DE112019006471T5

DE112019006471T5 - Dämpfer mit einzelnem externen Steuerventil

Info

Publication number: DE112019006471T5
Application number: DE112019006471.1T
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: CN113195932B; WO2020139694A1; US20200208705A1; CN113195932A; US11143260B2

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. Eine Kollektorkammer ist außerhalb des Außenrohrs positioniert. Ein externes Steuerventil ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer positioniert. Eine Einlassventilanordnung, die an einem Ende des Innenrohrs montiert ist, schließt einen Einlassventilkörper, Einlassdurchgänge und Einlassventil ein. Der Einlassventilkörper liegt an dem Außenrohr an, um eine Akkumulatorkammer zu definieren, die zwischen der Einlassventilanordnung und einem geschlossenen Ende des Außenrohrs positioniert ist. Die Akkumulatorkammer ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet. Der Einlassventilkörper bildet eine fluiddichte Abtrennung zwischen der Akkumulatorkammer und einer Fluidtransportkammer, die zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr positioniert ist. Das Einlassventil steuert den Fluidstrom zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer durch die Einlassdurchgänge.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Dämpfer. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf einen Dämpfer mit einem einzelnen extern montierten Steuerventil.
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 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 ihres vollständigen Schutzumfangs oder aller ihrer 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 ein einzelnes Steuerventil ein, das auf dem Außenrohr montiert ist. Ein Einlass des einzelnen Steuerventils ist in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer angeordnet und ein Auslass des einzelnen Steuerventils ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet.
Eine Einlassventilanordnung ist an dem zweiten Innenrohrende montiert. Die Einlassventilanordnung schließt einen Einlassventilkörper, einen oder mehrere Einlassdurchgänge und ein Einlassventil ein. Der Einlassventilkörper liegt an dem Außenrohr an, um eine Akkumulatorkammer, die in Längsrichtung zwischen der Einlassventilanordnung und dem zweiten Außenrohrende positioniert ist, zu definieren. Die Akkumulatorkammer ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet. Der Einlassventilkörper bildet eine fluiddichte Abtrennung zwischen der Akkumulatorkammer und der Fluidtransportkammer. Der bzw. die Einlassdurchgänge erstrecken sich durch den Einlassventilkörper. Das Einlassventil ist betreibbar, um den Fluidstrom zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer durch den bzw. die Einlassdurchgänge zu steuern. Dadurch, dass das Einlassventil nicht in dem einzelnen Steuerventil, sondern in die fluiddichte Abtrennung zwischen der Akkumulatorkammer und der Fluidtransportkammer integriert ist, kann das extern montierte einzelne Steuerventil verkleinert 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; und
13 ist eine perspektivische hintere Explosionsansicht einer beispielhaften Einlassventilanordnung des in 9 gezeigten beispielhaften Dämpfers.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständiger beschrieben. Wenn immer möglich, werden in den Zeichnungen die gleichen Referenznummern verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen.
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 Vorderachsanordnung ist mittels eines anderen Paares der Dämpfer 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, aber nicht beschränkt auf, Verlagerung, Tempo, Beschleunigung, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel, Bremsdruck, Motordrehmoment, Motorumdrehungen pro Minute (U/Min), Drosselklappenstellung 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 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.
Eine einzelne Kolbenventilanordnung 130 ist innerhalb des Kolbens 124 angeordnet, um den Fluidstrom zwischen der ersten Arbeitskammer 126 und der zweiten Arbeitskammer 128 zu regeln. Die Kolbenventilanordnung 130 schließt einen oder mehrere Kompressionsdurchgänge 131 und ein Kompressionsventil 132 ein. Das Kompressionsventil 132 schließt eine oder mehrere flexible Scheiben 133 ein, die sich zum Kolben 124 hin und von diesem weg biegen, um die Kompressionsdurchgänge 131 im Kolben 124 zu schließen und zu öffnen. Wie in 4 gezeigt, ist die Kolbenventilanordnung 130 so konfiguriert, dass sie als Einwegventil wirkt, das als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens in Richtung des zweiten Innenrohrendes 157 einen Fluidstrom durch die Kompressionsdurchgänge 131 von der zweiten Arbeitskammer 128 zur ersten Arbeitskammer 126 zulässt.
