DE112009002270T5

DE112009002270T5 - Hochgeschwindigkeits-Druckstufendämpfungsventil

Info

Publication number: DE112009002270T5
Application number: DE112009002270T
Authority: DE
Inventors: Karl C. Mich. Kazmirski; Darrell G. Mich. Breese; Matthew L. Mich. Roessle; John Mich. McGahey
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2011-07-28
Also published as: US20100078275A1; JP2012503751A; KR20110063564A; JP5518079B2; US9033121B2; BRPI0919063A2; CN102165214B; WO2010036508A1; KR101649930B1; CN102165214A

Abstract

Stoßdämpfer, enthaltend: ein Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet; einen innerhalb der Arbeitskammer gleitend angeordneten Kolbenkörper, welcher Kolbenkörper die Arbeitskammer in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer teilt; eine Einrichtung zum Begrenzen einer Fluidkammer in Kommunikation mit entweder der oberen Arbeitskammer oder der unteren Arbeitskammer; eine druckempfindliche Ventilanordnung, die zwischen entweder der oberen Arbeitskammer oder der unteren Arbeitskammer und der Fluidkammer angeordnet ist, welche druckempfindliche Ventilanordnung den Fluidfluss durch die druckempfindliche Ventilanordnung basierend auf einer Geschwindigkeit des in dem Druckrohr gleitenden Kolbenkörpers steuert.

Description

BEZUGNAHME AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Seriennr. 12/496,964, eingereicht am 2. Juli 2009, und beansprucht den Vorteil der in US-Anmeldung Nr. 61/100,321, eingereicht am 26. September 2008, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Stoßdämpfer oder Dämpfer. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Stoßdämpfer oder Dämpfer, der eine Bodenventilanordnung hat, welche eine druckempfindliche Ventilanordnung zur Hochgeschwindigkeitsdämpfung enthält.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt bietet Hintergrundinformationen in Bezug auf die vorliegende Offenbarung, die nicht notwendigerweise den Stand der Technik bilden.
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 ein Kolben innerhalb eines Druckrohres angeordnet und mit der gefederten Masse des Fahrzeugs durch eine Kolbenstange verbunden ist. Der Kolben teilt das Druckrohr in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer. Da der Kolben durch eine Ventilanordnung die Fähigkeit hat, den Durchfluss des Dämpfungsfluids zwischen der oberen und der unteren Arbeitskammer innerhalb des Druckrohrs zu begrenzen, wenn der Stoßdämpfer zusammen gedrückt oder auseinander gezogen wird, ist der Stoßdämpfer in der Lage, eine Dämpfungskraft zu entwickeln, die den Vibrationen entgegenwirkt, die andernfalls von den ungefederten Massen auf die gefederten Massen übertragen werden würden. In einem Zweirohrstoßdämpfer ist ein Fluidreservoir zwischen dem Druckrohr und einem Behälterrohr gebildet, welches um das Druckrohr angeordnet ist. Ein Bodenventil ist zwischen der unteren Arbeitskammer und dem Fluidreservoir angeordnet, um ebenfalls eine Dämpfungskraft zu erzeugen, die den Vibrationen entgegenwirkt, die andernfalls von dem ungefederten Teil auf den gefederten Teil des Kraftfahrzeugs während der Hubbewegung des Stoßdämpfers übertragen werden würden.
Einige Anwendungen oder Aufhängungssysteme, die entwickelt wurden, konnten von der Verwendung eines verschiebungsempfindlichen Dämpfungskonzepts, eines geschwindigkeitsempfindlichen Dämpfungskonzepts und/oder eines beschleunigungsempfindlichen Konzepts profitieren.
KURZBESCHREIBUNG
Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Kurzbeschreibung der Offenbarung und ist keine umfassende Offenbarung ihres gesamten Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
Die vorliegende Offenbarung stellt einen Stoßdämpfer oder Dämpfer bereit, der eine Hochgeschwindigkeitsdämpfung durch Verwendung einer Bodenventilanordnung umfasst, die das Ausmaß der erzeugten Dämpfungslast mit zunehmender Geschwindigkeit des Kolbens während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers oder Dämpfers erhöht. Eine druckempfindliche Einrichtung ist in die Bodenventilanordnung integriert, um die Dämpfungslast ansprechend auf eine Erhöhung des Druckes in der Arbeitskammer zu erhöhen, die durch die Zunahme der Kolbengeschwindigkeit in dem Druckrohr während eines Druckstufenhubes verursacht wird.
Weitere Anwendungsgebiete werden aus der hier gegebenen Beschreibung deutlich. Die Beschreibung und spezifischen Beispiele in dieser Kurzbeschreibung dienen nur zum Zweck der Erläuterung und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
ZEICHNUNGEN
Die hierin beschriebenen Zeichnungen denen nur zum Zweck der Erläuterung von ausgewählten Ausführungsformen und nicht aller möglichen Umsetzungen und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.
1 ist eine schematische Darstellung eines typischen Kraftfahrzeugs, welches das Hochgeschwindigkeits-Druckstufendämpfungsventil gemäß vorliegender Offenbarung enthält;
2 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Stoßdämpfers, der das Hochgeschwindigkeits-Druckstufendämpfungsventil gemäß vorliegender Offenbarung enthält;
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 2 gezeigten Kolbenanordnung;
4 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 2 veranschaulichten Bodenventilanordnung in einer offenen Position;
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 4 veranschaulichten Bodenventilanordnung in einer geschlossenen Position;
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Bodenventilanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer offenen Position;
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Bodenventilanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer offenen Position;
8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Bodenventilanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer offenen Position;
9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Bodenventilanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer offenen Position;
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Bodenventilanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in einer offenen Position; und
11 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Einrohrstoßdämpfers, der die Hochgeschwindigkeits-Druckstufendämpfung gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält.
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in allen verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Die vorliegende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhafter Natur und soll in keiner Weise die Erfindung, ihre Anwendung oder Nutzungen einschränken.
In den Zeichnungen, in welchen die gleichen Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile in allen verschiedenen Ansichten bezeichnen, zeigt 1 ein Fahrzeug, welches ein Aufhängungssystem enthält, in welchem die Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung integriert sind 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 zeigt, versteht es sich, dass der Stoßdämpfer 26 ebenfalls die nachstehend für den Stoßdämpfer 20 beschriebene Bodenventilanordnung 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 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 wird als das ”Kolbenstangenvolumen” bezeichnet und dieses 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. Während die Abschlusskappe 54 als separates Bauteil dargestellt ist, liegt es innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung, die Abschlusskappe 54 in das Reservoirrohr 36 integriert auszubilden. 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 46, wie nachfolgend im Detail erläutert wird. Wenn der Stoßdämpfer 20 in der Länge zusammen geschoben wird, muss der Fluidüberschuss aus der unteren Arbeitskammer 46 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts entfernt werden. Somit fließt Fluid aus der unteren Arbeitskammer 46 durch die Bodenventilanordnung 38 in die Reservoirkammer 52, wie nachfolgend im Detail erläutert wird.
Wie 3 zeigt, enthält die Kolbenanordnung 32 einen Kolbenkörper 60, eine Druckstufen-Ventilanordnung 62 und eine Zugstufen-Ventilanordnung 64. Die Druckstufen-Ventilanordnung 62 ist an einem Absatz 66 an der Kolbenstange 34 montiert. Der Kolbenkörper 60 ist an der Druckstufen-Ventilanordnung 62 montiert und die Zugstufen-Ventilanordnung 64 ist an dem Kolbenkörper 60 montiert. Eine Mutter 68 sichert diese Bauteile an der Kolbenstange 34.
