DE112010003954T5 - Dämpfer mit digitalem Ventil - Google Patents

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Pending
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DE112010003954T
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English (en)
Inventor
Matthew L. Roessle
Karl C. Kazmirski
Darrell G. Breese
Daniel T. Keil
Thomas P. Mallin
Jeffrey T. Gardner
Jeroen Paenhuysen
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Original Assignee
Tenneco Automotive Operating Co Inc
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Abstract

Ein Stoßdämpfer weist eine Kompressions-Ventilanordnung auf, die während einer Kompression eine hohe Dämpfungskraft und eine Ausdehnungs-Ventilanordnung, die während einer Ausdehnungsbewegung eine hohe Dämpfungskraft gewährleistet. Eine oder mehrere digitale Ventilanordnung(en) ist/sind angeordnet, um parallel mit der Kompressions-Ventilanordnung und der Ausdehnungs-Ventilanordnung zu arbeiten, um eine geringere Dämpfungskraft bereitzustellen. Die Reduzierung der Dämpfungskraft basiert auf Querschnittsflächen der durch die eine oder die Vielzahl der digitalen Ventilanordnung(en) bereitgestellten Fließbereiche.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen hydraulische Dämpfer oder Stoßdämpfer für die Verwendung in einem Aufhängungssystem, wie ein bei Automobilen verwendetes Aufhängungssystem. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein digitales Dämpfungsventil, welches mit den herkömmlichen passiven Ventilsystemen verbunden ist, um die Dämpfungseigenschaften des Hydraulischen Dämpfers festzulegen.
  • Hintergrund
  • Dieser Abschnitt gibt zu der vorliegenden Offenbarung gehörende Hintergrundinformation an, die nicht notwendigerweise Stand der Technik sein muss.
  • Stoßdämpfer werden in Verbindung mit Fahrzeug-Aufhängungssystemen verwendet, um ungewollte Vibrationen zu absorbieren, die während des Fahrens entstehen. Zur Absorption der ungewollten Vibrationen sind die Stoßdämpfer im Allgemeinen zwischen der gefederten Masse (Chassis) und der ungefederten Masse (Aufhängung) des Automobils befestigt. Ein Kolben ist innerhalb eines Druckrohres des Stoßdämpfers angeordnet und das Druckrohr ist mit der ungefederten Masse des Fahrzeugs verbunden. Der Kolben ist mit der gefederten Masse des Automobils durch eine Kolbenstange verbunden, die sich durch das Druckrohr erstreckt. Der Kolben teilt das Druckrohr in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer, die beide mit hydraulischem Fluid gefüllt sind. Dadurch, dass der Kolben durch seine Ventilsteuerung in der Lage ist, den Fluss des hydraulischen Fluids zwischen der oberen und der unteren Arbeitskammer, wenn der Stoßdämpfer zusammengedrückt oder auseinandergezogen wird, zu begrenzen, kann der Stoßdämpfer eine Dämpfungskraft erzeugen, die der Vibration, die sonst von der ungefederten Masse auf die gefederte Masse des Fahrzeugs übertragen würde, entgegenwirkt. In einem Zweirohr-Stoßdämpfer ist ein Fluidreservoir oder eine Ausgleichskammer zwischen dem Druckrohr und dem Ausgleichsrohr bestimmt. Ein Basisventil ist zwischen der unteren Arbeitskammer und der Ausgleichskammer angeordnet, die ebenfalls eine Dämpfungskraft erzeugt, die den Vibrationen entgegenwirkt, welche sonst von der ungefederten Masse des Fahrzeugs auf die gefederte Masse des Automobils übertragen würde. Wie oben für einen Zweirohr-Stoßdämpfer beschrieben, begrenzt die Ventileigenschaft des Kolbens den Fluss des Dämpfungsfluids zwischen der oberen und der unteren Arbeitskammer, wenn der Stoßdämpfer auseinander gezogen wird, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Die Ventilsteuerung an den Basisventilen begrenzt den Fluss an Dämpfungsfluid zwischen der unteren Arbeitskammer und der Ausgleichskammer wenn der Stoßdämpfer zusammengedrückt wird, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Für einen Einrohr-Stoßdämpfer begrenzt die Ventilsteuerung des Kolbens den Fluss an Dämpfungsfluid zwischen der oberen Arbeitskammer und der unteren Arbeitskammer wenn der Stoßdämpfer auseinander gezogen oder zusammen gedrückt wird, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Während des Fahrens federt das Aufhängungssystem ein (Kompression) und aus (Ausdehnung).
  • Während der Einfederungsbewegungen wird der Stoßdämpfer zusammengedrückt, wodurch das Dämpfungsfluid in einem Zweirohr-Stoßdämpfer durch das Basisventil, oder in einem Einrohr-Stoßdämpfer durch das Kolbenventil bewegt wird. Ein an dem Basisventil oder dem Kolben angeordnetes Dämpfungsventil steuert den Fluss des Dämpfungsfluids und somit die erzeugte Dämpfungskraft. Während der Ausfederungsbewegungen wird der Stoßdämpfer ausgedehnt, wodurch Dämpfungsfluid sowohl bei einem Zweirohr-Stoßdämpfer als auch einem Einrohr-Stoßdämpfer durch den Kolben bewegt wird. Ein an dem Kolben angeordnetes Dämpfungsventil steuert den Fluss an Dämpfungsfluid und somit die erzeugte Dämpfungskraft.
  • In einem Zweirohr-Stoßdämpfer umfassen der Kolben und das Basisventil üblicherweise eine Vielzahl von Druckdurchgängen und eine Vielzahl von Ausdehnungsdurchgängen. Während einer Einfederungs- oder Kompressionsbewegung in einem Zweirohr-Stoßdämpfer öffnet das Dämpfungsventil oder das Basisventil die Kompressionsdurchgänge in dem Basisventil, um den Fluidfluss zu steuern und eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Ein Rückschlagventil an dem Kolben öffnet die Kompressionsdurchgänge in dem Kolben, um das Dämpfungsfluid in der oberen Arbeitskammer zu ersetzen, jedoch leistet dieses Rückschlagventil keinen Beitrag zur Dämpfungskraft. Das Dämpfungsventil auf dem Koben schließt die Ausdehnungsdurchgänge des Kolbens und ein Rückschlagventil auf dem Basisventil schließt die Ausdehnungsdurchgänge des Basisventils während einer Kompressionsbewegung. Während der Ausfederungs- bzw. Ausdehnungsbewegungen in einem Zweirohr-Stoßdämpfer öffnet das Dämpfungsventil auf dem Kolben die Ausdehnungsdurchgänge in dem Kolben, um den Fluidfluss zu steuern und eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Ein Rückschlagventil auf dem Basisventil öffnet die Ausdehnungsdurchgänge in dem Basisventil, um das Dämpfungsfluid in der unteren Arbeitskammer zu ersetzen, jedoch leistet dieses Rückschlagventil keinen Beitrag zur Dämpfungskraft.
  • In einem Einrohr-Stoßdämpfer umfasst der Kolben üblicherweise eine Vielzahl von Kompressionsdurchgängen und eine Vielzahl von Ausdehnungsdurchgängen. Der Stoßdämpfer umfasst ferner Mittel zum Ausgleich des Fluidflusses an Stangenvolumen, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Während einer Einfederungs- oder Kompressionsbewegung in einem Einrohr-Stoßdämpfer öffnet das Kompressions-Dämpfungsventil auf dem Kolben die Kompressionsdurchgänge in dem Kolben, um den Fluidfluss zu steuern und eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Das Ausdehnungs-Dämpfungsventil auf dem Kolben schließt die Ausdehnungsdurchgänge des Kolbens während einer Einfederungsbewegung. Während der Ausfederungs- bzw. Ausdehnungsbewegung in einem Einrohr-Stoßdämpfer öffnet das Ausfederungs-Dämpfungsventil auf dem Kolben die Ausdehnungsdurchgänge in dem Kolben, um den Fluidfluss zu steuern und die Dämpfungskraft zu erzeugen. Das Kompressions-Dämpfungsventil auf dem Kolben schließt die Kompressionsdurchgänge des Kolbens während einer Ausfederungsbewegung.
  • Für die meisten Dämpfer sind die Dämpfungsventile als normale Schließ-/Öffnungs-Ventile ausgebildet, obgleich einige Ventile einen Bleed-Fluss an Dämpfungsfluid umfassen können. Aufgrund dieses Schließ-/Öffnungs-Designs sind die passiven Ventilsysteme in ihrer Möglichkeit, die in Antwort auf die verschiedenen Fahrzustände des Fahrzeugs erzeugten Dämpfungskräfte angepasst zu werden, beschränkt.
  • Zusammenfassung
  • Dieser Abschnitt bietet eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und stellt keine umfassende Offenbarung über ihren gesamten Bereich oder aller ihrer Merkmale dar.
  • Eine Ventilanordnung für einen Stoßdämpfer umfasst eine digitale Ventilanordnung, die in Verbindung mit einer herkömmlichen passiven Ventilanordnung verwendet wird. Wenn die digitale Ventilanordnung geschlossen wird, wird eine starke oder hohe Dämpfungskraft erzeugt. Weichere oder geringere Dämpfungskräfte werden durch verschiedene Kombinationen digitaler Ventilanordnungen, die in Verbindung mit passiven Ventilanordnungen arbeiten, erreicht.
  • Weitere Verwendungsbereiche ergeben sich aus der vorliegend dargelegten Beschreibung.
  • Die Beschreibung und speziellen Ausführungsbeispiele in dieser Zusammenfassung dienen ausschließlich dem Zwecke der Illustration und nicht dazu, den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
  • Zeichnungen
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen ausschließlich dem Zweck der Illustration ausgewählter Ausführungsbeispiele und nicht aller Umsetzungsmöglichkeiten, jedoch dienen sie nicht dem Zweck, den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
  • 1 ist eine Darstellung eines Automobils mit Stoßdämpfern, die das Ventildesign der vorliegenden Offenbarung beinhalten;
  • 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, eines Zweirohr-Stoßdämpfers aus 1, der das Ventildesign gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
  • 3 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, der Kolbenanordnung des in 2 dargestellten Stoßdämpfers;
  • 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, der Basisventilanordnung des in 2 dargestellten Stoßdämpfers;
  • 5 ist eine vergrößerte Seitenansicht, teilweise im Querschnitt einer digitalen Ventilanordnung des in 2 dargestellten Stoßdämpfers;
  • 6 ist eine vergrößerte perspektivische Querschnittsansicht der in den 2 und 5 dargestellten digitalen Ventilanordnung;
  • 7 ist ein Diagramm der Kraft über die Geschwindigkeit für die in den 2 bis 6 dargestellten Stoßdämpfer;
  • 8 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt eines Einrohr-Stoßdämpfers, der das Ventildesign gemäß der vorliegenden Offenbarung beinhaltet;
  • 9 ist eine Seitenansicht teilweise im Querschnitt, der in 8 dargestellten Kolbenanordnung;
  • 10 ist eine vergrößerte perspektivische Querschnittsansicht der in den 8 und 9 dargestellten digitalen Ventilanordnungen;
  • 11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Stoßdämpfers und einer Stangenführungsanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 11 dargestellten digitalen Ventilanordnung;
  • 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Kolbenstangenanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 14 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 13 dargestellten digitalen Ventilanordnung;
  • 15 ist eine Querschnittsansicht eines Stoßdämpfers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 16 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der in 15 dargestellten digitalen Ventilanordnungen;
  • 17 ist eine vergrößerte perspektivische Querschnittsansicht der in den 15 und 16 dargestellten Basis-Ventilanordnung;
  • 18 ist eine Querschnittsansicht einer Basis-Ventilanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorliegenden Offenbarung;
  • 19 ist eine vergrößerte perspektivische Querschnittsansicht der in 18 dargestellten Basis-Ventilanordnung;
  • 20 ist eine Querschnittsansicht einer Basis-Ventilanordnung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
  • 21 ist eine vergrößerte perspektivische Querschnittsansicht der in 20 dargestellten Basis-Ventilanordnung.
