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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft allgemein eine Dämpfungseinrichtung für ein Fahrzeug.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge verwenden eine Dämpfungseinrichtung, wie beispielsweise einen Stoßdämpfer oder ein Federbein, an jeder Ecke des Fahrzeugs. Die Dämpfungseinrichtungen dämpfen eine relative Bewegung, d.h. ein Einfedern, zwischen einem Rad des Fahrzeugs und einer Karosserie des Fahrzeugs. Typischerweise umfasst die Dämpfungseinrichtung ein Gehäuse, das an einem oberen Befestigungsende an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist, und eine Stange, die an einem unteren Befestigungsende am Rad des Fahrzeugs befestigt ist. Die Stange weist einen Kolben auf, der in dem Gehäuse angeordnet ist und mit einem Fluid wechselwirkt, z.B. mit Öl. Die Stange und der Kolben sind entlang einer Längsachse relativ zum Gehäuse beweglich. Die Bewegung des Rades relativ zur Karosserie bewirkt, dass sich die Stange und der Kolben in dem Fluid bewegen. Die Wechselwirkung zwischen dem Kolben und dem Fluid absorbiert Energie, wodurch die relative Bewegung zwischen diesen verlangsamt oder gedämpft wird.
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Da sich die Stange relativ zum Gehäuse bewegt, variiert die Länge der Dämpfungseinrichtung zwischen dem oberen Befestigungsende und dem unteren Befestigungsende mit der relativen Bewegung zwischen dem Rad und der Karosserie. Die Position des oberen Befestigungsendes und des Gehäuses bleibt jedoch typischerweise konstant.
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Eine Dämpfungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der
JP 2007 - 303 645 A bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Dämpfungseinrichtung bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe ist eine Dämpfungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Eine Dämpfungseinrichtung weist eine erste Druckkammer auf, die sich entlang einer Längsachse erstreckt und ein erstes Fluid enthält. Eine erste Stange erstreckt sich entlang der Längsachse und weist ein inneres Ende auf, das in der ersten Druckkammer angeordnet ist. Die erste Stange ist entlang der Längsachse relativ zu der ersten Druckkammer beweglich. Ein erster Kolben ist an dem inneren Ende der ersten Stange befestigt und wechselwirkt mit dem ersten Fluid, um eine Bewegung der ersten Stange entlang der Längsachse zu dämpfen. Eine zweite Druckkammer erstreckt sich entlang der Längsachse und enthält ein magnetorheologisches Fluid. Eine zweite Stange erstreckt sich entlang der Längsachse. Ein zweiter Kolben ist an der zweiten Stange befestigt und wechselwirkt mit dem magnetorheologischen Fluid. Ein Elektromagnet ist in magnetischem Kontakt mit dem magnetorheologischen Fluid angeordnet. Der Elektromagnet ist betreibbar, um ein Magnetfeld an das magnetorheologische Fluid in Ansprechen auf einen elektrischen Strom anzulegen, um die Viskosität des magnetorheologischen Fluids zu erhöhen. Die Viskosität des magnetorheologischen Fluids wird erhöht, um eine Position des zweiten Kolbens in der zweiten Druckkammer festzuhalten. Der Elektromagnet ist in der zweiten Druckkammer angeordnet.
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Es ist ebenso eine Dämpfungseinrichtung für ein Fahrzeug vorgesehen. Die Dämpfungseinrichtung weist ein Gehäuse auf, das konzentrisch um eine Längsachse angeordnet ist und sich entlang dieser erstreckt. Das Gehäuse definiert eine Druckkammer. Ein magnetorheologisches Fluid ist in der Druckkammer angeordnet. Eine Stange ist mit dem Gehäuse gekoppelt und erstreckt sich entlang der Längsachse. Die Stange ist relativ zu dem Gehäuse beweglich, um eine Länge zwischen einem Befestigungsende der Stange und dem Gehäuse einzustellen. Ein Kolben ist an der Stange befestigt und in der Druckkammer angeordnet. Der Kolben ist in das magnetorheologische Fluid eingetaucht und teilt die Druckkammer in eine erste Hälfte sowie eine zweite Hälfte. Der Kolben weist einen Fluidkanal in Fluidverbindung mit jeder von der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte der zweiten Druckkammer auf, um zu ermöglichen, dass das magnetorheologische Fluid zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte der zweiten Druckkammer strömt. Eine Magnetquelle ist in magnetischem Kontakt mit dem magnetorheologischen Fluid angeordnet. Der Elektromagnet ist betreibbar, um ein Magnetfeld an das magnetorheologische Fluid anzulegen, um die Viskosität des magnetorheologischen Fluids zum Verhindern einer Bewegung der Stange relativ zum Gehäuse zu erhöhen. Das magnetorheologische Fluid ist in Abwesenheit des Magnetfelds der Magnetquelle frei, um zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte der Druckkammer zu strömen, um eine Einstellung der Länge zu ermöglichen.
