DE112009001375T5

DE112009001375T5 - Genestetes Hochgeschwindigkeits-Rückschlagventil

Info

Publication number: DE112009001375T5
Application number: DE112009001375T
Authority: DE
Inventors: Timothy Lake Forest Bombrys; Darrell Lake Forest Breese; Gary Lake Forest Groves; Karl Lake Forest Kazmirski; Daniel Lake Forest Keil; Matthew Lake Forest Roessle; Ben Lake Forest Schaller; Matthew Lake Forest Schelosky; Jim Lake Forest Szymusiak
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2009-06-05
Publication date: 2011-04-14
Also published as: US8297418B2; JP5563136B2; KR101622685B1; BRPI0913596A2; JP5420646B2; CN103256335B; CN103291823A; CN103256335A; CN102057180A; US8511446B2; US20120292144A1; RU2519328C2; CN103291823B; US8714320B2; WO2009149331A2; CN103277447A; KR101629307B1; JP2011523000A; JP2014013085A; JP5669901B2

Abstract

Stoßdämpfer, enthaltend:
ein Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet;
einen innerhalb der Arbeitskammer angeordneten Kolbenkörper, welcher Kolbenkörper die Arbeitskammer in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer teilt, wobei der Kolben einen Druckstufen Kolbenkanal und einen Zugstufen-Kolbenkanal bildet;
eine an dem Kolbenkörper angebrachte Kolbenstange, welche Kolbenstange durch ein Ende des Druckrohrs verläuft;
eine erste Ventilanordnung, die mit dem Kolbenkörper in Eingriff steht;
eine zweite Ventilanordnung, die mit dem Kolbenkörper in Eingriff steht; und
ein an der Kolbenstange angebrachtes, für die Kolbengeschwindigkeit empfindliches Ventil, welches für die Kolbengeschwindigkeit empfindliche Ventil ansprechend auf eine erste vorbestimmte Geschwindigkeit des Kolbenkörpers relativ zu dem Druckrohr zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemeine hydraulische Dämpfer zur Verwendung in Aufhängungssystemen, wie etwa einem für Kraftfahrzeuge verwendeten Aufhängungssystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung Hochgeschwindigkeits-Ventilanordnungen, welche in Kolbenanordnungen und/oder Basisventilanordnungen integriert werden können.
HINTERGRUND
Die Angaben in diesem Abschnitt sind lediglich Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung und bilden keinen Stand der Technik.
Stoßdämpfer werden in Verbindung mit Kraftfahrzeug-Aufhängungssystemen und anderen Aufhängungssystemen verwendet, um unerwünschte Vibrationen zu absorbieren, die während der Bewegung des Aufhängungssystems auftreten. Um diese unerwünschten Vibrationen zu absorbieren, sind Kraftfahrzeugstoßdämpfer allgemein zwischen den gefederten (Karosserie) und den ungefederten (Aufhängung/Fahrwerk) Massen des Fahrzeugs verbunden.
Der gebräuchlichste Stoßdämpfertyp für Kraftfahrzeuge ist der hydraulische Rohrdämpfer, bei dem es sich entweder um eine Einrohrkonstruktion oder eine Doppelrohrkonstruktion handeln kann. Bei der Einrohrkonstruktion ist ein Kolben innerhalb eines Druckrohres angeordnet und mit der gefederten Masse des Fahrzeugs durch eine Kolbenstange verbunden. Das Druckrohr ist mit der ungefederten Fahrzeugmasse verbunden. Der Kolben teilt das Druckrohr in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer. Der Kolben enthält Druckstufen-Ventile, welche den Durchfluss von Dämpfungsfluid von der unteren Arbeitskammer in die obere Arbeitskammer während eines Druckstufenhubes begrenzen, und Zugstufen-Ventile, welche den Durchfluss von Dämpfungsfluid von der oberen Arbeitskammer in die untere Arbeitskammer während eines Zugstufen- oder Ausfederungshubes begrenzen. Da die Druckstufen-Ventile und die Zugstufen-Ventile die Fähigkeit haben, den Durchfluss von Dämpfungsfluid zu begrenzen, kann der Stoßdämpfer eine Dämpfungskraft entwickeln, die den Vibrationen entgegenwirkt, welche andernfalls von den ungefederten Massen auf die gefederten Massen übertragen würden.
In einem Zweirohrstoßdämpfer ist ein Fluidreservoir zwischen dem Druckrohr und einem Behälterrohr gebildet, welches um das Druckrohr angeordnet ist. Eine Bodenventilanordnung ist zwischen der unteren Arbeitskammer und dem Fluidreservoir angeordnet, um den Durchfluss des Dämpfungsfluids zu regeln. Die Druckstufen-Ventile des Kolbens werden zu der Bodenventilanordnung bewegt und werden durch eine Druckstufen-Rückschlagventilanordnung ersetzt. Zusätzlich zu den Druckstufen-Ventilen enthält die Bodenventilanordnung eine Zugstufen-Rückschlagventilanordnung. Die Druckstufen-Ventile der Bodenventilanordnung erzeugen die Dämpfungskraft während eines Druckstufenhubes und die Zugstufen-Ventile des Kolbens erzeugen die Dämpfungskraft während eines Zugstufen- oder Ausfederungshubes. Sowohl die Druckstufen- als auch die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung erlauben den Fluidfluss in eine Richtung, verhindern jedoch den Fluidfluss in die entgegengesetzte Richtung; sie sind jedoch so konstruiert, dass sie keine Dämpfungskraft erzeugen.
KURZBESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung ist auf einen Stoßdämpfer gerichtet, der Hochgeschwindigkeits-Ventilanordnungen sowohl in der Kolbenanordnung als auch der Bodenventilanordnung enthält. Die Hochgeschwindigkeits-Ventilanordnung enthält Ventile, welche den Durchflussquerschnitt während Hochgeschwindigkeitsbewegungen des Hydraulikfluids reduzieren.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hier vorgelegten Beschreibung deutlich. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezifische Beispiele nur zum Zweck der Veranschaulichung dienen und nicht den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einschränken sollen.
ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich dem Zweck der Veranschaulichung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise ein schränken.
1 ist eine schematische Darstellung, eines typischen Kraftfahrzeugs, welches die einzigartige Bodenventilanordnung gemäß vorliegende Offenbarung enthält;
2 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Offenbarung;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Kolbenanordnung;
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Bodenventilanordnung;
5 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Stoßdämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 5 gezeigten Kolbenanordnung;
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 5 gezeigten Bodenventilanordnung;
8 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Stoßdämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 8 gezeigten Kolbenanordnung
10 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Stoßdämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 10 gezeigten Kolbenanordnung;
12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 10 gezeigten Bodenventilanordnung;
13 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Stoßdämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
14 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 13 gezeigten Kolbenanordnung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die erfindungsgemäße Offenbarung, Anmeldung oder Verwendung nicht einschränken.
In den Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist in 1 ein Fahrzeug dargestellt, welches ein Aufhängungssystem enthält, das Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Offenbarung aufweist und welches allgemein mit Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Das Fahrzeug 10 enthält eine hintere Aufhängung 12, eine vordere Aufhängung 14 und eine Karosserie 16. Die hintere Aufhängung 12 hat eine quer verlaufende Hinterachsanordnung (nicht dargestellt), die dafür ausgelegt ist, ein Paar Hinterräder 18 des Fahrzeugs 10 funktionsfähig zu halten. Die Hinterachsanordnung ist mit der Karosserie 16 über ein Paar Stoßdämpfer 20 und ein Paar Schraubenfedern 22 funktionsfähig verbunden. In ähnlicher Weise enthält die vordere Aufhängung 14 eine quer verlaufende Vorderachsanordnung (nicht dargestellt), die ein Paar Vorderräder 24 des Fahrzeugs 10 funktionsfähig trägt. Die Vorderachsanordnung ist mit der Karosserie 16 mittels eines zweiten Paares Stoßdämpfer 26 und über ein Paar Schraubenfedern 28 funktionsfähig verbunden. Die Stoßdämpfer 20 und 26 dienen dazu, die Relativbewegung der ungefederten Masse (das heißt der vorderen und der hinteren Aufhängung 12 bzw. 14) und der gefederten Masse (das heißt der Karosserie 16) des Fahrzeugs 10 zu dämpfen. Während das Fahrzeug 10 als Personenkraftwagen mit einer vorderen und einer hinteren Achsanordnung dargestellt wurde, können die Stoßdämpfer 20 und 26 mit anderen Fahrzeugtypen oder in anderen Anwendungsarten verwendet werden, beispielsweise bei Fahrzeugen, die unabhängige vordere und/oder unabhängige hintere Aufhängungssysteme aufweisen. Ferner soll sich der Begriff ”Stoßdämpfer” in seiner Verwendung hierin auf Dämpfer im Allgemeinen beziehen und schließt somit McPherson-Federbeine ein.
