DE4124040A1 - Hydraulischer stossdaempfer mit einstellbarer daempfungskraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug.

Es wurden bereits hydraulische Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft zur Verwendung in einem Fahrzeug vorgeschlagen, bei denen die Dämpfungskraft eingestellt werden kann, um einen optimalen Fahrkomfort und eine stabile Lenkfähigkeit bei sich ändernden Straßen- und Fahreigenschaften zu halten.

Ein derartiger Bautyp eines Stoßdämpfers wird beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr. 59-22 359 und der japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr. 60-37 477 angegeben. Der gezeigte Stoßdämpfer umfaßt in einem Zylinder zwei unterteilte Kammern, eine Anzahl von die Kammern verbindenden Durchtrittswegen, einen im Zylinder bewegbaren Kolben, eine Dämpfungskraft- Erzeugervorrichtung, wie beispielsweise eine Austrittsöffnung, zur Erzeugung einer Dämpfungskraft mittels Steuerung einer Strömung eines Hydraulikfluids, die in den Durchtrittswegen als Folge der Verschiebebewegung des Kolbens im Zylinder erzeugt wird. Der Stoßdämpfer umfaßt ferner ein Elektromagnetventil zum selektiven Öffnen und Schließen einer der Durchtrittswege zur Einstellung der Dämpfungskraft. Das Elektromagnetventil enthält einen Ventilkörper, der normalerweise zum Schließen des Durchtrittsweges federbelastet ist und der zur Öffnung des Durchtrittswegs angehoben wird, wenn die Magnetspule des Ventils eingeschaltet wird.

Es ist gebräuchlich, den Stoßdämfer für einen weichen Betrieb einzustellen, bei dem eine verhältnismäßig kleine Dämpfungskraft erzeugt wird und das Fahrzeug unter normalen Bedingungen fährt, um eine bequeme Fahrt zu ergeben, und er für einen harten Betrieb umgeschaltet wird, bei dem eine verhältnismäßig große Dämpfungskraft erzeugt wird, wenn das Fahrzeug sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt oder wenn eine Steuerung durchgeführt wird, um ein Rollen und/oder Nicken zu verhindern. Beim zugehörigen Abgleich ist die Zeit, in der der Stoßdämpfer in den weichen Betrieb gebracht wird, länger als jene, in der er in den harten Betrieb gebracht wird.

Bei dem vorstehend beschriebenen Stoßdämpfer wird der Ventilkörper durch eine Feder belastet, um auf einem Ventilsitz zum Schließen des Durchtrittswegs aufzuliegen, wenn die Magnetspule nicht eingeschaltet ist, so daß der Stoßdämpfer im harten Betrieb arbeitet. Es ist daher erforderlich, die Magnetspule an einer Einschaltung zu hindern, während der Stoßdämpfer im weichen Betrieb gehalten wird. Dies erfordert eine längere Zeitspanne, in der ein Strom der Magnetspule zugeführt wird, was zu einem erhöhten Verbrauch elektrischer Leistung führt. Ferner tendiert die in der Magnetspule erzeugte Wärme dazu, eine Verschlechterung des Hydraulikfluids zu erleichtern.

Die Erfindung wurde im Hinblick auf die vorstehende Schwierigkeit realisiert und es liegt ihr die Hauptaufgabe zugrunde, einen hydraulischen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft zu schaffen, der in einen harten Betrieb gebracht wird, wenn ein Strom einem Elektromagnetiventil zugeführt wird, um einen Durchtrittsweg für eine Strömung eines Hydraulikfluids selektiv zu öffnen und zu schließen, wodurch eine Gesamtzeitspanne verkürzt wird, während welcher der Strom dem Magnetventil zugeführt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird durch die Erfindung ein hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft geschaffen, der umfaßt: einen Zylinder mit einem darin aufgenommenen Hydraulikfluid; einen im Zylinder verschiebbaren Kolben; wobei zwei durch eine Trennwand getrennte Kammern mittels einer Anzahl Durchtrittswege in Verbindung miteinander gehalten werden; eine Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung zur Erzeugung einer Dämpfungskraft durch Steuerung einer Hydraulikfluidströmung durch die Durchtrittswege, die als Folge einer Verschiebebewegung eines Kolbens im Zylinder erzeugt wird; und eine Ventilanordnung zur Einstellung der Dämpfungskraft durch selektives Öffnen und Schließen eines der Durchtrittswege, wobei der Stoßdämpfer für einen harten Betrieb eingestellt wird, bei dem eine verhältnismäßig große Dämpfungskraft erzeugt wird, wenn der eine Durchtrittsweg geschlossen ist, und für einen weichen Betrieb, in dem eine verhältnismäßig kleine Dämpferkraft erzeugt wird, wenn der eine Durchtrittsweg geöffnet ist; die Ventilanordnung ist gekennzeichnet durch ein Ventilelement, das axial beweglich ist, um auf einem Ventilsitz, der in dem einen Durchtrittsweg gebildet wird, aufzuliegen und von ihm angehoben zu werden, um die Fluidverbindung durch den einen Durchtrittsweg abzuschließen und zu öffnen; eine Belastungseinrichtung um das Ventilelement vom Ventilsitz weg zu belasten; einen Kolben, der mit dem Ventilelement an seinem einen Ende verbunden ist, der Druckkolben aus magnetischem Werkstoff besteht; und eine Magnetspule, in die der Druckkolben verschiebbar eingesetzt ist, und die Magnetspule den Druckkolben gegen die Kraft der Belastungseinrichtung verschiebt, um bei ihrer Einschaltung das Ventilelement auf den Ventilsitz aufzubringen.