Der Kolbenkörper 60 bildet eine Vielzahl von Druckstufenkanälen 70 und eine Vielzahl von Zugstufenkanälen 72. Die Dichtung 48 weist eine Vielzahl von Rippen 74 auf, die mit einer Vielzahl von ringförmigen Nuten 76 zusammenpassen, um die Gleitbewegung der Dichtung 48 relativ zum Kolbenkörper 60 zu hemmen, wenn die Kolbenanordnung 32 in dem Druckrohr 30 gleitet.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 62 umfasst eine Aufnahme 78, eine Ventilscheibe 80 und eine Feder 82. Die Aufnahme 78 liegt an einem Ende an dem Absatz 66 an und am anderen Ende an dem Kolbenkörper 60. Die Ventilscheibe 80 liegt an dem Kolbenkörper 60 an und schließt die Druckstufenkanäle 70, während sie die Zugstufenkanäle 72 offen lässt. Die Feder 82 ist zwischen der Aufnahme 78 und der Ventilscheibe 80 so angeordnet, dass sie die Ventilscheibe 80 gegen den Kolbenkörper 60 vorspannt. Während eines Druckstufenhubes wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 46 druckbeaufschlagt, was eine Reaktion des Fluiddrucks auf die Ventilscheibe 80 verursacht. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 80 die Vorspannlast der Feder 82 überschreitet, trennt sich die Ventilscheibe 80 von dem Kolbenkörper 60 und öffnet die Druckstufenkanäle 70, so dass Fluid aus der unteren Arbeitskammer in die obere Arbeitskammer fließen kann. Typischerweise übt die Feder 82 nur eine leichte Last auf die Ventilscheibe 80 aus und die Druckstufen-Ventilanordnung 62 wirkt als ein Rückschlagventil zwischen den Kammern 46 und 44. Die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 20 während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers 20 wird durch die Bodenventilanordnung 38 gesteuert, welche den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 in die Reservoirkammer 52 aufgrund des ”Kolbenstangenvolumen”-Konzepts aufnimmt, wie nachfolgend im Detail erläutert wird. Während eines Zugstufenhubes sind die Druckstufenkanäle 70 durch die Ventilscheibe 80 geschlossen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 64 enthält Abstandhalter 84, eine Vielzahl von Ventilscheiben 86, eine Aufnahme 88 und eine Feder 90. Der Abstandhalter 84 ist auf die Kolbenstange 34 aufgeschraubt und zwischen dem Kolbenkörper 60 und der Mutter 68 angeordnet. Der Abstandhalter 84 hält den Kolbenkörper 60 und die Druckstufen-Ventilanordnung 62 fest, während er das Festzuziehen der Mutter 68 ermöglicht, ohne entweder die Ventilscheibe 80 oder die Ventilscheiben 86 zusammendrücken. Die Aufnahme 78, der Kolbenkörper 60 und der Abstandhalter 84 bilden eine durchgehende feste Verbindung zwischen dem Absatz 66 und der Mutter 68, um das Festzuziehen und Sichern der Mutter 68 an dem Abstandhalter 84 und somit an der Kolbenstange 84 zu erleichtern. Die Ventilscheiben 86 sind auf den Abstandhalter 84 aufgeschoben und liegen an dem Kolbenkörper 60 an, um die Zugstufenkanäle 72 zu verschließen, während die Druckstufenkanäle 70 offen bleiben. Die Aufnahme 88 ist ebenfalls gleitend auf dem Abstandhalter 84 aufgenommen und liegt an den Ventilscheiben 86 an. Die Feder 90 ist über dem Abstandhalter 84 montiert und zwischen der Aufnahme 88 und der Mutter 68 angeordnet, die auf den Abstandhalter 84 aufgeschraubt ist. Die Feder 90 spannt die Aufnahme 88 gegen die Ventilscheiben 86 und die Ventilscheiben 86 gegen den Kolbenkörper 60 vor. Die Vielzahl der Ventilscheiben 86 enthält eine Ablassscheibe 92, eine Ventilscheibe 94, eine Abstandsscheibe 96 und eine Auflagescheibe 98. Die Ablassscheibe 92 weist mindestens einen Schlitz 100 auf, der es ermöglicht, dass eine begrenzte Ablassdurchflussmenge die Zugstufen-Ventilanordnung 64 umgeht. Die Auflagescheibe 98 bietet einen Drehpunkt oder Biegeauflagepunkt für die Ablassscheibe 92, die Ventilscheibe 94 und die Abstandsscheibe 96. Wenn an die Scheiben 92 und 94 Fluiddruck angelegt wird, werden sie an dem äußeren Umfangsrand der Abstandsscheibe 96 und der Auflagescheibe 98 elastisch ausgelenkt, um so die Zugstufen-Ventilanordnung 64 zu öffnen. Eine Beilagscheibe 102 ist zwischen der Mutter 68 und der Feder 90 angeordnet, um die Vorspannung der Feder 90 und damit den Abblasdruck wie nachstehend beschrieben zu steuern. Somit ist die Einstellung des Abblasmerkmals der Zugstufen-Ventilanordnung 64 von der Einstellung der Druckstufen-Ventilanordnung 62 getrennt.
Während eines Zugstufenhubes wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 44 druckbeaufschlagt, wodurch das Fluid auf die Ventilscheiben 86 einwirkt. Wenn der auf die Ventilscheiben 86 wirkende Fluiddruck die Biegelast der Ventilscheiben 86 überschreitet, werden die Ventilscheiben 86 elastisch ausgelenkt und öffnen die Zugstufenkanäle 72, so dass Fluid von der oberen Arbeitskammer 44 in die untere Arbeitskammer 46 fließen kann. Die Festigkeit der Ventilscheiben 86 und die Größe der Zugstufenkanäle bestimmen die Dämpfungscharakteristik des Stoßdämpfers 20 in der Zugstufe. Vor der Biegung der Ventilscheiben 86 fließt eine kontrollierte Fluidmenge aus der oberen Arbeitskammer 44 durch den Schlitz 100 in die untere Arbeitskammer 44, um eine abstimmbar Zeit bei niedriger Geschwindigkeit zu bieten. Wenn der Fluiddruck innerhalb der oberen Arbeitskammer 44 ein vorbestimmtes Niveau erreicht, überwindet der Fluiddruck die Vorspannkraft der Feder 90, was eine Axialbewegung der Aufnahme 88 und der Vielzahl von Ventilscheiben 86 verursacht. Die Axialbewegung der Aufnahme 88 und der Ventilscheiben 86 öffnet die Zugstufenkanäle 72 vollständig, was den Durchfluss einer beträchtlichen Menge von Dämpfungsfluid erlaubt, was einen Abblasen des Fluiddrucks bewirkt, was erforderlich ist, um eine Beschädigung des Stoßdämpfers 20 und/oder des Fahrzeugs 10 zu vermeiden. Zusätzliches Fluid, das zu der unteren Arbeitskammer 46 bedingt durch das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept hinzugefügt wird, fließt durch die Bodenventilanordnung 38.