In 2 ist der Stoßdämpfer 20 im Detail dargestellt. Während 2 nur einen Stoßdämpfer 20 gezeigt, versteht es sich, dass der Stoßdämpfer 26 ebenfalls die nachstehend für den Stoßdämpfer 20 beschriebenen Ventilanordnungen einschließt. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet sich vom Stoßdämpfer 20 nur in der Weise, wie er für die Verbindung mit der gefederten und der ungefederten Masse des Fahrzeugs 10 ausgelegt ist. Der Stoßdämpfer 20 enthält ein Druckrohr 30, eine Kolbenanordnung 32, eine Kolbenstange 34, einen Reservoirrohr 36 und eine Bodenventilanordnung 38.
Das Druckrohr 30 bildet eine Arbeitskammer 42. Die Kolbenanordnung 32 ist innerhalb des Druckrohrs 30 verschieblich angeordnet und teilt die Arbeitskammer 42 in eine obere Arbeitskammer 44 und eine untere Arbeitskammer 46. Eine Dichtung 48 ist zwischen der Kolbenanordnung 32 und dem Druckrohr 30 so angeordnet, dass sie die Schiebebewegung der Kolbenanordnung 32 relativ zu dem Druckrohr 30 ohne Erzeugung übermäßiger Reibungskräfte sowie die Abdichtung der oberen Arbeitskammer 44 gegenüber der unteren Arbeitskammer 46 ermöglicht. Die Kolbenstange 34 ist an der Kolbenanordnung 32 angebracht und verläuft durch die obere Arbeitskammer 44 und durch eine obere Abschlusskappe 50, welche das obere Ende des Druckrohrs 30 verschließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Abschlusskappe 50, dem Reservoirrohr 36 und der Kolbenstange 34 ab. Das der Kolbenanordnung 32 entgegengesetzte Ende der Kolbenstange 34 ist dafür ausgelegt, an dem gefederten Abschnitt des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Die Ventile in der Kolbenanordnung 32 steuern die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der unteren Arbeitskammer 46 während der Bewegung der Kolbenanordnung 32 innerhalb des Druckrohrs 30. Da die Kolbenstange 34 nur durch die obere Arbeitskammer 44 und nicht durch die untere Arbeitskammer 46 verläuft, verursacht die Bewegung der Kolbenanordnung 32 relativ zum Druckrohr 30 eine Differenz zwischen der in der oberen Arbeitskammer 44 verdrängten Fluidmenge und der in der unteren Arbeitskammer 46 verdrängten Fluidmenge. Die Differenz der verdrängten Fluidmenge ist als das ”Kolbenstangenvolumen” bekannt und diese fließt durch die Bodenventilanordnung 38.
Das Reservoirrohr 36 umgibt das Druckrohr 30 und bildet eine Fluidreservoirkammer 52, die zwischen den Rohren 30 und 36 angeordnet ist. Das untere Ende des Reservoirrohrs 36 ist durch eine Abschlusskappe 54 geschlossen, die zur Verbindung mit dem ungefederten Teil des Fahrzeugs 10 ausgelegt ist. Das obere Ende des Reservoirrohrs 36 ist mit der oberen Abschlusskappe 50 verbunden. Die Bodenventilanordnung 38 ist zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 angeordnet, um den Fluidfluss zwischen den Kammern 46 und 52 zu steuern. Wenn der Stoßdämpfer 20 in der Länge ausgefahren wird, wird in der unteren Arbeitskammer 46 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts ein zusätzliches Fluidvolumen benötigt. Somit fließt Fluid durch die Bodenventilanordnung 38 aus der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer, wie nachfolgend im Detail erläutert wird.
Wie 3 zeigt, enthält die Kolbenanordnung 32 einen Ventilkörper 60, eine Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 62 und eine Zugstufen-Ventilanordnung 64. Die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 62 ist an einem Absatz 66 in der Kolbenstange 34 montiert. Der Ventilkörper 60 ist an der Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 62 montiert und die Zugstufen-Ventilanordnung 64 ist an dem Ventilkörper 60 montiert. Eine Mutter 68 sichert diese Bauteile an der Kolbenstange 34. Der Ventilkörper 60 bildet eine Vielzahl von Druckstufenkanälen 70 und eine Vielzahl von Zugstufenkanälen 72.
Die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 62 umfasst eine Aufnahme 80, eine Ventilscheibe 82 und eine Feder 84. Die Aufnahme 80 liegt an einem Ende an dem Absatz 66 an und am anderen Ende an dem Ventilkörper 60. Die Ventilscheibe 82 liegt an dem Ventilkörper 60 an und schließt die Druckstufenkanäle 70. Die Ventilscheibe 82 bildet eine Vielzahl von Öffnungen 86, welche die Zugstufenkanäle 72 offen lassen. Die Feder 84 ist zwischen der Aufnahme 80 und der Ventilscheibe 82 so angeordnet, dass sie die Ventilscheibe 82 gegen den Ventilkörper 60 vorspannt. Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 46 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluiddrucks auf die Ventilscheibe 82 verursacht. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 82 die Vorspannlast der Feder 84 überschreitet, trennt sich die Ventilscheibe 82 von dem Ventilkörper 60 und öffnet die Druckstufenkanäle 70, so dass Fluid aus der unteren Arbeitskammer 46 in die obere Arbeitskammer 44 fließen kann. Typischerweise übt die Feder 84 nur eine leichte Vorspannlast auf die Ventilscheibe 82 aus und die Druckstufen Rückschlagventilanordnung 62 wirkt als ein Rückschlagventil zwischen den Kammern 46 und 44. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 20 während eines Druckstufenhubes wird durch die Basisventilanordnung 38 gesteuert, welche den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 in die Reservoirkammer 52 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts aufnimmt. Während eines Zugstufenhubes sind die Druckstufenkanäle 70 durch die Ventilscheibe 82 geschlossen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 64 weist eine Vielzahl von Ventilscheiben 90 und eine geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 92 auf. Die Vielzahl der Ventilscheiben 90 ist sandwichartig zwischen dem Ventilkörper 60 und der Mutter 68 angeordnet, um die Vielzahl der Zugstufenkanäle 72 zu schließen. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 92 ist unter der Ventilscheibe 82 der Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 62 auf der der Vielzahl von Ventilscheiben 90 entgegengesetzten Seite des Ventilkörpers 60 genestet angeordnet. Wenn auf die Ventilscheiben 90 Fluiddruck ausgeübt wird, werden sie an ihrem äußeren Umfangsrand elastisch ausgelenkt, um so die Zugstufen-Ventilanordnung 64 zu öffnen.
Während eines Zugstufenhubes wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 44 druckbeaufschlagt, wodurch das Fluid auf die Ventilscheiben 90 einwirkt. Wenn der auf die Ventilscheiben 90 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 90 überschreitet, werden die Ventilscheiben 90 elastisch ausgelenkt und öffnen die Zugstufenkanäle 72, so dass Fluid von der oberen Arbeitskammer 44 durch die Öffnungen 86 an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92 vorbei durch die Zugstufenkanäle 72 und in die untere Arbeitskammer 46 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 90 und die Größe der Zugstufenkanäle 72 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 20 in der Zugstufe. Wenn der Fluidfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Fluss zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92 und dem Ventilkörper 60 eingeschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der oberen Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92 nun höher ist als der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92, wird die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 92 zum Ventilkörper 60 hin ausgelenkt. Schließlich tritt zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92 und dem Ventilkörper 60 eine Berührung auf, wodurch eine geschlossene Position geschaffen wird. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 92 berührt einen Scheibensitz 94, der eine unterbrochene Geometrie hat, und in der geschlossenen Position ist der gesamte Durchflussquerschnitt durch den unterbrochenen Scheibensitz 94 so konstruiert, dass er geringer als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Zugstufenkanäle 72 ist. Wenn somit die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 92 schließt, wird der Durchflussquerschnitt reduziert und die erzeugte Dämpfungskraft gesteigert. Während der Scheibensitz 94 als unterbrochen dargestellt ist, um einen Durchfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92 vorbei zuzulassen, liegt es innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung, einen durchgehenden Scheibensitz 94 bereitzustellen und eine Vielzahl von Durchflussöffnungen in der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 92 zu bilden.
Wie 4 zeigt, enthält die Bodenventilanordnung 38 einen Ventilkörper 100, eine Einlass- oder Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 102, eine Druckstufen-Ventilanordnung 104, einen Haltebolzen 106 und eine Haltemutter 108. Der Ventilkörper 100 ist an dem Druckrohr 30 und der Abschlusskappe 54 durch Presspassung oder durch andere nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren befestigt. Die Abschlusskappe 54 ist an dem Reservoirrohr 36 befestigt und bildet eine Vielzahl von Fluidkanälen 110, welche die Verbindung zwischen der Reservoirkammer 52 und der Bodenventilanordnung 38 ermöglichen. Der Ventilkörper 100 hat eine Vielzahl von Einlass- oder Zugstufenfluidkanälen 112, eine Vielzahl von Druckstufenfluidkanälen 114 und eine zentrale Bohrung 116. Der Haltebolzen 106 verläuft durch die zentrale Bohrung 116 und steht im Gewindeeingriff mit der Haltemutter 108, um sowohl die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 102 als auch die Druckstufen-Ventilanordnung 104 an dem Ventilkörper 100 zu befestigen. Obgleich 4 den Haltebolzen 106 und die Haltemutter 108 zeigt, können auch andere Aufnahmeeinrichtungen, wozu ohne Einschränkung ein Ventilschaft zählt, verwendet werden.
