bypasspassage bzw. eine Bypassleitung 20 entlang der
Achse der Kolbenstange 6 vorgesehen. Wird die Bypassleitung 20 in
Betracht gezogen, so öffnet sich ein Endabschnitt von dieser
in Richtung der inneren der unteren Kammer 2B des Zylinders,
während sich der andere Endabschnitt von dieser in einer
radialen Richtung erstreckt, um sich derart in Richtung einer Seite
der oberen Kammer 2A des Zylinders auf der lateralen Fläche
der Kolbenstange 6 zu öffnen bzw. zu münden,
wodurch die Bypassleitung 20 dazu in der Lage ist, um die
erste Erstreckungsleitung bzw. -passage 11 und die erste
Kompressionspassage 12 des Kolbens 5 zu umgehen,
um so die obere Kammer 2A des Zylinders mit der unteren
Kammer 2B des Zylinders zu verbinden.
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An
der externen Peripherie der Kolbenstange 6 innerhalb der
oberen Kammer 2A des Zylinders ist eine zylindrische Verschlussführung 21,
die benachbart zu dem Kolben 5 ist, eingepasst und festgelegt.
An der externen Peripherie der Verschlussführung 21 ist
ein zylindrischer Verschluss 22 gleitend eingepasst. Der
Verschluss 22 wird elastisch mittels scheibenförmigen
Blattfedern 23, 24 zurückgehalten, die
aus einem elastischen Teil hergestellt sind, die an jedem Seitenende
der Verschlussführung 21 festgelegt sind. Werden
die Verschlussführung 21 und die Blattfedern 23, 24,
die an jedem Endabschnitt der Verschlussführung 24 vorgesehen
sind, in Betracht gezogen, ist eine Endseite der Verschluss- bzw. Shutterführung 21 und
die Blattfeder 23 axial mittels eines Halteringes 26,
der in einer äußeren peripheren Rille 25 der
Kolbenstange 6 eingepasst ist, über eine Unterlegscheibe 27 und
eine Rückhalteeinrichtung 28 positioniert, während
die andere Endseite der Verschlussführung 21 und
die Blattfeder 24 derart festgelegt sind, dass eine Mutter 29,
die auf den Gewindeabschnitt geschraubt ist, der auf der äußeren
Peripherie der Kolbenstange 6 ausgebildet ist, eine Unterlegscheibe 30 und
eine Halteeinrichtung 31 positionieren. Hier ist es möglich,
die Verschlussführung 20 und die Blattfedern 23, 24,
die auf beiden Seiten der Verschlussführung 21 platziert sind,
mittels der Mutter 7 zusammen mit dem Kolben 5 zu
fixieren, ohne mit der Mutter 29 und der Unterlegscheibe 30 ausgestattet
zu sein.
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Eine
erstreckte Führungsrille 32 und eine komprimierte
Führungsrille 33 als Rillen an der äußeren
Peripherie sind auf der Verschlussführung 21 ausgebildet.
Die komprimierte Führungsrille 33 ist an die Öffnung
der Durchgangspassage bzw. -leitung 20, die an der lateralen
Fläche der Kolbenstange 6 positioniert ist, mittels
eines Pfades 34 angeschlossen, der die laterale Wand der
Verschlussführung 21 durchdringt. Hier wird der
angeschlossene Abschnitt zwischen dem Durchgang 34 und
der Durchgangsleitung 20 auf einer Seite der oberen Kammer 2A des Zylinders über
den Klemmdruck von einem O-Ring 35 und die Mutter 29,
die zwischen der Kolbenstange 6 und der Verschlussführung 21 vorgesehen
ist, abgedichtet.
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Der
Verschluss 22 ist mit einer Verschlussrille 36 versehen,
die als eine äußere periphere Rille arbeitet.
Die Breite der Verschlussrille 36 in einer axialen Richtung
ist eingestellt, um größer als eine Breite zu
sein, die zwischen der erstreckten Führungsrille 33 und
der komprimierten Führungsrille 33 der Verschlussführung 21 definiert
ist. In einem Zustand, in dem der Verschluss 22 an einer
Anfangsstellung, wie in 1 gezeigt, angeordnet ist, ist
die Verschlussrille 36 ferner dazu angepasst, um sich zu öffnen,
um so sowohl mit der erstreckten Führungsrille 32 als auch
der komprimierten Führungsrille 33 verbunden zu
sein. Dann wird der Verschluss 22 dazu gebracht, sich nach
unten, wie in 3(B) gezeigt, zu bewegen,
wobei eine einstellbare Erstreckungs- bzw. Dehnungspassage 32A zwischen
der erstreckten Führungsrille 32 und der Verschlussrille 36 zur
Verfügung gestellt ist, die gezogen wird, um ihren Leitungsquerschnitt
einzustellen. Hier verbleibt eine einstellbare Kompressionspassage 32A,
die zwischen der komprimierten Führungsrille 33 und
der Verschlussrille 36 vorgesehen ist, geöffnet.
Andererseits wird, indem der Verschluss 23 dazu gebracht
wird, sich nach oben zu bewegen, wie in 3(C) gezeigt,
die einstellbare Kompressionspassage 33A, die zwischen der
komprimierten Führungsrille 33 und der Verschlussrille 36 vorgesehen
ist, gezogen, um so ihren Leitungsquerschnitt einzustellen. Zu dieser
Zeit bleibt die einstellbare Erstreckungs- bzw. Dehnungspassage 32A geöffnet.
An den Randabschnitten der erstreckten bzw. gedehnten Führungsrille 32 und
der komprimierten Führungsrille 33 sind Kerben 32B, 33B ausgebildet,
um so einen Änderungsbetrag der Leitungsquerschnitte der
einstellbaren Erstreckungspassage 32A und der einstellbaren
Kompressionspassage 33A relativ zu dem Hub des Verschlusses 22 einzustellen.
An den Endabschnitten der Verschlussführung 21 und
des Verschlusses 22 (Seite der erstreckten Führungsrille 32)
sind Rillen 37, 38 vorgesehen, um so üblicherweise
die erstreckte Führungsrille 33 mit der oberen
Kammer 2a des Zylinders zu verbinden.
