DE3426014C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen steuerbaren hydraulischen Schwingungsdämpfer für ein Radaufhängungssystem, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Aufhängungssysteme von Autos, Lastwagen, Motorrädern und vielen anderen Fahrzeugen besitzen gewöhnlich passive hydraulische Stoßdämpfer, die parallel mit Federn zwischen dem Fahrzeugrahmen und Achsenbauteilen wirken, um die Bewegung des Fahrzeugrahmens herabzusetzen und um dadurch den Fahrkomfort, die Stabilität und/oder die Sicherheit des Fahrzeuges zu erhöhen. Ein schwerwiegender Nachteil eines Stoßdämpfers des oben genannten Typs ist, daß er die Bewegung des Fahrzeugrahmens manchmal eher verstärkt als dämpft. Dieses äußerst unerwünschte Ereignis tritt auf, wenn sich Fahrzeugrahmen und Achsenbauteile in dieselbe Richtung (beispielsweise nach oben oder nach unten) bewegen und die absolute Geschwindigkeit des Achsenbauteiles größer ist als die der Rahmenteile.

Im Gegensatz zu einem passiven kann ein aktiver hydraulischer Stoßdämpfer, der durch geeignete Steuereinrichtungen mit einer hydraulischen Pumpe oder einer ähnlichen Quelle hohen Druckes verbunden ist, hydraulische Kräfte erzeugen, die von den betreffenden Bewegungen zwischen den durch den Stoßdämpfer miteinander verbundenen Massen völlig unabhängig sind. Bei Verbindungen mit geeigneten Mitteln zur schnellen Steuerung der Strömung von unter Druck stehender hydraulischer Flüssigkeit kann ein solcher schnell wirkender aktiver Stoßdämpfer daher eine optimale Bewegungsdämpfung von einer der Massen in im wesentlichen allen Situationen erzeugen. Jedoch macht die Größe, das Gewicht und/oder der Kostenaufwand einer hydraulischen Pumpe oder dgl. und die notwendigen Steuerbestandteile die Benutzung eines aktiven Kraftantriebs hinsichtlich der Fahrzeugaufhängung einiger Fahrzeuge (wie beispielsweise Motorräder) unpraktisch und macht deren Benutzung bei vielen anderen Arten von Fahrzeugen uninteressant.

Eine Alternative zu einem Bewegungsdämpfungssystem mit einem aktiven Stoßdämpfer und ebenfalls zu einem System mit einem passiven Dämpfer ist ein halbaktives System, wie es aus der US-PS 38 07 678 bekannt ist, die einen dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Schwingungsdämpfer beschreibt. Dieses System verwendet keinen aktiven Kraftantrieb und benötigt deshalb keine hydraulische Pumpe oder ähnliche Hochdruckflüssigkeitsquelle und erreicht dennoch einen Grad von Bewegungsdämpfung, der sich an den dicht annähert, der sich durch ein vollständig aktives System verwirklichen läßt. Dieses wünschenswerte Ergebnis wird durch die Steuerung des Ausgangs eines rein passiven Stoßdämpfers erreicht, die neben anderen Dingen bewirkt, daß ein derartiger Ausgang jederzeit im wesentlichen gleich Null ist, wenn sowohl die Bewegungsverstärkung als auch die Bewegungsdämpfung durch einen Stoßdämpferausgang jeder möglichen Größenordnung erfolgt.

Um die vielen Vorteile zu erreichen, muß ein halbaktives Stoßdämpfersteuerungssystem, das allgemein für Fahrzeugaufhängungen verwendet werden soll, eine Vielzahl von verschiedenen Anforderungen erfüllen, wenn es kommerziell akzeptabel sein soll. Es muß außerordentlich schnell arbeiten und relativ preisgünstig sein. Es sollte leicht anpaßbar und in Verbindung mit den bestehenden Aufhängungssystemen und Rahmenbauteilen von verschiedenen Fahrzeugtypen befestigbar sein. Dies erfordert u. a., daß die Systembauteile geringe Masse haben und daß sie nicht ausrichtungsabhängig sind, d. h. ihre Wirkungsweise sollte nicht durch die besondere Ausrichtung, in der sie befestigt sind, oder durch aufeinanderfolgende Wechsel in der durch die Bewegung des Fahrzeugaufbaues bedingten Orientierung beeinflußt werden. Die Systembauteile sollten höchst zuverlässig arbeiten und gegen Beschädigungen durch die rauhen Umgebungsbedingungen (Druck, Schmutz, Wasser, Schnee, Eis, Steinschlag, extreme Temperaturbedingungen etc.), denen eine Fahrzeugaufhängung gewöhnlich ausgesetzt ist, geschützt sein. Gleichzeitig sollten die Systembauteile jedoch leicht zur Befestigung, Inspektion und/oder Reparatur zugänglich sein.

