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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Dämpfersystem mit mehreren Schwingungsdämpfern für ein Kraftfahrzeug
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Schwingungsdämpfer benutzt
man bei Fahrzeugdämpfersystemen
zum Dämpfen
von Schwingungen. Dazu werden die Schwingungsdämpfer zwischen Karosserie und
Radaufhängung
angeordnet. Der Kolben des Schwingungsdämpfers wird über eine
Kolbenstange an der Karosserie des Fahrzeuges befestigt. Da der
Kolben in der Lage ist, den Dämpfungsmittelübertritt
in der Arbeitskammer des Schwingungsdämpfers zu begrenzen, wenn dieser ein-
bzw. ausfährt,
wirkt die entstehende Dämpfungskraft
der Schwingung entgegen, die ansonsten von der Radaufhängung auf
die Karosserie übertragen werden
würde.
Je stärker
der Dämpfungsmittelübertritt
in der Arbeitskammer vom Kolben beschränkt wird, desto höher sind
die Dämpfungskräfte, die
im Schwingungsdämpfer
erzeugt werden.
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Für die Bestimmung
der richtigen Dämpfungskraft
gelten im wesentlichen drei Fahrzeugeigenschaften, nämlich Fahrkomfort,
Lenkverhalten und Bodenhaftung. Der Fahrkomfort ist oft abhängig von
der Federkonstanten der Hauptfedern des Fahrzeugs, sowie von der
Federkonstanten der Sitze, Reifen und des Schwingungsdämpfers.
Das Lenkverhalten ist abhängig
von der Fahrzeuglage, d.h. von Nicken, Wanken und Gieren. Für ein optimales Fahrverhalten
werden verhältnismäßig hohe
Dämpfungskräfte gefordert,
um zu starke Änderungen
der Fahrzeuglage während
der Kurvenfahrt, Beschleunigung und Bremsen zu vermeiden. Die Bodenhaftung ist
für gewöhnlich von
der Haftung zwischen Straße und
Reifen abhängig.
Um die Bodenhaftung zu optimieren, werden hohe Dämpfungskräfte gefordert, wenn auf rauen
Fahrbahnbelägen
gefahren wird, um zu vermeiden, dass die Haftung der Räder am Boden während längerer Zeitspannen
ausbleibt.
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Da
somit abhängig
von den Fahreigenschaften die Höhe
der Dämpfungskräfte des
Schwingungsdämpfers
unterschiedlich ist, sollen die Dämpfungskräfte variabel und einstellbar
sein. Hierzu ist beispielsweise aus der
US 4,890,858 bekannt, zum Steuern
eines Schwingungsdämpfers
ein Drehventil zu verwenden.
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Ein
anderes Verfahren zum Ändern
der Dämpfungseigenschaften
eines Schwingungsdämpfers
ist in der europäischen
Patentanmeldung
EP 186 908
A2 erläutert.
Hier erfasst ein Steuergerät
den Abstand zwischen der Karosserie und dem Vorderrad, um das Fahrbahnprofil
zu bestimmen. Ein Drehventil in jedem hinteren Schwingungsdämpfer wird
dann so eingestellt, dass diese die gewünschte Dämpfungskraft liefern.
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Ein
weiteres Verfahren zum Ändern
der Dämpfungseigenschaften
eines Schwingungsdämpfers
findet sich in der
US 4,600,215 .
Hier wird ein Ultraschallgeber benutzt, die senkrechte Verschiebung der
Karosserie gegenüber
der Fahrbahnoberfläche zu
bestimmen. Das Ausgangssignal wird mit einem Referenzsignal verglichen,
das von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig ist. Das Ergebnis des
Vergleichs liefert eine Anzeige für das Fahrbahnprofil und wird
von dem Steuergerät
des Federsystems dazu benutzt, ein Drehventil in jedem Schwingungsdämpfer einzustellen.
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Manchmal
ist ein Dämpfersystem
wünschenswert,
bei dem ein einziges elektronisches Steuermodul in der Lage ist,
die von jedem Schwingungsdämpfer
erzeugten Dämpfungskräfte zu steuern.
Wenn auch ein solches System bestimmte Vorteile im Vergleich zu
solchen Federsystemen aufweist, bei denen jeder Schwingungsdämpfer unabhängig von
einem eigenen Steuermodul gesteuert wird, sind solche Systeme nicht
brauchbar, wenn man längere
Verdrahtungswege vermeiden will, die erforderlich sind, wenn ein
einziges Steuermodul Verwendung findet. Somit gibt es Umstände, in
denen es wünschenswert
ist, ein getrenntes Steuermodul für jeden Schwingungsdämpfer zu
haben, das in der Lage ist, die Dämpfungskräfte eines zugehörigen Schwingungsdämpfers einzustellen,
ohne dass eine elektrische Verbindung mit den anderen Schwingungsdämpfern erforderlich
ist.
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Ein
derartiges Dämpfersystem
ist aus der
DE 39 18
735 A1 bekannt, von dem im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 ausgegangen wird. Bei dem dort gezeigten Dämpfersystem ist jedem Rad und
somit jedem Schwingungsdämpfer
eine Reglereinheit zugeordnet, wobei die Signal- und Informationsverarbeitung
der Reglereinheiten – ungeachtet
eventueller gemeinsamer elektronischer oder elektromechanischer
Hardware-Komponenten – vorzugsweise
voneinander unabhängig
erfolgt. Jeder Regiereinheit ist eine Sensoreinrichtung zugeordnet,
die aus zwei Sensoren besteht. Diese Anordnung bedingt somit immer
noch eine relativ komplizierte Verdrahtung zwischen Schwingungsdämpfern,
Steuermodulen und Sensoren.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämpfersystem
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung so weiterzubilden,
dass die Verdrahtung zwischen Schwingungsdämpfern, Steuermodulen und Sensoren
vereinfacht werden kann und dennoch eine hohe Steuergenauigkeit
zum Steuern der Dämpfereigenschaften
sichergestellt bleibt.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäß ausgebildeten Dämpfersystem
ist jedes Steuermodul nahe dem zugehörigen Schwingungsdämpfer an
der Karosserie des Fahrzeuges befestigt. Außerdem bildet der Beschleunigungsmesser
ein Teil des Steuermoduls. Dies ermöglicht die Verwendung sehr
kurzer Verbindungsleitungen zwischen den einzelnen Komponenten des
Dämpfersystems,
was die hierzu erforderliche Verdrahtung entsprechend vereinfacht.
Da dennoch für
jeden Schwingungsdämpfer
ein eigener Beschleunigungsmesser und eine eigene Steuerung vorgesehen
ist, ist eine hohe Steuergenauigkeit sichergestellt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen
hervor.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit Schwingungsdämpfern;
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2 einen
Schnitt durch einen Schwingungsdämpfer
mit automatischem Dämpfungssystem
gemäß der Erfindung;
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3 einen
Schnitt, teilweise weggebrochen, des unteren Teils des Schwingungsdämpfers in 2;
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4 einen
Schnitt längs
der Linie 4-4 in 3;
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5 einen
Schnitt längs
der Linie 5-5 in 3;
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6 einen
Schnitt durch den oberen Teil des in 3 dargestellten
Drehventils;
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7 eine
Explosionsdarstellung des unteren Teils der in 3 gezeigten
Kolbenstange mit Betätigungseinrichtung,
Drehventil und Kolben;
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8 und 9 vergrößerte Ansichten
der in 3 dargestellten Bürstenscheibe;
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10 und 11 vergrößerte Darstellungen
der in 3 gezeigten Kodierscheibe;
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12 eine
Seitenansicht des elektronischen Steuermoduls der 1;
und
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13 ein
Schaltbild eines Teils des Steuermoduls in 12.