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Die
Blattfedern 23, 24 sind als eine Mehrzahl von
Scheiben mit unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet, die aufeinander
laminiert sind. Die Blattfedern 23, 24 stoßen
an ringförmige konvexe Abschnitte, die an beiden Endabschnitten
des Verschlusses 22 ausgebildet sind, wodurch die Blattfedern 23, 24 dem
Verschluss 22 elastisch an einer Anfangsposition, wie in 1 gezeigt,
zurückhalten, während der Verschluss 22 gegenüber
deren Federkraft bewegbar gemacht wird. Ferner funktionieren die
Blattfedern 23, 24 mittels Reibung, die durch
die laminierten Scheiben erzeugt werden, auch als ein Dämpfungsmittel,
das eine Dämpfungskraft relativ zu der Verschiebung des
Verschlusses 22 anlegt. Hier sind diese Blattfedern 23, 24 dazu
angepasst, sich in einem Anfangszustand zu biegen und den Verschluss 22 mit
einer vorbestimmten Anfangslast zurückzuhalten. Jedes Element
einer Masse, einer Feder und einer Dämpfung basierend auf
einem Vibrations- bzw. Bewegungssystem mit einem einzigen Freiheitsgrad,
kann mittels der Masse des Verschlusses 22 und der Federkraft
und der Reibungskraft der Blattfedern 23, 24 definiert
werden.
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Als
nächstes werden die Funktionen der obigen Ausführungsformen
beschrieben werden. Während die Kolbenstangen 6 sich
voranbewegt bzw. expandiert, wird ein Arbeitsfluid auf einer Seite
der oberen Kammer 2A des Zylinders mittels eines Gleitens des
Kolbens 5 innerhalb des Zylinders 2 unter Druck gesetzt.
Folglich fließt das Arbeitsfluid in Richtung der unteren
Kammer 2B des Zylinders, wobei dieses durch die Rille 37 des
Einstellmechanismus 19 für die Dämpfungskraft,
die erstreckt bzw. gedehnte Führungsrille 32,
die Verschlussrille 36, die komprimierte Verschlussrille 33,
den Pfad 34 und die Bypassleitung 20 hindurchläuft.
Hier wird die Dämpfungskraft basierend auf Öffnungseigenschaften
aufgrund des Strömungs- bzw. Leitungsquerschnittes der
einstellbaren Erstreckungsleitung bzw. -passage 32A, die zwischen
der erstreckten Führungsrille 32 und der Verschlussrille 36 angeordnet
ist, erzeugt. Wenn ferner ein Druck des Arbeitsfluids auf einer
Seite der unteren Kammer 2B des Zylinders einen Druck zum Öffnen
des ersten Kompressionsscheibenventils 14 des Kolbens 5 zusammen
mit einer Erhöhung der Kolbengeschwindigkeit erreicht,
wird das erste Kompressionsschaltventil geöffnet, so dass
das Arbeitsfluid auf einer Seite der unteren Kammer 2B des
Zylinders in die obere Kammer 2A des Zylinders durch Hindurchfließen
durch die erste Kompressionsleitung 12 fließt.
Folglich wird eine Dämpfungskraft basierend auf Ventileigenschaften
entsprechend der Öffnung des ersten Kompressionsscheibenventils 14 erzeugt.
Zu dieser Zeit fließt das Arbeitsfluid nur in einer Menge
wo die Kolbenstange 6 in den Zylinder 2 eingeführt
ist von der unteren Kammer 2B des Zylinders zu der zweiten
Kompressionsleitung 16 wenn das zweite Kompressionsscheibenventil 18 des
Basisventils 10 geöffnet wird. Das Arbeitsfluid
fließt dann in das Reservoir 4, um so Gas in dem
Reservoir 4 zu komprimieren.
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In
dem anfänglichen Zustand des Einstellmechanismus 19 für
die Dämpfungskraft und der Verschluss 22 elastisch
mittels der Blattfedern 23, 24 an einer anfänglichen
Position, wie in 3(A) gezeigt, zurückgehalten.
Wenn die Kolbenstange 6 ausgestreckt bzw. ausgedehnt ist,
fließt Arbeitsfluid von der erstreckten Führungsrille 32 zu
der komprimierten Führungsrille 33, wobei es durch
die Verschlussrille 36 hindurch läuft, wodurch
der Leitungsquerschnitt bzw. Strömungsquerschnitt mittels
der einstellbaren Erstreckungspassage bzw. leitung 32A,
die zwischen der erstreckten Führungsrille 22 und
der Verschlussrille 36 angeordnet ist, und die einstellbare
Kompressionsleitung 33A, die zwischen der Verschlussrille 36 und
der komprimierten Führungsrille 33 angeordnet ist,
gezogen bzw. vorgegeben wird. Folglich wird die Strömungsgeschwindigkeit
vergrößert, um so Strahlströme zu erzeugen.
Diese Strahl- bzw. Düsenstrahlströme werden eine
Fluidkraft erzeugen, die den Verschluss 22 in einer Richtung
zum Verschließen des Durchgangs bzw. der Leitung verschiebt;
während des Erstreckungs- bzw. Ausdehnungsprozesses in einer
Richtung, in die das Arbeitsfluid fließt, eine Fluidkraft,
die an der einstellbaren Ausdehnungsleitung 32A erzeugt
wird, größer als das flüssige Fluid bzw. die
Fluidkraft, die an der einstellbaren Kompressionsleitung 33A erzeugt
wird. Folglich wird gemäß der Differenz der Flüssig-
bzw. Fluidkraft der Verschluss 23 nach unten, wie in 3(B) gezeigt, gegen die Federkraft der
Blattfedern 23, 24 verschoben, um so die einstellbare
Ausdehnungsleitung 32A zu verschließen.
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Hier
kann die Fluidkraft F, die auf den Verschluss 22 einwirkt,
durch die folgende Formel definiert werden. (1): F = –p·Q·V·cosθ ± p·L1·Q' – mf·X'' , wobei
p eine Dichte eines Arbeitsfluids ist, Q eine Flussrate bzw. Strömungsrate,
V eine Strahlgeschwindigkeit. Q ein Strahlwinkel, L1 ein Abstand
von einem Einströmungspunkt zu einem Ausströmungspunkt,
mf eine Masse des Arbeitsfluids in einer Verschlussrille und X eine
Verrückung bzw. Deplatzierung eines Verschlusses ist. Gemäß der
Formel (1) stellt der erste Ausdruck eine stetige Strömungskraft dar.