Im Hinblick auf den relativ aufwendigen Aufbau des mit dem gattungsgemäßen Schwingungsdämpfer versehenen Systems ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen steuerbaren hydraulischen Schwingungsdämpfer für ein Radaufhängungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, der eine Vereinfachung des Systems bei nahezu dem gleichen erzielbaren Dämpfungsverhalten wie demjenigen des bekannten Systems ermöglichen soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruches 1.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung stellt dar in

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugaufhängungssystems,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Stoßdämpferaufbaus, einer Akkumulatoreinheit und eines flüssigkeitsleitenden damit verbundenen Leiters sowie Ventilglieder des Systems nach Fig. 1

Fig. 3 eine vergrößerte Aussicht des in Fig. 2 innerhalb des Akkumulators gezeigten Steuerventils von unten,

Fig. 4 einen teilweise gebrochenen Aufriß eines schaftähnlichen magnetischen Teiles des Steuerventils und eines damit verbundenen Überdrucksicherheitsventils,

Fig. 5 einen teilweisen Aufriß und eine teilweise Schnittansicht des Steuerventils und einen angrenzenden Abschnitt des oberen Verschlußendes des Akkumulators, und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Spulenkörperteils des in den Fig. 2 und 5 gezeigten Steuerventils.

In Fig. 1 der Zeichnungen bezeichnen die Bezugszeichen 10 bzw. 12 den Fahrzeugrahmen und Achsbauteile, die stützend durch eine passive Feder 14 und desweiteren durch einen passiven hydraulischen Stoßdämpfer 16 miteinander verbunden sind, der sich parallel zu der Feder 14 erstreckt und sich aufgrund der Bewegung der Fahrzeugteile 10 und 12, die sich aufeinander zu und voneinander weg bewegen, axial zusammenzieht und ausdehnt. In beiden Bewegungsrichtungen des Stoßdämpfers 16, der von Einrohr- oder Zweirohrbauart ist, fließt die hydraulische Flüssigkeit über eine Leitung 20 zu einem Druckspeicher 18. Während der Ausdehnungen des Stoßdämpfers 16 wird Flüssigkeit passiv von dem Druckspeicher 18 über eine andere Leitung 22 zu dem Stoßdämpfer 16 zurückgeleitet. Eine Vielzahl von Ventileinrichtungen 24, 26, 28, 30 und 32 sind mit dem Druckspeicher 18 verbunden. Das Ventil 32 ist ein Rückschlagventil, das in der Leitung 22 angeordnet ist und nur den Durchfluß von dem Druckspeicher 18 zu dem Stoßdämpfer 16 erlaubt. Die Ventile 26 und 30 sind in Serie zueinander in der Leitung 20 angeordnet. Das Ventil 30 ist ein Steuerventil mit einem durchflußsteuernden Bauteil, das in einer ersten Position maximalen Durchfluß vom Stoßdämpfer 16 zum Druckspeicher 18 erlaubt, und das in einer zweiten Position den Flüssigkeitsdurchfluß beschränkt. Das Ventil 26, das "stromaufwärts" von Ventil 30 angeordnet ist, ist ein von Hand einstellbares Drosselventil. Es beschränkt den Flüssigkeitsdurchfluß durch die Leitung 20 zu dem Druckspeicher 18 auf den gewünschten maximalen Wert, wenn das flüssigkeitssteuernde Bauteil von Ventil 30 seine oben genannte erste Schaltstellung einnimmt. Die Ventile 24 und 28 sind normalerweise geschlossen und als Überdruckventile parallel zu den Ventilen 26 bzw. 30 angeordnet. Wenn der Flüssigkeitsdruck im Ventil 26 oder 30 einen überhöhten Wert erreichen sollte, wird die Flüssigkeit durch Öffnen der parallelen Überdruckventile 24 bzw. 28 vorbeigeleitet.

Während der Arbeit des in Fig. 1 dargestellten Systems erhält das Ventil 30 fortlaufend Steuerbefehle von einer elektronischen Steuerung 34, die fortlaufend Eingangsdaten, die die tatsächlichen dynamischen Bedingungen der Fahrzeugbauteile 10 und 12 kennzeichnen, von geeigneten damit verbundenen Sensoren 36 bzw. 38 erhält.

Die Steuersignale von der Steuerung 34 zu dem Ventil 30 bewirken, daß deren durchflußsteuerndes Bauteil seine zweite durchflußhemmende Position einnimmt, ausgenommen wenn der Fahrzeugrahmen und die Achsenbauteile 10 und 12 sich in die gleiche Richtung, d. h. entweder aufwärts oder abwärts bewegen und die absolute Geschwindigkeit des Fahrzeugrahmens 10 kleiner ist als die absolute Geschwindigkeit der Fahrzeugachse 12.

In diesen Fällen, während denen der Ausgang eines herkömmlichen ungesteuerten Stoßdämpfers die Bewegung des Fahrzeugrahmens verstärken anstatt dämpfen würde, wird das Ventil 30 durch das Steuersignal von der Steuerung 34 gezwungen, einen maximalen Flüssigkeitsdurchfluß von dem Stoßdämpfer 16 zum Akkumulator 18 zu erlauben und dadurch die Wirkung des Stoßdämpfers auf einen minimalen Wert zu reduzieren, der durch die Justierung des von Hand einstellbaren Ventils 26 bestimmt wird. Eine geringe Beschränkung des Flüssigkeitsdurchflusses vom Stoßdämpfer 16 zum Druckspeicher 18 durch das Ventil 26 ist vorteilhaft, denn es verhindert dann bei der Stellung des Ventils 30 für maximalen Durchfluß eine ungedämpfte "Radhüpf"-Bewegung der Fahrzeugachsenbauteile 12, die sonst möglicherweise auftreten könnte. Der geringe durchflußbeschränkende Effekt des Ventiles 26 reicht nicht aus, um die verbesserte Fahrzeugstabilität, Komfort und Sicherheit zu schmälern, die durch das Ventil 30 bewirkt wird.

