DE102013013683B4

DE102013013683B4 - Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers

Info

Publication number: DE102013013683B4
Application number: DE102013013683.0A
Authority: DE
Inventors: Kim Tae Ju
Original assignee: Mando Corp
Current assignee: HL Mando Corp
Priority date: 2012-08-14
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2033-08-14
Also published as: KR101594211B1; DE102013013683A1; CN103591206B; KR20140022583A; US20140048365A1; CN103591206A; US9086111B2

Abstract

Ventilanordnung (100) eines Schwingungsdämpfers, mit:
einem Ventilgehäuse (200), das mit einem unteren Ende einer Kolbenstange (11), die ein Öffnungsloch (12) aufweist, das durch die Kolbenstange (11) hindurch gebildet ist, gekoppelt ist, wobei das Ventilgehäuse (200) einen Raum (210) aufweist, der darin gebildet ist, wobei der Raum (210) ein offenes oberes Ende aufweist, um mit dem Öffnungsloch (12) zu kommunizieren;
einer frequenzsensitiven Ventileinheit (300), die einen Trennkolben (310), der dafür konfiguriert ist, den Raum (210) vertikal in eine obere Kammer (211) und eine untere Kammer (212) zu trennen, und einen unteren Anschlag (330) aufweist, der sich ausgehend von einer Mitte des Trennkolbens (310) nach unten erstreckt; und
einer Unterventileinheit (400), die mit dem unteren Ende des Raums (210) gekoppelt ist und eine Kompressionsöffnung (412) und eine Ausdehnungsöffnung (411) aufweist,
wobei der Betrieb der Unterventileinheit (400) durch das Aufsteigen und Absteigen des Trennkolbens (310) gesteuert bzw. geregelt wird;
wobei der Trennkolben (310) einen Stützabschnitt (311), der obere und untere Flächen aufweist, die jeweils Enden von elastischen Elementen (320) abstützen, und eine Seitenwand (312) aufweist, die sich ausgehend von einem Umfang des Stützabschnitts (311) nach unten erstreckt;
wobei die Unterventileinheit (400) einen Ventilkörper (410), der mit dem unteren Ende des Raums (210) gekoppelt ist, und ein Einlassventil (420) aufweist, das an einem oberen Abschnitt des Ventilkörpers (410) bereitgestellt ist, um die Kompressionsöffnung (412) zu öffnen oder zu schließen, und ein seitlicher Flüssigkeitskanal (460) zwischen dem Einlassventil (420) und der Seitenwand (312) gebildet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
der untere Anschlag (330) aus einem elastischen Material hergestellt ist und dafür eingerichtet ist, durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit infolge des Anstiegs der Menge der Hydraulikflüssigkeit, die in die obere Kammer (211) eingeführt wird, nach unten gedrückt und verformt zu werden, so dass der untere Teil der Seitenwand (312), der sich an einem oberen Teil des Einlassventils (420) befindet, in Kontakt mit der oberen Seite des Einlassventils (420) kommt und von diesem abgestützt wird, um den seitlichen Flüssigkeitskanal (460) zu blockieren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung und genauer gesagt auf eine Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers, die sowohl einen Effekt des Variierens einer Dämpfungskraft entsprechend einem Frequenzbereich einer Schwingung oder eines Stoßes, die bzw. der während des Fahrens eines Kraftfahrzeugs auf den Schwingungsdämpfer übertragen wird, als auch einen Effekt des Variierens einer Dämpfungskraft entsprechend einem zusätzlichen Druck erzielen kann und die die Dämpfungskraft in Reaktion auf eine momentane Eingabe eines Verhaltens bei einer großen Amplitude erhöhen kann.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Allgemeinen empfängt ein Fahrzeug während des Fahrens kontinuierlich eine Schwingung oder einen Stoß von einer Fahrbahnoberfläche durch die Räder. Infolgedessen ist eine Dämpfungseinrichtung zwischen der Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugachse bereitgestellt, um zu verhindern, dass der Stoß oder die Schwingung direkt auf die Fahrzeugkarosserie übertragen wird, wodurch der Fahrkomfort verbessert wird. Außerdem unterdrückt die Dämpfungseinrichtung die unregelmäßige Schwingung der Fahrzeugkarosserie, um so die Fahrstabilität zu verbessern.
Ein Aufhängungssystem, welches ein allgemeiner Name für eine Verbindungsvorrichtung zwischen einer Fahrzeugachse und einer Fahrzeugkarosserie ist, die die Dämpfungseinrichtung enthält, wie sie oben beschrieben ist, weist eine Fahrwerksfeder, die dafür konfiguriert ist, einen Stoß abzumildern, einen Schwingungsdämpfer, der dafür konfiguriert ist, die freie Schwingung der Fahrwerksfeder zu regeln, um so den Fahrkomfort zu verbessern, einen Stabilisator, der dafür konfiguriert ist, ein Wanken bzw. Schlingern zu verhindern, eine Gummibuchse und einen Querlenker auf.
