DE112019006457T5

DE112019006457T5 - Dämpfer mit mehreren externen Steuerventilen

Info

Publication number: DE112019006457T5
Application number: DE112019006457.6T
Authority: DE
Inventors: Stefan Deferme
Original assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Current assignee: Tenneco Automotive Operating Co Inc
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-09-09
Also published as: US20200208704A1; WO2020139691A1; CN113167352A; CN113167352B; US11156261B2

Abstract

Ein Dämpfer mit einem Innenrohr und einem Außenrohr und einem Kolben, der verschiebbar in dem Innenrohr angeordnet ist, um erste und zweite Arbeitskammern zu definieren. Zwischen Innen- und Außenrohr ist eine Fluidtransportkammer positioniert und außerhalb des Außenrohres ist eine Kollektorkammer positioniert. Erste und zweite externe Steuerventile sind in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer positioniert. Eine Einlassventilanordnung, die an einem Ende des Innenrohrs anliegt, schließt erste und zweite Einlassventilkörper mit Einlassdurchgängen und Einlassventilen ein. Eine erste Zwischenkammer ist zwischen den ersten und zweiten Einlassventilkörpern positioniert, und eine Akkumulatorkammer ist zwischen dem zweiten Einlassventilkörper und einem geschlossenen Ende des Außenrohrs positioniert. Die Fluidtransportkammer, die erste Zwischenkammer und die Akkumulatorkammer sind in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet. Die Einlassventile steuern den Fluidstrom zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Dämpfer. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf einen Dämpfer mit extern montierten Steuerventilen.
STAND DER TECHNIK
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung bereit, die nicht notwendigerweise zum Stand der Technik gehören
Fahrzeuge schließen im Allgemeinen Dämpfer ein, die in Verbindung mit Aufhängungssystemen verwendet werden, um Vibrationen zu absorbieren, die während beim Fahren des Fahrzeugs auftreten. Um die Schwingungen zu absorbieren, werden Dämpfer in der Regel zwischen einer Karosserie und dem Aufhängungssystem des Fahrzeugs verbunden. Innerhalb des Dämpfers befindet sich ein Kolben. Der Kolben ist über eine Kolbenstange mit der Fahrzeugkarosserie oder der Aufhängung des Fahrzeugs verbunden. Der Dämpfer schließt auch einen Dämpferkörper ein, der mit dem Aufhängungssystem verbunden ist. Wenn der Dämpfer komprimiert oder ausgedehnt wird, kann der Kolben den Durchfluss von Dämpfungsfluid zwischen ersten und zweiten Arbeitskammern, die innerhalb des Dämpferkörpers definiert sind, begrenzen, um eine Dämpfungskraft zu erzeugen, die den Schwingungen entgegenwirkt. Durch eine weitere Begrenzung des Durchflusses von Dämpfungsfluid zwischen den ersten und zweiten Arbeitskammern des Dämpfers können größere Dämpfungskräfte durch den Dämpfer erzeugt werden.
Dämpfer schließen in der Regel ein oder mehrere Ventile ein, die den Durchfluss des Fluids während der Ausfahr- und Kompressionsbewegungen des Kolbens steuern. Aktuelle Dämpferkonstruktionen schließen einen Ventilblock ein, der wechselseitige hydraulische Verbindungen zwischen den ersten und zweiten Arbeitskammern, den Ventilen und einem Akkumulator bereitstellt. Solche Konstruktionen machen den Dämpfer oft sperrig und erhöhen die Gesamtkosten des Dämpfers. Aktuelle Dämpfer weisen zudem Prüfwerte auf, welche die Größe und Kosten des Dämpfers weiter erhöhen.
KURZDARSTELLUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Kurzdarstellung der Offenbarung bereit und ist keine umfassende Offenbarung des vollen Schutzumfangs oder aller Merkmale.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Offenbarung wird ein Dämpfer bereitgestellt. Der Dämpfer schließt ein Innenrohr ein, das sich in Längsrichtung zwischen ersten und zweiten Innenrohrenden erstreckt. Der Dämpfer schließt einen Kolben ein, der im Innenrohr verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben definiert eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer innerhalb des Innenrohres. Die erste Arbeitskammer ist in Längsrichtung zwischen dem Kolben und dem ersten Innenrohrende positioniert und die zweite Arbeitskammer ist in Längsrichtung zwischen dem Kolben und dem zweiten Innenrohrende positioniert. Der Dämpfer schließt auch ein Außenrohr ein, das um das Innenrohr herum angeordnet ist. Das Außenrohr erstreckt sich in Längsrichtung zwischen ersten und zweiten Außenrohrenden. Die erste Arbeitskammer ist in Fluidverbindung mit einer Fluidtransportkammer angeordnet, die radial zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet ist. Der Dämpfer schließt ferner eine Kollektorkammer ein, die außerhalb des Außenrohrs positioniert ist.
Der Dämpfer schließt eine Einlassventilanordnung ein, die an dem zweiten Innenrohrende positioniert ist. Die Einlassventilanordnung liegt an dem Außenrohr an, um eine Akkumulatorkammer zwischen der Einlassventilanordnung und dem zweiten Außenrohrende zu definieren. Die Akkumulatorkammer ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet. Die Einlassventilanordnung schließt eine erste Zwischenkammer ein, die in Fluidverbindung mit der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer angeordnet ist. Die Einlassventilanordnung schließt zudem eine zweite Zwischenkammer ein, die in Fluidverbindung mit der Akkumulatorkammer und der Fluidtransportkammer angeordnet ist. Die Einlassventilanordnung schließt ferner erste und zweite Einlassventile ein. Während der Kompressionshübe des Dämpfers steuert das erste Einlassventil den Fluidstrom durch die Einlassventilanordnung zwischen der Akkumulatorkammer und der Fluidtransportkammer. Während der Ausfahrhübe des Dämpfers steuert das zweite Einlassventil den Fluidstrom durch die Einlassventilanordnung zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer.
Der Dämpfer schließt zudem erste und zweite Steuerventile ein, die extern an dem Außenrohr montiert sind. Das erste Steuerventil weist einen ersten Steuerventileinlass, der in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer angeordnet ist, und einen ersten Steuerventilauslass, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet ist, auf. Das zweite Steuerventil weist einen zweiten Steuerventileinlass, der in Fluidverbindung mit der ersten Zwischenkammer angeordnet ist, und einen zweiten Steuerventilauslass, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet ist, auf. Dadurch steuert das erste Steuerventil das Dämpfungsniveau bei Ausfahrhüben und das zweite Steuerventil steuert das Dämpfungsniveau bei Kompressionshüben.
Da die ersten und zweiten Einlassventile Teil einer inneren Einlassventilanordnung sind, die statt in dem ersten und zweiten extern montierten Steuerventil innerhalb des Außenrohrs zwischen der Akkumulatorkammer und dem zweiten Innenrohrende positioniert ist, können die ersten und zweiten Steuerventile kleiner ausgeführt werden. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Verbesserung der Bauabmessungen des Dämpfers.
Die hierin offenbarte Dämpferkonstruktion gilt sowohl für Einrohr- als auch für Zweirohrdämpferanordnungen. In der Einrohranordnung schließt der Dämpfer einen Schwimmkolben ein, der verschiebbar in dem Außenrohr zwischen der Einlassventilanordnung und dem zweiten Ende des Außenrohrs angeordnet ist. Gemäß dieser Anordnung ist die Akkumulatorkammer in Längsrichtung zwischen der Einlassventilanordnung und dem Schwimmkolben positioniert. Eine Druckkammer ist in Längsrichtung zwischen dem Schwimmkolben und dem zweiten Ende des Außenrohrs positioniert. Die Druckkammer enthält ein unter Druck stehendes Fluid, das bewirkt, dass der Schwimmkolben in Richtung der Einlassventilanordnung vorgespannt wird.
Bei der Zweirohranordnung schließt der Dämpfer ein Zwischenrohr ein, das radial zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet ist. Das Zwischenrohr erstreckt sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Zwischenrohrende, das an einer zylindrischen Außenfläche des ersten Endes des Innenrohrs anliegt, und einem zweiten Zwischenrohrende, das an einer zylindrischen Innenfläche des Außenrohrs anliegt.
Dadurch wird zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr eine Reservekammer und zwischen dem Zwischenrohr und dem Innenrohr die Fluidtransportkammer definiert.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und nicht aller möglichen Implementierungen und zielen nicht darauf ab, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung zu begrenzen.

1 ist eine Veranschaulichung eines Fahrzeugs mit einem Aufhängungssystem, das gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
2 ist eine perspektivische Vorderansicht eines beispielhaften Einrohrdämpfers, der gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
3 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines in 2 gezeigten beispielhaften Dämpfers;
4 ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht des in 3 gezeigten beispielhaften Dämpfers, wobei Pfeile eingeschlossen sind, die den Weg des Fluidstroms durch den Dämpfer während eines Kompressionshubs veranschaulichen;
5 ist eine weitere vergrößerte seitliche Querschnittsansicht des in 3 gezeigten beispielhaften Dämpfers, wobei Pfeile eingeschlossen sind, die den Weg des Fluidstroms durch den Dämpfer während eines Ausfahrhubs veranschaulichen;
6 ist eine perspektivische vordere Explosionsansicht einer beispielhaften Einlassventilanordnung des in 3 gezeigten beispielhaften Dämpfers;
7 ist eine perspektivische hintere Explosionsansicht einer beispielhaften Einlassventilanordnung des in 3 gezeigten beispielhaften Dämpfers;
8 ist eine perspektivische Vorderansicht eines beispielhaften Zweirohrdämpfers, der gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist;
9 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines in 7 gezeigten beispielhaften Dämpfers;
10 ist eine vergrößerte seitliche Querschnittsansicht des in 9 gezeigten beispielhaften Dämpfers, wobei Pfeile eingeschlossen sind, die den Weg des Fluidstroms durch den Dämpfer während eines Kompressionshubs veranschaulichen;
11 ist eine weitere vergrößerte seitliche Querschnittsansicht des in 10 gezeigten beispielhaften Dämpfers, wobei Pfeile eingeschlossen sind, die den Weg des Fluidstroms durch den Dämpfer während eines Ausfahrhubs veranschaulichen;
12 ist eine perspektivische vordere Explosionsansicht einer beispielhaften Einlassventilanordnung des in 9 gezeigten beispielhaften Dämpfers;
13 ist eine perspektivische hintere Explosionsansicht einer beispielhaften Einlassventilanordnung des in 9 gezeigten beispielhaften Dämpfers;
14 ist eine partielle seitliche Querschnittsansicht eines anderen beispielhaften Dämpfers, der gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, wobei die Einlassventilanordnung Tellerventile einschließt, die durch einen Federteller vorgespannt sind; und
15 ist eine partielle seitliche Querschnittsansicht eines anderen beispielhaften Dämpfers, der gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, wobei die Einlassventilanordnung Tellerventile einschließt, die durch einen Federteller und eine Schraubenfeder vorgespannt sind.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständiger beschrieben. Soweit möglich, werden in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen.