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Ein Verfahren zum Einstellen einer Länge einer Dämpfungseinrichtung eines Fahrzeugs ist ebenso vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass eine gewünschte Länge der Dämpfungseinrichtung ausgewählt wird und dass eine gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung ermittelt wird. Wenn die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs der gewünschten Länge liegt, wird ein Elektromagnet deaktiviert, um zu ermöglichen, dass ein magnetorheologisches Fluid durch einen Fluidkanal eines Kolbens zwischen einer ersten Hälfte und einer zweiten Hälfte einer Druckkammer strömt, um zu ermöglichen, dass sich eine Stange entlang einer Längsachse bewegt. Wenn die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung innerhalb des vordefinierten Bereichs der gewünschten Länge liegt, wird der Elektromagnet aktiviert, um die Viskosität des magnetorheologischen Fluids zu erhöhen und um das magnetorheologische Fluid daran zu hindern, zwischen der ersten Hälfte und der zweiten Hälfte der Druckkammer zu strömen, um eine axiale Position der Stange entlang der Längsachse festzuhalten.
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Dementsprechend wird der Elektromagnet aktiviert, um die Viskosität des magnetorheologischen Fluids bis einem viskoelastischen Festkörper zu erhöhen, wodurch eine Bewegung des magnetorheologischen Fluids durch den Fluidkanal des zweiten Kolbens verhindert wird, der in das magnetorheologische Fluid eingetaucht ist, und wodurch der zweite Kolben und die zweite Stange ortsfest befestigt oder verriegelt werden. Die Dämpfungseinrichtung kann den Einfederungszyklus des Fahrzeugs verwenden, um die Länge der Dämpfungseinrichtung einzustellen. Beispielsweise kann die Länge der Dämpfungseinrichtung erhöht werden, indem der Elektromagnet deaktiviert wird, während sich diese am unteren Ende oder im untersten Teil eines Einfederungszyklus befindet, wodurch ermöglicht wird, dass das magnetorheologische Fluid durch den Fluidkanal des zweiten Kolbens strömt, und indem anschließend der Elektromagnet am oberen Ende oder im obersten Teil des Einfederungszyklus aktiviert wird, um die zweite Stange entlang der Längsachse in Position festzuhalten. Alternativ kann die Länge der Dämpfungseinrichtung verringert werden, indem der Elektromagnet deaktiviert wird, während sich diese an dem oberen Ende oder im obersten Teil eines Einfederungszyklus befindet, wodurch ermöglicht wird, dass das magnetorheologische Fluid durch den Fluidkanal des zweiten Kolbens strömt, und indem anschließend der Elektromagnet an dem unteren Ende oder im untersten Teil des Einfederungszyklus aktiviert wird, um die zweite Stange entlang der Längsachse in Position festzuhalten. Dementsprechend können die Länge der Dämpfungseinrichtung und dadurch die relative Höhe zwischen dem Rad des Fahrzeugs und der Karosserie des Fahrzeugs ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Leistungsquellen eingestellt werden, wie beispielsweise Elektromotoren, hydraulische Pumpen usw.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der besten Weisen zum Ausführen der Erfindung ersichtlich, wenn die Beschreibung mit den begleitenden Zeichnungen in Verbindung gebracht wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Dämpfungseinrichtung für ein Fahrzeug, gezeigt in einer zusammengezogenen Position.
- 2 ist eine schematische Querschnittsansicht der Dämpfungseinrichtung, gezeigt in einer ausgefahrenen Position.
- 3 ist eine schematische Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung, gezeigt in der zusammengezogenen Position.
- 4 ist eine schematische Querschnittsansicht der alternativen Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung, gezeigt in der ausgefahrenen Position.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Fachleute werden erkennen, dass Begriffe wie etwa „oberhalb“, „unterhalb“, „aufwärts“, „abwärts“, „an der Oberseite“, „an der Unterseite“ usw. zur Beschreibung der Figuren verwendet werden und keine Einschränkungen für den Umfang der Erfindung darstellen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Darüber hinaus kann die Erfindung hierin anhand funktionaler und/oder logischer Blockkomponenten und/oder verschiedener Verfahrensschritte beschrieben sein. Es sollte erkannt werden, dass solche Blockkomponenten durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmwarekomponenten realisiert werden können, die ausgebildet sind, um die speziellen Funktionen auszuführen.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile angeben, ist eine Dämpfungseinrichtung in 1 und 2 allgemein bei 20 gezeigt. Die Dämpfungseinrichtung 20 kann als eine Stoßdämpfer- oder eine Aufhängungsfederbeinbaugruppe für ein Fahrzeug (nicht gezeigt) ausgebildet sein, ohne auf diese beschränkt zu sein.