In dem Aufhängungssystem dient vor allem der Schwingungsdämpfer dazu, eine Schwingung ausgehend von der Fahrbahnoberfläche zu unterdrücken und abzuschwächen bzw. zu dämpfen, und er ist zwischen der Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrwerkrahmen und einem Rad angeordnet. Insbesondere absorbiert der Schwingungsdämpfer die Schwingungsenergie der Fahrzeugkarosserie in der vertikalen Richtung, um eine Schwingung zu unterdrücken, den Fahrkomfort zu verbessern und eine an Bord befindliche Ladung zu schützen. Außerdem erhöht der Schwingungsdämpfer die Lebensdauer des Fahrzeugs, indem er dynamische Beanspruchungen an jedem Abschnitt der Fahrzeugkarosserie reduziert und die Straßenlage der Reifen sichert, indem er die Bewegung einer Masse unterhalb der Feder unterdrückt. Des Weiteren verbessert der Schwingungsdämpfer die Bewegungsleistung des Fahrzeugs, indem er eine Änderung in der Lage des Fahrzeugs, die durch eine Trägheitskraft verursacht wird, unterdrückt.
Dementsprechend können der Fahrkomfort und die Stabilität des Fahrverhaltens des Fahrzeugs in geeigneter Weise entsprechend der Dämpfungskraftcharakteristik des Schwingungsdämpfers eingestellt werden. Das heißt, während des normalen Fahrens des Fahrzeugs kann es notwendig sein, die Dämpfungskraft zu reduzieren, um den Fahrkomfort zu verbessern. Des Weiteren kann es dann, wenn das Fahrzeug schnell gewendet, gedreht oder eingeschlagen wird, oder während des Fahrens des Fahrzeugs mit einer hohen Geschwindigkeit notwendig sein, die Dämpfungskraft zu erhöhen, um die Stabilität des Fahrverhaltens zu verbessern.
1 veranschaulicht einen herkömmlichen Schwingungsdämpfer.
Wie in 1 veranschaulicht ist, weist der Schwingungsdämpfer 1 einen Zylinder 2, der mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, eine Kolbenstange 3, von der ein Ende im Innern des Zylinders 2 positioniert ist und deren anderes Ende sich zu der Außenseite des Zylinders 2 erstreckt, und ein Kolbenventil 4 auf, das an dem einen Ende der Kolbenstange 3 angebracht ist, um sich in dem Zylinder 2 hin und her zu bewegen.
Der Zylinder 2 kann ein inneres Rohr 2a und ein äußeres Rohr 2b aufweisen, und ein Bodenventil 5 ist an dem unteren Ende des Zylinders 2 so installiert, dass es dem Kolbenventil 4 gegenüberliegt.
Das Innere des Zylinders 2 ist in eine Ausdehnungskammer C1 und eine Kompressionskammer C2 durch das Kolbenventil 4 unterteilt. Wenn sich das Kolbenventil 4 in dem Zylinder 2 nach oben und nach unten hin und her bewegt, dann fließt die Hydraulikflüssigkeit von der Ausdehnungskammer C1 zu der Kompressionskammer C2 oder von der Kompressionskammer C2 zu der Ausdehnungskammer C1 durch eine Öffnung (nicht gezeigt), die in dem Kolbenventil 4 gebildet ist, wodurch eine Dämpfungskraft erzeugt wird.
Der herkömmliche Schwingungsdämpfer 1, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist dafür eingerichtet, die Dämpfungskraft unter Verwendung einer Druckdifferenz zwischen der Ausdehnungskammer C1 und der Kompressionskammer C2 zu erzeugen, die entsprechend der geradlinigen Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 3 auftritt, die mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Infolgedessen wird, wenn der Bewegungshub der Kolbenstange 3 groß ist, oder in einem niederfrequenten Stoßbereich eine geeignete Dämpfungskraft erzeugt, um die Schwingung weich und gleichmäßig zu absorbieren. Aber wenn der Bewegungshub der Kolbenstange 3 klein ist, oder in einem hochfrequenten Stoßbereich ist der herkömmliche Schwingungsdämpfer 1 problematisch.
Das heißt, wenn zum Beispiel eine hochfrequente Schwingung oder ein hochfrequenter Stoß, die bzw. der eine kleine Amplitude und eine häufige Schwingung aufweist, angelegt wird, dann ist die Druckdifferenz zwischen der Ausdehnungskammer C1 und der Kompressionskammer C2 zu klein, um es dem Kolbenventil 4 zu ermöglichen, ruhig und gleichmäßig zu arbeiten, was dazu führt, dass keine geeignete Dämpfungskraft erhalten werden kann. Als Folge davon wird eine solche Schwingung auf einen Fahrer bzw. einen Passagier übertragen, ohne dass sie komplett absorbiert wird, wodurch der Fahrkomfort verschlechtert wird.