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständiger beschrieben. Beispielhafte Ausführungsformen werden bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich ist und dem Fachmann den Schutzumfang vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden dargelegt, wie Beispiele spezifischer Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um ein gründliches Verständnis von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, dass spezifische Details nicht eingesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein können und dass keine davon derart ausgelegt werden sollte, dass sie den Schutzumfang der Offenbarung einschränkt. In manchen beispielhaften Ausführungsformen werden gut bekannte Prozesse, gut bekannte Vorrichtungsstrukturen und gut bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll nicht einschränkend sein. Wie hierin verwendet, können die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen einschließen, es sei denn, der Kontext weist eindeutig auf etwas anderes hin. Die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „einschließlich/schließt ein“ und „aufweisend/weist auf‟ sind einschließend und spezifizieren daher das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten, schließen aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines/r oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon aus. Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Operationen sind nicht derart auszulegen, dass ihre Durchführung notwendigerweise in der speziellen erörterten oder veranschaulichten Reihenfolge erforderlich ist, es sei denn, diese ist spezifisch als eine Durchführungsreihenfolge angegeben. Es versteht sich auch, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht als „auf‟, „in Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, kann es direkt auf, in Eingriff, in Verbindung oder gekoppelt mit dem anderen Element oder der anderen Schicht sein, oder es können dazwischenliegende Elemente oder Schichten vorhanden sein. Im Gegensatz dazu dürfen, wenn ein Element als „direkt auf‟, „direkt im Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Schicht bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Elemente oder Schichten vorhanden sein. Andere Wörter, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten in ähnlicher Weise interpretiert werden (z. B. „zwischen“ und „direkt zwischen“, „angrenzend“ und „direkt angrenzend“ usw.). Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Elemente ein.
Obwohl die Begriffe erste/r/s, zweite/r/s, dritte/r/s usw. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollten diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe können nur verwendet werden, um 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 „erste/r/s“, „zweite/r/s“ und andere numerische Begriffe, implizieren, wenn sie hierin verwendet werden, keine Sequenz oder Reihenfolge, es sei denn, dies wird durch den Kontext eindeutig angegeben. Somit könnte ein erstes Element, eine erste Komponente, ein erster Bereich, eine erste Schicht oder ein erster Abschnitt, der/die/das im Folgenden erörtert wird, 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.
Raumbezogene Begriffe, wie „innen“, „außen“, „unter“, „unterhalb“, „untere/r/s“, „oberhalb“, „obere/r/s“ und dergleichen können hierin zur Erleichterung der Beschreibung verwendet werden, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem oder mehreren anderen Elementen oder Merkmalen zu beschreiben, wie in den Figuren veranschaulicht. Raumbezogene Begriffe können dazu bestimmt sein, zusätzlich zu der in den Figuren dargestellten Ausrichtung andere Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch oder im Betrieb zu umfassen. Wenn zum Beispiel die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird, würden Elemente, die als „unter“ oder „unterhalb“ anderer Elemente oder Merkmale beschrieben werden, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Somit kann der beispielhafte Begriff „unter“ eine Ausrichtung von sowohl über als auch unter umfassen. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen), und die hierin verwendeten raumbezogenen Deskriptoren können entsprechend interpretiert werden.
1 veranschaulicht ein exemplarisches Fahrzeug 100 mit einem Aufhängungssystem 102 nach der vorliegenden Offenbarung. Das Fahrzeug 100 kann durch einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, einen Hybrid-/Elektro-Antriebsstrang oder Äquivalente davon angetrieben werden. Das Fahrzeug 100 schließt eine Karosserie 104 ein. Das Aufhängungssystem 102 des Fahrzeugs 100 schließt eine hintere Aufhängung 106 und eine vordere Aufhängung 108 ein. Die hintere Aufhängung 106 schließt eine sich quer erstreckende Hinterachsbaugruppe (nicht dargestellt) ein, die angepasst ist, um ein Paar Hinterräder 110 funktionsfähig zu stützen. Die Hinterachsbaugruppe ist mittels eines Paares von Dämpfern 112 und eines Paares von Schraubenfedern 114 funktionsfähig mit der Karosserie 104 verbunden. Gleichermaßen schließt die vordere Aufhängung 108 eine quer verlaufende Vorderachsanordnung (nicht dargestellt) ein, die ein Paar Vorderräder 116 stützt. Die Vorderachsbaugruppe ist mittels eines anderen Paares von Dämpfern 112 und eines Paares von Schraubenfedern 118 mit der Karosserie 104 verbunden. In einer alternativen Ausführungsform kann das Fahrzeug 100 anstelle von Vorder- und Hinterachsbaugruppen eine unabhängige Aufhängungseinheit (nicht dargestellt) für jede der vier Ecken einschließen.
Die Dämpfer 112 des Aufhängungssystems 102 dienen dazu, die Relativbewegung des nicht gefederten Teils (d. h. der vorderen und hinteren Aufhängungen 108, 106 und der vorderen und hinteren Räder 116, 110) und des gefederten Teils (d. h. der Karosserie 104) des Fahrzeugs 100 zu dämpfen. Während das Fahrzeug 100 als Personenkraftwagen dargestellt wurde, können die Dämpfer 112 mit anderen Fahrzeugtypen verwendet werden. Beispiele für solche Fahrzeuge sind Busse, Lastwagen, Geländewagen, Dreiradfahrzeuge, Geländefahrzeuge, Motorräder und so weiter. Darüber hinaus bezieht sich der hierin verwendete Begriff „Dämpfer“ auf Dämpfer im Allgemeinen und schließt Stoßdämpfer, McPherson-Federbeine sowie semi-aktive und aktive Aufhängungen ein.
Um jeden der Dämpfer 112 automatisch einzustellen, ist eine elektronische Steuerung 120 elektrisch mit den Dämpfern 112 verbunden. Die elektronische Steuerung 120 dient zum Steuern des Betriebs jedes der Dämpfer 112, um geeignete Dämpfungseigenschaften bereitzustellen, die sich aus Bewegungen der Karosserie 104 des Fahrzeugs 100 ergeben. Ferner kann die elektronische Steuerung 120 jeden der Dämpfer 112 unabhängig steuern, um ein Dämpfungsniveau jedes der Dämpfer 112 unabhängig zu steuern. Die elektronische Steuerung 120 kann über Drahtverbindungen, drahtlose Verbindungen oder eine Kombination davon elektrisch mit den Dämpfern 112 verbunden sein.
Die elektronische Steuerung 120 kann das Dämpfungsniveau, die Dämpfungsrate oder die Dämpfungseigenschaften jedes der Dämpfer 112 unabhängig voneinander einstellen, um das Fahrverhalten des Fahrzeugs 100 zu optimieren. Der hier verwendete Begriff „Dämpfungsniveau“ bezieht sich auf eine Dämpfungskraft, die von jedem der Dämpfer 112 erzeugt wird, um Bewegungen oder Vibrationen der Karosserie 104 entgegenzuwirken. Ein höheres Dämpfungsniveau kann einer höheren Dämpfungskraft entsprechen. Ähnlich kann ein niedrigeres Dämpfungsniveau einer niedrigeren Dämpfungskraft entsprechen. Die Einstellung der Dämpfungsniveaus ist beim Bremsen und Wenden des Fahrzeugs 100 vorteilhaft, um beim Bremsen einem Bremsstauchen und beim Wenden einem Wanken der Karosserie entgegenzuwirken. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verarbeitet die elektronische Steuerung 120 Eingangssignale von einem oder mehreren Sensoren (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 100, um das Dämpfungsniveau jedes der Dämpfer 112 zu steuern. Die Sensoren können einen oder mehrere Parameter des Fahrzeugs 100 erfassen, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, Verlagerung, Tempo, Beschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel, Bremsdruck, Motordrehmoment, Motorumdrehungen pro Minute (U/Min), Drosselklappenposition und dergleichen. Die elektronische Steuerung 120 kann ferner das Dämpfungsniveau der Dämpfer 112 basierend auf einem Fahrmodus des Fahrzeugs 100 steuern. Der Fahrmodus kann einen Sportmodus und einen Komfortmodus einschließen. Eine Taste (nicht dargestellt) kann es einem Fahrer des Fahrzeugs 100 ermöglichen, den Fahrmodus des Fahrzeugs 100 zu wählen. Die elektronische Steuerung 120 kann basierend auf einer Betätigung der Taste Eingangssignale empfangen und die Dämpfer 112 entsprechend steuern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung steuert die elektronische Steuerung 120 das Dämpfungsniveau jedes der Dämpfer 112 basierend auf den äußeren Straßenverhältnissen, wie Regen, Schnee, Schlamm und dergleichen. In einer weiteren Ausführungsform regelt die elektronische Steuerung 120 das Dämpfungsniveau jedes der Dämpfer 112 basierend auf fahrzeuginternen Bedingungen, wie beispielsweise Kraftstoffniveau, Fahrzeugbesetzung, Beladung und so weiter.
Obwohl die vorliegende Offenbarung mit einer einzigen elektronischen Steuerung 120 veranschaulicht wird, ist es innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung möglich, für jeden der Dämpfer 112 eine eigene elektronische Steuerung zu verwenden. Die dedizierte elektronische Steuerung kann sich in jedem der jeweiligen Dämpfer 112 befinden. Alternativ kann die elektronische Steuerung 120 in eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) des Fahrzeugs 100 integriert sein. Die elektronische Steuerung 120 kann einen Prozessor, einen Speicher, Ein-/Ausgabeschnittstellen (E/A), Kommunikationsschnittstellen und andere elektrische Komponenten einschließen. Der Prozessor kann verschiedene im Speicher gespeicherte Anweisungen zur Ausführung verschiedener Operationen der elektronischen Steuerung 120 ausführen. Die elektronische Steuerung 120 kann Signale und Daten über die E/A-Schnittstellen und die Kommunikationsschnittstellen empfangen und senden. In weiteren Ausführungsformen kann die elektronische Steuerung 120 Mikrosteuerungen, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) und so weiter einschließen.