Diese stetige Strömungskraft tritt auf, wenn dieser Druckabfall
aufgrund des Anstiegs der Strömungsgeschwindigkeit, definiert
durch das Bernouille-Prinzip auf jeden Abschnitt der Oberfläche
des Verschlusses 22 zusammen mit Abweichungen des Drucks
verteilt worden ist, wodurch unausgeglichene Kräfte in
einer Bewegungsrichtung auf grund der Druckverteilung die stetige
Strömungskraft verursachen werden. Der zweite Ausdruck
stellt eine unstetige Strömungskraft dar. Hier ist das
Vorzeichen positiv angezeigt, wenn etwas aus der Verschlussrille 36 herausfließt,
und negativ, wenn etwas hineinfließt. Der Dritte Ausdruck
stellt eine inerte Kraft des Arbeitsfluids dar. Die zweiten und
dritten Ausdrücke treten gemäß der Veränderung
des Stroms des Arbeitsfluids oder der Öffnung des Zugabschnittes
auf. Diese Ausdrücke können ignoriert werden,
weil diese verglichen mit der stetigen Strömungskraft des
ersten Ausdrucks merklich kleiner sind.
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Die
stetige Strömungskraft wird üblicherweise wirken,
um die Strömungsleitung zu dem Verschluss 22 zu
schließen. Andererseits wird in einem anfänglichen
Zustand der Verschluss 22 elastisch durch die Federkraft
der Blattfedern 23, 24, in einer Anfangsstellung
zurückgehalten. Wenn demgemäß die Strömungskraft
austritt, wird der Verschluss 22 in eine Richtung verschoben,
um die Strömungsleitung bzw. den Strömungsdurchgang
hinauf bis zu einer Stellung zu verschließen, in der die
stetige Strömungskraft die Federkraft der Blattfedern 23, 24 ausgleicht.
Gemäß der Formel (1) kann gesagt werden, dass
die stetige Strömungskraft proportional zu der Strömungsgeschwindigkeit
des Arbeitsfluids ist, d. h. proportional zur Hubgeschwindigkeit
der Kolbenstange 6.
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Die
Verschiebung des Verschlusses 22 wird durch die Masse des
Vibration- bzw. Bewegungssystems mit einem einzigen Freiheitsgrad,
den Eigenschaften des Verschlusses 22 und der Blattfedern 22, 24,
die als Federn arbeiten und der Dämpfereinrichtung (der
Masse des Verschlusses 22, der Federkonstante der Blattfedern 23, 24,
und dem bzw. den Dämpfungskoeffizienten der Blattfedern 23, 24)
beeinflusst. Dementsprechend ist es durch genaue bzw. passende Einstellung
dieser Eigenschaften möglich, die Verschiebung des Verschlusses 22 gemäß der
Hubfrequenz der Kolbenstange 6 zu steuern. Gemäß der
vorliegenden Erfindung werden die Masse des Verschlusses 22 und
die Federkonstante und die Dämpfungskraft der Blattfedern 23, 24 eingestellt,
so dass die Hubfrequenz der Kolbenstange 6 einen minimalen
Widerstand gegenüber der Verschiebung des Verschlusses 22 bei
einem niederfrequenten Bereich eine gefederte Resonanzfrequenz Ω1,
einer Aufhängungseinrichtung ermöglicht, während
eine maximale Widerstandsfähigkeit bei einer hohen Frequenz
um eine nicht federnde Resonanzfrequenz Ω2 der Aufhängeeinrichtung
ermöglicht wird.
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Wenn
bei dem obigen Aufbau die Kolbenstange 6 Hübe
aus ihrem Ruhezustand in dem niederfrequenten Bereich um die gefederte
Resonanzfrequenz Ω1 wird begonnen, Dämpfungskräfte
zu erzeugen, die niedrige Öffnungseigenschaften haben, die
basierend auf dem Strömungsdurchgangsquerschnitt der einstellbaren
Ausdehnungs- bzw. Erstreckungsleitung 32A, die zwischen
der ausgedehnten bzw. erstreckten Führungsrille 32 und
der Verschlussrille 36 bei einer Anfangsstellung des Verschlusses 22 zur
Verfügung gestellt wird, definiert. Zusammen mit der Vergrößerung
der Hubgeschwindigkeiten wird Flüssigkeitskraft, die auf
den Verschluss 22 einwirkt vergrößert
bzw. ausgedehnt, wodurch der Verschluss 23 in einer Richtung
zum Schließen der einstellbaren Ausdehnungspassage 32A verschoben
wird, wobei die Dämpfungskraft der Öffnungseigenschaften
vergrößert wird. Hier ist bei dem niederfrequenten
Hubbereich die Widerstandsfähigkeit aufgrund der Masse
des Verschlusses 22 und der Federkonstanten und der Dämpfungskraft der
Blattfedern 23, 24 begrenzt. Demgemäß wird,
wie in 7 mit durchgezogenen Linien gezeigt, die Dämpfungskraft
schnell erscheinen, wodurch Druck in der oberen Kammer des Zylinders
einen Druck zum Öffnen des Ausdehnungsscheibenventils 13 zusammen
mit einer Erhöhung der Kolbengeschwindigkeit erreichen
wird. Für den Fall, dass die Hubgeschwindigkeit der Kolbenstange 6 nach
Erreichung der maximalen Geschwindigkeit verringert wird, wird der
Verschluss 22 den Strömungsdurchgang öffnen, während
die Strömungsgeschwindigkeit des Arbeitsfluids verringert
wird, um so die Flüssigkeitskraft bzw. hydraulische Kraft
zu verringern. Weil Dämpfungskräfte sanft bis
zum Ende verringert werden, wird die Bewegung des Fahrzeugkörpers
nicht instabil werden.