In den 4 und 5 ist die Bodenventilanordnung 38 dargestellt. Die Bodenventilanordnung 38 enthält ein Zylinderende 110, eine Zugstufen-Ventilanordnung 112, eine Druckstufen-Ventilanordnung 114 und eine druckempfindliche Ventilanordnung 116. Das Zylinderende 110 ist an dem Druckrohr 30 befestigt und trennt die untere Arbeitskammer 46 von der Reservoirkammer 52. Das Zylinderende 110 steht mit der Abschlusskappe 54 in Eingriff und bildet eine Vielzahl von Fluidkanälen 122, die sich in die Reservoirkammer 52 öffnen. Das Zylinderende 110 bildet einen Mittelkanal 124, der zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 durch Fluidkanäle 122 verläuft, eine Vielzahl von Zugstufen-Fluidkanälen 126, welche zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 durch Fluidkanäle 122 verlaufen, und eine Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 128, welche zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 durch Fluidkanäle 122 verlaufen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 112 umfasst eine oder mehrere Ventilscheiben 130 und eine Ventilfeder 132. Die Ventilscheiben 130 schließen die Vielzahl der Zugstufen-Fluidkanäle und die Ventilfeder 133 ist zwischen der druckempfindlichen Ventilanordnung 116 und der Ventilscheibe 130 angeordnet, um die Ventilscheibe 130 gegen das Zylinderende 110 vorzuspannen. Während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 erfordert das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept, dass Fluid aus der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließt. Der Zugstufenhub reduziert den Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 und der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 übersteigt den Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt auf die Ventilscheibe 130, und wenn die Last auf der Ventilscheibe 130 durch den Fluiddruck die Vorspannlast der Ventilfeder 132 übersteigt, kommt die Ventilscheibe 130 aus ihrem Sitz am Zylinderende 110 frei und Fluid fließt aus der Reservoirkammer 52 durch die Fluidkanäle 122, durch die Zugstufen-Fluidkanäle 126 und in die untere Arbeitskammer 46. Die Ventilfeder 132 ist so konstruiert, dass sie eine Mindestlast gegen die Ventilscheibe 130 ausübt, so dass die Zugstufen-Ventilanordnung 112 während des Zugstufenhubes als ein Rückschlagventil wirkt und nicht wesentlich zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 beiträgt. Die Dämpfungslast während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 wird durch die Zugstufen-Ventilanordnung 64 der Kolbenanordnung 32 bewirkt.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 114 enthält eine oder mehrere Ventilscheiben 140 und einen Bolzen 142. Die Ventilscheiben 140 schließen die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 128 und der Bolzen 142 steht in Gewindeeingriff mit der druckempfindlichen Ventilanordnung 116, um die Ventilscheibe 140 gegen das Zylinderende 110 zu sichern. Während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in Reservoirkammer 52 fließt. Während des Druckstufenhubes steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 an und dieser Fluiddruck wirkt auf die Ventilscheiben 140. Wenn der Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 zunimmt, wirkt der Fluiddruck auf die Ventilscheiben 140 und schließlich werden die Ventilscheiben 140 ausgelenkt, so dass sie die Druckstufen-Fluidkanäle 128 öffnen. Fluid fließt aus der unteren Arbeitskammer 46 durch die Druckstufen-Fluidkanäle 128, durch Fluidkanäle 122 und in die Reservoirkammer 52. Die Dämpfungslast während eines Druckstufenhubes wird durch die Druckstufen-Ventilanordnung 114 erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wirkt die Druckstufen-Ventilanordnung 62 der Kolbenanordnung 32 wie ein Rückschlagventil und trägt nicht wesentlich zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 bei. Die Druckstufen-Ventilanordnung 114 ist eine normalerweise geschlossene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geöffnet wird. Der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 114 ist direkt proportional zu der Druckdifferenz. Je größer die Druckdifferenz ist, desto größer ist die Auslenkung der Ventilscheiben 140 und desto größer der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 114.
Die druckempfindliche Ventilanordnung 116 ist eine druckbetätigte Ventilanordnung, die das Zylinderende 110, einen Schaft 150, einen Spulenkörper 152, eine Spulenkörperkappe 154 und eine Ventilfeder 156 umfasst. Der Schaft 150 ist innerhalb des Mittelkanals 124 angeordnet und an dem Zylinderende 110 durch den Bolzen 142 der Druckstufen-Ventilanordnung 114 befestigt. Der Bolzen 142 bildet einen zentralen Fluidkanal 158 und der Schaft 150 bildet einen zentralen Fluidkanal 160, um wie nachfolgend beschrieben einen Druckabfall zu ermöglichen.
Der Spulenkörper 152 ist verschiebbar auf dem Schaft 150 angeordnet. Die Aufwärtsbewegung des Spulenkörpers 152 auf dem Schaft 150 ist durch einen Flansch 162 am Schaft 150 begrenzt, der mit einer durch den Spulenkörper 152 gebildeten Schulter 164 in Eingriff kommen. Die Ventilfeder 132 der Zugstufen-Ventilanordnung 112 und die Ventilfeder 156 der druckempfindlichen Ventilanordnung 116 spannen die Schulter 164 des Spulenkörpers 152 gegen den Flansch 162 des Schafts 150 vor, um den Durchfluss von Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 128 zu ermöglichen. Die Spulenkörperkappe 144 ist an dem Spulenkörper 152 befestigt. In dem Spulenkörper 152 sind ein oder mehrere Löcher 166 gebildet.
Während eines Zugstufenhubes wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 gegen den Spulenkörper 152 und die Spulenkörperkappe 154 der druckempfindlichen Ventilanordnung 116. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen den Spulenkörper 152 und die Spulenkörperkappe 154 der druckempfindlichen Ventilanordnung 116. Der Reservoir-Fluiddruck wird durch die Fluidkanäle 122, 158 und 160 in den Spulenkörper 152 und die Spulenkörperkappe 154 gelenkt. Die Vorspannung der Ventilfeder 132 und der Ventilfeder 156 erlaubt den normalen Fluidfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 114, die vorstehend beschrieben, solange die Druckdifferenz über den Spulenkörper 152 keine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannung der Ventilfeder 132 und der Ventilfeder 156 zu überwinden. Sobald die auf den Spulenkörper 152 wirkende Druckdifferenz die Vorspannkraft der Ventilfeder 132 und der Ventilfeder 156 übersteigt, gleitet der Spulenkörper 152 am Schaft 150 nach unten, um den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 in die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 128 zu verschließen oder zu unterbinden, wie in 5 gezeigt. Sobald sich der Fluiddruck über den Spulenkörper 152 reduziert, drücken die Ventilfeder 132 und die Ventilfeder 156 erneut den Spulenkörper 152 nach oben gegen den Flansch 162. Wenn der Spulenkörper 152 den Fluidfluss verschließt oder unterbindet, steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 exponentiell an, und der einzige Fluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 58 erfolgt durch das eine beziehungsweise mehrere Löcher 166 und die Druckstufen-Ventilanordnung 114. Die Fläche des einen oder der mehreren Löcher 166 und die momentane Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmen die endgültig erreichten Dämpfungskräfte. Der Anstieg des Fluiddrucks innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 und somit ist die druckempfindliche Ventilanordnung 116 ein druckempfindliches Ventil, welche sich auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 öffnet und schließt. Die druckempfindliche Ventilanordnung 116 ist eine normalerweise offene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geschlossen wird, wobei die Druckdifferenz durch die Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmt wird.
Die Bewegung des Spulenkörpers 152 kann durch Steuerung des Durchmessers des zentralen Fluidkanals 158 des Bolzens 142 gesteuert oder gedämpft werden. Wie 4 zeigt, ist oberhalb des Bolzens 142 eine Fluidkammer 170 angeordnet. Dieses Volumen muss durch den zentralen Fluidkanal 158 verlagert werden, damit sich der Spulenkörper 152 nach unten bewegt. Durch Steuerung des Durchmessers des zentralen Fluidkanals 158 kann die Zeitdauer gesteuert werden, die der Spulenkörper 152 für die Abwärtsbewegung benötigt. Somit kann ein Dämpfungseffekt im Hinblick auf diese Bewegung des Spulenkörpers 152 erreicht werden.
Die druckempfindliche Ventilanordnung 116 kann auch in eine beschleunigungsempfindliche Ventilanordnung umgewandelt werden. Durch Beseitigen des zentralen Fluidkanals 158 und durch Beseitigen der Spulenkörperkappe 154 würde die druckempfindliche Ventilanordnung 116 aus einer druckempfindlichen Ventilanordnung in eine beschleunigungsempfindliche Ventilanordnung umgewandelt. In dieser Konfiguration würde die Bewegung des Spulenkörpers 152 durch die Masse des Spulenkörpers 152 und die Konstruktion der Ventilfeder 156 bestimmt. Diese technischen Werte können auf eine spezielle gewünschte Frequenz abgestimmt werden und ergeben eine ähnliche Erhöhung der Dämpfungskraft, sobald sie geschlossen sind. Die endgültige Dämpfungskraft wird durch Vorsehen eines Umgehungskanals 166 bestimmt, wie vorstehend erörtert.
