DE112017006013T5

DE112017006013T5 - Frequenzabhängiger Dämpfer

Info

Publication number: DE112017006013T5
Application number: DE112017006013.3T
Authority: DE
Inventors: Koenraad Reybrouck; Prashant Patel; Justin Hendrix; Suhas Patil
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2019-09-26
Also published as: WO2018098173A1; CN109983249A; CN109983249B

Abstract

Ein Dämpfersystem für ein Fahrzeug umfasst einen verschiebbar in einen Zylinder eingepassten Kolben, der den Zylinder in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt. Eine Kolbenstange ist mit dem Kolben verbunden und erstreckt sich aus dem Zylinder. Eine Scheibenventilanordnung ist an dem Kolben befestigt und steuert Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer. Ein Aktuator ist mit der Kolbenstange gekoppelt und umfasst eine bewegliche Hülse sowie eine Sammelkammer, die mit der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer strömungsverbunden ist. Die Sammelkammer umfasst eine flexible Wand. Ein erhöhter Druck in der Sammelkammer erzeugt eine Kraft an der flexiblen Wand zur Vergrößerung eines Volumens der Sammelkammer und eine Kraft an der beweglichen Hülse, die dahingehend auf die Scheibenventilanordnung wirkt, den Widerstand gegenüber dem Öffnen der Scheibenventilanordnung zu erhöhen.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Kraftfahrzeugstoßdämpfer. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf innere Strukturen eines passiven Stoßdämpfers, der dahingehend betreibbar ist, basierend auf einer Frequenz sowie einer Geschwindigkeit des Eingangs in den Stoßdämpfer eine unterschiedliche Dämpfungsstärke bereitzustellen.
HINTERGRUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen zur vorliegenden Offenbarung bereit und stellen möglicherweise nicht den Stand der Technik dar.
Stoßdämpfer werden in der Regel in Verbindung mit Kraftfahrzeugaufhängungssystemen oder anderen Aufhängungssystemen zum Absorbieren unerwünschter Schwingungen, die während der Bewegung des Aufhängungssystem auftreten, eingesetzt. Zum Absorbieren dieser unerwünschten Schwingungen sind Kraftfahrzeugstoßdämpfer im Allgemeinen zwischen der gefederten Masse (Karosserie) und der ungefederten Masse (Aufhängung/Chassis) des Fahrzeugs verbunden.
Die gebräuchlichste Art von Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge können entweder Einrohr- oder Zweirohr-Dashpot-Vorrichtungen sein. Bei der Einrohrkonstruktion befindet sich ein Kolben in einer Fluidkammer, die von einem Druckrohr definiert wird, und ist mit der gefederten Masse des Fahrzeugs über eine Kolbenstange verbunden. Das Druckrohr ist mit der ungefederten Masse des Fahrzeugs verbunden. Der Kolben unterteilt die Fluidkammer des Druckrohrs in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer. Der Kolben umfasst ein Einfederungsventilsystem, das den Strom von Dämpfungsfluid aus der unteren Arbeitskammer in die obere Arbeitskammer während eines Einfederungshubs beschränkt, und ein Ausfederungsventilsystem, das den Strom von Dämpfungsfluid aus der oberen Arbeitskammer in die untere Arbeitskammer während eines Ausfederungs- oder Ausdehnungshubs beschränkt. Da das Einfederungsventilsystem und das Ausfederungsventilsystem den Strom von Dämpfungsfluid beschränken können, kann der Stoßdämpfer eine Dämpfungskraft erzeugen, die den Schwingungen entgegenwirkt, die ansonsten von der ungefederten Masse auf die gefederte Masse übertragen würden.
Bei einem Zweirohr-Stoßdämpfer wird ein Fluidbehälter zwischen dem Druckrohr und einem Behälterrohr, das um das Druckrohr herum positioniert ist, definiert. Eine Basisventilanordnung befindet sich zwischen der unteren Arbeitskammer und dem Fluidbehälter zur Steuerung des Stroms von Dämpfungsfluid. Das Einfederungsventilsystem des Kolbens ist in die Basisventilanordnung verlagert und wird in dem Kolben durch eine Einfederungsrückschlagventilanordnung ersetzt. Zusätzlich zu dem Einfederungsventilsystem umfasst die Basisventilanordnung eine Ausfederungsrückschlagventilanordnung. Das Einfederungsventilsystem der Basisventilanordnung erzeugt die Dämpfungskraft während eines Einfederungshubs, und das Ausfederungsventilsystem des Kolbens erzeugt die Dämpfungskraft während eines Ausfederungs- oder Ausdehnungshubs. Sowohl die Einfederungs- als auch die Ausfederungsrückschlagventilanordnung gestatten Fluidstrom in eine Richtung, unterbinden jedoch Fluidstrom in eine entgegengesetzte Richtung, und diese Ventile können derart konstruiert sein, dass sie auch eine Dämpfungskraft erzeugen.
Die Ventilanordnungen für den Stoßdämpfer haben auch die Funktion der Steuerung von Fluidstrom zwischen zwei Kammern während der Hubbewegung des Stoßdämpfers. Durch das Steuern des Fluidstroms zwischen zwei Kammern wird ein Druckabfall zwischen den zwei Kammern aufgebaut, und dies trägt zu den Dämpfungskräften des Stoßdämpfers bei. Die Ventilanordnungen können zur dahingehenden Abstimmung der Dämpfungskräfte, Fahrkomfort und Fahrverhalten sowie Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit zu steuern, verwendet werden.
Typische passive Stoßdämpfer stellen unabhängig von der Frequenz des Eingangs dieselbe Dämpfungskraftstärke bereit. Für eine gegebene Eingangsgeschwindigkeit bleibt die von einem herkömmlichen Dämpfer/Stoßdämpfer erzeugte Dämpfungskraft unabhängig von der Frequenz des Eingangs gleich. In der Regel liegt die Fahrprimärfrequenz eines Personenkraftwagens im Bereich von 1-2 Hz. Wenn sich ein Fahrzeug über eine Straßenoberfläche mit einem Niedrigfrequenzeingang bewegt, wird zum Managen der Straßeneingänge eine höhere Dämpfungsstärke bevorzugt. Während Fahrverhaltensereignissen (wenn Richtungsstabilität kritisch ist) wird auch eine höhere Dämpfungsstärke bevorzugt. Bei einem Wankmodus kommt es zu einem Fahrzeugfahrverhaltensteuerzustand. Der Wankmodus des typischen Personenkraftwagens könnte in Abhängigkeit von der Wanksteifigkeit und der Schwerpunkthöhe des Fahrzeugs im Bereich von 2-4 Hz liegen. Obgleich es semiaktiv dämpfende Stoßdämpfer gibt, die die Dämpfung des Stoßdämpfers in Echtzeit zur Berücksichtigung dieser Fahrzeugeingänge ändern, besteht Bedarf an einem passiven Stoßdämpfer, der dahingehend betreibbar ist, ohne komplizierte (aktive) Steuerungen eine frequenzabhängige Dämpfung bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung ihres kompletten Schutzumfangs oder aller ihrer Merkmale.
