DE102012014583B4

DE102012014583B4 - Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers

Info

Publication number: DE102012014583B4
Application number: DE102012014583.7A
Authority: DE
Inventors: Wan Sang Park
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2016-03-10
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: DE102012014583A1; CN102889330A; US20150159727A1; KR101288612B1; US9541153B2; US20130020158A1; CN102889330B; JP5680591B2; KR20130011468A; JP2013024421A; US8967344B2

Abstract

Es wird eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers bereitgestellt, die in der Lage ist, jeweilige Dämpfungskräfte entsprechend einer Frequenz in Druckstufen- und Zugstufenbewegungen eines Kolbenventils zu regeln, wodurch sowohl der Fahrkomfort als auch die Steuerungsstabilität zufrieden gestellt werden. Die Ventilstruktur des Schwingungsdämpfers, der einen mit einem Arbeitsfluid gefüllten Zylinder und eine Kolbenstange hat, deren eines Ende im Innern des Zylinders positioniert ist und deren anderes Ende sich aus dem Zylinder heraus nach außen erstreckt, weist Folgendes auf eine Haupt-Kolbenventilanordnung, die an einem Ende der Kolbenstange installiert ist und so konfiguriert ist, dass sie in einem Zustand arbeitet, in dem das Innere des Zylinders in eine obere Kammer und eine untere Kammer unterteilt ist, und eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Bewegungsgeschwindigkeit variiert; und eine Frequenzeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie sich zusammen mit der Haupt-Kolbenventilanordnung bewegt und eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Frequenz variiert. Die Frequenzeinheit weist Folgendes auf: ein hohles Gehäuse, das an einem unteren Ende der Kolbenstange derart montiert ist, dass das Gehäuse unterhalb der Haupt-Kolbenventilanordnung angeordnet ist; und einen Trennkolben, der so angeordnet ist, dass er in dem Gehäuse vertikal bewegbar ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers und insbesondere auf eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers, die in der Lage ist, jeweilige Dämpfungskräfte bei einer kleinen Amplitude und einer großen Amplitude in Druckstufen- und Zugstufenbewegungen eines Kolbenventils zu regeln, um dadurch sowohl den Fahrkomfort als auch die Steuerungsstabilität zufrieden zu stellen.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen ist eine Federung in einem Fahrzeug installiert, um einen Stoß oder eine Vibration abzudämpfen, der bzw. die während des Fahrens von einer Fahrbahnoberfläche auf eine Achse übertragen wird. Als ein Beispiel für eine solche Federung ist ein Schwingungsdämpfer benutzt worden.
Ein Schwindungsdämpfer arbeitet entsprechend einer Vibration eines Fahrzeugs, die durch einen Zustand einer Fahrbahnoberfläche verursacht wird. In diesem Fall variiert eine in dem Schwingungsdämpfer erzeugte Dämpfungskraft entsprechend einer Betriebsgeschwindigkeit des Schwindungsdämpfers, d. h. entsprechend einer schnellen oder langsamen Betriebsgeschwindigkeit des Schwingungsdämpfers.
Ein Fahrkomfort eines Fahrzeugs und eine Lenkstabilität können gemäß der Einstellung einer Charakteristik einer Dämpfungskraft, die in einem Schwingungsdämpfer erzeugt wird, geregelt und gesteuert werden. Deshalb ist es beim Entwerfen und Konstruieren eines Fahrzeugs sehr wichtig, eine Charakteristik einer Dämpfungskraft eines Schwingungsdämpfers einzustellen.
Ein herkömmliches Kolbenventil ist so konstruiert, dass es aufgrund der Verwendung eines einzigen Strömungskanals eine konstante Dämpfungscharakteristik bei einer hohen Geschwindigkeit, einer mittleren Geschwindigkeit und einer niedrigen Geschwindigkeit aufweist. Deshalb kann es sein, dass dann, wenn beabsichtigt wird, einen Fahrkomfort durch das Reduzieren einer Dämpfungskraft bei einer niedrigen Geschwindigkeit zu verbessern, auch die Dämpfungskräfte bei den mittleren Geschwindigkeiten und hohen Geschwindigkeiten beeinflusst werden. Außerdem hat ein herkömmlicher Schwingungsdämpfer eine Konfiguration, bei der eine Dämpfungskraft entsprechend einer Veränderung einer Geschwindigkeit eines Kolbens variiert, und zwar ohne Berücksichtigung einer Frequenz oder eines Hubs. In dem Fall, in dem die Dämpfungskraft entsprechend nur der Veränderung der Geschwindigkeit des Kolbens variiert, wird dieselbe Dämpfungskraft sogar bei verschiedenen Zuständen der Fahrbahnoberfläche erzeugt. Deshalb ist es schwierig, sowohl den Fahrkomfort als auch die Lenkstabilität zufrieden zu stellen.
Demzufolge besteht ein Bedarf an einer fortlaufend durchgeführten Forschung und Entwicklung hinsichtlich einer Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers, die eine Dämpfungskraft entsprechend verschiedenen Fahrbahnbedingungen, wie etwa einer Frequenz und einem Hub, variieren kann, um dadurch sowohl den Fahrkomfort eines Fahrzeugs als auch die Lenkstabilität zufrieden zu stellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers bereitzustellen, die ein Haupt-Kolbenventil, das so konfiguriert ist, dass es eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens variiert, und eine Frequenzeinheit aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Frequenz variiert, wodurch sowohl der Fahrzeugfahrkomfort als auch die Steuerungsstabilität zufrieden gestellt werden.
In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers, der einen Zylinder, der mit einem Arbeitsfluid gefüllt ist, und eine Kolbenstange hat, deren eines Ende im Innern des Zylinders positioniert ist und deren anderes Ende sich ausgehend von dem Zylinder nach außen erstreckt, Folgendes auf: eine Haupt-Kolbenventilanordnung, die an einem Ende der Kolbenstange installiert ist und so konfiguriert ist, dass sie in einem Zustand arbeitet, in dem das Innere des Zylinders in eine obere Kammer und eine untere Kammer unterteilt ist, und eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Bewegungsgeschwindigkeit variiert; und eine Frequenzeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie sich zusammen mit der Haupt-Kolbenventilanordnung bewegt und eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Frequenz variiert, wobei die Frequenzeinheit Folgendes aufweist: ein hohles Gehäuse, das an einem unteren Ende der Kolbenstange derart montiert ist, dass das Gehäuse unterhalb der Haupt-Kolbenventilanordnung angeordnet ist; und einen Trennkolben bzw. Freikolben, der so angeordnet ist, dass er in dem Gehäuse vertikal bewegbar ist.
Die Frequenzeinheit kann eine Zusatz-Ventilanordnung aufweisen, die an einem unteren Ende des Gehäuses angebracht ist.
Ein Fluss eines Arbeitsfluids, das den Trennkolben mit Druck beaufschlagt, und ein Fluss eines Arbeitsfluids, das durch den Trennkolben strömt und zu einer gegenüberliegenden Seite des Trennkolbens fließt, können als ein einziger Fluss gebildet sein.