In 6 ist eine Bodenventilanordnung 238 veranschaulicht. Die Bodenventilanordnung 238 enthält einen Kolben 210, eine Zugstufen-Ventilanordnung 212, eine Druckstufen-Ventilanordnung 214 und eine druckempfindliche Ventilanordnung 216. Der Kolben 210 ist in dem Druckrohr 30 gleitend aufgenommen und trennt die untere Arbeitskammer 46 von der Reservoirkammer 52. Der Kolben 210 bildet einen Mittelkanal 224, der zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verläuft, und eine Vielzahl von Zugstufen-Fluidkanälen 226, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen, und eine Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 212 enthält eine oder mehrere Ventilscheiben 230 und eine Ventilfeder 232 und eine Mutter 234. Die Ventilscheibe bzw. die Ventilscheiben 230 verschließen die Vielzahl der Zugstufen-Fluidkanäle 226 und die Ventilfeder 232 ist zwischen der Mutter 234 und der Ventilscheibe 230 angeordnet, um die Ventilscheibe 230 gegen den Kolben 210 vorzuspannen. Der Fluidzugang zu den Druckstufen-Fluidkanälen 228 erfolgt durch eine Vielzahl von Öffnungen, die durch die Ventilscheibe 230 verlaufen. Während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließt. Der Zugstufenhub reduziert den Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 und der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 übersteigt den Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Ventilscheibe 230, und wenn die Last von dem Fluiddruck auf die Ventilscheibe 230 die Vorspannlast der Ventilfeder 232 übersteigt, verlässt die Ventilscheibe 230 ihren Sitz am Kolben 210 und Fluid fließt aus der Reservoirkammer 52 durch die Zugstufen-Fluidkanäle 226 und in die untere Arbeitskammer 46. Die Ventilfeder 232 ist so konstruiert, dass sie eine minimale Last auf die Ventilscheibe 230 ausübt, so dass die Zugstufen-Ventilanordnung 212 während eines Zugstufenhubes wie ein Rückschlagventil wirkt und im Wesentlichen nicht zu Dämpfungslasten für den Stoßdämpfer 20 beiträgt. Die Dämpfungslast während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 wird durch die Zugstufen-Ventilanordnung 64 der Kolbenanordnung 32 erzeugt.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 enthält eine oder mehrere Ventilscheiben 240 und einen Bolzen 242. Die Ventilscheiben 240 schließen die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228 und der Bolzen 242 steht in Gewindeeingriff mit der Mutter 234, um die Ventilscheibe 240 am Kolben 210 zu sichern. Während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in Reservoirkammer 52 fließt. Während des Druckstufenhubes steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 an und dieser Fluiddruck wirkt auf die Ventilscheiben 240. Wenn der Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 zunimmt, wirkt der Fluiddruck auf die Ventilscheiben 240 und schließlich werden die Ventilscheiben 240 ausgelenkt, so dass sie die Druckstufen-Fluidkanäle 228 öffnen. Fluid fließt aus der unteren Arbeitskammer 46 durch die Fluidkanäle 228 und in die Reservoirkammer 52. Die Dämpfungslast während eines Druckstufenhubes wird durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wirkt die Druckstufen-Ventilanordnung 62 der Kolbenanordnung 32 wie ein Rückschlagventil und trägt nicht wesentlich zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 bei. Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist eine normalerweise geschlossene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geöffnet wird. Der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist direkt proportional zu der Druckdifferenz. Je größer die Druckdifferenz ist, desto größer ist die Auslenkung der Ventilscheiben 240 und desto größer ist der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214.
Die druckempfindliche Ventilanordnung 216 enthält einen Kolben 210, ein Zylinderende 250 und eine Vorspannfeder 252. Das Zylinderende 250 ist an dem Druckrohr 30 befestigt und steht mit der Abschlusskappe 54 in Eingriff. Der Kolben 210 ist gleitend in dem Druckrohr 30 angeordnet und gleitet zwischen dem Zylinderende 250 und einem Anschlag 254. Die Vorspannfeder 252 drückt den Kolben 210 zu dem Anschlag 254. Das Zylinderende 250 bildet eine oder mehrere Öffnungen 256, die einen Fluidfluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 zulassen.
Während eines Druckstufenhubes wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 gegen die Oberseite des Kolbens 210. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Unterseite des Kolbens 210. Die Vorspannlast der Vorspannfeder 252 lässt den normalen Fluidfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 wie vorstehend beschrieben zu, solange die Druckdifferenz über den Kolben 210 keine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 252 zu überwinden. Sobald die Druckdifferenz über den Kolben 210 eine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 252 zu überwinden, gleitet der Kolben 210 im Druckrohr 30 nach unten. Wenn sich der Kolben 210 an das Zylinderende 250 annähert, kommt die Druckstufen-Ventilanordnung 214 mit einem Steg 258 am Zylinderende 250 in Berührung und verschließt oder unterbindet den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Öffnungen 256 in die Reservoirkammer 52. Wenn die Fluiddruckdifferenz über den Kolben 210 abnimmt, drückt die Vorspannfeder 252 erneut den Kolben 210 gegen den Anschlag 254. Wie dargestellt berühren die Ventilscheiben 240 den Steg 258, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Konzept beschränkt, da andere Bauelemente den Fluidfluss unterbinden könnten. Die druckempfindliche Ventilanordnung 216 ist eine normalerweise offene Druckstufen-Ventilanordnung, die durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geschlossen wird, wobei die Druckdifferenz durch die Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmt wird.
Der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 steigt exponentiell an und der einzige Fluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 erfolgt durch eine Umgehung 266, die durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 oder durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 und die druckempfindliche Ventilanordnung 216 gebildet ist. Die Umgehung 266 kann einen Kanal um oder durch die Ventilscheiben 240 oder einen Umgehungskanal umfassen, der von den Kolben 210 und dem Zylinderende 250 gebildet ist. Die Fläche der Umgehung 266 und die momentane Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmen die endgültig erreichten Dämpfungskräfte. Die Zunahme des Fluiddrucks in der unteren Arbeitskammer 46 ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 und somit ist die druckempfindliche Ventilanordnung 216 ein druckempfindliches Ventil, welches sich auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 öffnet und schließt.
In 7 ist eine Bodenventilanordnung 338 dargestellt. Die Bodenventilanordnung 338 enthält einen Kolben 210, eine Zugstufen-Ventilanordnung 212, eine Druckstufen-Ventilanordnung 214 und eine druckempfindliche Ventilanordnung 316. Der Kolben 210 ist in dem Druckrohr 30 gleitend aufgenommen und trennt die untere Arbeitskammer 46 von der Reservoirkammer 52. Der Kolben 210 bildet einen Mittelkanal 224, der zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verläuft, die Vielzahl von Zugstufen-Fluidkanälen 226, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen, und die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 212 enthält die eine oder mehrere Ventilscheiben 230, eine Ventilfeder 232 und eine Mutter 234. Die Ventilscheibe bzw. die Ventilscheiben 230 verschließen die Vielzahl der Zugstufen-Fluidkanäle 226 und die Ventilfeder 232 ist zwischen der Mutter 234 und der Ventilscheibe 230 angeordnet, um die Ventilscheibe 230 gegen den Kolben 210 vorzuspannen. Der Fluidzugang zu den Druckstufen-Fluidkanälen 228 erfolgt durch eine Vielzahl von Öffnungen, die durch die Ventilscheibe 230 verlaufen. Während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließt. Der Zugstufenhub reduziert den Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 und der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 übersteigt den Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Ventilscheibe 230, und wenn die Last von dem Fluiddruck auf die Ventilscheibe 230 die Vorspannlast der Ventilfeder 232 übersteigt, verlässt die Ventilscheibe 32 ihren Sitz am Kolben 210 und Fluid fließt aus der Reservoirkammer 52 durch die Zugstufen-Fluidkanäle 226 und in die untere Arbeitskammer 46. Die Ventilfeder 232 ist so konstruiert, dass sie eine minimale Last auf die Ventilscheibe 230 ausübt, so dass die Zugstufen-Ventilanordnung 212 während eines Zugstufenhubes wie ein Rückschlagventil wirkt und im Wesentlichen nicht zu Dämpfungslasten für den Stoßdämpfer 20 beiträgt. Die Dämpfungslast während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 wird durch die Zugstufen-Ventilanordnung 64 der Kolbenanordnung 32 erzeugt.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 enthält eine oder mehrere Ventilscheiben 240 und einen Bolzen 242. Die Ventilscheiben 240 schließen die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228 und der Bolzen 242 steht in Gewindeeingriff mit der Mutter 234, um die Ventilscheibe 240 am Kolben 210 zu sichern. Während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in Reservoirkammer 52 fließt. Während des Druckstufenhubes steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 an und dieser Fluiddruck wirkt auf die Ventilscheiben 240. Wenn der Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 zunimmt, wirkt der Fluiddruck auf die Ventilscheiben 240 und schließlich werden die Ventilscheiben 240 ausgelenkt, so dass sie die Druckstufen-Fluidkanäle 228 öffnen. Fluid fließt aus der unteren Arbeitskammer 46 durch die Fluidkanäle 228 und in die Reservoirkammer 52. Die Dämpfungslast während eines Druckstufenhubes wird durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wirkt die Druckstufen-Ventilanordnung 62 der Kolbenanordnung 32 wie ein Rückschlagventil und trägt nicht wesentlich zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 bei. Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist eine normalerweise geschlossene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geöffnet wird. Der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist direkt proportional zu der Druckdifferenz. Je größer die Druckdifferenz ist, desto größer ist die Auslenkung der Ventilscheiben 140 und desto größer ist der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214.