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 eine Befestigungsschnittstelle 135 einschließt, die 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 150 am geschlossenen Abschnitt 145 des Außenrohrs 136 montiert. Das Befestigungsanschlussstück 150 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. Eine Kollektorkammer 152 ist zwischen dem Abdeckelement 148 und dem Außenrohr 136 definiert. Die Kollektorkammer 152 ist außerhalb (d. h. radial außerhalb) des Außenrohrs 136 positioniert. Die Kollektorkammer 152 ist über eine erste Öffnung 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 ein, die am zweiten Innenrohrende 157 montiert ist. Die Einlassventilanordnung 154 ist innerhalb des Außenrohrs 136 angeordnet und liegt an dem zweiten Innenrohrende 157 an. Die Einlassventilanordnung 154 schließt einen Einlassventilkörper 155 ein, der an der inneren zylindrischen Oberfläche 129 des Außenrohrs 136 anliegt, um eine Akkumulatorkammer 162 zu definieren, die zwischen der Einlassventilanordnung 154 und dem zweiten Außenrohrende 139 angeordnet ist. Der Einlassventilkörper 155 bildet eine fluiddichte Abtrennung zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der Fluidtransportkammer 138. Wahlweise kann der Einlassventilkörper 155 mit dem Außenrohr 136 verschweißt, vercrimpt oder verklebt sein.
Die Akkumulatorkammer 162 ist in Fluidverbindung mit der ersten Kollektorkammer 152 angeordnet. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 6 und 7 schließt die Einlassventilanordnung 154 einen oder mehrere Einlassdurchgänge 158 ein, die sich durch den Einlassventilkörper 155 erstrecken. Die Einlassdurchgänge 158 ermöglichen eine Fluidverbindung zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der zweiten Arbeitskammer 128. Die Einlassventilanordnung 154 umfasst ferner ein Einlassventil 165, das den Fluidstrom durch die Einlassdurchgänge 158 zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der zweiten Arbeitskammer 128 steuert. Im veranschaulichten Beispiel ist die Einlassventilanordnung 154 ein passives Ventil. Genauer gesagt kann das Einlassventil 165 einen einzelnen Federteller oder ein Federtellerpaket 167 einschließen, der bzw. das in der zweiten Arbeitskammer 128 angeordnet ist und der bzw. das durch einen Halter 169 am Einlassventilkörper 155 montiert ist. Im Betrieb öffnet und schließt das Federtellerpaket 167 die Einlassdurchgänge 158 durch Biegen in Richtung und weg von dem Einlassventilkörper 155, basierend auf einer Druckdifferenz zwischen der Akkumulatorkammer 162 und der zweiten Arbeitskammer 128. Die Einlassventilanordnung 154 wirkt als Einwegventil, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung aus der Akkumulatorkammer 162 zur zweiten Arbeitskammer 128 zulässt. Wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, tritt dieser Einwegstrom durch die Einlassventilanordnung 154 während Ausfahrhüben auf, bei denen sich der Kolben 124 von der Einlassventilanordnung 154 weg bewegt.
