DE4005513A1

DE4005513A1 - Verfahren und vorrichtung zum regeln von stossdaempfern, insbesondere mit eingebauter anpassschaltung

Info

Publication number: DE4005513A1
Application number: DE4005513A
Authority: DE
Inventors: Gary Warren Groves; David Lee Perry
Original assignee: Monroe Auto Equipment Co
Current assignee: Tenneco Automotive Inc
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1990-09-20
Also published as: GB2229252B; DE4005513C2; US4943083A; GB8927954D0; JP2528528B2; JPH02241814A; GB2229252A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln von Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge bzw. Vorrich tungen, auf die mechanische Stöße einwirken. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anpaßschaltung, die in einem Stoßdämpfer eingebaut ist.

Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge zur Schwingungsdämpfung sind bekannt. Hierzu sind die Stoßdämpfer zwischen dem Aufbau und der Aufhängung eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Dabei ist eine Kolbenanordnung im Stoßdämpfer über eine Kolbenstange mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges verbunden. Da von der Kolbenanordnung die Strömung der Dämpferflüssigkeit in der Arbeitskammer des Stoßdämpfers begrenzt wird, wenn der Stoßdämpfer ein- bzw. ausfedert, wird eine Dämpfungskraft erzeugt, die die von der Radaufhängung auf den Aufbau über tragenen Schwingungen dämpft.

Je stärker die Strömung der Dämpferflüssigkeit in der Arbeitskammer von der Kolbenanordnung gedrosselt wird, desto größer sind die Dämpfungskräfte des Stoßdämpfers. Bei gerin ger Drosselung ergibt sich eine weiche Einwärts- und Auswärtsbewegung, während bei größerer Drosselung der Dämp ferflüssigkeit ein hartes Verhalten beim Einwärts- und Auswärtshub die Folge ist.

Um für einen Stoßdämpfer den richtigen Dämpfungsgrad zu bestimmen, wird oft das Fahrverhalten in Betracht gezogen, nämlich Fahrkomfort, Lenkverhalten und Bodenhaftung des Fahrzeuges. Der Fahrkomfort ist meist von der Federkonstante der Fahrzeugfederung sowie von den Federkonstanten der Sitze, Reifen und dem Dämpfungsverhalten der Stoßdämpfer bestimmt. Die Lenkfähigkeit bestimmt sich nach Neigungsände rungen des Fahrzeuges in den drei Neigungsachsen. Für opti males Lenkverhalten sind verhältnismäßig große Dämpferkräfte erforderlich, um bei Kurvenfahrt, Beschleunigung und Verzö gerung zu starke Neigungsänderungen des Fahrzeuges zu ver meiden. Die Bodenhaftung ist für gewöhnlich abhängig von der Haftung zwischen den Reifen und der Straße. Um die Bodenhaf tung zu optimieren, sind auf rauher Fahrbahn große Dämpfer kräfte erforderlich, um für eine längere Zeitdauer den Verlust der Haftung zwischen den Rädern und dem Boden zu vermeiden.

Da unterschiedliche Fahreigenschaften von den Dämpferkräften des Stoßdämpfers abhängen, ist es oft wünschenswert, daß die Dämpferkräfte des Stoßdämpfers einstellbar sind. Ein Verfah ren zum Verändern der Dämpfereigenschaften eines Stoßdämp fers ist bekannt (EPO 01 86 908). Darin bestimmt ein Steuer gerät den Abstand zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem Vor derrad, um die Kontur der Fahrbahn zu bestimmen. Ein Dreh ventil in jedem der rückwärtigen Stoßdämpfer wird dann so eingestellt, daß diese die gewünschten Dämpferkräfte erzeu gen.

Bei einem anderen bekannten Verfahren zum wahlweisen Ändern der Dämpfereigenschaften eines Stoßdämpfers (PCT WO 88/06 983), steuert ein Magnetventil des Stoßdämpfers die Strömung der Dämpferflüssigkeit in den Druckkammern neben Ventil scheiben, welche die Dämpfungseigenschaften steuern. Wird der Schieber im Magnetventil betätigt, so ändert sich der Druck in den Druckkammern und damit die Dämpfungseigenschaf ten des Stoßdämpfers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anpaßschal tung für einen Stoßdämpfer zu entwickeln, bei der es möglich ist, den Einfahr- oder Ausfahrhub des Stoßdämpfers zu bestimmen, indem die Druckdifferenz der Dämpferflüssigkeit gemessen wird, die zwischen dem oberen und unteren Teil der Arbeitskammer herrscht. Diese Druckdifferenz liegt also am Kolben des Stoßdämpfers an.

In diesem Zusammenhang soll die Signalanpaßschaltung des Stoßdämpfers so ausgebildet sein, daß die Dämpfungseigen schaften des Stoßdämpfers auch abhängig vom Ausgangssignal eines Beschleunigungsmessers bestimmt sind.

Ferner soll die Signalanpassungsschaltung auch die Sensoren beinhalten, die zum Regeln und Einstellen der Dämpfungsei genschaften benützt werden und die in der Kolbenstange des Stoßdämpfers untergebracht werden.

Schließlich soll die Signalanpaßschaltung einfach und kostensparend aufgebaut sein, aber mit hoher Genauigkeit die erforderlichen Dämpfungskräfte einstellen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Fahrzeug mit eingebauten Stoßdämpfern,

Fig. 2A und 2B einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Stoßdämpfers,

Fig. 3 einen Schnitt durch das in Fig. 2 dargestellte Basisventil,

Fig. 4A, 4B und 4C Teilschnitte der in Fig. 2 schema tisch dargestellten Kolbenanordnung in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Innenkolben sowie durch die beiden Außenkolben der Fig. 2,

Fig. 6A und 6B sind Schnitte durch die schematisch in Fig. 2 dargestellte Kolbenstange unmittelbar oberhalb der Kolbenmutter,

Fig. 7 eine Explosionsansicht einer ersten Ausführungs form der in Fig. 6B dargestellten Signalanpaßschaltung,

Fig. 8A und 8B eine Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform der Signalanpaßschaltung,

Fig. 9A und 9B eine Explosionsansicht einer dritten Ausführungsform der Signalanpaßschaltung und

Fig. 10 ein Schaltbild für die in Fig. 7 dargestellte Anpaßschaltung.