Ein Innenraum des Gehäuses kann durch den Trennkolben in einen oberen Raum und einen unteren Raum aufgeteilt sein.
Der obere Raum kann mit der oberen Kammer durch einen Verbindungskanal kommunizieren, der im Innern der Kolbenstange gebildet ist, und der untere Raum kann mit der unteren Kammer durch die Zusatz-Ventilanordnung kommunizieren, die an dem unteren Ende des Gehäuses montiert ist.
Der Trennkolben kann eine Durchgangsbohrung aufweisen, die während einer Druckstufe mit einer niedrigen Frequenz geöffnet ist, um zu erlauben, dass das Arbeitsfluid von dem unteren Raum zu dem oberen Raum fließen kann, und wenn keine externe Kraft angelegt wird, kann die Durchgangsbohrung einen durch einen Ventilkörper geschlossenen Zustand aufrecht erhalten.
Ein aus einem Gummi hergestellter Lippenabschnitt kann integriert an einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Trennkolbens gebildet sein, und der Lippenabschnitt kann in einem engen Kontakt mit einer inneren Oberfläche des Gehäuses stehen.
Ein gestufter Abschnitt, der die Bewegung des Trennkolbens beschränkt, kann an einer inneren Oberfläche des oberen Raums des Gehäuses gebildet sein. Eine Vielzahl von Nutabschnitten kann in einer inneren Oberfläche des unteren Raums des Gehäuses gebildet sein. Ein Zwischenabschnitt, der einen Innendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Trennkolbens ist, kann zwischen dem gestuften Abschnitt und dem Nutabschnitt gebildet sein.
Die Frequenzeinheit kann ein inneres Rohr aufweisen, das im Innern des Gehäuses installiert ist, um einen Strömungskanal in Kooperation mit dem Trennkolben zu öffnen oder zu schließen.
Das innere Rohr kann wenigstens einen bzw. eines von einem konvexen Abschnitt, einem konkaven Abschnitt, einem Loch oder einem ausgeschnittenen Abschnitt derart aufweisen, dass ein Kanal, der die obere Kammer mit der unteren Kammer in dem Zylinder verbindet, entsprechend einer vertikalen Bewegung des Trennkolbens in dem Gehäuse geöffnet oder geschlossen wird.
Das innere Rohr kann wenigstens einen oberen konkaven Abschnitt, der konkav an einer inneren Oberfläche des inneren Rohrs gebildet ist, und wenigstens einen unteren konkaven Abschnitt aufweisen, der nicht mit dem oberen konkaven Abschnitt verbunden ist und in einer geraden Linie mit dem oberen konkaven Abschnitt gebildet ist, und wenn keine externe Kraft angelegt wird, kann der Trennkolben zwischen dem oberen konkaven Abschnitt und dem unteren konkaven Abschnitt positioniert sein.
Das innere Rohr kann einen ringförmigen konkaven Abschnitt aufweisen, der konkav an der inneren Oberfläche in einer Ringform gebildet ist, und wenn keine externe Kraft angelegt wird, kann sich der Trennkolben an einer Position befinden, in der der ringförmige konkave Abschnitt gebildet ist.
Der Trennkolben kann durch ein oberes elastisches Element und ein unteres elastisches Element derart abgestützt sein, dass sich der Trennkolben in dem Innenraum des Gehäuses entsprechend einer Frequenz vertikal bewegt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht, die eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Querschnittansicht, die Hauptteile zum Beschreiben eines Fluidflusses durch eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers bei einer hohen Frequenz in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine Querschnittansicht, die Hauptteile zum Beschreiben eines Fluidflusses durch eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers bei einer niedrigen Frequenz in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Querschnittansicht, die Hauptteile zum Beschreiben eines Fluidflusses durch eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers bei einer niedrigen Frequenz in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine Querschnittansicht, die Hauptteile zum Beschreiben eines Fluidflusses durch eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers bei einer hohen Frequenz in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6A bis 6D sind perspektivische Ansichten von inneren Rohren, die verschiedene Formen aufweisen, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Querschnittansicht, die eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist eine Querschnittansicht, die Hauptteile zum Beschreiben eines Fluidflusses durch eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers in einem Druckstufenmodus mit einer niedrigen Frequenz in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist eine Querschnittansicht, die Hauptteile zum Beschreiben eines Fluidflusses durch eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers in einem Zugstufenmodus mit einer niedrigen Frequenz in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Bezugszeichenliste

10: Zylinder
11: obere Kammer
12: untere Kammer
20: Kolbenstange
21: Verbindungskanal
30: Haupt-Kolbenventilanordnung
31: Haupt-Kolbenkörper
32: Haupt-Druckstufendurchgang
33: Haupt-Zugstufendurchgang
35: Haupt-Druckstufen-Ventileinheit
37: Haupt-Zugstufen-Ventileinheit
39: Band
100, 200, 300: Frequenzeinheit
110, 210, 310: Gehäuse
120, 220, 320: Trennkolben
130, 230, 330: inneres Rohr
131: oberer konkaver Abschnitt
132: unterer konkaver Abschnitt
140, 240, 340: Zusatz-Ventilanordnung
141, 241, 341: Zusatz-Ventilkörper
142, 242, 342: Zusatz-Druckstufendurchgang
143, 243, 343: Zusatz-Zugstufendurchgang
145, 245, 345: Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit
147, 247, 347: Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit
157, 257, 357: obere Feder
158, 258, 358: untere Feder
231: ringförmiger konkaver Abschnitt

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON EXEMPLARISCHEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ventilstrukturen von Schwingungsdämpfern in Übereinstimmung mit bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Schwingungsdämpfer, der eine Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hat, einen in etwa zylinderförmigen Zylinder 10, der mit einem Arbeitsfluid wie etwa Öl gefüllt ist, und eine Kolbenstange 20 auf, deren eines Ende im Innern des Zylinders 10 positioniert ist und deren anderes Ende sich ausgehend von dem Zylinder 10 nach außen erstreckt.
Die Ventilstruktur des Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist eine Haupt-Kolbenventilanordnung 30 und eine Frequenzeinheit 100 auf. Die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 ist an einem Ende der Kolbenstange 20 installiert. Die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 arbeitet in einem Zustand, in dem das Innere des Zylinders 10 in eine obere Kammer 11 und eine untere Kammer 12 unterteilt ist, und erzeugt eine Dämpfungskraft, die entsprechend einer Bewegungsgeschwindigkeit variiert. Die Frequenzeinheit 100 bewegt sich zusammen mit der Haupt-Kolbenventilanordnung 30 und erzeugt eine Dämpfungskraft, die gemäß einer Frequenz variiert.
Die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 und die Frequenzeinheit 100 sind aufeinanderfolgend an einem Ende der Kolbenstange 20 installiert. Das andere Ende der Kolbenstange 20 ist entlang einer Stangenführung und einer Öldichtung gleitend verschiebbar und geht flüssigkeitsdicht durch die Stangenführung und die Öldichtung hindurch und erstreckt sich aus dem Zylinder 10 heraus.