  • Gleiche Bezugszeichen benennen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll die vorlegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht beschränken. 1 zeigt ein Fahrzeug mit Aufhängungssystem, das Stoßdämpfer aufweist von denen jeder eine Ventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet, und das im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 benannt ist. Das Fahrzeug 10 umfasst eine hintere Aufhängung 12, eine vordere Aufhängung 14 und ein Chassis 16. Die hintere Aufhängung 12 hat ein sich quer erstreckendes Bauteil (nicht gezeigt), das angepasst ist, ein Paar Hinterräder 18 operativ zu tragen. Die hintere Achse ist an dem Chassis 16 über ein Paar Stoßdämpfer 20 und ein Paar Federn 22 befestigt. Ähnlich umfasst die vordere Aufhängung 14 ein sich quer erstreckendes vorderes Achsbauteil (nicht gezeigt), um ein Paar der Vorderräder 24 operativ zu tragen. Das vordere Achsbauteil ist an dem Chassis 16 über ein Paar Stoßdämpfer 26 und ein Paar Federn 28 befestigt. Die Stoßdämpfer 20 und 26 dienen zur Dämpfung der Relativbewegungen der ungefederten Massen (d. h. vordere und hintere Aufhängungen 12, 14) bezüglich der gefederten Massen (d. h. Chassis 16) des Fahrzeugs 10. Auch wenn das Fahrzeug 10 als ein PKW mit vorderen und hinteren Achsbauteilen gezeigt ist, können die Stoßdämpfer 20 und 26 die auch in Verbindung mit anderen Fahrzeugtypen und in anderen Anwendungsgebieten verwendet werden, wie beispielsweise, jedoch nicht hierauf beschränkt, in Fahrzeugen mit nicht-unabhängigen vorderen und/oder nicht-unabhängigen hinteren Aufhängungen, Fahrzeugen mit unabhängig vorderen und/oder unabhängigen hinteren Aufhängungen oder anderen in der Technik bekannten Aufhängungssystemen. Des Weiteren ist der Begriff „Stoßdämpfer”, wie er hier verwendet wird, so zu verstehen, dass er sich auf Dämpfer im Allgemeinen bezieht und daher auch Mc-Pherson-Federbeine und andere in der Technik bekannte Dämpferausführungen einschließt.
  • Bezug nehmend auf 2 ist ein Stoßdämpfer 20 detaillierter dargestellt. Auch wenn 2 lediglich den Stoßdämpfer 20 zeigt, versteht sich, dass auch der Stoßdämpfer 26 die nachstehend für den Stoßdämpfer 20 beschriebene Ventilanordnung umfasst. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet sich von dem Stoßdämpfer 20 lediglich in der Art und Weise, wie er angepasst ist, an die gefederten und ungefederten Massen des Fahrzeugs befestigt zu werden. Der Stoßdämpfer 20 umfasst ein Druckrohr 30, eine Kolbenanordnung 32, eine Kolbenstange 34, ein Ausgleichsrohr 36 und eine Basis-Ventilanordnung 38.
  • Das Druckrohr 30 bestimmt eine Arbeitskammer 42. Die Kolbenanordnung 32 ist gleitend innerhalb des Druckrohrs 30 angeordnet und teilt die Arbeitskammern 42 in eine obere Arbeitskammer 44 und eine untere Arbeitskammer 46. Eine Dichtung 48 ist zwischen der Kolbenanordnung 32 und im Druckrohr 30 angeordnet, um die gleitende Bewegung der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 30 zu ermöglichen, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 44 von der unteren Arbeitskammer 46 abzudichten. Die Kolbenstange 34 ist an der Kolbenanordnung 32 angeordnet und erstreckt sich durch die obere Arbeitskammer 44 und durch eine Stangenführungsanordnung 50 welche das obere Ende des Druckrohrs 30 schließt. Das der Kolbenanordnung 32 gegenüberliegende Ende der Kolbenstange 34 ist angepasst, an der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Die Ventilsteuerung innerhalb der Kolbenanordnung 32 steuert 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 sich die Kolbenstange 34 nur durch die obere Arbeitskammer 44 und nicht durch die untere Arbeitskammer 46 erstreckt, erzeugt die Bewegung der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 30 einen Unterschied der Menge, die in der oberen Arbeitskammer 44 verlagert wird und der Menge, die in der unteren Arbeitskammer 46 verlagert wird. Der Unterschied der verlagerten Flüssigkeitsmengen ist als „Stangenvolumen” bekannt, das durch die Bodenventilanordnung 38 fließt.
  • Das Ausgleichsrohr 36 umgibt das Druckrohr 30 um eine zwischen den Rohren 30 und 36 angeordnete Ausgleichskammer 52 zu bilden. Das untere Ende des Ausgleichsrohrs 36 ist durch eine Basisaufnahme 54 geschlossen, die angepasst ist, in der ungefederten Masse des Fahrzeugs befestigt zu werden. Das obere Ende des Ausgleichsrohrs 38 ist an der Stangenführungsanordnung 50 befestigt. Die Basis-Ventilanordnung 38 ist zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Ausgleichskammer 52 angeordnet, um den Fluss des Fluids zwischen den Kammern 46 und 52 zu steuern. Wenn der Stoßdämpfer 20 der Länge nach ausfährt, wird aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” in der unteren Arbeitskammer 46 ein zusätzliches Fluidvolumen benötigt. Deshalb wird das Fluid von der Ausgleichskammer 52 zu der unteren Arbeitskammer 46 durch die Basis-Ventilanordnung 38, wie unten näher beschrieben, fließen. Wenn der Stoßdämpfer 20 der Länge nach zusammengedrückt wird, muss aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” ein Überschuss an Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 entfernt werden. Deshalb wird das Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 durch die Basis-Ventilanordnung 38 zu der Ausgleichskammer 52, wie unten näher beschrieben, fließen.
  • Bezugnehmend auf 3 umfasst die Kolbenanordnung 32 einen Kolbenkörper 60, eine Kompressions-Ventilanordnung 62 und eine Ausfederungs-Ventilanordnung 64. Die Kompressions-Ventilanordnung 62 ist an einer Schulter 66 auf der Kolbenstange 34 montiert. Der Kolbenkörper 60 ist an der Kompressions-Ventilanordnung 62 und die Ausfederungs-Ventilanordnung 64 ist an dem Kolbenkörper 60 montiert. Eine Mutter 68 sichert die Komponenten an der Kolbenstange 34.
  • Der Kolbenkörper 60 definiert eine Vielzahl von Kompressionsdurchgängen 70 und eine Vielzahl von Ausdehnungsdurchgängen 72. Die Dichtung 48 umfasst eine Vielzahl von Rippen 74, die zu einer Vielzahl von ringförmigen Nuten 76 passen, um die Dichtung 48 während der gleitenden Bewegung der Kolbenanordnung 32 zu halten.
  • Die Kompressions-Ventilanordnung 32 umfasst einen Halter 78, eine Ventilscheibe 80 und eine Feder 82. Der Halter 78 grenzt auf einer Seite an die Schulter 66 und auf der anderen Seite an den Kolbenkörper 60 an. Die Ventilscheibe 80 grenzt an den Kolbenkörper 60 an und schließt die Kompressionsdurchgänge 70, wobei die Ausdehnungsdurchgänge 72 offen gelassen werden. Die Feder 82 ist zwischen dem Halter 78 und der Ventilscheibe 80 angeordnet, um die Ventilscheibe 80 gegen den Kolbenkörper 60 vorzuspannen. Während einer komprimierenden Einfederung wird das Fluid in der unteren Arbeitskammer 46 unter Druck gesetzt, wodurch der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 80 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 80 die Vorspannungskraft der Feder 82 übersteigt, trennt die Ventilscheibe 80 sich von dem Kolbenkörper 60, um die Kompressionsdurchgänge 70 zu öffnen und Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 zu der oberen Arbeitskammer 44 zu ermöglichen. Üblicherweise übt die Feder 82 eine leichte Kraft auf die Ventilscheibe 80 aus und die Kompressions-Ventilanordnung 62 arbeitet als Rückschlagventil zwischen den Kammern 46 und 44. Die Dämpfungseigenschaften für den Stoßdämpfer 20 während einer komprimierenden Einfederung werden teilweise durch die Basis-Ventilanordnung 38 gesteuert, die den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 zur Ausgleichskammer 52 aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” anpasst. Während einer Ausfederungsbewegung werden die Kompressionsdurchgänge 70 durch die Ventilscheibe 80 geschlossen.
  • Die Ausfederungs-Ventilanordnung 64 wird als passive Ventilanordnung bezeichnet, die einen Abstandshalter 84, eine Vielzahl von Ventilscheiben 86, einen Halter 88 und eine Feder 90 umfasst. Der Abstandshalter 84 ist über ein Gewinde an der Kolbenstange 34 aufgenommen und zwischen dem Kolbenkörper 60 und der Mutter 68 angeordnet. Der Abstandshalter 84 hält den Kolbenkörper 60 und die Kompressions-Ventilanordnung 62, während ein Festziehen der Mutter ermöglicht, ohne die Ventilscheibe 80 oder die Ventilscheiben 86 zusammenzudrücken. Der Halter 78, der Kolbenkörper 60 und der Abstandshalter 84 gewährleisten eine dauerhafte feste Verbindung zwischen der Schulter 66 und der Mutter 68, um das Festziehen und Sichern der Mutter 68 an dem Abstandshalter 84 und somit an der Kolbenstange 34 zu erleichtern. Die Ventilscheiben 86 sind gleitend auf dem Abstandshalter 84 aufgenommen und grenzen an den Kolbenkörper 60 an, um die Ausdehnungsdurchgänge 72 zu schießen, während die Kompressionsdurchgänge offen bleiben. Der Halter 88 ist ebenfalls gleitend auf dem Abstandshalter 84 aufgenommen und grenzt an die Ventilscheiben 86 an. Die Feder 90 ist über dem Abstandshalter 84 montiert und zwischen dem Halter 88 und der Mutter 68, die über ein Gewinde auf dem Abstandshalter 84 aufgenommen ist, angeordnet. Die Feder 90 spannt den Halter 88 gegen die Ventilscheiben 86 vor und die Ventilscheiben 86 gegen den Kolbenkörper 60. Wenn auf die Ventilscheiben 86 ein Fluiddruck ausgeübt wird, werden sie elastisch an ihrer äußeren Umfangskante gebogen, um die Ausfederungs-Ventilanordnung 64 zu öffnen. Eine Beilagscheibe ist zwischen der Mutter 68 und der Feder 90 angeordnet, um die Vorspannkraft für die Feder 90 und somit den Abblasdruck wie unten beschrieben zu steuern. Somit ist die Kalibrierung des Merkmals des Abblasens der Ausfederungs-Ventilanordnung 64 getrennt von der Kalibrierung für die Kompressions-Ventilanordnung 62.