Gemäß Fig. 2 der Zeichnungen weist der Stoßdämpfer 16 einen Zylinder 40, einen Kolben 42 und eine Kolbenstange 44 auf. Eine geeignete Hülsen enthaltende Befestigung 46 ist am oberen Ende des Zylinders 40 zur Verbindung mit dem Fahrzeugrahmen 10 und eine entsprechende Befestigung 48 ist am unteren Ende der Kolbenstange 44 zur Verbindung mit dem Achsenbauteil 12 vorgesehen. Eine an das obere Ende des Zylinders 40 angrenzende Öffnung 50 stellt die Verbindung zwischen dem Inneren des Zylinders 40 und der Rückführleitung 22 dar. Eine ringförmige Kammer 52 innerhalb der zylindrischen Wand des Zylinders 40 kommuniziert über eine Öffnung 54 mit der Flüssigkeitsleitung 20 und verbindet das angrenzende untere Ende des Zylinders 40 mit dem unteren Arbeitsraum über eine Vielzahl von sich radial erstreckenden und am Umfang angeordneten Öffnungen 56. Der Kolben 42 weist eine Vielzahl von vertikal durch ihn hindurch sich erstreckenden Öffnungen 58 auf, die gleichmäßig zueinander um die Kolbenachse angeordnet sind und die auf der Kolbenunterseite durch einen flexiblen peripheren Abschnitt eines ringförmigen Rückschlagventilteiles 60 abgedeckt sind, das von der Kolbenstange 44 gehalten ist. Das Teil 60 erlaubt einen freien Flüssigkeitsfluß durch die Kolbenöffnungen 58 während des Einfederns des Stoßdämpfers 16 verhindern sie aber einen Flüssigkeitsfluß durch diese Öffnungen 58 während des Ausfederns des Stoßdämpfers 16. Ein an der Kolbenstange 44 vorgesehener Anschlag 62 erfüllt zwei Funktionen während der extremen Ausdehnung des Stoßdämpfers 16. Erstens verhindert er mögliche schädigende Berührung zwischen dem Rückschlagventil 60 und dem unteren Ende des Zylinders 40 und hindert zweitens den Kolben 58 daran, relativ zu dem Zylinder 40 in eine Lage zu gelangen, worin er die Öffnungen 56 blockieren würde.

Der Stoßdämpfer 16 ist zu jeder Zeit vollständig mit hydraulischer Flüssigkeit gefüllt. Während des Einfederns fließt die Flüssigkeit innerhalb des Abschnittes des Zylinders 40 oberhalb des Kolbens 42 durch die Kolbenöffnungen 58 in den Zylinderabschnitt unterhalb des Kolbens, dann durch die Öffnungen 56 in die Kammer 52 und dann durch die Öffnung 54 in die sich zum Druckspeicher 18 hin erstreckende Leitung 20. Während des Ausfederns fließt die Flüssigkeit innerhalb des Abschnittes des Zylinders 40 unterhalb des Kolbens 42 in ähnlicher Weise durch die Öffnungen 56, die Kammer 52, die Öffnung 54 und die Leitung 20 zum Druckspeicher 18, während zur gleichen Zeit der Zylinderabschnitt oberhalb des Kolbens 42 durch Flüssigkeit, die durch die Öffnung 50 und die Leitung 22 vom Druckspeicher 18 geliefert wird, aufgefüllt wird. Die Öffnungen 50, 54, 56 und 58 und die Kammer 52 sind alle von einer derartigen Größe, daß sie den Flüssigkeitsdurchfluß nicht wesentlich beschränken, da sie nicht als Strömungsbegrenzer vorgesehen sind.

Es ist ebenfalls in Fig. 2 gezeigt, daß die Druckspeichereinheit 18 ein steifes und im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 64 aufweist, das lösbare Verschlüsse 72 und 74 an entgegengesetzten Enden besitzt. Das Innere des Gehäuses 64 wird durch eine flexible Membran 65 in zwei Kammern 66 und 68 mit variablem Volumen geteilt. Die Kammer 66 enthält Druckgas, das durch ein geeignetes Anschlußstück 70 in Verbindung mit dem unteren Verschluß 72 des Gehäuses 64 eingeführt wird.

Das größere Verschlußteil 74 an dem entgegengesetzen, oberen Ende des Gehäuses 64 weist durchgehende vertikale Öffnungen 76 und 78 auf, die an ihren oberen Enden mit den Leitungen 20 bzw. 22 kommunizieren. Die Öffnung 78 enthält das Rückschlagventil 32, das den Flüssigkeitsfluß von der flüssigkeitsgefüllten oberen Kammer 68 des Gehäuses 64 durch die Leitung 22 vom Druckspeicher 18 erlaubt, während die umgekehrte Strömung von der Leitung 22 in die Kammer 68 verhindert wird.