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In 1 sind
vier Schwingungsdämpfer 10 in der
erfindungsgemäßen Ausführungsform
dargestellt. Die Dämpfer 10 sind
im Zusammenhang mit einem Fahrzeug 12 gezeigt, das eine
hintere Radaufhängung 14 mit
einer sich quer erstreckenden Hinterachse (nicht gezeigt) für die Hinterräder 18 besitzt. Die
Hinterachse ist am Fahrzeug 12 mit zwei Schwingungsdämpfern 10 und
zwei Schraubenfedern 20 befestigt. Auch besitzt das Fahrzeug 12 eine
Vorderradaufhängung 22 mit
einer sich quer ersteckenden Vorderachse (nicht gezeigt) für die Vorderräder 26.
Die Vorderachse ist mit dem Fahrzeug 12 über zwei
weitere Schwingungsdämpfer 10 und
Schraubenfedern 28 verbunden. Die Schwingungsdämpfer 10 dienen zum
Dämpfen
der Bewegungen der ungefederten Abschnitte (d.h. der vorderen und
hinteren Radaufhängung 22 und 14)
und der gefederten Abschnitte (d.h. der Karosserie 30)
des Fahrzeugs 12. Abgesehen von der Darstellung des Fahrzeugs 12 als
Pkw läßt sich
der Schwingungsdämpfer 10 auch
für andere
Fahrzeuge einsetzen. Ferner sollen unter dem Ausdruck "Schwingungsdämpfer" auch McPherson-Federbeine
verstanden werden.
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Zum
automatischen Einstellen der Schwingungsdämpfer 10 sind diese
an ein Steuermodul 34 angeschlossen. Die Steuermodule 34 dienen
zum Steuern der Betriebsweise aller Schwingungsdämpfer 10, um die passenden
Dämpfereigenschaften
abhängig
von der Bewegung der Karosserie 30 des Fahrzeugs 12 zu
liefern. Dabei ist es für
gewöhnlich wünschenswert,
sanft zu dämpfen,
wenn die Bewegungsfrequenz der Karosserie 30 nahe dem Schwingungsdämpfer 10 geringer
als 0,4 Hz und über
10 Hz ist. Ferner ist es für
gewöhnlich
wünschenswert,
hart nur dann zu dämpfen,
wenn die Beschleunigung der Karosserie 30 im Bereich des
Schwingungsdämpfers einen
bestimmten Wert überschreitet,
auch wenn die Beschleunigungsfrequenz zwischen 0,4 und 10 Hz liegt.
Jedes Steuermodul 34 dient zum Erzeugen eines elektronischen
Steuersignals zum Einstellen der Dämpfungseigenschaften des angeschlossenen Schwingungsdämpfers 10.
Außerdem
ist jedes Steuermodul 34 in der Lage, die Betriebsweise
des mit ihm verbundenen Schwingungsdämpfers 10 unabhängig zu
steuern, ohne mit den anderen Steuermodulen 34 oder den
anderen Schwingungsdämpfern 10 elektrisch
zu interagieren. Somit ist weniger Verdrahtung erforderlich, als
wenn alle Schwingungsdämpfer 10 von
einem einzigen Modul aus gesteuert werden.
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Zur
Befestigung des Dämpfers 10 am
Fahrzeug 12 besitzt dieser ein oberes Lager 38 und
ein unteres Lager 40. Das obere Lager 38 ist mit
dem oberen Deckel 42 des Dämpfers 10 durch Schweißen verbunden
und ist an der Karosserie 30 befestigt. Ebenso ist das
untere Lager 40 am unteren Deckel 44 des Dämpfers 10 befestigt
und dient zur Befestigung an einer Radaufhängung 14 bzw. 22.
Der Fachmann erkennt, daß zur
Befestigung des dämpfers 10 am
Fahrzeug 12 auch andere Mittel vorgesehen sein können.
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Der
Dämpfer 10 besteht
aus einem inneren Rohr 48, welches die Arbeitskammer 50 umschließt. In der
Kammer 50 liegt ein Kolben 52, der mit einem Ende über eine
Kolbenverlängerung 54 an
der Kolbenstange 56 befestigt ist. Gemäß 7 besteht
der Kolben 52 aus einem Gehäuse 58 mit mehreren
Stufen (nicht gezeigt) an der Außenfläche des Gehäuses 58. Die Stufen
dienen zum Einsetzen einer Teflonhülse 62 zwischen dem
Gehäuse 58 und
dem inneren Rohr 48. Die Teflonhülse 62 verringert
die Reibkräfte.
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Der
Aufwärtshub
des Kolbens 52 ist von einer radialen Schuhter 68 an
der Verlängerung 54 begrenzt.
Der Abwärtshub
des Kolbens 52 ist von einer Schraubmutter 66 oder
einem entsprechenden Befestigungselement begrenzt, das auf dem unteren Teil 70 der
Kolbenverlängerung 54 aufgeschraubt
ist. Eine Schraubenfeder 72 liegt konzentrisch zur Mutter 66 und
ist mit ihrem unteren Ende an einem radialen Außenflansch 74 am unteren
Ende der Mutter 66 abgestützt. Das obere Ende der Feder 72 liegt
am Federhalter 76 an, der auf die Unterseite einer Ventilscheibe 78 wirkt,
um diese in Dichteingriff mit dem Kolbengehäuse 58 zu drücken.
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Ein
Bodenventil 80 liegt am unteren Ende des Innenrohres 48 und
steuert das Strömungsmittel zwischen
dem Arbeitsraum 50 und einem Vorratsraum 82. Dieser
Vorratsraum 82. wird vom Ringraum zwischen der Außenseite
des Innenrohres 48 und der Innenseite des äußeren Rohres 46 gebildet.
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Der
Dämpfer 10 besitzt
ferner ein Verbindungsstück
(nicht gezeigt) im oberen Deckel 42. Das Verbindungsstück dient
zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen einem biegsamen
Kabel 90 zum Anschluß der
Betätigungseinrichtungen
und Kabel 92, die zum Steuermodul 34 des zugehörigen Dämpfers 10 führen. Der
Steckanschluß 88 ist
bei Pave Technology käuflich,
kann auch gegen andere Verbinder ausgetauscht werden.
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Außerdem besitzt
der Schwingungsdämpfer 10 allgemein
tassenförmige
obere und untere Endkappen 94 und 96. Diese Endkappen 94 und 96 sind an
entgegengesetzten Enden des Gehäuses 46 in passender
Weise, wie Schweißen,
befestigt. Die Endkappen 94 und 96 dienen zum
Abdichten der Enden des Innenrohres 48.