Die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 102 enthält die Haltemutter 108, eine Ventilscheibe 122 und eine Feder 124. Die Ventilscheibe 122 liegt an dem Ventilkörper 100 an und verschließt die Zugstufenfluidkanäle 112. Die Ventilscheibe 122 hat eine Vielzahl von Öffnungen 126, welche die Druckstufenfluidkanäle 114 offen lassen. Die Feder 124 ist zwischen der Haltemutter 108 und der Ventilscheibe 122 angeordnet, so dass sie die Ventilscheibe 122 gegen den Ventilkörper 100 vorspannt. Während des Zugstufenhubes wird der Druck des Fluids in der unteren Arbeitskammer 46 verringert, wodurch der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 auf die Ventilscheibe 122 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 122 die Vorspannkraft der Feder 124 überwindet, trennt sich die Ventilscheibe von dem Ventilkörper 100 und öffnet die Zugstufenfluidkanäle 112, so dass Fluid von der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließen kann. Typischerweise übt die Feder 124 nur eine geringe Vorspannlast auf die Ventilscheibe 122 aus und die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 102 wirkt als ein Rückschlagventil zwischen den Kammern 52 und 46. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 20 während eines Zugstufenhubes wird durch die Kolbenanordnung 32 gesteuert, welche den Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 44 in die untere Arbeitskammer 46 wie vorstehend im Detail beschrieben aufnimmt. Während eines Druckstufenhubes sind die Zugstufenfluidkanäle 112 durch die Ventilscheibe 122 geschlossen.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 104 enthält eine Vielzahl von Ventilscheiben 130 und eine geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 132. Die Vielzahl der Ventilscheiben 130 ist sandwichartig zwischen den Ventilkörper 100 und den Haltebolzen 106 gelegt, so dass sie die Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 114 schließt. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 132 ist unterhalb der Ventilscheibe 122 der Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 102 auf der der Vielzahl der Ventilscheiben 130 entgegengesetzten Seite des Ventilkörpers 100 genestet angeordnet. Wenn an die Ventilscheiben 130 Druck angelegt wird, werden sie an ihrem äußeren Umfangsrand elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufen-Ventilanordnung 104.
Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 46 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluids gegen die Ventilscheiben 130 bewirkt. Wenn der gegen die Ventilscheiben 130 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 130 übersteigt, werden die Ventilscheiben 130 elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufenfluidkanäle 114, so dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Öffnungen 126 an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 132 vorbei durch die Druckstufenfluidkanäle 114 in die Reservoirkammer 52 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 130 und die Größe der Druckstufenfluidkanäle 114 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 20 in der Druckstufe. Wenn der Fluidfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 132 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Durchfluss zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 132 und dem Ventilkörper 100 beschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 132 nun höher ist als der Druck auf der Seite der Reservoirkammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 132, wird die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 132 zu dem Ventilkörper 100 hin ausgelenkt. Schließlich kommt die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 132 in Kontakt mit dem Ventilkörper 100, so dass eine geschlossene Position entsteht. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 132 kommt in Kontakt mit einem Scheibensitz 134, der durchgehend ist, und die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe bildet eine Vielzahl von Durchflussöffnungen 136, und in der geschlossenen Position ist der gesamte Durchflussquerschnitt durch die Öffnungen 136 so konstruiert, dass er geringer ist als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 114. Wenn sich somit die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 133 schließt, wird der Durchflussquerschnitt verringert und die sich entwickelnde Dämpfungskraft nimmt zu.
In 5 ist ein Stoßdämpfer 220 im Detail dargestellt. Während 5 nur den Stoßdämpfer 220 zeigt, versteht es sich, dass der Stoßdämpfer 26 auch die nachstehend für den Stoßdämpfer 220 beschriebenen Ventilanordnungen enthalten kann. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet sich von dem Stoßdämpfer 220 nur in der Weise, in der er zur Verbindung mit den gefederten und ungefederten Massen des Fahrzeugs 10 angepasst ist. Der Stoßdämpfer 220 enthält ein Druckrohr 230, eine Kolbenanordnung 232, eine Kolbenstange 234, ein Reservoirrohr 236 und eine Bodenventilanordnung 238.
Das Druckrohr 230 bildet eine Arbeitskammer 242. Die Kolbenanordnung 232 ist verschieblich in dem Druckrohr 230 angeordnet und teilt die Arbeitskammer 242 in eine obere Arbeitskammer 244 und eine untere Arbeitskammer 246. Eine Dichtung 248 ist zwischen der Kolbenanordnung 232 und dem Druckrohr 230 angeordnet, um die Schiebebewegung der Kolbenanordnung 232 relativ zu dem Druckrohr 230 zu erlauben, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 244 gegen die untere Arbeitskammer 246 abzudichten. Die Kolbenstange 234 ist an der Kolbenanordnung 232 befestigt und verläuft durch die obere Arbeitskammer 244 und durch eine obere Abschlusskappe 250, die das obere Ende des Druckrohrs 230 verschließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Abschlusskappe 52, dem Reservoirrohr 236 und der Kolbenstange 234 ab. Das der Kolbenanordnung 232 entgegengesetzte Ende der Kolbenstange 234 ist dafür ausgelegt, an dem gefederten Abschnitt des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Die Ventile in der Kolbenanordnung 232 steuern die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 244 und der unteren Arbeitskammer 246 während der Bewegung der Kolbenanordnung 232 innerhalb des Druckrohrs 230. Da die Kolbenstange 234 nur durch die obere Arbeitskammer 244 und nicht durch die untere Arbeitskammer 246 verläuft, verursacht die Bewegung der Kolbenanordnung 232 relativ zum Druckrohr 230 eine Differenz zwischen der in der oberen Arbeitskammer 244 verdrängten Fluidmenge und der in der unteren Arbeitskammer 246 verdrängten Fluidmenge. Die Differenz der verdrängten Fluidmenge ist als das ”Kolbenstangenvolumen” bekannt und dieses fließt durch die Bodenventilanordnung 238.
Das Reservoirrohr 236 umgibt das Druckrohr 230 und bildet eine Fluidreservoirkammer 252, die zwischen den Rohren 230 und 236 angeordnet ist. Das untere Ende des Reservoirrohrs 236 ist durch eine Abschlusskappe 254 geschlossen, die zur Verbindung mit dem ungefederten Teil des Fahrzeugs 10 ausgelegt ist. Das obere Ende des Reservoirrohrs 236 ist mit der oberen Abschlusskappe 250 verbunden. Die Bodenventilanordnung 238 ist zwischen der unteren Arbeitskammer 246 und der Reservoirkammer 252 angeordnet, um den Fluidfluss zwischen den Kammern 246 und 252 zu steuern. Wenn der Stoßdämpfer 220 in der Länge ausgefahren wird, wird in der unteren Arbeitskammer 246 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts ein zusätzliches Fluidvolumen benötigt. Somit fließt Fluid durch die Bodenventilanordnung 238 aus der Reservoirkammer 252 zu der unteren Arbeitskammer 246, wie nachfolgend im Detail erläutert wird. Wenn der Stoßdämpfer 220 in der Länge zusammen geschoben wird, muss aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts überschüssiges Fluid aus der unteren Arbeitskammer 246 entfernt werden. Somit fließt Fluid aus der unteren Arbeitskammer 246 durch die Bodenventilanordnung 238 in die Reservoirkammer 252, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird.
Wie 6 zeigt, enthält die Kolbenanordnung 232 einen Ventilkörper 260, eine Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 262 und eine Zugstufen-Ventilanordnung 264. Die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 262 ist an einem Absatz 266 in, der Kolbenstange 234 montiert. Der Ventilkörper 260 ist an der Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 262 montiert und die Zugstufen-Ventilanordnung 264 ist an dem Ventilkörper 260 montiert. Eine Mutter 268 sichert diese Bauteile an der Kolbenstange 234. Der Ventilkörper 260 bildet eine Vielzahl von Druckstufenkanälen 270 und eine Vielzahl von Zugstufenkanälen 272.