Das manuell einstellbare Ventil 26 und das Überdruckventil 24 (Fig. 1) sind beide in dem Endverschluß 74 in Verbindung mit der Öffnung 76 angeordnet. Insbesondere umfaßt das Ventil 26 eine Justierschraube 80, die in einer sich seitlich zu der und in die Öffnung 76 erstreckenden Gewindebohrung angeordnet ist. Durch Drehung der Schraube 80 wird eine größere oder geringere Versperrung der Öffnung 76 bewirkt, die den gewünschten maximalen Strömungsdurchlaß definiert. Das Überdruckventil 24 umfaßt eine innen sitzende federvorgespannte Kugel 82 , die normalerweise die Eingangsöffnung eines im allgemeinen U-förmigen Bypaß-Kanals 83, der an seinen entgegengesetzten Enden mit der Öffnung 76 an Erhebungen oberhalb und unterhalb der Schraube 80 mündet. Das durch die Steuerung 34 beaufschlagte Steuerventil 30 ist fest aber lösbar mit der Unterseite des Verschlusses 74 verbunden und erstreckt sich axial abwärts zu der Verschlußöffnung 76. Das Ventil 30 wird vollständig durch das steife Gehäuse und die Endverschlüsse des Akkumulators 18 eingeschlossen und ist in der Kammer 68 vollständig von Dämpfungsflüssigkeit umgeben.

Gemäß den Fig. 3-6 der Zeichnungen weist das Ventil 30 ein längliches schaftähnliches Magnetteil 84 auf, das von einem ringförmigen Permanentmagneten umgeben ist, dessen Pol an einem Endflansch 86 des Teiles 84 befestigt ist und diesen überlagert. Der entgegengesetzte Pol des Magneten 88 wird durch ein ringförmiges Magnetteil 90 überlagert, das das Teil 84 radial umgibt und dadurch einen ringförmigen Zwischenraum 92 definiert, der zu jeder Zeit durch ein magnetisches Flußfeld mit hoher Intensität durchquert wird. Ein blinder zentraler Kanal 94, an dem von dem Flansch 86 entfernten Ende des Magnetteils 84 geöffnet, ist mit einem Innengewinde 96 (Fig. 4) entlang eines Anfangsabschnittes seiner Gesamtlänge versehen. Das Gewinde 96 ist auf das Außengewinde eines ringförmigen runden Vorsprunges 98 (Fig. 5) angepaßt, der von dem Verschluß 74 in axialer Verlängerung der Verschlußöffnung 76 vorspringt, so daß das Ventil 30 fest, jedoch lösbar mit dem Verschluß 74 verbunden ist, um innerhalb des Kanals 94 die Flüssigkeit, die durch die Verschlußöffnung 76 fließt, aufzunehmen. Erste und zweite Gruppen von radialen Flüssigkeitsauslaßöffnungen 100 und 100′ sind innerhalb des Abschnittes des Magnetteiles 84 vorgesehen und verbinden den Kanal 94 mit der Druckspeicherkammer 68. Die Öffnungen 100 und 100′ sind von länglicher schlitzähnlicher Form und räumlich getrennt mit gleichem Abstand voneinander am Umfang des Magnetteiles 84 angeordnet. Ihre Hauptachse liegt innerhalb einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu der Hauptachse des Teiles 84 und des Kanals 94. Zur Veranschaulichung sind vier Öffnungen 100 und 100′ in jeder Gruppe vorgesehen, wobei jede Öffnung annähernd 45° des Umfanges des Magnetteiles 84 überspannt.

Das Ventil 30 weist desweiteren ein dünnwandiges zylindrisches Gleitstück in Form eines Spulenkörpers 102 auf, der aus leichtgewichtigem und nichtmagnetisierbarem Aluminium oder vergleichbarem Material hergestellt ist und der eine Spule 104 enthält, die um einen Endabschnitt davon gewickelt ist. Eine Anzahl schlitzähnlicher Öffnungen 106, die sich durch einen anderen Teil des Spulenkörpers 102 erstrecken, entsprechen in Form, Größe und relativer räumlicher Anordnung den Durchlaßöffnungen 100 des Magnetteils 84. Der Spulenkörper 102 umgibt das Magnetteil 84 und ist in Längsrichtung des Magnetteils 84 zwischen einer ersten in Fig. 5 gezeigten Position und einer zweiten Position, in der das von der Spule 104 entfernte Ende an das nahe Ende des Anschlagkragens 108 ausstößt, der das Teil 84 umgibt und durch eine Justierschraube 110 an diesem befestigt ist.