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Für den steuerbaren
Strömungsmittelaustausch
zwischen dem oberen und unteren Teil der Arbeitskammer 50 ist
ein Drehventil 98 vorgesehen. Dieses steuert den Dämpfer-Flüssigkeitsaustausch zwischen
den beiden Abschnitten der Arbeitskammer 50 am Kolben 52 vorbei.
Wird so ein hartes Ein- und Ausfedern gewünscht, so kann das Drehventil 98 geschlossen
werden, so daß Dämpferflüssigkeit
nur durch den Kolben 52 strömt. Wünscht man ein weiches Ein-
und Ausfedern, so öffnet
das Drehventil 98, so daß das Volumen an Strömungsmittel
für den
Austausch zwischen den Abschnitten der Arbeitskammer 50 vergrößert wird.
Das Strömungsmittelvolumen durch
das Drehventil 98 wird von einem Stellglied eingestellt,
das nachstehend beschrieben wird und an das Steuermodul 34 angeschlossen
ist.
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Das
Drehventil 98 weist eine ringförmige Hülse 100 mit Öffnungen
auf, die in der Kolbenstange 56 koaxial angeordnet ist.
Der untere Teil der Hülse 100 besitzt
einen Abschnitt 102 mit verringertem Durchmesser, der zusammen
mit einem Abschnitt 104 vergrößerten Innendurchmessers der
Kolbenstange 56 einen Hohlraum 106 abteilt. Flüssigkeit
aus dem oberen Teil des Arbeitsraums 50 strömt durch
mehrere, wie vier Kanäle 174 am
Umfang des unteren Abschnitts der Kolbenverlängerung 54 in den
Hohlraum 106 und aus ihm heraus. Um die Hülse 100 nach oben
abzustützen,
ist eine Tellerfeder 124 vorgesehen. Die Feder 124 liegt
zwischen dem unteren Ende der Hülse 100 und
dem oberen Teil der Kolbenverlängerung 54 und
drückt
die Hülse 100 nach
oben. Die Hülse 100 besitzt
auch eine Schulter 126 zur Anlage am Sondengehäuse des
Stellgliedes, um eine Bewegung der Hülse 100 nach oben
zu begrenzen. Damit keine Dämpferflüssigkeit
zwischen der Hülse 100 und
der Verlängerung 54 strömen kann,
ist eine Ringdichtung 128 vorgesehen. Diese liegt in einer
Ringnut 130 im axialen Teil 132 der Kolbenverlängerung 54.
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Die
Hülse 100 hat
mehrere Öffnungen 112–114 und 120–122.
Die Mittelpunkte der Öffnungen 112 und 114 liegen
in einer Ebene rechtwinklig zur Achse der Hülse 100. Die Öffnungen 120 und 122 sind
axial gegenüber
den Öffnungen 112 und 114 versetzt
und liegen auf einer Ebene rechtwinklig zur Achse der Hülse 100 und
in einem Winkel von 180° einander
gegenüber.
Außerdem
haben die Öffnungen 120 und 122 einen
Durchmesser, der vorzugsweise gleich oder größer ist als der Durchmesser
der Öffnungen 112 und 114.
Wegen ihres verhältnismäßig großen Durchmessers
ergibt sich ein weiches Ein- und Ausfedern beim Strömungsmittelaustausch durch
die Öffnungen 112, 114, 120 und 122.
Wird dieser Austausch durch diese Öffnungen abgesperrt, so ergibt
sich ein hartes Ein- und Ausfedern, da der Strömungsmittelaustausch nur vom
Kolben 52 bestimmt wird.
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Um
den Durchfluß von
Dämpferflüssigkeit durch
die Öffnungen 112 bis 114 in
der Hülse 100 zu steuern,
besitzt das Drehventil 98 ferner eine ringförmige Blendenhülse 134 mit
einem oberen geschlossenen Ende 136 und einer zentrischen
Ausnehmung 138. Die Blendenhülse 134 liegt koaxial
innerhalb der Hülse 100,
wobei die äußere Umfangsfläche der Blendenhülse 134 neben
der inneren Umfangsfläche der
Hülse 100 liegt.
Die Blendenhülse 134 hat
mehrere Öffnungen 140 bis 146.
Die Öffnungen 140 und 142 liegen
symmetrisch zu einer Ebene, die axial den Mittelpunkt der Blendenhülse 134 schneidet,
während
die Öffnungen 144 und 146 symmetrisch
zu einer Ebene liegen, die axial den Mittelpunkt der Blendenhülse 134 schneidet.
Die Mittelpunkte der Öffnungen 140 und 142 liegen
innerhalb der von den Mittelpunkten der Öffnungen 112 und 114 in
der Hülse 100 gebildete
Ebene. Ebenso liegen die Mittelpunkte der Öffnungen 144 und 146 in
der von den Mittelpunkten der Öffnungen 120 und 122 in
der Hülse 100 gebildeten
Ebene. Wie noch beschrieben wird, steuert eine Drehung der Blendenhülse 134 das
Volumen der Dämpfungsflüssigkeit
durch die Öffnungen 140 bis 144 der
Blendenöffnung 134 und
die Öffnungen 112 bis 114 und 120 bis 122 in
der Hülse 100.
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Wird
die Blendenhülse 134 so
gedreht, daß die Öffnungen 140 bis 146 in
der Blendenhülse 134 mit
den Öffnungen 112, 114, 120 und 122 in
der Hülse 100 fluchten,
so kann Flüssigkeit
zwischen den oberen und unteren Teilen des Arbeitsraums 50 durch
die Öffnungen 140 bis 146 und
die Öffnungen 112, 114, 120 und 122 ausgetauscht
werden. Da die Öffnungen 112, 114, 120 und 122 in
der Hülse 100 relativ
groß sind,
ergibt sich ein weiches Ein- und Ausfedern. Wird die Blendenhülse weiter
gedreht, so daß die Öffnungen 140 bis 146 in
der Blendenhülse 134 nicht
mit einer der Öffnungen 112 bis 114 und 120 bis 122 in
der Hülse 100 fluchten,
so wird das Durchströmen
von Flüssigkeit
durch das Drehventil 98 gesperrt. Somit wird der Strömungsmittelaustausch zwischen
dem unteren und oberen Teil des Arbeitsraums 50 allein
durch den Kolben 52 bestimmt, der ein festes Dämpfungsverhalten
liefert. Man bemerkt, daß die Öffnungen 120 und 122 in
der Hülse 100 und die Öffnungen 144 und 146 in
der Blendenhülse 134 in
Verbindung mit einem nachstehend erläuterten Rückschlagventil arbeiten.
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Die
Blendenhülse 134 besitzt
ferner eine axiale Verlängerung 148 am
geschlossenen oberen Ende 136 mit einem nach unten reichenden
Schlitz 152. Die Verlängerung 148 reicht
in den oberen Teil der Arbeitskammer 50 und ist mit dem
Schaft 154 des Stellgliedes verbunden, das zum Verdrehen
der Blendenhülse 134 dient.