Die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 262 umfasst eine Aufnahme 280, eine Ventilscheibe 282 und einen Abstandhalter 284. Die Aufnahme 280 liegt an einem Ende an dem Absatz 266 und der Abstandhalter 284 liegt am anderen Ende an dem Ventilkörper 260 an. Die Ventilscheibe 282 liegt an dem Ventilkörper 260 an und schließt die Druckstufenkanäle 270. Die Ventilscheibe 282 bildet eine Vielzahl von Öffnungen 286, welche die Zugstufenkanäle 272 offen lassen. Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 246 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluiddrucks auf die Ventilscheibe 282 verursacht. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 282 die Biegelast der Ventilscheibe 282 überschreitet, wird die Ventilscheibe 282 ausgelenkt, so dass sie sich von dem Ventilkörper 260 trennt und die Druckstufenkanäle 270 öffnet, so dass Fluid aus der unteren Arbeitskammer 246 in die obere Arbeitskammer 244 fließen kann. Typischerweise übt die Ventilscheibe 282 nur eine leichte Vorspannlast auf dem Kolbenkörper 260 aus und die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 262 wirkt als ein Rückschlagventil zwischen den Kammern 246 und 244. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 220 während eines Druckstufenhubes wird durch die Bodenventilanordnung 238 gesteuert, welche den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 246 in die Reservoirkammer 252 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts aufnimmt. Während eines Zugstufenhubes sind die Druckstufenkanäle 270 durch die Ventilscheibe 282 geschlossen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 264 weist eine Vielzahl von Ventilscheiben 290 und eine geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 292 auf. Die Vielzahl der Ventilscheiben 290 ist sandwichartig zwischen dem Ventilkörper 260 und der Mutter 268 angeordnet, um die Vielzahl der Zugstufenkanäle 272 zu schließen. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 292 ist oberhalb der Ventilscheibe 282 der Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 262 auf der der Vielzahl von Ventilscheiben 290 entgegengesetzten Seite des Ventilkörpers 260 genestet angeordnet. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 292 bildet eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen 294, die den Fluidfluss ermöglichen, wenn die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 292 in ihrer geschlossenen Position ist. Wenn auf die Ventilscheiben 290 Fluiddruck ausgeübt wird, werden sie an ihrem äußeren Umfangsrand elastisch ausgelenkt, um so die Zugstufen-Ventilanordnung 264 zu öffnen.
Während eines Zugstufenhubes wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 244 druckbeaufschlagt, wodurch das Fluid auf die Ventilscheiben 290 einwirkt. Wenn der auf die Ventilscheiben 290 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 290 überschreitet, werden die Ventilscheiben 290 elastisch ausgelenkt und öffnen die Zugstufenkanäle 272, so dass Fluid von der oberen Arbeitskammer 244 durch die Öffnungen 286 an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 292 vorbei durch die Zugstufenkanäle 272 und in die untere Arbeitskammer 246 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 290 und die Größe der Zugstufenkanäle 272 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 220 bei der Zugstufe. Wenn der Fluidfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 292 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Fluss zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 292 und dem Ventilkörper 260 eingeschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der oberen Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 292 nun höher ist als der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 292, wird die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 292 zum Ventilkörper 260 hin ausgelenkt. Schließlich tritt zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 292 und der Ventilscheibe 282 eine Berührung auf, wodurch eine geschlossene Position geschaffen wird. Der gesamte Durchflussquerschnitt durch die Öffnungen 294 der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 292 ist so konstruiert, dass er geringer als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Zugstufenkanäle 272 ist. Wenn somit die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 292 schließt, wird der Durchflussquerschnitt reduziert und die erzeugte Dämpfungskraft gesteigert.
Wie 7 zeigt, enthält die Bodenventilanordnung 238 einen Ventilkörper 300, eine Einlass- oder Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 302, eine Druckstufen-Ventilanordnung 304, einen Haltebolzen 306 und eine Haltemutter 308. Der Ventilkörper 300 ist an dem Druckrohr 230 und der Abschlusskappe 254 durch Presspassung oder durch andere nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren befestigt. Die Abschlusskappe 254 ist an dem Reservoirrohr 236 befestigt und bildet eine Vielzahl von Fluidkanälen 310, welche die Verbindung zwischen der Reservoirkammer 252 und der Bodenventilanordnung 238 ermöglichen. Der Ventilkörper 300 hat eine Vielzahl von Einlass- oder Zugstufenfluidkanälen 312, eine Vielzahl von Druckstufenfluidkanälen 314 und eine zentrale Bohrung 318. Der Haltebolzen 306 verläuft durch die zentrale Bohrung 318 und steht im Gewindeeingriff mit der Haltemutter 308, um sowohl die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 302 als auch die Druckstufen-Ventilanordnung 304 an dem Ventilkörper 300 zu befestigen. Obgleich 7 den Haltebolzen 306 und die Haltemutter 308 zeigt, können auch andere Aufnahmeeinrichtungen, wozu ohne Einschränkung ein Ventilschaft zählt, verwendet werden.
Die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 302 enthält die Haltemutter 308, eine Ventilscheibe 322 und einen Abstandhalter 324. Die Ventilscheibe 322 liegt an dem Ventilkörper 300 an und verschließt die Zugstufenfluidkanäle 312. Die Ventilscheibe 322 hat eine Vielzahl von Öffnungen 326, welche die Druckstufenfluidkanäle 314 offen lassen. Der Abstandhalter 324 ist zwischen dem Ventilkörper 300 und der Ventilscheibe 322 angeordnet, so dass er die Ventilscheibe 322 gegen den Ventilkörper 300 vorspannt. Während des Zugstufenhubes wird der Druck des Fluids in der unteren Arbeitskammer 246 verringert, wodurch der Fluiddruck in der Reservoirkammer 252 auf die Ventilscheibe 322 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 322 die Biegelast der Ventilscheibe 322 überwindet, wird die Ventilscheibe 322 ausgelenkt und trennt sich von dem Ventilkörper 300, so dass sie die die Zugstufenfluidkanäle 312 freigibt, so dass Fluid von der Reservoirkammer 252 in die untere Arbeitskammer 246 fließen kann. Typischerweise übt die Biegelast für die Ventilscheibe 322 nur eine geringe Vorspannlast auf die Ventilscheibe 322 aus und die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 302 wirkt als ein Rückschlagventil zwischen den Kammern 252 und 246. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 220 während eines Zugstufenhubes wird durch die Kolbenanordnung 232 gesteuert, welche den Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 244 in die untere Arbeitskammer 246 wie vorstehend im Detail beschrieben aufnimmt. Während eines Druckstufenhubes sind die Zugstufenfluidkanäle 312 durch die Ventilscheibe 322 geschlossen.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 304 enthält eine Vielzahl von Ventilscheiben 330 und eine geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 332. Die Vielzahl der Ventilscheiben 330 ist sandwichartig zwischen den Ventilkörper 300 und den Haltebolzen 306 gelegt, so dass sie die Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 314 schließt. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 332 ist oberhalb der Ventilscheibe 322 der Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 302 auf der der Vielzahl der Ventilscheiben 330 entgegengesetzten Seite des Ventilkörpers 300 genestet angeordnet. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 332 weist eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen 334 auf, welche den Fluidfluss erlauben, wenn die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 332 in ihrer geschlossenen Position ist. Wenn an die Ventilscheiben 330 Druck angelegt wird, werden sie an ihrem äußeren Umfangsrand elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufen-Ventilanordnung 304.
Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 246 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluids gegen die Ventilscheiben 330 bewirkt. Wenn der gegen die Ventilscheiben 330 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 330 übersteigt, werden die Ventilscheiben 330 elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufenfluidkanäle 314, so dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 246 durch die Öffnungen 326 an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 332 vorbei durch die Druckstufenfluidkanäle 314 in die Reservoirkammer 252 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 330 und die Größe der Druckstufenfluidkanäle 314 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 220 bei der Druckstufe. Wenn der Fluidfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 332 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Durchfluss zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 332 und dem Ventilkörper 300 beschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 332 nun höher ist als der Druck auf der Seite der Reservoirkammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 332, wird die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 332 zu dem Ventilkörper 300 hin ausgelenkt. Schließlich kommt die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 332 mit der Ventilscheibe 322 in Kontakt, so dass eine geschlossene Position entsteht. Der gesamte Durchflussquerschnitt durch die Öffnungen 334 der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 332 ist so konstruiert, dass er geringer ist als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 314. Wenn sich somit die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 332 schließt, wird der Durchflussquerschnitt verringert und die sich entwickelnde Dämpfungskraft nimmt zu.
8 zeigt einen Stoßdämpfer 420 im Detail. Der Stoßdämpfer 420 ist eine Einrohrkonstruktion. Während 8 nur den Stoßdämpfer 420 darstellt, versteht es sich, dass auch der Stoßdämpfer 26 die nachstehend für den Stoßdämpfer 420 beschriebene Ventilanordnung enthalten kann. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet sich von dem Stoßdämpfer 420 nur in der Weise, wie er für die Verbindung mit den gefederten und ungefederten Massen des Fahrzeugs 10 ausgelegt ist. Der Stoßdämpfer 420 enthält ein Druckrohr 430, eine Kolbenanordnung 432 und eine Kolbenstange 434.