In Fig. 1 sind als bevorzugte Ausführung vier Stoßdämpfer 10 an einem Fahrzeug 12 gezeigt, das eine hintere Radaufhän gung 14 der nicht dargestellten Hinterachse für die Hinter räder 18 aufweist. Die Hinterachse ist am Fahrzeug 12 über zwei Stoßdämpfer 10 und zwei Wendelfedern 20 abgestützt. Auch die vordere Radaufhängung 22 mit einer nicht darge stellten Vorderachse für die Vorderräder 26 ist über vordere Stoßdämpfer 10 und Wendelfedern 28 am Fahrzeug 12 abge stützt. Die Stoßdämpfer 10 dämpfen Relativbewegungen der ungefederten Massen, nämlich der vorderen und hinteren Rad aufhängung 22 und 14, und den gefederten Massen, nämlich dem Aufbau 30 des Fahrzeuges 12. Es ist ein PKW dargestellt, doch kann es sich auch um andere Anwendungen handeln. Der Ausdruck Stoßdämpfer soll allgemein aufgefaßt werden und schließt auch sogenannte Federbeine ein. Die Stoßdämpfer können auch in anderen Aufhängungssystemen Anwendung finden.

Zum Ändern der Dämpfereigenschaften sind ein Wahlschalter 32 und ein elektronisches Steuergerät 34 vorgesehen. Der Wahl schalter 32 ist im Fahrgastraum 36 zugänglich für die Insas sen angeordnet. Mit dem Wahlschalter 32 lassen sich die Dämpfereigenschaften der Stoßdämpfer auswählen, beispiels weise hart, weich oder automatisch. Das Ausgangssignal des Wahlschalters 32 wird an das Steuergerät 34 geführt, von dem Signale zur Bestimmung der Dämpfereigenschaften erzeugt werden. Auf diese Weise lassen sich sowohl der Fahrkomfort wie auch das Lenkverhalten gleichzeitig optimieren.

Der in Fig. 2 dargestellte Stoßdämpfer 10 weist ein Außen rohr 38 mit einem oberen tassenförmigen Deckel 40 und einem unteren Deckel 42 auf, um eine mit Dämpferflüssigkeit ge füllte Kammer zu bilden. Durch den Deckel 40 greift eine Kolbenstange 44, an deren unteren Ende eine Kolbenanordnung 46 befestigt ist, die axial in einem Druckzylinder 48 inner halb des Außenrohres 38 verschiebbar ist. Der Druckzylinder 48 bildet eine Arbeitskammer 50 mit einem oberen Teil über der Kolbenanordnung 46 und einem unteren Teil unter der Kolbenanordnung 46. Zwischen der Kolbenanordnung 46 und dem Druckzylinder 48 ist eine Teflonhülse 51 angeordnet, die der Verschiebung der Kolbenanordnung 46 im Zylinder 48 förder lich ist.

Für die Montage des Stoßdämpfers 10 an der Hinterachse ist ein Auge 52 vorgesehen, das beispielsweise an den unteren Deckel 42 angeschweißt ist und in dessen Lager 56 ein Bolzen 54 zur Befestigung an der Achse steckt. Zur Befestigung des Stoßdämpfers am Aufbau 30 des Fahrzeuges 12 sind zwei Halter 58 und 60 vorgesehen, die scheibenförmig ausgebildet sind und eine mittlere Öffnung für den Durchgang der Kolbenstange 44 aufweisen. Der Halter 58 liegt oberhalb eines aufbausei tigen Bleches und der Halter 60 unterhalb. Dämpferkissen 64 bzw. 68 sind zwischen dem Blech 30 und Profilen 62, 66 der Halter 58 und 60 eingelegt.

An der Kolbenstange 44 unmittelbar über dem Halter 58 ist eine selbsthemmende Mutter 70 vorgesehen, die mit ihrem Innengewinde auf das obere Ende der Kolbenstange 44 aufge schraubt ist. Mit der Mutter 70 lassen sich der Halter 58 und das Kissen 64 in Richtung auf das Blech 30 zu andrücken.

Die Lage des zweiten Halters 60 ist durch eine Abstands scheibe 72 bestimmt, die über dem Deckel 40 liegt. Mittels einer pal Mutter 74 über der Abstandsscheibe 72 läßt sich die Abstandsscheibe 72 positionieren und sichern.

Zum elektrischen Anschluß des Steuergeräts 34 ist ein Ver binder 76 vorgesehen, der sich zum Auswechseln des Stoßdämp fers schnell entfernen läßt. Eine Ausführungsform eines derartigen Verbinders ist in den Fig. 8 bis 20 einer am 5.10.1987 angemeldeten US-Anmeldung 1 05 404 dargestellt.

Zur Befestigung der Kolbenanordnung 46 an der Kolbenstange 44 ist ein Kolbenschaft 78 und eine Mutter 80 vorgesehen. Der Kolbenschaft 78 hat einen kreisförmigen Querschnitt und erstreckt sich axial durch die Mittelbohrung 82 (Fig. 5) der Kolbenanordnung 46. Die Befestigung an der Kolbenstange 44 erfolgt durch die Mutter 80, die ringförmig ist und ein Innengewinde aufweist, das auf das Außengewinde der Kolben stange 44 aufgeschraubt wird.