Die Einlassventilanordnung 154 kann wahlweise Entlüftungsdurchgänge (nicht gezeigt) einschließen, die von den Einlassdurchgängen 158 getrennt sind. Die Entlüftungsdurchgänge können in einer Schlitzscheibe (nicht dargestellt) oder als Nuten oder Durchgänge im Einlassventilkörper 155 bereitgestellt 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. Der Akkumulator 160 definiert eine Akkumulatorkammer 162, die das Fluid darin enthält. 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 ein einzelnes Steuerventil 164 ein, das extern am Außenrohr 136 montiert ist. Im veranschaulichten Beispiel ist das einzelne Steuerventil 164 ein elektromagnetisch betätigtes elektrohydraulisches Ventil 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 einzelne Steuerventil 164 betreibbar, um den Fluidstrom von der Fluidtransportkammer 138 zur Kollektorkammer 152 zu regulieren. Das einzelne Steuerventil 264 schließt ein Ventilelement 171 ein, das entlang einer Steuerventilachse VA zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung bewegbar ist. Obwohl auch andere Konfigurationen möglich sind, ist in der veranschaulichten Ausführungsform die Steuerventilachse VA senkrecht zur Längsachse A der Kolbenstange 134.
Die Steuerung 120 kann das einzelne Steuerventil 164 regeln, um das Dämpfungsniveau des Dämpfers 112 zu steuern. Das einzelne Steuerventil 164 kann durch einen Eingangsstrom gesteuert werden, der dem Magneten des einzelnen Steuerventils 164 bereitgestellt wird. Die Steuerung 120 erzeugt den Eingangsstrom, um den Betrieb und das Dämpfungsniveau des Dämpfers 112 zu steuern. Die Magnete des einzelnen Steuerventils 164 können in elektrischer Verbindung mit der Steuerung 120 verbunden werden. Ferner kann der Eingangsstrom zwischen unterer und oberer Grenze variieren, die den kleinsten und restriktivsten Stellungen (d. h. einer offenen und einer geschlossenen Stellung) des einzelnen Steuerventils 164 entsprechen. Die Steuerung 120 kann die Dämpfungskraft oder das Dämpfungsniveau steuern, indem sie einen Grad der Einschränkung des einzelnen Steuerventils 164 steuert. Spezifisch kann die Steuerung 120 die Eingangsströme regeln, um eine Begrenzung des einzelnen Steuerventils 164 zu variieren. Das Senden eines niedrigen Stroms zu dem einzelnen Steuerventil 164 kann einem niedrigen Dämpfungsverhältnis oder Dämpfungsniveau entsprechen. Gleichermaßen kann das Senden eines hohen Stroms zu dem einzelnen Steuerventil 164 einem hohen Dämpfungsverhältnis oder Dämpfungsniveau entsprechen.
Das einzelne Steuerventil 164 weist einen Steuerventileinlass 170, der in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 138 zwischen dem Innen- und Außenrohr 122, 136 angeordnet ist, und einen Steuerventilauslass 172, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152 angeordnet ist, auf. Die erste Öffnung 140 im Außenrohr 136 ist in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 138 und dem Steuerventileinlass 170 angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Das Außenrohr schließt zudem eine zweite Öffnung 142 ein, die in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152 und der Akkumulatorkammer 162 angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt. Als Ergebnis ist die Akkumulatorkammer 162 über die zweite Öffnung 142 in dem Außenrohr 136 in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152 angeordnet.
Während eines Ausfahrhubs (d. h. Zughubs) des Dämpfers 112 ist das einzelne Steuerventil 164 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 einzelne Steuerventil 164 befindet sich während der Ausfahrhübe des Dämpfers 112 in der geöffneten Stellung, um die Zugstufendämpfungseigenschaften des Dämpfers 112 zu steuern. Insbesondere kann der Öffnungsgrad des einzelnen Steuerventils 164 geregelt werden, um die Ausfahr-/Zugdämpfungseigenschaften des Dämpfers 112 einzustellen. Während des Kompressionshubs ermöglicht das einzelne Steuerventil 164 als Reaktion auf die Bewegung des Kolbens 124 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 ebenso den Fluidstrom durch die Kollektorkammer 152 und in die Akkumulatorkammer 162. Somit befindet sich das einzelne Steuerventil 164 während der Kompressionshübe des Dämpfers 112 ebenso in der geöffneten Stellung.