Beim Drehen der Blendenhülse 134 werden
die Öffnungen 140 bis 146 in
der Blendenöffnung 134 selektiv
auf die Öffnungen 112 bis 114 und 120 bis 122 in
der Hülse 100 derart
ausgerichtet, daß der
Flüssigkeitsdurchgang
zwischen dem oberen und unteren Teil des Arbeitsraums 50 steuerbar
ist.
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Um
einen weichen Abwärtshub
gegenüber dem
Aufwärtshub
zu erzeugen, ist ein Rückschlagventil 160 vorgesehen.
Dieses besitzt eine ringförmige
Ventilhülse 162 koaxial
in der zentrischen Ausnehmung 138 der Blendenhülse 134.
Der untere Teil der Ventilhülse 162 hat
einen radialen Flansch 164, der am oberen Teil der Kolbenverlängerung 54 anliegt. Die
Ventilhülse 162 reicht
von der Kolbenverlängerung 54 in
Richtung auf den oberen Teil des Arbeitsraums an einem Punkt, der
gerade unterhalb der Öffnungen 144 bis 146 in
der Blendenhülse 134 liegt. Die
Ventilhülse 162 hat
mehrere radiale Öffnungen 166,
deren Mittelpunkte in einer Ebene liegen, die mit der Ebene zusammenfällt, die
von den Mittelpunkten der Öffnungen 120 bis 122 in
der Hülse 100 gebildet ist.
Somit ist Dämpferflüssigkeit
in der Lage, über
die Öffnungen 166 in
der Ventilhülse 162 und
die Öffnungen 120 bis 122 in
der Hülse 100 zwischen
dem oberen und unteren Teil des Arbeitsraums 50 zu strömen, wenn
die Öffnungen 144 bis 146 in
der Blendenhülse 134 mit
den Öffnungen 120 bis 122 der
Hülse 100 fluchten.
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Das
Rückschlagventil 160 besitzt
ferner ein Schließglied 168 in
der zentralen Ausnehmung 138 der Blendenhülse 134 koaxial
zur Ventilhülse 162 an deren
oberen Stirnseite. Das Schließglied 168 hat
einen radialen Flansch 170, der mit der oberen Stirnseite
der Ventilhülse 162 zusammenwirkt.
Sitzt das Schließglied 168 auf
der oberen Stirnseite der Ventilhülse 162 auf, so ist
der Durchgang von Dämpferflüssigkeit
zwischen dem oberen und unteren Teil des Arbeitsraums 50 durch
die Öffnungen 120 bis 122 sowie 144 und 146 abgesperrt.
Ist jedoch das Schließglied 168 von
der Stirnseite abgehoben, so kann Dämpferflüssigkeit zwischen dem oberen
und unteren Teil der Arbeitskammer 50 durch das Rückschlagventil 160 ausgetauscht
werden, nämlich durch
die Öffnungen 120 bis 122 und 144, 146.
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Zum
Andrücken
des Schließgliedes 168 an die
obere Stirnseite der Ventilhülse 162 ist
eine Feder 172 vorgesehen, die in der zentrischen Ausnehmung 138 der
Blendenhülse 134 zwischen
dem oberen geschlossenen Ende 136 der Blendenhülse 134 und dem
Flansch 170 des Schließgliedes 168 liegt. Übersteigt
der Druck im unteren Teil des Arbeitsraums 50 den Druck
im oberen Teil, so drückt
die auf die Schließglied 168 wirkende
Kraft die Feder 172 zurück und
die Feder 172 wird zusammengedrückt, so daß Dämpferflüssigkeit in der Ventilhülse 162 von
der Ventilhülse 162 durch
die Öffnungen 144 und 146 der Blendenhülse 134 und
die Öffnungen 120 bis 122 in der
Hülse 100 in
den Hohlraum 106 strömt,
wenn die Öffnungen 120 bis 122 mit
den Öffnungen 144 und 146 fluchten.
Die Dämpferflüssigkeit
im Hohlraum 106 kann dann zum oberen Teil des Arbeitsraums 50 über die Öffnungen 174 in
der Kolbenverlängerung 154 strömen, um
einen relativ weichen Abwärtshub zu
erzeugen. Dabei drückt
die Feder 172 das Schließglied 168 auf die
obere Stirnseite der Ventilhülse 162,
so daß keine
Dämpferflüssigkeit
aus dem oberen Teil des Arbeitsraums 50 in den unteren
Teil über
die Öffnungen 120 bis 122 in
der Hülse 100 und die Öffnungen 144 bis 146 in
der Blendenhülse 134 strömen kann.
Damit wird vom Rückschlagventil 160 ein
relativ fester Aufwärtshub
erzeugt.
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Hieraus
ergibt sich, daß die
auf die Blendenhülse 134 wirkenden
Kräfte
ausgeglichen sind. So sind beispielsweise die auf die Blendenhülse 134 von der
durch die Öffnungen 112 und 120 strömende Dämpferflüssigkeit
ausgeübten
Kräfte
von der durch die Öffnungen 114 und 122 strömenden Flüssigkeit ausgeglichen.
Außerdem
ist die auf das obere geschlossene Ende 136 der Blendenhülse 134 von
der Dämpferflüssigkeit
in der zentralen Ausnehmung 138 wirkende Kraft von der
Kraft ausgeglichen, die vom Druck der Dämpferflüssigkeit in der Ringausnehmung 156 herrührt, die
aus der zentralen Ausnehmung 138 durch den Kanal 155 beaufschlagt
ist. Außerdem
sind die Blendenhülse 134 und
die Ventilhülse 162 in
ihrer Drehung unabhängig,
so daß die
auf das Rückschlagventil 160 wirkenden
Kräfte
nicht auf die Blendenhülse 134 übertragen
werden. Da die auf die Blendenhülse 134 einwirkenden
Kräfte
ausgeglichen sind, kann das später
erläuterte
Stellglied die Blendenhülse 134 ohne
zu hohe Reibungskräfte
verdrehen. Da das Stellglied deshalb die Blendenhülse mit
größerer Winkelgeschwindigkeit
verdrehen kann, verringert sich die Stellzeit des Drehventils 98.
Außerdem
ist die erwartete Lebensdauer des Drehventils 98 und des
Stellgliedes vergrößert, da
auf diese Bauteile geringere mechanische Beanspruchungen wirken.
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Um
das Drehventil 98 zu betätigen, ist ein Stellglied 176 innerhalb
der Kolbenstange koaxial angeordnet. Das Stellglied 176 dient
zum Drehen der Blendenhülse 134,
so daß das
Drehventil 98 den Durchfluß von Dämpferflüssigkeit zwischen dem oberen
und unteren Teil des Arbeitsraums 50 steuert. Das Stellglied 176 hat
einen Motor/Getriebeteil 178 und einen Sensorteil 118,
die von einer kreisförmigen Tragplatte 182 getrennt
sind, die am Motor/Getriebeteil 178 mit mehreren Schrauben
(nicht gezeigt) befestigt ist. Die Tragplatte 182 liegt
an einer Schulter 126 in der Kolbenstange 56,
um das Stellglied 176 nach oben festzuhalten. Außerdem besteht
der Sensorteil 180 aus einem Sensorgehäuse 188, das an der Schulter 126 der
Hülse 100 anliegt,
um das Stellglied 176 nach unten zu halten. Das Sensorgehäuse 188 hat
eine Öffnung 190 zur
Aufnahme des Vorsprungs 148 der Blendenhülse 134 und
eines Schaftes 154 des Stellgliedes 176. Der Schaft 154 ist
am Ende 192 rechtwinklig und greift in den Schlitz 152 des
Vorsprungs 148. Damit kann über eine Drehung des Schaftes 154 der
Vorsprung 148 und die Blendenhülse 134 verdreht werden.