Ein Dämpfersystem für ein Fahrzeug umfasst einen verschiebbar in einen Zylinder eingepassten Kolben, der den Zylinder in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt. Eine Kolbenstange ist mit dem Kolben verbunden und erstreckt sich aus dem Zylinder. Eine Scheibenventilanordnung ist an dem Kolben befestigt und steuert Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer. Ein Aktuator ist mit der Kolbenstange gekoppelt und umfasst eine bewegliche Hülse sowie eine Sammelkammer, die mit der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer strömungsverbunden ist. Die Sammelkammer umfasst eine flexible Wand. Ein erhöhter Druck in der Sammelkammer erzeugt eine Kraft an der flexiblen Wand zur Vergrößerung eines Volumens der Sammelkammer und eine Kraft an der beweglichen Hülse, die dahingehend auf die Scheibenventilanordnung wirkt, den Widerstand gegenüber dem Öffnen der HAUPT-Scheibenventilanordnung zu erhöhen.
Der Dämpfer der vorliegenden Offenbarung funktioniert durch dahingehendes Umleiten des Stroms von der Ausfederungskammer, einen Druck an die Rückseite einer beweglichen Zylinderhülse anzulegen. Die bewegliche Zylinderhülse legt eine zusätzliche Last an den Ausfederungsstapel an und erzeugt weiteren Widerstand gegenüber dem Öffnen des ausfederungsseitigen Hauptventils bei einem Niederfrequenzereignis. Bei einem Hochfrequenzereignis verformt in die Sammelkammer eindringendes Fluid eine Expansionsscheibe. Bei einem Hochfrequenzereignis erfolgt die Umkehr des Stroms viel schneller, und es steht nicht genügend Zeit zum Aufbauen eines zum Vorbelasten des Stößels ausreichenden Fluiddrucks bereit. Während des Einfederns wird die gesamte Dämpfung bei allen Eingabefrequenzen von einem Hauptkolben bereitgestellt, und die Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung Stellen in dem Einfederungsbetriebsmodus keine frequenzabhängige Dämpfung bereit. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung Anwenden dieser Technologie auf die Einfederungsseite, die Ausfederungsseite oder beide in Betracht zieht.
Weitere Anwendungsbereiche gehen aus der hier bereitgestellten Beschreibung hervor. Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele lediglich der Veranschaulichung dienen und den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken.

1 ist eine Darstellung eines beispielhaften mit einem frequenzabhängigen Dämpfer ausgestatteten Fahrzeugs gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung;
2 ist eine fragmentarische Seitenansicht eines gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruierten Stoßdämpfers;
3 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruierten Stoßdämpfers;
4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Rückschlagventils;
5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer flexiblen Wand einer Sammelkammer eines beispielhaften Stoßdämpfers;
6 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht, die einen Mechanismus zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung, der ein Klemmscheibenrückschlagventil und eine Sammelkammer, die eine flexible Wand umfasst, umfasst, darstellt;
7 ist eine perspektivische Ansicht eines Klemmscheibenrückschlagventils;
8 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Stoßdämpfers, der mit einem Trennkolben ausgestattet ist;
9 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht eines anderen Stoßdämpfers, der mit einem Trennkolben und einer Feder ausgestattet ist;
10 ist eine grafische Darstellung, die die Spitzenausfederungskraft als Funktion der Ausfederungsfrequenz für einen frequenzabhängigen Dämpfer und einen passiven Dämpfer darstellt; und
11 ist eine grafische Darstellung, die Testergebnisse zu Kraft als Funktion von Stoßverlagerung für einen gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruierten Stoßdämpfer bereitstellt.

Über die verschiedenen Ansichten der Zeichnungen hinweg geben übereinstimmende Bezugszeichen übereinstimmende Teile an.
BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, die Anwendung oder Verwendungen nicht beschränken.
Es werden beispielhafte Ausführungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung gründlich ist und dem Fachmann den Schutzumfang vollständig übermittelt. Es werden zahlreiche spezielle Details angeführt, wie z. B. Beispiele für spezielle Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Für den Fachmann liegt auf der Hand, dass die speziellen Details nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet werden können und dass keine als den Schutzumfang der Offenbarung einschränkend ausgelegt werden soll. Bei einigen beispielhaften Ausführungsformen werden allseits bekannte Verfahren, allseits bekannte Vorrichtungsstrukturen und allseits bekannte Technologien nicht ausführlich beschrieben.
Die hier verwendete Terminologie dient nur zum Zweck der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll nicht als Einschränkung verstanden werden. Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ möglicherweise auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nicht ausdrücklich etwas anderes angibt. Die Ausdrücke „umfasst“, „umfassen(d)“, „enthalten(d)“ und „aufweisen(d)“ sind inklusiv gemeint und geben deshalb das Vorhandensein von angeführten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen und/oder Komponenten an, schließen aber das Vorhandensein oder Hinzufügen von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Arbeitsgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben nicht aus. Die hier beschriebenen Verfahrensschritte, Verfahren und Arbeitsgänge dürfen nicht so verstanden werden, dass ihre Durchführung unbedingt in der speziellen erörterten oder dargestellten Reihenfolge erforderlich ist, sofern diese nicht spezifisch als die Reihenfolge der Durchführung angegeben ist. Es versteht sich ferner, dass weitere oder alternative Schritte angewendet werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „an“, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben ist, kann es bzw. sie sich direkt an dem anderen Element oder der anderen Schicht, in Eingriff damit, verbunden damit oder gekoppelt damit befinden, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Wenn hingegen ein Element als „direkt an“, „direkt in Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht beschrieben wird, können keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Ein anderer Wortlaut, der zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet wird, sollte auf eine ähnliche Weise interpretiert werden (beispielsweise „zwischen“ versus „direkt zwischen“, „neben“ versus „direkt neben“ usw.). Wie hier verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ beliebige und alle Kombinationen aus einem oder mehreren der zugeordneten aufgelisteten Objekte.
Obwohl hier die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. zur Beschreibung verschiedener Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte verwendet werden können, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe können nur dazu verwendet werden, ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Bereich, einer anderen Schicht oder einem anderen Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und sonstige hier verwendete numerische Begriffe implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, sofern dies nicht eindeutig aus dem Kontext hervorgeht. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, die nachstehend erörtert werden, als ein zweites Element, eine zweite Komponente, ein zweiter Bereich, eine zweite Schicht oder ein zweiter Abschnitt bezeichnet werden, ohne von den Lehren der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Räumlich bezogene Begriffe wie „innerer“, „äußerer“, „unterhalb“, „unter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen können hier zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder eines Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen, wie in den Figuren veranschaulicht, zu beschreiben. Mit räumlich bezogenen Begriffen kann bezweckt werden, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung verschiedene Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder Betrieb mit zu umfassen. Wenn die Vorrichtung in den Figuren zum Beispiel umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ von anderen Elementen oder Merkmalen beschrieben wurden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der exemplarische Begriff „unter“ sowohl eine Ausrichtung von über als auch von unter umfassen. Die Vorrichtung kann auch anders (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen) ausgerichtet sein, und die hier verwendeten räumlich bezogenen beschreibenden Begriffe werden entsprechend ausgelegt.