Deshalb ist es notwendig, die Dämpfungskraft entsprechend der Frequenzdifferenz sowie auch entsprechend der Eingabegeschwindigkeit des Stoßes zu regeln. Zu diesem Zweck ist in der koreanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 20-1995-0011204 (Patentdokument 1) ein Schwingungsdämpfer offenbart worden, der eine frequenzsensitive Ventilvorrichtung aufweist, die zusätzlich unter einer Hauptventileinheit bereitgestellt ist, die einen Zylinder vertikal in einen oberen Teil und einen unteren Teil unterteilt.
Aber der herkömmliche Schwingungsdämpfer, der eine frequenzsensitive Ventilvorrichtung aufweist, hat abgesehen von der Hauptventileinheit keine Einrichtung zur Regelung des Drucks, der zusätzlich entsprechend der Geschwindigkeitsänderung erzeugt wird. Des Weiteren erfährt der herkömmliche Schwingungsdämpfer, obwohl es notwendig ist, die Dämpfungskraft zu erhöhen, um das Verhalten der Fahrzeugkarosserie bei einem Betrieb mit einer hohen Geschwindigkeit, bei dem sich die Kolbenstange infolge des Anlegens eines momentanen großen Stoßes mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, stabil steuern bzw. regeln zu können, einen Verlust der Dämpfungskraft, weil die Hydraulikflüssigkeit durch einen Bypass-Flüssigkeitskanal abgelassen wird, der auf einer Seite der frequenzsensitiven Ventilvorrichtung in dem herkömmlichen Schwingungsdämpfer ausgebildet ist.
So fließt zum Beispiel in dem Fall des Schwingungsdämpfers, der in dem Patentdokument 1 offenbart ist, dann, wenn ein niederfrequenter Stoß eingeführt wird, das Öl nicht nur durch das Kolbenventil, sondern auch durch die Öffnung des Drehschiebers. Deshalb erleidet dieser herkömmliche Schwingungsdämpfer einen Verlust der Dämpfungskraft durch den Drehschieber zu dem Zeitpunkt des Verhaltens bei einer hohen Geschwindigkeit.
[Dokument nach dem Stand der Technik]
Patentdokument 1: Koreanische Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 20-1995-0011204 (veröffentlicht am 15. Mai 1995)
DE 10 2012 014 583 A1 beschreibt eine Ventilstruktur eines Schwingungsdämpfers, die 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 aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie sich zusammen mit der Haupt-Kolbenventilanordnung bewegt und eine Dämpfungskraft erzeugt, die entsprechend einer Frequenz variiert.
DE 2012 010 866 A1 beschreibt eine Ventilstruktur eines Stoßdämpfers, die eine Hauptkolbenschieberanordnung, die an dem Ende der Kolbenstange installiert ist und betätigt wird, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen, die gemäß der Bewegungsgeschwindigkeit unter der Bedingung, dass das Innere des Zylinders des Stoßdämpfers in eine obere Kammer und eine untere Kammer geteilt ist, variiert, und eine Subkolbenschieberanordnung aufweist, die sich zusammen mit der Hauptkolbenschieberanordnung bewegt, um eine Dämpfungskraft, die gemäß der Frequenz variiert, zu erzeugen.
US 5 129 488 A beschreibt eine Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers, die ein Ventilgehäuse, das mit einem unteren Ende einer Kolbenstange, die ein Öffnungsloch aufweist, das durch die Kolbenstange hindurch gebildet ist, gekoppelt ist, eine frequenzsensitiven Ventileinheit mit einem Trennkolben, der einen Raum des Ventilgehäuses vertikal in eine obere Kammer und eine untere Kammer trennt, und eine Unterventileinheit aufweist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung geschaffen worden, um die oben erwähnten Probleme zu lösen, die im Stand der Technik auftreten, und eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf eine Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers gerichtet, die sowohl einen Effekt des Variierens einer Dämpfungskraft entsprechend einem Druck als auch einen Effekt des Variierens einer Dämpfungskraft entsprechend einem Frequenzbereich erzielen kann.
Des Weiteren ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf eine Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers gerichtet, die nicht nur eine drucksensitive Hauptventileinheit aufweist, sondern auch eine Unterventileinheit, so dass die Ventilanordnung den Druck regeln kann, der zusätzlich entsprechend der Geschwindigkeitsänderung erzeugt wird.