In den 2 und 3 ist ein beispielhafter Dämpfer 112 veranschaulicht, der eine Einrohranordnung aufweist. Der Dämpfer 112 kann einer der vier Dämpfer 112 des Fahrzeugs 100 sein. Der Dämpfer 112 kann wahlweise als ein stufenlos regelbarer semiaktiver Aufhängungssystemdämpfer 112 konfiguriert sein. Der Dämpfer 112 enthält ein Fluid. Beispielhaft und ohne Einschränkung handelt es sich bei dem Fluid um Hydraulikfluid oder Öl. Der Dämpfer 112 schließt ein Innenrohr 122 ein, das sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Innenrohrende 156 und einem zweiten Innenrohrende 157 erstreckt. Ein Kolben 124 ist verschiebbar im Innenrohr 122 angeordnet. Der Kolben 124 definiert eine erste Arbeitskammer 126 und eine zweite Arbeitskammer 128 innerhalb des Innenrohres 122. Jede der ersten und zweiten Arbeitskammern 126, 128 enthält das Fluid darin. Die erste Arbeitskammer 126 ist in Längsrichtung zwischen dem Kolben 124 und dem ersten Innenrohrende 156 positioniert und wirkt bei Bewegung des Kolbens 124 als Rückstoßkammer. Die zweite Arbeitskammer 128 ist in Längsrichtung zwischen dem Kolben 124 und dem zweiten Innenrohrende 157 positioniert und wirkt als Kompressionskammer. Das Volumen der ersten und zweiten Arbeitskammern 126, 128 variiert basierend auf der Bewegung des Kolbens 124. Der Kolben 124 dichtet gegen die Innenseite des Innenrohres 122 ab.
In dem veranschaulichten Beispiel ist der Kolben 124 frei von Öffnungen oder Durchgängen, sodass es keinen Fluidstrom durch den Kolben 124 gibt. Mit anderen Worten kann Fluid der ersten Arbeitskammer 126 nicht durch den Kolben 124 in die zweite Arbeitskammer 128 oder umgekehrt gelangen. Es sind jedoch alternative Konfigurationen möglich, bei denen der Kolben 124 eine Ventilsteuerung (nicht dargestellt) einschließt, um hohe Innendrücke innerhalb der ersten und zweiten Arbeitskammern 126, 128 zu begrenzen.
Der Dämpfer 112 schließt eine Kolbenstange 134 ein. Die Kolbenstange 134 ist koaxial mit einer Längsachse A ausgerichtet und definiert diese. Ein Ende der Kolbenstange 134 ist mit dem Kolben 124 verbunden und bewegt sich mit dem Kolben 124 hin und her, während ein gegenüberliegendes Ende der Kolbenstange 134 ein Befestigungsanschlussstück 135a einschließt, das konfiguriert ist, um mit einer Komponente des Aufhängungssystems 102 oder der Karosserie 104 des Fahrzeugs 100 verbunden zu werden.
Der Dämpfer 112 schließt zudem ein Außenrohr 136 ein, das ringförmig um das Innenrohr 122 angeordnet ist, und schließt eine innere zylindrische Oberfläche 129 ein, die dem Innenrohr 122 zugewandt und von diesem beabstandet ist. In einigen Ausführungsformen ist das Außenrohr 136 konzentrisch um das Innenrohr 122 angeordnet. Das Außenrohr 136 erstreckt sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Außenrohrende 137 und einem zweiten Außenrohrende 139. Die Kolbenstange 134 erstreckt sich in Längsrichtung durch das erste Außenrohrende 137 nach außen. Das Außenrohr 136 schließt einen geschlossenen Abschnitt 145 am zweiten Außenrohrende 139 und einen zylindrischen Abschnitt 147, der sich vom ersten Außenrohrende 137 zum geschlossenen Abschnitt 145 am zweiten Außenrohrende 139 erstreckt, ein. Wahlweise ist ein Befestigungsanschlussstück 135b am geschlossenen Abschnitt 145 des Außenrohrs 136 montiert. Das Befestigungsanschlussstück 135b ist in Form eines Lochs, einer Schlaufe, eines Gewindebolzens oder einer anderen Befestigungsstruktur bereitgestellt und konfiguriert, um an einer Komponente des Aufhängungssystems 102 oder der Karosserie 104 des Fahrzeugs 100 befestigt zu werden.
Der Dämpfer 112 schließt ferner eine Fluidtransportkammer 138 ein, die zwischen dem Innenrohr 122 und dem Außenrohr 136 angeordnet ist. Die Kolbenstange 134 erstreckt sich in Längsrichtung durch eine Stangenführung 141, die innerhalb des ersten Außenrohrendes 137 untergebracht ist. In der veranschaulichten Ausführungsform ist die gesamte Stangenführung 141 innerhalb des ersten Außenrohrendes 137 aufgenommen, während nur ein Teil der Stangenführung 141 innerhalb des ersten Innenrohrendes 156 aufgenommen ist. Die Stangenführung 141 schließt einen Stangenführungsdurchgang 143 ein, der in Fluidverbindung mit der ersten Arbeitskammer 126 und der Fluidtransportkammer 138 angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt. Anders ausgedrückt ist die Fluidtransportkammer 138 über den Stangenführungsdurchgang 143 in Fluidverbindung mit der ersten Arbeitskammer 126 angeordnet.
Ferner schließt der Dämpfer 112 ein Abdeckelement 148 ein, das an dem Außenrohr 136 befestigt ist. Die Kollektorkammer 152 ist zwischen dem Abdeckelement 148 und dem Außenrohr 136 angeordnet. Die Kollektorkammer 152 ist außerhalb (d. h. radial außerhalb) des Außenrohrs 136 positioniert. Die Kollektorkammer 152 ist über einen ersten Anschluss 140 in dem Außenrohr 136 in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 138 angeordnet.
Im veranschaulichten Beispiel weist die Kollektorkammer 152 eine begrenzte Umfangserstreckung auf, die sich in einem Bogen 149, der kleiner oder gleich 180 Grad ist, um das Außenrohr erstreckt. Mit anderen Worten ist die Kollektorkammer 152 in dem veranschaulichten Beispiel eine Tasche, die entlang einer Seite des Außenrohrs 136 verläuft und daher von einer ringförmigen Kammer unterscheidbar ist, wie beispielsweise einer ringförmigen Kammer, die durch ein anderes, um das Außenrohr 136 angeordnetes Rohr gebildet wird. Das Außenrohr 136 weist eine Außenrohrlänge OL auf, die in Längsrichtung zwischen den ersten und zweiten Außenrohrenden 137, 139 gemessen wird, und die Kollektorkammer 152 weist eine Kollektorkammerlänge CL auf, die in Längsrichtung zwischen den ersten und zweiten Kollektorenden 151, 153 gemessen wird. Die Kollektorkammerlänge CL ist kürzer als die Außenrohrlänge OL. Mit anderen Worten ist die Kollektorkammer 152 kürzer als das Außenrohr 136 und verläuft nicht über die gesamte Länge des Außenrohrs 136.
Der Dämpfer 112 schließt zudem eine Einlassventilanordnung 154 mit einem Einlassventilsitz 130 ein, der in das zweite Innenrohrende 157 eingepresst ist. Die Einlassventilanordnung 154 ist innerhalb des Außenrohrs 136 angeordnet und schließt einen ersten Ventilkörper 155a, der an dem Einlassventilsitz 130 anliegt, und einen zweiten Ventilkörper 155b, der in Längsrichtung von dem ersten Ventilkörper 155a beabstandet ist, ein. Die ersten und zweiten Einlassventilkörper 155a, 155b liegen an der inneren zylindrischen Oberfläche 129 des Außenrohrs 136 an, um eine erste Zwischenkammer 159, die in Längsrichtung zwischen den ersten und zweiten Ventilkörpern 155a, 155b positioniert ist, und eine Akkumulatorkammer 162, die in Längsrichtung zwischen dem zweiten Einlassventilkörper 155b und dem zweiten Außenrohrende 139 positioniert ist, zu definieren. Der erste Einlassventilkörper 155a bildet eine Trennwand zwischen der ersten Zwischenkammer 159 und der Fluidtransportkammer 138 und der zweite Einlassventilkörper 155b bildet eine Trennwand zwischen der ersten Zwischenkammer 159 und der Akkumulatorkammer 162. Wahlweise können die ersten und zweiten Einlassventilkörper 155a, 155b mit dem Außenrohr 136 verschweißt, vercrimpt oder verklebt sein.
Die erste Zwischenkammer 159 und die Akkumulatorkammer 162 sind jeweils über zweite und dritte Anschlüsse 142, 144 im Außenrohr 136 in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152 angeordnet. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf die 6 und 7 schließt der erste Einlassventilkörper 155a einen ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a und einen ersten Satz von Einlassblenden 158b ein, die sich durch den ersten Einlassventilkörper 155a erstrecken. Der erste Satz von Einlassblenden 158b ist in Umfangsrichtung um den ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a angeordnet (d. h. radial außerhalb davon). Der zweite Einlassventilkörper 155b schließt einen zweiten Satz von Einlassdurchgängen 158c und einen zweiten Satz von Einlassblenden 158d ein, die sich durch den zweiten Einlassventilkörper 155b erstrecken. Der zweite Satz von Einlassblenden 158d ist in Umfangsrichtung um den zweiten Satz von Einlassdurchgängen 158c angeordnet (d. h. radial außerhalb davon). Die Einlassventilanordnung 154 schließt zudem eine an den ersten Einlassventilkörper 155a angrenzende Indexierscheibe 150 ein, die eine zweite Zwischenkammer 169 definiert, die in Längsrichtung zwischen der Indexierscheibe 150 und mindestens einem Abschnitt des ersten Einlassventilkörpers 155a positioniert ist.
Die Indexierscheibe 150 schließt einen ersten Satz von Einlassöffnungen 158e und einen zweiten Satz von Einlassöffnungen 158f ein, die sich an unterschiedlichen Umfangspositionen durch die Indexierscheibe 150 erstrecken. Im veranschaulichten Beispiel ist der erste Satz von Einlassöffnungen 158e in einem Umfangsabstand von 90 Grad relativ zu dem zweiten Satz von Einlassöffnungen 158f indiziert. Der erste Satz von Einlassöffnungen 158e ist mit dem ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a im ersten Einlassventilkörper 155a ausgerichtet. Der erste Satz von Einlassöffnungen 158e ist in Fluidverbindung mit dem ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a und der ersten Zwischenkammer 159 angeordnet und konfiguriert, um Fluid zwischen diesen zu transportieren. Der erste Satz von Einlassöffnungen 158e weist eine erste Dichtungsschnittstelle 180a auf, die den ersten Einlassventilkörper 155a berührt und gegen diesen abdichtet, sodass Fluid in dem ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a nur zwischen der ersten Zwischenkammer 159 und der zweiten Arbeitskammer 128 strömen kann. Aufgrund der ersten Dichtungsschnittstelle 180a zwischen der Indexierscheibe 150 und dem ersten Einlassventilkörper 155a kann kein Fluid zwischen der zweiten Zwischenkammer 169 und der zweiten Arbeitskammer 128 über den ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a strömen.