Unter nun erfolgender Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen über die verschiedenen Ansichten hinweg gleiche oder entsprechende Teile angeben, wird in 1 ein Fahrzeug 10 gezeigt, das eine Hinterradaufhängung 12, eine Vorderradaufhängung 14 und eine Karosserie 16 umfasst. Die Hinterradaufhängung 12 weist eine sich quer erstreckende Hinterachsanordnung (nicht gezeigt) auf, die dazu ausgeführt ist, die Hinterräder 18 des Fahrzeugs funktionell zu stützen. Die Hinterachsanordnung ist durch ein Paar Stoßdämpfer 20 und ein Paar Schraubenfedern 22 mit der Karosserie 16 wirkverbunden. Gleichermaßen umfasst die Vorderradaufhängung 14 eine sich quer erstreckende Vorderachsanordnung (nicht gezeigt) zum funktionellen Stützen der Vorderräder 24 des Fahrzeugs. Die Vorderachsanordnung ist durch ein zweites Paar Stoßdämpfer 26 und durch ein Paar Schraubenfedern 28 mit der Karosserie 16 wirkverbunden. Die Stoßdämpfer 20 und 26 dienen der Dämpfung der Relativbewegung des ungefederten Teils (d. h. der Vorder- und der Hinterradaufhängung 12 bzw. 14) und des gefederten Teils (d. h. der Karosserie 16) des Fahrzeugs 10. Obgleich das Fahrzeug 10 als ein Personenkraftwagen mit einer Vorder- und einer Hinterachsanordnung dargestellt worden ist, können die Stoßdämpfer 20 und 26 auch mit anderen Fahrzeug- oder Maschinen arten und/oder bei anderen Anwendungsarten, wie z. B. unabhängige Vorder- und/oder unabhängige Hinterradaufhängungssysteme enthaltenden Fahrzeugen, verwendet werden. Weiterhin soll der Begriff „Stoßdämpfer“, so wie er hier verwendet wird, Dämpfer im Allgemeinen bedeuten und umfasst somit Federbeine.
Mit Bezug auf 2 wird der Stoßdämpfer 20 detaillierter gezeigt. Obgleich 2 lediglich den Stoßdämpfer 20 zeigt, versteht sich, dass der Stoßdämpfer 26 des Weiteren die im Folgenden für den Stoßdämpfer 20 beschriebene Kolbenanordnung umfasst. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet sich vom Stoßdämpfer 20 lediglich in der Art, wie er zur Verbindung mit dem gefederten und dem ungefederten Teil des Fahrzeugs 10 ausgeführt ist. Der Stoßdämpfer 20 umfasst ein Druckrohr 30, eine Kolbenanordnung 32 und eine Kolbenstange 34.
Das Druckrohr 30 definiert eine Arbeitskammer 42. Die Kolbenanordnung 32 ist verschiebbar in dem Druckrohr 30 angeordnet und unterteilt 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 angeordnet, um eine Gleitbewegung der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 30 ohne die Erzeugung von übermäßigen Reibkräften und eine Abdichtung der oberen Arbeitskammer 44 von der unteren Arbeitskammer 46 zu gestatten. Die Kolbenstange 34 ist an der Kolbenanordnung 32 befestigt und erstreckt sich durch die obere Arbeitskammer 44 und durch eine Kappe 50 für das obere Ende, die das obere Ende des Druckrohrs 30 verschließt. Ein Dichtungssystem 52 dichtet die Grenzfläche zwischen der Kappe 50 für das obere Ende und der Kolbenstange 34 ab. Das der Kolbenanordnung 32 gegenüberliegende Ende der Kolbenstange 34 ist dazu ausgeführt, am gefederten Teil des Fahrzeugs 10 gesichert zu werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Kolbenstange 34 an der Karosserie 16 oder dem gefederten Teil des Fahrzeugs 10 gesichert. Das Druckrohr 30 ist mit Fluid gefüllt und es umfasst ein Verbindungsteil 54 zur Befestigung an der jeweils anderen - der gefederten oder der ungefederten - Masse des Fahrzeugs. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungsteil 54 an der ungefederten Masse des Fahrzeugs gesichert. Somit bewirken Federungsbewegungen des Fahrzeugs Ausdehnungs- oder Einfederungsbewegungen der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 30. Ein Ventilsystem in der Kolbenanordnung 32 steuert die Fluidbewegung zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der unteren Arbeitskammer 46 während der Bewegung der Kolbenanordnung 32 in dem Druckrohr 30.
Mit Bezug auf 3 und 4 ist eine Kolbenanordnung 32 an der Kolbenstange 34 befestigt und umfasst einen Kolbenkörper 60, eine Einfederungsventilanordnung 62, eine Ausdehnungs- oder Ausfederungsventilanordnung 64 und einen Mechanismus 66 zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung. Die Kolbenstange 34 umfasst einen Bereich 68 mit reduziertem Durchmesser, der an dem Ende der in dem Druckrohr 30 angeordneten Kolbenstange 34 positioniert ist, zur Bildung einer Schulter 70 zur Befestigung der restlichen Komponenten der Kolbenanordnung 32. Der Kolbenkörper 60 ist an dem Bereich 68 mit reduziertem Durchmesser positioniert, wobei die Einfederungsventilanordnung 62 zwischen dem Kolbenkörper 60 und der Schulter 70 positioniert ist und wobei die Ausfederungsventilanordnung 64 zwischen dem Kolbenkörper 60 und einem mit einem Gewinde versehenen Ende 72 der Kolbenstange 34 positioniert ist. Der Kolbenkörper 60 definiert mehrere Einfederungsstromkanäle 74 und mehrere Ausfederungsstromkanäle 76.
Die Einfederungsventilanordnung 62 umfasst mehrere Einfederungsventilplatten 78 und einen Ventilanschlag 80. Die Ventilplatten 78 sind neben dem Kolbenkörper 60 zur Abdeckung der mehreren Einfederungsstromkanäle 74 angeordnet. Der Ventilanschlag 80 ist zur Beschränkung der Verformung der Ventilplatten 78 zwischen den Ventilplatten 78 und der Schulter 70 angeordnet. Während eines Einfederungshubs des Stoßdämpfers 20 baut sich Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 auf, bis der an die Ventilplatten 78 durch die Kanäle 74 angelegte Fluiddruck die zum Verformen der Ventilplatten 78 erforderliche Last überwindet. Die Ventilplatten 78 verformen sich elastisch zum Öffnen der Kanäle 74 und Gestatten, dass Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 zur oberen Arbeitskammer 44 strömt, wie durch die Pfeile 82 in 3 gezeigt wird.