Ferner ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf eine Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers gerichtet, die eine drucksensitive Hauptventileinheit, eine Unterventileinheit und eine frequenzsensitive Ventileinheit aufweist und die einen Flüssigkeitskanal von der frequenzsensitiven Ventileinheit zu der Unterventileinheit blockiert, um die Dämpfungskraft durch die Betätigung der Hauptventileinheit zu dem Zeitpunkt des Betriebs mit einer hohen Geschwindigkeit, in dem ein starker Stoß in einem Moment angelegt wird, zu erhöhen.
Des Weiteren ist eine exemplarische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf eine Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers gerichtet, die das Auftreten von Federreibungsgeräuschen in einem frequenzsensitiven Ventil verhindern kann.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird eine Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers bereitgestellt, welche die im unabhängigen Patentanspruch 1 definierten Merkmale aufweist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im abhängigen Unteranspruch 2 definiert.
Da die Ventilanordnung des Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine drucksensitive Hauptventileinheit, eine Unterventileinheit und eine frequenzsensitive Ventileinheit aufweist, kann die Ventilanordnung sowohl einen Effekt des Variierens einer Dämpfungskraft entsprechend einem Druck als auch einen Effekt einer Dämpfungskraft entsprechend einem Frequenzbereich erzielen.
Des Weiteren kann die Ventilanordnung des Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Druck, der zusätzlich entsprechend der Geschwindigkeitsänderung erzeugt wird, durch die Unterventileinheit regeln, um so den Fahrkomfort zu verbessern.
Ferner wird in der Ventileinheit zu dem Zeitpunkt eines momentanen Verhaltens bei einer hohen Geschwindigkeit ein seitlicher Flüssigkeitskanal, der mit der Unterventileinheit kommuniziert, durch den Trennkolben blockiert, wodurch die Dämpfungskraft der Hauptventileinheit erhöht wird und somit ein stabiles Verhalten der Fahrzeugkarosserie erzielt wird.
Darüber hinaus können kegelstumpfförmige Schraubenfedern, die von der Ventilanordnung verwendet werden, das Erzeugen von Federreibungsgeräuschen in dem frequenzsensitiven Ventil verhindern, um so die Empfindungsqualität zu verbessern.
Figurenliste
Die oben genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, ersichtlicher, in denen:

1 eine Querschnittansicht eines herkömmlichen Schwingungsdämpfers ist;
2 eine Querschnittansicht einer Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die einen anfänglichen Einbauzustand der Ventilanordnung zeigt;
3 eine Querschnittansicht ist, die eine Betriebszustand einer Unterventileinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
4 eine Querschnittansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem ein seitlicher Flüssigkeitskanal in Reaktion auf eine momentane Eingabe eines starken Stoßes oder eines Verhaltens bei einer großen Amplitude blockiert ist, um so den Betrieb der Unterventileinheit zu blockieren.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER EXEMPLARISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine exemplarische Ausführungsform einer Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit einer exemplarischen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen können aus Gründen der Klarheit und der Erleichterung der Beschreibung die Dicken von Linien, die in den Zeichnungen gezeigt sind, die Größen von Komponenten bzw. Bauteilen oder dergleichen übertrieben angegeben sein.
Außerdem sind die Begriffe, die in der nachfolgenden Beschreibung verwendet werden, diejenigen, die in Anbetracht der Funktionen davon definiert sind, und sie können entsprechend einer Intention eines Benutzers oder einer Bedienperson oder eines Praktizierenden variiert werden. Infolgedessen sollen die Definitionen der Begriffe basierend auf den Inhalten über die Gesamtheit der vorliegenden Patentspezifikation vorgenommen werden.
Des Weiteren sind die unten beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen nicht dafür gedacht, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken, sondern sie dienen lediglich dazu, Konfigurationselemente beispielhaft zu erläutern, die in den Ansprüchen definiert sind. Eine Ausführungsform, die zu der technischen Idee gehört, die über die Gesamtheit der vorliegenden Patentspezifikation beschrieben ist, und die ein Konfigurationselement aufweist, das durch ein Konfigurationselement in den Ansprüchen als ein Äquivalent ersetzt werden kann, kann in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen werden.
Ausführungsformen
2 ist eine Querschnittansicht einer Ventilanordnung eines Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die einen anfänglichen Einbauzustand der Ventilanordnung zeigt, 3 ist eine Querschnittansicht, die einen Betriebszustand einer Unterventileinheit in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 4 ist eine Querschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein seitlicher Flüssigkeitskanal in Reaktion auf eine momentane Eingabe eines starken Stoßes oder eines Verhaltens bei einer großen Amplitude blockiert ist, um so den Betrieb der Unterventileinheit zu blockieren.
Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Ventilanordnung 100 eines Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem unteren Ende einer Kolbenstange 11 zusammengebaut und weist eine frequenzsensitive Ventileinheit 300 und eine Unterventileinheit 400 auf, die vertikal auf- und absteigend angeordnet sind.
Genauer gesagt weist die Ventilanordnung 100 des Schwingungsdämpfers in Übereinstimmung mit der exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Ventilgehäuse 200, das mit dem unteren Ende der Kolbenstange 11 gekoppelt ist, eine frequenzsensitive Ventileinheit 300, die in einem Raum 210 in dem Ventilgehäuse 200 installiert ist, und eine Unterventileinheit 400 auf, die mit dem unteren Ende des Raums 210 des Ventilgehäuses 200 gekoppelt ist.
Die Hauptventileinheit 500 ist mit einer äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kolbenstange 11 so zusammengebaut, dass sie an einem oberen Teil der Ventilanordnung 100 angeordnet ist.
Die Hauptventileinheit 500 weist Folgendes auf: einen Ventilkörper 510, der eine äußere umfangsseitige Oberfläche aufweist, die in engem Kontakt mit der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Zylinders 13 steht, um so das Innere des Zylinders 13 in eine Ausdehnungskammer 13a und eine Kompressionskammer 13b zu unterteilen, eine Vielzahl von Flüssigkeitskanälen 521 und 522, die durch den Ventilkörper 510 hindurch in der vertikalen Richtung gebildet sind, und Klappenventile 530, die jeweils auf der Oberseite und der Unterseite des Ventilkörpers 510 bereitgestellt sind, um die Flüssigkeitskanäle 521 und 522 zu öffnen bzw. zu schließen.
Die Flüssigkeitskanäle 521 und 522 können in Abhängigkeit davon, ob sie bei einem Kompressionshub oder einem Ausdehnungshub entsprechend der Anhebung der Kolbenstange 11 geöffnet werden, in einen Kompressionsflüssigkeitskanal 521 und einen Ausdehnungsflüssigkeitskanal 522 klassifiziert werden. So fließt zum Beispiel in dem Kompressionshub, in dem die Kolbenstange 11 herabgelassen bzw. nach unten bewegt wird, die Hydraulikflüssigkeit der Kompressionskammer 13b nach oben in Richtung zu der Ausdehnungskammer 13a durch den Kompressionsflüssigkeitskanal 521.
Außerdem sind Sicherungsringe bzw. Haltevorrichtungen 541 und Unterlegscheiben 542 mit der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kolbenstange 11 auf der Oberseite des Klappenventils 530, das dafür konfiguriert ist, den Kompressionsflüssigkeitskanal 521 zu öffnen bzw. zu schließen, und auf der Unterseite des Klappenventils 530, das dafür konfiguriert ist, den Ausdehnungsflüssigkeitskanal 522 zu öffnen bzw. zu schließen, gekoppelt, um jeweils die Ober- und Unterseiten der Klappenventile 530 abzustützen und um, wenn die Flüssigkeitskanäle geöffnet sind, die Biegeverformung der Klappenventile 530 zu begrenzen.
Die Kolbenstange 11 ist in der axialen Richtung in einem Zylinder 13 installiert, der mit einer Hydraulikflüssigkeit, wie etwa Öl, gefüllt ist, und sie bewegt sich in dem Zylinder 13 hin und her. Der Zylinder 13 kann in der Form eines einzigen Rohrs konfiguriert sein oder er kann in einer Form konfiguriert sein, bei der er in ein inneres Rohr und ein äußeres Rohr unterteilt ist.
Ein Öffnungsloch 12 ist durch die Kolbenstange 11 hindurch gebildet, um mit dem Raum 210 des Ventilgehäuses 200 zu kommunizieren. Hier kann eine Vielzahl von Öffnungslöchern 12 so gebildet sein, dass erste Enden der Öffnungslöcher 12 voneinander in der umfangsseitigen Richtung der äußeren umfangsseitigen Oberfläche der Kolbenstange 11 beabstandet sind und zweite Enden der Öffnungslöcher 12 sich zu dem unteren Ende der Kolbenstange 11 entlang der zentralen Achse der Kolbenstange 11 erstrecken.
In dem Raum 210 des Ventilgehäuses 200 ist eine frequenzsensitive Ventileinheit 300 installiert. Hier kann die frequenzsensitive Ventileinheit 300 einen Trennkolben 310 und ein Paar von elastischen Elementen 320 aufweisen, die auf den Ober- und Unterseiten des Trennkolbens 310 bereitgestellt sind.