Die druckempfindliche Ventilanordnung 316 enthält ein Zylinderende 350 und eine Vorspannfeder 352. Das Zylinderende 350 ist an dem Druckrohr 30 befestigt und steht mit der Abschlusskappe 54 in Eingriff. Der Kolben 210 ist gleitend in dem Druckrohr 30 angeordnet und gleitet zwischen dem Zylinderende 350 und einem Anschlag 354. Die Vorspannfeder 352 drückt den Kolben 210 zu dem Anschlag 354. Das Zylinderende 350 bildet eine oder mehrere Öffnungen 356, die einen Fluidfluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 zulassen.
Während eines Druckstufenhubes wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 gegen die Oberseite des Kolbens 210. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Unterseite des Kolbens 210. Die Vorspannung der Vorspannfeder 352 lässt den normalen Fluidfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 wie vorstehend beschrieben zu, solange die Druckdifferenz über den Kolben 210 keine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 352 zu überwinden. Sobald die Druckdifferenz über den Kolben 210 eine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 352 zu überwinden, gleitet der Kolben 210 im Druckrohr 30 nach unten. Wenn sich der Kolben 210 an das Zylinderende 350 annähert, kommt die Druckstufen-Ventilanordnung 214 mit einem Dichtungssteg 358 am Zylinderende 350 in Verbindung und verschließt oder unterbindet den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Öffnungen 356 in die Reservoirkammer 52. Wenn die Fluiddruckdifferenz über den Kolben 210 abnimmt, drückt die Vorspannfeder 352 erneut den Kolben 210 gegen den Anschlag 354. Wie dargestellt ist die Vorspannfeder 352 mit dem Zylinderende 350 in Berührung, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Konzept beschränkt, da andere Bauelemente den Fluidfluss unterbinden könnten. Die druckempfindliche Ventilanordnung 316 ist eine normalerweise offene Druckstufen-Ventilanordnung, die durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geschlossen wird, wobei die Druckdifferenz durch die Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmt wird.
Der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 steigt exponentiell an und der einzige Fluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 erfolgt durch eine Umgehung 366, die durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 oder durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 und die druckempfindliche Ventilanordnung 316 gebildet ist. Die Umgehung 366 kann einen Kanal um oder durch das Zylinderende 350 umfassen. Die Fläche der Umgehung 366 und die momentane Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmen die endgültig erreichten Dämpfungskräfte. Die Zunahme des Fluiddrucks in der unteren Arbeitskammer 46 ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 und somit ist die druckempfindliche Ventilanordnung 316 ein druckempfindliches Ventil, welches sich auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 öffnet und schließt.
In 8 ist eine Bodenventilanordnung 438 dargestellt. Die Bödenventilanordnung 438 enthält einen Kolben 210, eine Zugstufen-Ventilanordnung 212, eine Druckstufen-Ventilanordnung 214 und eine druckempfindliche Ventilanordnung 416. Der Kolben 210 ist in dem Druckrohr 30 gleitend aufgenommen und trennt die untere Arbeitskammer 46 von der Reservoirkammer 52. Der Kolben 210 bildet einen Mittelkanal 224, der zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verläuft, eine Vielzahl von Zugstufen-Fluidkanälen 226, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen, und eine Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 212 enthält eine oder mehrere Ventilscheiben 230, eine Ventilfeder 232 und eine Mutter 234. Die Ventilscheiben 230 verschließen die Vielzahl der Zugstufen-Fluidkanäle 226 und die Ventilfeder 232 ist zwischen der Mutter 234 und der Ventilscheibe 230 angeordnet, um die Ventilscheibe 230 gegen den Kolben 210 vorzuspannen. Der Fluidzugang zu den Druckstufen-Fluidkanälen 228 erfolgt durch eine Vielzahl von Öffnungen, die durch die Ventilscheibe 230 verlaufen. Während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließt. Der Zugstufenhub reduziert den Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 und der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 übersteigt den Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Ventilscheibe 230, und wenn die Last von dem Fluiddruck auf die Ventilscheibe 230 die Vorspannlast der Ventilfeder 232 übersteigt, verlässt die Ventilscheibe 32 ihren Sitz am Kolben 210 und Fluid fließt aus der Reservoirkammer 52 durch die Zugstufen-Fluidkanäle 226 und in die untere Arbeitskammer 46. Die Ventilfeder 232 ist so konstruiert, dass sie eine minimale Last auf die Ventilscheibe 230 ausübt, so dass die Zugstufen-Ventilanordnung 212 während eines Zugstufenhubes wie ein Rückschlagventil wirkt und im wesentlichen nicht zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 beiträgt. Die Dämpfungslast während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 wird durch die Zugstufen-Ventilanordnung 64 der Kolbenanordnung 32 erzeugt.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 enthält die eine oder mehrere Ventilscheiben 240 und den Bolzen 242. Die Ventilscheiben 240 schließen die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228 und der Bolzen 242 steht in Gewindeeingriff mit der Mutter 234, um die Ventilscheibe 240 am Kolben 210 zu sichern. Während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in die Reservoirkammer 52 fließt. Während des Druckstufenhubes steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 an und dieser Fluiddruck wirkt auf die Ventilscheiben 240. Wenn der Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 zunimmt, wirkt der Fluiddruck auf die Ventilscheiben 240 und schließlich werden die Ventilscheiben 240 ausgelenkt, so dass sie die Druckstufen-Fluidkanäle 228 öffnen. Fluid fließt aus der unteren Arbeitskammer 46 durch die Fluidkanäle 228 und in die Reservoirkammer 52. Die Dämpfungslast während eines Druckstufenhubes wird durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wirkt die Druckstufen-Ventilanordnung 62 der Kolbenanordnung 32 wie ein Rückschlagventil und trägt nicht wesentlich zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 bei. Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist eine normalerweise geschlossene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geöffnet wird. Der Fluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist direkt proportional zu der Druckdifferenz. Je größer die Druckdifferenz ist, desto größer ist die Auslenkung der Ventilscheiben 240 und desto größer ist der Fluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214.
Die druckempfindliche Ventilanordnung 416 enthält einen Kolben 210, ein Zylinderende 450 und eine Vorspannfeder 452. Das Zylinderende 450 ist an dem Druckrohr 30 befestigt und steht mit der Abschlusskappe 54 in Eingriff. Der Kolben 210 ist gleitend in dem Druckrohr 30 angeordnet und gleitet zwischen dem Zylinderende 450 und einem Anschlag 454. Die Vorspannfeder 452 drückt den Kolben 210 gegen den Anschlag 454. Das Zylinderende 450 bildet eine oder mehrere Öffnungen 456, die einen Fluidfluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 zulassen.
Während eines Druckstufenhubes wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 gegen die Oberseite des Kolbens 210. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Unterseite des Kolbens 210. Die Vorspannlast der Vorspannfeder 452 lässt den normalen Fluidfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 wie vorstehend beschrieben zu, solange die Druckdifferenz über den Kolben 210 keine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 452 zu überwinden. Sobald die Druckdifferenz über den Kolben 210 eine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 452 zu überwinden, gleitet der Kolben 210 im Druckrohr 30 nach unten. Wenn sich der Kolben 210 an das Zylinderende 450 annähert, kommt der Bolzen 242 mit dem Zylinderende 450 in Berührung und verschließt oder unterbindet den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Öffnungen 456 in die Reservoirkammer 52. Wenn die Fluiddruckdifferenz über den Kolben 210 abnimmt, drückt die Vorspannfeder 452 erneut den Kolben 210 gegen den Anschlag 454. Wie dargestellt berührt der Bolzen 242 das Zylinderende 450, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Konzept beschränkt, da andere Bauelemente den Fluidfluss unterbinden könnten. Die druckempfindliche Ventilanordnung 416 ist eine normalerweise offene Druckstufen-Ventilanordnung, die durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geschlossen wird, wobei die Druckdifferenz durch die Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmt wird.