Das Druckrohr 430 bildet eine Arbeitskammer 442. Die Kolbenanordnung 432 ist verschieblich in dem Druckrohr 430 angeordnet und teilt die Arbeitskammer 442 in eine obere Arbeitskammer 444 und eine untere Arbeitskammer 446. Eine Dichtung 448 ist zwischen der Kolbenanordnung 432 und dem Druckrohr 430 angeordnet, um die Schiebebewegung der Kolbenanordnung 432 relativ zu dem Druckrohr 430 zu erlauben, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 444 gegen die untere Arbeitskammer 446 abzudichten. Die Kolbenstange 434 ist an der Kolbenanordnung 432 befestigt und verläuft durch die obere Arbeitskammer 4244 und durch eine obere Abschlusskappe 450, die das obere Ende des Druckrohrs 430 verschließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Abschlusskappe 450, dem Reservoirrohr 436 und der Kolbenstange 434 ab. Das der Kolbenanordnung 432 entgegengesetzte Ende der Kolbenstange 434 ist dafür ausgelegt, an dem gefederten Teil des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Die Ventile in der Kolbenanordnung 432 steuern die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 444 und der unteren Arbeitskammer 446 während der Bewegung der Kolbenanordnung 432 innerhalb des Druckrohrs 430. Da die Kolbenstange 434 nur durch die obere Arbeitskammer 444 und nicht durch die untere Arbeitskammer 446 verläuft, verursacht die Bewegung der Kolbenanordnung 432 relativ zum Druckrohr 430 eine Differenz zwischen der in der oberen Arbeitskammer 444 verdrängten Fluidmenge und der in der unteren Arbeitskammer 446 verdrängten Fluidmenge. Die Differenz der verdrängten Fluidmenge ist als das ”Kolbenstangenvolumen” bekannt, welches durch eine abgedichtete Kammer innerhalb der Arbeitskammer 442 ausgeglichen wird, wie nach dem Stand der Technik bekannt ist.
Wie 9 zeigt, enthält die Kolbenanordnung 432 einen Ventilkörper 460, eine Druckstufen-Ventilanordnung 462 und eine Zugstufen-Ventilanordnung 464. Die Druckstufen-Ventilanordnung 462 ist an einem Absatz 466 an der Kolbenstange 434 montiert. Der Ventilkörper 460 ist an der Druckstufen-Ventilanordnung 462 montiert und die Zugstufen-Ventilanordnung 464 ist an dem Ventilkörper 460 montiert. Eine Mutter 468 sichert diese Bauteile an der Kolbenstange 434. Der Ventilkörper 460 bildet eine Vielzahl von Druckstufenfluidkanälen 470 und eine Vielzahl von Zugstufenkanälen 472.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 462 enthält eine Aufnahme 484, eine Vielzahl von Ventilscheiben 482, eine Feder 484, einen Abstandhalter 486 und eine Scheibe 488. Die Aufnahme 480 liegt an einem Ende an dem Absatz 466 und am entgegengesetzten Ende an der Scheibe 488 an. Die Vielzahl der Ventilscheiben 482 ist zwischen dem Ventilkörper 460 und dem Abstandhalter 486 angeordnet. Die Ventilscheiben 482 liegen an dem Ventilkörper 460 an und verschließen Druckstufenfluidkanäle 470. Die Vielzahl der Ventilscheiben 482 ist zwischen dem Ventilkörper 460 und dem Abstandhalter 486 durch Festziehen der Mutter 468 sandwichartig gehalten. Die Feder 484 spannt die Scheibe 488 in Richtung des Ventilkörpers 460 und gegen den Abstandhalter 486 vor. Die Scheibe 488 hat eine Passung mit sehr geringem Abstand zwischen ihrem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Druckrohrs 430. Dieser Spalt ist so konstruiert, dass er einen Druckabfall über die Scheibe 488 bietet, der groß genug ist, um die Vorspannkraft der Feder 484 zu überwinden und die Scheibe 488 zu bewegen. Der Innendurchmesser der Scheibe 488 und der Außendurchmesser der Aufnahme 480 sind so konstruiert, dass sie einen Durchflussweg bilden, wenn die Scheibe 488 gegen den Abstandhalter 486 vorgespannt ist. Dieser Durchflussweg schließt sich progressiv mit der Bewegung der Scheibe 488 von dem Ventilkörper 460 weg. Das Verschließen dieses Durchflusswegs erzeugt die erforderliche Steigerung der Dämpfungslast bei der vorbestimmten Geschwindigkeit der Kolbenanordnung.
Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 446 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluids gegen die Ventilscheiben 482 bewirkt. Wenn der gegen die Ventilscheiben 482 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 482 übersteigt, werden die Ventilscheiben 482 elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufenfluidkanäle 470, so dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 446 in die obere Arbeitskammer 444 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 482 und die Größe der Druckstufenfluidkanäle 470 bestimmt die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 420 in der Druckstufe. Wenn der Fluidfluss an der Scheibe 488 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Durchfluss um den Innendurchmesser und den Außendurchmesser der Scheibe 488 beschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der Scheibe 488 nun höher ist als der Druck auf der Seite der oberen Arbeitskammer der Scheibe 488, bewegt sich die Scheibe 488 von dem Ventilkörper 460 weg und verschließt progressiv den Durchflussweg zwischen dem Innendurchmesser der Scheibe 488 und der Aufnahme 480. Schließlich kommt die Scheibe 488 in Kontakt mit der Aufnahme 480, so dass eine geschlossene Position entsteht. Der gesamte Durchflussquerschnitt zwischen dem Außendurchmesser der Scheibe 488 und dem Innendurchmesser des Druckrohrs 430 ist so konstruiert, dass er geringer ist als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 470. Wenn sich somit die Scheibe 488 schließt, wird der Durchflussquerschnitt verringert und die sich entwickelnde Dämpfungskraft nimmt zu.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 464 enthält eine Ventilscheibe 490, eine Federaufnahme 492, eine Feder 494 und eine Mutter 468. Die Mutter 468 ist auf die Kolbenstange 434 aufgeschraubt und spannt die Ventilscheibe 490 gegen den Ventilkörper 460 vor, um so die Vielzahl der Zugstufenfluidkanäle 472 zu schließen. Die Feder 494 ist zwischen der Mutter 468 und der Federaufnahme 492 angeordnet, um die Federaufnahme 492 zu dem Ventilkörper 460 und die Ventilscheibe 490 gegen den Ventilkörper 460 vorzuspannen. Während eines Zugstufenhubes wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 444 druckbeaufschlagt, wodurch der Fluiddruck auf die Vielzahl der Ventilscheiben 490 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Vielzahl der Ventilscheiben 490 die Biegelasten der Vielzahl der Ventilscheiben 490 und die Vorspannung der Feder 494 überwindet, wird die Vielzahl der Ventilscheiben 490 von dem Ventilkörper 460 weg ausgelenkt, so dass sie die Vielzahl der Zugstufenfluidkanäle 472 öffnet. Die Konstruktion der Vielzahl der Ventilscheiben 490, die Größe der Vielzahl der Zugstufenfluidkanäle 462 und die Konstruktion der Feder 494 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 420 während eines Zugstufenhubes.
In 10 ist ein Stoßdämpfer 620 im Detail dargestellt. Während 10 nur den Stoßdämpfer 620 zeigt, versteht es sich, dass der Stoßdämpfer 26 auch die nachstehend für den Stoßdämpfer 620 beschriebenen Ventilanordnungen enthalten kann. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet sich von dem Stoßdämpfer 620 nur in der Weise, in der er zur Verbindung mit den gefederten und ungefederten Massen des Fahrzeugs 10 angepasst ist. Der Stoßdämpfer 620 enthält ein Druckrohr 630, eine Kolbenanordnung 632, eine Kolbenstange 634, ein Reservoirrohr 636 und eine Bodenventilanordnung 638.
Das Druckrohr 630 bildet eine Arbeitskammer 642. Die Kolbenanordnung 632 ist verschieblich in dem Druckrohr 630 angeordnet und teilt die Arbeitskammer 642 in eine obere Arbeitskammer 644 und eine untere Arbeitskammer 646. Eine Dichtung 648 ist zwischen der Kolbenanordnung 632 und dem Druckrohr 630 angeordnet, um die Schiebebewegung der Kolbenanordnung 632 relativ zu dem Druckrohr 630 zu erlauben, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 644 gegen die untere Arbeitskammer 646 abzudichten. Die Kolbenstange 634 ist an der Kolbenanordnung 632 befestigt und verläuft durch die obere Arbeitskammer 644 und durch eine obere Abschlusskappe 650, die das obere Ende des Druckrohrs 630 verschließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Abschlusskappe 650, dem Reservoirrohr 636 und der Kolbenstange 634 ab. Das der Kolbenanordnung 632 entgegengesetzte Ende der Kolbenstange 634 ist dafür ausgelegt, an dem gefederten Abschnitt des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Die Ventile in der Kolbenanordnung 632 steuern die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 644 und der unteren Arbeitskammer 646 während der Bewegung der Kolbenanordnung 632 innerhalb des Druckrohrs 630. Da die Kolbenstange 634 nur durch die obere Arbeitskammer 644 und nicht durch die untere Arbeitskammer 646 verläuft, verursacht die Bewegung der Kolbenanordnung 632 relativ zum Druckrohr 630 eine Differenz zwischen der in der oberen Arbeitskammer 644 verdrängten Fluidmenge und der in der unteren Arbeitskammer 646 verdrängten Fluidmenge. Die Differenz der verdrängten Fluidmenge ist als das ”Kolbenstangenvolumen” bekannt und dieses fließt durch die Bodenventilanordnung 638.