Zum Abstützen der Kolbenstange 44 in der Arbeitskammer 50 sowie für die unidirektionale Strömung der Dämpferflüssig keit durch die Kammer 84 ist eine Ventilanordnung 86 vorge sehen, die beim Einfedern des Stoßdämpfers 10 eine Strömung ermöglicht und beim Ausfedern die Strömung absperrt. Eine solche Ventilanordnung ist beispielsweise in Fig. 10 einer früheren USA-Anmeldung dargestellt. Für den Übertritt von Dämpferflüssigkeit aus dem Behälter 84 in die Arbeitskammer 50 ist eine in Fig. 3 dargestellte Ventilanordnung 88 vorgesehen, so daß beim Ausfedern Flüssigkeit aus dem Reser voir 84 in den unteren Teil der Arbeitskammer 50 strömen kann. Beim Einfedern wird der Übertritt von Dämpferflüssig keit aus dem unteren Teil der Arbeitskammer 50 in das Reser voir 84 abgesperrt. Die Ventilanordnung 88 weist ein tassen förmiges Endteil 90 am unteren Ende des Druckzylinders 48 auf. Das Endteil 90 sitzt mit einer Umfangsschulter 92 am unteren Ende des Druckzylinders 48 und ist an diesem befestigt.

Im Endteil 90 sind für den Durchtritt von Dämpferflüssigkeit 6 Kanäle 94 vorgesehen. An der Oberfläche des Endteils 90 sind nach oben gerichtete ringförmige Vorsprünge 96 und 98 vorgesehen, die konzentrisch zur Längsachse innerhalb und außerhalb der Kanäle 94 verlaufen.

Eine Ventilscheibe 100 für den Eintritt von Dämpferflüssig keit liegt auf den Vorsprüngen 96 und 98 auf, so daß in dieser Lage der Durchtritt von Flüssigkeit abgesperrt ist. Die Ventilscheibe 100 ist durch eine kegelige Wendelfeder 102 an die Vorsprünge 96, 98 angedrückt. Durch die kegelige Feder wird erreicht, daß die untere Windung 104 mit großem Durchmesser nahe der Außenkante im Bereich der äußeren Vorsprünge 98 auf der Ventilscheibe ruht. Das obere Ende 106 ist an einer Schulter 110 des Ventilstiftes 108 abgestützt. Durch den Flüssigkeitsdruck kann die Ventilscheibe 100 zurückgeschoben und damit die Kanäle 94 geöffnet werden.

Der Ventilstift 108 greift durch eine mittlere Öffnung in der Ventilscheibe 100, so daß diese geführt ist.

Der Ventilstift 108 ist ferner mit einer Schulter 112 und einer weiteren Schulter 114 versehen. Die Schulter 112 begrenzt die Verschiebung der Ventilscheibe 100 nach oben, während die Schulter 114 die nach unten gerichtete Bewegung des Stiftes 108 gegenüber dem Endteil 90 begrenzt, da die Schulter einen größeren Durchmesser hat als die Öffnung des Endteils 90 für den Stift 108.

In einer ringförmigen Ausnehmung 118 auf der Unterseite des Endteils 90 ist ein Ventileinsatz 116 vorgesehen, der eine Verschiebung des Ventilstiftes 108 nach oben begrenzt. Der Ventilstift 108 besitzt einen Kopf 120 größeren Durchmes sers, der bei der Aufwärtsbewegung des Stiftes 108 an dem Einsatz 116 anschlägt.

Die Kolbenanordnung 46 ist in den Fig. 4A, 4B, 4C detail liert dargestellt. Die Kolbenanordnung 46 dient zum Steuern des Flüssigkeitsaustausches zwischen den beiden Abschnitten der Arbeitskammer 50. Die Kolbenanordnung 46 weist eine Kol benhülse 122 mit mehreren senkrechten Kanälen 124 und 126 auf. Jeder Kanal 124 wirkt an seinem oberen Auslaßende 128 mit einem Ventil zusammen und sein unteres Einlaßende ist abgesetzt. Jeder Kanal 126 wirkt mit seinem unteren Aus laßende 132 mit einem Ventil zusammen und weist ein oberes, abgesetztes Einlaßende 134 auf.

Für den Übertritt der Dämpferflüssigkeit ist eine obere Federscheibe 136 und eine untere Federscheibe 138 vorgese hen. Die Federscheibe 136 liegt über dem oberen Auslaßende 128 des Kanals 124 und über dem oberen Einlaßende 134 des Kanals 26. Die obere Seite der Federscheibe 136 liegt an einem Ring 114 am Kolbenschaft 78. Damit ist der Innenumfang der Federscheibe 136 festgehalten. Der Durchtritt von Dämp ferflüssigkeit kann durch eine Öffnung 142 in der Feder scheibe erfolgen.

Um auf die obere Seite der Federscheibe 136 eine Vorspann kraft auszuüben sind eine Wendelfeder 144 und ein Federhal ter 146 vorgesehen, der einen Flansch 148 und einen Ab schnitt 150 mit einer Öffnung 152 aufweist. Der Federhalter 146 erstreckt sich zwischen der Mutter 80 und der Ventil scheibe 136.

Da die Feder 144 eine Druckkraft ausübt, wird die Ventil scheibe 136 abdichtend an das Auslaßende 128 angedrückt.

In entsprechender Weise wird die untere Federscheibe 138 über einen Federhalter 164 von einer Feder 162 an die Kolbenhülse 122 und das untere Auslaßende 132 des Kanals 126 gedrückt. Am Innenumfang ist die Federscheibe 138 zwischen der Kolbenhülse 122 und einer Abstandsscheibe 154 oberhalb einer Hutter 156 gehalten, welche auf das untere Ende des Kolbenschafts 78 aufgeschraubt ist. Damit ist die Ventil scheibe 138 von der Mutter 174 an der Kolbenhülse 122 fest gelegt. Die untere Federscheibe 138 weist eine Öffnung 160 für den Durchtritt von Flüssigkeit im unteren Teil der Arbeitskammer 50 auf. Wie nachstehend erläutert wird, läßt sich mit der Dämpferflüssigkeit die auf die obere Feder scheibe 136 und die Ventilfeder 144 ausgeübte Vorspannkraft verändern.