  • Während einer Ausfederung wird das Fluid in der oberen Arbeitskammer 44 unter Druck gesetzt, wodurch der Fluiddruck gegen die Ventilscheiben 86 wirkt. Bevor die Ventilscheiben 86 biegen fließt ein Bleed-Fluss des Fluids durch einen Bleed-Durchlass, der zwischen den Ventilscheiben 86 und dem Kolbenkörper 60 bestimmt ist. Wenn der gegen die Ventilscheiben 86 wirkende Fluiddruck die Biegekraft der Scheiben 86 übersteigt, biegen sich die Ventilscheiben 86 elastisch und öffnen die Ausfederungsdurchgänge 72, wodurch ein Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 44 zur unteren Arbeitskammer 46 ermöglicht wird. Die Stärke der Ventilscheiben 86 und die Größe der Ausfederungsdurchlässe, bestimmen die Dämpfungseigenschaften für die Stoßdämpfer 20 bei der Ausfederung. Wenn der Fluiddruck innerhalb der oberen Arbeitskammer 44 ein vorbestimmtes Level erreicht, wird der Fluiddruck die Vorspannungskraft der Feder 80 übersteigen, wodurch eine axiale Bewegung des Halters 88 und der Vielzahl der Ventilscheiben 86 ausgelöst wird. Die axiale Bewegung des Halters 88 und der Ventilscheiben 86 öffnet die Ausdehnungsdurchlässe 72 vollständig, wodurch der Durchfluss einer signifikanten Menge an Dämpfungsfluid ermöglicht wird, wodurch ein Abblasen des Fluiddrucks erzeugt wird, das notwendig ist, um Schäden an dem Stoßdämpfer 20 und/oder dem Fahrzeug 10 zu verhindern.
  • Bezugnehmend auf 4 umfasst die Basis-Ventilanordnung 38 einen Ventilkörper 92, eine Kompressions-Ventilanordnung 94 und eine Ausfederungs-Ventilanordnung 96. Kompressions-Ventilanordnung 94 und die Ausfederungs-Ventilanordnung 96 sind an dem Ventilkörper 92 unter Verwendung eines Bolzens 98 und einer Mutter 100 befestigt. Das Festziehen der Mutter 100 spannt die Kompressions-Ventilanordnung 94 gegen den Ventilkörper 92 vor. Der Ventilkörper 92 bestimmt eine Vielzahl von Kompressionsdurchgängen 102 und eine Vielzahl von Ausdehnungsdurchgängen 104.
  • Die Kompressions-Ventilanordnung 94 wird als passive Ventilanordnung bezeichnet, die eine Vielzahl von Ventilscheiben 106 umfasst, die gegen den Ventilkörper 92 durch einen Bolzen 98 und eine Mutter 100 vorgespannt sind. Während einer komprimierenden Einfederung wird Fluid in der unteren Arbeitskammer 46 unter Druck gesetzt und der Fluiddruck innerhalb der Kompressionsdurchgänge 102 wirkt gegen die Ventilscheiben 106. Bevor sich die Ventilscheiben 106 biegen, wird ein Bleed-Fluss an Fluid durch einen zwischen den Ventilscheiben 106 und den Ventilkörper 92 bestimmten Bleed-Durchlass fließen: Der Fluiddruck, der gegen die Ventilscheiben 106 wirkt, wird letztlich die Kompressions-Ventilanordnung 94 öffnen, in dem die Ventilscheiben 106 auf eine ähnliche Weise gebogen werden, wie dies oben für die Ausfederungs-Ventilanordnung 64 beschrieben wurde. Die Kompressions-Ventilanordnung 62 wird einen Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 zu der oberen Arbeitskammer 44 ermöglichen und nur das „Stangenvolumen” wird durch die Kompressions-Ventilanordnung 94 fließen. Die Dämpfungseigenschaften für den Stoßdämpfer 20 werden teilweise durch das Design der Kompressions-Ventilanordnung 94 der Basis-Ventilanordnung 38 bestimmt.
  • Die Ausfederungs-Ventilanordnung 96 umfasst eine Ventilscheibe 108 und eine Ventilfeder 110. Die Ventilscheibe 108 grenzt an den Ventilkörper 92 an und schließt die Ausdehnungsdurchgänge 104. Die Ventilfeder 110 ist zwischen der Mutter 100 und der Ventilscheibe 80 angeordnet, um die Ventilscheibe 108 gegen den Ventilkörper 92 vorzuspannen. Während einer Ausfederung wird der Druck des Fluids in der unteren Arbeitskammer 40 reduziert, wodurch der Fluiddruck in der Ausgleichskammer 52 gegen die Ventilscheibe 108 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 108 die Vorspannkraft der Ventilscheibe 110 übersteigt, trennt die Ventilscheibe 108 von dem Ventilkörper 92, um die Ausdehnungsdurchlässe 104 zu öffnen und den Fluid Fluss von der Ausgleichskammer 52 zur unteren Arbeitskammer 46 zu ermöglichen. Üblicherweise übt die Ventilfeder 110 nur eine geringe Kraft auf die Ventilscheibe 108 aus und die Kompressions-Ventilanordnung 94 arbeitet als Rückschlagventil zwischen der Ausgleichskammer 52 und der unteren Arbeitskammer 46. Die Dämpfungseigenschaften für die Ausfederung werden teilweise durch die Ausfederungs-Ventilanordnung 64 wie oben beschrieben gesteuert.
  • Bezugnehmend auf die 5 und 6 ist eine Stangenführungsanordnung 50 detaillierter dargestellt. Die Stangenführungsanordnung 50 umfasst ein Stangenführungsgehäuse 120, eine Dichtungsanordnung 122, einen Halter 124 und eine digitale Ventilanordnung 126.
  • Das Stangenführungsgehäuse 120 ist in dem Druckrohr 30 und in dem Ausgleichsrohr 36 montiert. Die Dichtungsanordnung 122 und der Halter 124 sind an das Stangenführungsgehäuse 120 montiert und das Ausgleichsrohr 36 ist gerollt oder umgeformt, wie bei 128 dargestellt, um die Stangenführungsanordnung 50 zu halten. Eine in das Stangenführungsgehäuse 120 monierte Buchse 130 bietet Platz für die gleitende Bewegung der Kolbenstange 34 und eine Dichtung für die Kolbenstange 34. Ein Fluiddurchlass erstreckt sich durch das Stangenführungsgehäuse 120, um eine Fluid-Verbindung zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der digitalen Ventilanordnung 126, wie nachstehend beschrieben, zu ermöglichen.
  • Die digitale Ventilanordnung 126 ist eine Ventilanordnung mit zwei Positionen, die einen anderen Flussbereich in jeder der beiden Positionen aufweist. Die digitale Ventilanordnung 126 umfasst ein Ventilgehäuse 140, eine Hülse 142, einen Schieber 144, eine Feder 146 und eine Spulenanordnung 148. Das Ventilgehäuse 140 bestimmt einen Ventileinlass 150, der in Verbindung mit der oberen Arbeitskammer 44 durch den Fluiddurchgang 142 steht und einen Ventilauslass, der in Fluid-Verbindung mit der Ausgleichskammer 52 steht. Auch wenn dieses Ausführungsbeispiel und andere nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiele die Feder 146 in derartigen digitalen Ventilanordnung aufweisen, liegt es innerhalb der vorliegenden Offenbarung, auch digitale Ventilanordnungen zu verwenden, die keine Feder 146 aufweisen. Digitale Ventilanordnungen, die keine Feder 146 aufweisen, werden zwischen ihren beiden Positionen bewegt, indem der Strom umgekehrt oder die Polung der digitalen Ventilanordnung zugeführten Energie gedreht wird.
  • Die Hülse 142 ist innerhalb des Ventilgehäuses 140 angeordnet. Die Hülse 142 bestimmt eine ringförmige Einlasskammer 154, die in Verbindung mit dem Ventileinlass 150 steht, und ein Paar ringförmige Auslasskammern 156 und 158, die in Verbindung mit dem Ventilauslass 152 stehen.
  • Der Schieber 144 ist gleitend innerhalb der Hülse 142 aufgenommen und bewegt sich innerhalb der Hülse 142 axial zwischen der Spulenanordnung 148 und einer Stopp-Scheibe 160, die innerhalb der Hülse 142 angeordnet ist. Die Feder 146 spannt den Schieber 144 von der Spulenanordnung 148 weg und zur Stopp-Scheibe 160 hin vor. Eine Beilagscheibe 162 ist zwischen der Spulenanordnung 148 und der Hülse 142 angeordnet, um das Ausmaß der axialen Bewegung für den Schieber 144 zu steuern. Ein erster O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Stopp-Scheibe 160, der Hülse 142 und dem Ventilgehäuse 140. Ein zweiter O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Spulenanordnung 148, der Hülse 142 und dem Stangenführungsgehäuse 120 ab.
  • Der Schieber 144 bestimmt einen ersten Flansch 164, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 154 und der ringförmigen Auslasskammer 156 steuert, und einen zweiten Flansch 166, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 154 und der ringförmigen Auslasskammer 158 steuert. Die Flansche 164 und 166 steuern somit den Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 44 zur Ausgleichskammer 52.
  • Die Spulenanordnung 148 ist innerhalb der Hülse 142 angeordnet, um die Axialbewegung des Schiebers 144 zu steuern. Der Kabelanschluss für die Spulenanordnung 148 kann sich durch das Stangenführungsgehäuse 120, durch die Hülse 142, durch das Ventilgehäuse 140 und/oder durch das Ausgleichsrohr 36 erstrecken. Wenn der Spulenanordnung 148 keine Strom bereitgestellt wird, werden die Dämpfungseigenschaften durch den Fließbereich der digitalen Ventilanordnung 126 in ihrer ersten Position, der Kolbenanordnung 32 und der Basis-Ventilanordnung 38 bestimmt. Die Bewegung des Schiebers 144 wird dadurch gesteuert, dass die Spulenanordnung 148 bestromt wird, um die digitale Ventilanordnung in ihre zweite Position zu bewegen. Die digitale Ventilanordnung 126 kann in ihrer zweiten Position gehalten werden, indem die Spulenanordnung 148 ständig bestromt wird oder, indem Mittel zum Halten der digitalen Ventilanordnung 126 in der zweiten Position vorgesehen sind und die Stromversorgung der Spulenanordnung 148 unterbrochen wird. Die Mittel, um die digitale Ventilanordnung 126 in ihrer zweiten Position zu halten können mechanische Mittel, magnetische Mittel oder andere in der Technik bekannte Mittel umfassen. Sobald die zweite Position erreicht ist, kann die Bewegung in die erste Position durch Beendigung der Stromversorgung der Spulenanordnung 148 oder durch Umkehrung des Stroms oder Umkehrung der Polung des der Spulenanordnung 148 bereitgestellten Stroms erreicht werden, um die Haltemittel zu überwinden. Die Durchflussmenge durch die digitale Ventilanordnung 126 weist für die Steuerung des Flusses sowohl in der ersten Position als auch in der zweiten Position eigenständige Einstellungen auf. Auch wenn die vorliegende Offenbarung nur die Verwendung einer digitalen Ventilanordnung 126 beschreibt, liegt es innerhalb des Schutzbereiches der Offenbarung, eine Vielzahl von digitalen Ventilanordnungen 126 zu verwenden. Wenn mehrere digitale Ventilanordnungen 126 verwendet werden, kann der gesamte Fließbereich durch die Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 126 auf eine bestimmte Anzahl der gesamten Fließbereiche in Abhängigkeit von der Position jeder einzelnen digitalen Ventilanordnung 126 eingestellt werden. Die spezifische Anzahl der gesamten Fließbereiche kann als 2n Fließbereiche definiert werden, wobei n die Anzahl der digitalen Ventilanordnungen 126 ist. Beispielsweise wäre für vier digitale Ventilanordnungen 126 die Anzahl der gesamten verfügbaren Fließbereiche 24 oder 16 Fließbereiche.