Das Reservoirrohr 636 umgibt das Druckrohr 630 und bildet eine Fluidreservoirkammer 652, die zwischen den Rohren 630 und 636 angeordnet ist. Das untere Ende des Reservoirrohrs 636 ist durch eine Abschlusskappe 654 geschlossen, die zur Verbindung mit dem ungefederten Teil des Fahrzeugs 10 ausgelegt ist. Das obere Ende des Reservoirrohrs 636 ist mit der oberen Abschlusskappe 650 verbunden. Die Bodenventilanordnung 638 ist zwischen der unteren Arbeitskammer 646 und der Reservoirkammer 652 angeordnet, um den Fluidfluss zwischen den Kammern 646 und 652 zu steuern. Wenn der Stoßdämpfer 620 in der Länge ausgefahren wird, wird in der unteren Arbeitskammer 646 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts ein zusätzliches Fluidvolumen benötigt. Somit fließt Fluid durch die Bodenventilanordnung 638 aus der Reservoirkammer 652 zu der unteren Arbeitskammer 646, wie nachfolgend im Detail erläutert wird. Wenn der Stoßdämpfer 620 in der Länge zusammengeschoben wird, muss aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts überschüssiges Fluid aus der unteren Arbeitskammer 646 entfernt werden. Somit fließt Fluid aus der unteren Arbeitskammer 646 durch die Bodenventilanordnung 638 in die Reservoirkammer 652, wie nachfolgend im Detail beschrieben wird.
Wie 11 zeigt, enthält die Kolbenanordnung 632 einen Ventilkörper 660, eine Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 662 und eine Zugstufen-Ventilanordnung 664. Die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 662 ist an einem Absatz 666 in der Kolbenstange 634 montiert. Der Ventilkörper 660 ist an der Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 662 montiert und die Zugstufen-Ventilanordnung 664 ist an dem Ventilkörper 660 montiert. Eine Mutter 668 sichert diese Bauteile an der Kolbenstange 634. Der Ventilkörper 660 bildet eine Vielzahl von Druckstufenkanälen 670 und eine Vielzahl von Zugstufenkanälen 672.
Die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 662 umfasst eine Aufnahme 680, eine Ventilscheibe 682 und eine Feder 684. Die Aufnahme 680 liegt an einem Ende an dem Absatz 666 an und am anderen Ende an dem Ventilkörper 660. Die Ventilscheibe 682 liegt an dem Ventilkörper 660 an und schließt die Druckstufenkanäle 670. Die Ventilscheibe 682 bildet eine Vielzahl von Öffnungen 686, welche die Zugstufenkanäle 672 offen lassen. Die Feder 684 ist zwischen der Aufnahme 680 und der Ventilscheibe 682 so angeordnet, dass sie die Ventilscheibe 682 gegen den Ventilkörper 660 vorspannt. Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 646 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluiddrucks auf die Ventilscheibe 682 verursacht. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 682 die Vorspannlast der Feder 684 überschreitet, trennt sich die Ventilscheibe 682 von dem Ventilkörper 660 und öffnete die Druckstufenkanäle 670, so dass Fluid aus der unteren Arbeitskammer 646 in die obere Arbeitskammer 644 fließen kann. Typischerweise übt die Feder 684 nur eine leichte Vorspannlast auf die Ventilscheibe 682 aus und die Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 662 wirkt als ein Rückschlagventil zwischen den Kammern 646 und 644. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 620 während eines Druckstufenhubes wird durch die Bodenventilanordnung 638 gesteuert, welche den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 646 in die Reservoirkammer 652 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts aufnimmt. Während eines Zugstufenhubes sind die Druckstufenkanäle 670 durch die Ventilscheibe 682 geschlossen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 664 weist eine Vielzahl von Ventilscheiben 690, eine als Tellerfeder geformte geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 692 und einen Scheibenhalter 694 auf. Die Vielzahl der Ventilscheiben 690 ist sandwichartig zwischen dem Ventilkörper 660 und der Mutter 668 angeordnet, um die Vielzahl der Zugstufenkanäle 672 zu schließen. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 692 ist unter der Ventilscheibe 682 der Druckstufen-Rückschlagventilanordnung 662 auf der der Vielzahl von Ventilscheiben 690 entgegengesetzten Seite des Ventilkörpers 660 genestet angeordnet. Der Scheibenhalter 694 ist in einen von dem Ventilkörper 660 gebildeten ringförmigen Kanal eingepresst, um die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 692 zu halten. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 692 bildet eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen 696, die den Fluidfluss erlauben, wenn die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 692 in ihrer geschlossenen Position ist. Wenn auf die Ventilscheiben 690 Fluiddruck ausgeübt wird, werden sie an ihrem äußeren Umfangsrand elastisch ausgelenkt, um so die Zugstufen-Ventilanordnung 664 zu öffnen.
Während eines Zugstufenhubes wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 644 druckbeaufschlagt, wodurch das Fluid auf die Ventilscheiben 690 einwirkt. Wenn der auf die Ventilscheiben 690 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 690 überschreitet, werden die Ventilscheiben 690 elastisch ausgelenkt und öffnen die Zugstufenkanäle 672, so dass Fluid von der oberen Arbeitskammer 644 durch die Öffnungen 686 an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 692 vorbei durch die Zugstufenkanäle 672 und in die untere Arbeitskammer 646 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 690 und die Größe der Zugstufenkanäle 672 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 620 in der Zugstufe. Wenn der Fluidfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 692 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Fluss zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 692 und dem Ventilkörper 660 eingeschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der oberen Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 692 nun höher ist als der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 692, wird die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 692 zum Ventilkörper 660 hin ausgelenkt. Schließlich tritt zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 692 und dem Ventilkörper 660 eine Berührung auf, wodurch eine geschlossene Position geschaffen wird. Der gesamte Durchflussquerschnitt durch die Öffnungen 696 der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 692 ist so konstruiert, dass er geringer als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Zugstufenkanäle 672 ist. Wenn somit die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 692 schließt, wird der Durchflussquerschnitt reduziert und die erzeugte Dämpfungskraft gesteigert.
Wie 12 zeigt, enthält die Bodenventilanordnung 638 einen Ventilkörper 700, eine Einlass- oder Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 702, eine Druckstufen-Ventilanordnung 704, einen Haltebolzen 706 und eine Haltemutter 708. Der Ventilkörper 700 ist an dem Druckrohr 630 und der Abschlusskappe 654 durch Presspassung oder durch andere nach dem Stand der Technik bekannte Verfahren befestigt. Die Abschlusskappe 654 ist an dem Reservoirrohr 636 befestigt und bildet eine Vielzahl von Fluidkanälen 710, welche die Verbindung zwischen der Reservoirkammer 652 und der Bodenventilanordnung 638 ermöglichen. Der Ventilkörper 700 hat eine Vielzahl von Einlass- oder Zugstufenfluidkanälen 712, eine Vielzahl von Druckstufenfluidkanälen 714 und eine zentrale Bohrung 718. Der Haltebolzen 706 verläuft durch die zentrale Bohrung 718 und steht im Gewindeeingriff mit der Haltemutter 708, um sowohl die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 702 als auch die Druckstufen-Ventilanordnung 704 an dem Ventilkörper 700 zu befestigen. Obgleich 12 den Haltebolzen 706 und die Haltemutter 708 zeigt, können auch andere Aufnahmeeinrichtungen, wozu ohne Einschränkung ein Ventilschaft zählt, verwendet werden.