Wenn der Spulenkörper 102 seine erste in Fig. 5 gezeigte Position axial zum Magnetteil 84 einnimmt, kann Flüssigkeit ungehindert von dem Kanal 94 in diesem Teil durch die darin befindliche Durchlaßöffnungen 100 und 100′ passieren, da die Spulenkörperöffnungen 106 dann radial in einer Linie mit diesen Durchlaßöffnungen 100 des Magnetteils 84 sind und der Spulenkörper die Durchlaßöffnungen 100′ nicht überdeckt. Wenn der Spulenkörper 102 seine zweite Position besetzt, worin das Ende entfernt von der Spule 104 gegen den Anschlagkragen 108 stößt, werden beide Gruppen der Durchlaßöffnungen 100 und 100′ des Magnetteiles 84 durch geschlossene Abschnitte überdeckt. Der Spulenkörper 102 beschränkt dann den Flüssigkeitsdurchfluß von dem Kanal 94 durch die Öffnungen 100 und 100′ des Magnetteiles 84 und somit vom Stoßdämpfer 16 in die Druckspeicherkammer 68, da die Flüssigkeit dann durch den Spalt zwischen den gegenüberstehenden Abschnitten der entsprechenden äußeren und inneren zylindrischen Oberfläche des Magnetteiles 84 und des Spulenkörpers 102 passieren muß. Das Maß der Drosselung, die immer vorliegt, wenn der Spulenkörper 102 seine zweite Position besitzt, ist proportional zu dem vorgewählten gewünschten Unterschied zwischen den Abmessungen des äußeren Durchmessers des Magnetteiles 84 und des inneren Durchmessers des zugehörigen Spulenkörpers 102 und kann je nach Erfordernis durch Einsetzen von Spulenkörpern mit verschiedenen inneren Durchmessern geändert werden.

Der Spulenkörper 102 muß sehr schnelle Bewegungen zwischen seiner ersten und zweiten Position ausführen können. Dies wird durch die Anwesenheit von Flüssigkeit zwischen den gegenüberstehenden zylindrischen Oberflächen des Spulenkörpers 102 und des Magnetteiles 84 und ebenso durch die Anwesenheit von flachen Umfangsrillen 112 (Fig. 4) an dem Magnetteil 84 gefördert. Die Rillen 112 reduzieren die Reibung zwischen den gegenüberstehenden zylindrischen Oberflächen des Magnetteiles 84 und des Spulenkörpers 102 und bewirken einen Umfangsausgleich der Flüssigkeitsdrücke, die an der inneren Oberfläche des Spulenkörpers entstehen, wenn er sich in seiner zweiten Position befindet.

Eine Vielzahl von kleinen ansatzähnlichen Elementen 114 sind mit gleichem Abstand voneinander am äußeren Umfang des Spulenkörpers 102 angrenzend an die Spule 104 angeordnet, und ein einzelnes ähnliches Element 116 steht ein kurzes Stück radial einwärts gerichtet von der inneren Oberfläche des von der Spule 104 entfernten Endabschnittes des Spulenkörpers 102 hervor. Die Elemente 114 bilden Haltemittel, die die Bewegung des Spulenkörpers 102 aus seiner zweiten Position in seine erste Position am Magnetteil 90 begrenzen. Das Element 116 wird in einer flachen Rille 117 (Fig. 4) geführt, die sich an einem unterliegenden Abschnitt des äußeren Umfangs des Magnetteiles 84 in dessen Längsrichtung erstreckt. Das Element 116 und die Rille 117 erlauben eine freie Gleitbewegung des Spulenkörpers 102 zwischen seiner ersten und seiner zweiten Position, aber sie schließen eine Rotationsbewegung des Spulenkörpers um das Magnetteil 84 aus. Diese Ausrichtung des Spulenkörpers stellt sicher, daß die Öffnungen 106 immer radial mit den Durchlaßöffnungen 100 des Teiles 84 ausgerichtet sind, wenn der Spulenkörper 102 seine erste Position einnimmt.

Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, liegt annähernd die Hälfte der Windungen der Spule 104 innerhalb des ringförmigen Zwischenraums 92, der zwischen den Magnetteilen 84 und 90 gebildet wird, wenn der Spulenkörper 102 seine dargestellte erste Position einnimmt. Das Zusammenwirken zwischen dem hochmagnetischen Feld in dem Zwischenraum 92 und der Spule 104 verschiebt schnell den Spulenkörper 102 von seiner ersten Position in seine zweite Position, wenn ein elektrisches Steuersignal mit einer geeigneten Polarität an die Spule 104 angelegt wird. Wenn der Spulenkörper 102 sich dem Anschlagkragen 108 nähert, erlaubt dessen konische Ausbildung eine freie Verschiebung der Flüssigkeit außerhalb des Bewegungsweges des Spulenkörpers 102. Nach der Ankunft des Spulenkörpers 102 in seiner zweiten Position wird diese durch die fortgesetzte Anlegung des gleichen Steuersignals, oder einem mit dem gleichen Vorzeichen, jedoch mit reduzierter Höhe, an die Spule 104 aufrechterhalten. Beim Anlegen eines Steuersignals mit entgegengesetzter Polarität an die Spule 104 kehrt in ähnlicher Weise den Spulenkörper 102 schnell von seiner zweiten Position in seine erste Position zurück. Der Spulenkörper 102 wird dann in seiner ersten Position solange gehalten, wie das Signal oder ein Signal mit der gleichen Spannung aber verminderter Höhe an der Spule 104 anliegt.