Die Ausfederungsventilanordnung 64 umfasst mehrere Ventilplatten 86. Die Ventilplatten 86 sind neben dem Kolbenkörper 60 zur Abdeckung der mehreren Ausfederungsstromkanäle 76 angeordnet. Der Mechanismus 66 zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung ist zum Halten der Ventilplatten 86 gegen den Kolbenkörper 60, um die Kanäle 76 zu verschließen, auf ein Ende 72 der Kolbenstange 34 aufgeschraubt. Während eines Ausdehnungshubs des Stoßdämpfers 20 baut sich Fluiddruck in der oberen Arbeitskammer 44 auf, bis der durch die Kanäle 76 an die Ventilplatten 86 angelegte Fluiddruck die zum Verformen der Ventilplatten 86 erforderliche Last überwindet. Die Ventilplatten 86 verformen sich elastisch, wobei sie die Kanäle 76 öffnen, um zu gestatten, dass Fluid von der oberen Arbeitskammer 44 zur unteren Arbeitskammer 46 strömt, wie durch die Pfeile 92 in 3 gezeigt wird.
Da der Mechanismus 66 zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung an der Kolbenstange 34 fixiert ist, bewegt sich während einer Ausfederungs- und Einfederungsbewegung der Kolbenstange 34 der gesamte Mechanismus 66 zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung translatorisch. Der Mechanismus 66 zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung ist mit der Kolbenanordnung 32 starr verbunden, wirkt jedoch nicht dahingehend, für eine Abdichtung in dem Druckrohr 30, in dem er positioniert ist, zu sorgen. Ein frequenzabhängiger Dämpfer (FDD) wird durch eine Kombination aus Komponenten, einschließlich des Mechanismus 66 zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung, bereitgestellt.
Der Mechanismus 66 zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung umfasst ein Ventilgehäuse 100, einen Stößel oder eine axial translatorisch bewegbare Hülse 102, ein Rückschlagventil 104 und eine verformbare Wand 106. Ein Strömungskanal 110 steht mit der oberen Arbeitskammer 44 und einer Stufenkammer 112 in Strömungsverbindnung. Die Stufenkammer 112 wird von dem Ventilgehäuse 100 und dem Rückschlagventil 104 zum Teil definiert. Insbesondere umfasst das Rückschlagventil 104 eine becherförmige Haltevorrichtung 114, die in einer Aussenkung 116 des Ventilgehäuses 100 positioniert ist. Die Haltevorrichtung 114 ist abdichtend an dem Ventilgehäuse 100 fixiert. Die Haltevorrichtung 114 umfasst eine sich dort hindurch erstreckende Aussparung 118. eine flexible Rückschlagscheibe 120 und eine flexible Lochscheibe 122 bedecken die Aussparung 118, während eine Schraubenfeder 124 die Rückschlagscheibe 120 und die Lochscheibe 122 in eine die Haltevorrichtung 114 in Eingriff nehmende aufsitzende Stellung vorspannt, wie in 3 dargestellt wird. In der aufsitzenden Stellung wird lediglich über einen Schlitz 134, der sich durch die Lochscheibe 122 hindurch erstreckt, für eine Strömungsverbindung zwischen der Stufenkammer 112 und einer Sammelkammer 130 gesorgt. Wie genau beschrieben wird, können die Lochscheibe 122 und die Rückschlagscheibe aus der aufsitzenden Stellung zur Kolbenstange 34 gedrückt werden, wenn der Druck in der Sammelkammer 130 den Druck in der Stufenkammer 112 überschreitet.
Die flexible Wand 106 setzt sich aus einem Stapel aus Scheiben gemäß der Darstellung in 5 zusammen. Eine Stützscheibe 140 ist der Sammelkammer 130 am nächsten positioniert. Eine Abstandsscheibe 142 ist zwischen der Stützscheibe 140 und einer oberen Fläche einer Expansionsscheibe 144 angeordnet. Die Expansionsscheibe 144 ist ein durchgängiges ununterbrochenes Glied, das dem Ventilgehäuse 100 dahingehend abdichtend zugeordnet ist, das Strömen von Fluid aus der Sammelkammer 130 in die untere Arbeitskammer 42 zu verhindern. Eine oder mehrere zusätzliche Abstandsscheiben 148 sind zwischen einer unteren Fläche der Expansionsscheibe 144 und einer Beschränkungsscheibe 150 positioniert. Die flexible Wand 106 wird in einer Aussenkung 160 des Ventilgehäuses 100 gehalten. Es können eine Reihe herkömmlicher Haltemittel verwendet werden, wie z. B. Sicherungsringe, Verkleben, Verpressen usw. Die Expansionsscheibe 144, die Abstandsscheiben 142, 148 und die Scheiben 140, 150 können aus Aluminium, Stahl, Kunststoff usw. ausgebildet sein. Sowohl die Stützscheibe 140 als auch die Beschränkungsscheibe 150 umfassen mehrere Aussparungen 164 zum Gestatten des Hindurchströmens von Fluid unter Aufrechterhaltung der Struktursteifigkeit jeder Scheibe.
Eine axial translatorisch bewegliche Hülse 102 ist ein im Wesentlichen rohrförmiges Glied, das einen Abschnitt 170 mit reduziertem Durchmesser und einen Abschnitt 172 mit größerem Durchmesser umfasst. Das Ventilgehäuse 100 umfasst eine ähnlich abgestufte Struktur mit einem Abschnitt 176 mit reduziertem Durchmesser, einem Abschnitt 178 mit größerem Durchmesser und einem Abschnitt 180 mit mittlerem Durchmesser, der axial zwischen dem Abschnitt 176 mit reduziertem Durchmesser und dem Abschnitt 178 mit größerem Durchmesser positioniert ist. Eine erste Dichtung 182 ist in einer Nut 184 des Ventilgehäuses 100 positioniert. Eine zweite Dichtung 186 ist in einer zweiten Nut 188 des Ventilgehäuses 100 positioniert. Basierend auf der axialen Position der ersten Dichtung 182, der zweiten Dichtung 186 und des Zwischenabschnitts 180 ist eine Stößelkammer 190 vorgesehen. Eine sich radial erstreckende Aussparung 192 versetzt die Stößelkammer 190 in Strömungsverbindung mit der Sammelkammer 130. Wenn die Stößelkammer 190 mit Druck beaufschlagt wird, wird die Hülse 102 zu der Ausfederungsventilanordnung 64 gedrückt. Die Höhe der von der Hülse 102 angelegten Kraft basiert auf dem Druck in der Stößelkammer 190 und der effektiven Fläche auf einem ringförmigen Steg 196 an der Hülse 102. Es versteht sich, dass die effektive Fläche des Stegs 196 durch Ändern der geometrischen Beziehung zwischen der zweiten Dichtung 186 und der ersten Dichtung 182 relativ leicht variiert werden kann.