  • 7 offenbart einen Graph der Kraft gegenüber der Geschwindigkeit für den Stoßdämpfer 20. Die Linie A steht für den Bleed-Fluss und die harte Einstellung, wenn die digitale Ventilanordnung 126 geschlossen ist. Linie B steht für den Bleed-Fluss und die Kombination der passiven Ventilsteuerung in der Kolbenanordnung 32 oder der Basis-Ventilanordnung 38 in Verbindung mit einem ersten Öffnungsgrad der digitalen Ventilanordnung 126. Linie C steht für einen Bleed-Fluss und die Kombination der passiven Ventilsteuerung in der Kolbenanordnung 32 oder der Basis-Ventilanordnung 38 in Kombination mit einem zweiten Öffnungsgrad der digitalen Ventilanordnung 126, die größer ist als der erste Öffnungsgrad. Die Linie D steht für einen Bleed-Fluss und die Kombination der passiven Ventilsteuerung in der Kolbenanordnung 32 oder der Basis-Ventilanordnung 38 in Verbindung mit einer vollständig geöffneten digitalen Ventilanordnung 126.
  • Fluidfluss durch die digitale Ventilanordnung 126 wird sowohl während einer Ausfederungs- oder Ausdehungsbewegung und während einer komprimierenden Einfederungsbewegung vorkommen. Während einer Ausfederung- oder Ausdehnungsbewegung wird das Fluid in der oberen Arbeitskammer 44 unter Druck gesetzt, wodurch dann ein Fluidfluss durch die digitale Ventilanordnung 126 gedrängt wird, wenn diese geöffnet ist. Während einer Einfederung fließt Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 zur oberen Arbeitskammer 44 durch die Kolbenanordnung 32 aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts”. Wenn die digitale Ventilanordnung 126 geöffnet ist, wird ein offener Fließweg zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der Ausgleichskammer 52 bereitet. Zusätzliches Fluid fließt durch die Kolbenanordnung 32 und durch die digitale Ventilanordnung 126, da dieser offene Fließweg den Weg des geringsten Widerstandes zu der Ausgleichskammer 52 bietet, verglichen zu dem Fließen durch die Basis-Ventilanordnung 38.
  • Bezugnehmend nun auf die 8 bis 10 ist ein Einrohr-Stoßdämpfer 220 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Stoßdämpfer 220 kann entweder den Stoßdämpfer 20 oder den Stoßdämpfer 26 ersetzen, indem die Art und Weise wie er angepasst ist, an die gefederte Masse und/oder die ungefederte Masse des Fahrzeugs modifiziert ist. Der Stoßdämpfer 220 umfasst ein Druckrohr 230, eine Kolbenanordnung 232 und eine Kolbenstangenanordnung 234.
  • Das Druckrohr 230 bestimmt eine Arbeitskammer 242. Die Kolbenanordnung 232 ist gleitend innerhalb des Druckrohrs 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 gleitende Bewegung der Kolbenanordnung 232 bezüglich des Druckrohrs 230 zu ermöglichen, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 244 von der unteren Arbeitskammer 246 abzudichten. Die Kolbenstange 234 ist an der Kolbenanordnung 232 angeordnet und erstreckt sich durch die obere Arbeitskammer 244 und durch eine obere Abschlusskappe oder Stangenführung 250, die das obere Ende des Druckrohrs 230 schließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der Stangenführung 250, dem Druckrohr 230 und der Kolbenstangenanordnung 234. Das der Kolbenanordnung 232 gegenüberliegende Ende der Kolbenstangenanordnung 234 ist angepasst, an der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Das der Stangenführung 250 gegenüberliegende Ende des Druckrohrs 230 wird durch eine Basisaufnahme 254 geschlossen, die angepasst ist, an der ungefederten Masse des Fahrzeugs befestigt zu werden.
  • Eine der Kolbenanordnung 232 zugeordnete Kompressions-Ventilanordnung 256 wird als passive Ventilanordnung bezeichnet, welche die Bewegung des Fluids zwischen der unteren Arbeitskammer 246 und der oberen Arbeitskammer 244 während einer Kompressionsbewegung der Kolbenanordnung 232 innerhalb des Druckrohrs 230 steuert. Das Design der Kompressions-Ventilanordnung 256 steuert teilweise die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers 220 während einer komprimierenden Einfederung. Eine der Kolbenanordnung 232 zugehörige Ausdehnungs-Ventilanordnung 258 wird als Druck-Ventilanordnung bezeichnet, welche die Bewegung des Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 244 und der unteren Arbeitskammer 246 während einer Ausdehnungs- oder Ausfederungsbewegung der Kolbenanordnung 232 innerhalb des Druckrohrs 230 steuert. Das Design der Ausfederungs-Ventilanordnung 258 steuert teilweise die Dämpfungseigenschaften für die Stoßdämpfer 220 während einer Ausdehnungs- oder Ausfederungsbewegung.
  • Da die Kolbenstangenanordnung 234 sich nur durch die obere Arbeitskammer 244 und nicht durch die untere Arbeitskammer 246 erstreckt, erzeugt die Bewegung der Kolbenanordnung 232 bezüglich des Druckrohrs 230 einen Unterschied der Menge an Fluid, die in der oberen Arbeitskammer 244 verlagert wird und der Menge an Fluid, die in der unteren Arbeitskammer 246 verlagert wird. Der Unterschied der verlagernden Flüssigkeitsmenge ist als „Stangenvolumen” bekannt und ein Ausgleich für dieses Fluid wird durch einen gleitend innerhalb des Druckrohrs 230 angeordneten Kolben aufgenommen, der zwischen der unteren Arbeitskammer 246 und der Ausgleichskammer 260 platziert ist. Üblicherweise ist die Ausgleichskammer 260 mit Druckgas gefüllt und der Kolben bewegt sich innerhalb des Druckrohrs 230, um das „Stangenvolumen-Konzept” auszugleichen.
  • Bezugnehmend nun auf 9 umfasst die Kolbenanordnung 232 einen Kolbenkörper 262, eine Kompressions-Ventilanordnung 256 und einen Ausdehnungs-Ventilanordnung 258. Die Kompressions-Ventilanordnung 256 ist gegen eine Schulter 266 auf der Kolbenstangenanordnung 234 montiert. Der Kolbenkörper 262 ist gegen die Kompressions-Ventilanordnung 256 und die Ausdehnungs-Ventilanordnung 258 ist gegen den Kolbenkörper 262 montiert. Eine Mutter 268 sichert diese Komponenten an der Kolbenstangenanordnung 234.
  • Der Kolbenkörper 262 bestimmt eine Vielzahl von Kompressionsdurchgängen 270 und eine Vielzahl von Ausdehnungsdurchgängen 272. Die Dichtung 248 umfasst eine Vielzahl von Rippen 274 die zu einer Vielzahl von ringförmigen Nuten 276 passen, um die Dichtung 248 während der gleitenden Bewegung der Kolbenanordnung 232 zu halten.
  • Die Kompressions-Ventilanordnung 256 ist als passive Ventilanordnung bezeichnet, die einen Halter 278, eine Ventilscheibe 280 und eine Feder 282 umfasst. Der Halter 278 liegt an der Schulter 266 an einem Ende und an dem Kolbenkörper 262 an dem anderen Ende an. Die Ventilscheibe 280 liegt an dem Kolbenkörper 262 an und schließt die Kompressionsdurchgänge 270 während die Ausdehnungsdurchgänge 272 offengelassen werden. Die Feder 282 ist zwischen dem Halter 278 und der Ventilscheibe 280 angeordnet, um die Ventilscheibe 280 gegen den Kolbenkörper 262 vorzuspannen. Während einer komprimierenden Einfederung wird das Fluid in der unteren Arbeitskammer 246 unter Druck gesetzt, wodurch der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 280 wirkt. Bevor die Ventilscheibe 280 öffnet, wird ein Bleed-Fluss an Fluid durch eine Bleed-Durchgang fließen, der durch die Ventilscheibe 280 und den Kolbenkörper 262 bestimmt ist. Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheibe 280 die Vorspannungskraft der Feder 282 übersteigt, trennt die Ventilscheibe 280 sich von dem Kolbenkörper 262, um die Kompressionsdurchgänge 270 zu öffnen und den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 246 zur oberen Arbeitskammer 244 zu ermöglichen. Die Dämpfungseigenschaften für die Stoßdämpfer 220 während einer komprimierenden Einfederung werden durch die Kompressions-Ventilanordnung 256 gesteuert. Während einer Ausfederungsbewegung sind die Kompressionsdurchgänge 270 durch die Ventilscheibe 280 geschlossen.
  • Die Ausdehnungs-Ventilanordnung 258 wird als passive Ventilanordnung bezeichnet, die einen Abstandshalter 284, eine Vielzahl von Ventilscheiben 286, einen Halter 288 und eine Feder 290 umfasst. Der Abstandshalter 284 ist über ein Gewinde an der Kolbenstangenanordnung 234 aufgenommen und zwischen dem Kolbenkörper 262 und der Mutter 268 angeordnet. Der Abstandshalter 284 hält den Kolbenkörper 262 und die Kompressions-Ventilanordnung 256, wobei sie das Festziehen der Mutter 268 ermöglicht, ohne dass entweder die Ventilscheibe 280 oder die Ventilscheiben 286 zusammengedrückt werden. Der Halter 278, der Kolbenkörper 262 und der Abstandshalter 284 gewährleisten eine dauerhafte feste Verbindung zwischen der Schulter 266 und der Mutter 268, um das Festziehen und das Befestigen der Mutter 268 an dem Abstandshalter 284 und somit an der Kolbenstangenanordnung 234 zu vereinfachen. Die Ventilscheiben 286 sind gleitend auf dem Abstandshalter 284 aufgenommen und liegen an dem Kolbenkörper 262 an, um die Ausdehnungsdurchgänge 272 zu schließen, während die Kompressionsdurchgänge 270 offen gelassen werden. Der Halter 280 ist ebenfalls gleitend auf dem Abstandshalter 284 aufgenommen und liegt an den Ventilscheiben 286 an. Die Feder 290 ist über dem Abstandshalter 284 montiert und zwischen dem Halter 288 und der Mutter 268, die über ein Gewinde auf dem Abstandshalter 284 aufgenommen ist, angeordnet. Die Feder 290 spannt den Halter 288 gegen die Ventilscheiben 286 und die Ventilscheiben 286 gegen den Kolbenkörper 262 vor. Wenn Fluiddruck gegen die Ventilscheiben 286 wirkt, werden sie sich elastisch an ihrem äußeren Umfangsrand biegen, um die Ausdehnung-Ventilanordnung 258 zu öffnen. Eine Beilagscheibe 296 ist zwischen der Mutter 268 und der Feder 290 angeordnet, um die Vorspannung für die Feder 290 und somit dem Abblasdruck zu steuern, wie nachstehend beschrieben. Somit ist die Kalibrierung des Abblas-Merkmals der Ausdehnungs-Ventilanordnung 258 getrennt von der Kalibrierung der Kompressions-Ventilanordnung 256.