Das Sensorgehäuse 188 besitzt
ferner eine Ausnehmung 194 am unteren Ende, in der eine
Ringdichtung 196 sitzt. Damit ist ein Durchfluß von Dämpferflüssigkeit
zwischen dem Sensorgehäuse 188 und
dem Vorsprung 148 der Blendenhülse 134 vermieden.
Außerdem
sitzt eine Ringdichtung 197 neben der Innenfläche der
Kolbenstange 56 zwischen dem Sensorgehäuse 188 und der Hülse 100,
um den Durchtritt von Dämpferflüssigkeit
zu verhindern. Eine Ringscheibe 198 liegt zwischen dem
Sensorgehäuse 188 und
dem oberen geschlossenen Ende 136 der Blendenhülse 134,
so daß sich
diese nicht nach oben verschieben kann. Das Stellglied 176 wird
beispielsweise bei Copal Co., Ltd. hergestellt.
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Um
die Winkellage der Blendenhülse 134 zu kodieren,
weist das Stellglied 176 ferner eine kreisförmige Kodierscheibe 200 auf,
die in den 10 und 11 gezeigt
ist. Die Kodierscheibe 200 hat einen ebenen Träger 202 und
mehrere geätzte
Leiter 204 und 206. Der Träger 202 hat zwei radial
nach innen reichende ausgenommene Bereiche 210 und 212 am
Umfang, in denen Schrauben (nicht gezeigt) sitzen, um die Kodierscheibe 200 an
mehreren axialen Vorsprüngen
(nicht gezeigt) an der kreisförmigen Tragplatte 182 zu
befestigen. Eine kreisförmige Stützplatte 218 liegt
zwischen den Vorsprüngen
der Tragplatte 182 und der Kodierscheibe 200,
um diese zu stützen.
Die Kodierscheibe 200 besitzt ferner eine zentrische Öffnung 220 für den Schaft 154 des
Stellgliedes 176, sowie mehrere am Umfang liegende Stifte 224 und 226.
Diese liegen rechtwinklig zur Ebene des Trägers 202 und dienen
zur elektrischen Verbindung mit einem biegsamen Kabel 90 für den Anschluß der Kodierscheibe 200 an
den Verbinder 88.
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Die
Kodierscheibe 200 wird zusammen mit einer Bürstenscheibe 230 verwendet,
um die Position der Blendenhülse
elektrisch anzuzeigen. Gemäß den 8 und 9 besitzt
die Bürstenscheibe 230 eine Trägerscheibe 232 mit
einem darauf liegenden Leiter 234. Der Leiter 234 ist
am Träger 232 der
Bürstenscheibe 230 mit
einer Schraube 236 und den Stellstiften 238 und 240 festgelegt,
die auf dem Träger 232 angeordnet
sind und Öffnungen
im Leiter 234 erfassen. Der Leiter 234 besitzt
axial einen Bürstenteil 242,
der auf den Leitern 204 und 206 der Kodierscheibe 200 in
der unten beschriebenen Weise schleift. Die Bürstenscheibe 230 besitzt
ferner eine zentrische Öffnung 244 für den Schaft 154 des
Stellgliedes 176.
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Der
Bürstenteil 242 und
die Leiter 204 und 206 liegen so, daß beim Schleifen
des Bürstenteils 242 auf
der Kodierscheibe 200 in der weiter unten erläuterten
Weise die relativen Potentiale der Leiter 204 und 206 zur
Bestimmung benutzt werden können,
ob die Öffnungen 140 bis 146 der
Blendenhülse 134 mit
den Öffnungen 112, 114, 120 und 122 fluchten
(um ein weiches Ein- und Ausfedern zu erzeugen), oder aber um zu
bestimmen, ob diese Öffnungen 140 bis 146 und 112 bis 114 und 120 bis 122 nicht
miteinander fluchten (so daß ein
hartes Ein- und Ausfedern erzeugt wird).
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Gemäß den 10 und 11 besitzen
die Leiter 204 und 206 der Kodierscheibe 200 konzentrische
Abschnitte 246 und 248 und einen radialen Abschnitt 252 und 254.
Die radialen Abschnitte 252 und 254 der Leiterbahn 204 und 206 stehen
elektrisch mit den Zapfen 224 bzw. 226 in Verbindung.
Der konzentrische Abschnitt 248 des Leiters 206 liegt
der Öffnung 220 am
nächsten,
während
der konzentrische Abschnitt 226 des Leiters 204 von
der Öffnung 220 weiter
weg liegt als der konzentrische Abschnitt 248 der Leiterbahn 206.
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Der
konzentrische Abschnitt 246 der Leiterbahn 240 besteht
aus den Bereichen A, B und C. Die radial innerste Kante der Bereiche
A und C liegt radial näher
an der Öffnung 220 als
die radial innersten Kanten des Bereiches B und F. Außerdem sind
die radial äußersten
Kanten der Bereiche A bis C auf im wesentlichen dem gleichen radialen
Abstand von der Öffnung 220.
Da der Bürstenteil 242 der
Bürstenscheibe 230 nur
die Leiterbahn 204 in den Bereichen A und C kontaktieren
kann, zeigt die Kodierscheibe 200 den Übergang in den Dämpfungseigenschaften in
der noch zu beschreibenden Weise an.
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Liegt
der Bürstenteil 242 der
Bürstenscheibe 230 im
Bereich A der Leiterbahn 204, so stellt die Bürste eine
elektrische Verbindung zwischen der Leiterbahn 204 und 206 her.
Da die Leiterbahn 206 geerdet ist, liegt die Spannung an
der Leiterbahn 204 auf Massepotential. Das Steuermodul 430 verarbeitet
das Massepotential der Leiterbahn 204 in der noch zu beschreibenden
Weise und zeigt an, daß die Blendenhülse 134 in
eine Position gedreht worden ist, die ein weiches Ein- und Ausfedern vermittelt.