Bei der Ausführungsform, die in 3 dargestellt wird, ist die Hülse 102 mit einem Stützring 200 in Eingriff bringbar. Der Stützring 200 kann sich ungehindert axial bezüglich der Ausfederungsventilanordnung 64 bewegen. Der Stützring 200 umfasst eine Eingriffsfläche 202, die an einer Außenumfangserstreckung des Stützrings 200 positioniert ist. In dem in 3 dargestellten Beispiel stützt die Stützscheibe 200 den Ausfederungsscheibenstapel auf einer Außenperipherie. Dadurch wird sichergestellt, dass eine gegebene Höhe der Stößelkraft ein maximales Maß an Widerstand gegenüber dem Ausfederungsöffnen erzeugt. Die Konstruktion der Hülse 102 umfasst eine kleinere effektive Fläche des Stegs 196, wodurch wiederum ein kleinerer Außendurchmesser des Abschnitts 172 mit größerem Durchmesser gestattet wird, was sich wiederum auf das Packaging auswirkt. Eine Optimierung der Komponenten gestattet des Weiteren die Anwendung einer einzigen Konstruktion auf mehrere Bohrungen zur Reduzierung der Herstellungskomplexität. Ein Hersteller kann bei den meisten der zusätzlichen Komponenten einen Skalenvorteil erzielen.
Es wird angemerkt, dass die radiale Position der Eingriffsfläche 202 dahingehend variiert werden kann, eine Kraft auf verschiedene Abschnitte der Ausfederungsventilanordnung 64 anzulegen, wodurch eine andere Modifizierung der Leistungsfähigkeit der Ausfederungsventilanordnung 64 erzeugt wird. Zur individuellen Abstimmung von Aufhängungseigenschaften auf eine bestimmte Fahrzeuganwendung kann es wünschenswert sein, die Systemreaktion und den Betrieb der Ausfederungsventilanordnung 64 basierend auf dem Fahrzeugtyp und der Fahrzeugkonfiguration zu modifizieren. Durch die Verwendung einer Reihe von verschiedenen Stützringen 200 mit einer an unterschiedlichen radialen Positionen positionierten Eingriffsfläche 202 können ein Basis-Ventilgehäuse 100 und eine Basis-Hülse 102 bei allen Dämpfern eingesetzt werden. Ein weiteres Merkmal des Stützrings 200 bezieht sich auf den Freiheitsgrad seiner axialen translatorischen Bewegung, der ein Abblasen der Ausfederungsventilanordnung 64 gestattet.
Zur Berücksichtigung möglicher Bedenken, dass ein Aufprall des Rings 200 auf die Ausfederungsventilanordnung 64 die Ursache von NVH sein könnte und/oder ein Haltbarkeitsproblem darstellen könnte, kann die Hülse 102 zur Ausfederungsventilanordnung 64 hin federbelastet sein. Eine Feder kann an einem Ende der Hülse 102 oder in der Stößelkammer 190 platziert sein. Es versteht sich des Weiteren, dass der Stützring 200 optional ist. Die Hülse 102 kann direkt mit der Ausfederungsventilanordnung 64 in Eingriff stehen, wenn der Stützring 200 nicht vorhanden ist.
3 stellt die Hülse 102 in einer zurückgezogenen Stellung dar, in der keine Kraft an die Ausfederungsventilanordnung 64 angelegt wird. Die axiale Bewegung der Hülse 102 in einer Richtung wird durch eine Anschlagfläche 208 beschränkt. Es versteht sich, dass die Anschlagfläche 208 kein kompletter ununterbrochener ringförmiger Steg sein muss, sondern auch von über den Umfang hinweg voneinander beabstandeten Vorsprüngen oder anderen mechanischen Strukturen definiert werden kann.
Der Betrieb des Stoßdämpfers 20 variiert basierend auf der Richtung und der Frequenz von Eingangskräften. Es wird nun ein Niederfrequenzausfederungsbetriebsmodus beschrieben. Während des Ausfederungshubs wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 44 zusammengedrückt und Fluid strömt zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der unteren Arbeitskammer 46 durch die Kanäle 76, wobei die zum Verformen der Ventilplatten 86 der Ausfederungsventilanordnung 64 erforderliche Last überwunden wird, wodurch das Strömen von Fluid gemäß der Darstellung durch die Pfeile 92 gestattet wird. Fluiddruck in der oberen Arbeitskammer 44 strömt auch durch den Kanal 110 der Kolbenstange 34 und in die Stufenkammer 112. Von der Stufenkammer 112 strömt Fluid durch den Schlitz 134 der Lochscheibe 122 und tritt in die Sammelkammer 130 ein. Dadurch ist der Druck in der Sammelkammer 130 stromabwärts der Lochscheibe 122 im Vergleich zu dem in der Stufenkammer 112 herrschenden Ausfederungskammerdruck niedriger.
Mit Anstieg des Drucks in der Sammelkammer 130 beginnt die Expansionsscheibe 144 mit der Verformung um die Abstandsscheibe 148 herum. Mit weiterem Druckanstieg wird die Verformung der Expansionsscheibe 144 stärker, bis sie ein Maximum erreicht, wenn die Expansionsscheibe 144 die Beschränkungsscheibe 150 berührt. Zweck der Beschränkungsscheibe 150 ist die Bereitstellung einer Stützung für die Stützscheibe 140 unter Hochdruck. Für den Betrieb der Ausfederungsventilanordnung 64 ist es wichtig, dass die Expansionsscheibe 144 eine Abdichtung zwischen der Sammelkammer 130 und der unteren Arbeitskammer 42 aufrechterhält. Ohne die Beschränkungsscheibe 150 kann die Expansionsscheibe 144 unter sehr hohen Drücken, zu denen es während eines Ausfederungshubs kommt, „durchschlagen“. Zwischen der Expansionsscheibe 144 und der Beschränkungsscheibe 150 sind Abstandsscheiben 148 zur Bereitstellung eines Abstimmungsmerkmals zur Definition einer Weglänge, in der sich die Expansionsscheibe 144 verformen kann, bevor sie die Beschränkungsscheibe 150 berührt, vorgesehen.
Mit Anstieg des Drucks in der Sammelkammer 130 beginnt Fluid zur Druckbeaufschlagung der Stößelkammer 190 und des Stegs 196 durch den Kanal 192 zu strömen. Der Druck auf den Steg 196 bewirkt, dass sich die Hülse 102 translatorisch bewegt und eine Last zum Stützen des Rings 200 anlegt. Die durch die Hülse 102 und den Stützring 200 angelegte Kraft wird als eine zusätzliche Kraft an die Ventilplatten 86 angelegt und erzeugt einen erhöhten Widerstand gegenüber dem Öffnen der Ausfederungsventilanordnung 64 während Niederfrequenzbedingungen. Es versteht sich, dass eine gewisse Zeitdauer erforderlich ist, in der Fluid von der Stufenkammer 112 zur Sammelkammer 130 strömt. Das Verformen der flexiblen Wand 106 erfordert auch Zeit. Die Zeitverzögerung beim Verformen der Expansionsscheibe 144 und Bereitstellen des gesteuerten Druckaufbaus durch die Lochscheibe 122 stellt frequenzabhängige Dämpfung bereit.