  • Während einer Ausfederung wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 244 unter Druck gesetzt, wodurch ein Fluiddruck gegen die Ventilscheiben 286 wirkt. Bevor sich die Ventilscheiben 286 biegen wird ein Bleed-Fluss des Fluids durch einen Bleed-Durchgang fließen, der durch die Ventilscheiben 286 und den Kolbenkörper 262 bestimmt ist. Wenn der gegen die Ventilscheiben 286 wirkende Fluiddruck die Biegekraft für die Ventilscheiben 286 übersteigt, werden die Ventilscheiben 286 elastisch wegbiegen, die Ausdehnungsdurchgänge 272 öffnen und einen Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 244 zur unteren Arbeitskammer 246 ermöglichen. Die Stärke der Ventilscheiben 286 und die Größe der Ausdehnungsdurchgänge bestimmen die Dämpfungseigenschaften für den Stoßdämpfer 220 beim Ausfedern. Wenn der Fluiddruck innerhalb der oberen Arbeitskammer 244 ein vorbestimmtes Level erreicht, wird der Fluiddruck die Vorspannungskraft der Feder 290 übersteigen, wodurch eine axiale Bewegung des Halters 288 und der Vielzahl von Ventilscheiben 286 bewirkt wird. Die axiale Bewegung des Halters 288 und der Ventilscheiben 286 öffnet die Ausdehnungsdurchgänge 272 vollständig, wodurch eine signifikante Menge an Dämpfungsfluid durchströmen kann, wodurch ein Abblasen des Fluiddrucks durchgeführt wird, um Schaden an dem Stoßdämpfer 220 und/oder dem Fahrzeug 10 zu verhindern.
  • Bezugnehmend nun auf 10 ist eine Kolbenstangenanordnung 234 detaillierter dargestellt. Kolbenstangenanordnung 234 umfasst eine Kolbenstange 298 und eine digitale Ventilanordnung 300. Die Kolbenstange 298 ist eine hohle Kolbenstange, die eine interne Bohrung 302 bestimmt, innerhalb der die digitale Ventilanordnung 300 angeordnet ist. Ein Einlass-Durchgang 304 erstreckt sich durch den unteren Abschnitt der Kolbenstange 298, um eine Verbindung zwischen der unteren Arbeitskammer 246 und der internen Bohrung 302 zu ermöglichen. Ein oder mehrere Auslass-Durchgänge 306 erstrecken sich durch die Kolbenstange 298, um eine Verbindung zwischen der oberen Arbeitskammer 244 und der internen Bohrung 302 zu ermöglichen.
  • Die digitale Ventilanordnung 300 ist eine Ventilanordnung mit zwei Positionen, die einen unterschiedlichen Fließbereich in jeder der beiden Positionen aufweist. Die digitale Ventilanordnung 300 umfasst eine Hülse 312, eine Vielzahl von Schiebern 144, eine Vielzahl von Federn 146 und eine Vielzahl von Spulenanordnungen 148 und eine Schaltplatte 314. Die Hülse 312 bestimmt einen Ventileinlass 320, der in Verbindung mit der unteren Arbeitskammer 246 durch die Einlass-Durchgänge 304 steht, einen Ventilauslass 322, der in Verbindung mit der oberen Arbeitskammer 244 durch die Auslass-Durchgänge 306 steht und eine Vielzahl von ringförmigen Einlasskammern 324, von denen jede in Verbindung mit dem Ventileinlass 320 steht, und ein Paar ringförmige Auslasskammern 326, 328, die mit jeder der Einlasskammern 324 verbunden ist und von denen jede in Verbindung mit dem Ventilauslass 322 steht.
  • Jeder Schieber 144 ist gleitend innerhalb der Hülse 312 aufgenommen und bewegt sich in axialer Richtung innerhalb der Hülse 312 zwischen der jeweiligen Spulenanordnung 148 und einer zugehörigen Stopp-Scheibe 160, die innerhalb der Hülse 312 angeordnet ist. Jede Feder 146 spannt einen zugehörigen Schieber 144 weg von der Spulenanordnung 148 und hin zu der Stopp-Scheibe 160 vor. Eine zugehörige Beilagscheibe 162 ist zwischen jeder Kolbenanordnung 148 und jedem Schieber 144 angeordnet, um das Ausmaß der axialen Bewegung des Schiebers 144 zu steuern. Ein erster O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Stopp-Scheibe 160, der Hülse 142 und der Kolbenstange 298 ab. Ein zweiter O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Spulenanordnung 148, der Hülse 142 und der Schaltplatte 314 ab.
  • Der Schieber 144 bestimmt einen ersten Flansch 164, der den Fluidfluss zwischen einer zugehörigen ringförmigen Einlasskammer 324 und eine zugehörigen ringförmigen Auslasskammer 326 steuert, und einen zweiten Flansch 166, der den Fluidfluss zwischen der zugehörigen ringförmigen Einlasskammer 324 und einer zugehörigen ringförmigen Auslasskammer 328 steuert. Die Flansche 164, 166 steuern somit den Fluidfluss zwischen der oberen Arbeitskammer 244 und der unteren Arbeitskammer 246.
  • Jede Spulenanordnung 148 ist innerhalb der Hülse 312 angeordnet, um die axiale Bewegung des jeweiligen Schiebers 144 zu steuern. Die Kabelverbindungen für die Spulenanordnungen 148 erstrecken sich zu der Schaltplatte 314 und anschließend durch die interne Bohrung 302 der Kolbenstange 298. Die Schaltplatte 314 ist innerhalb der internen Bohrung 302 unmittelbar oberhalb der Hülse 312 angeordnet. Ein O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Schaltplatte 314 und der Kolbenstange 298. Auch wenn die Schaltplatte 314 als in der internen Bohrung 302 dargestellt ist, liegt es innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung, die Schaltplatte 314 außerhalb des Stoßdämpfers 220 anzuordnen. Wenn die Spulenanordnung 148 nicht bestromt ist, werden die Dämpfungseigenschaften durch den Fließbereich jeder digitalen Ventilanordnung 300 in ihrer jeweiligen ersten Position und die Kolbenanordnung 232 bestimmt. Die Bewegung jedes Schiebers 144 wird gesteuert, indem jede Spulenanordnung 148 mit Strom versorgt wird, um die digitale Ventilanordnung in ihre zweite Position zu bewegen. Die digitalen Ventilanordnungen 300 können in der zweiten Position gehalten werden, indem die Spulenanordnung 148 dauerhaft mit Strom versorgt werden oder, indem Mittel zum Halten der digitalen Ventilanordnungen 300 in der zweiten Position vorgesehen sind und jede Spulenanordnung 148 nicht dauerhaft mit Strom versorgt wird. Die Mittel zum Halten jeder digitalen Ventilanordnung 300 in der zweiten Position können mechanische Mittel, magnetische Mittel, oder andere in der Technik bekannte Mittel umfassen. Sobald sie in der zweiten Position ist, kann die Bewegung in die erste Position dadurch erreicht werden, dass die Stromversorgung zu jeder Spulenanordnung 148 beendet wird oder durch Umkehren des Stroms oder Umkehren der Polung der Stromversorgung jeder Spulenanordnung 148, um die Haltemittel zu überwinden. Die Flussmenge durch jede digitale Ventilanordnung 300 weist eigenständige Einstellungen für die Steuerung des Flusses sowohl in der ersten als auch in der zweiten Position auf. Auch wenn die vorliegende Offenbarung eine Verwendung einer Vielzahl von digitalen Ventilanordnungen 300 beschreibt, liegt es innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung nur eine digitale Ventilanordnung 300 zu verwenden. Wenn mehrere digitale Ventilanordnungen 300 verwendet werden, kann der gesamte Fließbereich durch die Vielzahl der digitalen Ventilanordnung 300 auf eine spezifische Anzahl abhängig von der Position jeder individuellen digitalen Ventilanordnungen 300 festgelegt werden. Die spezifische Anzahl der gesamten Fließbereiche kann definiert werden als 2n Fließbereiche, wobei n die Anzahl der digitalen Ventilanordnungen 300 ist. Zum Beispiel ist die Anzahl der gesamten verfügbaren Fließbereiche, falls 4 digitale Ventilanordnungen 300 verwendet werden, 24 oder 16 Fließbereiche.
  • Der in 7 dargestellte Graph der Kraft gegenüber der Geschwindigkeit für den Stoßdämpfer 20 ist auf den Stoßdämpfer 220 anwendbar. Die in 7 dargestellten Graphen A, B, C und D werden durch die Verwendung der digitalen Ventilanordnung 300 erreicht.
  • Bezugnehmend nun auf die 11 bis 12 ist eine Stangenführungsanordnung 400 gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Die Stangenführungsanordnung 400 kann anstelle der Stangenführungsanordnung 50 verwendet werden. Die Stangenführungsanordnung 400 umfasst ein Stangenführungsgehäuse 420, eine Dichtungsanordnung 422 und eine Vielzahl von digitalen Ventilanordnungen 426.
  • Das Stangenführungsgehäuse 420 ist in das Druckrohr 30 und in das Ausgleichsrohr 36 montiert. Die Dichtungsanordnung 422 ist an das Stangenführungsgehäuse 420 montiert und das Ausgleichsrohr 36 ist umgewalzt oder umgeformt, wie bei 428 gezeigt, um die Stangenführungsanordnung 400 zu halten.
  • Ein oder mehrere in das Stangenführungsgehäuse 420 montierte Buchsen 430 gewährleisten die gleitende Bewegung der Kolbenstange 34 und eine Dichtung für die Kolbenstange 34. Ein Fluiddurchgang 432 erstreckt sich durch das Stangenführungsgehäuse 420, um eine Fluidverbindung zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der digitalen Ventilanordnung 426, wie nachstehen beschrieben, zu ermöglichen. Ein Fluiddurchgang 434 erstreckt sich durch das Stangenführungsgehäuse 420, um eine Fluidverbindung zwischen der digitalen Ventilanordnung 426 und der Ausgleichskammer 52 zu ermöglichen. Eine Vielzahl von Dichtschlitzen 436 erstrecken sich durch das Stangenführungsgehäuse 420, um den Fluidfluss zwischen der Kolbenstange 34 und den Buchsen 430 aufzunehmen.
  • Jede digitale Ventilanordnung 426 ist identisch, so dass nur eine digitale Ventilanordnung 426 beschrieben wird. Auch versteht sich, dass die nachfolgende Beschreibung auf alle digitalen Ventilanordnungen, die in der Stangenführungsanordnung 400 verwendet werden, anwendbar ist. Die digitale Ventilanordnung 426 ist eine Ventilanordnung mit zwei Positionen, die in jeder der beiden Positionen einen unterschiedlichen Fließbereich aufweist. Die digitale Ventilanordnung 426 umfasst eine Hülse 442, einen Schieber 144, eine Feder 146 und eine Spulenanordnung 148. Die Hülse 442 ist innerhalb einem Ventilschlitz 450 angeordnet, der durch das Stangenführungsgehäuse 420 bestimmt ist. Die Hülse 442 bestimmt eine ringförmige Einlasskammer 454, die in Verbindung mit dem Fluiddurchgang 432 und einem Paar ringförmiger Auslasskammern 456 und 458 steht, die in Verbindung mit dem Fluiddurchgang 434 stehen.
  • Der Schieber 144 ist gleitend in der Hülse 442 aufgenommen und bewegt sich innerhalb der Hülse 442 in axialer Richtung zwischen der Spulenanordnung 148 und der innerhalb der Hülse 442 angeordneten Stopp-Scheibe 160. Die Feder 146 spannt den Schieber 144 weg von der Kolbenanordnung 148 und hin zu der Stopp-Scheibe 160 vor. Die Beilagscheibe 162 ist zwischen der Spulenanordnung 148 und dem Schieber 144 angeordnet, um das Ausmaß der axialen Bewegung für den Schieber 144 zu steuern. Ein erster O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Stopp-Scheibe 160 und einem Halter 460, der an der Hülse 442 befestigt ist, ab. Ein zweiter O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Spulenanordnung 148 und dem Halter 462, der an der Hülse 442 befestigt ist, ab.