Um zu verhindern, daß die Flüssigkeit innerhalb des Zwischenraums 92 möglicherweise die Bewegung des Spulenkörpers 102 in seine erste Position verlangsamt, sind eine Vielzahl von Öffnungen 118 im Endflansch 86 des Magnetteils 84 vorgesehen. Die Öffnungen 118 sind mit gleichem Abstand voneinander um die Hauptachse des Magnetteils 84 angeordnet und liegen in einer Linie mit dem ringförmigen Zwischenraum 92 zwischen den Magnetteilen 84 und 90. Die von dem Spulenkörper 102 und/oder Spule 104 verdrängte Flüssigkeit aus dem Zwischenraum 92 kann dadurch frei aus dem Zwischenraum durch die Öffnungen 118 und ebenso durch die Zwischenraum-"Eingangs"-Öffnung, die dem entgegengesetzten Ende des Magnetteiles 84 gegenüberliegt, herausgelangen, um auf diese Art und Weise keinesfalls die Bewegung des Spulenkörpers 102 zu hindern.

Das in Fig. 1 gezeigte Überdruckventil 28 ist parallel mit dem Steuerventil 30 und weist ein elastisches scheibenähnliches Teil 122 auf, das durch ein Befestigungselement 124 an und zentral zu der äußeren Fläche des Endflansches 86 des Magnetteiles 84 befestigt ist. Das Teil 122 überdeckt eine Gruppe von Öffnungen 120, die mit gleichmäßigem Abstand voneinander um die Hauptachse des Magnetteiles 84 angeordnet sind und sich parallel dazu in Richtung des blinden Kanals 94 des Magnetteiles 84 erstrecken. Wenn der Flüssigkeitsdruck innerhalb des Kanals 94 sich erhöht, verbiegt sich der Umfang der Scheibe 122, so daß die Flüssigkeit von dem Kanal 94 durch die Öffnungen 120 treten kann, wodurch der Spulenkörper 102 vor einer Deformation oder anderen Beschädigungen durch überhöhte Drücke geschützt wird.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die elektronische Steuereinrichtung 34 vorzugsweise ebenfalls durch den oberen Verschluß 74 des Akkumulators 18 gehalten und wenigstens teilweise von diesem umgeben. Eingangsdaten von den Bewegungssensoren 36 und 38 (Fig. 1), die mit dem Fahrzeugrahmen und den Achsbauteilen 10 bzw. 12 verbunden sind, werden zu der Steuereinrichtung 34 durch elektrische Leitungen 126 und Steuersignale von der Steuerrichtung zur Spulenkörperspule 104 werden durch Leitungen 128 geleitet. Die Steuersignale halten den Spulenkörper 102 in seiner zweiten Position, in der der Spulenkörper 102 den Fluß von hydraulischer Flüssigkeit vom Stoßdämpfer 16 in die Druckspeicherkammer 68 wesentlich beschränkt und somit dann dem Stoßdämpfer 16 erlaubt, in einer Art und Weise zu arbeiten, die den herkömmlichen ungesteuerten entspricht, ausgenommen dann, wenn der Fahrzeugrahmen und die Achsenbauteile 10 bzw. 12 sich in die gleiche Richtung bewegen und die Geschwindigkeit der Achsbauteile 12 größer ist als die des Fahrzeugrahmens 10. Zu dem letztgenannten Zeitpunkt verhindert die gesteuerte Bewegung der Spulenkörper 102 in ihrer ersten Position die Verstärkung der gleichphasigen Bewegung des Fahrzeugrahmens 10 durch den Stoßdämpfer 16, wie sie auftreten würde, wenn der Stoßdämpfer von dem ungesteuerten Typ wäre.

Wie vorstehend bemerkt, tragen eine Anzahl von Faktoren zu der notwendigen schnellen Arbeitsweise oder kurzen Antwortzeit des Ventils 30 bei. Die Form und Anordnung der Durchlaßöffnungen 100 und 100′ des Magnetteils 84 und des Spulenkörpers 102 sind derart, daß sie die Länge des Weges oder des Bewegungsschlages des Spulenkörpers 102 minimieren. Der Spulenkörper selbst ist von extrem leichtgewichtiger und strömungsgünstiger Konstruktion, und es sind keine Federn oder ähnliche vorspannenden Elemente mit ihm verbunden. Ein niedriger Reibungskoeffizient und ausgeglichene Druckbedingungen existieren zwischen den gegenüberstehenden Oberflächen des Spulenkörpers 102 und des Magnetteiles 84. Die Flüssigkeit staut sich nicht in der Nähe des "führenden" Endes des Spulenkörpers während dessen Bewegung. Das Magnetfeld wird permanent in dem Zwischenraum 92 zwischen den Magnetteilen 84 und 90 aufrechterhalten und ist zum wesentlichen Teil durch die Abschnitte des Magnetteiles 84, die durch diesen Zwischenraum, der im wesentlichen eine solide Konstruktion aufweist, umgeben und durch annähernd die Hälfte der Windungen der Spule 104, die innerhalb dieses Zwischenraumes in jeder Position des Spulenkörpers 10 angeordnet sind, von hoher Intensität. Ein Überhitzen der Spule 104 kann nicht auftreten, da die angelegten Steuersignale alle eine geringe Höhe aufweisen und die Spule 104 durch die hydraulische Flüssigkeit in die das gesamte Ventil 30 vollständig eingetaucht ist, gekühlt wird. Alle Ventilteile sind gut geschützt vor rauhen Umgebungsbedingungen, Unfallaufprall oder ähnlichem, aber leicht erreichbar zum Zwecke der Befestigung, Inspektion oder erforderlichen Reparatur.