Die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 kann einen Haupt-Kolbenkörper 31, eine Haupt-Druckstufen-Ventileinheit 35 und eine Haupt-Zugstufen-Ventileinheit 37 aufweisen. Der Haupt-Kolbenkörper 31 hat wenigstens einen Haupt-Druckstufendurchgang 32, durch den ein Arbeitsfluid während einer Druckstufe des Schwingungsdämpfers strömt, und wenigstens einen Haupt-Zugstufendurchgang 33, durch den ein Arbeitsfluid während einer Zugstufe des Schwingungsdämpfers strömt. Die Haupt-Druckstufen-Ventileinheit 35 ist oberhalb des Haupt-Kolbenkörpers 31 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Haupt-Druckstufendurchgang 32 strömt. Die Haupt-Zugstufen-Ventileinheit 37 ist unterhalb des Haupt-Kolbenkörpers 31 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Haupt-Zugstufendurchgang 33 strömt.
Außerdem kann ein Teflon-Band 39 auf der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Haupt-Kolbenkörpers 31 für einen engen Kontakt mit der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Zylinders 10 und zur Vermeidung von Reibung installiert sein.
Die Frequenzeinheit 100 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform weist ein hohles Gehäuse 110, einen Trennkolben 120 und eine Zusatz-Ventilanordnung 140 auf. Das Innere des Gehäuses 110 ist leer, und das Gehäuse 110 ist an einem unteren Ende der Kolbenstange 20 derart montiert, dass es unterhalb der Haupt-Kolbenventilanordnung 30 angeordnet ist. Der Trennkolben 120 öffnet oder schließt einen Strömungskanal, während er sich in dem Gehäuse 110 bewegt. Die Zusatz-Ventilanordnung 140 ist an einem unteren Ende des Gehäuses 110 montiert.
Die Zusatz-Ventilanordnung 140 weist einen Zusatz-Ventilkörper 141, eine Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 145 und eine Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 147 auf. Der Zusatz-Ventilkörper 141 hat wenigstens einen Zusatz-Druckstufendurchgang 142, durch den das Arbeitsfluid während einer Druckstufe des Schwingungsdämpfers strömt, und wenigstens einen Zusatz-Zugstufendurchgang 143, durch den das Arbeitsfluid während einer Zugstufe des Schwingungsdämpfers strömt. Die Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 145 ist oberhalb des Zusatz-Ventilkörpers 141 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Zusatz-Druckstufendurchgang 142 strömt. Die Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 147 ist unter dem Zusatz-Ventilkörper 141 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Zusatz-Zugstufendurchgang 143 strömt. Ein Befestigungselement 144, das eine Niete, einen Schraubenbolzen und eine Mutter umfasst, ist in der Mitte des Zusatz-Ventilkörpers 141 derart installiert, dass die Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 145 und die Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 147 oberhalb und unterhalb des Zusatz-Ventilkörpers 141 angeordnet sind.
Der Zusatz-Ventilkörper 141 der Zusatz-Ventilanordnung 140 ist unterhalb der Haupt-Kolbenventilanordnung 30 durch das Gehäuse 110 befestigt. Der Innenraum des Gehäuses 110, insbesondere ein oberer Raum 111 oberhalb des Trennkolbens 120, kann mit der oberen Kammer 11 durch einen Verbindungskanal 21 kommunizieren, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist. Der Innenraum des Gehäuses 110 kann durch den Trennkolben 120 in den oberen Raum 111 und den unteren Raum 112 aufgeteilt sein.
Der Trennkolben 120 ist so installiert, dass er sich vertikal in dem Innenraum des Gehäuses 110 entsprechend einer Frequenz (Amplitude) bewegt. Der Trennkolben 120 ist in dem Innenraum des Gehäuses 110 durch eine obere Feder 157 als ein oberes elastisches Element und eine untere Feder 158 als ein unteres elastisches Element abgestützt. Das obere elastische Element und das untere elastische Element können eines sein, das ausgewählt ist aus einer Feder, einer Scheibe und einer Klammer bzw. einem Clip. Das obere elastische Element und das untere elastische Element können jedes Element sein, das den Trennkolben 120 durch Elastizität abstützen kann. Die obere Feder 157 und die untere Feder 158 als die elastischen Elemente können unterschiedliche Formen oder Elastizitätsmoduln aufweisen und vom Design her können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. In dem Fall, wenn kegelförmige Schraubenfedern als die obere Feder 157 und die untere Feder 158 verwendet werden, ist es vorteilhaft, einen Fahrkomfort zu verbessern und eine zusätzliche freie Länge zu sichern.
Ein Halterungsabschnitt kann auf der Oberseite des Trennkolbens 120 derart gebildet sein, dass das untere Ende der oberen Feder 157 daran befestigt ist. Ein Halterungsabschnitt kann auf der Unterseite des Trennkolbens 120 derart gebildet sein, dass das obere Ende der unteren Feder 158 daran befestigt ist. Das untere Ende der unteren Feder 158 ist an dem Befestigungselement 144 der Zusatz-Ventilanordnung 140 montiert. Wie in dem Fall der Haupt-Kolbenventilanordnung, so kann auch hier ein Teflon-Band 129 an der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Trennkolbens 120 angebracht sein.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann ein inneres Rohr 130, in dem ein konvexer Abschnitt, ein konkaver Abschnitt, ein Loch oder ein ausgeschnittener Abschnitt gebildet ist, in das Gehäuse 110 derart eingeführt sein, dass der Kanal, der die obere Kammer 11 mit der unteren Kammer 12 innerhalb des Zylinders 10 verbindet, entsprechend der vertikalen Bewegung des Trennkolbens 120 in dem Gehäuse 110 geöffnet oder geschlossen wird.
In Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das innere Rohr 130, das in das Gehäuse 110 eingeführt wird, wenigstens einen oberen konkaven Abschnitt 131, der konkav auf der inneren Oberfläche des inneren Rohrs 130 gebildet ist, und wenigstens einen unteren konkaven Abschnitt 132 auf, der nicht mit dem oberen konkaven Abschnitt 131 verbunden ist, aber in einer geraden Linie mit dem oberen konkaven Abschnitt 131 gebildet ist. Wenn keine externe Kraft angelegt wird, ist der Trennkolben 120 zwischen dem oberen konkaven Abschnitt 131 und dem unteren konkaven Abschnitt 132 angeordnet. Das heißt, wenn keine externe Kraft angelegt wird, wird der Trennkolben 120 auf einer Höhe gehalten, in der der konkave Abschnitt nicht gebildet ist, und erlaubt es nicht, dass das Arbeitsfluid zwischen der oberen Kammer 11 und der unteren Kammer 12 fließt. Zu diesem Zweck ist ein Innendurchmesser des inneren Rohrs 130 in einem Bereich, in dem der konkave Abschnitt nicht gebildet ist, im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Trennkolbens 120.
In Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließt das Arbeitsfluid, das den Trennkolben 120 mit Druck beaufschlagt, wenn der Kanal zwischen dem oberen Raum 111 und dem unteren Raum 112 geöffnet ist, durch diesen Kanal. Mit anderen Worten, in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind, da das Arbeitsfluid, das den Trennkolben 120 mit Druck beaufschlagt, durch den Kanal zu einer gegenüberliegenden Seite des Trennkolbens 120 fließt, der Fluss des Arbeitsfluids, das den Trennkolben 120 mit Druck beaufschlagt, und der Fluss des Arbeitsfluids, das durch den Trennkolben strömt und zu der gegenüberliegenden Seite fließt, als ein einziger Fluss und nicht als separate Flüsse gebildet.
Im Folgenden wird der Betrieb der Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 2 und 3 beschrieben.
2 zeigt eine Position des Trennkolbens 120 bei einer hohen Frequenz (das heißt, einer kleinen Amplitude), und 3 zeigt eine Position des Trennkolbens 120 bei einer niedrigen Frequenz (das heißt, einer großen Amplitude). Wenn die externe Kraft, wie etwa die Trägheit und der Druck des Arbeitsfluids, angelegt wird, kann sich der Trennkolben 120 bewegen, während er die obere Feder 157 oder die untere Feder 158 komprimiert. Das heißt, wenn die externe Kraft, die an den Trennkolben 120 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 157 oder die untere Feder 158 zu komprimieren, dann bewegt sich der Trennkolben 120 nach oben oder nach unten.
2 zeigt einen Zustand, in dem die externe Kraft, die an den Trennkolben 120 angelegt wird, nicht stark genug ist, um die obere Feder 157 oder die untere Feder 158 zu komprimieren, weil die Bewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers klein ist und die Frequenz davon hoch ist. In einem Zustand, in dem sich der Trennkolben 120 nicht bewegt, befindet sich die äußere Oberfläche des Trennkolbens 120 über den gesamten Umfang hin in Kontakt mit der inneren Oberfläche des inneren Rohrs 130. Deshalb ist das Fließen des Arbeitsfluids nicht möglich. In diesem Fall kann das Arbeitsfluid der oberen Kammer 11 zu dem Verbindungskanal 21, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist, und dem oberen Raum 11 fließen, das heißt, zu dem Raum oberhalb des Trennkolbens 120 von den inneren Räumen des Gehäuses 110, aber ein weiteres Fließen ist bedingt durch den Trennkolben 120 nicht möglich.
Somit kann das Arbeitsfluid bei der hohen Frequenz und der kleinen Amplitude hauptsächlich durch die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 fließen. Deshalb wird die Dämpfungskraft hauptsächlich durch die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 erhalten.
3 zeigt einen Zustand, in dem die externe Kraft, die an den Trennkolben 120 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 157 oder die untere Feder 158 zu komprimieren, weil die Bewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers groß ist und die Frequenz davon niedrig ist. In diesem Fall kann das Arbeitsfluid der oberen Kammer 11 zu der unteren Kammer 12 durch den Verbindungskanal 21, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist, den unteren konkaven Abschnitt 132, der an der inneren Oberfläche des inneren Rohrs 130 gebildet ist, und die Zusatz-Ventilanordnung 140 fließen. Das Arbeitsfluid kann auch von der unteren Kammer 12 zu der oberen Kammer 11 fließen. Das heißt, das Arbeitsfluid der unteren Kammer 12 kann zu der oberen Kammer 11 durch die Zusatz-Ventilanordnung 140, den unteren konkaven Abschnitt 132, der an der inneren Oberfläche des inneren Rohrs 130 gebildet ist, und den Verbindungskanal 21 fließen, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist.
Obwohl in 3 nur der Zustand des Zugstufenhubs gezeigt ist, bewegt sich der Trennkolben 120 während des Druckstufenhubs nach oben und das Arbeitsfluid kann durch den oberen konkaven Abschnitt 131 fließen, selbst wenn die externe Kraft, die an den Trennkolben 120 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 157 zu komprimieren, weil die Bewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers groß ist und die Frequenz davon niedrig ist.
Somit kann die Dämpfungskraft bei der niedrigen Frequenz und der großen Amplitude durch die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 und die Zusatz-Ventilanordnung 140 erhalten werden.
Im Folgenden wird eine Ventilstruktur in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben. Da sich die Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform in der Frequenzeinheit von der Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform unterscheidet, wird sich eine Beschreibung auf den Unterschied zwischen diesen konzentrieren.
Die Frequenzeinheit 200 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform weist ein hohles Gehäuse 210, einen Trennkolben 220 und eine Zusatz-Ventilanordnung 240 auf. Das Innere des Gehäuses 210 ist leer, und das Gehäuse 210 ist an einem unteren Ende der Kolbenstange 20 derart montiert, dass es unterhalb der Haupt-Kolbenventilanordnung 30 angeordnet ist. Der Trennkolben 220 öffnet oder schließt einen Strömungskanal, während er sich in dem Gehäuse 210 bewegt. Die Zusatz-Ventilanordnung 240 ist an einem unteren Ende des Gehäuses 210 montiert.
Die Zusatz-Ventilanordnung 240 weist einen Zusatz-Ventilkörper 241, eine Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 245 und eine Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 247 auf. Der Zusatz-Ventilkörper 241 hat wenigstens einen Zusatz-Druckstufendurchgang 242, durch den ein Arbeitsfluid während einer Druckstufe des Schwingungsdämpfers strömt, und wenigstens einen Zusatz-Zugstufendurchgang 243, durch den ein Arbeitsfluid während einer Zugstufe des Schwingungsdämpfers strömt. Die Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 245 ist oberhalb des Zusatz-Ventilkörpers 241 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Zusatz-Druckstufendurchgang 242 strömt. Die Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 247 ist unterhalb des Zusatz-Ventilkörpers 241 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Zusatz-Zugstufendurchgang 243 strömt. Ein Befestigungselement 244, das eine Niete, einen Schraubenbolzen und eine Mutter umfasst, ist in der Mitte des Zusatz-Ventilkörpers 241 derart installiert, dass die Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 245 und die Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 27147 oberhalb und unterhalb des Zusatz-Ventilkörpers 241 angeordnet sind.
Der Zusatz-Ventilkörper 241 der Zusatz-Ventilanordnung 240 ist unter der Haupt-Ventilkolbenanordnung 30 durch das Gehäuse 210 befestigt. Der Innenraum des Gehäuses 210, insbesondere ein oberer Raum 211 oberhalb des Trennkolbens 220, kann mit der oberen Kammer 11 durch einen Verbindungskanal 21 kommunizieren, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist. Der Innenraum des Gehäuses 210 kann durch den Trennkolben 220 in den oberen Raum 211 und den unteren Raum 212 aufgeteilt sein.