Beim Ausfedern des Dämpfers während eines Hochfrequenzeingangsmodus strömt Fluid durch den Kanal 110 der Kolbenstange 34 in die Stufenkammer 112. Von dort strömt Fluid durch die Lochscheibe 122 und tritt in die Sammelkammer 130 ein. Dadurch ist der Druck in der Sammelkammer 130 geringer als der Druck in der Stufenkammer 112. Mit Anstieg des Drucks in der Sammelkammer 130 beginnt die Expansionsscheibe 144 die Verformung um die Abstandsscheibe 148 herum. Aufgrund der Beschaffenheit des Hochfrequenzeingangs kommt es zu einer Kolbenstangenhubumkehr, bevor das Fluid Druck in der Stößelkammer 190 aufbauen kann. Diese zeitliche Voraussetzung und die Flexibilität der Sammelkammerwand 106 bewirken, dass keine zusätzliche Last an die Hülse 102 angelegt wird. Die Flexibilität oder Expansionsfähigkeit der Sammelkammer 130 ist mit verschiedenen Steifigkeiten der Expansionsscheibe 144 abstimmbar. Anders ausgedrückt bestimmt der Druck in der Kolbenkammer 190, der eine Bewegung der Hülse 102 verursachen kann, im Vergleich zu dem Druck in der Sammelkammer 130, das Ausmaß der Vorbelastung, das die Hülse 102 erzeugt. Dies wiederum ist von der Frequenz des Eingangs abhängig. Bei einer höheren Frequenz baut sich Druck in der Sammelkammer 130 auf und Energie wird zu der sich biegenden Expansionsscheibe 144 geleitet, jedoch steht nicht genügend Zeit zur Aufladung der Stößelkammer 190 zur Verfügung. Bei niedrigeren Frequenzen baut sich der Fluiddruck in der Stößelkammer 190 auf und wirkt auf den Steg 196 der Hülse 102.
Es wird angemerkt, dass der Fluidströmungspfad durch die Kolbenanordnung 32 entlang den Pfeilen 82 während eines Ausfederungshubs mit entweder hoher oder niedriger Frequenz gleich bleibt. Der einzige Unterschied besteht in dem Ausmaß an Vorspannung an den Ventilplatten 86 zur Beschränkung der Öffnung der Ausfederungsventilanordnung 64.
Bei Einfedern oder Einfederung des Stoßdämpfers 20 ist der Druck der oberen Arbeitskammer 44 geringer als der Druck in der Sammelkammer 130. Fluid strömt aus der Sammelkammer 130 durch das Rückschlagventil 104. Die Funktionsweise des Rückschlagventils stellt sicher, dass die Sammelkammer 130 während der schnellen Hubumkehr zum Druckaufbau bereit bleibt. Während des Einfederungshubs drückt Fluid in der unteren Arbeitskammer 42 auch gegen die Expansionsscheibe 144. Die Expansionsscheibe 144 verformt sich und wird von der Stützscheibe 140 nach Bedarf gestützt.
Eine Reihe von Merkmalen des Stoßdämpfers 20 kann zur Abstimmung von Betriebseigenschaften während frequenzabhängiger Dämpfung variiert werden. Beispielsweise sorgt die Lochscheibe 122 für eine Drosselung des Stroms durch die Kolbenstange 34 zur Sammelkammer 130. Die Lochgröße und/oder Anzahl an Aussparungen durch die Lochscheibe 122 sind abstimmbar und führen zu unterschiedlicher frequenzabhängiger Dämpfung. Es versteht sich, dass die Lochscheibe 122 je nach Wunsch geformt sein kann und nicht als ein flexibles zylinderförmiges Element mit einem Durchmesser, der mehr als seine Höhe beträgt, konfiguriert sein muss. Die Lochscheibe 122 kann als eine Lochwand, die zumindest zum Teil eine expandierbare Sammelkammer definiert, bezeichnet werden. Die Lochwand trennt die erste Arbeitskammer von der Sammelkammer ab und kann ein starres Glied sein.
Die Steifigkeit der Expansionsscheibe 144 kann dahingehend abgestimmt werden, eine Änderung des Volumens der Sammelkammer 130 zu gestatten. Die Sammelkammer 130 ist basierend auf einer Verformung der Expansionsscheibe 144 expandierbar. Die Größe einer Aussparung 210 (5), die sich durch die Abstandsscheibe 148 hindurch erstreckt, definiert wo sich die Expansionsscheibe 144 verformt.
Die Beschränkungsscheibe 150 stützt die Expansionsscheibe 144 und verhindert ihr Versagen unter hohem akkumuliertem Druck. Die Abstandsscheiben 148 definieren die Weglänge, die sich die Expansionsscheibe 144 fortbewegen kann, bevor sie die Beschränkungsscheibe 144 berührt. Eine Fläche des Stegs 196, auf die das druckbeaufschlagte Fluid einwirkt, erzeugt eine Vorspannung. Durch Variieren der Fläche wird die durch die Hülse 102 angelegte Kraft geändert.
Während des Ausfederns bleiben die Rückschlagscheibe 120 und die Lochscheibe 122 „aufsitzend“ in der Haltevorrichtung 114 und Fluid strömt um den Außendurchmesser der Rückschlagscheibe zur Sammelkammer 130 durch den Schlitz 134 an der Lochscheibe 122.
Während eines Dämpfereinfederungshubs ist der Druck in der oberen Arbeitskammer 44, dem Kanal 110 und der Stufenkammer 112 niedriger als der Druck in der Sammelkammer 130, wodurch das Strömen von Fluid von Hochdruck zu Niederdruck durch den Lochscheibenschlitz 134 gestattet wird. Das Fluid drückt die Rückschlagscheibe 120 entgegen der Federkraft und es kommt zu einem Druckablass in der Sammelkammer 130. Dadurch wird eine Druckentlastung der Sammelkammer 130 gestattet.
6 und 7 stellen ein alternatives Rückschlagventil als ein Klemmscheibenrückschlagventil 280 dar. Der Einsatz einer Klemmscheibenkonstruktion sorgt für eine effiziente Platznutzung und bietet einen Packagingvorteil. Das Klemmscheibenrückschlagventil 280 umfasst eine Stützscheibe 284, eine Abstandsscheibe 286, eine Rückschlagscheibe 288 und eine Stützscheibe 290. Alle Scheiben des Klemmscheibenrückschlagventils 280 sind nebeneinander positioniert und mit einer Vorspannung in die Aussenkung 116 des Ventilgehäuses 100 geklemmt.
Die Rückschlagscheibe 288 umfasst eine bewegliche Klappe 292, die über ein Gelenk 296 mit einem Außenring 294 verbunden ist. Eine Ablenkung der Klappe 292 zur Sammelkammer 130 wird durch die Stützscheibe 290 beschränkt. Während eines Dämpferausfederungshubs strömt Fluid durch die Aussparungen 295 der Stützscheibe 284. Fluid strömt durch ein Loch 298 in der Mitte der Rückschlagscheibe 288.
Die Rückschlagscheibe 288 ist aus einem Elastomermaterial konstruiert, so dass sich die Klappe 292 während eines Einfederungshubs bezüglich des Außenrings 294 bewegen kann. Die Abstandsscheibe 286 umfasst eine im Vergleich zu einer Aussparung 301 der Stützscheibe 290 größere Aussparung 299. Während eines Einfederungshubs wird die Kappe 292 in die Aussparung 299 dahingehend vorgespannt, das Strömen von Fluid aus der Sammelkammer 130 durch das Klemmscheibenrückschlagventil 280 und in die Stufenkammer 112 zu gestatten.
