DE3215614A1 - Hydraulischer einrohr-stossdaempfer mit daempfungsregelung - Google Patents

Description

• Hydraulischer Einrohr-Stoßdämpfer mit Dämpfungsregelung
• Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Einrohr-Stoßdämpfer mit Dämpfungsregelung, insbesondere zum Einsatz in Fahrzeugen.
• Die Ausführung hydraulischer Fahrzeugstoßdämpfer ist bekannt und in mehreren Patentschriften beschrieben.
• In der Regel bestehen solche Stoßdämpfer aus einem verschlossenen und mit Hydrauliköl gefüllten rohrförmigen Behälter in dem ein mit mehreren Öldurchlaßöffnungen versehener Kolben vom Öldruck entlang der Längsachse des Rohres bewegt wird und dadurch mechanische Energie adsorbiert. Dabei wird der Dämpfungsgrad des Stoßdämpfers in erster Linie von der freien Fläche der Durchlaßöffnungen und der Ölviskosität bestimmt. Dieser Dämpfungsgrad kann somit während des Betriebes des Stoßdämpfers nicht verändert werden.
• Im Fahrzeugbetrieb ist es jedoch wünschenswert,den Dämpfungsgrad der Fahrzeugstoßdämpfer in Abhängigkeit von der Beladung, der Fahrbahnbeschaffenheit und/oder der Fahrweise während des Betriebes gezielt zu verändern oder selbsttätig anzupassen. Diese Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung gelöst.
• Es ist bekannt, den Dämpfungsgrad von Stoßdämpfern mittels selbsttätigen oder gesteuerten Ventilen während des Betriebes zu verändern. Solche Stoßdämpfer sind in den deutschen Auslegeschriften 2412609, 2322997 und 2325247 beschrieben.
• Es ist weiterhin bekannt, den Dämpfungsgrad von Stoßdämpfern durch Änderung des Öldrucks'bzw. des Luftdrucks bei pneumatischen Stoßdämpfern,mittels Hydraulikpumpen oder Kompressoren mit gesteuerten Ventilen zu verändern. Solche Stoßdämpferanlagen sind in den deutschen Offenlegungsschriften 2637023 und 2738455 beschrieben. Als Steuersignal dient dabei z.B.
• die Veränderung des Relativabstands zwischen Rad und Aufbau oder die relative Geschwindigkeit der Stoßdämpferbewegungen.
• Nachteilig bei allen diesen Ausführungen ist die aufwendige Ventilsteuerung, als auch die Notwendigkeit weiterer Aggregate wie Hydraulikpumpen undKompressoren und deren Verbindung mit den Stoßdämpfern mittels Druckleitungen.
• Diese Nachteile werden mit der Stoßdämpferausführung nach der vorliegenden Erfindung behoben.
• In der nachfolgenden Erläuterung wird die erfindungsmässige Ausführung des hydraulischen Einrohr-Stoßdämpfers mit Dämpfungsregelung beschrieben. Sie ist in Fig.1 dargestellt.
• Im verschlossenen Stoßdämpfer-Rohr 1, welches mit Hydrauliköl gefüllt ist, befindet sich der mit der Stange 11 fest verbundene Kolben 2, welcher entlang der Rohrachse bewegt werden kann.
• Der Stoßdämpfer wird mittels der Montagebohrungen 8 und 13 an der Karosserie des Fahrzeuges und an seinem Fahrwerk befestigt. Unmittelbar oberhalb des Kolbens 2 ist der mit der Hohlstange 10 fest verbundene Kolben 3 gleichen Aussendurchmessers angeordnet. Kolben 3 kann mittels der Hohlstange 10 um die Rohrachse gedreht werden. Die Hohlstange 10 ist im Achsiallager 5 gelagert, so daß Kolben 3 durch Drehen der Hohlstange 10 einer Rotationsbewegung unterworfen werden kann, Die Stange 11 und die Hohlstange 10 sind mittels der Dichtungen 4 zum Deckel 14 des Stoßdämpfergehäuses abgedichtet, so daß bei der Achsialbewegung der Stangen 10 und/oder 11 und/oder der Rotationsbewegung der Hohlstange 10 kein Ölverlust auftreten kann. Der Stator 6 des elektromagnetischen Antriebs ist fest mit der Stange 11 verbunden, so daß beim Verdrehen der Stange 11, seine relative Lage zum Kolben 2 unverändert bleibt. Der Rotor 7 des elektromagnetischen Antriebs ist mittels des Innenzahnkranzes 15 mit dem Zahnrad 16 , welches mit der Hohlstange 10 fest verbunden ist, gekoppelt, so daß jede Drehbewegung des Rotors 7 des elektromagnetischen Antriebs auf die Hohlstange 10 und somit auf den Kolben 3 übertragen wird.
• Der elektromagnetische Antrieb mit dem Stator 6 und dem Rotor 7 ist in diesem Beispiel als Linearmotor ausgeführt.
• An seiner Stelle können auch ein Stellmotor mit Getriebe, ein Schrittmotor, als auch mehrere kreisförmig angeordnete Elektromagnete verwendet werden, welche die schrittweise Positionierung der Hohlstange 10 und somit des Kolbens 3 bewirken.
• Bei der in Fig.1 gezeigten Ausführung wird allein der Kolben 3 einer Drehbewegung unterworfen. Andere Ausführungen, bei denen beide oder mehrere Kolben einer gezielten Drehbewegung unterliegen sind möglich.
• Die Hülse 9 schützt den elektromagnetischen Antrieb vor Verschmutzung.
• Das Prinzip der Dämpfungsregelung ist in Fig.2 dargestellt.
• Diese Figur zeigt Segmente des Kolbens 2 in der Daraufsicht.