Der Trennkolben 220 ist so installiert, dass er sich vertikal innerhalb des Innenraums des Gehäuses 210 entsprechend einer Frequenz (Amplitude) bewegt. Der Trennkolben 220 ist innerhalb des Innenraums des Gehäuses 210 durch eine obere Feder 257 als ein oberes elastisches Element und eine untere Feder 258 als ein unteres elastisches Element abgestützt. Das obere elastische Element und das untere elastische Element können eines sein, das ausgewählt ist aus einer Feder, einer Scheibe und einer Klammer bzw. einem Clip. Das obere elastische Element und das untere elastische Element können jedes Element sein, das den Trennkolben 220 durch Elastizität abstützen kann. Die obere Feder 257 und die untere Feder 258 als die elastischen Elemente können unterschiedliche Formen oder Elastizitätsmoduln aufweisen, und vom Design her können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. In dem Fall, in dem kegelförmige Schraubenfedern als die obere Feder 257 und die untere Feder 258 verwendet werden, ist es vorteilhaft, einen Fahrkomfort zu verbessern und eine zusätzliche freie Länge zu sichern.
Ein Halterungsabschnitt kann an der Oberseite des Trennkolbens 220 derart gebildet sein, dass das untere Ende der oberen Feder 257 daran befestigt ist. Ein Halterungsabschnitt kann an der Unterseite des Trennkolbens 220 derart gebildet sein, dass das obere Ende der unteren Feder 258 daran befestigt ist. Das untere Ende der unteren Feder 258 ist an dem Befestigungselement 244 der Zusatz-Ventilanordnung 240 befestigt. Wie in dem Fall der Haupt-Kolbenventilanordnung, so kann auch hier ein Teflon-Band 229 an der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Trennkolbens 220 angebracht sein.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann ein inneres Rohr 230, in dem ein konvexer Abschnitt, ein konkaver Abschnitt, ein Loch oder ein ausgeschnittener Abschnitt gebildet ist, in das Gehäuse 210 derart eingeführt sein, dass der Kanal, der die obere Kammer 11 mit der unteren Kammer 12 in dem Zylinder 10 verbindet, entsprechend der vertikalen Bewegung des Trennkolbens 220 innerhalb des Gehäuses 210 geöffnet oder geschlossen wird.
In Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform hat das innere Rohr 230, das in das Gehäuse 210 eingeführt ist, einen ringförmigen konkaven Abschnitt 231, der konkav in einer Ringform auf der inneren Oberfläche davon gebildet ist. Wenn keine externe Kraft angelegt wird, ist der Trennkolben 220 an einer Position angeordnet, an der der ringförmige konkave Abschnitt 231 gebildet ist. Das heißt, wenn keine externe Kraft angelegt wird, wird der Trennkolben 220 auf einer Höhe gehalten, auf der der konkave Abschnitt gebildet ist, und erlaubt das Fließen des Arbeitsfluids zwischen der oberen Kammer 11 und der unteren Kammer 12. Andererseits wird, wenn die externe Kraft angelegt wird, um den Trennkolben 220 vertikal um mehr als eine vorbestimmte Distanz zu bewegen und somit der Trennkolben 220 aus dem Bereich herauskommt, in dem der ringförmige konkave Abschnitt 231 gebildet ist, der Strömungskanal des Arbeitsfluids zwischen der oberen Kammer 11 und der unteren Kammer 12 durch den Trennkolben 220 geschlossen. Zu diesem Zweck ist ein Innendurchmesser des inneren Rohrs 230 in einem Bereich, in dem der konkave Abschnitt nicht gebildet ist, im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Trennkolbens 220.
Im Folgenden wird der Betrieb der Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben.
4 zeigt eine Position des Trennkolbens 220 bei einer niedrigen Frequenz (das heißt, einer großen Amplitude), und 5 zeigt eine Position des Trennkolbens 220 bei einer hohen Frequenz (das heißt, einer kleinen Amplitude). Wenn die externe Kraft, wie etwa die Trägheit und der Druck des Arbeitsfluids, angelegt wird, kann sich der Trennkolben 220 bewegen, während er die obere Feder 257 oder die untere Feder 258 komprimiert. Das heißt, wenn die externe Kraft, die an den Trennkolben 220 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 257 oder die untere Feder 258 zu komprimieren, dann bewegt sich der Trennkolben 220 nach oben oder nach unten.
4 zeigt einen Zustand, in dem die externe Kraft, die an den Trennkolben 220 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 257 oder die untere Feder 258 zu komprimieren, weil die Bewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers groß und die Frequenz davon niedrig ist. In einem Zustand, in dem sich der Trennkolben 220 bewegt, befindet sich die äußere Oberfläche des Trennkolbens 220 über den gesamten Umfang hin in Kontakt mit der inneren Oberfläche des inneren Rohrs 230. Deshalb ist das Fließen des Arbeitsfluids nicht möglich. In diesem Fall kann das Arbeitsfluid der oberen Kammer 11 zu dem Verbindungskanal 21, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist, und dem oberen Raum 211, das heißt dem Raum oberhalb des Trennkolbens 220 von den inneren Räumen des Gehäuses 210, fließen, aber ein weiteres Fließen ist bedingt durch den Trennkolben 220 nicht möglich.
Obwohl nur der Zustand des Zugstufenhubs in 4 gezeigt ist, bewegt sich der Trennkolben 220 während des Druckstufenhubs nach oben und das Fließen des Arbeitsfluids ist nicht möglich, selbst wenn die externe Kraft, die an den Trennkolben 220 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 257 zu komprimieren, weil die Bewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers groß ist und die Frequenz davon niedrig ist.
Somit kann das Arbeitsfluid bei der niedrigen Frequenz und der großen Amplitude hauptsächlich durch die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 fließen. Deshalb wird die Dämpfungskraft hauptsächlich durch die Haupt-Kolbenventilanordnung 40 erhalten.
5 zeigt einen Zustand, in dem die externe Kraft, die an den Trennkolben 220 angelegt wird, nicht stark genug ist, um die obere Feder 257 oder die untere Feder 258 zu komprimieren, weil die Bewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers klein ist und die Frequenz davon hoch ist. In diesem Fall kann das Arbeitsfluid der oberen Kammer 11 zu der unteren Kammer 12 durch den Verbindungskanal 21, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist, den ringförmigen konkaven Abschnitt 232, der auf der inneren Oberfläche des inneren Rohrs 230 gebildet ist, und die Zusatz-Ventilanordnung 240 fließen. Das Arbeitsfluid kann auch von der unteren Kammer 12 zu der oberen Kammer 11 fließen. Das heißt, das Arbeitsfluid der unteren Kammer 12 kann zu der oberen Kammer 11 durch die Zusatz-Ventilanordnung 240, den ringförmigen konkaven Abschnitt 232, der an der inneren Oberfläche des inneren Rohrs 230 gebildet ist, und den Verbindungskanal 21 fließen, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist. Somit kann die Dämpfungskraft bei der hohen Frequenz und der kleinen Amplitude durch die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 und die Zusatz-Ventilanordnung 240 erhalten werden.