In dem veranschaulichten Beispiel ist ein Abschnitt des Steuerventilgehäuses 168 innerhalb des Abdeckelements 148 aufgenommen und erstreckt sich durch dieses. Obwohl die erste Öffnung 140 im Außenrohr 136 in 2 als eine kreisförmige Öffnung veranschaulicht ist, können die Form und die Abmessungen der ersten Öffnung 140 im Außenrohr 136 auf einer beliebigen Form und beliebigen Abmessungen des Steuerventilgehäuses 168 basieren. In der geöffneten Stellung ermöglicht das einzelne Steuerventil 164 eine Fluidverbindung zwischen der Fluidtransportkammer 138 und der Kollektorkammer 152. Insbesondere steht der Steuerventileinlass 170 in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 138 und der Steuerventilauslass 172 steht in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 152. Das Ventilelement 171 ermöglicht eine selektive Fluidverbindung zwischen dem Steuerventileinlass 170 und dem Steuerventilauslass 172 und somit zwischen der Fluidtransportkammer 138 und der Kollektorkammer 152, was letztendlich den Fluidstrom von der ersten Arbeitskammer 126 zur Akkumulatorkammer 162 regelt.
Wie vorstehend erläutert, ermöglicht die Einlassventilanordnung 154 einen unidirektionalen Fluidstrom von der Akkumulatorkammer 162 zu der zweiten Arbeitskammer 128. Die Einlassventilanordnung 154 ist während der Ausfahrhübe des Dämpfers 112 in einer geöffneten Stellung und während der Kompressionshübe in einer geschlossenen Stellung. Während Kompressionshüben vergrößert sich das Volumen der ersten Arbeitskammer 126, wenn sich der Kolben 124 in Richtung der zweiten Arbeitskammer 128 bewegt. Das Kompressionsventil 132 in dem Kolben 124 stellt einen kompensierenden Fluidstrom von der zweiten Arbeitskammer 128 zur ersten Arbeitskammer 126 über die Kompressionsdurchgänge 131 bereit, um eine Fluidmenge in der ersten Arbeitskammer 126 zu erhöhen. Mit fortschreitender Bewegung des Kolbens 124 in Richtung der Einlassventilanordnung 154 vergrößert sich das Volumen der ersten Arbeitskammer 126, das von der Kolbenstange 134 eingenommen wird. Als Reaktion auf die Vergrößerung des Stangenvolumens tritt ein kompensierender Fluidstrom von der ersten Arbeitskammer 126 zur Fluidtransportkammer 138 und schließlich zur Akkumulatorkammer 162 auf.
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 Nettofluidstrom in die Akkumulatorkammer 162 erfolgt durch die Volumenvergrößerung der Kolbenstange 134 in der ersten Arbeitskammer 126.
Während eines Kompressionshubs befindet sich das einzelne Steuerventil 164 in einer geöffneten Stellung und der Kolben 124 bewegt sich in Richtung der Einlassventilanordnung 154. Innerhalb des Dämpfers 112 ist ein Kompressionsströmungsweg PI definiert, wobei Fluid in der zweiten Arbeitskammer 128 durch die Kompressionsdurchgänge 131 in der Kolbenventilanordnung 130 zur ersten Arbeitskammer 126 strömt. Das Fluid, das durch Vergrößern des Stangenvolumens in die erste Arbeitskammer 126 verdrängt wird, strömt dann über die Stangenführungsdurchgänge 143 in die Fluidtransportkammer 138. Fluid in der Fluidtransportkammer 138 strömt zum Einlass 170 des einzelnen Steuerventils 164 und strömt durch die erste Öffnung 140 im Außenrohr 136. Fluid vom Einlass 170 des einzelnen Steuerventils 164 strömt zum Auslass 172 des einzelnen Steuerventils 164, da sich das einzelne Steuerventil 164 in der geöffneten Stellung befindet und Fluid vom Auslass 172 des einzelnen Steuerventils 164 zur Kollektorkammer 152 strömt.