Der Federhalter 164 weist einen radialen Flansch 166 und einen radialen Flansch 168 auf. Der Flansch 166 liegt über dem Flansch 168 und ist mit diesem über die Stufe 170 verbunden, in der eine Öffnung 172 für den Durchtritt von Dämpferflüssigkeit vorgesehen ist.

Die zweite Ventilfeder 162 ist zwischen dem Flansch 168 des Federhalters 164 und einer Schulter 174 der Mutter 156 ange ordnet. Mittels der unteren von der Feder 162 an den Ventil sitz angedrückten Federscheibe wird der Durchtritt von Dämp ferflüssigkeit durch die Kanäle 126 beim Ausfedern gedros selt.

Die Kolbenhülse 122 ist mehrteilig aufgebaut, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Ein innerer ringförmiger Kolben 176 ist am Außenumfang des Kolbenschaftes 78 zwischen den beiden Feder scheiben 136 und 138 angeordnet. Der innere Kolben 176 weist mehrere Kanäle 178 und 180 auf, die sich jeweils quer zur Längsachse des Kolbens radial erstrecken. Die Kanäle 178 münden in radiale Kanäle 179 im Kolbenschaft 78 (Fig. 4A) und die Kanäle 180 münden in Kanäle 181 des Kolbenschaftes 178.

Ferner sind zwei äußere ringförmige Kolben 182 und 184 vorgesehen, die am Außenumfang des inneren Kolbens 176 ange ordnet sind und zu diesem etwa hälftig liegen. Im Kolben 182 sind mehrere Kanäle 186, 180 in Längsrichtung ausgebildet und im zweiten Kolben 184 die Kanäle 190 und 192. Diese Kanäle überdecken einander und ergeben so die senkrechten Kanäle 124 bzw. 126, die in Fig. 4A dargestellt sind.

In einer Ringnut 194 des Kolbens 182 liegt eine Ringdichtung 196 (Fig. 2B) zur Anlage am Druckzylinder 48. Die Kolben 176, 182 und 184 sind durch Löten miteinander verbunden.

Durch die mehrteilige Anordnung ist die Ausbildung der Kanäle erleichtert.

Um die auf die obere Federscheibe 136 ausgeübte Vorspann kraft zu ändern, ist ein Entlastungsring 198 in den Fig. 4B und 4C dargestellt, dessen Innenumfang am Außenumfang des inneren Kolbens 176 anliegt, während sein Außenumfang am Innenumfang des äußeren Ringkolbens 182 anliegt und seine Stirnseite mit der Unterseite der oberen Federscheibe 136 zusammen wirkt. Im Mittelteil des Entlastungsrings 198 ist ein Durchgang 200 und ein Ventilsitz 202 vorgesehen, der dazu dient, die Aufwärtsbewegung einer Ventilscheibe 204 zu verhindern, mit der der Durchtritt von Dämpferflüssigkeit durch den Durchgang 200 gedrosselt wird.

Zum Positionieren des Innenumfangs der Ventilscheibe 204 ist ein innerer Entlastungsring 206 vorgesehen, der am Außenum fang des inneren Kolbens 176 anliegt und einen axialen Abschnitt 208 mit einem Innenumfang aufweist, der am Außen umfang des Abschnitts 212 des oberen Entlastungsrings 198 anliegt. Die obere Stirnfläche des Entlastungsrings 206 liegt neben dem Innenumfang der Ventilscheibe 204, so daß diese zwischen den beiden Entlastungsringen 198 und 206 festgelegt ist.

Zum Vorspannen des Entlastungsrings 198 an die Federscheibe 136 ist eine Wendelfeder 214 vorgesehen, die zwischen einer Schulter 216 am äußeren Kolben 182 und der Unterseite des Entlastungsrings 198 angeordnet ist. Damit wird der Entla stungsring 198 an die Unterseite der Federscheibe 136 angedrückt. Zum Andrücken der Ventilscheibe 205 an den Ven tilsitz 202 ist eine Wendelfeder 218 vorgesehen, die zwi schen der Ventilscheibe 204 und einer Schulter 220 am inne ren Kolben 176 angeordnet ist. Die Feder 218 drückt die Ven tilscheibe 204 gegen den Ventilsitz 202.

In entsprechender Weise kann auch die auf die untere Feder scheibe 138 ausgeübte Vorspannkraft durch einen Entlastungs ring 222 verändert werden, der in einer dem Entlastungsring 206 entsprechenden Weise auf der unteren Seite der Kolbenan ordnung 46 angeordnet ist. Der Entlastungsring 222 weist ebenfalls einen Durchtrittskanal sowie einen Ventilsitz 226 auf, mit dem eine Ventilscheibe 228 zusammenwirkt, mit der der Durchtritt von Dämpferflüssigkeit durch die Öffnung 224 absperrbar ist.

Die Ventilscheibe 228 ist ebenfalls von einem Ring 230 gehalten, dessen Verlängerung 232 mit der Verlängerung 236 des Entlastungsrings 222 zusammenwirkt.

Der Entlastungsring 222 wird an die untere Federscheibe 138 von einer Wendelfeder 238 angedrückt, die sich zwischen einer Schulter 240 des Kolbens 184 und dem Entlastungsring 22 abstützt. Zum Andrücken der Ventilscheibe 228 an den Ven tilsitz 226 ist eine Wendelfeder 242 vorgesehen, die sich einerseits an einer Schulter 244 des inneren Kolbens 176 und andererseits an der Ventilscheibe 228 abstützt.

Zur Steuerung der Dämpferflüssigkeit zwischen den Kanälen 178 und 180 (Fig. 5) im inneren Kolben 176 ist ein oberer ringförmiger Schieber 246 und ein unterer ringförmiger Schieber 248 vorgesehen. Der obere Schieber 246 sitzt inner halb des Kolbenschaftes 78. Der Kolben 246 weist eine Schul ter 250 auf, an der sich eine Feder 290 anstützt, die den Schieber 246 nach unten drückt. Ferner weist der Schieber 246 einen Längskanal 252 für die Dämpferflüssigkeit auf und am unteren Ende ist der Schieber 246 mit dem oberen Ende des Schiebers 248 fest verbunden, beispielsweise durch Schweißen.