Der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 steigt exponentiell an und der einzige Fluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 erfolgt durch eine Umgehung 466, der durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 oder durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 und die druckempfindliche Ventilanordnung 216 gebildet ist. Die Umgehung 466 kann einen Kanal um oder durch das Zylinderende 450 umfassen. Die Fläche der Umgehung 466 und die momentane Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmen die endgültig erreichten Dämpfungskräfte. Die Zunahme des Fluiddrucks in der unteren Arbeitskammer 46 ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 und somit ist die druckempfindliche Ventilanordnung 416 ein druckempfindliches Ventil, welches sich auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 öffnet und schließt.
In 9 ist eine Bodenventilanordnung 538 veranschaulicht. Die Bodenventilanordnung 538 enthält einen Kolben 210, eine Zugstufen-Ventilanordnung 212, eine Druckstufen-Ventilanordnung 214 und eine druckempfindliche Ventilanordnung 516. Der Kolben 210 ist an dem Druckrohr 30 angebracht und trennt die untere Arbeitskammer 46 von der Reservoirkammer 52. Der Kolben 210 bildet einen Mittelkanal 224, der zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verläuft, die Vielzahl von Zugstufen-Fluidkanälen 226, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen, und die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 212 enthält die eine oder mehrere Ventilscheiben 230, eine Ventilfeder 232 und eine Mutter 234. Die Ventilscheiben 230 verschließen die Vielzahl der Zugstufen-Fluidkanäle 226 und die Ventilfeder 232 ist zwischen der Mutter 234 und der Ventilscheibe 230 angeordnet, um die Ventilscheibe 230 gegen den Kolben 210 vorzuspannen. Der Fluidzugang zu den Druckstufen-Fluidkanälen 228 erfolgt durch eine Vielzahl von Öffnungen, die durch die Ventilscheibe 230 verlaufen. Während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, das Fluid von der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließt. Der Zugstufenhub reduziert den Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 und der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 übersteigt den Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Ventilscheibe 230, und wenn die Last von dem Fluiddruck auf die Ventilscheibe 230 die Vorspannlast der Ventilfeder 232 übersteigt, verlässt die Ventilscheibe 32 ihren Sitz am Kolben 210 und Fluid fließt aus der Reservoirkammer 52 durch die Zugstufen-Fluidkanäle 226 und in die untere Arbeitskammer 46. Die Ventilfeder 232 ist so konstruiert, dass sie eine minimale Last auf die Ventilscheibe 230 ausübt, so dass die Zugstufen-Ventilanordnung 212 während eines Zugstufenhubes wie ein Rückschlagventil wirkt und im Wesentlichen nicht zu Dämpfungslasten für den Stoßdämpfer 20 beiträgt. Die Dämpfungslast während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 wird durch die Zugstufen-Ventilanordnung 64 der Kolbenanordnung 32 erzeugt.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 enthält die eine oder mehrere Ventilscheiben 240 und einen Bolzen 242. Die Ventilscheiben 240 schließen die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228 und der Bolzen 242 steht in Gewindeeingriff mit der Mutter 234, um die Ventilscheibe 240 am Zylinderende 250 zu sichern. Während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in Reservoirkammer 52 fließt. Während des Druckstufenhubes steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 an und dieser Fluiddruck wirkt auf die Ventilscheiben 240. Wenn der Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 zunimmt, wirkt der Fluiddruck auf die Ventilscheiben 240 und schließlich werden die Ventilscheiben 240 ausgelenkt, so dass sie die Druckstufen-Fluidkanäle 228 öffnen. Fluid fließt aus der unteren Arbeitskammer 46 durch die Fluidkanäle 228 und in die Reservoirkammer 52. Die Dämpfungslast während eines Druckstufenhubes wird durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wirkt die Druckstufen-Ventilanordnung 62 der Kolbenanordnung 32 wie ein Rückschlagventil und trägt nicht wesentlich zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 bei. Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist eine normalerweise geschlossene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geöffnet wird. Der Fluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist direkt proportional zu der Druckdifferenz. Je größer die Druckdifferenz ist, desto größer ist die Auslenkung der Ventilscheiben 140 und desto größer ist der Fluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214.
Die druckempfindliche Ventilanordnung 516 enthält einen Kolben 210, ein Zylinderende 550 und eine Vorspannfeder 552. Das Zylinderende 550 ist an dem Druckrohr 30 befestigt und steht mit der Abschlusskappe 54 in Eingriff. Der Kolben 210 ist gleitend in dem Druckrohr 30 angeordnet und gleitet zwischen dem Zylinderende 550 und einem Anschlag 554. Die Vorspannfeder 552 drückt den Kolben 210 zu dem Anschlag 554. Das Druckrohr 30 bildet eine oder mehrere Öffnungen 556, die einen Fluidfluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 zulassen.
Während eines Druckstufenhubes wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 gegen die Oberseite des Kolbens 210. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Unterseite des Kolbens 210. Die Vorspannlast der Vorspannfeder 552 lässt den normalen Fluidfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 wie vorstehend beschrieben zu, solange die Druckdifferenz über den Kolben 210 keine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 552 zu überwinden. Sobald die Druckdifferenz über den Kolben 210 eine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 552 zu überwinden, gleitet der Kolben 210 im Druckrohr 30 nach unten. Wenn sich der Kolben 210 an das Zylinderende 550 annähert, beginnt der Kolben 210, die Öffnungen 556 abzudecken und verschließt oder unterbindet den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Öffnungen 556 in die Reservoirkammer 52. Wenn die Fluiddruckdifferenz über den Kolben 210 abnimmt, drückt die Vorspannfeder 552 erneut den Kolben 210 gegen den Anschlag 554. Die druckempfindliche Ventilanordnung 516 ist eine normalerweise offene Druckstufen-Ventilanordnung, die durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geschlossen wird, wobei die Druckdifferenz durch die Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmt wird.
Der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 steigt exponentiell an und der einzige Fluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 erfolgt durch eine Umgehung 566, die durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 oder durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 und die druckempfindliche Ventilanordnung 216 gebildet ist. Die Umgehung 566 kann einen von dem Kolben 210 und dem Druckrohr 30 gebildeten Umgehungskanal umfassen. Die Fläche der Umgehung 566 und die momentane Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmen die endgültig erreichten Dämpfungskräfte. Die Zunahme des Fluiddrucks in der unteren Arbeitskammer 46 ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 und somit ist die druckempfindliche Ventilanordnung 516 ein druckempfindliches Ventil, welches sich auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 öffnet und schließt.
In 10 ist eine Bodenventilanordnung 638 veranschaulicht. Die Bodenventilanordnung 638 enthält einen Kolben 210, eine Zugstufen-Ventilanordnung 212, eine Druckstufen-Ventilanordnung 214 und eine druckempfindliche Ventilanordnung 216. Der Kolben 210 ist an dem Druckrohr 30 angebracht und trennt die untere Arbeitskammer 46 von der Reservoirkammer 52. Der Kolben 210 bildet einen Mittelkanal 224, der zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verläuft, die Vielzahl von Zugstufen-Fluidkanälen 226, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen, und die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228, die zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 verlaufen.