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Wenn
der Bürstenteil 242 weiter
im Gegenuhrzeigersinn in den Bereich B des Leiters 204 dreht, so
endet der Kontakt zwischen dem Bürstenteil 242 und
dem Leiter 204, was für
das Steuermodul 34 bedeutet, daß die Blendenhülse 134 so
eingestellt ist, daß ein
hartes Ein- und Ausfedern erzeugt wird. Dreht sich der Bürstenteil 242 weiter
im Gegenuhrzeigersinn und verbindet den Bereich A des Leiters 204 und
den Leiter 206, so geht die Spannung am Leiter 204 auf
Massepotential. Das Steuermodul 34 erkennt das Massepotential
am Leiter 204 und zeigt an, daß die Blendenhülse 134 in
eine Position verdreht ist, die ein weiches Ein- und Ausfedern liefert. Ein
weiteres Drehen der Bürstenscheibe 230 im
Gegenuhrzeigersinn mittels des Schaftes 154 beendet den
Kontakt des Bürstenteils 242 zwischen
der Leiterbahn 204 und der Leiterbahn 206 und
dies erkennt das Steuermodul 34 als Anzeige dafür, daß die Blendenhülse 134 auf
ein hartes Ein- und Ausfedern eingestellt ist. Bei einer weiteren
Drehung der Bürstenscheibe 230 kontaktiert
der Bürstenteil 242 den
Bereich A der Leiterbahn 204, so daß das Steuermodul 34 den
Schwingungsdämpfer 10 in
der beschriebenen Weise einstellt.
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Das
Steuermodul 34 besitzt ein Gehäuse 256 zur Befestigung
am Fahrzeug 12. Im Gehäuse 256 sitzt
ein Beschleunigungsmesser 258 und eine Leiterkarte 260 zur
Aufnahme der elektronischen Komponenten. Der Beschleunigungsmesser 258 mißt die Beschleunigung
des Steuermoduls 34 und die Komponenten auf der Karte 260 dienen
zum Verarbeiten der Ausgangssignale des Beschleunigungsmessers 258,
um Steuersignale für
die Dämpfungseigenschaften
zu liefern. Das Steuermodul 34 ist zur Energieversorgung
mit dem Zündsystem
des Fahrzeugs 12 verbunden. Das Steuermodul 34 kann
an der Oberseite des Kotflügels
nahe dem Schwingungsdämpfer 10 angeordnet
sein, doch kann es auch an anderer Stelle des Fahrzeugs 12 liegen.
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Wie
vorbeschrieben, mißt
der Beschleunigungsmesser 258 die senkrechte Bewegung des Steuermoduls 34 und
liefert ein Ausgangssignal für diese
vertikale Bewegung. Das Ausgangssignal gelangt auf die Schaltungskarte 260 und
insbesondere auf den ersten Belag eines Kondensators 262 eines Filters 264.
Der Kondensator 262 dient als Koppelkondensator und bildet
einen Hochpaßfilter
für das Signal
des Beschleunigungsmessers 258, um Signale unter etwa 0,4
Hz abzuschwächen.
Der zweite Belag des Kondensators 262 ist an den einen
Anschluß des
Widerstandes 266 und des Widerstandes 268 gelegt.
Der zweite Anschluß des
Widerstandes 266 liegt an einer 5 V Spannungsquelle und
der zweite Anschluß des
Widerstandes 268 liegt an Masse. Die Widerstände 266 und 268 bilden
eine Vorspannung von etwa 2,5 V, die dem Signal des Beschleunigungsmessers 248 überlagert
wird.
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Der
zweite Belag des Kondensators 262 ist ferner an einen Tiefpaß-Filterteil
des Filters 264 angeschlossen, der die Widerstände 270 und 272 und Kondensatoren 274 und 276 aufweist.
Ein Anschluß des
Widerstandes 270 liegt an dem zweiten Belag des Kondensators 262 und
der zweite Anschluß des Widerstandes 270 liegt
am ersten Belag des Kondensators 274 und an dem ersten
Anschluß des
Widerstandes 272. Der zweite Anschluß des Kondensators 274 liegt
an Masse und der zweite Anschluß des
Widerstandes 272 am ersten Anschluß des Kondensators 276,
dessen zweiter Anschluß an
Masse liegt. Sind die Widerstände 270, 272 und
Kondensatoren 274, 276 in dieser Weise geschaltet,
so dienen sie als Tiefpaßfilter
zweiter Ordnung, das Signale abschwächt, die im Beschleunigungsmesser 258 mit
einer Frequenz von größer als
10 Hz erzeugt werden.
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Um
Mittel vorzusehen, die bestimmen, ob das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers 258 einen
positiven Beschleunigungsschwellwert überschreitet, ist eine erste
Vergleichsstufe 278 vorgesehen. Der invertierende Eingang
der ersten Vergleichsstufe 278 liegt am zweiten Anschluß des Widerstandes 272 und
der nicht invertierende Eingang an dem Abgriff eines ersten veränderlichen
Widerstandes 280, der ein Referenzsignal erzeugt. Der Fachmann
erkennt, daß dann,
wenn das dem nicht invertierenden Eingang der Vergleichsstufe 278 zugeführte Signal
das Signal des Beschleunigungsmessers 258 am invertierenden
Eingang 4 übersteigt,
der Ausgang der Vergleichsstufe 278 logisch hochgesetzt
wird.
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Um
Mittel vorzusehen, die bestimmen, ob der Ausgang des Beschleunigungsmessers 258 den negativen
Beschleunigungsschwellwert übersteigt, ist
eine zweite Vergleichsstufe 282 vorgesehen. Der nicht invertierende
Eingang dieser Ver gleichsstufe 282 liegt am Ausgang des
Beschleunigungsmessers 258 über den Kondensator 262 und
die Widerstände 270, 272.
Außerdem
liegt der invertierende Eingang an dem Abgriff eines zweiten veränderlichen
Widerstandes 284. Der V+ Pin 3 der Vergleichsstufe 282 liegt
an einer 5 V Spannung und der GND Pin 12 der Vergleichsstufe 282 liegt
an Masse. Wiederum erkennt der Fachmann, daß dann, wenn der Eingang am
nicht invertierenden Eingangspin 7 des Beschleunigungsmessers 258 über den
Kondensator 262 und die Widerstände 270 und 272 größer ist
als der vom nicht invertierenden Pin 6 der zweiten Vergleichsstufe 282 vom
zweiten variablen Widerstand 284 gelieferten Ausgang, so
wird das Ausgangssignal der zweiten Vergleichsstufe 262 am
Pin 1 hochgesetzt.
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Da
die Spannung am Abgriff des veränderlichen
Widerstandes 280 verändert
werden kann, läßt sich
der positive Beschleunigungssschwellwert einstellen, um sich zu ändern, wenn
harte Dämpfereigenschaften
erzeugt werden. Das heißt,
je größer die Spannung
am nicht invertierenden Eingangspin 5 vom variablen Widerstand 280 ist,
desto größer wird der
positive Beschleunigungsschwellwert. In entsprechender Weise wird
der negative Schwellwert umso größer, je
größer die
Spannung ist, die vom Abgriff des zweiten veränderlichen Widerstandes 284 auf den
invertierenden Eingangspin 6 der zweiten Vergleichsstufe 282 geführt wird.
Ein Ende der Verbindung der beiden Widerstände 280 und 284 ist
an die 5 V Spannung angeschlossen, während das andere Ende dieser
Widerstände
an Masse liegt.
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Um
Mittel zum Betätigen
des Stellgliedes 176 entsprechend dem Ausgangssignal der
beiden Vergleichsstufen 278 und 282 vorzusehen,
bedient man sich einer Logikschaltung 286. Diese besteht aus
einem UND-Gatter 288 und einem exklusiven ODER-Gatter 290.