Auch der untere Schieber 248 erstreckt sich koaxial zum Kol benschaft 78 und ist im Querschnitt zylindrisch. Der Schie ber 248 ist mit einer unteren Ringnut 254 versehen, über die der Durchtritt von Dämpferflüssigkeit zwischen den Kanälen 178 und 180 erfolgen kann. Ein Längskanal 256 im Schieber 248 mündet in den Kanal 252 im Schieber 246.

Der Schieber 248 ist in einer Hülse 260 angeordnet, die in eine Innenbohrung des Kolbenschaftes 78 eingeschoben ist. Die Hülse 260 weist obere Öffnungen 262 und untere Öffnungen 264 auf, die jeweils mit den Öffnungen 178 bzw. 180 im inne ren Kolben 176 über die Öffnungen 179 bzw. 181 im Kolben schaft 78 in Verbindung stehen. Beim Verschieben des Kolbens 248 nach oben sind die Öffnungen 262 und 264 in der Hülse 260 über die Ringnut 254 im Kolben 248 verbunden.

Mittels in Ringnuten 266 und 268 eingelegter Dichtringe 270 und 272 ist eine Abdichtung der Hülse 260 gegenüber dem Kol benschaft 78 vorgesehen.

Die Hülse 260 liegt mit ihrem Flansch 274 an einer Schulter 276 des Kolbenschaftes 78 an. In der anderen Richtung ist die Hülse 260 durch einen Ring 278 gesichert, der am Flansch 278 der Hülse 260 anliegt. Der Ring 278 liegt zwischen dem oberen Schieber 246 und dem Kolbenschaft 78.

Zur Betätigung des unteren Schiebers 248 gegenüber der Hülse 260 ist eine Wicklung 286 (Fig. 6A) vorgesehen, die inner halb des Kolbenschaftes 78 oberhalb des Ringes 278 angeord net ist. Die Wicklung 286 befindet sich auf einer Hülse 288 neben der radialen Außenfläche des oberen Schiebers 246. Innerhalb der Wicklung 286 ist ein Kanal 289 für den Durch tritt von Dämpferflüssigkeit aus der Arbeitskammer zu einem Druckwandler vorgesehen. Die beiden Schieber 246, 248 bilden zusammen mit der Wicklung 286 ein Magnetventil. Wird die Wicklung 286 erregt, so schiebt sich der obere Schieber 246 nach oben und damit gelangt die Ringnut 254 im unteren Schieber 248 aus der dargestellten Lage in Fig. 4A in die obere Lage, in der Dämpferflüssigkeit aus dem oberen Teil der Arbeitskammer 50 zum unteren Entlastungsring 222 strömt. Dies erfolgt durch die Öffnung 152 im oberen Federhalter 146, die Öffnung 142, dann 200, und durch die Kanäle 178, 179 und 262 über die Ringnut 254 in die Kanäle 264, 181 und 180 in den Raum des unteren Entlastungsringes 226. Der Strömungsmitteldruck beaufschlagt den unteren Entlastungs ring 222 und dadurch verschiebt sich die untere Federscheibe 138 nach unten. Damit kann mehr Dämpferflüssigkeit durch die Längskanäle 126 in der Kolbenanordnung 46 strömen, so daß die Dämpferkräfte verringert werden und damit der Stoßdämp fer beim Ausfedern weich anspricht.

Wird dagegen die Kolbenanordnung 46 auf Druck beansprucht, so strömt die Dämpferflüssigkeit auf dem folgenden Weg vom unteren Teil der Arbeitskammer 50 zu dem oberen Entlastungs ring 198: nämlich über die Öffnungen 172 im unteren Feder halter 164, die Öffnungen 160 in der unteren Federscheibe 138, die Öffnungen 224, 180, 181, dann über die Ringnut 254 im Schieber 248 und die Öffnungen 262, 179 und 178 zum oberen Entlastungsring 198. Dieser wird gemäß Fig. 4C vom Strömungsmitteldruck beaufschlagt, so daß die Vorspannkraft auf die obere Federscheibe 136 vergrößert wird. Dementspre chend strömt ein größeres Volumen an Dämpferflüssigkeit durch die Längskanäle 124 in den oberen Teil der Arbeitskam mer, so daß der Stoßdämpfer beim Druckhub weich anspricht.

Ist dagegen der Kolben 248 in der in Fig. 4A dargestellten Lage, so ist die Strömung von Dämpferflüssigkeit zum Beauf schlagen der Entlastungsringe abgesperrt und - abgesehen von den vernachlässigbaren Kräften der Federn 238 und 242 - er folgt die Vorspannung der Federscheiben 136 und 138 allein durch die Federn 144 und 162, so daß der Stoßdämpfer in bei den Richtungen ein hartes Ansprechverhalten zeigt.

Die Schieber 246, 248 werden in die untere Lage durch eine Feder 290 gedrückt, die sich zwischen einer Schulter 250 des oberen Schiebers 246 und der Unterseite der Hülse 288 für die Wicklung anstützt. Zum Anschluß der Wicklung 286 an das Steuergerät 34 ist ein Pin 292 in einer Bohrung 293 auf der Oberseite 294 des Spulenkörpers 288 vorgesehen, um den ein Ende 295 der Spule 286 gewickelt ist und der über eine Löt verbindung 296 mit einem Anschlußdraht 300 in einer Bohrung 297 verbunden ist. Das andere Ende 298 der Wicklung ist in ähnlicher Weise mit einem zweiten Leiter 300 verbunden.