Innere Rohre, die verschiedene Formen aufweisen, sind in 6A bis 6D gezeigt. 6A ist eine perspektivische Ansicht des inneren Rohrs 130, das bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In dem Beispiel von 6A werden obere und untere konkave Abschnitte gebildet, indem durch eine Presse oder dergleichen Druck an ein zylinderförmiges Rohr angelegt wird. Ein Beispiel, in dem eine innere Oberfläche in einer umfangsseitigen Richtung bearbeitet ist, ist in 6B gezeigt. Falls notwendig, kann eine Vielzahl von Löchern in dem zylinderförmigen Rohr gebildet werden, wie in 6C gezeigt ist, oder das innere Rohr kann durch das Bilden von ausgeschnittenen Abschnitten in oberen und unteren Seiten hergestellt werden, wie dies in 6D gezeigt ist.
Im Folgenden wird eine Ventilstruktur in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 und 9 beschrieben. Da sich die Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform in der Frequenzeinheit von der Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform unterscheidet, wird sich eine Beschreibung auf den Unterschied zwischen diesen konzentrieren.
Die Frequenzeinheit 300 in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform weist ein hohles Gehäuses 310, einen Trennkolben 320 und eine Zusatz-Ventilanordnung 340 auf. Das Innere des Gehäuses 310 ist leer, und das Gehäuse 310 ist an einem unteren Ende der Kolbenstange 20 derart montiert, dass es unterhalb der Haupt-Kolbenventilanordnung 30a angeordnet ist. Der Trennkolben 320 öffnet oder schließt einen Strömungskanal, während er sich in dem Gehäuse 310 bewegt. Die Zusatz-Ventilanordnung 340 ist an einem unteren Ende des Gehäuses 310 montiert.
Obwohl die Haupt-Kolbenventilanordnung 30a von 7 so gezeigt ist, dass sie eine andere Konfiguration als die Haupt-Kolbenventilanordnung 30 von 1 hat, sind die Konfigurationen der Haupt-Kolbenventilanordnungen 30 und 30a lediglich exemplarisch, und die vorliegende Erfindung ist nicht durch die Konfigurationen der Haupt-Kolbenventilanordnungen beschränkt.
Die Zusatz-Ventilanordnung 340 weist einen Zusatz-Ventilkörper 341, eine Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 345 und eine Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 347 auf. Der Zusatz-Ventilkörper 341 hat wenigstens einen Zusatz-Druckstufendurchgang 342, durch den ein Arbeitsfluid während einer Druckstufe des Schwingungsdämpfers strömt, und wenigstens einen Zusatz-Zugstufendurchgang 343, durch den ein Arbeitsfluid während einer Zugstufe eines Schwindungsdämpfers strömt. Die Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 345 ist oberhalb des Zusatz-Ventilkörpers 341 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Zusatz-Druckstufendurchgang 342 strömt. Die Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 347 ist unterhalb des Zusatz-Ventilkörpers 341 angeordnet, um eine Dämpfungskraft gegenüber einem Druck des Arbeitsfluids zu erzeugen, das durch den Zusatz-Zugstufendurchgang 343 strömt. Ein Befestigungselement 344, das eine Niete, einen Schraubenbolzen und eine Mutter umfasst, ist in der Mitte des Zusatz-Ventilkörpers 341 derart installiert, dass die Zusatz-Druckstufen-Ventileinheit 345 und die Zusatz-Zugstufen-Ventileinheit 347 oberhalb und unterhalb des Zusatz-Ventilkörpers 341 angeordnet sind.
Obwohl die Zusatz-Ventilanordnung 340 von 7 so gezeigt ist, dass sie eine andere Konfiguration als die Zusatz-Ventilanordnung 140 von 1 hat, sind die Konfigurationen der Zusatz-Ventilanordnungen 140 und 340 lediglich exemplarisch.
Der Zusatz-Ventilkörper 341 der Zusatz-Ventilanordnung 340 ist unter der Haupt-Kolbenventilanordnung 30a durch das Gehäuse 310 befestigt. Der Innenraum des Gehäuses 310, insbesondere ein oberer Raum 311 oberhalb des Trennkolbens 320, kann mit der oberen Kammer 11 durch einen Verbindungskanal 21 kommunizieren, der im Innern der Kolbenstange 20 gebildet ist. Ein unterer Raum 312 unter dem Trennkolben 320 kann mit der unteren Kammer 12 durch die Zusatz-Ventilanordnung 340 kommunizieren. Der Innenraum des Gehäuses 310 kann durch den Trennkolben 320 in den oberen Raum 311 und den unteren Raum 312 aufgeteilt sein.
Der Trennkolben 320 ist so installiert, dass er sich vertikal in dem Innenraum des Gehäuses 310 entsprechend einer Frequenz (Amplitude) bewegt. Der Trennkolben 320 ist innerhalb des Innenraums des Gehäuses 310 durch eine obere Feder 357 als ein oberes elastisches Element und eine untere Feder 358 als ein unteres elastisches Element abgestützt. Das obere elastische Element und das untere elastische Element können eines sein, das ausgewählt ist aus einer Feder, einer Scheibe und einer Klammer bzw. einem Clip. Das obere elastische Element und das untere elastische Element können jedes Element sein, das den Trennkolben 320 durch Elastizität abstützen kann. Die obere Feder 357 und die untere Feder 358 als die elastischen Elemente können unterschiedliche Formen oder Elastizitätsmoduln aufweisen, und vom Design her können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden. In dem Fall, in dem kegelförmige Schraubenfedern als die obere Feder 357 und die untere Feder 358 verwendet werden, ist es vorteilhaft, einen Fahrkomfort zu verbessern und eine zusätzliche freie Länge zu sichern.
Der Trennkolben 320 hat eine Durchgangsbohrung 325, die während einer Druckstufe mit niedriger Frequenz geöffnet ist, um es dem Arbeitsfluid zu erlauben, von dem unteren Raum 312 zu dem oberen Raum 311 zu fließen. Wenn keine externe Kraft angelegt wird, hält die Durchgangsbohrung 325 einen durch einen Ventilkörper 326 geschlossenen Zustand aufrecht. Der Ventilkörper 326 ist auf der oberen Oberfläche des Trennkolbens 320 angeordnet bzw. gestapelt. Das untere Ende der oberen Feder 357 ist an dem Ventilkörper 326 montiert. Dementsprechend wird der Ventilkörper 326 in Richtung auf den Trennkolben 320 mit Druck beaufschlagt. Ein Halterungsabschnitt kann an der Unterseite des Trennkolbens 320 derart gebildet sein, dass das obere Ende der unteren Feder 358 daran montiert ist. Das untere Ende der unteren Feder 358 ist an dem Befestigungselement 344 der Zusatz-Ventilanordnung 340 montiert.
Wie in dem Fall der ersten und zweiten Ausführungsformen, so kann auch hier ein Teflon-Band an der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Trennkolbens 320 angebracht sein. Andererseits kann in der dritten Ausführungsform ein aus einem Gummi hergestellter Lippenabschnitt 329 integriert ausgebildet sein. Der Lippenabschnitt 329 kann sich in engem Kontakt mit der inneren Oberfläche des Gehäuses 310 befinden und kann eine Abdichtungsfunktion ausführen.
In Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform kann, anstatt dass das separate innere Rohr in das Gehäuse 310 eingeführt wird, ein gestufter Abschnitt 313 und eine Vielzahl von Nutabschnitten 314 direkt in der inneren Oberfläche des Gehäuses 310 ausgebildet sein, falls dies erforderlich ist. Demgemäß kann, wenn sich der Trennkolben 320 vertikal in dem Gehäuse 310 bewegt, der Kanal, der die obere Kammer 11 mit der unteren Kammer 12 in dem Zylinder 10 verbindet, geöffnet oder geschlossen werden.
In Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform ist der gestufte Abschnitt 313, der die Bewegung des Trennkolbens 320 beschränkt, auf der inneren Oberfläche des oberen Raums 311 des Gehäuses 310 gebildet. Die Vielzahl an Nutabschnitten 314 ist in der inneren Oberfläche des unteren Raums 312 des Gehäuses 310 gebildet. Ein Zwischenabschnitt 315 ist zwischen dem gestuften Abschnitt 313 und dem Nutabschnitt 314 auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 310 gebildet. Der Zwischenabschnitt 315 hat einen Innendurchmesser, der im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Trennkolbens 320, genauer gesagt gleich einem Außendurchmesser des Lippenabschnitts 329 ist, der integriert an einer umfangsseitigen Kante des Trennkolbens 320 gebildet ist. Wenn keine externe Kraft angelegt wird, ist der Trennkolben 320 an dem Zwischenabschnitt 315 des Gehäuses 310 angeordnet.
Wenn keine externe Kraft angelegt wird, ist der Trennkolben 320 an dem Zwischenabschnitt 315 angeordnet. Demgemäß erlaubt der Trennkolben 320 nicht, dass das Arbeitsfluid zwischen der oberen Kammer 11 und der unteren Kammer 12 fließen kann. Andererseits kann, wenn die externe Kraft angelegt wird, um den Trennkolben 320 nach unten um mehr als eine vorbestimmte Distanz zu bewegen und somit der Trennkolben 320 aus dem Zwischenabschnitt 315 herauskommt, das Arbeitsfluid durch die Nutabschnitte 314 fließen. Außerdem wird, wenn die externe Kraft angelegt wird, um den Ventilkörper 326, der auf der oberen Fläche des Trennkolbens 320 angeordnet ist, nach oben zu bewegen, während die obere Feder 357 komprimiert wird, die Durchgangsbohrung 325 geöffnet, um das Fließen des Arbeitsfluids zu erlauben.
In Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung fließt das Arbeitsfluid, das den Trennkolben 320 mit Druck beaufschlagt, wenn der Kanal zwischen dem oberen Raum 311 und dem unteren Raum 312 geöffnet ist, durch diesen Kanal.
Mit anderen Worten, in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden, da das Arbeitsfluid, das den Trennkolben 320 mit Druck beaufschlagt, durch den Kanal zu einer gegenüberliegenden Seite des Trennkolbens 320 fließt, der Fluss des Arbeitsfluids, das den Trennkolben 320 mit Druck beaufschlagt, und der Fluss des Arbeitsfluids, das durch den Trennkolben 320 strömt und zu der gegenüberliegenden Seite des Trennkolbens 320 fließt, als ein einziger Fluss und nicht als separate Flüsse gebildet.
Im Folgenden wird der Betrieb der Ventilstruktur in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 7 und 9 beschrieben.
7 zeigt eine Position des Trennkolbens 320 in einem anfänglichen Zustand, in dem keine externe Kraft angelegt wird. 8 zeigt eine Position des Trennkolbens 320 während einer Druckstufe mit niedriger Frequenz (das heißt, großer Amplitude), und 9 zeigt eine Position des Trennkolbens 320 während einer Zugstufe mit niedriger Frequenz (das heißt, großer Amplitude). Wenn die externe Kraft, wie zum Beispiel die Trägheit und der Druck des Arbeitsfluids, angelegt wird, kann sich der Trennkolben 320 bewegen, während er die obere Feder 357 oder die untere Feder 358 komprimiert. Das heißt, wenn die externe Kraft, die an den Trennkolben 320 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 357 oder die untere Feder 358 zu komprimieren, bewegt sich der Trennkolben 320 nach oben oder nach unten.
7 zeigt einen Zustand, in dem die externe Kraft, die an den Trennkolben 320 angelegt wird, nicht stark genug ist, um die obere Feder 357 oder die untere Feder 358 zu komprimieren, weil die Bewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers klein und die Frequenz davon hoch ist. In einem Zustand, in dem der Trennkolben 320 an dem Zwischenabschnitt 315 positioniert ist, befindet sich die äußere Oberfläche des Trennkolbens 320 in Kontakt mit dem Zwischenabschnitt 315 der inneren Oberfläche des Gehäuses. Deshalb ist das Fließen des Arbeitsfluids zwischen dem oberen Raum 311 und dem unteren Raum 312 nicht möglich.
8 zeigt einen Zustand, in dem die externe Kraft, die an den Trennkolben 320 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 357 zu komprimieren, weil die Abwärtsbewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers groß und die Frequenz davon niedrig ist. Wenn sich der Trennkolben 320 bewegt, während er die obere Feder 257 komprimiert, kommt er in Kontakt mit dem gestuften Abschnitt 313, wodurch eine weitere Bewegung des Trennkolbens 320 beschränkt wird. In diesem Fall, wenn die externe Kraft kontinuierlich angelegt wird, bewegt sich der Ventilkörper 326, der die Durchgangsbohrung 325 schließt, während er die obere Feder 357 weiter komprimiert. Demzufolge wird die Durchgangsbohrung 325 geöffnet und das Arbeitsfluid kann von dem unteren Raum 312 zu dem oberen Raum 311 fließen.
9 zeigt einen Zustand, in dem die externe Kraft, die an den Trennkolben 320 angelegt wird, stark genug ist, um die obere Feder 358 zu komprimieren, weil die Aufwärtsbewegungsamplitude der Kolbenstange des Schwingungsdämpfers groß und die Frequenz davon niedrig ist. Wenn sich der Trennkolben 320, der sich bewegt, während er die untere Feder 358 komprimiert, nach unten zu einem Bereich bewegt, in dem der Nutabschnitt 314 gebildet ist, wird der Kanal, der das Fließen des Arbeitsfluids erlaubt, geöffnet, und somit kann das Arbeitsfluid zu dem unteren Raum 312 fließen. Wie oben beschrieben worden ist, kann die vorliegende Erfindung eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers bereitstellen, die ein Haupt-Kolbenventil, das so konfiguriert ist, dass es eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Kolbens variiert, und eine Frequenzeinheit aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Frequenz variiert.
Deshalb kann die Ventilstruktur des Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sowohl den Fahrzeugfahrkomfort als auch die Lenkstabilität zufriedenstellen.