• Die Öldurchlaßbohrungen 17 des Kolbens 2 aus Fig.1 sind in Fig.2 als durchgehende Kreise dargestellt, während die Bohrungen 18 des Kolbens 3 unter dem Kolben 2 als strichlierte Kreise gezeichnet sind. Fig.2 zeigt mehrere Phasen der Dämpfungseinstellung. Im Segment oben rechts ist der Kolben 3 vom elektromagnetischen Antrieb so positioniert, daß die Bohrungen 17 und 18 fast übereinander zu liegen kommen, womit ein großer Öldurchtrittsquerschnitt entsteht, welcher eine "weiche" Einstellung der Dämpfung bewirkt.
• In den Segmenten nach links unten wird durch Rotationsbewegung des Kolbens 3 mittels des elektromagnetischen Antriebs der freie Öldurchtrittsquerschnitt stufenweise verkleinert, so daß eine immer "härter" werdende Einstellung der Dämpfung erreicht wird.
• Für die Ausführung in Fig.2 wurden für beide Kolben 2 und 3 kreisrunde Bohrungen 17 und 18 gewählt, wobei beide Kolben identische Bohrungsabmessungen und -anordnungen aufweisen.
• Andere Bohrungsausführungen und -anordnungen sind möglich.
• Statt Bohrungen können auch Kanäle am Kolbenrand, z.B.
• solche mit halbkreisförmigem Querschnitt,verwendet werden.
• Alle Stoßdämpfer eines Fahrzeuges sind mit der Fahrzeug-Stromquelle (Batterie, Lichtmaschine, Generator) zu verbinden, woraus die elektromagnetischen Antriebe der Stoßdämpfer gespeist werden. Eine weitere elektrische Verbindung jedes Stoßdämpferantriebs wird mit dem Fahrzeugrechner oder Regler hergestellt. Der elektrische Kabelanschluß eines Stoßdämpfers ist in Fig.1 mit 12 bezeichnet. Der gewünschte Dämpfungsgrad wird am Fahrzeugrechner oder Regler manuell gewählt. Die Steuersignale des Fahrzeugrechners oder Reglers setzen die elektromagnetischen Antriebe der Stoßdämpfer in Bewegung, womit der gewünschte Dämpfungsgrad eingestellt wird. Es können gleiche Dämpfungseinstellungen aller Stoßdämpfer eines Fahrzeugesoder verschiedene Dämpfungseinstellungen an einzelnen Fahrzeugachsen, so in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeuges realisiert werden. Mit einfachen Mitteln kann auch der "ist"-Zustand eines jeden Stoßdämpfers , z.B. durch Winkelmessungen am Rotor des elektromagnetischen Antriebs mittels Fotodioden festgestellt und im Fahrzeug angezeigt werden.
• Fig.3 zeigt einen Ausschnitt des Stoßdämpfers aus Fig.1 als Vorschlag zum Anbringen eines Druckmeßsensors. Solche Drucksensoren sind in der miniatürisierten und sehr preiswerten Ausführung als integrierter Silizium-Druckmeßsensor erhältlich.
• Im Beispiel von Fig,3 erfolgt eine Differenzdruckmessung, wobei der Drucksensor 19 durch die am Stoßdämpfergehäuse aufgeschweisste Membran 20 vom Hydrauliköl des Stoßdämpfers getrennt ist. Die Membran 20 kann mittels einer mechanischen Anschlagvorrichtung die Beschädigung des Drucksensors bei Überschreitungen seines Druckmeßbereichs infolge kurzzeitiger Überlast verhindern. Der Drucksensor kann an allen Stoßdämpfern eines Fahrzeuges,aber auch aus Kostengründen an nur einem Stoßdämpfer eines Fahrzeuges montiert werden. Seine Druckmeßwerte werden im Fahrzeugrechner oder Regler verarbeitet und in entsprechende Signale für die elektromagnetischen Antriebe der Stoßdämpfer umgewandelt, womit eine automatische, selbsttätige Steuerung der Dämpfungsregelung ermöglicht wird. Der Fahrzeugführer kann dabei durch manuelle Eingaben in den Fahrzeugrechner oder Regler den gewünschten Dämpfungsgrad für alle und/oder einzelne Fahrzeugachsen vorgeben und/ oder den Dämpfungsbereich nachträglich verändern.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE Hydraulischer Einrohr-Stoßdämpfer mit Dämpfungsregelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Dämpfung durch Rotationsbewegung eines oder mehrerer Kolben um die Längsachse des Stoßdämpferrohres erfolgt, wodurch der freie Querschnitt der Hydrauliköl-Durchflußöffnungen in den Kolben verändert wird.
2. 2. Hydraulischer Einrohr-Stoßdämpfer nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsbewegung des oder der Kolben mittels elektromagnetischen Antriebs im Stoßdämpfer-Gehäuse erfolgt, wobei der gewünschte Dämpfungsgrad aller und/oder jedes einzelnen Stoßdämpfers eines Fahrzeuges an einem mit allen Stoßdämpfern des Fahrzeuges elektrisch verbundenen Fahrzeugrechner und/oder Regler manuell gewählt wird.
3. 3. Hydraulischer Einrohr-Stoßdämpfer nach Einsprüchen 1 und/ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels in einem oder mehreren Stoßdämpfern eines Fahrzeuges eingebauten Druckmeßsensoren, welche mit dem Fahrzeugrechner und/oder Regler elektrisch verbunden sind, eine variable und selbsttätige Einstellung der Dämpfung eines jeden oder zugleich mehrerer Stoßdämpfern eines Fahrzeuges realisiert wird, welche durch manuelle Eingaben in den Fahrzeugrechner und/oder Regler beeinflusst werden kann.