Ein Drucksensor 308 stellt die Bewegungsrichtung des Stoßdämpfers 10 fest. Der Drucksensor 308 ist über Kontakte 352 an Leiter 353 angeschlossen. Der Drucksensor 308 sitzt in einer Muffe 310 innerhalb der Kolbenstange 44 oberhalb der Wicklung 286. Die Muffe 310 ist ringförmig und hat drei Ringnuten 312, 314 und 316, von denen die Nut 312 zur Auf nahme eines Dichtrings 318 und die Nut 314 zur Aufnahme ei ner Dichtung 320 dient, während die Nut 316 eine nach innen gebogene Zunge 322 aufnimmt, die am oberen Ende des Kolben schaftes vorgesehen ist. Damit ist die Lage der Muffe 310 in der Kolbenstange 44 festgelegt. Ein Stift 323 erstreckt sich durch die Zunge 323 radial nach innen und erfaßt die Muffe 310 drehfest.

Zur Befestigung des Drucksensors 208 an der Muffe 310 dient ein Ring 324 in einer Bohrung 325, in der der Ring beispielsweise durch Einkleben befestigt ist. Zum Eintritt von Dämpferflüssigkeit zum Drucksensor 308 aus dem oberen Teil der Arbeitskammer 50 dient ein radialer Kanal 328, der mit einem Ringraum 330 zwischen der Kolbenstange 44 und dem Kolbenschaft 78 in Verbindung steht. In den Ringraum 330 mündet mindestens ein Kanal 332 in der Kolbenstange 44.

Während die Oberseite des Drucksensors 308 mit dem Druck im oberen Teil der Arbeitskammer beaufschlagt ist, wird die Un terseite des Drucksensors 308 mit dem Druck im unteren Teil der Arbeitskammer 50 beaufschlagt. Hierzu ist ein Raum 334 zwischen der Muffe 310, einer Ringhülse 336 und einem Ring stück 338 vorgesehen.

Das Ringstück 338 liegt in der Kolbenstange 44 zwischen dem Drucksensor 308 und der Wicklung 286. Für den Durchtritt der Dämpferflüssigkeit durch den Längskanal 289 innerhalb der Wicklung 286 zur Kammer 334 weist das Ringstück 338 eine Mittelbohrung 348 auf, sowie eine Bohrung 350, die zur Auf nahme eines der Leiter 300 dient. Der andere Leiter ist durch eine entsprechende Bohrung geführt.

Zur Leitungsführung weist auch die Muffe 310 vier Bohrungen 354 bzw. zwei Bohrungen 356 in axialer Richtung auf.

In die Bohrungen 356 sind jeweils Röhrchen 358 eingelegt, welche die elektrische Verbindung erleichtern. Eine Glas masse 359 ist zwischen jedem Röhrchen 358 und den Bohrungen 356 vorgesehen, um abzudichten und elektrisch zu isolieren. Außerdem ist jeder Leiter 300 am oberen Ende des Röhrchens 358 beispielsweise durch Löten befestigt und abgedichtet. Zur Befestigung und Abdichtung jedes Leiters 353 in der Boh rung 354 ist eine Glasmasse 361 jeweils zwischen der Bohrung 354 und dem Leiter 353 vorgesehen.

Die Leiter 300 zum Anschluß der Wicklung 286 und die Leiter 353 zum Anschluß des Drucksensors 308 sind über eine Anpaß schaltung 363 an eine biegsame Verbindung 3 S 7 angeschlossen. In der Anpaßschaltung 363 können Komponenten für Signalver stärkung, Temperaturanpassung usw. vorgesehen sein.

Die in Fig. 7 dargestellte Anpaßschaltung 363 ist aus einem Träger 366 und einer Schaltungsplatine 368 aufgebaut, die beide in der Kolbenstange 44 untergebracht sind. Der Träger 366 weist einen ersten kreisrunden Abschnitt 370 und einen zweiten halbkreisförmigen Abschnitt auf. Der erste Abschnitt 370 liegt neben dem Kopfstück bzw. der Muffe 310 und der zweite Abschnitt 372 erstreckt sich axial in Richtung zur Kolbenstangenführung/Ventilanordnung 86. Der Abschnitt 370 ist abgestuft mit einem Flansch 374 mit größerem und einem Flansch 376 mit kleinerem Durchmesser. Dieser Abschnitt 376 liegt am Ende des Abschnitts 370 dem unteren Teil des Stoßdämpfers 10 zugekehrt. Der Durchmesser des Flansches 376 ist derart, daß der Flansch in den oberen Teil der Muffe 310 einsitzt.

Der Flansch 374 mit dem größeren Abschnitt ist neben dem In nendurchmesser der Kolbenstange 44 zwischen dem Flansch 376 und dem Träger 372 angeordnet, wobei der Abschnitt 370 meh rere axiale Durchgänge 378 aufweist, in denen die Leiter 353 liegen, über die die Platine 368 an die Muffe 310 ange schlossen ist. Der Träger 372 weist zusätzlich einen Kanal 380 auf, in dem die Leiter 300 aufgenommen sind.

Der Träger 372 weist eine Oberseite 382 und einen unteren Leiteraufnahmeteil 384 auf. Die Oberseite 382 trägt die Pla tine 368, die aufgeklebt sein kann. Der Leiteraufnahmeteil 384 dient zum elektrischen Anschluß zwischen oberen Vor sprüngen 386 der Leiter 358 und der Platine 368.

Die Platine 368 weist mehrere Bohrungen 388 zur Aufnahme der Vorsprünge 386 auf. Über die Leiter 353 ist somit der Druck sensor 308 an die Platine 368 angeschlossen. Ferner ist die Platine 368 an die Leiter 390 angeschlossen, die über die flexible Verbindung 357 zu dem elektrischen Anschluß 76 füh ren. Auf diese Weise erfolgt der Anschluß des elektronischen Steuergeräts 34 an die Platine 368. Auf der Platine 368 sind elektronische Komponenten vorgesehen, mit denen die Signale des Drucksensors 308 aufbereitet werden können. Die Platine 368 kann Operationsverstärker zur Temperaturkompensation, Zwischenspeicher und Verstärker enthalten.