Claims (14)

1. Steuerbarer hydraulischer Schwingungsdämpfer für ein Radaufhängungssystem, bei dem die Bewegungen von Rad und Fahrzeugaufbau erfaßt werden, mit einem angeschlossenen Ausgleichsbehälter und mit einem Dämpfungskolben, der in einem Zylinder zwei über Strömungswege verbundene Dämpfungskammern bildet und bei Bewegungen des Rades und/oder des Fahrzeugaufbaues Dämpfungsflüssigkeit über die Strömungswege und eine gesteuerte Dämpfungseinrichtung zwischen den Dämpfungskammern einerseits in den Ausgleichsbehälter bzw. andererseits über ein Rückschlagventil aus dem Ausgleichsbehälter fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung eine zwischen zwei Schaltstellungen mit unterschiedlichen Strömungsquerschnitten schnell umschaltbare Ventileinrichtung (30) aufweist, und daß die Ventileinrichtung (30) in eine Stellung großen Strömungsquerschnitts geschaltet wird, wenn die Dämpferkraft die Bewegung des Fahrzeugaufbaus (10) verstärken würde, d. h., wenn Fahrzeugaufbau (10) und Rad (12) sich in die gleiche Richtung bewegen, und die Bewegungsgeschwindigkeit des Rades (12) größer ist als die des Fahrzeugaufbaus (10).

2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Ventileinrichtung (30) ein längliches schaftähnliches Magnetteil (84) mit einem blinden zentralen Kanal (94) aufweist, der sich entlang eines Teils von dessen Länge erstreckt und an seinem Ende eine Öffnung zum Aufnehmen von Flüssigkeit aufweist, die vom Schwingungsdämpfer (16) zum Ausgleichsbehälter (18) fließt,
• - daß das schaftähnliche Magnetteil (84) einen Satz von schlitzähnlichen Durchlaßöffnungen (100) aufweist, die vom Kanal (94) durch den äußeren Umfang des Magnetteils (84) radial nach außen verlaufen,
• - daß die Durchlaßöffnungen (100) im wesentlichen am Umfang des Magnetteils (84) mit gleichem Abstand voneinander angeordnet sind und die Hauptachsen innerhalb einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Mittelachse des Magnetteiles (84) liegen.
• - daß die Ventileinrichtung (30) ferner ein ringförmiges Magnetteil (90) aufweist, das das erste Magnetteil (84) an einer Stelle umgibt, die in Längsrichtung von demjenigen Bereich beabstandet ist, der den Flüssigkeitskanal (94) enthält,
• - daß die Magnetteile (84 und 90) gegenüberliegende magnetische Polaritäten aufweisen und einen engen ringförmigen Zwischenraum (92) beschreiben, der von einem magnetischen Fluß durchsetzt wird,
• - daß die Ventileinrichtung (30) einen zylindrischen Spulenkörper (102) aus leicht gebautem nichtmagnetischen Material aufweist, der das erste Magnetteil (84) umgibt und in Längsrichtung des ersten Magnetteiles (84) zwischen den beiden Schaltstellungen entlang der Länge des ersten Magnetteiles (84) mit einem Abstand, der nur geringfügig größer ist als die Breite der darin angeordneten schlitzähnlichen Durchlaßöffnungen (100) frei gleitbar ist, wobei der Spulenkörper (102) in der ersten Stellung großen Strömungsquerschnittes einen maximalen Flüssigkeitsfluß durch die Durchlaßöffnungen (100) des Magnetteiles (84) ermöglicht und in der zweiten Stellung den Flüssigkeitsfluß durch die Durchlaßöffnungen (100) zurückhält.
• - daß die Ventileinrichtung (30) ferner eine Spule (104) aufweist, die von einem Endabschnitt des Spulenkörpers (102) gehalten wird, diesen umgibt und dicht innerhalb des ringförmigen Zwischenraumes (92) zwischen den Magnetteilen (84 und 90) in beiden Schaltstellungen des Spulenkörpers (102) aufgenommen wird, wobei der Spulenkörper durch Anlegen von ersten elektrischen Befehlssignalen an die Spule (104) sich schnell in die erste Schaltstellung bewegt und dort gehalten und durch Anlegen von zweiten Befehlssignalen mit entgegengesetzten Vorzeichen an die Spule (104) sich schnell in die zweite Schaltstellung bewegt und dort gehalten wird.