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Unter Bezugnahme auf 1 und 2 weist die Dämpfungseinrichtung 20 ein primäres Gehäuse 22 auf, das sich entlang einer Längsachse 24 erstreckt und konzentrisch um diese herum angeordnet ist. Das primäre Gehäuse 22 definiert eine erste Druckkammer 26 und eine zweite Druckkammer 28. Die erste Druckkammer 26 und die zweite Druckkammer 28 sind koaxial miteinander in einer Ausrichtung von Ende zu Ende ausgerichtet und erstrecken sich entlang der Längsachse 24. Die erste Druckkammer 26 und die zweite Druckkammer 28 sind durch einen Teiler 30 getrennt, der die erste Druckkammer 26 von der zweiten Druckkammer 28 vollständig trennt und isoliert.
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Die erste Druckkammer 26 enthält ein erstes Fluid 32, das darin angeordnet ist. Das erste Fluid 32 kann eine Flüssigkeit wie etwa ein Öl umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Es ist jedoch einzusehen, dass das erste Fluid 32 alternativ ein Gas umfassen kann. Die erste Druckkammer 26 und die zweite Druckkammer 28 sind voneinander getrennt und stehen nicht miteinander in fluidtechnischer Verbindung. Somit bewegt sich das erste Fluid 32 nicht in die zweite Druckkammer 28 und steht nicht auf andere Weise mit dieser in Verbindung.
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Eine erste Stange 34 ist konzentrisch in der ersten Druckkammer 26 angeordnet und erstreckt sich entlang der Längsachse 24. Die erste Stange 34 weist ein inneres Ende 36 auf, das in der ersten Druckkammer 26 angeordnet ist. Die erste Stange 34 ist entlang der Längsachse 24 relativ zu der ersten Druckkammer 26 derart beweglich, dass sich das innere Ende 36 der ersten Stange 34 in der ersten Druckkammer 26 bewegt. Die erste Stange 34 weist ein äußeres Ende 38 auf, das für eine Befestigung an einer Struktur ausgebildet ist, beispielsweise an einem Rad (nicht gezeigt) eines Fahrzeugs (nicht gezeigt), ohne darauf beschränkt zu sein.
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Ein erster Kolben 40 ist an dem inneren Ende 36 der ersten Stange 34 befestigt. Der erste Kolben 40 wechselwirkt mit dem ersten Fluid 32, um eine Bewegung der ersten Stange 34 entlang der Längsachse 24 zu dämpfen. Der erste Kolben 40 teilt die erste Druckkammer 26 in eine erste Hälfte 42 und eine zweite Hälfte 44. Der erste Kolben 40 weist einen ersten Fluidkanal 46 in fluidtechnischer Verbindung mit jeder von der ersten Hälfte 42 und der zweiten Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26 auf. Wenn sich der erste Kolben 40 in der ersten Druckkammer 26 bewegt, bewegt sich das erste Fluid 32 durch den ersten Fluidkanal 46 zwischen der ersten Hälfte 42 und der zweiten Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26, um den Druck in jeder von der ersten Hälfte 42 und der zweiten Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26 auszugleichen. Der erste Fluidkanal 46 beschränkt die Bewegung des ersten Fluids 32 zwischen der ersten Hälfte 42 und der zweiten Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26, wodurch die Bewegung des ersten Kolbens 40 eingeschränkt wird und die Bewegung der ersten Stange 34 relativ zu dem primären Gehäuse 22 gedämpft wird.