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Zusätzlich
wird in einem Fall, in dem die Kolbenstange 6 Hübe
bei hohen Frequenzen um die nicht federnde Resonanzfrequenz Ω2
durchführt, zu Beginn der Hübe begonnen, eine
Dämpfungskraft zu erzeugen, die niedrige Öffnungseigenschaften
hat, die über den Durchgangsquerschnitt bzw. die Durchgangsfläche
der einstellbaren Ausdehnungspassage 32A, die zwischen
der erstreckten bzw. gedehnten Führungsrille 32 und
der Verschlussrille 36 bei einer Anfangsstellung des Verschlusses 22 angeordnet
ist, definiert werden. Hier wird, obwohl die Kolbengeschwindigkeit
in einer kurzen Periode ansteigen wird, um so die Fluidkraft, die
auf den Verschluss 22 einwirkt, bei Hubbereichen bei hohen
Frequenzen zu steigen, die Widerstandsfähigkeit aufgrund
der Masse des Verschlusses 22 wie auch der Federkonstanten
und der Dämpfungskraft der Blattfedern 23, 24 expandieren
bzw. sich verstärken. Demgemäß wird die
Verschiebung des Verschlusses 22 verkleinert, wodurch,
wie in 7 mit gestrichelten Linien gezeigt ist, die Dämpfungskraft
sanft auftauchen wird, um so in der Lage zu sein, ungefederte Vibrationen ausreichend
zu absorbieren. Hier kann der Grad der Neigung bzw. Schrägstellung
durch die Fläche der Kerben 32B, 33B (Form,
Breite, Tiefe und Anzahl) und die Eigenschaften der Blattfedern 23, 24 definiert werden.
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Hier
ist der Verschluss 23 innerhalb der oberen Kammer 2A des
Zylinders und der Druck, der auf beide Endabschnitte des Verschlusses 22 einwirkt, ist
normalerweise stabil. Da ferner der Verschluss 22 keine
Druckdifferenzen zwischen der oberen und der unteren Kammer 2A, 2B des
Zylinders als Presskraft ausübt, gibt es keinen ungültigen
Hub, der keine Dämpfungskraft relativ zu dem Hub der Kolbenstange 6 für
die Verschiebung des Verschlusses 22 erzeugt. Demgemäß ist
es möglich, die vorbestimmte Dämpfungskraft schnell
zu erhöhen und Nachteile einer späten Reaktion
oder mangelnder Dämpfungskraft zu unterbinden, wodurch
eine stabile Dämpfungskraft erhalten wird.
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Als
nächstes wird ein Diagramm nach Bode in 8 gezeigt,
das eine Übertragungsfunktion der Dämpfungskraft
(am Ausgang) relativ zu der Hubfrequenz (am Eingang) in einem Zustand
darstellt, in welchem Geschwindigkeiten der Kolbenstange 6 des Stoßdämpfers 1 konstant
sind. Bei einem Bereich, der gleich oder geringer als die Federresonanzfrequenz Ω1
ist, ist ein Gewinn bzw. Verstärkungsfaktor GLF groß und
der Gewinn bzw. Verstärkungsfaktor wird gemäß der
Erhöhung der Frequenz graduell verringert. Bei der nicht
federnden Resonanzfrequenz Ω2 wird der Gewinn bzw. der
Verstärkungsfaktor einen Gewinn bzw. Verstärkungsfaktor
GHF erreichen, der relativ niedrig ist. Werden Phaseneigenschaften in
Betracht gezogen, können einige Verzögerungen zwischen
der gefederten Resonanzfrequenz Ω1 und der ungefederten
Resonanzfrequenz Ω2 ermittelt werden. Dies trifft zu, weil
der Verschluss 22 in eine Verschlussrichtung verschoben
wird, nachdem die Kolbenstange 6 einen Hub erfährt,
wodurch die Dämpfungskraft expandiert bzw. erhöht
wird. Die Phasenverzögerung wird in einem Bereich oberhalb der
ungefederten Resonanzfrequenz Ω2 auf 0 zurückkehren.
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Diese
Gewinn- bzw. Verstärkungsfaktorkurve ist basierend auf
den obigen Frequenzeigenschaften über eine natürliche
Frequenz einstellbar, die durch die Masse des Verschlusses 22 und
die Federkonstante (m) der Blattfedern 23, 24 wie
auch das Dämpfungsverhältnis der Blattfedern 23, 24 bestimmbar
ist. In diesem Falle ist es möglich, weil der Verschluss 22 zu
einem Verzögerungs- bzw. Dämpfungssystem zweiter
Ordnung wird, durch Einstellung der natürlichen Frequenz
nahe den Resonanzfrequenzen des Fahrzeugkörpers und auch
durch Einstellen des Dämpfungsverhältnisses, so
dass dieses klein ist, den Gewinn bzw. das Verstärkungsverhältnis
groß nahe der Resonanzfrequenzen des Fahrzeugkörpers
zu machen. Die obere Grenze der Dämpfungskraft der Ventileigenschaften
wird durch das Ausdehnungs- bzw. das Erstreckungsscheibenventil
bestimmt und übersteigt Werte der durchgezogenen Linien,
die in 7 gezeigt sind, nicht. Jedoch können
Dämpfungseffekte verstärkt werden, falls der Gradient
der Öffnungseigenschaften vergrößert
wird, um so Energien, die zu absorbieren sind, zu vergrößern.
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Bei
dem Einstellmechanismus 19 für die Dämpfungskraft
wird bei dem Stauchungsprozess bzw. Komprimierungsprozess für
die Kolbenstange 6, wenn Arbeitsfluid von der Kompressionsführungsrille
in die Ausdehnungs- bzw. Erstreckungsführungsrille durch
die Verschlussrille 36, den Durchgang für die
einstellbare Kompressionspassage 33A, die zwischen der
Kompressionsführungsrille 33 und der Verschlussrille 36 angeordnet
ist, und auch den Durchgang der einstellbaren Ausdehnungspassage 32A, der
zwischen der Verschlussrille 36 und der ausgedehnten Führungsrille 32 angeordnet
ist, fließt. Demgemäß wird seine Strömungsgeschwindigkeit
erhöht, um so einen Strahl zu erzeugen. Mittels des Strahles wird
eine Fluidkraft erzeugt, um so den Verschluss 23 dazu zu
bewegen, in eine Richtung zu gehen, um die Durchgänge bzw.
Passagen zu schließen. Basierend auf den obigen Vorgängen
wird die Fluidkraft, die an der einstellbaren Kompressionspassage 33A erzeugt wird,
größer als die Fluidkraft, die an der einstellbaren
Ausdehnungspassage 32A erzeugt wird. Aufgrund der Differenz
der Fluidkräfte wird der Verschluss 23 aufwärts
bewegt, wie dies in 3(C) gezeigt ist,
entgegen der Federkraft der Blattfedern 23, 24,
um so die einstellbare Kompressionspassage 33A einzustellen.