Beim Stoßdämpfer mit vorstehendem Aufbau wird der Stoßdämpfer in einen weichen Betrieb gebracht, wenn die Magnetspule nicht mit Strom versorgt wird, da der Ventilkörper am Ventilsitz mittels der Belastungseinrichtung abgehoben wird, um den Durchtrittsweg zu öffnen. Wird die Magnetspule mit Strom versorgt, so wird der Kolben bewegt, so daß der Ventilkörper am Ventilsitz aufliegt, um den einen Durchtrittsweg zu schließen, wodurch der Stroßdämpfer in einen harten Betrieb gebracht wird.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht in Schnittdarstellung eines hydraulischen Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer elektrischen Schaltung zur Steuerung des in Fig. 1 angegebenen Stoßdämpfers, und

Fig. 3 und 4 Fig. 1 ähnliche Darstellungen, die jeweils eine zweite und dritte Ausführungsform angeben.

Es wird auf die Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen Bezug genommen.

In Verbindung mit den Fig. 1 und 2 wird eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert.

Der hydraulische Stoßdämpfer 1 ist in Zweizylinderbauart ausgeführt, ein Kolben 3 ist verschiebbar in einen Innenzylinder 2 eingesetzt, und der Innenzylinder 2 wird durch den Kolben 3 in eine in Fig. 1 oben liegende obere Kammer 4 und in eine unten liegende untere Kammer 5 unterteilt. Der Kolben 3 ist am Außenumfang einer Durchtrittsweganordnung 8 mittels einer Mutter 9 befestigt. Die Durchtrittsweganordnung umfaßt ein groß bemessenes Rohrelement 6 und ein klein bemessenes Rohrelement 7, das auf dem groß bemessenen Rohrelement 6 aufgeschraubt ist. Das groß bemessene Rohrlement 6 der Durchtrittsweganordnung 8 ist an einem Ende einer Kolbenstange 10 aufgeschraubt. Das andere (nicht dargestellte) Ende der Kolbenstange 10 erstreckt sich von den Zylindern nach außen. Die Kolbenstange 10 besteht aus magnetischem Werkstoff und ist mit einem darin ausgebildeten Durchtrittsweg 11 ausgestattet, um das Innere der Durchtrittsweganordnung 8 mit der oberen Kammer 4 zu verbinden. Der Durchtrittsweg wird selektiv mittels eines Dämpfungskraft-Einstellventils 12 geöffnet und geschlossen, das anschließend beschrieben wird. Das Innere der Durchtrittsweganordnung 8 und des Durchtrittswegs 11 der Kolbenstange 10 stellen zusammen einen Überbrückungsweg 13 dar, um die obere Kammer 4 und die untere Kammer 5 in Verbindung miteinander zu halten.

Ein erster erweiterungsseitiger Durchtrittsweg 14 und ein erster verkürzungsseitiger Durchtrittsweg 15 verlaufen durch den Kolben 3, um die obere und untere Kammer 4, 5 jeweils miteinander zu verbinden. Eine erste erweiterungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 16 und eine erste verkürzungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 17 sind jeweils im Bereich der unteren Kammer 5 und der oberen Kammer 4 des Kolbens 3 befestigt und jeweils dem ersten erweiterungsseitigen Durchtrittsweg 17 und dem ersten verkürzungsseitigen Durchtrittsweg 15 zugeordnet. Die erste erweiterungsseitige Dämpfungskraft- Erzeugervorrichtung 16 umfaßt ein Scheibenventil und eine (nicht dargestellte) Durchtrittsöffnung und erzeugt eine Dämpfungskraft mittels Steuerung einer Strömung von Hydraulikfluid, die in Erweiterungshub des Stoßdämpfers 1 erzeugt wird. Die erste verkürzungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 17 umfaßt ein Scheibenventil und erzeugt eine Dämpfungskraft durch Steuerung einer Strömung eines Fluids, die im Verkürzungshub des Stoßdämpfers 1 erzeugt wird.