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Ein erster schwimmender Kolben 48 ist in der ersten Druckkammer 26 in der ersten Hälfte 42 oder der zweiten Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26 angeordnet. Der erste schwimmende Kolben 48 teilt die erste Hälfte 42 oder die zweite Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26 in eine erste Fluidkammer 50, die das erste Fluid 32 enthält, und eine erste Gaskammer 52, die ein Gas enthält, beispielsweise Stickstoffgas, ohne darauf beschränkt zu sein. Wenn der erste schwimmende Kolben 48 in der ersten Hälfte 42 der ersten Druckkammer 26 angeordnet ist, dann teilt dementsprechend der erste schwimmende Kolben 48 die erste Hälfte 42 der ersten Druckkammer 26 in die erste Fluidkammer 50 und die erste Gaskammer 52. Wenn der erste schwimmende Kolben alternativ, und wie es in 1 und 2 gezeigt ist, in der zweiten Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26 angeordnet ist, dann teilt der erste schwimmende Kolben 48 die zweite Hälfte 44 der ersten Druckkammer 26 in die erste Fluidkammer 50 und die erste Gaskammer 52.
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Die zweite Druckkammer 28 enthält ein magnetorheologisches Fluid 54. Wenn es einem Magnetfeld ausgesetzt wird, erhöht das magnetorheologische Fluid seine scheinbare Viskosität stark bis zu dem Punkt, an dem es ein viskoelastischer Festkörper wird. Vorzugsweise weist das magnetorheologische Fluid 54 Eisenpartikel auf. Im Gegensatz dazu weist das erste Fluid 32 keine Eisenpartikel auf.
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Die Dämpfungseinrichtung 20 weist eine zweite Stange 56 auf, die sich entlang der Längsachse 24 erstreckt. Die zweite Stange 56 weist ein Befestigungsende 58 auf, das außerhalb der zweiten Druckkammer 28 angeordnet ist. Das Befestigungsende 58 ist für eine Befestigung an einer Struktur ausgebildet, beispielsweise an einer Karosserie des Fahrzeugs, ohne darauf beschränkt zu sein. Die zweite Stange 56 weist ein inneres Ende 60 auf, das in der zweiten Druckkammer 28 angeordnet ist. Ein zweiter Kolben 62 ist an dem inneren Ende 60 der zweiten Stange 56 befestigt. Der zweite Kolben 62 wechselwirkt mit dem magnetorheologischen Fluid 54. Die zweite Stange 56 ist entlang der Längsachse 24 relativ zu dem primären Gehäuse 22 und der zweiten Druckkammer 28 derart beweglich, dass der zweite Kolben 62 in der zweiten Druckkammer 28 beweglich ist.
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Der zweite Kolben 62 teilt die zweite Druckkammer 28 in eine erste Hälfte 64 und eine zweite Hälfte 66. Der zweite Kolben 62 weist einen zweiten Fluidkanal 68 in fluidtechnischer Verbindung mit jeder von der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 auf. Der zweite Kolben 62 ist in das magnetorheologische Fluid 54 eingetaucht. Wenn sich der zweite Kolben 62 in der zweiten Druckkammer 28 bewegt, bewegt sich das magnetorheologische Fluid durch den zweiten Fluidkanal 68 zwischen der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28, um den Druck in jeder von der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 auszugleichen.
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Ein zweiter schwimmender Kolben 70 ist in der zweiten Druckkammer 28 in der ersten Hälfte 64 oder in der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 angeordnet. Der zweite schwimmende Kolben 70 teilt die erste Hälfte 64 oder die zweite Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 in eine zweite Fluidkammer 72, die das magnetorheologische Fluid enthält, und eine zweite Gaskammer 74, die ein Gas enthält, beispielsweise Stickstoffgas, ohne darauf beschränkt zu sein. Wenn der zweite schwimmende Kolben 70 dementsprechend, und wie es in 1 und 2 gezeigt ist, in der ersten Hälfte 64 der zweiten Druckkammer 28 angeordnet ist, dann teilt der zweite schwimmende Kolben 70 die erste Hälfte 64 der zweiten Druckkammer 28 in die zweite Fluidkammer 72 und die zweite Gaskammer 74. Wenn der zweite schwimmende Kolben 70 alternativ in der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 angeordnet ist, dann teilt der zweite schwimmende Kolben 70 die zweite Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 in die zweite Fluidkammer 72 und die zweite Gaskammer 74.
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Die zweite Stange 56 ist relativ zu dem primären Gehäuse 22 beweglich, um eine Länge der Dämpfungseinrichtung 20 einzustellen. Spezieller ist die zweite Stange 56 relativ zu dem primären Gehäuse 22 beweglich, um die Länge zwischen dem Befestigungsende 58 der zweiten Stange 56 und dem primären Gehäuse 22 einzustellen. Somit ist die einstellbare Länge der Dämpfungseinrichtung 20 die Länge zwischen dem Befestigungsende 58 der zweiten Stange 56 und dem primären Gehäuse 22, und sie ist nicht die Länge zwischen dem äußeren Ende 38 der ersten Stange 34 und dem Befestigungsende 58 der zweiten Stange 56.