Der Eingangspin 2 des UND-Gatters 288 erhält das Ausgangssignal
vom Pin 2 der ersten Vergleichsstufe 278. Der
Eingangspin 2 des UND-Gatters 288 ist ferner an
einen An schluß eines Endwiderstandes 292 gelegt,
dessen anderer Anschluß mit
der 5 V Spannungsquelle verbunden ist. Ebenso ist der Eingangspin 3 des
UND-Gatters 288 mit dem Ausgangspin 1 der zweiten
Vergleichsstufe 282 verbunden. Außerdem liegt der Eingangspin 3 des
UND-Gatters 288 an einem Anschluß eines Endwiderstandes 294,
dessen anderer Anschluß an
der 5 V Spannungsquelle liegt. Sind somit die Ausgänge beider
Vergleichsstufen niedrig gesetzt, so ist auch der Ausgang des UND-Gatters 288 niedrig.
Ist jedoch einer der Ausgänge
der Vergleichsstufen hoch gesetzt, so ist der Ausgang des UND-Gatters 288 niedrig.
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Der
Ausgangspin 1 des UND-Gatters 288 liegt am ersten
Eingang des exklusiven ODER-Gatters 290, dessen zweiter
Eingang mit der Kodierscheibe 200 verbunden ist. Außerdem ist
der zweite Eingang der Kodierscheibe 200 mit einem Anschluß eines
Endwiderstandes 296 verbunden, dessen anderer Anschluß an 5 V
liegt. Wenn also das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers 258 so groß ist, daß entweder
die Spannung am invertierenden Pin der ersten Vergleichsstufe 278 oder
am nicht invertierenden Pin der zweiten Vergleichsstufe 282 entweder
die positive oder negative Schwellwerteinstellung übersteigt,
dann wird das Ausgangssignal des UND-Gatters 288 niedrig
gesetzt, so daß damit eine
harte Dämpfercharakteristik
gewünscht
wird. Ist die Kodierscheibe 200 in einer solchen Lage,
daß der Schwingungsdämpfer 10 weiche
Dämpfereigenschaften
aufweist, so wird das Ausgangssignal des ODER-Gatters 290 hoch gesetzt und
damit rotiert das Stellglied 176 in noch zu beschreibender
Weise, um die harte Dämpfung
zu erzeugen. Andererseits, wenn die Kodierscheibe 200 bereits
in einer solchen Lage ist, daß der
Schwingungsdämpfer
harte Dämpfereigenschaften
erzeugt, so wird das Ausgangssignal des ODER-Gatters 290 niedrig
gesetzt, womit angezeigt ist, daß harte Dämpfereigenschaften bereits erzeugt
werden und deshalb das Stellglied 176 nicht betätigt werden
muß.
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Wenn
in ähnlicher
Weise das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers 258 so
groß ist, daß die Beschleunigung
des Steuermoduls 34 entweder größer als 10 Hz oder kleiner
als 0,4 Hz ist, oder wenn die Größe der Beschleunigung
innerhalb der positiven und negativen Schwellwerteinstellung liegt,
so wird das Ausgangssignal des UND-Gatters 288 hoch gesetzt
und zeigt somit an, daß weiche Dämpfereigenschaften
gewünscht
werden. Ist die Kodierscheibe 200 so positioniert, daß der Schwingungsdämpfer 10 harte
Dämpfereigenschaften
erzeugt, so schaltet der Ausgang des ODER-Gatters 290 auf
hoch um und damit rotiert das Stellglied 176, wie noch
beschrieben wird, um ein weiches Dämpfen zu erzielen. Wenn jedoch
die Kodierscheibe 200 bereits so positioniert ist, daß der Schwingungsdämpfer 10 weiche
Dämpfereigenschaften
erzeugt, so wird das Ausgangssignal des ODER-Gatters 290 niedrig gesetzt
und damit angezeigt, daß weiche
Dämpfereigenschaften
bereits erzeugt werden und deshalb das Stellglied 176 nicht
betätigt
werden muß.
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Zum
Ansteuern des Stellgliedes 176 abhängig vom Ausgangssignal der
logischen Schaltung 286 besitzt das Steuermodul 34 eine
Treiberstufe 298. Diese betätigt das Stellglied 176,
wenn die logische Schaltung 286 bestimmt, daß das Stellglied 176 angesteuert
werden soll. Die Treiberstufe 298 hat einen Darlington-Transistor 300 zum
Ansteuern der Treibertransistoren. Die Basis des Transistors 300 ist an
einen Anschluß eines
Strombegrenzungswiderstandes 302 angeschlossen, dessen
anderer Anschluß mit
dem ODER-Gatter 290 verbunden ist. Ferner ist die Basis
des Transistors 300 an einen Anschluß eines Vorspannwiderstandes 304 angeschlossen,
dessen anderer Anschluß an
Masse liegt. Der Kollektor des Transistors 300 ist über den
Widerstand 306 an die Spannung VCC mit
dem Nennwert 13,2 V angeschlossen. Der Emitter des Transistors 300 liegt
an Masse. Der Fachmann erkennt, daß eine relativ hohe Spannung
an die Basis des Transistors 300 gelegt wird und damit
der Transistor 300 leitfähig wird, wodurch die Spannung
am Kollektor des Transistors 300 verringert wird.
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Der
Kollektor des Transistors 300 ist an die Basis eines ersten
Feldeffekttransistors 308 über einen Widerstand 310 und
auch die Basis eines zweiten Feldeffekttransistors 312 angeschlossen.
Der Transistor 308 liefert Strom an das Stellglied 176, während der
Transistor 312 die Wicklungen des Stellgliedes 176 an
Masse legt. Der Fachmann erkennt, daß der Anschluß der Wicklungen
des Stellgliedes 176 an Masse dazu führt, daß die restliche EMK in den
Wicklungen des Stellgliedes 176 die Drehbewegung des Stellgliedes 176 wirksam
abbremst.
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Der
Drain des Transistors 308 liegt an der Spannung VCC, während
die Source des Transistors 308 an den Drain des Transistors 312 über den
Widerstand 314 angeschlossen ist. Ferner liegt die Source
des Transistors 312 an Masse und das Gate des Transistors 308 an
VCC über
den Transistor 316. Das Gate des Transistors 308 liegt über dem
Kondensator 318 an Masse. Der Fachmann erkennt, daß die am
Gate des Transistors 312 anliegende Spannung relativ gering
ist, wenn das Ausgangssignal der logischen Schaltung 286 hoch
gesetzt ist, so daß der Transistor 312 gesperrt
bleibt. Wenn somit die Spannung am Kollektor des Transistors 300 relativ
niedrig ist, so liegt am Gate des Transistors 308 über den
Widerstand 316 eine relativ hohe Spannung an, wie noch
erläutert
wird. Unter diesen Umständen
wird der Transistor 308 leitfähig und damit kann ein verhältnismäßig großer Strom
zum Stellglied 176 fließen. Wenn das Ausgangssignal
der logischen Schaltung 286 niedrig gesetzt ist, so ist
die Spannung am Kollektor des Transistors 300 relativ hoch.