Die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 702 enthält die Haltemutter 708, eine Ventilscheibe 722 und eine Feder 724. Die Ventilscheibe 722 liegt an dem Ventilkörper 700 an und verschließt die Zugstufenfluidkanäle 712. Die Ventilscheibe 722 hat eine Vielzahl von Öffnungen 726, welche die Druckstufenfluidkanäle 714 offen lassen. Die Feder 724 ist zwischen der Haltemutter 708 und der Ventilscheibe 722 angeordnet, so dass sie die Ventilscheibe 722 gegen den Ventilkörper 700 vorspannt. Während des Zugstufenhubes wird der Druck des Fluids in der unteren Arbeitskammer 646 verringert, wodurch der Fluiddruck in der Reservoirkammer 652 auf die Ventilscheibe 722 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 722 die Vorspannkraft der Feder 724 überwindet, trennt sich die Ventilscheibe 722 von dem Ventilkörper 700 und öffnet die Zugstufenfluidkanäle 712, so dass Fluid von der Reservoirkammer 652 in die untere Arbeitskammer 46 fließen kann. Typischerweise übt die Feder 724 nur eine geringe Vorspannlast auf die Ventilscheibe 722 aus und die Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 702 wirkt als ein Rückschlagventil zwischen den Kammern 652 und 646. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 620 während eines Zugstufenhubes wird durch die Kolbenanordnung 632 gesteuert, welche den Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 644 in die untere Arbeitskammer 646 wie vorstehend im Detail beschrieben aufnimmt. Während eines Druckstufenhubes sind die Zugstufenfluidkanäle 712 durch die Ventilscheibe 722 geschlossen.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 704 enthält eine Vielzahl von Ventilscheiben 730, eine geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 und einen Scheibenhalter 734. Die Vielzahl der Ventilscheiben 730 ist sandwichartig zwischen den Ventilkörper 700 und den Haltebolzen 706 gelegt, so dass sie die Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 714 schließt. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 ist unterhalb der Ventilscheibe 722 der Zugstufen-Rückschlagventilanordnung 702 auf der der Vielzahl der Ventilscheiben 730 entgegengesetzten Seite des Ventilkörpers 700 genestet angeordnet. Der Scheibenhalter 734 ist in einen durch den Ventilkörper 700 gebildeten ringförmigen Kanal eingepresst, um die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 zu halten. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 hat eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen 736, die den Fluidfluss zulassen, wenn die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 in ihrer geschlossenen Position ist. Wenn an die Ventilscheiben 730 Druck angelegt wird, werden sie an ihrem äußeren Umfangsrand elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufen-Ventilanordnung 704.
Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 646 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluids gegen die Ventilscheiben 730 bewirkt. Wenn der gegen die Ventilscheiben 730 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 730 übersteigt, werden die Ventilscheiben 730 elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufenfluidkanäle 714, so dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 646 durch die Öffnungen 726 an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 732 vorbei durch die Druckstufenfluidkanäle 714 in die Reservoirkammer 652 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 730 und die Größe der Druckstufenfluidkanäle 714 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 620 in der Druckstufe. Wenn der Fluidfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 732 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Durchfluss zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 732 und dem Ventilkörper 700 beschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 732 nun höher ist als der Druck auf der Seite der Reservoirkammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 732, wird die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 zu dem Ventilkörper 700 hin ausgelenkt. Schließlich kommt die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 in Kontakt mit dem Ventilkörper 700, so dass eine geschlossene Position entsteht. Der gesamte Durchflussquerschnitt durch die Öffnungen 796 ist so konstruiert, dass er geringer ist als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 714. Wenn sich somit die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 732 schließt, wird der Durchflussquerschnitt verringert und die sich entwickelnde Dämpfungskraft nimmt zu.
In 13 ist ein Stoßdämpfer 820 im Detail dargestellt. Der Stoßdämpfer 820 ist eine Einrohrkonstruktion. Während 14 nur den Stoßdämpfer 820 zeigt, versteht es sich, dass der Stoßdämpfer 26 auch die nachstehend für den Stoßdämpfer 820 beschriebenen Ventilanordnungen enthalten kann. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet sich von dem Stoßdämpfer 820 nur in der Weise, in der er zur Verbindung mit den gefederten und ungefederten Massen des Fahrzeugs 10 angepasst ist. Der Stoßdämpfer 820 enthält ein Druckrohr 830, eine Kolbenanordnung 832 und eine Kolbenstange 834.
Das Druckrohr 830 bildet eine Arbeitskammer 842. Die Kolbenanordnung 832 ist verschieblich in dem Druckrohr 830 angeordnet und teilt die Arbeitskammer 842 in eine obere Arbeitskammer 844 und eine untere Arbeitskammer 846. Eine Dichtung 848 ist zwischen der Kolbenanordnung 832 und dem Druckrohr 830 angeordnet, um die Schiebebewegung der Kolbenanordnung 832 relativ zu dem Druckrohr 830 zu erlauben, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 844 gegen die untere Arbeitskammer 846 abzudichten. Die Kolbenstange 834 ist an der Kolbenanordnung 832 befestigt und verläuft durch die obere Arbeitskammer 844 und durch eine obere Abschlusskappe 850, die das obere Ende des Druckrohrs 830 verschließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Abschlusskappe 850, dem Reservoirrohr 836 und der Kolbenstange 834 ab. Das der Kolbenanordnung 832 entgegengesetzte Ende der Kolbenstange 834 ist dafür ausgelegt, an dem gefederten Teil des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Die Ventile in der Kolbenanordnung 832 steuern die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 844 und der unteren Arbeitskammer 846 während der Bewegung der Kolbenanordnung 832 innerhalb des Druckrohrs 830. Da die Kolbenstange 834 nur durch die obere Arbeitskammer 844 und nicht durch die untere Arbeitskammer 846 verläuft, verursacht die Bewegung der Kolbenanordnung 832 relativ zum Druckrohr 830 eine Differenz zwischen der in der oberen Arbeitskammer 844 verdrängten Fluidmenge und der in der unteren Arbeitskammer 846 verdrängten Fluidmenge. Die Differenz der verdrängten Fluidmenge ist als das ”Kolbenstangenvolumen” bekannt, welches durch eine abgedichtete Kammer innerhalb der Arbeitskammer 842 ausgeglichen wird, wie nach dem Stand der Technik bekannt ist.
Wie 14 zeigt, enthält die Kolbenanordnung 832 einen Ventilkörper 860, eine Druckstufen-Ventilanordnung 862 und eine Zugstufen-Ventilanordnung 864. Die Druckstufen-Ventilanordnung 862 ist an einem Absatz 866 an der Kolbenstange 834 montiert. Der Ventilkörper 860 ist an der Druckstufen-Ventilanordnung 862 montiert und die Zugstufen-Ventilanordnung 864 ist an dem Ventilkörper 860 montiert. Eine Mutter 868 sichert diese Bauteile an der Kolbenstange 834. Der Ventilkörper 860 bildet eine Vielzahl von Druckstufenfluidkanälen 870 und eine Vielzahl von Zugstufenfluidkanälen 872.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 862 enthält eine Aufnahme 880, eine Vielzahl von Ventilscheiben 882, eine geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884, einen Abstandhalter 886 und einen Kolben 888. Die Aufnahme 880 liegt an einem Ende an dem Absatz 866 und am entgegengesetzten Ende an der Vielzahl der Ventilscheiben 882 an. Die Vielzahl der Ventilscheiben 882 liegt an dem Ventilkörper 460 an und verschließt die Druckstufenfluidkanäle 470. Der Abstandhalter 886 liegt an der Aufnahme 880 auf der der Vielzahl der Ventilscheiben 882 entgegengesetzten Seite an. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884 liegt an dem Abstandhalter 886 an und der Kolben 888 liegt an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 884 an. Der Kolben 888 liegt ferner an einem Absatz 890 an, der in der Kolbenstange 834 gebildet ist. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884 liegt an einer Scheibenfläche am Kolben 888 an, welche einen Spalt zwischen dem Kolben 888 an der Oberfläche bildet, welche eine Vielzahl von Fluidkanälen 892 bildet, die durch den Kolben 888 verlaufen. Der Spalt zwischen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 884 und dem Kolben 888 bildet einen Durchflusskanal für Fluid zum Durchfluss durch die Vielzahl der Fluidkanäle 892. Dieser Durchflusskanal schließt sich progressiv mit der Auslenkung der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 884 zu dem Kolben 888. Die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884 weist eine Vielzahl von Schlitzen oder Öffnungen 894 auf, die den Fluidfluss erlauben, wenn die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884 in ihrer geschlossenen Position ist. Das Schließen der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 884 erzeugt die erforderliche Steigerung der Dämpfungslast bei der vorbestimmten Geschwindigkeit der Kolbenanordnung. Der Kolben 888 steht in abdichtendem Eingriff mit der Innenfläche des Druckrohrs 830, was während der Bewegung der Kolbenanordnung 832 den gesamten Fluidfluss durch die Vielzahl der Fluidkanäle 892 leitet.
Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 846 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluids gegen die Ventilscheiben 882 bewirkt. Wenn der gegen die Ventilscheiben 882 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 882 übersteigt, werden die Ventilscheiben 882 elastisch ausgelenkt und öffnen die Druckstufenfluidkanäle 870, so dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 846 in die obere Arbeitskammer 844 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 882 und die Größe der Druckstufenfluidkanäle 870 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 820 in der Druckstufe. Wenn der Fluidfluss an der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 884 vorbei eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht, wird der Durchfluss beschränkt und ein Druckabfall entwickelt sich. Da der Druck auf der Seite der unteren Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 884 nun höher ist als der Druck auf der Seite der oberen Arbeitskammer der geschwindigkeitsempfindlichen Ventilscheibe 884, wird die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884 zu dem Kolben 888 hin ausgelenkt und verschließt progressiv die Vielzahl der Fluidkanäle 892. Schließlich kommt die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884 in Kontakt mit dem Kolben 888, so dass eine geschlossene Position entsteht. Der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Öffnungen 894 ist so konstruiert, dass er geringer ist als der gesamte Durchflussquerschnitt der Vielzahl der Druckstufenfluidkanäle 870. Wenn sich somit die geschwindigkeitsempfindliche Ventilscheibe 884 schließt, wird der Durchflussquerschnitt verringert und die sich entwickelnde Dämpfungskraft nimmt zu.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 864 enthält eine Vielzahl von Ventilscheiben 896, eine Aufnahme 898 und eine Mutter 868. Die Mutter 868 ist auf die Kolbenstange 834 aufgeschraubt und spannt die Federaufnahme 492 gegen die Vielzahl von Ventilscheiben 896 und die Vielzahl der Ventilscheiben 896 gegen den Ventilkörper 860 vor, um so die Vielzahl der Zugstufenfluidkanäle 872 zu schließen. Während eines Zugstufenhubes wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 844 druckbeaufschlagt, wodurch der Fluiddruck auf die Vielzahl der Ventilscheiben 896 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Vielzahl der Ventilscheiben 896 die Biegelasten der Vielzahl der Ventilscheiben 896 überwindet, wird die Vielzahl der Ventilscheiben 896 von dem Ventilkörper 860 weg ausgelenkt, so dass sie die Vielzahl der Zugstufenfluidkanäle 872 öffnet. Die Konstruktion der Vielzahl der Ventilscheiben 896 und die Größe der Vielzahl der Zugstufenfluidkanäle 872 bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 420 während eines Zugstufenhubes.
Zusammenfassung
Ein Stoßdämpfer hat eine Druckstufen-Ventilanordnung, die während eines Druckstufenhubes arbeitet, eine Zugstufen-Ventilanordnung, die während eines Zugstufenhubes arbeitet, und ein geschwindigkeitsempfindliches Ventil, welches mit einer der Druckstufen-Ventilanordnung und der Zugstufen-Ventilanordnung oder mit beiden in Reihe geschaltet ist. Die Druckstufen-Ventilanordnung, die Zugstufen-Ventilanordnung und das geschwindigkeitsempfindliche Ventil können in eine Kolbenanordnung, eine Bodenventilanordnung oder in beide integriert sein.

Claims

Stoßdämpfer, enthaltend: ein Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet; einen innerhalb der Arbeitskammer angeordneten Kolbenkörper, welcher Kolbenkörper die Arbeitskammer in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer teilt, wobei der Kolben einen Druckstufen Kolbenkanal und einen Zugstufen-Kolbenkanal bildet; eine an dem Kolbenkörper angebrachte Kolbenstange, welche Kolbenstange durch ein Ende des Druckrohrs verläuft; eine erste Ventilanordnung, die mit dem Kolbenkörper in Eingriff steht; eine zweite Ventilanordnung, die mit dem Kolbenkörper in Eingriff steht; und ein an der Kolbenstange angebrachtes, für die Kolbengeschwindigkeit empfindliches Ventil, welches für die Kolbengeschwindigkeit empfindliche Ventil ansprechend auf eine erste vorbestimmte Geschwindigkeit des Kolbenkörpers relativ zu dem Druckrohr zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem das für die Kolbengeschwindigkeit empfindliche Ventil eine der ersten Ventilanordnung benachbart angeordnete Ventilscheibe aufweist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 2, ferner enthaltend einen offenen Fluidkanal, der die Ventilscheibe des für die Kolbengeschwindigkeit empfindlichen Ventils umgeht.
Stoßdämpfer nach Anspruch 2, bei welchem die erste Ventilanordnung eine Zugstufen-Ventilanordnung ist, welche Zugstufen-Ventilanordnung normalerweise den Zugstufen-Kolbenkanal verschließt, wobei sich die Zugstufen-Ventilanordnung während einer Zugstufenbewegung des Stoßdämpfers in eine offene Position bewegt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 2, bei welchem die Ventilscheibe eine Öffnung bildet, die einen offenen Fluidkanal bildet, der die Ventilscheibe umgeht.
Stoßdämpfer nach Anspruch 2, bei welchem die Ventilscheibe zwischen der ersten Ventilanordnung und dem Kolbenkörper angeordnet ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem das für die Kolbengeschwindigkeit empfindliche Ventil eine Scheibe aufweist, die der ersten Ventilanordnung benachbart angeordnet ist, welche Scheibe einen ersten Fluidkanal zwischen der Scheibe und dem Druckrohr und einen zweiten Fluidkanal zwischen der Scheibe und der Kolbenstange bildet.
Stoßdämpfer nach Anspruch 7, ferner enthaltend einen Vorspannelement, welches die Scheibe in eine offene Position beaufschlagt, in welcher sowohl der erste als auch der zweite Fluidkanal offen sind.
Stoßdämpfer nach Anspruch 8, bei welchem die Scheibe während der Bewegung des Kolbenkörpers relativ zu dem Druckrohr in eine geschlossene Position bewegt wird, wobei der zweite Fluidkanal geschlossen ist, wenn die Scheibe in der geschlossenen Position ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 7, bei welchem die erste Ventilanordnung eine Druckstufen-Ventilanordnung ist, welche Druckstufen-Ventilanordnung normalerweise den Druckstufen-Kolbenkanal verschließt, wobei sich die Druckstufenanordnung während einer Druckstufenbewegung des Stoßdämpfers in eine offene Position bewegt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem das für die Kolbengeschwindigkeit empfindliche Ventil einen Sekundärkolben aufweist, der von dem Kolbenkörper beabstandet ist, sowie eine dem Sekundärkolben benachbarte Ventilscheibe, welcher Sekundärkolben einen Sekundärkanal bildet.
Stoßdämpfer nach Anspruch 11, ferner enthaltend einen offenen Fluidkanal, der die Ventilscheibe des für die Kolbengeschwindigkeit empfindlichen Ventils umgeht.
Stoßdämpfer nach Anspruch 11, bei welchem die erste Ventilanordnung eine Druckstufen-Ventilanordnung ist, welche Druckstufen-Ventilanordnung normalerweise den Druckstufen-Kolbenkanal verschließt, wobei sich die Druckstufen-Ventilanordnung während einer Druckstufenbewegung des Stoßdämpfers in eine offene Position bewegt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 11, bei welchem die Ventilscheibe eine Öffnung bildet, die einen offenen Fluidkanal bildet, der die Ventilscheibe umgeht.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, ferner enthaltend ein Reservoirrohr, welches das Druckrohr umgibt und eine Reservoirkammer bildet, sowie eine zwischen der Arbeitskammer und der Reservoirkammer angeordnete Bodenventilanordnung, welche Bodenventilanordnung enthält: einen Bodenventilkörper, die zwischen der Arbeitskammer und der Reservoirkammer angeordnet ist, welcher Bodenventilkörper einen Druckstufen-Bodenventilkanal und einen Zugstufen-Bodenventilkanal bildet; eine dritte Ventilanordnung, die mit dem Bodenventilkörper in Eingriff ist; eine vierte Ventilanordnung, die mit dem Bodenventilkörper in Eingriff ist; ein geschwindigkeitsempfindliches Bodenventil, welches an dem Bodenventilkörper angebracht ist, welches geschwindigkeitsempfindliche Bodenventil ansprechend auf eine zweite vorbestimmte Geschwindigkeit des Kolbenkörpers relativ zu dem Druckrohr zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 15, bei welchem das geschwindigkeitsempfindliche Bodenventil eine der dritten Ventilanordnung benachbart angeordnete Ventilscheibe aufweist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 16, ferner enthaltend einen offenen Fluidkanal, der die Ventilscheibe des für die Kolbengeschwindigkeit empfindlichen Ventils umgeht.
Stoßdämpfer nach Anspruch 16, bei welchem die dritte Ventilanordnung eine Druckstufen-Ventilanordnung ist, welche Druckstufen-Ventilanordnung normalerweise den Druckstufen-Bodenventilkanal schließt, wobei sich die Druckstufen-Ventilanordnung während einer Druckstufenbewegung des Stoßdämpfers in eine offene Position bewegt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 16, bei welchem die Ventilscheibe eine Öffnung bildet, die einen offenen Fluidkanal bildet, der die Ventilscheibe umgeht.
Stoßdämpfer nach Anspruch 16, bei welchem die Ventilscheibe zwischen der dritten Ventilanordnung und dem Bodenventilkörper angeordnet ist.