  • Der Schieber 144 bestimmt einen ersten Flansch 164, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 454 und der ringförmigen Auslasskammer 456 steuert, und einen zweiten Flansch 166, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 454 und der ringförmigen Auslasskammer 458 steuert. Die Flansche 164 und 166 steuern auf diese Art und Weise den Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 44 zur Ausgleichskammer 50.
  • Die Spulenanordnung 148 ist innerhalb der Hülse 442 angeordnet, um die axiale Bewegung des Schiebers 144 zu steuern. Die Kabelverbindungen für die Spulenanordnungen 148 können sich durch das Stangenführungsgehäuse 420, durch die Hülse 442 und/oder durch das Ausgleichsrohr 36 erstrecken. Wenn die Spulenanordnung 148 nicht bestromt wird, werden die Dämpfungseigenschaften durch den Fließbereich der digitalen Ventilanordnung 426 in ihrer ersten Position, die Kolbenanordnung 32 und die Basis-Ventilanordnung 38 bestimmt. Die Bewegung des Schiebers 144 wird dadurch gesteuert, dass die Spulenanordnung 148 mit Strom versorgt wird, um die digitale Ventilanordnung in ihre zweite Position zu bewegen. Die digitale Ventilanordnung 426 kann in ihrer zweiten Position gehalten werden, indem die Spulenanordnung 148 dauerhaft bestromt wird oder, indem Mittel zum Halten der digitalen Ventilanordnung 426 in ihrer zweiten Position vorgesehen sind und die Stromzufuhr zur Spulenanordnung 148 nicht dauerhaft besteht. Die Mittel zum Halten der digitalen Ventilanordnung 426 in ihrer zweiten Position können mechanische Mittel, magnetische Mittel oder andere in der Technik bekannte Mittel umfassen. Sobald sie in ihrer zweiten Position ist, kann die Bewegung in die erste Position dadurch erreicht werden, dass die Stromzufuhr zur Spulenanordnung 148 beendet wird, oder, indem der Strom umgekehrt oder die Polung der Stromversorgung zur Spulenanordnung 148 umgekehrt wird, um die Haltemittel zu überwinden. Die Fließmenge durch die digitale Ventilanordnung 426 hat eigenständige Einstellungen für die Fließsteuerung sowohl in der ersten als auch in der zweiten Position. Auch wenn die vorliegende Offenbarung nur die Verwendung einer Vielzahl digitaler Ventilanordnungen 426 beschreibt, liegt es innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung, nur eine digitale Ventilanordnung 426 zu verwenden. Ähnlich zur Stangenführungsanordnung 50, steuern die digitalen Ventilanordnungen 426 Dämpfungskräfte sowohl bei der Ausfederung als auch bei der Einfederung für Stoßdämpfer 20. Wenn mehrere digitale Ventilanordnungen 426 verwendet werden, kann der gesamte Fließbereich durch die Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 426 auf eine bestimmte Anzahl der gesamten Fließbereiche in Abhängigkeit der Position jeder einzelnen digitalen Ventilanordnung 426 festgelegt werden. Die spezifische Anzahl der gesamten Fließbereiche kann bestimmt werden als 2n Fließbereiche, wobei n die Anzahl der digitalen Ventilanordnungen 426 ist. Zum Beispiel ist die Anzahl der gesamten Fließbereiche, wenn vier digitale Ventilanordnungen 426 verwendet werden, 24 oder 16 Fließbereiche.
  • Der in 7 dargestellte Graph der Kraft gegenüber der Geschwindigkeit ist auf den Stoßdämpfer 20 anwendbar, wenn er die Stangenführungsanordnung 400 anstelle der Stangenführungsanordnung 50 beinhaltet. Die in 7 dargestellten Graphen A, B, C und D werden durch Verwendung der digitalen Ventilanordnungen 426 erreicht.
  • Die Dichtanordnung 422 beinhaltet eine Rückschlagsdichtung 470, die einen Fluidfluss von der Grenzfläche zwischen der Kolbenstange 34 und den Buchsen 430 zur Ausgleichskammer 52 durch die Dichtschlitze 436 und die Fluiddurchgänge 434 ermöglicht, jedoch den Fluidfluss von der Ausgleichskammer 52 oder den Fluiddurchgängen 434 durch die Dichtschlitzte 436 zu der Grenzfläche zwischen der Kolbenstange 34 und den Buchsen 430 verhindert. Der obere Abschnitt der Hülse 442 oberhalb des Halters 462 bestimmt einen Fluiddurchgang 472, um dem Fluidfluss von den Dichtschlitzen 436 zu ermöglichen, um den Fluiddurchgang 434 und somit die Ausgleichskammer 52 zu erreichen.
  • Bezugnehmend auf die 13 und 14 ist eine Kolbenstangenanordnung 500 gemäß der vorliegenden Offenbarung detaillierter dargestellt. Die Kolbenstangenanordnung 500 kann anstelle der Kolbenstangenanordnung 234 verwendet werden. Die Kolbenstangenanordnung 500 umfasst eine Kolbenstange 508 und eine Vielzahl von digitalen Ventilanordnungen 510. Die Kolbenstange 508 ist eine hohle Kolbenstange, die eine interne Bohrung 512 bestimmt, innerhalb der die Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 510 angeordnet sind. Ein Einlass-Durchgang 514 erstreckt sich durch den unteren Abschnitt der Kolbenstange 508, um die Verbindung zwischen der unteren Arbeitskammer 246 und der internen Bohrung 512 zu ermöglichen. Ein oder mehrere Auslassdurchgänge 516 erstrecken sich durch die Kolbenstange 508, um die Verbindung zwischen der oberen Arbeitskammer 244 und der internen Bohrung 512 zu ermöglichen.
  • Wie in 13 dargestellt, ist die Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 510 innerhalb der Bohrung 512 übereinander gestapelt. Jede digitale Ventilanordnung 510 ist identisch, so dass nur eine digitale Ventilanordnung beschrieben wird. Es versteht sich, dass die nachfolgende Beschreibung auf alle digitalen Ventilanordnungen 510, die in der Kolbenstangenanordnung 500 verwendet werden, zutrifft.
  • Die digitale Ventilanordnung 510 ist eine Ventilanordnung mit zwei Positionen, die in den beiden Positionen unterschiedliche Fließbereiche aufweist. Die digitale Ventilanordnung 510 umfasst eine Hülse 522, einen Schieber 144, eine Feder 146 und eine Spulenanordnung 148. Eine einzige Spaltplatte 524 wird für die Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 510 verwendet. Die Hülse 522 bestimmt einen Ventileinlass 530, der in Verbindung mit der unteren Arbeitskammer 246 über eine Einlassdurchgang 514 steht, einen Ventilauslass 532, der in Verbindung mit der oberen Arbeitskammer 244 über Auslassdurchgänge 516 steht, eine ringförmige Einlasskammer 534, von der jede in Verbindung mit dem Ventileinlass 530 steht, und ein Paar ringförmiger Auslasskammern 536, 538, die mit der Einlasskammer 534 verbunden sind, und von der jede in Verbindung mit dem Ventilauslass 532 steht.
  • Jeder Schieber 144 ist gleitend innerhalb der Hülse 522 aufgenommen und bewegt sich in axialer Richtung innerhalb der Hülse 522 zwischen der Spulenanordnung 148 und der Stopp-Scheibe 160, die innerhalb der Hülse 522 angeordnet ist. Die Feder 146 spannt den Schieber 144 weg von der Spulenanordnung 148 und hin zu der Stopp-Scheibe 160 vor. Die Beilagscheibe 162 ist zwischen der Spulenanordnung 148 und der Hülse 522 angeordnet, um das Ausmaß der axialen Bewegung für den Schieber 144 zu steuern. Ein erster O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Stopp-Scheibe 160 und einer Scheibe 540, die an der Hülse 522 befestigt ist. Ein zweiter O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Spulenanordnung 148 und einer Scheibe 542, die an der Hülse 522 befestigt ist.
  • Der Schieber 144 bestimmt einen ersten Flansch 146, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 534 und der ringförmigen Auslasskammer 536 steuert, und einen zweiten Flansch 166, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 534 und der ringförmigen Auslasskammer 538 steuert. Die Flansche 164 und 166 steuern somit den Fluidfluss zwischen der oberen Arbeitskammer 244 und der unteren Arbeitskammer 246.
  • Die Spulenanordnung 148 ist innerhalb der Hülse 522 angeordnet, um die axiale Bewegung des Schiebers 144 zu steuern. Die Kabelverbindungen für die Spulenanordnungen 148 erstrecken sich durch die Schaltplatte 524 und dann durch die interne Bohrung 512 der Kolbenstange 508. Die Schaltplatte 524 ist in der internen Bohrung 302 unmittelbar oberhalb der Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 510 angeordnet. Ein O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Schaltplatte 524 und der Kolbenstange 508. Auch wenn die Schaltplatte 524 in der internen Bohrung 512 dargestellt ist, liegt es innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Offenbarung, die Schaltplatte 524 außerhalb des Stoßdämpfers 220 anzuordnen.
  • Wenn der Spulenanordnung 148 kein Strom zugeführt wird, werden die Dämpfungseigenschaften durch den Fließbereich der digitalen Ventilanordnungen 510 in der ersten Position und die Kolbenanordnung 232 bestimmt. Die Bewegung jedes Schiebers 144 wird durch eine Stromzufuhr zu jeder Spulenanordnung 148 gesteuert, um die digitalen Ventilanordnungen 510 in die zweite Position zu bewegen. Die digitalen Ventilanordnungen 510 können in der zweiten Position gehalten werden, indem jede Spulenanordnung 148 dauerhaft mit Strom versorgt wird oder, indem Mittel zum Halten der digitalen Ventilanordnung 510 in der zweiten Position vorgesehen sind und die Stromversorgung zu der Spulenanordnungen 148 unterbrochen wird. Die Mittel zum Haltender digitalen Ventilanordnungen 510 in der zweiten Position können mechanische Mittel, magnetische Mittel oder andere in der Technik bekannte Mittel umfassen. Sobald sie in der zweiten Position ist, kann die Bewegung in die erste Position dadurch erreicht werden, indem die Stromversorgung zur Spulenanordnungen 148 beendet wird, oder, indem der Strom umgekehrt oder, indem die Polung der Stromversorgung zu jeder Spulenanordnung 148 umgekehrt wird, um die Haltemittel zu überwinden. Die Fließmenge durch jede digitale Ventilanordnung 510 hat eigenständige Einstellungen für die Fließsteuerung sowohl in der ersten als auch in der zweiten Position. Auch wenn die vorliegende Offenbarung die Verwendung mehrerer digitaler Ventilanordnungen 510 beschreibt, liegt es innerhalb des Schutzbereiches der Offenbarung nur eine digitale Ventilanordnung 510 zu verwenden. Wenn mehrere digitale Ventilanordnungen 510 verwendet werden, kann der gesamte Fließbereich durch die gesamte Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 510 auf eine bestimmte Anzahl der gesamten Fließbereiche in Abhängigkeit der Position jeder einzelnen digitalen Ventilanordnung 510 eingestellt werden. Die spezifische Anzahl der gesamten Fließbereiche kann bestimmt werden als 2n Fließbereiche, wobei n die Anzahl der digitalen Ventilanordnungen 510 ist. Beispielsweise ist die Anzahl der gesamten Fließbereiche, wenn vier digitale Ventilanordnungen 510 verwendet werden, 24 oder 16 Fließbereiche.
  • Der in 7 dargestellte Graph der Kraft gegenüber der Geschwindigkeit für Stoßdämpfer 20 ist auf den Stoßdämpfer 220 in Verbindung mit der Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 510 anwendbar. Die in 7 dargestellten Graphen A, B C und D werden durch die Verwendung der digitalen Ventilanordnungen 510 erreicht.