In 8 wird ein Dämpfer oder Stoßdämpfer 300 einer alternativen Ausführungsform dargestellt. Der Stoßdämpfer 300 ähnelt dem Stoßdämpfer 20 im Wesentlichen, wobei der Hauptunterschied darin besteht, dass die flexible Wand 106 durch einen Trennkolben 304 ersetzt ist. Somit kann ein Glied, das dahingehend beweglich ist, die Vergrößerung eines Volumens der Sammelkammer zu gestatten, die Expansionsscheibe 144 oder den Kolben 304 umfassen. Der Kolben 304 ist verschiebbar in einer Bohrung 306 positioniert. Eine Dichtung 308 verhindert das Strömen von Fluid aus einer Sammelkammer 310 in die untere Arbeitskammer 46. Die mögliche Weglänge für den Trennkolben 304 kann basierend auf der Platzierung eines an einem Ventilgehäuse 314 ausgebildeten Anschlags 312 sowie der relativen Position einer an dem Gehäuse 314 fixierten Endplatte 318 variiert werden. Durch das Variieren der Position dieser Komponenten wird das Höchstvolumen der Sammelkammer 310 zur Bewirkung einer Niederfrequenzverzögerung aufrechterhalten.
9 zeigt eine Variante des Stoßdämpfers 300 als einen Stoßdämpfer 300'. Der Stoßdämpfer 300' ähnelt dem Stoßdämpfer 300 im Wesentlichen und weist zusätzlich eine Feder 320 auf, die den Trennkolben 304 zu einem Rückschlagventil 322 drückt. Die Feder 320 unterstützt den Fluidtransport aus der Sammelkammer 310 während eines Einfederungshubs, wenn der Fluiddruck in der oberen Arbeitskammer 44 weniger als der Druck in der Sammelkammer 310 beträgt. Die Vorbelastung und die Federrate der Feder 320 definiert des Weiteren die Leistungseigenschaften der von dem Stoßdämpfer 300' bereitgestellten frequenzabhängigen Dämpfung während des Betriebs in dem Niederfrequenzausfederungsmodus. Eine Feder 320 mit einer relativ hohen Rate würde die Sammelkammer 310 in kürzerer Zeit belasten als ein Dämpfer, der mit einer Feder 320 mit einer geringeren Rate ausgestattet ist.
Andere Varianten umfassen Positionieren einer weiteren Feder gegenüber dem Trennkolben 304 zum Positionieren des Trennkolbens 304 an einer geeigneten Stelle in der Bohrung 306 unter Abstimmung der Betriebseigenschaften des frequenzabhängigen Dämpfers, wie zuvor erörtert wurde. Eine weitere alternative Ausführungsform umfasst Positionieren der Vorspannfeder lediglich auf der Seite des Trennkolbens 304 als Rückschlagventil 322 und Weglassen der Feder 320.
10 und 11 zeigen typische Ausgabeergebnisse, wobei Reaktionseigenschaften zwischen einem Stoßdämpfer, der mit einem typischen passiven Ventil ausgestattet ist, und einem Stoßdämpfer, der mit dem frequenzabhängigen Dämpfungsmechanismus, der den zuvor erörterten Aktuator, der dahingehend betreibbar ist, den Widerstand gegenüber dem Strömen von Fluid durch die Ausfederungsventilanordnung 64 zu erhöhen, umfasst, ausgestattet ist, verglichen werden. 10 stellt eine Reduzierung der von dem Stoßdämpfer 20 bereitgestellten Spitzenausfederungskraft mit Zunahme der Ausfederungsfrequenz dar. 11 stellt die Testergebnisse für einen gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung konstruierten Stoßdämpfer mit einem Vergleich von Kraft als Funktion von Stoßverlagerung dar. Eine negative Kraft zeigt eine Ausfederung an, und eine positive Kraft wird bei der Einfederung erzeugt. Frequenzabhängigkeit kann durch die variierende Spitzenkraft in der Ausfederungsrichtung visuell erfasst werden. Der Test wurde durch Verlagern des Stoßdämpfers mit einer konstanten Geschwindigkeit durchgeführt.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen ist zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken bereitgestellt worden. Sie soll nicht abschließend sein oder die vorliegende Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt oder beschrieben. Diese kann auch auf verschiedene Weisen geändert werden. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung von der vorliegenden Offenbarung betrachtet werden, und alle derartigen Modifikationen sollen im Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung mit enthalten sein.

Claims

Dämpfersystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Zylinder mit einem darin eingeschlossenen Hydraulikfluid; einen verschiebbar in den Zylinder eingepassten Kolben, der den Zylinder in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt; eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist und sich aus dem Zylinder erstreckt; eine Scheibenventilanordnung, die an dem Kolben befestigt ist, wobei die Scheibenventilanordnung Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer steuert; und einen Aktuator, der mit der Kolbenstange zur Bewegung damit gekoppelt ist, wobei der Aktuator eine bewegliche Hülse und eine Sammelkammer, die mit der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer strömungsverbunden ist, umfasst, wobei die Sammelkammer eine flexible Wand umfasst, wobei ein erhöhter Druck in der Sammelkammer eine Kraft an der flexiblen Wand zur Vergrößerung eines Volumens der Sammelkammer und eine Kraft an der beweglichen Hülse, die dahingehend auf die Scheibenventilanordnung wirkt, den Widerstand gegenüber dem Öffnen der Scheibenventilanordnung zu erhöhen, erzeugt.
Dämpfersystem nach Anspruch 1, das ferner eine bewegliche Lochplatte umfasst, die zur Bewegung mit der Kolbenstange fixiert und zwischen der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer und der Sammelkammer positioniert ist, wobei die Lochplattenbewegung beschränkt wird, wodurch verursacht wird, dass das Loch einen Fluidstrom in die Sammelkammer beschränkt, wenn der Druck in der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer höher als der Druck in der Sammelkammer ist.
Dämpfer nach Anspruch 2, wobei sich die Lochplatte dahingehend bewegt, zu gestatten, dass Fluid das Loch umgeht, wenn der Druck in der Sammelkammer höher als der Druck in der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer ist.
Dämpfersystem nach Anspruch 2, wobei die Lochplatte in eine aufsitzende Stellung federbelastet ist, wobei eine Bewegung der Lochplatte blockiert wird.
Dämpfersystem nach Anspruch 1, wobei der Aktuator ein Gehäuse umfasst, das zumindest zum Teil die Sammelkammer definiert, wobei die Hülse das Gehäuse eingrenzt.
Dämpfersystem nach Anspruch 5, wobei die Hülse einen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser umfasst, der einem Abschnitt mit reduziertem Durchmesser des Gehäuses abdichtend zugeordnet ist.
Dämpfersystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: ein Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet; eine Kolbenanordnung, die verschiebbar in der Arbeitskammer angeordnet ist und die Arbeitskammer in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt, wobei die Kolbenanordnung Folgendes umfasst: eine erste Ventilanordnung, die den Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer steuert; eine zweite Ventilanordnung, die den Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer steuert, wobei die zweite Ventilanordnung zur ersten Ventilanordnung parallel ist; eine verschiebbare Hülse, die selektiv dahingehend mit der zweiten Ventilanordnung in Eingriff bringbar ist, die Ventilöffnungseigenschaften der zweiten Ventilanordnung zu modifizieren, wobei die erste Arbeitskammer mit der verschiebbaren Hülse in Strömungsverbindung steht; eine Lochwand, die zumindest zum Teil eine expandierbare Sammelkammer in Strömungsverbindung mit der verschiebbaren Hülse definiert, wobei die Lochwand die erste Arbeitskammer von der Sammelkammer abtrennt; und ein Glied, das dahingehend beweglich ist, eine Vergrößerung des Volumens der Sammelkammer zu gestatten, wobei eine Größe eines Lochs, das sich durch die Lochwand hindurch erstreckt, eine frequenzabhängige Dämpfungseigenschaft der zweiten Ventilanordnung definiert.
Dämpfersystem nach Anspruch 7, wobei die Lochwand in eine aufsitzende Stellung vorgespannt ist.
Dämpfersystem nach Anspruch 8, wobei die Lochwand dahingehend aus der aufsitzenden Stellung beweglich ist, das Loch zu umgehen, wenn der Druck in der Sammelkammer höher als der Druck in der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer ist.
Dämpfersystem nach Anspruch 7, wobei Fluid in der Sammelkammer dahingehend mit einer Fläche der verschiebbaren Hülse in Strömungsverbindung steht, über die verschiebbare Hülse eine Kraft an die zweite Ventilanordnung anzulegen.
Dämpfersystem nach Anspruch 10, wobei das Glied eine Expansionsscheibe umfasst, wobei die verschiebbare Hülse die Expansionsscheibe eingrenzt.
Dämpfersystem nach Anspruch 11, wobei die verschiebbare Hülse einen abgestuften Durchmesser umfasst, der zumindest zum Teil eine Stößelkammer in Strömungsverbindung mit der Sammelkammer definiert.
Dämpfersystem nach Anspruch 7, wobei die Lochwand eine Lochscheibe umfasst.
Dämpfersystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Zylinder mit einem darin eingeschlossenen Hydraulikfluid; einen verschiebbar in den Zylinder eingepassten Kolben, der den Zylinder in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt; eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist und sich aus dem Zylinder erstreckt; und einen Mechanismus zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung, der durch Steuern der Strömung des Hydraulikfluids, die durch eine Gleitbewegung des Kolbens induziert wird, eine variable Dämpfungskraft erzeugt; und ein Scheibenventil, mit einer stromaufwärtigen und einer stromabwärtigen Seite, das an dem Kolben befestigt ist, wobei sich das Scheibenventil öffnet, wenn ein Schwellendruck zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer erreicht ist; wobei der Mechanismus zur adaptiven Dämpfungskrafterzeugung Folgendes umfasst: ein Gehäuse, das an der Kolbenstange befestigt ist und eine fixierte Basis und eine bewegliche Hülse umfasst; eine Fluidkammer in dem Gehäuse, die durch einen ersten Kommunikationsdurchgang mit der ersten Arbeitskammer oder der zweiten Arbeitskammer strömungsverbunden ist; ein in dem Gehäuse befestigtes Glied, das als ein erster Abschnitt einer Wand der Fluidkammer dient, einen zweiten Abschnitt der Wand der Fluidkammer, der von einem Abschnitt der beweglichen Hülse gebildet wird; wobei sich das Volumen der Fluidkammer, unter Druck, durch eine Bewegung des Glieds vergrößern kann und sich das Volumen der Fluidkammer auch durch eine Bewegung der Hülse vergrößern kann.
Dämpfersystem nach Anspruch 14, wobei ein erster Abschnitt der Fluidkammer in der fixierten Basis positioniert ist und ein zweiter Abschnitt der Fluidkammer außerhalb der fixierten Basis positioniert ist.
Dämpfersystem nach Anspruch 15, wobei der zweite Abschnitt der Fluidkammer ringförmig um den ersten Abschnitt der Fluidkammer herum positioniert ist.
Dämpfersystem nach Anspruch 15, wobei der erste Abschnitt der Fluidkammer und der zweite Abschnitt der Fluidkammer durch einen zweiten Kommunikationsdurchlass, der durch eine Wand des Gehäuses hindurch vorgesehen ist, strömungsverbunden sind.
Dämpfersystem nach Anspruch 14, wobei sich das Glied bei einem Hochfrequenzeingang bewegt und sich die Hülse bei einem Niederfrequenzeingang bewegt.
Dämpfersystem nach Anspruch 14, wobei die bewegliche Hülse einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser, einen Abschnitt mit einem zweiten abgestuften Durchmesser mit einem Durchmesser, der größer als der Abschnitt mit dem ersten abgestuften Durchmesser ist, und einen Übergangsbereich dazwischen umfasst; wobei durch die Differenz zwischen dem ersten Durchmesser der Hülse und dem zweiten abgestuften Durchmesser der Hülse ein Abschnitt der Fluidkammer außerhalb der fixierten Basis erzeugt wird und sich das Volumen des Abschnitts der Fluidkammer, der außerhalb der fixierten Basis positioniert ist, vergrößert, wenn die bewegliche Hülse einem ansteigenden Druck ausgesetzt wird.
Dämpfersystem nach Anspruch 19, das ferner einen ersten O-Ring mit einem ersten Durchmesser, der einen Spalt zwischen dem ersten Hülsendurchmesser und der fixierten Basis abdichtet, und einen zweiten O-Ring mit einem zweiten Durchmesser, der einen Spalt zwischen dem zweiten Hülsendurchmesser und der fixierten Basis abdichtet, umfasst, wobei der erste O-Ring größer als der zweite O-Ring ist.
Dämpfersystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: ein Druckrohr, das eine Arbeitskammer bildet; eine Kolbenanordnung, die verschiebbar in der Arbeitskammer angeordnet ist und die Arbeitskammer in eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer unterteilt, wobei die Kolbenanordnung Folgendes umfasst: eine erste Ventilanordnung, die den Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer steuert; eine zweite Ventilanordnung, die den Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer und der zweiten Arbeitskammer steuert, wobei die zweite Ventilanordnung zur ersten Ventilanordnung parallel ist; einen beweglichen Kolben, der dahingehend in einer Sammelkammer positioniert ist, eine Vergrößerung des Volumens der Sammelkammer zu gestatten; und eine verschiebbare Hülse, die selektiv dahingehend mit der zweiten Ventilanordnung in Eingriff bringbar ist, die Ventilöffnungseigenschaften der zweiten Ventilanordnung zu modifizieren, wobei die Sammelkammer mit der verschiebbaren Hülse in Strömungsverbindung steht.