Der zweite Satz von Einlassöffnungen 158f ist mit dem zweiten Satz von Einlassdurchgängen 158c im zweiten Einlassventilkörper 155b ausgerichtet. Der zweite Satz von Einlassöffnungen 158f ist in Fluidverbindung mit dem zweiten Satz von Einlassdurchgängen 158c und der zweiten Zwischenkammer 169 angeordnet und konfiguriert, um Fluid zwischen diesen zu transportieren. Der zweite Satz von Einlassöffnungen 158f weist eine zweite Dichtungsschnittstelle 180b auf, die den zweiten Einlassventilkörper 155b berührt und gegen diesen abdichtet, sodass Fluid in dem zweiten Satz von Einlassdurchgängen 158c nur zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der zweiten Zwischenkammer 169 strömen kann. Aufgrund der zweiten Dichtungsschnittstelle 180b zwischen der Indexierscheibe 150 und dem zweiten Einlassventilkörper 155b kann kein Fluid zwischen der ersten Zwischenkammer 159 und der Akkumulatorkammer 162 über den zweiten Satz von Einlassdurchgängen 158c strömen.
Der erste Satz von Einlassblenden 158b ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Zwischenkammer 169 und der Fluidtransportkammer 138. Die Einlassventilanordnung 154 umfasst ferner ein erstes Einlassventil 165a, das den Fluidstrom durch den ersten Satz von Einlassblenden 158b zwischen der zweiten Zwischenkammer 169 und der Fluidtransportkammer 138 steuert. Im veranschaulichten Beispiel ist das erste Einlassventil 165a ein passives Ventil. Insbesondere schließt in der veranschaulichten Ausführungsform das erste Einlassventil 165a ein erstes Federtellerpaket 167a ein, das am ersten Einlassventilkörper 155a montiert ist. Im Betrieb öffnet und schließt das erste Federtellerpaket 167a die ersten Einlassblenden 158b durch Biegen in Richtung und weg von dem ersten Einlassventilkörper 155a basierend auf einer Druckdifferenz zwischen der zweiten Zwischenkammer 169 und der Fluidtransportkammer 138. Das erste Einlassventil 165a wirkt als Einwegventil, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung von der zweiten Zwischenkammer 169 zur Fluidtransportkammer 138 zulässt. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, tritt dieser Einwegstrom durch das erste Einlassventil 165a während Kompressionshüben auf, bei denen sich der Kolben 124 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 bewegt.
Der zweite Satz von Einlassblenden 158d ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der ersten Zwischenkammer 159. Die Einlassventilanordnung 154 umfasst ferner ein zweites Einlassventil 165b, das den Fluidstrom durch den zweiten Satz von Einlassblenden 158d zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der ersten Zwischenkammer 159 steuert. Im veranschaulichten Beispiel ist das zweite Einlassventil 165b ein passives Ventil. Insbesondere schließt in der veranschaulichten Ausführungsform das zweite Einlassventil 165b ein zweites Federtellerpaket 167b ein, das am zweiten Einlassventilkörper 155b montiert ist. Im Betrieb öffnet und schließt das zweite Federtellerpaket 167b die zweiten Einlassblenden 158d durch Biegen in Richtung und weg von dem zweiten Einlassventilkörper 155b basierend auf einer Druckdifferenz zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der ersten Zwischenkammer 159. Das zweite Einlassventil 165b wirkt als Einwegventil, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung aus der Akkumulatorkammer 162 und der ersten Zwischenkammer 159 zulässt. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, tritt dieser Einwegstrom durch das zweite Einlassventil 165b während Ausfahrhüben auf, bei denen sich der Kolben 124 von der Einlassventilanordnung 154 weg bewegt.
Die Einlassventilanordnung 154 kann wahlweise Entlüftungsdurchgänge (nicht dargestellt) einschließen, die von den Einlassöffnungen, Einlassdurchgängen und Einlassblenden 158a-f getrennt sind. Die Entlüftungsdurchgänge können in einer Schlitzscheibe (nicht dargestellt) oder als Nuten oder Kanäle in den ersten und zweiten Einlassventilkörpern 155a, 155b vorgesehen sein. Die Entlüftungsdurchgänge so eingestellt werden, dass sie den Fluidstrom durch die Einlassventilanordnung 154 während der Kompressions- und Ausfahrhübe des Dämpfers 112 begrenzen. Alternativ oder zusätzlich zu den Entlüftungsdurchgängen kann die Einlassventilanordnung 154 Entlüftungsscheiben oder passive Ventile einschließen, um die Druckdifferenz über die Einlassventilanordnung 154 zu begrenzen.
Gemäß der veranschaulichten Ausführungsform schließt der Dämpfer 112 einen Akkumulator 160 ein. Im veranschaulichten Beispiel von 2 ist der Akkumulator 160 ein Kolbenakkumulator. Alternativ kann der Akkumulator 160 auch einen Blasenakkumulator einschließen. Im veranschaulichten Beispiel ist der Akkumulator 160 innerhalb des zweiten Außenrohrendes 139 angeordnet. Die Akkumulatorkammer 162 des Akkumulators 160 enthält ein Fluid. Ferner schließt der Akkumulator 160 einen Schwimmkolben 161 und eine Druckkammer (z. B. eine Gaskammer) 163 ein. Die Druckkammer 163 ist durch einen Schwimmkolben 161 von der Akkumulatorkammer 162 abdichtend getrennt. Der Schwimmkolben 161 ist im Außenrohr 136 zwischen der Einlassventilanordnung 154 und dem zweiten Außenrohrende 139 verschiebbar angeordnet. Daher ist die Akkumulatorkammer 162 in Längsrichtung zwischen der Einlassventilanordnung 154 und dem Schwimmkolben 161 positioniert. Die Druckkammer 163 ist in Längsrichtung zwischen dem Schwimmkolben 161 und dem zweiten Außenrohrende 139 positioniert. Die Druckkammer 163 enthält ein unter Druck stehendes Fluid, wie beispielsweise ein Gas, das bewirkt, dass der Schwimmkolben 161 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 vorgespannt wird. In einer alternativen Ausführungsform kann der Akkumulator 160 außerhalb des Außenrohrs 136 des Dämpfers 112 angeordnet sein. Solche Konfigurationen können verwendet werden, um Konfektionierungsflexibilität bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Verwendung eines extern montierten Akkumulators 160 die Gesamtlänge des Dämpfers 112 reduzieren.
Der Dämpfer 112 schließt erste und zweite Steuerventile 164a, 164b ein, die extern am Außenrohr 136 montiert sind. Im veranschaulichten Beispiel sind die ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b elektromagnetisch betätigte elektrohydraulische Ventile mit zwei Stellungen. Es versteht sich jedoch, dass andere Arten von aktiven (z. B. elektrischen) oder passiven (z. B. mechanischen) extern montierten Ventilen verwendet werden können. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, ist das erste Steuerventil 164a betreibbar, um den Fluidstrom von der Fluidtransportkammer 138 zur Kollektorkammer 152 zu regeln, und das zweite Steuerventil 164b ist betreibbar, um den Fluidstrom von der ersten Zwischenkammer 159 zur Kollektorkammer 152 zu regeln. Das erste Steuerventil 264a schließt ein erstes Ventilelement 171a ein, das entlang einer ersten Steuerventilachse VA1 zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist. Das zweite Steuerventil 264b schließt ein zweites Ventilelement 171b ein, das entlang einer zweiten Steuerventilachse VA2 zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist. Obwohl auch andere Konfigurationen möglich sind, sind in der veranschaulichten Ausführungsform die ersten und zweiten Steuerventilachsen VA1 und VA2 parallel und in Längsrichtung voneinander beabstandet und senkrecht zur Längsachse A der Kolbenstange 134 angeordnet.
Die elektronische Steuerung 120 kann die ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b regeln, um das Dämpfungsniveau des Dämpfers 112 zu steuern. Die ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b können durch Eingangsströme gesteuert werden, die den Magneten des ersten und zweiten Steuerventils 164a, 164b bereitgestellt werden. Die elektronische Steuerung 120 erzeugt den Eingangsstrom, um den Betrieb und das Dämpfungsniveau des Dämpfers 112 zu steuern. Die Magnete der entsprechenden ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b können in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 120 stehen. Ferner kann der Eingangsstrom zwischen den unteren und oberen Grenzen, die den kleinsten und restriktivsten Stellungen (d. h. einer offenen und einer geschlossenen Stellung) der ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b entsprechen, variieren. Die elektronische Steuerung 120 kann die Dämpfungskraft oder das Dämpfungsniveau steuern, indem sie einen Grad der Einschränkung der ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b steuert. Spezifisch kann die elektronische Steuerung 120 die Eingangsströme regeln, um eine Begrenzung der entsprechenden ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b zu variieren. Das Senden eines niedrigen Stroms zu den ersten und zweiten Steuerventilen 164a, 164b kann einem niedrigen Dämpfungsverhältnis oder Dämpfungsniveau entsprechen. Gleichermaßen kann das Senden eines hohen Stroms zu den ersten und zweiten Steuerventilen 164a, 164b einem hohen Dämpfungsverhältnis oder Dämpfungsniveau entsprechen.
Das erste Steuerventil 164a weist einen ersten Steuerventileinlass 170a, der in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 138 zwischen dem Innen- und Außenrohr 122, 136 angeordnet ist, und einen ersten Steuerventilauslass 172a, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152 angeordnet ist, auf. Der erste Anschluss 140 im Außenrohr 136 ist in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 138 und dem ersten Steuerventileinlass 170a angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen.
Das zweite Steuerventil 164b weist einen zweiten Steuerventileinlass 170b, der in Fluidverbindung mit der ersten Zwischenkammer 159 zwischen den ersten und zweiten Einlassventilkörpern 155a, 155b angeordnet ist, und einen zweiten Steuerventilauslass 172b, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152 angeordnet ist, auf. Der zweite Anschluss 142 im Außenrohr 136 ist in Fluidverbindung mit der ersten Zwischenkammer 159 und dem zweiten Steuerventileinlass 170b angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Der dritte Anschluss 144 im Außenrohr 136 ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152 und der Akkumulatorkammer 162 angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Als Ergebnis steht die Akkumulatorkammer 162 über den dritten Anschluss 144 in dem Außenrohr 136 in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152.