Folglich ist es wie in dem obigen Falle des Expansion- bzw. Ausdehnungsprozesses möglich,
die Dämpfungskraft bzw. Dämpfungskräfte gemäß den
Hubfrequenzen der Kolbenstange 6 einzustellen.
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Wie
oben erörtert, kann der Einstellmechanismus 19 für
eine Dämpfungskraft durch Ziehen bzw. Zurückschieben
der einstellbaren Expansions- bzw. Ausdehnungspassage A in eine
Richtung von der Verschlussrille 36 zu der Ausdehnungsführungsrille 32 in
Bezug auf seine Dämpfungskraft in dem Ausdehnungs- bzw.
Expansionsprozess der Kolbenstange 6 eingestellt werden.
Ferner wird durch das Ziehen bzw. Verschieben der einstellbaren
Kompressionspassage 33A in eine Richtung von der Verschlussrille 36 zu
der Kompressionsführungsrille 33 eine Dämpfungskraft
bei dem Kompressionsprozess für die Kolbenstange 6 ebenfalls
eingestellt. Folglich wäre es möglich, die Dämpfungskrafteigenschaften individuell entweder
an der ausgedehnten bzw. expandierten Seite oder an der komprimierten
bzw. zusammengestauchten Seite einzustellen.
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Als
nächstes wird eine zweite Ausführungsform nach
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4 erörtert.
Hier werden Bestandteile, die bei der ersten Ausführungsform
gemäß den 1 und 2 gleich
sind, mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet und Beschreibungsteile werden
nur Bestandteilen gewidmet, die unterschiedlich von denen der ersten
Ausführungsform sind.
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In 4 wird
ein Kolbenabschnitt gezeigt, der das Hauptmerkmal des Stoßdämpfers
gemäß dieser Ausführungsform ist. Wie
gezeigt, wird ein Einstellmechanismus 39 für eine
Dämpfungskraft an dem oberen Endabschnitt des geringeren
Durchmessers der Kolbenstange 6, die den Kolben 5 durchdringt,
montiert. Bei dem Einstellmechanismus 39 für die
Dämpfungskraft ist ein Verschluss 41 gleitend
in eine zylindrische Verschlussführung 40 eingepasst, um
die Öffnungsabschnitte, die an beiden Enden der Verschlussführung 40 vorgesehen
sind, sind mit einem Mutterteil 42 und einem Deckelteil 43 verschlossen.
Das Mutterteil 42 und das Deckelteil 43 sind in Abschnitte
mit größeren bzw. expandiertem Durchmesser, die
an beiden Seiten eines Führungsabschnitts 40A angeordnet
sind, der den Verschluss 41 innerhalb der Verschlussführung 40 führt,
eingepasst. Ferner stoßen das Mutterteil 42 und
das Deckelteil 43 an den Endabschnitt des Führungsabschnitts 40A und
sind durch gegenstämmen gegen den Endabschnitt des Abschnittes
mit größerem Durchmesser des Führungsabschnittes 40A festgelegt.
Ferner wird das Mutterteil 42 in den oberen Endabschnitt
der Kolbenstange 6 geschraubt, und das Innere der Verschlussführung 40 ist
an die Umgehungsleitung bzw. Bypasspassage 20 der Kolbenstange 6 angeschlossen.
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An
dem inneren peripheren Abschnitt der Verschlussführung 40 ist
eine umfängliche Führungsrille 44 ausgebildet,
und die Führungsrille 44 ist an die untere Kammer 2B des
Zylinders mittels eines Weges bzw. einer Leitung 45 angeschlossen,
die an der Seitenwand der Verschlussführung 40 vorgesehen
ist. An dem äußeren peripheren Abschnitt des Verschlusses 41 ist
eine umfängliche Verschlussrille 46 ausgebildet,
um der Führungsrille 44 gegenüberzuliegen.
Ferner wird eine axiale Leitung bzw. Passage 44, die den
Mittelabschnitt des Verschlusses 41 in seiner axialen Richtung
durchdringt, ausgebildet, und die axiale Leitung 47 ist
an die Verschlussrille 46 mittels einer radialen Passage
bzw. Leitung 48 angeschlossen. Die axiale Leitung 47 ist
mit einer Dämpfungsöffnung 48 als einem
Dämpfungsmittel ausgebildet, das eine Dämpfungskraft
zur Verschiebung des Verschlusses 41 zur Verfügung
stellt.
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Der
Verschluss 41 wird elastisch durch die Blattfedern 49, 50 in
einer Anfangsposition gemäß 4 zurückgehalten.
Im Hinblick auf die Feder 49 ist deren äußerer
peripherer Abschnitt zwischen einen Endabschnitt der Führungsrille 44A der
Verschlussführung 40 und das Mutter- bzw. Schraubenmutterteil 42 geklemmt,
während sein innerer peripherer Abschnitt an einen Endabschnitt
des Verschlusses 41 anstößt. Andererseits
ist im Hinblick auf die Blattfeder 50 deren äußerer
peripherer Abschnitt zwischen dem äußeren Endabschnitt
des Führungsabschnittes 40A der Verschlussführung 40 und
das Deckelteil 43 geklemmt, während ihr innerer
peripherer Abschnitt an den anderen Endabschnitt des Verschlusses 41 anstößt.
Die Blattfedern 49, 50 sind dazu angepasst, um
gegen den Verschluss 41 mit einer anfänglichen
Ablenkung anzustoßen und den Verschluss 41 mit
einer vorbestimmten anfänglichen Last bzw. Vorspannung
elastisch zurückzuhalten. In einem Zustand, in dem der
Verschluss 41 an der anfänglichen Stellung, wie
oben beschrieben, zurückgehalten wird, übergreifen
bzw. überlappen die Verschlussrille 46 und die
Führungsrille 44 einander, um so eine einstellbare
Passage 46A zwischen der Verschlussrille 46 und
der Führungsrille 44 zu öffnen. Ferner
wird der Einstellmechanismus 39 für die Dämpfungskraft
zentral bzw. mittig offen ausgebildet (open-centered) um so den
Verschluss 41, wie in 4 gezeigt,
aufwärts zu verschieben, wodurch der Durchgang bzw. die
Passage geschlossen wird. Gleichermaßen wie bei der ersten
Ausführungform ist es möglich, Kerben an den Randabschnitten
von entweder der Führungsrille 44 oder der Verschlussrille 46 zur
Verfügung zu stellen, um so die Durchgangseigenschaften
einzustellen.