Die Zugstufen-Ventilanordnung 212 enthält die eine oder mehrere Ventilscheiben 230 und eine Ventilfeder 232 und eine Mutter 234. Die Ventilscheiben 230 verschließen die Vielzahl der Zugstufen-Fluidkanäle 226 und die Ventilfeder 232 ist zwischen der Mutter 234 und der Ventilscheibe 230 angeordnet, um die Ventilscheibe 230 gegen den Kolben 210 vorzuspannen. Der Fluidzugang zu den Druckstufen-Fluidkanälen 228 erfolgt durch eine Vielzahl von Öffnungen, die durch die Ventilscheibe 230 verlaufen. Während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, das Fluid von der Reservoirkammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließt. Der Zugstufenhub reduziert den Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 und der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 übersteigt den Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Ventilscheibe 230, und wenn die Last von dem Fluiddruck auf die Ventilscheibe 230 die Vorspannlast der Ventilfeder 232 übersteigt, verlässt die Ventilscheibe 230 ihren Sitz am Kolben 210 und Fluid fließt aus der Reservoirkammer 52 durch die Zugstufen-Fluidkanäle 226 und in die untere Arbeitskammer 46. Die Ventilfeder 232 ist so konstruiert, dass sie eine minimale Last auf die Ventilscheibe 230 ausübt, so dass die Zugstufen-Ventilanordnung 212 während eines Zugstufenhubes wie ein Rückschlagventil wirkt und im Wesentlichen nicht zu Dämpfungslasten für den Stoßdämpfer 20 beiträgt. Die Dämpfungslast während eines Zugstufenhubes des Stoßdämpfers 20 wird durch die Zugstufen-Ventilanordnung 64 der Kolbenanordnung 32 erzeugt.
Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 enthält die eine oder mehrere Ventilscheiben 240 und einen Bolzen 242. Die Ventilscheiben 240 schließen die Vielzahl von Druckstufen-Fluidkanälen 228 und der Bolzen 242 steht in Gewindeeingriff mit der Mutter 234, um die Ventilscheibe 240 am Kolben 210 zu sichern. Während eines Druckstufenhubes des Stoßdämpfers 20 macht es das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept erforderlich, dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in Reservoirkammer 52 fließt. Während des Druckstufenhubes steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 an und dieser Fluiddruck wirkt auf die Ventilscheiben 240. Wenn der Fluiddruck innerhalb der unteren Arbeitskammer 46 zunimmt, wirkt der Fluiddruck auf die Ventilscheiben 240 und schließlich werden die Ventilscheiben 240 ausgelenkt, so dass sie die Druckstufen-Fluidkanäle 228 öffnen. Fluid fließt aus der unteren Arbeitskammer 46 durch die Fluidkanäle 228 und in die Reservoirkammer 52. Die Dämpfungslast während eines Druckstufenhubes wird durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 erzeugt. Wie vorstehend beschrieben wirkt die Druckstufen-Ventilanordnung 62 der Kolbenanordnung 32 wie ein Rückschlagventil und trägt nicht wesentlich zu den Dämpfungslasten des Stoßdämpfers 20 bei. Die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist eine normalerweise geschlossene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geöffnet wird. Der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 ist direkt proportional zu der Druckdifferenz. Je größer die Druckdifferenz ist, desto größer ist die Auslenkung der Ventilscheiben 140 und desto größer ist der Durchfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214.
Die druckempfindliche Ventilanordnung 616 enthält ein Druckrohr-Zylinderende 650, ein Ventilrohr 652, ein Zylinderende 654, eine Kolben- und Buchsenanordnung 656 und eine Vorspannfeder 658, die als eine Tellerfeder dargestellt ist. Das Druckrohr-Zylinderende 650 ist an dem Druckrohr 30 und an dem Ventilrohr 652 befestigt. Das Zylinderende 654 ist an dem Ventilrohr 652 angebracht und steht mit der Abschlusskappe 54 in Eingriff. Der Kolben 210 ist an der Kolben- und Buchsenanordnung 656 angebracht und die Kolben- und Buchsenanordnung 656 ist in dem Ventilrohr 652 gleitend angeordnet. Ein Abstandhalter 660 ist zwischen der Kolben- und Buchsenanordnung 656 und der Vorspannfeder 658 angeordnet. Eine Dichtung 662 dichtet die Grenzfläche zwischen der Kolben- und Buchsenanordnung 656 und dem Ventilrohr 652. Die Vorspannfeder 658 drückt die Kolben- und Buchsenanordnung 656 zu dem Druckrohr-Zylinderende 650. Das Zylinderende 654 bildet eine oder mehrere Öffnungen 664, die einen Fluidfluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 zulassen.
Während eines Druckstufenhubes wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 gegen die Oberseite des Kolbens 210. Der Fluiddruck in der Reservoirkammer 52 wirkt gegen die Unterseite des Kolbens 210. Die Vorspannlast der Vorspannfeder 658 lässt den normalen Fluidfluss durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 wie vorstehend beschrieben zu, solange die Druckdifferenz über den Kolben 210 keine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 658 zu überwinden. Sobald die Druckdifferenz über den Kolben 210 eine ausreichende Last erzeugt, um die Vorspannlast der Vorspannfeder 658 zu überwinden, veranlasst der Kolben 210 die Kolben- und Buchsenanordnung 656 in dem Ventilrohr 652 nach unten zu gleiten. Wenn sich die Kolben- und Buchsenanordnung 656 an das Zylinderende 654 annähert, kommt die Vorspannfeder 658 in Kontakt mit dem Zylinderende 654 und verschließt oder unterbindet den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Öffnungen 664 in die Reservoirkammer 52. Wenn die Fluiddruckdifferenz über den Kolben 210 abnimmt, spannt die Vorspannfeder 658 erneut die Kolben- und Buchsenanordnung 656 gegen das Druckrohr-Zylinderende 650 vor. Wie dargestellt berührt die Vorspannfeder 658 das Zylinderende 654, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses Konzept beschränkt, da andere Bauelemente den Fluidfluss unterbinden könnten. Die druckempfindliche Ventilanordnung 616 ist eine normalerweise offene Druckstufen-Ventilanordnung, die durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 geschlossen wird, wobei die Druckdifferenz durch die Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmt wird.
Der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 steigt exponentiell an und der einzige Fluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservoirkammer 52 erfolgt durch eine Umgehung 666, der durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 und das Zylinderende 654 oder durch die Druckstufen-Ventilanordnung 214 und die druckempfindliche Ventilanordnung 616 gebildet ist. Die Umgehung 666 kann einen Kanal um oder durch das Zylinderende 654 umfassen. Die Fläche der Umgehung 666 und die momentane Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 bestimmen die endgültig erreichten Dämpfungskräfte. Die Zunahme des Fluiddrucks in der unteren Arbeitskammer 46 ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 und somit ist die druckempfindliche Ventilanordnung 616 ein druckempfindliches Ventil, welches sich auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 32 öffnet und schließt.
In 11 ist ein Einrohrstoßdämpfer 720 dargestellt. Der Stoßdämpfer 720 enthält ein Druckrohr 730, eine Kolbenanordnung 732, eine Kolbenstange 734, einen Akkumulatorkolben 736 und eine druckempfindliche Ventilanordnung 738.
Das Druckrohr 730 bildet eine Arbeitskammer 742. Die Kolbenanordnung 732 ist verschieblich in dem Druckrohr 730 angeordnet und teilt die Arbeitskammer 742 in eine obere Arbeitskammer 744 und eine untere Arbeitskammer 746. Eine Dichtung 747 ist zwischen der Kolbenanordnung 732 und dem Druckrohr 730 angeordnet, um die Gleitbewegung der Kolbenanordnung 732 relativ zu dem Druckrohr 730 zu erlauben, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 744 gegen die untere Arbeitskammer 746 abzudichten. Die Kolbenstange 734 ist an der Kolbenanordnung 732 befestigt und verläuft durch die obere Arbeitskammer 744 und durch eine obere Abschlusskappe oder Stangenführung 750, die das obere Ende des Druckrohrs 730 verschließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Stangenführung 750, dem Druckrohr 730 und der Kolbenstange 734 ab. Das der Kolbenanordnung 732 entgegengesetzte Ende der Kolbenstange 734 ist dafür ausgelegt, an dem gefederten oder ungefederten Teil des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Das der Stangenführung 750 entgegengesetzte Ende des Druckrohrs 730 ist dafür ausgelegt, mit dem jeweils anderen gefederten oder ungefederten Teil des Fahrzeugs 10 verbunden zu werden.