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Die Dämpfungseinrichtung 20 weist eine Magnetquelle 76 auf, die betreibbar ist, um ein Magnetfeld an das magnetorheologische Fluid 54 anzulegen. Vorzugsweise umfasst die Magnetquelle 76 einen Elektromagnet 78, ohne darauf beschränkt zu sein. Der Elektromagnet 78 ist in magnetischem Kontakt mit dem magnetorheologischen Fluid 54 angeordnet. Der Elektromagnet 78 ist betreibbar, um in Ansprechen auf einen elektrischen Strom ein Magnetfeld an das magnetorheologische Fluid 54 anzulegen. Die Viskosität des magnetorheologischen Fluids nimmt in Ansprechen auf das angelegte Magnetfeld zu, um eine Position des zweiten Kolbens 62 in der zweiten Druckkammer 28 festzuhalten. Wie vorstehend angemerkt wurde, ist der Elektromagnet 78 betreibbar, um die Viskosität des magnetorheologischen Fluids 54 in Ansprechen auf den elektrischen Strom bis zu einem viskoelastischen Festkörper zu erhöhen.
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Das magnetorheologische Fluid 54 kann in Abwesenheit des Magnetfelds des Elektromagneten 78 durch den zweiten Fluidkanal 68 des zweiten Kolbens 62 zwischen der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 strömen. In Ansprechen auf ein angelegtes Magnetfeld nimmt die Viskosität des magnetorheologischen Fluids zu, wodurch verhindert wird, dass das magnetorheologische Fluid durch den zweiten Fluidkanal 68 zwischen der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 strömt, wodurch im Wesentlichen eine Bewegung des zweiten Kolbens 62 in der zweiten Druckkammer 28 verhindert wird und wodurch die Position der zweiten Stange 56 relativ zu dem primären Gehäuse 22 festgehalten sowie die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 definiert wird.
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Wie es in 1 und 2 gezeigt ist, ist der Elektromagnet 78 in der zweiten Druckkammer 28 angeordnet, und er ist an dem zweiten Kolben 62 in der zweiten Druckkammer 28 befestigt und mit diesem bewegbar. Es ist jedoch einzusehen, dass der Elektromagnet 78 an einer beliebigen anderen Relativposition angeordnet sein kann, welche ermöglicht, dass der Elektromagnet 78 das Magnetfeld an das magnetorheologische Fluid anlegt.
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Eine elektronische Steuereinheit 80 ist mit dem Elektromagnet 78 gekoppelt und betreibbar, um den elektrischen Strom zu steuern, der an den Elektromagnet 78 angelegt wird. Die elektronische Steuereinheit 80 umfasst sämtliche Hardware, Software, Sensoren, Verbindungen, Übertragungen usw., die zum Steuern des Stroms notwendig sind, der an den Elektromagnet 78 angelegt wird. Die elektronische Steuereinheit 80 ist betreibbar, um den Elektromagnet 78 zu aktivieren und zu deaktivieren, um eine gewünschte axiale Position des zweiten Kolbens 62 entlang der Längsachse 24 zu erreichen. Spezieller ist die elektronische Steuereinheit 80 betreibbar, um den Elektromagnet 78 zu deaktivieren, um zu ermöglichen, dass das magnetorheologische Fluid 54 zwischen der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 strömt, und sie ist ebenso betreibbar, um den Elektromagnet 78 zu aktivieren, um zu verhindern, dass das magnetorheologische Fluid 54 zwischen der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 strömt.
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Ein Verfahren zum Einstellen der Länge der Dämpfungseinrichtung 20 ist ebenso vorgesehen. Das Verfahren umfasst, dass eine gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 detektiert wird. Die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 kann detektiert werden und/oder auf eine beliebige geeignete Weise ermittelt werden, wie beispielsweise durch einen oder mehrere Sensoren, welche die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 direkt überwachen, oder durch Positionssensoren, welche eine relative Position zwischen dem Rad und der Karosserie des Fahrzeugs überwachen und anschließend die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 berechnen. Die elektronische Steuereinheit 80 kann auch eine Änderung in der Position des Rades des Fahrzeugs relativ zu einer Position der Karosserie des Fahrzeugs über der Zeit detektieren, um eine Änderung in der Höhe des Fahrzeugs und dadurch eine Änderung in der gegenwärtigen Länge der Dämpfungseinrichtung 20 zu berechnen. Die elektronische Steuereinheit 80 kann auch eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eine Beschleunigung der Karosserie des Fahrzeugs detektieren, d.h. den Gier-, den Nick- und/oder den Rollwinkel.