Schließlich strömt Fluid aus der Kollektorkammer 152 über die zweite Öffnung 142 im Außenrohr 136 in die Akkumulatorkammer 162.
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 einzelne Steuerventil 164 in einer geöffneten 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 Einlass 170 des einzelnen Steuerventils 164 und strömt durch die erste Öffnung 140 im Außenrohr 136. Fluid vom Einlass 170 des einzelnen Steuerventils 164 strömt zum Auslass 172 des einzelnen Steuerventils 164, da sich das einzelne Steuerventil 164 in der geöffneten Stellung befindet und Fluid vom Auslass 172 des einzelnen Steuerventils 164 zur Kollektorkammer 152 strömt. Fluid aus der Kollektorkammer 152 strömt über die zweite Öffnung 142 im Außenrohr 136 in die Akkumulatorkammer 162. Schließlich strömt Fluid in der Akkumulatorkammer 162 durch die Einlassdurchgänge 158 der Einlassventilanordnung 154 und in die zweite Arbeitskammer 128.
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 Öffnungen 259 im ersten Innenrohrende 256 mit der Fluidtransportkammer 238 in Fluidverbindung angeordnet.
Das Außenrohr 236 schließt erste, zweite und dritte Öffnungen 240, 242, 244 ein. Die erste Öffnung 240 im Außenrohr 236 ist in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer 238 und dem Einlass 270 des einzelnen Steuerventils 264 angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Die zweite Öffnung 242 im Außenrohr 236 ist in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 252 und der Akkumulatorkammer 262 angeordnet und erstreckt sich zwischen diesen. Schließlich ist die dritte Öffnung 244 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 eine Befestigungsschnittstelle 235 ein und der geschlossene Abschnitt 245 des Außenrohrs 236 schließt ein Befestigungsanschlussstück 261 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.
Die Einlassventilanordnung 254 ist an dem zweiten Innenrohrende 257 montiert und schließt einen Einlassventilkörper 255 ein, der an der inneren zylindrischen Oberfläche 229 des Außenrohrs 236 anliegt, um die Akkumulatorkammer 262 zwischen der Einlassventilanordnung 254 und dem zweiten Außenrohrende 239 zu definieren. Der Einlassventilkörper 255 bildet eine fluiddichte Abtrennung zwischen der Akkumulatorkammer 262 und der Fluidtransportkammer 238. Im veranschaulichten Beispiel ist das zweite Zwischenrohrende 284 in Längsrichtung von der Einlassventilanordnung 254 beabstandet und die erste Öffnung 240 erstreckt sich an einer Stelle durch das Außenrohr 236, die in Längsrichtung zwischen dem zweiten Zwischenrohrende 284 und dem Einlassventilkörper 255 liegt.
Gemäß dieser Ausführungsform sind sowohl die Akkumulatorkammer 262 als auch die Reservekammer 286 jeweils über die zweiten und dritten Öffnungen 242, 244 im Außenrohr 236 in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer 252 angeordnet. Unter zusätzlicher Bezugnahme auf 12 und 13 schließt die Einlassventilanordnung 254 einen oder mehrere Einlassdurchgänge 258 im Einlassventilkörper 255 und ein Einlassventil 265 ein. Das Einlassventil 265 schließt ein Federtellerpaket 267 ein, das den Fluidstrom durch die Einlassdurchgänge 258 zwischen der Akkumulatorkammer 262 und der zweiten Arbeitskammer 228 steuert. Wiederum wirkt die Einlassventilanordnung 254 als Einwegventil, das als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens 224 von der Einlassventilanordnung 254 weg (d. h. wenn sich der Kolben 224 während eines Ausfahr-/Zughubs bewegt) einen Fluidstrom in nur einer Richtung aus der Akkumulatorkammer 262 zur zweiten Arbeitskammer 228 zulässt. Der Kolben 224 schließt eine Kolbenventilanordnung 230 ein, die einen oder mehrere Kompressionsdurchgänge 231 und ein Druckventil 232 umfasst. Wie die Einlassventilanordnung 254 wirkt die Kolbenventilanordnung 230 als ein Einwegventil, das als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens 224 in Richtung der Einlassventilanordnung 254 einen Fluidstrom durch die Kompressionsdurchgänge 231 zulässt. Wenn sich das Druckventil 232 während eines Ausfahr-/Zughubs öffnet, wird ein Fluidstrom von der zweiten Arbeitskammer 228 zur ersten Arbeitskammer 226 über die Kompressionsdurchgänge 231 zugelassen.