Der Trennkolben 310 weist einen Stützabschnitt 311, der obere und untere Flächen aufweist, die jeweils die elastischen Elemente 320 abstützen, und eine Seitenwand 312 auf, die sich ausgehend von einem Umfang des Stützabschnitts 311 nach unten erstreckt. Ein unterer Anschlag 330, der aus einem elastischen Material hergestellt ist, ragt ausgehend von einer Mitte des Stützabschnitts 311 nach unten vor, um die absteigende Strecke des Trennkolbens 310 zu begrenzen.
Des Weitern ragt ein oberer Anschlag 340, der aus einem elastischen Material hergestellt ist, nach oben ausgehend von einem Umfang des Stützabschnitts 311 vor, und ein Schulterabschnitt 220 ist an einem oberen Teil einer inneren umfangsseitigen Oberfläche des Ventilgehäuses 200 ausgebildet, um mit dem oberen Anschlag 340 in Eingriff gebracht zu werden, um die aufsteigende Strecke des Trennkolbens 310 zu begrenzen, wenn sich der Trennkolben 310 nach oben bewegt.
Der Trennkolben 310 kann durch einen Einlegeteil-Spritzguss gebildet werden. Der Trennkolben 310 kann zum Beispiel gebildet werden, indem ein Kernelement 313 angefertigt wird, das aus Metall hergestellt wird und eine Form eines Zylinders aufweist, der ein offenes unteres Ende aufweist, und indem dann eine Außenschicht 314, die aus einem elastischen Material wie etwa Gummi oder Kunstharz hergestellt wird, einstückig damit angeformt wird, mit der eine äußere umfangsseitige Oberfläche des Kernelements 313 umhüllt wird. In diesem Fall wird die durch Spritzgießen hergestellte Außenschicht 314 jedes von dem oberen Anschlag 340 und dem unteren Anschlag 330 so gebildet, dass sie eine eingestellte Dicke aufweist.
Des Weiteren befindet sich die äußere umfangsseitige Oberfläche des Trennkolbens 310 in einem engen Kontakt mit der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Ventilgehäuses 200, das den Raum 210 umgibt, um den Raum 210 in einen unteren Teil und einen oberen Teil zu trennen. Insbesondere ist eine Vielzahl von Dichtungsvorsprüngen 315, die sich in einer umfangsseitigen Richtung erstrecken, auf der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Trennkolbens 310 gebildet, um den oberen Teil und den unteren Teil des Raums 210 abzudichten.
Im Folgenden wird der obere Teil des Raums 210, der durch den Trennkolben 310 abgeteilt ist, als eine obere Kammer 211 bezeichnet werden und wird der untere Teil des Raums 210 als eine untere Kammer 212 bezeichnet werden.
Die elastischen Elemente 320 sind auf den Ober- und Unterseiten des Trennkolbens 310 bereitgestellt. Deshalb werden die elastischen Elemente 320 dann, wenn sich der Trennkolben 310 nach oben oder nach unten bewegt, in die Länge gezogen oder komprimiert, um den Trennkolben 310 mit einer elastischen Kraft bzw. Federkraft zu versehen.
Jedes der elastischen Elemente 320 kann vorzugsweise durch eine Schraubenfeder gebildet sein, die im Besonderen eine Kegelstumpfform aufweisen kann. Infolgedessen kann das Auftreten eines Geräuschs durch einen Stoß oder durch Reibung zwischen den Windungen der Schraubenfedern verhindert werden, wenn die Schraubenfedern unter Zugspannung gesetzt werden oder komprimiert werden.
Die frequenzsensitive Ventileinheit 300 dient dazu, einen kleinen Stoß mit einer niedrigen Amplitude und einer hohen Frequenz zu absorbieren. Das heißt, während sich der Trennkolben 310 durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit, die in den Raum 210 fließt, nach oben und nach unten bewegt, wird der kleine Stoß durch die elastischen Elemente 320 absorbiert. In diesem Fall kann das Ausmaß, um das sich der Trennkolben 310 nach oben und nach unten bewegt, bestimmt werden, indem die Federkonstante der elastischen Elemente 320 in geeigneter Weise ausgewählt wird.
In der Zwischenzeit kommunizieren dann, wenn ein Stoß mit einer niedrigen Frequenz und einer hohen Amplitude übertragen wird, die obere Kammer 211 und die untere Kammer 212 des Raums 210 des Ventilgehäuses 200 durch den Trennkolben 310 miteinander, um den Stoß effizient abzudämpfen, und eine zusätzliche Dämpfungskraft wird erzeugt, während die Hydraulikflüssigkeit, die ausgehend von der oberen Kammer 211 in die untere Kammer 212 geströmt ist, durch die Unterventileinheit 400 wandert, die mit dem unteren Ende des Raums 210 gekoppelt ist. Die Unterventileinheit 400 kann mit dem Ventilgehäuse 200 durch ein Kopplungsverfahren wie etwa eine Preßpassung oder eine Schraubenkupplung gekoppelt sein.