  • Bezugnehmend nun auf 15 und 16 ist ein Stoßdämpfer 620 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Der Stoßdämpfer 620 kann den Stoßdämpfer 20 oder 220 ersetzen. Der Stoßdämpfer 620 umfasst ein Druckrohr 630, eine Kolbenanordnung 32, eine Kolbenstange 34, ein Ausgleichsrohr 636, eine Basis-Ventilanordnung 638, ein Mittelrohr 640 und eine Vielzahl von digitalen Ventilanordnungen 642. Auch wenn der Stoßdämpfer 620 dargestellt ist, eine Vielzahl von digitalen Ventilanordnungen 642 aufzuweisen, liegt es innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Offenbarung, nur eine einzige digitale Ventilanordnung 642 zu verwenden.
  • Das Druckrohr 630 bestimmt eine Arbeitskammer 644, die Kolbenanordnung 32 ist gleitend innerhalb des Druckrohrs 630 angeordnet und teilt die Arbeitskammer 644 in eine obere Arbeitskammer 646 und eine untere Arbeitskammer 648. Eine Dichtung ist zwischen der Kolbenanordnung 32 und dem Druckrohr 630 angeordnet, um eine gleitende Bewegung der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 630 zu ermöglichen, ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen, und um die obere Arbeitskammer 646 von der unteren Arbeitskammer 648 abzudichten. Die Kolbenstange 34 ist an der Kolbenanordnung 32 befestigt und erstreckt sich durch die obere Arbeitskammer 646 und durch die obere Stangenführungsanordnung 650, die das obere Ende des Druckrohrs 630 abschließt. Ein Dichtungssystem dichtet die Grenzfläche zwischen der oberen Stangenführungsanordnung 650, dem Ausgleichsrohr 636 und der Kolbenstange 34. Das der Kolbenanordnung 32 gegenüberliegende Ende der Kolbenstange 34 ist angepasst, an der gefederten Masse des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Da sich die Kolbenstange 34 nur durch die obere Arbeitskammer 646 und nicht durch die untere Arbeitskammer 648 erstreckt, erzeugen Ausdehnungs- und Kompressionsbewegungen der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 630 einen Unterschied der Menge, die in der oberen Arbeitskammer 646 verlagert wird und der Menge, die in der unteren Arbeitskammer 648 verlagert wird. Der Unterschied der verlagerten Flüssigkeitsmengen ist als „Stangenvolumen” bekannt, das während Ausdehnungsbewegungen durch die Basis-Ventilanordnung 638 fließt. Während einer Kompressions-Bewegung der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 630 ermöglicht die Ventilsteuerung innerhalb der Kolbenanordnung 32 einen Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 648 zur oberen Arbeitskammer 646 und das „Stangenvolumen” an Fluidfluss fließt durch die digitalen Ventilanordnungen 642 und/oder ein Fluidfluss fließt durch die Basis-Ventilanordnung 638, wie nachstehend beschrieben.
  • Das Ausgleichsrohr 636 umgibt das Druckrohr 630, um eine Fluid-Ausgleichskammer 652, die zwischen den Rohren 640 und 636 angeordnet ist, zu bestimmen. Das untere Ende des Ausgleichsrohrs 636 ist durch eine Basisaufnahme 654 geschlossen, die mit dem unteren Abschnitt des Stoßdämpfers 620 ausgebildet ist, an der ungefederten Masse des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Das obere Ende des Ausgleichsrohrs 636 ist an dem Mittelrohr 640 befestigt, jedoch kann es sich nach oben bist zur oberen Stangenführungsanordnung 650 erstrecken. Die Basis-Ventilanordnung 638 ist zwischen der unteren Arbeitskammer 648 und der Ausgleichskammer 652 angeordnet, um den Fluidfluss von der Ausgleichskammer 652 zur unteren Ausgleichskammer 648 zu steuern. Wenn der Stoßdämpfer 620 der Länge nach ausfährt, wird ein zusätzliches Fluidvolumen in der unteren Arbeitskammer 648 aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” benötigt. Deshalb wird Fluid von der Ausgleichskammer 652 zur unteren Arbeitskammer 648 durch die Basis-Ventilanordnung 638 fließen, wie nachstehend beschrieben. Wenn der Stoßdämpfer 620 der Länge nach zusammengedrückt wird, muss ein Überschuss an Fluid aus der unteren Arbeitskammer 648 aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” entfernt werden. Deshalb wird Fluid von der unteren Arbeitskammer 648 zur Ausgleichkammer 652 durch die digitalen Ventilanordnungen 642 und/oder durch die Basis-Ventilanordnung 438 fließen, wie nachstehend beschrieben.
  • Die Kolbenanordnung 32 ist oben für den Stoßdämpfer 20 beschrieben, wobei die Beschreibung für dieses Ausführungsbeispiel auch hier zutrifft.
  • Die Basis-Ventilanordnung 638 ist dieselbe wie die oben beschriebene Basis-Ventilanordnung 38, bis auf dass der Ventilkörper 92 in der Basis-Ventilanordnung 38 durch den Ventilkörper 692 für die Basis-Ventilanordnung 638 ersetzt wird. Der Ventilkörper 692 ist derselbe wie der Ventilkörper 92 bezogen auf die Kompressions-Ventilanordnung 94 und Ausdehnungs-Ventilanordnung 96. Der Ventilkörper 692 unterscheidet sich von dem Ventilkörper 92 dadurch, dass der Ventilkörper 692 eine Vielzahl von Zylinder-End-Aufnahmen 694 aufweist, von denen jede eine jeweilige digitale Ventilanordnung 642 aufnimmt, wie nachstehend beschrieben.
  • Das Mittelrohr 640 steht an einem oberen Ende in Eingriff mit der Stangenführungsanordnung 650 und auf dem gegenüberliegenden Ende mit der Ventilanordnung 692. Eine Mittelkammer 696 ist zwischen dem Mittelrohr 640 und dem Druckrohr 630 bestimmt. Ein Durchgang 698 ist in der oberen Stangenführungsanordnung 650 gebildet, um die obere Arbeitskammer 646 und die Mittelkammer 696 für das Fluid zu verbinden.
  • Bezugnehmend nun auf die 16 und 17 wird der Betrieb des Stoßdämpfers 620 beschrieben, wenn die digitalen Ventilanordnungen 642 einen Beitrag zu den Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers 620 leisten. Wie oben beschrieben, werden die Dämpfungseigenschaften, wenn den digitalen Ventilanordnungen 642 keine Stromversorgung bereitgestellt wird, durch die Kolbenanordnung 32 während einer Ausfederung und durch die Basis-Ventilanordnung 638 während einer Einfederungsbewegung bereitgestellt. Während einer Ausfederungs- oder Ausdehnungsbewegung schließt die Kompressions-Ventilanordnung 62 die Vielzahl der Kompressionsdurchgänge 70 und der Fluiddruck innerhalb der oberen Arbeitskammer 646 steigt. Das Fluid wird von der oberen Arbeitskammer 646, durch den Durchgang 698 in die Mittelkammer 696 gedrückt, um die digitalen Ventilanordnungen 642 zu erreichen.
  • Während einer Einfederungsbewegung öffnet die Kompressions-Ventilanordnung 62, um Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 648 zu der oberen Arbeitskammer 646 zu ermöglichen. Aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” fließt das Fluid von der oberen Arbeitskammer 646, durch den Durchgang 698 in die Mittelkammer 696, um die digitalen Ventilanordnungen 642 zu erreichen.
  • Die Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 642 sind identisch, so dass nur eine einzige digitale Ventilanordnung 642 beschrieben wird. Es versteht sich, dass die nachfolgende Beschreibung auf alle digitalen Ventilanordnungen 642 anwendbar ist. Die digitale Ventilanordnung 642 ist eine Ventilanordnung mit zwei Positionen, die einen unterschiedlichen Fließbereich in jeder der beiden Positionen aufweist. Die digitale Ventilanordnung 642 umfasst eine Hülse 742, einen Schieber 144, eine Feder 146 und eine Spulenanordnung 148. Die Hülse 742 bestimmt einen Ventileinlass 750, der in Verbindung mit der Mittelkammer 696 steht, und einen Ventilauslass 752, der in Fluid-Verbindung mit der Ausgleichskammer 652 steht.
  • Die Hülse 742 ist innerhalb der Zylinder-Endaufnahme 694 des Ventilkörpers 692 angeordnet. Die Hülse 742 bestimmt eine ringförmige Einlasskammer 754, die in Verbindung mit dem Ventileinlass 750 steht, und einem Paar ringförmiger Auslasskammer 756 und 758, die in Verbindung mit dem Ventilauslass 752 stehen.
  • Der Schieber 144 ist gleitend innerhalb der Hülse 742 angeordnet und bewegt sich in axialer Richtung innerhalb der Hülse 742 zwischen der Spulenanordnung 148 und der Stopp-Scheibe 760, der innerhalb der Hülse 742 angeordnet ist. Die Feder 146 spannt den Schieber 144 weg von der Spulenanordnung 148 und hin zu der Stopp-Scheibe 760 vor. Eine Beilagscheibe 762 ist zwischen der Spulenanordnung 148 und der Hülse 742 angeordnet, um das Ausmaß der axialen Bewegung für den Schieber 144 zu steuern. Ein erster O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Stopp-Scheibe 160, der Hülse 742 und einem ersten Halter 764, der an der Hülse 742 befestigt ist. Ein zweiter O-Ring dichtet die Grenzfläche zwischen der Spulenanordnung 148, der Hülse 742 und einem zweiten Halter 766, der an der Hülse 742 befestigt ist.
  • Der Schieber 144 bestimmt einen ersten Flansch 164, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 754 und der ringförmigen Auslasskammer 756 steuert, und einen zweiten Flansch 166, der den Fluidfluss zwischen der ringförmigen Einlasskammer 754 und der ringförmigen Auslasskammer 758 steuert. Die Flansche 164 und 166 steuern auf diese Weise den Fluidfluss von der Mittelkammer 696 zur Ausgleichskammer 652.
  • Die Spulenanordnung 148 ist innerhalb der Hülse 742 angeordnet, um die axiale Bewegung des Schiebers 144 zu steuern. Die Kabelverbindungen für die Spulenanordnung 148 können sich durch den Ventilkörper 692, durch die Hülse 742, durch die Basisaufnahme 654 und/oder durch das Ausgleichsrohr 636 erstrecken. Wenn für die Spulenanordnung 148 keine Stromversorgung vorliegt, werden die Dämpfungseigenschaften durch den Fließbereich der digitalen Ventilanordnung 642 in ihrer ersten Position, die Kolbenanordnung 32 und die Basis-Ventilanordnung 638 bestimmt. Die Bewegung des Schiebers 144 wird durch die Bestromung der Spulenanordnung 148 gesteuert, um die digitale Ventilanordnung 642 in ihre zweite Position zu bewegen. Die digitale Ventilanordnung 642 kann in ihrer zweiten Position durch dauerhafte Bestromung der Spulenanordnung 148 oder durch das Vorsehen von Mitteln zum Halten der digitalen Ventilanordnung 642 in ihrer zweiten Position und Unterbrechung der Stromversorgung für die Spulenanordnung 148 gehalten werden. Die Mittel zum Halten der digitalen Ventilanordnung 642 in ihrer zweiten Position können mechanische Mittel, magnetische Mittel oder andere in der Technik bekannte Mittel umfassen. Sobald sie in ihrer zweiten Position ist, kann die Bewegung in die erste Position dadurch erreicht werden, dass die Stromversorgung an die Spulenanordnung 148 beendet wird, oder indem der Strom umgekehrt, oder die Polung der Stromversorgung zur Spulenanordnung 148 umgekehrt wird, um die Haltemittel zu überwinden. Die Fließmenge durch die digitale Ventilanordnung 642 hat eine eigenständige Einstellung für die Fließsteuerung in sowohl der ersten als auch der zweiten Position. Auch wenn die vorliegende Offenbarung die Verwendung mehrerer digitaler Ventilanordnungen 642 beschreibt, liegt es innerhalb der Offenbarung nur eine digitale Ventilanordnung 642 zu verwenden. Wenn mehrere digitale Ventilanordnungen 642 verwendet werden, kann der gesamte Fließbereich durch die Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 642 auf eine spezifische Anzahl der gesamten Fließbereiche in Abhängigkeit der Position jedes einzelnen der digitalen Ventilanordnungen 642 eingestellt werden. Die spezifische Anzahl der gesamten Fließbereiche kann als 2n Fließbereiche eingestellt werden, wobei n die Anzahl der digitalen Ventilanordnungen 642 ist. Zum Beispiel ist, bei vier digitalen Ventilanordnungen 642, die Anzahl der gesamten verfügbaren Fließbereiche 24 oder 16 Fließbereiche.