Diese hohe Spannung schaltet den Transistor 312 durch und
erzeugt dadurch eine Niedrigspannung am Drain des Transistors 312,
die nicht ausreicht, um das Stellglied 176 zu drehen.
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Um
dafür zu
sorgen, daß die
Transistoren 308 und 312 nicht gleichzeitig durchschalten,
ist eine Sperrschaltung 318 vorgesehen. Diese hat einen Transistor 316,
dessen Emitter an VCC und dessen Kollektor
an eine Überspannungsschutzdiode 312 angeschlossen
ist. Die Basis des Transistors 316 liegt am Emitter des
Transistors 316 über
den Widerstand 322 und an dem Kollektor des Transistors 324 über den
Widerstand 326. Der Emitter des Transistors 324 liegt
an Masse und die Basis am Kollektor des Transistors 300 und
am Gate des Transistors 312 über den Widerstand 328.
Schließlich
liegt die Basis des Transistors 324 über den Widerstand 330 an
Masse.
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Der
Fachmann erkennt, daß die
Sperrschaltung 318 dafür
sorgt, daß der
Transistor 308 in folgender Weise nicht durchschaltet,
wenn der Kollektor des Transistors 300 hoch gesetzt ist
und damit der Transistor 312 durchschaltet. Die an der
Basis des Transistors 324 liegende Spannung ist niedrig
gesetzt, da eine relativ hohe Spannung an der Basis des Transistors 324 liegt,
wenn die Spannung am Kollektor des Transistors 300 relativ
hoch ist. Somit ist die Spannung an der mit dem Kollektor des Transistors 324 verbundenen
Basis des Transistors 316 verhältnismäßig niedrig. Somit wird der
Transistor 316 durchgeschaltet und damit wird die Spannung am
Kollektor des Transistors 316 relativ niedrig. Da der Kollektor
des Transistors 316 am Gate des Transistors 308 liegt,
ist die Spannung an der Basis des Transistors 308 verhältnismäßig klein
und damit kann der Transistor 308 nicht durchschalten.
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Ist
andererseits der Kollektor des Transistors 300 niedrig
gesetzt, so sorgt die Sperrschaltung 318 dafür, daß der Transistor 308 durchschaltet,
aber der Transistor 312 in der folgenden Weise gesperrt
bleibt. Die Spannung an der Basis des Transistors 324 ist verhältnismäßig klein,
während
die Spannung am Kollektor des Transistors 300 ebenfalls
gering ist. Damit wird die Spannung am Kollektor des Transistors 324 relativ
hoch und damit wird auch die Spannung an der Basis des Transistors 316 relativ
hoch. Damit schaltet der Transistor 316 durch und dadurch
wird das Gate des Transistors 308 an VCC geschaltet.
In diesem Fall ist der Transistor 308 im leitfähigen Zustand,
während
der Transistor 312 ausgeschaltet bleibt. Der Widerstand 310 wie
auch der Kondensator 332 sorgen für eine geringe Verzögerung im
Ansteuern des Transistors 308 zum Durchschalten, wodurch es
möglich
ist, daß der
Transistor 312 gesperrt wird, bevor der Transistor 308 durchschaltet.
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Im
folgenden wird die Betriebsweise des automatischen Dämpfersystems
erläutert.
Das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers 258 wird an
die erste und zweite Vergleichsstufe 278, 282 über ein
Filter 264 geführt,
das aus den Widerständen 266 bis 272 und
den Kondensatoren 262 und 274 bis 276 besteht.
Das Filter 264 sperrt das Ausgangssignal des Beschleunigungsmessers 258 mit
Ausnahme dann, wenn es im Bereich zwischen 0,4 und 10 Hz liegt.
Ist das Ausgangssignal des Filters 264 größer als
der positive Beschleunigungsmeßwert,
so wird das Ausgangssignal der ersten Vergleichsstufe 278 auf
Null gesetzt und damit erzeugt das UND-Gatter 288 einen
niedrigpegeligen Ausgang. Wenn in entsprechender Weise das Ausgangssignal
des Filters 264 größer ist
als der negative Beschleunigungsmeßwert, so wird der Ausgang
des UND-Gatters 288 ebenfalls
niedrig gesetzt.
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Das
Ausgangssignal des UND-Gatters 288 wird dann mit der Position
des Stellgliedes 276 über das
ODER-Gatter 290 verglichen. Wird von dem exklusiven ODER-Gatter 290 festgestellt,
daß die
Position des Stellgliedes 176 verändert werden soll, so wird
der Ausgang des ODER-Gatters hoch gesetzt und damit der Transistor 308 durchgeschaltet,
so daß das
Stellglied 176 rotiert. In diesem Fall verhindert die Sperrschaltung 318 das
Durchschalten des Transistors 312. Wenn andererseits das
ODER-Gatter 290 bestimmt, daß das Stellglied 176 nicht
rotieren soll, so schaltet das ODER-Gatter 290 den Transistor 312 durch,
so daß die
Wicklungen des Stellgliedes 176 geerdet und damit ein Bremsmoment
ausgeübt wird.
Wiederum verhindert die Sperrschaltung 318 das Durchschalten
des Transistors 308, wenn der Transistor 312 leitfähig ist.
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Obwohl
aus dem Vorstehenden hervorgeht, daß die erläuterte bevorzugte Ausführungsform
die genannten Aufgaben löst,
so ist doch erkennbar, daß die
Erfindung innerhalb ihres Rahmens modifiziert werden kann. Beispielsweise
kann das Steuermodul zum Messen der vertikalen Geschwindigkeit des Steuermoduls
dienen, wobei dann das Ausgangssignal differenziert wird, um ein
beschleunigungsabhängiges
Signal zu erhalten. Ferner kann eine größere oder kleinere Anzahl von
Strömungsmittelöffnungen bzw.
Kanälen
in der Hülse
und der Blendenhülse
vorgesehen sein, um die Einstellung der Dämpfereigenschaften in größerem Maße zu beeinflussen.
Es ist auch möglich,
die harten Dämpfereigenschaften
in einer Zeitschaltung für
mindestens 10 bis 100 ms aufrechtzuerhalten. Außerdem können Beschleunigung oder Geschwindigkeit
des Kolbens in unterschiedlicher Weise erfaßt werden. Beispielsweise kann
am Innenrohr ein Dauermagnet angeordnet sein und eine Spule am Kolben,
deren Spannung abhängig von
der Kolbengeschwindigkeit ist. Außerdem kann ein Dauermagnet
im oberen Deckel und eine Wicklung in der Kolbenstange angeordnet
sein, deren Ausgangsspannung ebenfalls geschwindigkeitsabhängig ist.
Ferner läßt sich
ein Dauermagnet am Kolben und eine Spule um das Innenrohr anordnen.
Ferner kann das innere Rohr mit Kupfer beschichtet werden und Bürstenkontakte
am Kolben können
den Widerstand abhängig
vom Hub messen. Ein Dehnungsmesser kann innerhalb der Kolbenstange
angeordnet sein, um als Kraftgeber zu dienen. Schließlich kann auch
eine piezoelektrische Sonde zwischen der Kolbenstange und dem Kolben
vorgesehen sein, die ebenfalls als Kraftgeber wirkt.