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Anschließend wird eine gewünschte Länge der Dämpfungseinrichtung 20 ausgewählt. Die gewünschte Länge kann basierend auf einem oder mehreren Faktoren ausgewählt werden, beispielsweise basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der gegenwärtigen Höhe des Fahrzeugs und/oder der Beschleunigung der Karosserie des Fahrzeugs, ohne auf diese beschränkt zu sein. Beispielsweise kann die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 verringert werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als eine vordefinierte Geschwindigkeitsgrenze ist, die Beschleunigung der Karosserie geringer als eine vordefinierte Beschleunigungsgrenze ist und/oder die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 größer als eine vordefinierte Länge ist. Alternativ kann die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 erhöht werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als die vordefinierte Geschwindigkeitsgrenze ist, die Beschleunigung der Karosserie größer als eine vordefinierte Beschleunigungsgrenze ist und/oder die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 geringer als die vordefinierte Länge ist. Die vordefinierte Geschwindigkeitsgrenze kann eine beliebige Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen, sie ist jedoch vorzugsweise bei einer höheren Geschwindigkeit als eine solche definiert, bei der ein besseres Fahrzeugleistungsverhalten erforderlich wäre. Die vorbestimmte Geschwindigkeitsgrenze kann bei oder in der Nähe von 50 mph (80,47 km/h) definiert sein. Die vordefinierte Beschleunigungsgrenze kann eine beliebige Beschleunigung der Karosserie umfassen, sie ist jedoch vorzugsweise bei einer höheren Beschleunigungsrate definiert, die eine bessere Fahrzeughandhabung erfordert. Die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 kann als eine beliebige Länge in einem einstellbaren Bereich der Dämpfungseinrichtung 20 definiert sein.
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Die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 muss derart gemessen oder ermittelt werden, dass die elektronische Steuereinheit 80 berechnen kann, ob die Dämpfungseinrichtung 20 verlängert oder verkürzt werden sollte, um die gewünschte Länge zu erreichen, und auch, um zu ermitteln, wieviel Anpassung erforderlich ist, um die gewünschte Länge zu erreichen.
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Wenn die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 nicht innerhalb eines vordefinierten Bereichs der gewünschten Länge liegt, dann kann die elektronische Steuereinheit 80 den Elektromagnet 78 deaktivieren, um zu ermöglichen, dass das magnetorheologische Fluid 54 durch den zweiten Fluidkanal 68 des zweiten Kolbens 62 zwischen der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 strömt, um zu ermöglichen, dass sich die zweite Stange 56 entlang der Längsachse 24 bewegt. Beispielsweise kann die elektronische Steuereinheit 80 den Elektromagnet 78 deaktivieren, um die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 einzustellen, wenn die Änderung in der Position des Rades relativ zu der Position der Karosserie über der Zeit größer als die vordefinierte Positionsgrenze ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer als die vordefinierte Geschwindigkeitsgrenze ist und die Beschleunigung der Karosserie geringer als die vordefinierte Beschleunigungsgrenze ist.
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Wenn die gegenwärtige Länge der Dämpfungseinrichtung 20 innerhalb des vordefinierten Bereichs der gewünschten Länge liegt, dann kann die elektronische Steuereinheit 80 den Elektromagnet 78 aktivieren, um die Viskosität des magnetorheologischen Fluids 54 zu erhöhen und zu verhindern, dass das magnetorheologische Fluid 54 zwischen der ersten Hälfte 64 und der zweiten Hälfte 66 der zweiten Druckkammer 28 strömt, um eine axiale Position der zweiten Stange 56 entlang der Längsachse 24 festzuhalten. Die elektronische Steuereinheit 80 kann beispielsweise den Elektromagnet 78 aktivieren, um eine Verstellung der Dämpfungseinrichtung 20 zu verhindern, wenn die Änderung in der Position des Rades relativ zu der Position der Karosserie über der Zeit geringer als die vordefinierte Positionsgrenze ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geringer als die vordefinierte Geschwindigkeitsgrenze ist oder die Beschleunigung der Karosserie größer als die vordefinierte Beschleunigungsgrenze ist.