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Bei
dem oben erörterten Aufbau wird bei dem Ausdehnungs- bzw.
Erstreckungsprozess der Kolbenstange 6, bevor das Expansions-
bzw. Ausdehnungsscheibenventil 13 geöffnet wird,
Arbeitsfluid auf der Seite der oberen Kammer 2A des Zylinders in
die Verschlussführung 40 fließen, wobei
dieses durch die Umgehungsleitung bzw. Bypasspassage 20 hindurchgeht.
Ferner fließt dann das Arbeitsfluid in Richtung der Seite
der unteren Kammer 2B des Zylinders, in dem es durch die
axiale Passage 47, die radiale Passage 48 die
Verschlussrille 46, die Führungsrille bzw. -nut 44 und
den Pfad bzw. die Leitung 45 hindurchgeht. Zu dieser Zeit
wird durch das Ziehen bzw. Zurückschieben der einstellbaren
Passage 46A in einer Richtung von der Verschlussnut bzw.
-rille 46 zu der Führungsrille 44 die
Dämpfungskraft der Öffnungseigenschaften erzeugt.
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Andererseits
wird der Kompressionsprozess für die Kolbenstange 6 Arbeitsfluid
auf der Seite der unteren Kammer 2B des Zylinders auf die
Seite der oberen Kammer des Zylinders fließen, in dem es durch
den Pfad 45, die Führungsrille bzw. -nut 44,
die Verschlussrille 46, die radiale Passage 48,
die axiale Passage 47, eine Verschlusskammer 40B und
die Bypasspassage bzw. Umgehungsleitung 20 fließt.
Zu dieser Zeit wird aufgrund der einstellbaren Passage bzw. der
einstellbaren Leitung 46A in eine Richtung weg von der
Führungsrille 44 zu der Verschlussrille 46 eine
Dämpfungskraft erzeugt werden.
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Wenn
dann der Fluss des Arbeitsfluids beginnt, in der einstellbaren Passage 46A,
die zwischen der Führungsrille 45 und der Verschlussrille 46 angeordnet
ist, aufzutauchen, wird der Fluss zu einem Strahl aufgrund des Ziehens
bzw. Zurückschiebens der Passage, um so eine Fluidkraft
zu erzeugen, wodurch die Fluidkraft entgegen der Federkraft der Blattfedern 49, 50 wirken
wird, um den Verschluss 41 in einer Richtung zu bewegen,
um die Passage (in Richtung der oberen Richtung nach 4)
zu schließen. Hier wird bei der vorliegenden Ausführungsform bei
dem Expansion- bzw. Ausdehnungsprozess der Kolbenstange 6 die
Fluidkraft aufgrund der Strömung des Arbeitsfluids in einer
Richtung von der Verschlussrille 46 zu der Führungsrille 44 unmittelbar
auf den Verschluss 41 wirken, um diesen zu bewegen. Andererseits
wird bei dem Kompressionsprozess die Fluidkraft aufgrund des Flusses
bzw. der Strömung des Arbeitsfluids in einer Richtung von
der Führungsrille 44 zu der Verschlussrille 46 unmittelbar
auf den Verschluss 41 einwirken, um diesen zu bewegen.
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Hier
wird bei der Verschiebung des Verschlusses 41 die inerte
Kraft (durch die Masse) von dem Verschluss 41, die Federkraft
der Blattfedern 49, 50, und die Dämpfungskraft
aufgrund des Zuges bzw. des Zurückschiebens der Dämpfungsöffnung 48 relativ
zu dem Fluss des Arbeitsfluids, der an der axialen Passage 47 zusammen
mit der Verschiebung des Verschlusses 41 erzeugt wird,
wirken. Weil die Masse, die Federkraft und die Dämpfungskraft
ein Bewegungs- bzw. Vibrationssystem mit einem einzigen Freiheitsgrad
gleichermaßen wie bei der ersten Ausführungsform
bilden, ist es möglich, die Verschiebung des Verschlusses 23 gemäß den
Hubfrequenzen der Kolbenstange 6 zu steuern, in dem diese
Eigenschaften genau eingestellt werden.
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Weil
die Verschlusskammern 40B, 40C, die auf beiden
Seiten des Verschlusses 41 innerhalb der Verschlussführung 42 aneinander
mittels der axialen Passage 47 angeschlossen sind, und
auch die Verschlusskammer 40B an die obere Kammer 2A des Zylinders über
die Umgehungs- bzw. Bypasspassage 20 angeschlossen ist,
haben die Verschlusskammern 40B, 40C den gleichen
Druck, der identisch zu dem Druck der oberen Kammer 2A des
Zylinders ist. Demgemäß wird im Hinblick auf den
Verschluss 41 ein Druck, der auf beide Endabschnitte von
diesem einwirkt, üblicherweise ausbalanciert. Da ferner
der Verschluss 41 keine Druckdifferenz zwischen der oberen
und der unteren Kammer 2A, 2B des Zylinders als
Druckkraft bzw. Schubkraft ausübt, gibt es keinen ungültigen
Hub, der keine Dämpfungskraft relativ zu dem Hub der Kolbenstange 6 mittels
der Verschiebung des Verschlusses 41 hervorbringt. Demgemäß ist
es möglich, die Dämpfungskraft schnell zu erhöhen
und eine spätere Reaktion oder unzureichende Dämpfungskraft
zu unterbinden, wodurch eine stabile Dämpfungskraft erzielt
wird.
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Als
nächstes wird die dritte Ausführungsform nach
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 5 und 6 erörtert. Hier werden Bestandteile,
die in Bezug auf die erste Ausführungsform nach den 1 und 2 bzw.
die zweite Ausführungsform nach den 3 und 4 gleich
sind, durch die gleichen Bezugsziffern benannt, und Detailbeschreibungen
werden nur im Hinblick auf unterschiedliche Bestandteile vorgetragen.