Claims

Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers, der einen mit einem Arbeitsfluid gefüllten Zylinder (10) und eine Kolbenstange (20) aufweist, deren eines Ende im Innern des Zylinders positioniert ist und deren anderes Ende sich ausgehend von dem Zylinder (10) nach außen erstreckt, wobei die Ventilstruktur Folgendes aufweist: eine Haupt-Kolbenventilanordnung (30), die an einem Ende der Kolbenstange (20) installiert ist und so konfiguriert ist, dass sie in einem Zustand arbeitet, in dem das Innere des Zylinders (10) in eine obere Kammer (11) und eine untere Kammer (12) unterteilt ist, und eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Bewegungsgeschwindigkeit variiert; und eine Frequenzeinheit (100; 200; 300), die so konfiguriert ist, dass sie sich zusammen mit der Haupt-Kolbenventilanordnung (30) bewegt und eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Frequenz variiert; wobei die Frequenzeinheit (100; 200; 300) Folgendes aufweist: ein hohles Gehäuse (110; 210; 310), das an einem unteren Ende der Kolbenstange (20) derart montiert ist, dass das Gehäuse (110; 210; 310) unterhalb der Haupt-Kolbenventilanordnung (30) angeordnet ist; einen Trennkolben (120; 220; 320), der so angeordnet ist, dass er vertikal innerhalb des Gehäuses (110; 210; 310) bewegbar ist; und eine Zusatz-Ventilanordnung (140; 240; 340), die an einem unteren Ende des Gehäuses (110; 210; 310) montiert ist, wobei ein Innenraum des Gehäuses (110; 210; 310) durch den Trennkolben (120; 220; 320) in einen oberen Raum (111; 211; 311) und einen unteren Raum (112; 212; 312) aufgeteilt ist, wobei ein gestufter Abschnitt (313), der die Bewegung des Trennkolbens (120; 220; 320) beschränkt, an einer inneren Oberfläche des oberen Raums des Gehäuses (110; 210; 310) gebildet ist, und wobei der Trennkolben (120; 220; 320) eine Durchgangsbohrung (325) aufweist, die durch eine Bewegung eines Ventilkörpers (326) geöffnet wird, nachdem der Trennkolben (120; 220; 320) den gestuften Abschnitt (313) berührt hat.
Ventilstruktur nach Anspruch 1, wobei ein Fluss eines Arbeitsfluids, das den Trennkolben (320) mit Druck beaufschlagt, und ein Fluss eines Arbeitsfluids, das durch den Trennkolben (320) strömt und zu einer gegenüberliegenden Seite des Trennkolbens (320) fließt, als ein einziger Fluss ausgebildet sind.
Ventilstruktur nach Anspruch 1, wobei der obere Raum (111; 211; 311) mit der oberen Kammer (11) durch einen Verbindungskanal (21) kommuniziert, der im Innern der Kolbenstange (20) gebildet ist, und der untere Raum (112; 212; 312) mit der unteren Kammer (12) durch die Zusatz-Ventilanordnung (140; 240; 340) kommuniziert, die an dem unteren Ende des Gehäuses (110; 210; 310) montiert ist.
Ventilstruktur nach Anspruch 1, wobei die Durchgangsbohrung (325) während einer Druckstufe mit einer niedrigen Frequenz geöffnet ist, um zu erlauben, dass das Arbeitsfluid von dem unteren Raum zu dem oberen Raum fließen kann, und die Durchgangsbohrung (325) dann, wenn keine externe Kraft angelegt wird, einen von einem Ventilkörper (326) geschlossenen Zustand aufrecht erhält.
Ventilstruktur nach Anspruch 1, wobei ein aus einem Gummi hergestellter Lippenabschnitt (329) integriert an einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Trennkolbens (320) gebildet ist und der Lippenabschnitt (329) in einem engen Kontakt mit einer inneren Oberfläche des Gehäuses (310) steht.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Nutabschnitten (314) in einer inneren Oberfläche des unteren Raums (312) des Gehäuses (310) gebildet ist, und ein Zwischenabschnitt (315), der einen Innendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich einem Außendurchmesser des Trennkolbens (320) ist, zwischen dem gestuften Abschnitt (313) und dem Nutabschnitt (314) gebildet ist.
Ventilstruktur nach Anspruch 1, wobei die Frequenzeinheit (100; 200) ein inneres Rohr (130, 230) aufweist, das im Innern des Gehäuses (110; 210) installiert ist, um einen Strömungskanal in Kooperation mit dem Trennkolben (120; 220) zu öffnen oder zu schließen.
Ventilstruktur nach Anspruch 7, wobei das innere Rohr (130, 230) wenigstens einen bzw. eines von einem konvexen Abschnitt, einem konkaven Abschnitt, einem Loch oder einem ausgeschnittenen Abschnitt derart aufweist, dass ein Kanal, der die obere Kammer mit der unteren Kammer in dem Zylinder verbindet, entsprechend einer vertikalen Bewegung des Trennkolbens (120; 220) in dem Gehäuse (110; 210) geöffnet oder geschlossen wird.
Ventilstruktur nach Anspruch 1, wobei die Ventilstruktur ferner ein elastisches Element (157, 158; 257, 258; 357, 358) aufweist, welches dafür eingerichtet ist, den Trennkolben (120; 220; 320) innerhalb eines Innenraums des Gehäuses (110; 210; 310) elastisch abzustützen, wobei der Trennkolben (120; 220; 320) von dem elastischen Element (157, 158; 257, 258; 357, 358) derart abgestützt wird, dass sich der Trennkolben (120; 220; 320) vertikal innerhalb des Innenraums des Gehäuses (110; 210; 310) entsprechend einer Frequenz bewegt.
Ventilstruktur nach Anspruch 9, wobei das elastische Element ein oberes elastisches Element (157; 257; 357), das auf dem Trennkolben (120; 220; 320) innerhalb des Gehäuses (110; 210; 310) angeordnet ist, und ein unteres elastisches Element (158; 258; 358) aufweist, das zwischen dem Trennkolben (120; 220; 320) und der Zusatz-Ventilanordnung (140; 240; 340) angeordnet ist.
Ventilstruktur nach Anspruch 10, wobei das obere elastische Element (357) eine kegelförmige Schraubenfeder ist, wobei ein Durchmesser an ihrem oberen Ende größer ist als ein Durchmesser an ihrem unteren Ende, ein oberes Ende des oberen elastischen Elements (357) eine obere Kante einer inneren Oberfläche des Gehäuses (310) berührt, und ein unteres Ende des oberen elastischen Elements (357) den Ventilkörper (326) des Trennkolbens (320) berührt.
Ventilstruktur nach Anspruch 10, wobei das untere elastische Element (158; 258; 358) eine kegelförmige Schraubenfeder ist, wobei ein Durchmesser an ihrem oberen Ende größer ist als ein Durchmesser an ihrem unteren Ende, ein oberes Ende des unteren elastischen Elements (158; 258; 358) den Trennkolben (120; 220; 320) berührt, und ein unteres Ende des unteren elastischen Elements (158; 258; 358) die Zusatz-Ventilanordnung (140; 240; 340) berührt.
Ventilstruktur nach Anspruch 12, wobei das obere Ende des unteren elastischen (358) Elements auf einem Halterungsabschnitt angebracht ist, der auf einer Unterseite des Trennkolbens (320) gebildet ist.