3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Zylinderfläche des schaftähnlichen Magnetteiles (84), entlang dem der Spulenkörper (102) gleitend bewegbar ist, flache Rillen (112) besitzt, die die Bewegungsfreiheit des Spulenkörpers (102) zwischen den Schaltstellungen fördert.

4. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (102) eine Gruppe von radialen Flüssigkeitsdurchlaßöffnungen (106) aufweist, die in Größe, Form und Anordnung am Umfang den Durchlaßöffnungen (100) des schaftähnlichen Magnetteiles (84) entsprechen, wobei die Durchlaßöffnungen (106) des Spulenkörpers (102) in radialer Richtung mit den Auslaßöffnungen (100) des schaftähnlichen Magnetteiles (84) fluchten, wenn der Spulenkörper (102) seine erste Schaltstellung einnimmt, und sich nicht mit den Auslaßöffnungen (100) des schaftähnlichen Magnetteils (84) decken, wenn der Spulenkörper (102) seine zweite Schaltstellung einnimmt.

5. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (102) ein zapfenähnliches Element (116) aufweist, und daß das schaftähnliche Magnetteil (84) eine Rille (117) aufweist, die sich in Längsrichtung davon erstreckt und das Element (116) zur Verhinderung einer Drehbewegung des Spulenkörpers (102) um das Magnetteil (84) aufnimmt.

6. Schwingungdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (30) Stoppeinrichtungen zum Anhalten der Bewegung des Spulenkörpers (102) bei seiner Ankunft in jeder der Schaltstellungen aufweist.

7. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoppeinrichtungen eine Anzahl von ansatzähnlichen Elementen (114) aufweisen, die im wesentlichen mit gleichem Abstand voneinander an der äußeren Oberfläche des Spulenkörpers (102) angeordnet sind, wobei diese Elemente (114) in Eingriff mit dem ringförmigen Magnetteil (90) gelangen, wenn der Spulenkörper (102) in einer der Schaltstellungen eintrifft.

8. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoppeinrichtungen wenigstens ein Stoppelement aufweisen, das an dem Spulenkörper (102) befestigt ist und von diesem zwischen dessen Enden nach außen vorsteht, wobei das Stoppelement bei der Ankunft des Spulenkörpers (102) in seiner ersten Schaltstellung in Eingriff mit dem ringförmigen Magnetteil (90) gelangt.

9. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoppeinrichtung außerdem einen konischen Anschlagkragen (108) aufweist, der das schaftähnliche Magnetteil (84) umgibt und mit einem Ende des Spulenkörpers (102) bei der Ankunft in seiner zweiten Schaltstellung in Eingriff gelangt.

10. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß etwa die Hälfte der gesamten Windungen der Spule (104) auf dem Spulenkörper (102) innerhalb des magnetischen Flußfeldes angeordnet sind, das den ringförmigen Zwischenraum (92) in jeder Schaltstellung des Spulenkörpers (102) durchsetzt.

11. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schaftähnliche Magnetteil (84) der Ventileinrichtung (30) zusätzlich zu der ersterwähnten Gruppe von Flüssigkeitsauslaßöffnungen (100) eine zweite derartige Gruppe (100′) aufweist, die in Längsrichtung des schaftähnlichen Magnetteiles (84) mit Abstand von der ersten Gruppe (100) angeordnet ist, wobei der Spulenkörper (102) in seiner ersten Schaltstellung maximalen Flüssigkeitsfluß durch beide Gruppen von Flüssigkeitsauslaßöffnungen (100; 100′) des schaftähnlichen Magnetteils (84) erlaubt, und in seiner zweiten Position den Flüssigkeitsfluß durch beide Gruppen von Flüssigkeitsauslaßöffnungen (100; 100′) verhindert.

12. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (30) im Inneren des Druckspeichers (18) angeordnet ist und in der darin enthaltenen hydraulischen Flüssigkeit eingetaucht ist, wobei das schaftähnliche Magnetteil (84) der Ventileinrichtung (30) einen Endflansch (86) aufweist, der mit einer Anzahl von Öffnungen (118) versehen ist, um Flüssigkeit durch den Flansch (86) hindurchzuleiten, die von dem ringförmigen Zwischenraum (92) durch die Bewegung des Spulenkörpers (102) verdrängt wird.

13. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das schaftähnliche Magnetteil (84) eine Anzahl von Bohrungen (120) aufweist, die sich in dessen Längsrichtung durch das Ende des blinden Kanals (94) nach außen erstrecken, und außerdem ein Überdruckventil (28), das an das andere Ende des Magnetteiles (84) angrenzt, um den Flüssigkeitsaustritt aus dem Kanal (94) durch die Bohrung (120) zu erlauben, wenn der Druck dieser Flüssigkeit eine vorbestimmte Höhe erreicht.

14. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine anpaßbare Drosselventileinrichtung (26) vorgesehen ist, die von dem Druckspeicher (18) gehalten wird und stromaufwärts der Ventileinrichtung (30) zu dieser in Reihe geschaltet ist um eine einstellbare Grunddämpfung für die Strömung zum Ausgleichsbehälter (18) zu verhindern, darzustellen, die dann wirksam ist, wenn der Spulenkörper (102) seine erste Schaltstellung einnimmt.