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Die 5 zeigt
einen Kolbenabschnitt, der der Hauptabschnitt eines Stoßdämpfers
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist Wie in den 5 und 6 gezeigt,
ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Kolbenstange 6 an
dem Kolben 5 über einen Kolbenbolzen 51 angeschlossen,
und ein Einstellmechanismus 52 für eine rotative
Dämpfungskraft wird in dem Inneren der Kolbenstange 6 vorgesehen.
Eine Seite des Kolbenbolzens 51 durchdringt den Kolben 5,
um so den Kolben 5 mittels der Mutter bzw. Schraubenmutter 7 zu
fixieren, während die andere Seite davon festgelegt ist,
in dem sie in dem Endabschnitt der Kolbenstange 6 geschraubt
ist.
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Der
Einstellmechanismus 52 umfasst Folgendes: eine Führungsbohrung 53,
die entlang der Achse der Kolbenstange 6 vorgesehen ist;
einen Rotationsverschluss 54, der in einer zylindrischen
Konstruktion mit einem geschlossenen Ende ausgebildet ist, der gleitend
und rotativ in die Führungsbohrung 53 eingepasst
ist; eine Schraubenfeder 56, die aus einem elastischen
Bestandteil hergestellt ist und den rotativen Verschluss 54 elastisch
zurückhält; und einen Dämpfungsmechanismus 57 als
einer Dämpfungseinrichtung, der eine Dämpfungskraft
auf die Drehung des rotierenden Verschlusses 54 beeinträchtigt.
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Die
Führungsbohrung 53 ist integral bzw. einstückig
mit einem Schraubenabschnitt ausgebildet, in welchen der Kolbenbolzen 51 geschraubt
ist. Ferner ist die Führungsbohrung 53 an die
Umgehungsleitung bzw. Bypasspassage 20 angeschlossen, die
den Kolbenbolzen 51 axial durchdringt. Auf der seitlichen
Wand der Führungsbohrung 53 ist eine Anschlussöffnung 58 für
die Führung vorgesehen. An der seitlichen Wand des rotierenden
Verschlusses 54 ist eine Anschlussöffnung 59 des
Verschlusses vorgesehen um so der Anschlussöffnung 58 der
Führung gegenüber zu sein. Basierend auf der obigen Konstruktion
wird gemäß der rotierenden Stellung des rotierenden
Verschlusses 54 die Durchgangsfläche einer einstellbaren
Passage 59A, die zwischen der Anschlussöffnung 58 der
Führung und der Anschlussöffnung 59 des
Verschlusses angeordnet ist, eingestellt. Die Mehrzahl der Anschlussöffnung 58 für die
Führung und der Anschlussöffnung 59 für
den Verschluss ist entlang einer umfänglichen Richtung und
in einer symmetrischen Anordnung vorgesehen, wodurch der Druck des
Arbeitsfluids, das auf den rotierenden Verschluss 54 einwirkt,
gut ausbalanciert sein wird.
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Ein
rotierender Verschluss 54 ist drehend mittels eines Drucklagers 60 abgestützt,
das zwischen dem Bodenabschnitt des rotierenden Verschlusses 54 und
der Führungsbohrung 53 angeordnet ist. Ein Ende
der Schraubenfeder 56 ist an der Führungsbohrung 53 in
einer solchen Weise festgelegt, dass ein Endabschnitt der Führungsbohrung 53 an
dem Bodenabschnitt des rotierenden Verschlusses 54 in einer
Rotationsrichtung festgelegt ist. Andererseits ist das andere Ende
der Schraubenfeder mit der Kolbenstange 6 in einer Weise
verbunden, um in einer Drehrichtung fixiert zu sein. Demgemäß wird der
rotierende Verschluss 54 elastisch bei einer anfänglichen
Stellung, wie in den 5 und 6 gezeigt, zurückgehalten.
Darüber hinaus sind, wenn der rotierende Verschluss 54 bei
der anfänglichen Stellung ist, wo der rotierende Verschluss 54 durch
die Schraubenfeder 56 zurückgehalten wird, die
Anschlussöffnung 58 der Führung und die
Anschlussöffnung 59 des Verschlusses miteinander überlappend, um
so zum Zentrum bzw. zur Mitte offen zu sein, wobei eine unter Druck
stehende Passage, die eine vorbestimmte Öffnung zwischen
der Anschlussöffnung 58 der Führung und
der Anschlussöffnung 59 des Verschlusses hat,
ausgebildet wird. Bei dem Dämpfungsmechanismus 57 ist,
wie am besten in 6(B) gezeigt, eine
ringförmige Kammer zwischen einem axialen Abschnitt 51,
der sich von dem Bodenabschnitt des rotierenden Verschlusses 54 erstreckt, und
einer ringförmigen Dämpfungsplatte 62,
die in den Bodenabschnitt der Führungsbohrung 53 eingepresst
und daran befestigt ist, ausgebildet. Die ringförmige Kammer
ist dann in vier näherungsweise flügelradgeformte
Kammern mit einem paar von näherungsweise flügelradförmigen
geteilten Abschnitten 63 über die sich in einer
diametralen Richtung von dem äußeren peripheren
Abschnitt des axialen Abschnitts 61 bis nahe an die innere
periphere Fläche der Dämpfungsplatte 62 erstrecken,
und ein paar von näherungsweise flügelradförmigen
Teilabschnitten 64 unterteilt, die sich von dem inneren
peripheren Abschnitt der Dämpfungsplatte 62 bis
nahe zu der äußeren peripheren Oberfläche
des axialen Abschnittes 61 erstreckt. Diese vier flügelradförmigen
Kammern sind miteinander über einen Freiraum verbunden,
der definiert wird durch: die Unterteilungsabschnitte 63, 64;
die Dämpfungsplatte 62; und den axialen Abschnitt 61.
Zusätzlich sind diese Kammern mit Arbeitsfluid gefüllt.
Folglich fließt das Arbeitsfluid durch diese vier Kammern über
den Freiraum und eine Dämpfungskraft wird über
den Strömungswiderstand des Freiraumes bzw. der lichten
Weite einwirken.