Eine Zugstufen-Ventilanordnung 760 steuert die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 744 und der unteren Arbeitskammer 746, um die Dämpfungskräfte während der Zugstufenbewegung der Kolbenanordnung 732 in dem Druckrohr 730 zu erzeugen, wie nach dem Stand der Technik bekannt ist. Eine Druckstufen-Ventilanordnung 762 steuert die Bewegung des Fluids zwischen der unteren Arbeitskammer 746 und der oberen Arbeitskammer 744, um die Dämpfungskräfte während einer Druckstufenbewegung der Kolbenanordnung 732 in dem Druckrohr 730 zu erzeugen, wie nach dem Stand der Technik bekannt ist. Der Akkumulatorkolben 736 trennt die untere Arbeitskammer 746 von einer Akkumulatorkammer 764, die typischerweise mit einem Gas gefüllt ist. Der Akkumulatorkolben 736 ist verschiebbar in dem Druckrohr 730 angeordnet und mit der Akkumulatorkammer 764 gleicht der Akkumulatorkolben 736 das ”Kolbenstangenvolumen”-Konzept aus, wie nach dem Stand der Technik bekannt ist.
Eine druckempfindliche Ventilanordnung 738 ist eine druckbetätigte Ventilanordnung, welche ein Zylinderende 766, einen Schaft 150, einen Spulenkörper 152, eine Spulenkörperkappe 154, eine Ventilfeder 156 und einen Bolzen 768 umfasst. Das Zylinderende 766 kann an dem Druckrohr 730 fest angebracht sein. Der Schaft 150 ist innerhalb eines Mittelkanals 770 angeordnet, der durch das Zylinderende 766 verläuft. Der Schaft 150 ist an dem Zylinderende 766 durch den Bolzen 768 befestigt. Der Bolzen 768 bildet einen zentralen Fluidkanal 772, der in Verbindung mit dem Fluidkanal 160 in dem Schaft 150 steht, um einen Umgehungsfluidfluss wie nachfolgend beschrieben zu ermöglichen.
Der Spulenkörper 152 ist verschiebbar auf dem Schaft 150 angeordnet. Die Aufwärtsbewegung des Spulenkörper 152 auf dem Schaft 150 ist durch einen Flansch 162 am Schaft 150 begrenzt, der mit einer durch den Spulenkörper 152 gebildeten Schulter 164 in Eingriff kommt. Die Ventilfeder 156 spannt die Schulter 164 des Spulenkörpers 152 gegen den Flansch 162 des Schafts 150 vor, um den Durchfluss von Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 in eine Vielzahl von Fluidkanälen 776 zu ermöglichen, die durch das Zylinderende 766 verlaufen. Die Spulenkörperkappe 154 ist an dem Spulenkörper 152 befestigt. In dem Spulenkörper 152 sind ein oder mehrere Löcher 166 gebildet.
Während eines Druckstufenhubes wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 gegen den Spulenkörper 152 und die Spulenkörperkappe 154 der druckempfindlichen Ventilanordnung 738. Der Fluiddruck unter dem Zylinderende 766 wirkt gegen den Spulenkörper 152 und die Spulenkörperkappe 154 der druckempfindlichen Ventilanordnung 738. Der Fluiddruck wird durch den Umgehungskanal 778 zu dem Spulenkörper 152 und der Spulenkörperkappe 154 gelenkt. Die Vorspannung der Ventilfeder 156 erlaubt den normalen Fluidfluss durch die Vielzahl der Fluidkanäle 776, um die normale Dämpfung des Stoßdämpfers 720 zu ermöglichen, da das Fluid leicht zu dem Bereich zwischen der druckempfindlichen Ventilanordnung 738 und dem Akkumulatorkolben 736 fließt. Sobald die auf den Spulenkörper 152 wirkende Druckdifferenz die Vorspannlast der Ventilfeder 156 übersteigt, gleitet der Spulenkörper 152 am Schaft 150 nach unten und verschließt oder unterbindet den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Vielzahl von Kanälen 776. Sobald sich der Fluiddruck über den Spulenkörper 152 reduziert, drückt die Ventilfeder 156 erneut den Spulenkörper 152 nach oben gegen den Flansch 162. Wenn der Spulenkörper 152 den Fluidfluss verschließt oder unterbindet, steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 exponentiell an, und der einzige Fluss zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und dem Bereich unter dem Zylinderende 766 erfolgt durch das eine beziehungsweise mehrere Löcher 166. Die Fläche des einen oder der Mehrzahl der Löcher 166 und die momentane Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 732 bestimmen die endgültig erreichten Dämpfungskräfte. Der Anstieg des Fluiddrucks innerhalb der unteren Arbeitskammer 746 ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 732 und somit ist die druckempfindliche Ventilanordnung 738 ein druckempfindliches Ventil, welches sich auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 732 öffnet und schließt. Die druckempfindliche Ventilanordnung 738 ist eine normalerweise offene Druckstufen-Ventilanordnung, welche durch die Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 746 und dem Bereich unter dem Zylinderende 766 geschlossen wird, wobei die Druckdifferenz durch die Geschwindigkeit der Kolbenanordnung 732 bestimmt wird.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen erfolgte zum Zweck der Veranschaulichung und Beschreibung. Sie soll weder erschöpfend sein, noch die Erfindung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind allgemein nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt, sondern sind gegebenenfalls austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen beschrieben oder dargestellt ist. Diese können auch auf viele Arten variiert werden. Derartige Variationen sind nicht als Abweichung von der Erfindung zu betrachten, und alle derartigen Modifikationen sollen in dem Schutzumfang der Erfindung eingeschlossen sein.
Zusammenfassung
Ein Stoßdämpfer enthält eine druckempfindliche Ventilanordnung, welche den Fluidfluss durch die druckempfindliche Ventilanordnung basierend auf der Geschwindigkeit der Kolbenanordnung in dem Stoßdämpfer steuert. Die druckempfindliche Ventilanordnung beschränkt den Fluidfluss mit zunehmender Geschwindigkeit des Kolbens in einem Druckstufenhub, um die von dem Stoßdämpfer bereitgestellten Dämpfungslasten zu erhöhen.

Claims

Stoßdämpfer, enthaltend: ein Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet; einen innerhalb der Arbeitskammer gleitend angeordneten Kolbenkörper, welcher Kolbenkörper die Arbeitskammer in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer teilt; eine Einrichtung zum Begrenzen einer Fluidkammer in Kommunikation mit entweder der oberen Arbeitskammer oder der unteren Arbeitskammer; eine druckempfindliche Ventilanordnung, die zwischen entweder der oberen Arbeitskammer oder der unteren Arbeitskammer und der Fluidkammer angeordnet ist, welche druckempfindliche Ventilanordnung den Fluidfluss durch die druckempfindliche Ventilanordnung basierend auf einer Geschwindigkeit des in dem Druckrohr gleitenden Kolbenkörpers steuert.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem die Einrichtung zum Begrenzen ein Reservoirrohr aufweist, welches das Druckrohr umgibt, um die Fluidkammer zwischen dem Reservoirrohr und dem Druckrohr zu bilden.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem die Einrichtung zum Begrenzen eine Kolbenanordnung aufweist, die verschiebbar in dem Druckrohr angeordnet ist, wobei die Fluidkammer durch das Druckrohr gebildet ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem die druckempfindliche Ventilanordnung ein Zylinderende aufweist, welches an dem Druckrohr angebracht ist, wobei ein Spulenkörper zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist und ein Vorspannelement den Spulenkörper in die offene Position drückt.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem die druckempfindliche Ventilanordnung eine Kolbenanordnung aufweist, die in dem Druckrohr verschiebbar angeordnet ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 5, bei welchem die druckempfindliche Ventilanordnung ferner ein an dem Druckrohr angebrachtes Zylinderende sowie ein zwischen der Kolbenanordnung und dem Zylinderende angeordnetes Vorspannelement aufweist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 1, bei welchem die druckempfindliche Ventilanordnung an dem Druckrohr fest angebracht ist.
Stoßdämpfer nach Anspruch 7, bei welchem die druckempfindliche Ventilanordnung ein Ventilrohr, das an dem Druckrohr fest angebracht ist, eine in dem Ventilrohr verschiebbar angeordnete Kolben- und Buchsenanordnung, ein an dem Ventilrohr angebrachtes Zylinderende und ein zwischen der Kolben- und Buchsenanordnung und dem Zylinderende angeordnetes Vorspannelement aufweist.