Während eines Ausfahrhubs (d. h. Zughubs) des Dämpfers 112 ist das erste Steuerventil 164a betreibbar, um den Fluidstrom von der Fluidtransportkammer 138 zur Kollektorkammer 152 als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens 124 in Richtung der Stangenführung 141 zu regeln. Das erste Steuerventil 164a befindet sich während der Ausfahrhübe des Dämpfers 112 in der geöffneten Stellung, um die Zugstufendämpfungseigenschaften des Dämpfers 112 zu steuern. Insbesondere kann der Anschlussgrad des ersten Steuerventils 164a geregelt werden, um die Ausfahr-/Zugstufendämpfungseigenschaften des Dämpfers 112 einzustellen. Das zweite Steuerventil 164b befindet sich während des Ausfahrhubs des Dämpfers 112 in der geschlossenen Stellung. Dadurch besteht während eines Ausfahrhubs keine direkte Fluidverbindung zwischen der ersten Zwischenkammer 159 und der Kollektorkammer 152.
Während des Kompressionshubs ist das zweite Steuerventil 164b betreibbar, um als Reaktion auf die Bewegung des Kolbens 124 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 den Fluidstrom von der ersten Zwischenkammer 159 zur Kollektorkammer 152 zu regeln. Das zweite Steuerventil 164b befindet sich während des Kompressionshubs des Dämpfers 112 in der geöffneten Stellung, um die Kompressionsdämpfungseigenschaften des Dämpfers 112 zu steuern. Insbesondere kann ein Anschlussgrad des zweiten Steuerventils 164b geregelt werden, um die Kompressionsdämpfungseigenschaften des Dämpfers 112 einzustellen. Das erste Steuerventil 164a befindet sich während des Kompressionshubs des Dämpfers 112 in der geschlossenen Stellung. Infolgedessen besteht während eines Kompressionshubs keine direkte Fluidverbindung zwischen der Fluidtransportkammer 138 und der Kollektorkammer 152.
Im veranschaulichten Beispiel schließt jedes der ersten und zweiten Steuerventile 164a, 164b ein Steuerventilgehäuse 168a, 168b ein. Ein Teil jedes Steuerventilgehäuses 168a, 168b ist innerhalb des Abdeckelements 148 aufgenommen und erstreckt sich durch dieses hindurch. Obwohl die ersten und zweiten Anschlüsse 140, 142 im Außenrohr 136 in 2 als kreisförmige Öffnungen veranschaulicht sind, können die Form und die Abmessungen der ersten und zweiten Anschlüsse 140, 142 im Außenrohr 136 auf einer beliebigen Form und beliebigen Abmessungen der Steuerventilgehäuse 168a, 168b basieren.
In der geöffneten Stellung ermöglicht das erste Steuerventil 164a eine Fluidverbindung zwischen der Fluidtransportkammer 138 und der Kollektorkammer 152. Insbesondere steht der erste Steuerventileinlass 170a in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 138 und der erste Steuerventilauslass 172a steht in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152. Das erste Ventilelement 171a ermöglicht eine selektive Fluidverbindung zwischen dem ersten Steuerventileinlass 170a und dem ersten Steuerventilauslass 172a und somit einen selektiven Fluidstrom zwischen der Fluidtransportkammer 138 und der Kollektorkammer 152, was letztendlich den Fluidstrom von der ersten Arbeitskammer 126 zur Akkumulatorkammer 162 regelt.
In der geöffneten Stellung ermöglicht das zweite Steuerventil 164b eine Fluidverbindung zwischen der Zwischenkammer 159 und der Kollektorkammer 152. Insbesondere steht der zweite Steuerventileinlass 170b in Fluidverbindung mit der ersten Zwischenkammer 159 und der zweite Steuerventilauslass 172b steht in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152. Das zweite Ventilelement 171b ermöglicht eine selektive Fluidverbindung zwischen dem zweiten Steuerventileinlass 170b und dem zweiten Steuerventilauslass 172b und somit einen selektiven Fluidstrom zwischen der ersten Zwischenkammer 159 und der Kollektorkammer 152, was letztendlich den Fluidstrom von der zweiten Arbeitskammer 128 zur Akkumulatorkammer 162 regelt.
Die Einlassventilanordnung 154 ermöglicht einen bidirektionalen Fluidstrom von der Akkumulatorkammer 162 zu der zweiten Arbeitskammer 128. Während Kompressionshüben vergrößert sich das Volumen der ersten Arbeitskammer 126, wenn sich der Kolben 124 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 bewegt. Das erste Einlassventil 165a in der Einlassventilanordnung 154 stellt einen ausgleichenden Fluidstrom bereit, wobei Fluid in der Akkumulatorkammer 162 durch die Einlassventilanordnung 154 in die Fluidtransportkammer 138 strömt und schließlich in die erste Arbeitskammer 126 gelangt, um die Fluidmenge in der ersten Arbeitskammer 126 zu erhöhen. Während Ausfahr-/Zughüben verringert sich das Volumen der ersten Arbeitskammer 126, wenn sich der Kolben 124 von der Einlassventilanordnung 154 weg bewegt. Das zweite Einlassventil 165b in der Einlassventilanordnung 154 stellt einen ausgleichenden Fluidstrom bereit, wobei Fluid in der Akkumulatorkammer 162 durch die Einlassventilanordnung 154 und in die zweite Arbeitskammer 128 strömt, um die Fluidmenge in der zweiten Arbeitskammer 128 zu erhöhen.
Der Betrieb des Dämpfers 112 während des Zug- und Kompressionshubs wird nun ausführlicher erläutert.
Unter Bezugnahme auf 4 ist der Dämpfer 112 in einem Kompressionshub gezeigt, der auftritt, wenn sich der Kolben 124 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 bewegt. Während eines Kompressionshubs vergrößert sich das Volumen des von der Kolbenstange 134 verdrängten Fluids in der ersten Arbeitskammer 126 und das Volumen der zweiten Arbeitskammer 128 verringert sich. Ein zusätzlicher Fluidstrom muss zur ersten Arbeitskammer 126 geleitet werden, um die Volumenvergrößerung der ersten Arbeitskammer 126 auszugleichen. Ferner kommt es während des Kompressionshubs zu einem Nettofluidstrom in die Akkumulatorkammer 162, der bewirkt, dass sich der Schwimmkolben 161 von der Einlassventilanordnung 154 weg bewegt, wodurch die Größe der Akkumulatorkammer 162 vergrößert wird. Dieser Nettostrom von Fluid in die Akkumulatorkammer 162 erfolgt durch die Volumenvergrößerung der Kolbenstange 134 in der ersten Arbeitskammer 126.
Während eines Kompressionshubs befindet sich das erste Steuerventil 164a in einer geschlossenen Stellung, das zweite Steuerventil 164b befindet sich in einer geöffneten Stellung und der Kolben 124 bewegt sich in Richtung der Einlassventilanordnung 154. Ein Kompressionsströmungsweg P1 ist innerhalb des Dämpfers 112 definiert, wobei Fluid in der zweiten Arbeitskammer 128 durch den ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a im ersten Einlassventilkörper 155a, durch den ersten Satz von Einlassöffnungen 158e in der Indexierscheibe 150 und in die erste Zwischenkammer 159 strömt. Fluid in der ersten Zwischenkammer 159 strömt zum zweiten Steuerventileinlass 170b und läuft durch den zweiten Anschluss 142 im Außenrohr 136. Fluid aus der zweiten Steuerventileinlass 170b strömt zum zweiten Steuerventilauslass 172b, da sich das zweite Steuerventil 164b in der geöffneten Stellung befindet, und Fluid aus dem zweiten Steuerventilauslass 172b strömt in die Kollektorkammer 152. Fluid aus der Kollektorkammer 152 strömt über den dritten Anschluss 144 im Außenrohr 136 in die Akkumulatorkammer 162. Fluid in der Akkumulatorkammer 162 strömt durch den zweiten Satz von Einlassdurchgängen 158c in dem zweiten Einlassventilkörper 155b, durch den zweiten Satz von Einlassöffnungen 158f in der Indexierscheibe 150, durch die zweite Zwischenkammer 169 zwischen der Indexierscheibe 150 und dem ersten Einlassventilkörper 155a, durch den ersten Satz von Einlassblenden 158b in dem ersten Einlassventilkörper 155a, durch die Fluidtransportkammer 138 und durch die Stangenführungsdurchgänge 143 in die erste Arbeitskammer 126, deren Volumen während der Kompressionshübe zunimmt.
Unter Bezugnahme auf 5 ist der Dämpfer 112 in einem Ausfahr-/Zughub gezeigt, der auftritt, wenn sich der Kolben 124 von der Einlassventilanordnung 154 weg bewegt. Während des Ausfahr-/Zughubs verringert sich das Volumen des von der Kolbenstange 134 verdrängten Fluids in der ersten Arbeitskammer 126 und das Volumen des Fluids in der zweiten Arbeitskammer 128 erhöht sich. Ein zusätzlicher Fluidstrom muss zur zweiten Arbeitskammer 128 geleitet werden, um die Volumensteigerung der zweiten Arbeitskammer 128 auszugleichen. Um die Fluidmenge in der zweiten Arbeitskammer 128 zu erhöhen, strömt ein Teil des Fluids aus der Akkumulatorkammer 162 durch die Einlassventilanordnung 154 und in die zweite Arbeitskammer 128, sodass ein Ausfahrströmungsweg P2 innerhalb des Dämpfers 112 definiert ist. Ferner kommt es während des Ausfahr-/Zughubs zu einem Nettofluidstrom aus der Akkumulatorkammer 162, der bewirkt, dass sich der Schwimmkolben 161 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 bewegt, wodurch die Größe der Akkumulatorkammer 162 verringert wird. Zu diesem Nettofluidstrom aus der Akkumulatorkammer 162 kommt es aufgrund der Verringerung des Volumens der Kolbenstange 134 in der ersten Arbeitskammer 126.
Während eines Ausfahr-/Zughubs befindet sich das erste Steuerventil 164a in einer geöffneten Stellung, das zweite Steuerventil 164b befindet sich in einer geschlossenen Stellung und der Kolben 124 bewegt sich von der Einlassventilanordnung 154 weg. Fluid in der ersten Arbeitskammer 126 strömt über die Stangenführungsdurchgänge 143 in die Fluidtransportkammer 138. Fluid in der Fluidtransportkammer 138 strömt dann zum ersten Steuerventileinlass 170a und läuft durch den ersten Anschluss 140 im Außenrohr 136. Fluid aus dem ersten Steuerventileinlass 170a strömt zum Auslass 172 des einzelnen Steuerventils 164, da sich das erste Steuerventil 164a in der geöffneten Stellung befindet, und Fluid aus dem ersten Steuerventilauslass 172a strömt in die Kollektorkammer 152. Fluid aus der Kollektorkammer 152 strömt über den dritten Anschluss 144 im Außenrohr 136 in die Akkumulatorkammer 162. Schließlich strömt Fluid in der Akkumulatorkammer 162 durch die Einlassventilanordnung 154 und in die zweite Arbeitskammer 128. Insbesondere strömt Fluid in der Akkumulatorkammer 162 durch den zweiten Satz von Einlassblenden 158d im zweiten Einlassventilkörper 155b, durch die erste Zwischenkammer 159, durch den ersten Satz von Einlassöffnungen 158e in der Indexierscheibe 150, durch den ersten Satz von Einlassdurchgängen 158a im ersten Einlassventilkörper 155a und in die zweite Arbeitskammer 128, deren Volumen sich während der Ausfahr-/Zughübe vergrößert.