Um der Hydraulikflüssigkeit zu erlauben, von der oberen Kammer 211 des Ventilgehäuses 200 in die untere Kammer 212 zu fließen, ist ein Breitenänderungsabschnitt 230, der einen Durchmesser aufweist, der in der nach unten gerichteten Richtung zunimmt, entlang der umfangsseitigen Richtung auf einer Seite der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Raums 210 gebildet und ist ein Abschnitt 240 mit einer größeren Breite nachfolgend zu dem Breitenänderungsabschnitt 230 gebildet, so dass die innere umfangsseitige Oberfläche des unteren Endes des Breitenänderungsabschnitts 230 breiter als die innere umfangsseitige Oberfläche des oberen Endes des Breitenänderungsabschnitts 230 ist.
Deshalb steigt dann, wenn ein niederfrequenter Stoß mit einer hohen Amplitude auftritt, der Betrag der Hydraulikflüssigkeit, der in die obere Kammer 211 durch das Öffnungsloch 12 fließt, rapide an und der Druck der Hydraulikflüssigkeit, die in die obere Kammer 211 fließt, bewegt den Trennkolben 310 nach unten in Richtung auf den Abschnitt 240 mit der größeren Breite über den Breitenänderungsabschnitt 230 hinaus, wie in 3 veranschaulicht ist.
Dann wird ein Spalt zwischen der äußeren umfangsseitigen Oberfläche des Trennkolbens 310 und der inneren umfangsseitigen Oberfläche des Raums 210 gebildet, und durch den Flüssigkeitskanal, der durch diesen Spalt gebildet wird, fließt die Hydraulikflüssigkeit der oberen Kammer 211 in die untere Kammer 212.
Die Hydraulikflüssigkeit, die in die untere Kammer 212 wie oben beschrieben geströmt ist, erzeugt eine Dämpfungskraft, während sie durch die Unterventileinheit 400 wandert. Die Unterventileinheit 400 weist einen Ventilkörper 410, Ausdehnungsöffnungen 411, die durch den Ventilkörper 410 hindurch in der vertikalen Richtung gebildet sind, und Kompressionsöffnungen 412 auf, die radial außerhalb der Ausdehnungsöffnungen 411 gebildet sind.
Der Ventilkörper 410 ist mit dem unteren Ende des Raums 210 des Ventilgehäuses 200 durch ein Verfahren wie etwa eine Preßpassung oder eine Schraubenkupplung gekoppelt, ein Einlassventil 420 aus einer einzelnen Platte, das dafür konfiguriert ist, die Kompressionsöffnungen 410 zu öffnen bzw. zu schließen, ist auf der oberen Seite des Ventilkörpers 410 bereitgestellt, und eine Mehrplattenscheibe 430, die dafür konfiguriert ist, die Ausdehnungsöffnungen 411 zu öffnen bzw. zu schließen, ist zusammen mit einem Sicherungsring bzw. einer Haltevorrichtung 441 und einer Unterlegscheibe 442 auf der unteren Seite des Ventilkörpers 410 bereitgestellt. Das Einlassventil 420, die Mehrplattenscheibe 430, der Sicherungsring bzw. die Haltevorrichtung 441 und die Unterlegscheibe 442 sind an dem Ventilkörper 410 durch einen Montagebolzen 450 befestigt.
Infolgedessen fließt, wenn ein Stoß mit einer niedrigen Frequenz und einer hohen Amplitude eingeführt wird, die Hydraulikflüssigkeit, die in die untere Kammer 212 geflossen ist, während sie den Trennkolben 310 drückend bewegt hat, in die Kompressionskammer 13b, während sie die Mehrplattenscheibe 430 nach unten drückt, durch die Ausdehnungsöffnungen 411 der Unterventileinheit 400, um die Mehrplattenscheibe 430 zu öffnen, wodurch eine Dämpfungskraft erzeugt wird.
In diesem Fall bewirkt der Druck der Hydraulikflüssigkeit, die in die obere Kammer 211 eingeführt wird, dass sich der Trennkolben 310 weiter nach unten bewegt, bis der untere Anschlag 330 in Kontakt mit dem oberen Ende des Montagebolzens 450 kommt und von diesem abgestützt wird. Dann fließt die Hydraulikflüssigkeit in die Ausdehnungsöffnungen 411 durch einen seitlichen Flüssigkeitskanal 460, der zwischen der oberen Fläche des Einlassventils 420 und dem unteren Ende der Seitenwand 312 des Trennkolbens 310 gebildet ist.
In der Zwischenzeit ist es, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Kolbenstange 11 momentan infolge einer momentanen Eingabe eines starken Stoßes oder infolge eines Verhaltens bei einer großen Amplitude ansteigt, notwendig, die Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers zu erhöhen, um das Verhalten des Fahrzeugs zu regeln bzw. zu steuern.