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Die elektronische Steuereinheit 80 kann das Einfedern des Fahrzeugs verwenden, d.h. dessen Hubschwingung, um die zweite Stange 56 entlang der Längsachse 24 zu bewegen, während der Elektromagnet 78 deaktiviert ist, um die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 einzustellen. Indem das Einfedern des Fahrzeugs verwendet wird, um die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 einzustellen, sind keine äußeren Kraftquellen erforderlich, um das Fahrzeug zur Änderung der Länge der Dämpfungseinrichtung 20 anzuheben und/oder abzusenken. Um das Einfedern des Fahrzeugs zum Einstellen der Länge der Dämpfungseinrichtung 20 zu verwenden, muss die elektronische Steuereinheit 80 die Höhe des Fahrzeugs messen und ermitteln, wann sich das Fahrzeug im obersten Teil des Einfederungszyklus befindet, d.h. an einem hohen Punkt, und wann sich das Fahrzeug im untersten Teil des Einfederungszyklus befindet, d.h. an einem unteren Punkt.
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Um die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 zu verringern, deaktiviert die elektronische Steuereinheit 80 den Elektromagnet 78, wenn sich das Fahrzeug im obersten Teil des Einfederungszyklus befindet, wodurch ermöglicht wird, dass sich die Stange 56 relativ zu dem primären Gehäuse 22 bewegt, um die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 zu verringern, wenn sich das Fahrzeug im Einfederungszyklus abwärts bewegt oder abgesenkt wird. Die elektronische Steuereinheit 80 aktiviert den Elektromagnet 78, um die Position der zweiten Stange 56 relativ zu dem primären Gehäuse 22 festzuhalten, wenn die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 auf die gewünschte Länge verringert ist.
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Um die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 zu erhöhen, deaktiviert die elektronische Steuereinheit 80 den Elektromagnet 78, wenn sich das Fahrzeug im untersten Teil des Einfederungszyklus befindet, wodurch ermöglicht wird, dass sich die zweite Stange 56 relativ zu dem primären Gehäuse 22 bewegt, um die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 zu erhöhen, wenn sich das Fahrzeug im Einfederungszyklus aufwärts bewegt oder angehoben wird. Die elektronische Steuereinheit 80 aktiviert den Elektromagnet 78, um die Position der zweiten Stange 56 relativ zu dem primären Gehäuse 22 festzuhalten, wenn die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 auf die gewünschte Länge erhöht ist.
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Da das Fahrzeug die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 nicht mit jedem Einfederungszyklus auf die gewünschte Länge erhöhen kann, kann es erforderlich sein, die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 iterativ zu erhöhen, d.h. inkrementell, um die gewünschte Länge zu erreichen. Dementsprechend nimmt die Länge der Dämpfungseinrichtung 20 mit jedem Einfederungszyklus um einen Teil der gewünschten Länge zu, bis die gewünschte Länge der Dämpfungseinrichtung 20 erreicht ist.
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Unter Bezugnahme auf 3 und 4 ist eine alternative Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung allgemein bei 120 gezeigt. Die alternative Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 120, die in 3 und 4 gezeigt ist, arbeitet auf die gleiche Weise wie die Dämpfungseinrichtung 20, die in 1 und 2 gezeigt ist, sie ist jedoch anders strukturiert, um eine in axialer Richtung kompaktere Einrichtung zu schaffen. Die Elemente der Dämpfungseinrichtung 20, die mit der alternativen Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 120, die in 3 und 4 gezeigt ist, identisch sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen identifiziert, die in 1 und 2 verwendet werden, und werden nachstehend nicht speziell im Detail beschrieben.
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Die alternative Ausführungsform der Dämpfungseinrichtung 120 umfasst eine zweite Stange, die nachstehend als ein sekundäres Gehäuse 156 bezeichnet wird, das sich entlang der Längsachse 24 erstreckt und konzentrisch um das primäre Gehäuse 22 herum angeordnet ist. Das zweite Gehäuse 156 umfasst und/oder definiert einen hohlen inneren Bereich 190. Der innere Bereich 190 des sekundären Gehäuses 156 definiert und/oder bildet eine zweite Druckkammer 128. Ein zweiter Kolben 162 ist an dem primären Gehäuse 22 befestigt und steht mit einer inneren Fläche 192 des inneren Bereichs 190 des sekundären Gehäuses 156 in Eingriff. Das sekundäre Gehäuse 156 ist relativ zu dem zweiten Kolben 162 sowie über diesen entlang der Längsachse 24 beweglich. Das sekundäre Gehäuse 156 ist in radialer Richtung außerhalb einer äußeren Fläche 194 des primären Gehäuses 22 relativ zu der Längsachse 24 angeordnet. Das sekundäre Gehäuse 156 ist relativ zu dem primären Gehäuse 22 beweglich. Somit bewegt sich das sekundäre Gehäuse 156 entlang der Längsachse 24 über die äußere Fläche 194 des primären Gehäuses 22 und relativ zu dieser. Das magnetorheologische Fluid 54 ist in dem inneren Bereich 190 des sekundären Gehäuses 156 angeordnet.