Es sollte beachtet werden, dass der zweite Anschluss 142 im Außenrohr 136 in der ersten Zwischenkammer 159 in der Einlassventilanordnung 154 positioniert ist. Dagegen sind keine der Anschlüsse 140, 142, 144 im Außenrohr 136 in der zweiten Zwischenkammer 169 positioniert. Infolgedessen strömt Fluid sowohl während Kompressions- als auch während Ausfahrhüben durch die erste Zwischenkammer 159. In einem Kompressionshub tritt Fluid über die ersten Einlassdurchgänge 158a im ersten Einlassventilkörper 155a und die ersten Einlassöffnungen 158e in der Indexierscheibe 150 in die erste Zwischenkammer 159 ein und tritt über den zweiten Anschluss 142 im Außenrohr 136 aus der ersten Zwischenkammer 159 aus. In einem Ausfahrhub tritt Fluid über die zweiten Einlassblenden 158d im zweiten Einlassventilkörper 155b in die erste Zwischenkammer 159 ein und über die ersten Einlassöffnungen 158e in der Indexierscheibe 150 und die ersten Einlassdurchgänge 158a im ersten Einlassventilkörper 155a aus der ersten Zwischenkammer 159 aus. Im Gegensatz dazu strömt Fluid nur während des Kompressionshubes durch die zweite Zwischenkammer 169, wobei Fluid über die zweiten Einlassdurchgänge 158c im zweiten Einlassventilkörper 155b und die zweiten Einlassöffnungen 158f in der Indexierscheibe 150 in die zweite Zwischenkammer 169 eintritt und über die ersten Einlassblenden 158b im ersten Einlassventilkörper 155a aus der zweiten Zwischenkammer 169 austritt.
In den 8 und 9 ist ein beispielhafter Dämpfer 212 veranschaulicht, der eine Zweirohranordnung aufweist. Viele der Elemente des in den 8 und 9 gezeigten Dämpfers 212 sind die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen wie die in den 2 und 3 gezeigten Elemente des Dämpfers 112, außer wie nachstehend angegeben. Äquivalente Elemente, die den Ausführungsformen gemeinsam sind, haben einander entsprechende Bezugszeichen, wobei 100er Bezugszeichen in den 2 und 3 verwendet werden und entsprechende 200er Bezugszeichen in den 8 und 9 verwendet werden.
Der in den 8 und 9 gezeigte Dämpfer 212 weist nicht den Schwimmkolben 161 und die Druckkammer 163 auf, wie der in den 2 und 3 gezeigte Dämpfer 112. Stattdessen weist der in den 8 und 9 gezeigte Dämpfer 212 ein Zwischenrohr 280 auf, das radial zwischen dem Innenrohr 222 und dem Außenrohr 236 angeordnet ist. Das Zwischenrohr 280 erstreckt sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Zwischenrohrende 282 und einem zweiten Zwischenrohrende 284. Das erste Zwischenrohrende 282 liegt an einer zylindrischen Außenfläche des Innenrohrs 222 nahe dem ersten Innenrohrende 256 an und das zweite Zwischenrohrende 284 liegt an einer zylindrischen Innenfläche des Außenrohrs 236 nahe der Kollektorkammer 252 an, sodass zwischen dem Innenrohr 222 und dem Zwischenrohr 280 eine Fluidtransportkammer 238 definiert ist und zwischen dem Zwischenrohr 280 und dem Außenrohr 236 eine Reservekammer 286 definiert ist. Die erste Arbeitskammer 226 ist über die Anschlüsse 259 im ersten Innenrohrende 256 mit der Fluidtransportkammer 238 in Fluidverbindung angeordnet.
Das Außenrohr 236 schließt erste, zweite, dritte und vierte Anschlüsse 240, 242, 244, 246 ein. Der erste Anschluss 240 im Außenrohr 236 ist in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 238 und dem ersten Steuerventileinlass 270a angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Der zweite Anschluss 242 im Außenrohr 236 ist in Fluidverbindung mit der ersten Zwischenkammer 259 und dem zweiten Steuerventileinlass 270b angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Der dritte Anschluss 244 im Außenrohr 236 ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 252 und der Akkumulatorkammer 262 angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Schließlich ist der vierte Anschluss 246 im Außenrohr 236 in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 252 und der Reservekammer 286 angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Wahlweise kann das Zwischenrohr 280 eine oder mehrere spiralförmige Rippen 288 einschließen, die sich spiralförmig um eine Außenfläche 290 des Zwischenrohrs 280 erstrecken. Die spiralförmigen Rippen 288 erstrecken sich von der Außenfläche 290 des Zwischenrohrs 280 radial nach außen in Richtung des Außenrohrs 236 und erzeugen einen gewundenen Strömungsweg in der Reservekammer 286, der das Schäumen des Fluids in der Reservekammer 286 reduzieren kann.
Die Kolbenstange 234 schließt ein erstes Befestigungsanschlussstück 235a ein und der geschlossene Abschnitt 245 des Außenrohrs 236 schließt ein zweites Befestigungsanschlussstück 235b ein, die konfiguriert sind, um mit der Karosserie 104 und dem Aufhängungssystem 102 des Fahrzeugs 100 verbunden zu werden. Wahlweise kann ein Schutz 292 an der Kolbenstange 234 angebracht sein. Der Schutz 292 erstreckt sich ringförmig um die Kolbenstange 234 und schützt diese.
Im veranschaulichten Beispiel ist das zweite Zwischenrohrende 284 in Längsrichtung von der Einlassventilanordnung 254 beabstandet und der erste Anschluss 240 erstreckt sich an einer Stelle durch das Außenrohr 236, die in Längsrichtung zwischen dem zweiten Zwischenrohrende 284 und dem ersten Einlassventilkörper 255a liegt.
Gemäß dieser Ausführungsform sind sowohl die Akkumulatorkammer 262 als auch die Reservekammer 286 jeweils über die dritten und vierten Anschlüsse 244, 246 im Außenrohr 236 in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 252 angeordnet. Die Einlassventilanordnung 254 weist erste und zweite Einlassventilkörper 255a, 255b auf, die an der inneren zylindrischen Oberfläche 229 des Außenrohrs 236 anliegen. Die erste Zwischenkammer 259 ist in Längsrichtung zwischen den ersten und zweiten Ventilkörpern 255a, 255b positioniert und die Akkumulatorkammer 262 ist in Längsrichtung zwischen dem zweiten Einlassventilkörper 255b und dem zweiten Außenrohrende 239 positioniert. Der erste Einlassventilkörper 255a bildet eine Trennwand zwischen der ersten Zwischenkammer 259 und der Fluidtransportkammer 238 und der zweite Einlassventilkörper 255b bildet eine Trennwand zwischen der ersten Zwischenkammer 259 und der Akkumulatorkammer 262.
Unter zusätzlicher Bezugnahme auf die 12 und 13 schließt der erste Einlassventilkörper 255a einen ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a und einen ersten Satz von Einlassblenden 258b ein, die sich durch den ersten Einlassventilkörper 255a erstrecken. Der erste Satz von Einlassblenden 258b ist in Umfangsrichtung um den ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a angeordnet (d. h. radial außerhalb davon). Der zweite Einlassventilkörper 255b schließt einen zweiten Satz von Einlassdurchgängen 258c und einen zweiten Satz von Einlassblenden 258d ein, die sich durch den zweiten Einlassventilkörper 255b erstrecken. Der zweite Satz von Einlassblenden 258d ist in Umfangsrichtung um den zweiten Satz von Einlassdurchgängen 258c angeordnet (d. h. radial außerhalb davon). Die Einlassventilanordnung 254 schließt zudem eine an den ersten Einlassventilkörper 255a anliegende Indexierscheibe 250 ein, die eine zweite Zwischenkammer 269 definiert, die in Längsrichtung zwischen der Indexierscheibe 250 und mindestens einem Abschnitt des ersten Einlassventilkörpers 255a positioniert ist.
Die Indexierscheibe 250 schließt einen ersten Satz von Einlassöffnungen 258e und einen zweiten Satz von Einlassöffnungen 258f ein, die sich an unterschiedlichen Umfangspositionen durch die Indexierscheibe 250 erstrecken. Im veranschaulichten Beispiel ist der erste Satz von Einlassöffnungen 258e in einem Umfangsabstand von 90 Grad relativ zu dem zweiten Satz von Einlassöffnungen 258f indiziert. Der erste Satz von Einlassöffnungen 258e ist mit dem ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a im ersten Einlassventilkörper 255a ausgerichtet. Der erste Satz von Einlassöffnungen 258e ist in Fluidverbindung mit dem ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a und der ersten Zwischenkammer 259 angeordnet und konfiguriert, um Fluid zwischen diesen zu transportieren. Der erste Satz von Einlassöffnungen 258e weist eine erste Dichtungsschnittstelle 280a auf, die den ersten Einlassventilkörper 255a berührt und gegen diesen abdichtet, sodass Fluid in dem ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a nur zwischen der ersten Zwischenkammer 259 und der zweiten Arbeitskammer 228 strömen kann. Aufgrund der ersten Dichtungsschnittstelle 280a zwischen der Indexierscheibe 250 und dem ersten Einlassventilkörper 255a kann kein Fluid zwischen der zweiten Zwischenkammer 269 und der zweiten Arbeitskammer 228 über den ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a strömen.
Der zweite Satz von Einlassöffnungen 258f ist mit dem zweiten Satz von Einlassdurchgängen 258c im zweiten Einlassventilkörper 255b ausgerichtet. Der zweite Satz von Einlassöffnungen 258f ist in Fluidverbindung mit dem zweiten Satz von Einlassdurchgängen 258c und der zweiten Zwischenkammer 269 angeordnet und konfiguriert, um Fluid zwischen diesen zu transportieren. Der zweite Satz von Einlassöffnungen 258f weist eine zweite Dichtungsschnittstelle 280b auf, die den zweiten Einlassventilkörper 255b berührt und gegen diesen abdichtet, sodass Fluid in dem zweiten Satz von Einlassdurchgängen 258c nur zwischen der Akkumulatorkammer 262 und der zweiten Zwischenkammer 269 strömen kann. Aufgrund der zweiten Dichtungsschnittstelle 280b zwischen der Indexierscheibe 250 und dem zweiten Einlassventilkörper 255b kann kein Fluid zwischen der ersten Zwischenkammer 259 und der Akkumulatorkammer 262 über den zweiten Satz von Einlassdurchgängen 258c strömen.