  • Der in 7 dargestellte Graph der Kraft gegenüber der Geschwindigkeit für den Stoßdämpfer 20 ist auf den Stoßdämpfer 620 in Verbindung mit der Vielzahl der digitalen Ventilanordnungen 642 anwendbar. Die in 7 dargestellten Graphen A, B, C und D werden durch Verwendung der digitalen Ventilanordnungen 642 erreicht.
  • Bezugnehmend nun auf die 18 und 19 ist eine Basis-Ventilanordnung 838 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Die Basis-Ventilanordnung 838 ersetzt die Basis-Ventilanordnung 638. Die Basis-Ventilanordnung 838 entspricht der Basis-Ventilanordnung 638, bis auf den Ventilkörper 692. Der Ventilkörper 692 in der Basis-Ventilanordnung 638 ist durch den Ventilkörper 844 in der Basis-Ventilanordnung 838. Der Ventilkörper 844 bestimmt eine Vielzahl von Zylinder-Endaufnahmen 846, von denen jede eine digitale Ventilanordnung 642 aufnimmt. Der Betrieb und die Funktion der Basis-Ventilanordnung 838 entsprechen der oben für die Basis-Ventilanordnung 638 beschriebenen.
  • Bezugnehmend nun auf die 20 und 21 ist eine Basis-Ventilanordnung 938 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung dargestellt. Die Basis-Ventilanordnung 938 ersetzt die Basis-Ventilanordnung 638. Die Basis-Ventilanordnung 983 entspricht der Basis-Ventilanordnung 638, bis auf den Ventilkörper 692 und die digitale Ventilanordnung 642. Der Ventilkörper 692 in der Basis-Ventilanordnung 638 ist durch den Ventilkörper 944 in der Basis-Ventilanordnung 938 und die digitale Ventilanordnung 642 ist durch die digitale Ventilanordnung 948 ersetzt. Der Ventilkörper 944 bestimmt eine Vielzahl von Zylinder-Endaufnahmen 946, von denen jede eine digitale Ventilanordnung 948 aufnimmt. Die digitale Ventilanordnung 948 entspricht der digitalen Ventilanordnung 642, bis auf dass die Hülse 742 durch die Hülse 950 ersetzt ist. Die Hülse 950 entspricht der Hülse 742 bis auf dass der Ventilauslass 752 der Hülse 742 durch den Ventilauslass 952 der Hülse 950 ersetzt ist. Der Ventilauslass 752 der Hülse 742 ist über die gesamte axiale Länge der Hülse 742 geöffnet. Der Auslass 952 der Hülse 950 ist nur an der Grundfläche der Hülse 950 offen. Die digitale Ventilanordnung 948 ist innerhalb der Mittelkammer 696 angeordnet, wie in 20 dargestellt. Das Mittelrohr 640 ist, wie bei 960 dargestellt, vergrößert, um die digitale Ventilanordnung 948 aufzunehmen. Der Betrieb und die Funktion der Basis-Ventilanordnung 938 entsprechen der oben für die Basis-Ventilanordnung 638 beschriebenen.
  • Die obige Beschreibung der Ausführungsbeispiele wurde zum Zwecke der Darstellung und Beschreibung bereitgestellt. Sie ist nicht als erschöpfend oder die Erfindung beschränkend gedacht. Einzelne Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind nicht auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern, soweit anwendbar, austauschbar und in ausgewählten Ausführungsbeispielen einsetzbar, selbst wenn dies nicht speziell gezeigt oder beschrieben ist. Dasselbe kann auch auf verschiedene Arten variiert werden. Derartige Variationen sind nicht als Abkehr von der Erfindung zu verstehen, sondern all diese Modifikationen sollen innerhalb dem Schutzbereich der Erfindung liegen.

Claims (19)

  1. Stoßdämpfer umfassend: ein Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet; eine Kolbenanordnung, die gleitfähig innerhalb des Druckrohrs angeordnet ist, wobei die Kolbenanordnung die Arbeitskammer in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer aufteilt, wobei die Kolbenanordnung einen Kolbenkörper, der einen ersten, sich durch den Kolbenkörper erstreckenden Fluiddurchgang bestimmt, und eine erste, den Fluidfluss durch den ersten Fluiddurchgang steuerende Ventilanordnung aufweist; einen zweiten, von dem ersten Fluiddurchgang separaten Fluiddurchgang, wobei sich der zweite Fluiddurchgang von einer der oberen oder unteren Arbeitskammern zu einer Fluidkammer erstreckt; eine digitale Ventilanordnung, die den Fluidfluss durch den zweiten Fluiddurchgang steuert, wobei der Fluidfluss durch die erste Ventilanordnung eine hohe Dämpfungskraft für den Stoßdämpfer erzeugt; und der Fluidfluss durch die erste und die zweite Ventilanordnung eine geringe Dämpfungskraft, geringer als die hohe Dämpfungskraft, für den Stoßdämpfer erzeugt.
  2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, der ferner eine an der Kolbenanordnung befestigte Kolbenstangenanordnung umfasst, wobei der zweite Fluiddurchgang durch die Kolbenstangenanordnung bestimmt ist; wobei die digitale Ventilanordnung innerhalb der Kolbenstartgenanordnung angeordnet ist; wobei sich der zweite Fluiddurchgang zwischen der oberen und der unteren Arbeitskammer erstreckt; und die andere der oberen und unteren Arbeitskammer die Fluidkammer bestimmt.
  3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, der weiterhin umfasst: einen dritten, sich durch den Kolbenkörper erstreckenden Fluiddurchgang; eine zweite Ventilanordnung, die den Fluidfluss durch den dritten Fluiddurchgang steuert.
  4. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, wobei die digitale Ventilanordnung eine Vielzahl von digitalen Ventilen umfasst.
  5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl der digitalen Ventile in einer axialen Richtung der Kolbenstangenanordnung in einer Linie angeordnet ist.
  6. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, weiterhin umfassend eine innerhalb der Kolbenanordnung angeordnete Schaltplatte.
  7. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, wobei die digitale Ventilanordnung umfasst: eine Hülse, die mit einer der oberen oder unteren Arbeitskammern in Verbindung steht, und einem Auslass, der mit der anderen der oberen und unteren Arbeitskammern in Verbindung steht; einen Schieber, der beweglich innerhalb der Hülse angeordnet ist; und eine Spulenanordnung, die zu dem Schieber benachbart angeordnet ist.
  8. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei die digitale Ventilanordnung eine Vielzahl von digitalen Ventilen aufweist.
  9. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein Ausgleichsrohr, das um das Druckrohr angeordnet ist; eine Ausgleichskammer, die zwischen dem Druckrohr und dem Ausgleichsrohr bestimmt ist; und eine Stangenführungsanordnung, die an dem Druckrohr und dem Ausgleichsrohr befestigt ist; wobei der zweite Fluiddurchgang durch die Stangenführungsanordnung bestimmt ist; wobei die digitale Ventilanordnung innerhalb der Stangenführungsanordnung angeordnet ist; wobei sich der zweite Fluiddurchgang zwischen einer der oberen und unteren Arbeitskammern und der Ausgleichskammer erstreckt; und die Ausgleichskammer die Fluidkammer bestimmt.
  10. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, wobei die digitale Ventilanordnung eine Vielzahl von digitalen Ventilen aufweist.
  11. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, wobei sich der zweite Fluiddurchgang zwischen der oberen Arbeitskammer und der Ausgleichskammer erstreckt.
  12. Stoßdämpfer nach Anspruch 11, wobei die digitale Ventilanordnung umfasst: eine Hülse mit einem Einlass, der in Verbindung mit der oberen Arbeitskammer steht, und einem Auslass, der in Verbindung mit der Ausgleichskammer steht; einem Schieber, der beweglich innerhalb der Hülse zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist; und einer Spulenanordnung, die benachbart zu dem Schieber angeordnet ist.
  13. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei die digitale Ventilanordnung umfasst: eine Hülse; einen beweglich innerhalb der Hülse angeordneten Schieber; und eine Kolbenanordnung, die benachbart zu dem Schieber angeordnet ist.
  14. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: ein Ausgleichsrohr, das um das Druckrohr angeordnet ist; eine Ausgleichskammer, die zwischen dem Druckrohr und dem Ausgleichsrohr angeordnet ist; und eine Basis-Ventilanordnung, die an dem Druckrohr und dem Ausgleichsrohr befestigt ist; wobei der zweite Fluiddurchgang durch die Basis-Ventilanordnung bestimmt ist; wobei die digitale Ventilanordnung innerhalb der Basis-Ventilanordnung angeordnet ist; wobei der zweite Fluiddurchgang sich zwischen einer der oberen und der unteren Arbeitskammern und der Ausgleichskammer erstreckt; und die Ausgleichskammer die Fluidkammer bestimmt.
  15. Stoßdämpfer nach Anspruch 14, wobei die digitale Ventilanordnung eine Vielzahl von digitalen Ventilen umfasst.
  16. Stoßdämpfer nach Anspruch 14, wobei der zweite Fluiddurchgang sich zwischen der oberen Arbeitskammer und der Ausgleichskammer erstreckt.
  17. Stoßdämpfer nach Anspruch 14, weiterhin umfassend: ein Mittelrohr, das zwischen dem Druckrohr und dem Ausgleichsrohr an geordnet ist; eine Mittelkammer, die zwischen dem Druckrohr und dem Mittelrohr bestimmt ist, wobei sich der zweite Fluiddurchgang zwischen der Mittelkammer und der Ausgleichskammer erstreckt.
  18. Stoßdämpfer nach Anspruch 17, wobei die digitale Ventilanordnung umfasst: eine Hülse mit einem Einlass, der in Verbindung mit der Mittelkammer steht, und einem Auslass, der in Verbindung mit der Ausgleichskammer steht; einem beweglich innerhalb der Hülse zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordneten Schieber, und eine Spulenanordnung, die benachbart zu dem Schieber angeordnet ist.
  19. Stoßdämpfer nach Anspruch 14, wobei die digitale Ventilanordnung umfasst: eine Hülse mit einem Einlass, der in Verbindung mit der oberen Arbeitskammer steht, und einem Auslass, der in Verbindung mit der Ausgleichskammer steht; einem beweglich innerhalb der Hülse zwischen dem Einlass und dem Auslass beweglichen Schieber; und eine Spulenanordnung, die benachbart zu dem Schieber angeordnet ist.
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