Eine zweite Ausführungsform der Anpaßschaltung 363 ist in den Fig. 8A und 8B dargestellt. Dabei ist der Träger 366 als rechteckförmige Platte 392 ausgebildet, die sich zur Kolbenstangenführung 86 hin erstreckt und die an dem Flansch 370 angeformt ist. Auf der Platte 392 sitzt ein Profil 394. Die Anpaßschaltung 363 weist ferner ein Endstück 396 auf, das einen ersten kreisförmigen Abschnitt 398 besitzt, der der Kolbenstangenführung 86 zugekehrt ist. Der Durchmesser des Abschnittes 398 ist so gewählt, daß der Abschnitt in der Kolbenstange 44 einsitzt. Ein rechteckförmiger Ansatz 400 dient zur Aufnahme des Profils 394. Der elektrische Anschluß der Platine 368 an die Leiter 300 und an die Verbinderanord nung 76 erfolgt über eine flexible Verbindung 357.

Zur Befestigung der Platine 368 dient das Profil 394, das auf die Platte 392 aufgesetzt wird und vorzugsweise aus Alu minium besteht. Das Profil 394 hat eine rechteckige Ober seite 402, an welche die keramische Platine 368 angeklebt ist. Das Profil 394 hat mehrere Flansche 404, die über die Oberseite 402 hinausstehen und die zum Festlegen der Platine 368 dienen. Die unteren Flansche 406 liegen beidseits der Platte 392 und des Ansatzes 400 an.

Eine dritte Ausführungsform ist in den Fig. 9A und 9B dargestellt, wobei die Anpaßschaltung 363 außerdem einen Beschleunigungsmesser 410 und eine Anpaßschaltung 412 für das Beschleunigungssignal und eine Anpaßschaltung 414 für das Drucksignal aufweist. Der Beschleunigungsmesser 410 ist an dem Teil einer Grundplatte 394 angeordnet, die der Kol benstangenführung 86 zugekehrt ist, wobei eine Befestigung durch einen Kleber erfolgen kann. Alle zur Befestigung verwendeten Kleber sind thermisch leitfähig. Die Anpaßschal tung 414 sitzt an der Basisplatte 394 und ist der Muffe 310 zugekehrt. Die Anpaßschaltung 412 ist auf der Seite des Beschleunigungsmessers 410 gegenüber der Basisplatte 394 angeordnet. Die Anpaßschaltung 412 dient zur Signalaufberei tung der Ausgangssignale des Beschleunigungsmessers 410.

Hierzu weist die Schaltung 412 elektrische Kontakte 416 und 418 auf. Über die Kontakte 416 ist der Beschleunigungsmesser 410 an die Schaltung 412 angeschlossen und über die Kontakte 418 werden die Ausgangssignale der Schaltung 412 über die Verbindung 408 an das Endstück 396 übertragen. Auch die Schaltung 414 ist mit elektrischen Kontakten 420 und 422 versehen, von denen die Kontakte 420 an die Leiter 353 und die Kontakte 422 an die Verbindung 408 angeschlossen sind.

Das Trägerstück 366 entspricht im wesentlichen der Bauweise, die anhand der Fig. 8A und 8B erläutert wurde. Der Träger 366 weist jedoch einen erhabenen Abschnitt 424 mit Leiter stücken 426 auf. Diese Leiter 426 bilden Muster in dem erha benen Abschnitt 424 zum Anschluß der Anpaßschaltung 414 und der Verbindung 357 sowie der Schaltung 412 mit der Verbin dung 357. Ferner besitzt der Träger 366 Leiter 428 zum Anschluß der Leiter 300 und der Verbindung 357. Der erhabene Abschnitt 424 des Trägers 366 paßt durch eine Öffnung 430 in der Basisplatte 394 und ermöglicht so den Anschluß der Leiter 426 und der Kontakte 418 der Anpaßschaltung 412 für den Beschleunigungsmesser und der Kontakte 422 der Anpaß schaltung 414 für den Drucksensor.

Die Komponenten auf der Platine 368 werden nun anhand der Fig. 10 beschrieben. Der nichtinvertierende Eingang eines Operationsverstärkers OP1 ist an einen Eingang des Drucksen sors 308 und über einen Kondensator C 1 zur Rauschverminde rung an Hasse angeschlossen. Der invertierende Eingang von OP 1 liegt an den Widerständen R 1 und R 2 eines Spannungstei lers, wobei er zwei an eine Spannungsquelle +UB und R 1 an Masse liegt. Der invertierende Eingang ist ferner mit dem Ausgang von OP 1 über den Widerstand R 3 verbunden, mit dem der Verstärkungsfaktor gesteuert wird. Der Ausgang von OP 1 liegt über einem Widerstand R 4 an dem invertierenden Eingang eines weiteren Operationsverstärkers OP 2.

Der nichtinvertierende Eingang des OP 2 ist an einen zweiten Eingang des Drucksensors 308 und über einen Kondensator C 2 zur Rauschminderung an Masse angeschlossen. Der Ausgang des OP 2 ist über einen Widerstand R 5 zum Steuern des Verstär kungsfaktors mit dem invertierenden Eingang des OP 2 verbun den. Ferner liegt der Ausgang des OP 2 am invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP 3 über einem Wider stand R 6, der einen positiven Temperaturkoeffizienten hat, um seinen Widerstand bei steigender Temperatur zu ver größern.