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In
dem die vorliegende Ausführungsform wie oben ausgeführt
ausgebildet ist, wird bei dem Erstreckungsvorgang der Kolbenstange 6,
bevor das Ausdehungs- bzw. Erstreckungsschreibenventil 13 geöffnet
wird, Arbeitsfluid auf einer Seite der oberen Kammer 2A des
Zylinders in Richtung der unteren Kammer 2B des Zylinders
fließen, wobei es durch den Führungszugang 58,
den Verschlusszugang 59, den inneren Abschnitt des rotierenden
Verschlusses 54 und durch die Umgehungsleitung bzw. Bypasspassage 20 hindurchfließt.
Zu dieser Zeit wird eine Dämpfungskraft aufgrund des Ziehens
bzw. Zurückschiebens der einstellbaren Passage 59A in
einer Richtung von dem Führungszugang 58 zu dem
Verschlusszugang 59 erzeugt werden.
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Andererseits
wird bei dem Stauchungs- bzw. Komprimierungsprozess der Kolbenstange 6 das
Arbeitsfluid auf einer Seite der unteren Kammer 2B des Zylinders
in Richtung der oberen Kammer 2A des Zylinders fließen,
in dem es durch die Umgehungs- bzw. Bypasspassage 20, den
inneren Abschnitt des rotierenden Verschlusses 54, den
Verschlusszugang und den Führungszugang 58 hindurchgeht.
Zu dieser Zeit wird eine Dämpfungskraft aufgrund des Ziehens
bzw. Zurückschiebens der einstellbaren Passage 59A in einer
Richtung von dem Verschlusszugang 59 zu dem Führungszugang 58 erzeugt.
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Wenn
dann der Fluss des Arbeitsfluids beginnt in der einstellbaren Passage 59A,
die zwischen dem Führungsdurchgang 58 und dem
Verschlussdurchgang 59 angeordnet ist, aufzutreten, wird
der Fluss zu einem Strahl, aufgrund des Ziehens bzw. Zurückschieben
des Durchganges bzw. der Passage, um so eine Fluidkraft zu erzeugen,
wodurch die Fluidkraft entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 56 wirkt,
um den rotierenden Verschluss 54 in einer Richtung zu bewegen,
um den Durchgang die Passage (in einer Richtung im Uhrzeigersinn
nach 6(A)) zu schließen.
Hier wird bei dem Erstreckungs- bzw. Ausdehnungsprozess für
die Kolbenstränge 6 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform die Fluidkraft aufgrund des
Flusses des Arbeitsfluids in einer Richtung von dem Führungszugang 58 zu dem
Verschlusszugang 59 unmittelbar auf den rotierenden Verschluss 54 einwirken,
um diesen zu drehen bzw. rotieren. Andererseits wird bei dem Zusammenstauchungs-
bzw. Kompressionsprozess die Fluidkraft aufgrund des Flusses des
Arbeitsfluids in einer Richtung von dem Verschlusszugang 59 zu
dem Führungszugang 58 unmittelbar auf den rotierenden
Verschluss 54 einwirken, um diesen zu rotieren.
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Hier
wird die Drehung des rotierenden Verschlusses 54 das Trägheits-
bzw. Massemoment über die Masse des rotierenden Verschlusses 54,
die Federkraft der Schraubenfeder 56 und die Dämpfungskraft über
dem Dämpfungsmechanismus 57 einbeziehen. Weil
die Masse, die Federkraft und die Dämpfungskraft, wie es
auch bei der ersten Ausführungsform der Fall ist, beim
Bewegungs- bzw. Vibrationssystem mit einem Freiheitsgrad aufbaut,
ist es möglich, die Verschiebung des rotierenden Verschlusses 54 gemäß der
Hubfrequenz der Kolbenstange 6 zu steuern, indem diese
Eigenschaften genau eingestellt werden.
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Weil
die Rotation des rotierenden Verschlusses 54 keine Druckdifferenz
zwischen der oberen und der unteren Kammer 2A, 2B des
Zylinders als Druck- bzw. Presskraft ausübt, gibt es keinen
ungültigen Hub, der keine Dämpfungskraft relative
zu dem Hub der Kolbenstange 6 über die Rotation
des rotierenden Verschlusses 54 erzeugt. Demgemäß ist
es möglich, die Dämpfungskraft schnell zu erhöhen
und eine späte Reaktion oder eine nicht ausreichende Dämpfungskraft
zu unterbinden, wodurch eine stabile Dämpfungskraft erzielt
wird.
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Hier
wendet die erste Ausführungsform eine Dämpfungskraft
aufgrund von Reibung zwischen laminierten Scheiben der Blattfedern 23, 24 auf
einem Shutter bzw. Verschluss an; die zweite Ausführungsform
wendet eine Dämpfungskraft über die Dämpfungsöffnung 48 auf
einen Verschluss an; und die dritte Ausführungsform wendet
eine Dämpfungskraft über den Dämpfungsmechanismus 57 auf
einen Verschluss an. Jedoch ist es möglich, die Dämpfungseinrichtungen
zu beseitigen. Hier wird selbst in einem Fall wo das Vibrationssystem
bzw. Bewegungssystem mit einem einzigen Freiheitsgrad, das den Verschluss
enthält, nur über Masse und Federelemente konstruiert
ist, die Verschiebung des Verschlusses eine Verzögerung
bzw. ein Nacheilen erster Ordnung sein, um es so zu ermöglichen,
die Dämpfungskraft gemäß der Hubfrequenz
der Kolbenstange 6 zu steuern.
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Für
die erste bis zur dritten Ausführungsform ist die vorliegende
Ausführungsform bzw. Erfindung in einem Fall eines Stoßdämpfers
mit zwei Rohren, der ein Reservoir 4 hat, erklärt
worden; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Stattdessen kann auch ein Stoßdämpfer mit nur
einem Rohr, in dem eine Gaskammer mittels eines freien Kolbens innerhalb
eines Zylinders ausgebildet ist, gemäß der Erfindung
eingesetzt werden. Darüber hinaus ist das Arbeitsfluid
nicht auf eine Arbeitsflüssigkeit eingeschränkt.
Stattdessen könnte auch Gas verwendet werden. In diesem
Fall wären das Reservoir 4, das Grund- bzw. Basisventil 10 und
der freie Kolben; usw., nicht nötig. Hier klemmen die Blattfedern
den Verschluss vertikal als ein elastisches Teil zusammen, bzw.
drücken dieses zusammen, wobei jedoch auch nur eine einzige
Blattfeder eingesetzt werden könnte.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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