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 die Kolbenventilanordnung 230 und in die erste Arbeitskammer 226 strömt. Fluid in der ersten Arbeitskammer 226 wird durch die Vergrößerung des Stangenvolumens verdrängt und strömt über die Öffnungen 259 im ersten Innenrohrende 256 in die Fluidtransportkammer 238. Das Fluid in der Fluidtransportkammer 238 strömt zum Einlass 270 des einzelnen Steuerventils 264 und strömt durch die erste Öffnung 240 im Außenrohr 236. Fluid vom Einlass 270 des einzelnen Steuerventils 264 strömt zum Auslass 272 des einzelnen Steuerventils 264, da sich das einzelne Steuerventil 264 in der geöffneten Stellung befindet. Fluid vom Auslass 272 des einzelnen Steuerventils 264 strömt in die Kollektorkammer 252. Schließlich strömt Fluid aus der Kollektorkammer 252 über die dritte Öffnung 244 im Außenrohr 236 in die Reservekammer 286.
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 Öffnungen 259 im ersten Innenrohrende 256 in die Fluidtransportkammer 238 strömt. Fluid in der Fluidtransportkammer 238 strömt zum Einlass 270 des einzelnen Steuerventils 264 und strömt durch die erste Öffnung 240 im Außenrohr 236. Fluid vom Einlass 270 des einzelnen Steuerventils 264 strömt zum Auslass 272 des einzelnen Steuerventils 264, da sich das einzelne Steuerventil 264 in der geöffneten Stellung befindet und Fluid vom Auslass 272 des einzelnen Steuerventils 264 in die Kollektorkammer 252 strömt. Zusätzlich strömt Fluid aus der Reservekammer 286 über die dritte Öffnung 244 im Außenrohr 236 in die Kollektorkammer 252. Das Fluid in der Kollektorkammer 252 strömt dann über die zweite Öffnung 242 im Außenrohr 236 in die Akkumulatorkammer 262. Schließlich strömt Fluid aus der Akkumulatorkammer 262 durch die Einlassventilanordnung 254 und in die zweite Arbeitskammer 228, was das Volumen während des Ausfahr-/Zughubs vergrößert.
Wie vorstehend erläutert, können der Grad und die Geschwindigkeit, in denen die einzelnen Steuerventile 164, 264 während der Kompressions- und Ausfahr-/Zughüben öffnen, durch die elektronische Steuerung 120 gesteuert werden, um das Dämpfungsniveau und damit die Kompressions- und Ausfahr-/Zugdämpfungskurven 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.
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; ein einzelnes Steuerventil, das extern an dem Außenrohr montiert ist, wobei das einzelne Steuerventil einen Steuerventileinlass, der in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer zwischen dem Innen- und Außenrohr angeordnet ist, und einen Steuerventilauslass, der in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer angeordnet ist, aufweist; und 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 fluiddichte Abtrennung zwischen der Akkumulatorkammer und der Fluidtransportkammer bildet, und wobei die Einlassventilanordnung mindestens ein Einlassventil einschließt, das den Fluidstrom durch die Einlassventilanordnung zwischen der Akkumulatorkammer und der zweiten Arbeitskammer steuert.