Der invertierende Eingag des OP 3 erhält Spannung von einem Widerstandsnetzwerk R 15 bis R 19. Dabei dienen die Wider stände R 15 bis R 18 zum Bereitstellen einer stabilen Spannung unabhängig von der Temperatur. Die Widerstände R 15 und R 16 dienen zur Kompensation einer statischen Spannungsverschie bung und der Widerstand R 19 zur Kompensation einer dynami schen Spannungsverschiebung. Ferner hat der Widerstand R 17 einen positiven Temperaturkoeffizienten. Die Widerstände R 15 bis R 19 können mit Laser getrimmt sein, um die gewünschte Spannung an den invertierenden Eingang des OP 3 zu liefern. Der nichtinvertierende Eingang des OP 3 liegt an einem Span nungsteil R 13 bzw. R 14, wobei der Widerstand R 13 an die Spannungsquelle und der Widerstand R 14 an Masse angeschlos sen ist. Der nichtinvertierende Eingang des OP 3 ist mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers OP 4 verbunden. Schließlich liegt der invertierende Eingang des OP 3 über die Widerstände R 7 und R 8 am Ausgang des OP 3. Auch der Widerstand R 8 hat einen positiven Temperaturkoeffizien ten.

Der Ausgang des OP 3 ist über den Widerstand R 9 mit dem invertierenden Eingang des OP 4 verbunden. Der invertierende Eingang des OP 4 ist auch über einen Kondensator C 3 mit dem Ausgang des OP 4 verbunden, wobei der Kondensator das Ausgangssignal integriert und glättet. Der Ausgang des OP 4 erfolgt über die Widerstände R 11 und R 12, deren Verbindung mit dem negativen Pol der Spannungsquelle über einen Konden sator C 4 verbunden ist. Die Widerstände R 11 und R 12 sowie der Kondensator C 4 dienen zur Stabilisierung des Ausgangssi gnals für kapazitive Last. Der invertierende Eingang des OP 4 ist an den Widerstand R 12 über den Widerstand R 10 ange schlossen.

Schließlich ist der Pluspol der Spannung UB über den Filter kondensator C 5 mit Hasse verbunden. Die Operationsverstärker OP 1 bis OP 4 bilden elektrisch einen LMC 660 quad op amp, wie er von National Semiconductor erhältlich ist. Auch andere Operationsverstärkerschaltungen können verwendet werden.

Claims

1. Stoßdämpfer zum Dämpfen von mechanischen Schwin gungen, insbesondere von Bewegungen eines Fahrzeugaufbaus, mit einem Druckzylinder und einem den Druckzylinder in eine erste und eine zweite Kammer aufteilenden Kolben mit einer Kolbenstange und mit elektrisch ansteuerbaren Einrichtungen zum Regulieren des Dämpferflüssigkeitsdurchtritts durch den Kolben, gekennzeichnet durch erste Sensoren (308) zum Bestimmen des Druckunterschiedes der Dämpferflüssigkeit in den beiden Kammern des Druckzylinders, wobei die ersten Sen soren in einem ersten Teil der Kolbenstange vorgesehen sind, Mittel zum Erzeugen eines Ansteuersignals abhängig von den Sensoren (308) und durch elektrisch betätigbare Mittel (286, 392) zum Regulieren des Dämpferflüssigkeitsaustauschs zwi schen den beiden Kammern des Druckzylinders, wobei diese Einrichtungen in einem zweiten Teil der Kolbenstange ange ordnet sind.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der erste Sensor (308) ein Drucksensor ist, der eine vom Flüssigkeitsdruck im ersten Teil der Arbeitskammer (50) und eine vom Druck der Dämpferflüssigkeit im zweiten Teil der Arbeitskammer beaufschlagte Fläche aufweist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß ein Kopfstück (310) vorgesehen ist, das im Druckzy linder angeordnet ist und mit dem der Drucksensor (308) im Druckzylinder befestigt ist.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß das Kopfstück (310) eine Ringnut aufweist und der Stoßdämpfer ein kolbenseitiges Teil aufweist, das die Kolbenstange und die Ringnut des Kopfstücks (310) erfaßt, wobei das Kopfstück an der Kolbenstange befestigt ist.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das Kopfstück (310) einen Kanal (328) aufweist, über den der Drucksensor (308) mit dem ersten Teil des Druckzylinders in Verbindung steht.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß eine erste Signalanpaßschaltung (363) vorgesehen ist, mit der die Ausgangssignale des Drucksensors (308) kon ditionierbar sind, daß die Anpaßschaltung innerhalb der Kolbenstange in einer Entfernung von dem Kopfstück angeord net ist und der Anschluß der Anpaßschaltung an den Drucksen sor über Leiter (353) erfolgt, die durch das Kopfstück (310) geführt sind.

7. Stoßdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß eine Einrichtung zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Aufbaus vorgesehen ist.

8. Stoßdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß ein Beschleunigungsmesser (410) vorgesehen ist, der im ersten Teil der Kolbenstange angeordnet ist.

9. Stoßdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der Beschleunigungsmesser (410) nahe der ersten Anpaßschaltung (363) vorgesehen ist.

10. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß eine zweite Anpaßschaltung (412) vorgesehen ist, die ebenfalls im ersten Teil der Kolbenstange angeordnet und an den Beschleunigungsmesser (410) angeschlossen ist.

11. Verfahren zum Regulieren des Flüssigkeitsaustau sches zwischen zwei Teilen der Arbeitskammer eines direkt wirkenden hydraulischen Stoßdämpfers, der zwischen den gefe derten und ungefederten Massen eines Fahrzeuges eingebaut ist und einen Druckzylinder aufweist, dadurch gekennzeich net, daß
die Druckdifferenz in beiden Teilen der Arbeitskammer abge tastet wird,
die vertikale Geschwindigkeit der gefederten Masse des Fahr zeuges ermittelt wird und
der Flüssigkeitsaustausch zwischen den beiden Teilen der Arbeitskammer von einem elektrisch ansteuerbaren Strömungs mittelventil reguliert wird, in dem eine von der Druckdiffe renz und der vertikalen Geschwindigkeit der gefederten Fahrzeugmassen abhängiges Signal gebildet wird,
und daß die von einem Drucksensor und einem Beschleunigungs messer gelieferten Signale in Signalanpaßschaltungen (412, 414, 363) aufbereitet werden, die in einem Hohlraum der Kol benstange angeordnet sind.