Der erste Satz von Einlassblenden 258b ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen der zweiten Zwischenkammer 269 und der Fluidtransferkammer 238. Die Einlassventilanordnung 254 umfasst ferner ein erstes Einlassventil 265a, das den Fluidstrom durch den ersten Satz von Einlassblenden 258b zwischen der zweiten Zwischenkammer 269 und der Fluidtransferkammer 238 steuert. Im veranschaulichten Beispiel ist das erste Einlassventil 265a ein passives Ventil. Insbesondere schließt in der veranschaulichten Ausführungsform das erste Einlassventil 265a ein erstes Federtellerpaket 267a ein, das am ersten Einlassventilkörper 255a montiert ist. Im Betrieb öffnet und schließt das erste Federtellerpaket 267a die ersten Einlassblenden 258b durch Biegen in Richtung und weg von dem ersten Einlassventilkörper 255a basierend auf einer Druckdifferenz zwischen der zweiten Zwischenkammer 269 und der Fluidtransferkammer 238. Das erste Einlassventil 265a wirkt als Einwegventil, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung von der zweiten Zwischenkammer 269 zur Fluidtransferkammer 238 zulässt. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, tritt dieser Einwegstrom durch das erste Einlassventil 265a während Kompressionshüben auf, bei denen sich der Kolben 224 in Richtung der Einlassventilanordnung 254 bewegt.
Der zweite Satz von Einlassblenden 258d ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen der Akkumulatorkammer 262 und der ersten Zwischenkammer 259. Die Einlassventilanordnung 254 umfasst ferner ein zweites Einlassventil 265b, das den Fluidstrom durch den zweiten Satz von Einlassblenden 258d zwischen der Akkumulatorkammer 262 und der ersten Zwischenkammer 259 steuert. Im veranschaulichten Beispiel ist das zweite Einlassventil 265b ein passives Ventil. Insbesondere schließt in der veranschaulichten Ausführungsform das zweite Einlassventil 265b ein zweites Federtellerpaket 267b ein, das am zweiten Einlassventilkörper 255b montiert ist. Im Betrieb öffnet und schließt das zweite Federtellerpaket 267b die zweiten Einlassblenden 258d durch Biegen in Richtung und weg von dem zweiten Einlassventilkörper 255b basierend auf einer Druckdifferenz zwischen der Akkumulatorkammer 262 und der ersten Zwischenkammer 259. Das zweite Einlassventil 265b wirkt als Einwegventil, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung aus der Akkumulatorkammer 262 und der ersten Zwischenkammer 259 zulässt. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, tritt dieser Einwegstrom durch das zweite Einlassventil 265b während Ausfahrhüben auf, bei denen sich der Kolben 224 von der Einlassventilanordnung 254 weg bewegt.
Unter Bezugnahme auf 10 ist der Dämpfer 212 in einem Kompressionshub gezeigt, der auftritt, wenn sich der Kolben 224 in Richtung der Einlassventilanordnung 254 bewegt. Während eines Kompressionshubs ist ein Kompressionsströmungsweg P3 innerhalb des Dämpfers 212 definiert, wobei Fluid in der zweiten Arbeitskammer 228 durch den ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a im ersten Einlassventilkörper 255a, durch den ersten Satz von Einlassöffnungen 258e in der Indexierscheibe 250 und in die erste Zwischenkammer 259 strömt. Fluid in der ersten Zwischenkammer 259 strömt zum zweiten Steuerventileinlass 270b und läuft durch den zweiten Anschluss 242 im Außenrohr 136. Fluid aus dem zweiten Steuerventileinlass 270b strömt zum zweiten Steuerventilauslass 272b, da sich das zweite Steuerventil 264b in der geöffneten Stellung befindet, und Fluid aus dem zweiten Steuerventilauslass 272b strömt in die Kollektorkammer 252. Fluid aus der Kollektorkammer 252 strömt über den dritten Anschluss 244 im Außenrohr 236 in die Akkumulatorkammer 262 und über den vierten Anschluss 246 im Außenrohr 236 in die Reservekammer 286. Fluid in der Akkumulatorkammer 262 strömt durch den zweiten Satz von Einlassdurchgängen 258c in dem zweiten Einlassventilkörper 255b, durch den zweiten Satz von Einlassöffnungen 258f in der Indexierscheibe 250, durch die zweite Zwischenkammer 269 zwischen der Indexierscheibe 250 und dem ersten Einlassventilkörper 255a, durch den ersten Satz von Einlassblenden 258b in dem ersten Einlassventilkörper 255a, durch die Fluidtransportkammer 238 und durch die Stangenführungsdurchgänge 243 in die erste Arbeitskammer 226, deren Volumen während der Kompressionshübe zunimmt.
Unter Bezugnahme auf 11 ist der Dämpfer 212 in einem Ausfahr-/Zughub gezeigt, der auftritt, wenn sich der Kolben 224 von der Einlassventilanordnung 254 weg bewegt.
Während des Ausfahr-/Zughubs ist innerhalb des Dämpfers 212 ein Ausfahrströmungsweg P4 definiert, wobei Fluid in der ersten Arbeitskammer 226 über die Stangenführungsdurchgänge 243 in der Stangenführung 241 in die Fluidtransportkammer 238 strömt. Fluid in der Fluidtransportkammer 238 strömt dann zum ersten Steuerventileinlass 270a und läuft durch den ersten Anschluss 240 im Außenrohr 236. Fluid aus dem ersten Steuerventileinlass 270a strömt zum ersten Steuerventilauslass 272a, da sich das erste Steuerventil 264a in der geöffneten Stellung befindet, und Fluid aus dem ersten Steuerventilauslass 272a strömt in die Kollektorkammer 252. Fluid aus der Reservekammer 286 strömt ebenfalls über den vierten Anschluss 246 im Außenrohr 236 in die Kollektorkammer 252. Fluid aus der Kollektorkammer 252 strömt über den dritten Anschluss 244 im Außenrohr 236 in die Akkumulatorkammer 262. Schließlich strömt Fluid in der Akkumulatorkammer 262 durch die Einlassventilanordnung 254 und in die zweite Arbeitskammer 228. Insbesondere strömt Fluid in der Akkumulatorkammer 262 durch den zweiten Satz von Einlassblenden 258d im zweiten Einlassventilkörper 255b, durch die erste Zwischenkammer 259, durch den ersten Satz von Einlassöffnungen 258e in der Indexierscheibe 250, durch den ersten Satz von Einlassdurchgängen 258a im ersten Einlassventilkörper 255a und in die zweite Arbeitskammer 228, deren Volumen sich während der Ausfahr-/Zughübe vergrößert.
Es sollte beachtet werden, dass der zweite Anschluss 242 im Außenrohr 236 in der ersten Zwischenkammer 259 in der Einlassventilanordnung 254 positioniert ist. Dagegen sind keine der Anschlüsse 240, 242, 244, 246 im Außenrohr 236 in der zweiten Zwischenkammer 269 positioniert. Infolgedessen strömt Fluid sowohl während Kompressions- als auch während Ausfahrhüben durch die erste Zwischenkammer 259. Im Gegensatz dazu wird die zweite Zwischenkammer 269 nur während des Kompressionshubs von Flüssigkeit durchströmt.
Wie vorstehend erläutert, kann der Grad und die Geschwindigkeit, in denen die ersten Steuerventile 164a, 264a während der Ausfahr-/Zughüben öffnen, und der Grad und die Geschwindigkeit, in denen die zweiten Steuerventile 164b, 264b während der Kompressionshüben öffnen, durch die elektronische Steuerung 120 gesteuert werden, um das Dämpfungsniveau und damit die Ausfahr-/Zug- und Kompressionsdämpfungskurven der Dämpfer 112, 212 zu steuern oder zu verändern. Der in den 8-13 veranschaulichte Dämpfer 212 könnte alternativ so modifiziert werden, dass er eine Schwimmkolbenakkumulatoranordnung einschließt, ähnlich wie der in den 3-5 veranschaulichte Akkumulator 160 und Schwimmkolben 161. Die Kombination der Zweirohranordnung des Dämpfers 212 mit einem Schwimmkolbenakkumulator bietet zusätzliche Konfektionierungsflexibilität und kann dazu beitragen, die Baulänge des Dämpfers 212 zu reduzieren.
Die in den 3-7 und 9-13 gezeigten Einlassventilanordnungen 154, 254 für die Dämpfer 112, 212 können alternativ durch die in 14 gezeigte Einlassventilanordnung 354 oder die in 15 gezeigte Einlassventilanordnung 454 ersetzt werden. In beiden dieser Alternativen sind die ersten und zweiten Ventilkörper 155a, 155b, 255a, 255b in den in 3-7 und 9-13 gezeigten Einlassventilanordnungen 154, 254 durch einstückige Ventilkörper 355, 455 ersetzt. Zusätzlich weisen die in den 14 und 15 gezeigten Einlassventilanordnungen 354, 454 erste und zweite Einlassventile 365a, 365b, 465a, 465b auf, die statt Federventilen als Tellerventile ausgebildet sind.
Viele der Elemente der in den 14 und 15 gezeigten Dämpfern 312, 412 sind die gleichen oder im Wesentlichen die gleichen wie die in den 3-7 und 9-13 gezeigten Elemente der Dämpfer 112, 212, außer wie nachstehend angegeben. Äquivalente Elemente, die den Ausführungsformen gemeinsam sind, haben einander entsprechende Bezugszeichen, wobei 100er und 200er Bezugszeichen in den 3-7 und 9-13 verwendet werden und entsprechende 300er und 400er Bezugszeichen jeweils in den 14 und 15 verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 14 ist mindestens ein Teil des einstückigen Einlassventilkörpers 355 im Innenrohr 322 aufgenommen und der einstückige Einlassventilkörper 355 dichtet gegen das Außenrohr 236 ab. Der einstückige Einlassventilkörper 355 schließt eine erste Einlassventilkammer 359 ein, die in Fluidverbindung mit der zweiten Arbeitskammer 328 und der Akkumulatorkammer 362 angeordnet ist. Das zweite Einlassventil 365b ist betreibbar, um während der Ausfahr-/Zughübe den Fluidstrom durch die erste Einlassventilkammer 359 von der Akkumulatorkammer 362 zu der zweiten Arbeitskammer 328 zu steuern. Der einstückige Einlassventilkörper 355 schließt eine zweite Einlassventilkammer 369 ein, die in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 338 zwischen dem Innen- und Außenrohr 322, 336 und der Akkumulatorkammer 362 angeordnet ist. Das erste Einlassventil 365a ist betreibbar, um während der Kompressionshübe den Fluidstrom durch die zweite Einlassventilkammer 369 von der Akkumulatorkammer 362 zu der Fluidtransportkammer 338 zu steuern. Wie zuvor erläutert, ist der erste Anschluss 340 im Außenrohr 336 in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 338 angeordnet.