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 2, wobei sich die Kolbenstange entlang einer Längsachse erstreckt und das einzelne Steuerventil ein Ventilelement einschließt, das entlang einer Steuerventilachse zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung beweglich ist, und wobei die Steuerventilachse senkrecht zur Längsachse der Kolbenstange ist.
Dämpfer nach Anspruch 2, 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, ferner umfassend: ein Zwischenrohr, das radial zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet ist, wobei sich das Zwischenrohr in Längsrichtung zwischen einem ersten Zwischenrohrende, das an dem ersten Innenrohrende anliegt, und einem zweiten Zwischenrohrende, das an einer inneren zylindrischen Oberfläche des Außenrohrs anliegt, erstreckt, so dass eine Reservekammer zwischen dem Zwischenrohr und dem Außenrohr definiert ist, und derart, dass die erste Arbeitskammer in Fluidverbindung mit einer Fluidtransportkammer angeordnet ist, die zwischen dem Zwischenrohr und dem Innenrohr angeordnet ist.
Dämpfer nach Anspruch 5, wobei das Außenrohr eine erste Öffnung einschließt, die in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer und dem Einlass des einzelnen Steuerventils angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt, wobei das Außenrohr eine zweite Öffnung einschließt, die in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer und der Akkumulatorkammer angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt, und wobei das Außenrohr eine dritte Öffnung einschließt, die in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer und der Reservekammer angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt.
Dämpfer nach Anspruch 5, wobei das Zwischenrohr mindestens eine spiralförmige Rippe einschließt, die sich spiralförmig um eine Außenfläche des Zwischenrohrs und nach außen in Richtung des Außenrohrs erstreckt.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei das Außenrohr einen geschlossenen Abschnitt und einen zylindrischen Abschnitt einschließt und wobei die Einlassventilanordnung einen Einlassventilkörper einschließt, der an einer inneren zylindrischen Oberfläche des zylindrischen Abschnitts des Außenrohrs anliegt.
Dämpfer nach Anspruch 8, ferner umfassend: ein Befestigungsanschlussstück, das am geschlossenen Abschnitt des Außenrohrs montiert ist.
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 einzelne Steuerventil betreibbar ist, um den Fluidstrom von der Fluidtransportkammer zu der Kollektorkammer zu regulieren.
Dämpfer nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Schwimmkolben, der verschiebbar in dem Außenrohr angeordnet ist, wobei die Akkumulatorkammer in Längsrichtung zwischen der Einlassventilanordnung und dem Schwimmkolben positioniert ist; und eine Druckkammer, die im Außenrohr positioniert ist, wobei die Druckkammer ein unter Druck stehendes Fluid enthält, das bewirkt, dass der Schwimmkolben in Richtung der Einlassventilanordnung vorgespannt wird.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei die Einlassventilanordnung ein Einwegventil ist, das einen Fluidstrom in nur einer Richtung von der Akkumulatorkammer zu der zweiten Arbeitskammer als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens weg von der Einlassventilanordnung zulässt, wobei der Kolben eine Kolbenventilanordnung einschließt, die mindestens einen Kompressionsdurchgang und ein Kompressionsventil umfasst, und wobei die Kolbenventilanordnung ein Einwegventil ist, das einen Fluidstrom durch den mindestens einen Kompressionsdurchgang von der zweiten Arbeitskammer zu der ersten Arbeitskammer als Reaktion auf eine Bewegung des Kolbens in Richtung der Einlassventilanordnung zulässt.
Dämpfer nach Anspruch 1, wobei das Außenrohr eine erste Öffnung einschließt, die in Fluidverbindung mit der Fluidtransportkammer und dem Einlass des ersten Steuerventils angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt, und wobei das Außenrohr eine zweite Öffnung einschließt, die in Fluidverbindung mit der Kollektorkammer und der Akkumulatorkammer angeordnet ist und sich zwischen diesen erstreckt.