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Der zweite Kolben 162 teilt die zweite Druckkammer 128 in eine erste Hälfte 164 und eine zweite Hälfte 166. Der zweite Kolben 162 weist einen zweiten Fluidkanal 168 in fluidtechnischer Verbindung mit jeder von der ersten Hälfte 164 und der zweiten Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 auf. Der zweite Kolben 162 ist in das magnetorheologische Fluid 54 eingetaucht. Wenn sich der zweite Kolben 162 in der zweiten Druckkammer 128 bewegt, bewegt sich das magnetorheologische Fluid 54 durch den zweiten Fluidkanal 168 zwischen der ersten Hälfte 164 und der zweiten Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128, um den Druck in jeder von der ersten Hälfte 164 und der zweiten Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 auszugleichen.
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Ein zweiter schwimmender Kolben 170 ist in der zweiten Druckkammer 128 in der ersten Hälfte 164 oder in der zweiten Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 angeordnet. Der zweite schwimmende Kolben 170 teilt die erste Hälfte 164 oder die zweite Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 in eine zweite Fluidkammer 172, die das magnetorheologische Fluid 54 enthält, und eine zweite Gaskammer 174, die Stickstoffgas enthält. Wenn der zweite schwimmende Kolben 170 dementsprechend in der ersten Hälfte 164 der zweiten Druckkammer 128 angeordnet ist, wie es in 3 und 4 gezeigt ist, dann teilt der zweite schwimmende Kolben 170 die erste Hälfte 164 der zweiten Druckkammer 128 in die zweite Fluidkammer 172 und die zweite Gaskammer 174. Wenn der zweite schwimmende Kolben 170 alternativ in der zweiten Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 angeordnet ist, dann teilt der zweite schwimmende Kolben 170 die zweite Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 in die zweite Fluidkammer 172 und die zweite Gaskammer 174.
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Das sekundäre Gehäuse 156 ist relativ zu dem primären Gehäuse 22 beweglich, um eine Länge der Dämpfungseinrichtung 120 einzustellen. Spezieller ist das sekundäre Gehäuse 156 relativ zu dem primären Gehäuse 22 beweglich, um die Länge zwischen einem Befestigungsende 158 des sekundären Gehäuses 156 und dem primären Gehäuse 22 einzustellen. Somit ist die einstellbare Länge der Dämpfungseinrichtung 120 die Länge zwischen dem Befestigungsende 158 des sekundären Gehäuses 156 und dem primären Gehäuse 22, und sie ist nicht die Länge zwischen dem äußeren Ende 38 der ersten Stange 34 und dem Befestigungsende 158 des sekundären Gehäuses 156.
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Wie es in 3 und 4 gezeigt ist, ist ein Elektromagnet 178 in der zweiten Druckkammer 128 angeordnet und an dem zweiten Kolben 162 in der zweiten Druckkammer 128 befestigt. Es ist jedoch einzusehen, dass der Elektromagnet 178 an einer beliebigen anderen Relativposition angeordnet sein kann, die ermöglicht, dass der Elektromagnet 178 das Magnetfeld an das magnetorheologische Fluid 54 anlegt.
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Das magnetorheologische Fluid 54 kann in Abwesenheit des Magnetfelds des Elektromagneten 178 durch den zweiten Fluidkanal 168 des zweiten Kolbens 162 zwischen der ersten Hälfte 164 und der zweiten Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 strömen. In Ansprechen auf das angelegte Magnetfeld nimmt die Viskosität des magnetorheologischen Fluids 54 zu, wodurch verhindert wird, dass das magnetorheologische Fluid 54 durch den zweiten Fluidkanal 168 zwischen der ersten Hälfte 164 und der zweiten Hälfte 166 der zweiten Druckkammer 128 strömt, wodurch im Wesentlichen eine Bewegung des zweiten Kolbens 162 in der zweiten Druckkammer 128 verhindert wird und wodurch die Position des sekundären Gehäuses 156 relativ zum primären Gehäuse 22 befestigt und die Länge der Dämpfungseinrichtung 120 definiert wird.
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Die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren sollen die Erfindung stützen und beschreiben, der Umfang der Erfindung ist jedoch ausschließlich durch die Ansprüche definiert. Obgleich einige der besten Weisen und andere Ausführungsformen zum Ausführen der beanspruchten Erfindung im Detail beschrieben wurden, existieren verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zum Ausüben der Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