Die ersten und zweiten Einlassventile 365a, 365b sind mit einem Federteller 394 verbunden, der an dem einstückigen Einlassventilkörper 355 anliegt und die ersten und zweiten Einlassventile 365a, 365b in eine geschlossene Stellung vorspannt. Der Federteller 394 biegt sich und ermöglicht es dem ersten und/oder zweiten Einlassventil 365a, 365b, sich basierend auf der Druckdifferenz zwischen der Akkumulatorkammer 362 und den ersten und/oder zweiten Einlassventilkammern 359, 369 in eine offene Stellung zu bewegen. Die ersten und zweiten Einlassventile 365a, 365b arbeiten daher als passive Einwegventile.
Unter Bezugnahme auf 15 ist mindestens ein Teil des einstückigen Einlassventilkörpers 455 im Innenrohr 422 aufgenommen und der einstückige Einlassventilkörper 455 dichtet gegen das Außenrohr 436 ab. Der einstückige Einlassventilkörper 455 schließt eine erste Einlassventilkammer 459 ein, die in Fluidverbindung mit der zweiten Arbeitskammer 428 und der Akkumulatorkammer 462 angeordnet ist. Das zweite Einlassventil 465b ist betreibbar, um während der Ausfahr-/Zughübe den Fluidstrom durch die erste Einlassventilkammer 459 von der Akkumulatorkammer 462 zu der zweiten Arbeitskammer 428 zu steuern. Der einstückige Einlassventilkörper 455 schließt eine zweite Einlassventilkammer 469 ein, die in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 438 zwischen dem Innen- und Außenrohr 422, 436 und der Akkumulatorkammer 462 angeordnet ist. Das erste Einlassventil 465a ist betreibbar, um während der Kompressionshübe den Fluidstrom durch die zweite Einlassventilkammer 469 von der Akkumulatorkammer 462 zu der Fluidtransportkammer 438 zu steuern. Wie zuvor erläutert, ist der erste Anschluss 440 im Außenrohr 436 in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 438 angeordnet.
Die ersten und zweiten Einlassventile 465a, 465b sind mit einem Federteller 494 verbunden, der an einer Schraubenfeder 496 anliegt, die im einstückigen Einlassventilkörper 455 positioniert ist. Zusammen spannen der Federteller 494 und die Schraubenfeder 496 die ersten und zweiten Einlassventile 465a, 465b in eine geschlossene Stellung vor. Der Federteller 494 und/oder die Schraubenfeder 496 biegen sich und ermöglichen es dem ersten und/oder zweiten Einlassventilen 465a, 465b, sich basierend auf der Druckdifferenz zwischen der Akkumulatorkammer 462 und den ersten und/oder zweiten Einlassventilkammern 459, 469 in eine offene Stellung zu bewegen. Die ersten und zweiten Einlassventile 465a, 465b arbeiten daher als passive Einwegventile.
Während Gesichtspunkte der vorliegenden Offenbarung insbesondere in Bezug auf die vorstehend genannten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, wird ein Fachmann verstehen, dass durch die Modifikation der offenbarten Dämpfer verschiedene zusätzliche Ausführungsformen in Betracht gezogen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang des Offenbarten abzuweichen. Solche Ausführungsformen sollten so verstanden werden, dass sie in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallen, der basierend auf den Ansprüchen und Äquivalenten davon bestimmt wird.

Claims

Dämpfer, umfassend: ein Innenrohr, das sich in Längsrichtung zwischen einem ersten Innenrohrende und einem zweiten Innenrohrende erstreckt; einen Kolben, der verschiebbar innerhalb des Innenrohres angeordnet ist und eine erste Arbeitskammer und eine zweite Arbeitskammer definiert; ein Außenrohr, das um das Innenrohr herum angeordnet ist, wobei die erste Arbeitskammer in Fluidverbindung mit einer Fluidtransportkammer angeordnet ist, die zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet ist; eine Kollektorkammer, die außerhalb des Außenrohrs positioniert ist; eine Einlassventilanordnung, die an dem zweiten Innenrohrende und innerhalb des Außenrohrs positioniert ist, um eine Akkumulatorkammer zu definieren, die in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet ist, wobei die Einlassventilanordnung eine erste Zwischenkammer, die in Fluidverbindung mit der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer angeordnet ist, ein erstes Einlassventil, das den Fluidstrom durch die Einlassventilanordnung zwischen der Akkumulatorkammer und der Fluidtransportkammer steuert, und ein zweites Einlassventil, das den Fluidstrom durch die Einlassventilanordnung zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer steuert, einschließt; ein erstes Steuerventil, das extern an dem Außenrohr montiert ist, wobei das erste Steuerventil einen ersten Steuerventileinlass, der in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer angeordnet ist, und einen ersten Steuerventilauslass, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet ist, aufweist; und ein zweites Steuerventil, das extern an dem Außenrohr montiert ist, wobei das zweite Steuerventil einen zweiten Steuerventileinlass, der in Fluidverbindung mit der ersten Zwischenkammer angeordnet ist, und einen zweiten Steuerventilauslass, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet ist, aufweist.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei die Einlassventilanordnung einen ersten Einlassventilkörper angrenzend an das zweite Innenrohrende und einen zweiten Einlassventilkörper, der in Längsrichtung von dem ersten Einlassventilkörper beabstandet ist, einschließt, wobei die ersten und zweiten Einlassventilkörper an einer zylindrischen Innenfläche des Außenrohrs anliegen.
Dämpfer nach Anspruch 2, wobei die Einlassventilanordnung eine Indexierscheibe und eine zweite Zwischenkammer einschließt, wobei die erste Zwischenkammer in Längsrichtung zwischen der Indexierscheibe und mindestens einem Teil des zweiten Einlassventilkörpers positioniert ist, und wobei die zweite Zwischenkammer in Längsrichtung zwischen der Indexierscheibe und mindestens einem Teil des ersten Einlassventilkörpers positioniert ist.
Dämpfer nach Anspruch 3, wobei die Indexierscheibe eine erste Einlassöffnung, die zu der ersten Zwischenkammer hin offen ist, und eine zweite Einlassöffnung, die zu der zweiten Zwischenkammer hin offen ist, einschließt, wobei der erste Einlassventilkörper einen ersten Einlassdurchgang einschließt, der sich zwischen der zweiten Arbeitskammer und der ersten Einlassöffnung in der Indexierscheibe erstreckt, wobei der erste Einlassventilkörper eine erste Einlassblende einschließt, die sich zwischen der zweiten Zwischenkammer und der Fluidtransportkammer erstreckt, wobei der zweite Einlassventilkörper einen zweiten Einlassdurchgang einschließt, der sich zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Einlassöffnung in der Indexierscheibe erstreckt, und wobei der zweite Einlassventilkörper eine zweite Einlassblende einschließt, die sich zwischen der Akkumulatorkammer und der ersten Zwischenkammer erstreckt.
Dämpfer nach Anspruch 4, wobei das erste Einlassventil ein Einwegventil ist, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung durch die erste Einlassblende von der zweiten Zwischenkammer zu der Fluidtransportkammer ermöglicht, und wobei das zweite Einlassventil ein Einwegventil ist, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung durch die zweite Einlassblende von der Akkumulatorkammer zu der ersten Zwischenkammer ermöglicht.
Dämpfer nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine mit dem Kolben verbundene Kolbenstange, die sich in Längsrichtung durch eine im Außenrohr untergebrachte Stangenführung erstreckt.
Dämpfer nach Anspruch 6, wobei sich die Kolbenstange entlang einer Längsachse erstreckt, das erste Steuerventil ein erstes Ventilelement einschließt, das entlang einer ersten Steuerventilachse zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist, das zweite Steuerventil ein zweites Ventilelement einschließt, das entlang einer zweiten Steuerventilachse zwischen einer offenen und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist, und die ersten und zweiten Steuerventilachsen parallel zueinander und senkrecht zur Längsachse der Kolbenstange sind.
Dämpfer nach Anspruch 6, wobei die Stangenführung einen Stangenführungsdurchgang einschließt, der in Fluidverbindung mit der ersten Arbeitskammer und der Fluidtransportkammer angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei die Einlassventilanordnung einen Einlassventilkörper angrenzend an das zweiten Innenrohrende, das an einer zylindrischen Innenfläche des Außenrohrs anliegt, und eine zweite Arbeitskammer einschließt, wobei sich die erste Zwischenkammer durch den Einlassventilkörper zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer erstreckt und sich die zweite Zwischenkammer durch den Einlassventilkörper zwischen der Akkumulatorkammer und der Fluidtransportkammer erstreckt.
Dämpfer nach Anspruch 9, wobei die ersten und zweiten Einlassventile Tellerventile sind, die jeweils in den ersten und zweiten Zwischenkammern positioniert sind, wobei die ersten und zweiten Einlassventile in eine geschlossene Stellung federvorgespannt sind.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei die Kollektorkammer eine begrenzte Umfangserstreckung aufweist, die sich in einem Bogen, der kleiner oder gleich 180 Grad ist, um das Außenrohr erstreckt.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei das Außenrohr eine Außenrohrlänge aufweist, die in Längsrichtung zwischen ersten und zweiten Außenrohrenden gemessen wird, wobei die Kollektorkammer eine Kollektorkammerlänge aufweist, die in Längsrichtung zwischen ersten und zweiten Kollektorenden gemessen wird, und wobei die Kollektorkammerlänge kürzer als die Außenrohrlänge ist.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei das erste Einlassventil ein Einwegventil ist, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung von der Akkumulatorkammer zu der Fluidtransportkammer als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens in Richtung der Einlassventilanordnung zulässt.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei das zweite Einlassventil ein Einwegventil ist, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung von der Akkumulatorkammer zu der ersten Zwischenkammer als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens weg von der Einlassventilanordnung zulässt.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei der Kolben frei von Öffnungen oder Durchgängen ist, sodass es keinen Fluidstrom durch den Kolben gibt.