In diesem Fall wird in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der seitliche Flüssigkeitskanal 460 (siehe 3) durch die Seitenwand 312 des Trennkolbens 310 blockiert, um so den Fluss der Hydraulikflüssigkeit durch die Unterventileinheit 400 zu blockieren und das Erzeugen der Dämpfungskraft nur durch die Flüssigkeitskanäle 521 und 522 der Hauptventileinheit 500 zu erlauben.
Mit anderen Worten, wie in 4 gezeigt ist, wird dann, wenn der untere Anschlag 330, der aus einem elastischen Material hergestellt ist, durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit infolge des Anstiegs der Menge der Hydraulikflüssigkeit, die in die obere Kammer 211 eingeführt wird, nach unten gedrückt und verformt wird, der untere Teil der Seitenwand 312, der sich an einem oberen Teil des Einlassventils 420 befindet, herabgelassen, um in einen engen Kontakt mit der oberen Seite des Einlassventils 420 zu kommen und von diesem abgestützt zu werden, um so den seitlichen Flüssigkeitskanal 460 zu blockieren (siehe 3) und um so zu verhindern, dass die Hydraulikflüssigkeit durch die Unterventileinheit 400 fließt.
In diesem Fall strömt die Hydraulikflüssigkeit durch die Flüssigkeitskanäle 521 und 522 der Hauptventileinheit 500, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen, während der Fluss der Hydraulikflüssigkeit durch die Öffnungen 411 und 413 der Unterventileinheit 400 verhindert wird. Als Folge davon nimmt die gesamte Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers zu.

Claims

Ventilanordnung (100) eines Schwingungsdämpfers, mit: einem Ventilgehäuse (200), das mit einem unteren Ende einer Kolbenstange (11), die ein Öffnungsloch (12) aufweist, das durch die Kolbenstange (11) hindurch gebildet ist, gekoppelt ist, wobei das Ventilgehäuse (200) einen Raum (210) aufweist, der darin gebildet ist, wobei der Raum (210) ein offenes oberes Ende aufweist, um mit dem Öffnungsloch (12) zu kommunizieren; einer frequenzsensitiven Ventileinheit (300), die einen Trennkolben (310), der dafür konfiguriert ist, den Raum (210) vertikal in eine obere Kammer (211) und eine untere Kammer (212) zu trennen, und einen unteren Anschlag (330) aufweist, der sich ausgehend von einer Mitte des Trennkolbens (310) nach unten erstreckt; und einer Unterventileinheit (400), die mit dem unteren Ende des Raums (210) gekoppelt ist und eine Kompressionsöffnung (412) und eine Ausdehnungsöffnung (411) aufweist, wobei der Betrieb der Unterventileinheit (400) durch das Aufsteigen und Absteigen des Trennkolbens (310) gesteuert bzw. geregelt wird; wobei der Trennkolben (310) einen Stützabschnitt (311), der obere und untere Flächen aufweist, die jeweils Enden von elastischen Elementen (320) abstützen, und eine Seitenwand (312) aufweist, die sich ausgehend von einem Umfang des Stützabschnitts (311) nach unten erstreckt; wobei die Unterventileinheit (400) einen Ventilkörper (410), der mit dem unteren Ende des Raums (210) gekoppelt ist, und ein Einlassventil (420) aufweist, das an einem oberen Abschnitt des Ventilkörpers (410) bereitgestellt ist, um die Kompressionsöffnung (412) zu öffnen oder zu schließen, und ein seitlicher Flüssigkeitskanal (460) zwischen dem Einlassventil (420) und der Seitenwand (312) gebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der untere Anschlag (330) aus einem elastischen Material hergestellt ist und dafür eingerichtet ist, durch den Druck der Hydraulikflüssigkeit infolge des Anstiegs der Menge der Hydraulikflüssigkeit, die in die obere Kammer (211) eingeführt wird, nach unten gedrückt und verformt zu werden, so dass der untere Teil der Seitenwand (312), der sich an einem oberen Teil des Einlassventils (420) befindet, in Kontakt mit der oberen Seite des Einlassventils (420) kommt und von diesem abgestützt wird, um den seitlichen Flüssigkeitskanal (460) zu blockieren.
Ventilanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei ein Montagebolzen (450), der das Einlassventil (420) in Richtung auf eine obere Seite des Ventilkörpers (410) drückt und abstützt, mit einer oberen Seite des Einlassventils (420) zusammengebaut ist, und, wenn der Trennkolben (310) herabgelassen wird, der untere Anschlag (330) von einem oberen Ende des Montagebolzens (450) abgestützt wird.