Ein Trennwandelement 18 ist in der Durchtrittsweganordnung 8 eingepaßt, um eine Trennwand zwischen dem Inneren des groß bemessenen Rohrelements 6 und des klein bemessenen Rohrelements 7 zu bilden, wodurch der Überbrückungsweg 13 gesperrt wird. Das Trennwandelement 18 ist jeweils mit zweiten erweiterungsseitigen und verkürzungsseitigen Durchtrittswegen 19 und 20 versehen, um jeweils das Innere des groß bemessenen und des klein bemessenen Rohrelements 6 und 7 miteinander zu verbinden. Eine zweite verlängerungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 21 ist in dem klein bemessenen Rohrelement 7 angeordnet, und auf dem Trennwandelement 18 befestigt. Die zweite erweiterungsseitige Dämfpungskraft-Erzeugervorrichtung 21 umfaßt ein Scheibenventil und eine (nicht dargestellte) Durchtrittsöffnung und ist dem zweiten erweiterungsseitigen Durchtrittsweg 19 zugeordnet, um durch Steuerung einer Hydraulikfluidströmung, die im Erweiterungshub des Schockabsorbers 1 erzeugt wird, eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Ein Rückschlagventil 22 ist im groß bemessenen Rohrelement 6 angeordnet und auf dem Trennwandelement 18 befestigt. Das Rückschlagventil ist dem zweiten verkürzungsseitigen Durchtrittsweg 20 zugeordnet, um eine Fluidströmung im Inneren des klein bemessenen Rohrelements 7 zum Inneren des groß bemessenen Rohrelements 6 zu gestatten und eine Hydraulikfluidströmung in der umgekehrten Richtung zu verhindern. Das Scheibenventil der zweiten erweiterungsseitigen Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 21 ist derart ausgeführt, daß es bei einem Druck öffnet, der niedriger als der Druck ist, bei dem sich das Scheibenventil der ersten erweiterungsseitigen Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 16 öffnet. Die zweite erweiterungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 21 und das Rückschlagventil 22 sind am Trennwandelement 18 mittels eines Bolzens 23 und einer Mutter 24 befestigt.

Eine Körperteileinrichtung 25 ist am Bodenabschnitt (untere Seite in Fig. 1) des Innenzylinders 2 vorgesehen, um beim Verkürzungshub des Stoßdämpfers 1 eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Die Körperteileinrichtung 25 umfaßt ein Trennwandelement 26, um eine Verbindung des Inneren des Innenrohrs 22 mit einem Ringraum zu verhindern, der jeweils zwischen dem Innenzylinder 2 und Außenzylinder 29 gebildet wird, jeweils einen erweiterungsseitigen und verkürzungsseitigen Durchtrittsweg 27 und 28, die durch das Trennwandelement 26 gebildet werden, eine dritte verkürzungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 30, die im Innenzylinder 2 angeordnet und auf dem Trennwandelement 26 befestigt ist, und ein Rückschlagventil 31, das an der der Vorrichtung 30 fernliegenden Seite des Trennwandelements 26 befestigt ist. Die dritte verkürzungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung umfaßt ein Scheibenventil und eine (nicht dargestellte) Durchtrittsöffnung und ist dem dritten verkürzungsseitigen Durchtrittsweg 28 zugeordnet, um durch Steuerung einer Hydraulikfluidströmung im Verkürzungshub des Schockabsorbers 1 eine Dämpfungskraft zu erzeugen. Das Rückschlagventil 31 ist dem dritten verkürzungsseitigen Durchtrittsweg 28 zugeordnet, um eine Fluidströmung jeweils aus dem zwischen dem Innenzylinder 2 und dem Außenzylinder 29 gebildeten Raum in den Innenzylinder 2 zu gestatten und eine umgekehrte Fluidströmung zu verhindern.

Als nächstes erfolgt eine detaillierte Erläuterung des Dämpfungskraft-Einstellventils 12, das einen Hauptteil der Erfindung darstellt.

Bei 37 ist ein ringförmiges Ventilsitzelement dargestellt, das auf halbem Weg des in der Kolbenstange 10 gebildeten Durchtrittswegs 11 angeordnet ist. Das Ventilsitzelement 37 ist mit einem darauf ausgebildeten Ventilsitz 32 versehen. Ein Halteelement 33 aus magnetischem Werkstoff ist in die Kolbenstange 10 eingesetzt und nimmt in ihm axial verschiebbar ein im wesentlichen rohrförmiges Ventilelement 34 auf. Das Ventilelement kann sich vom Ventilsitz 32 lösen und auf diesem aufliegen, um den Überbrückungsweg 13 zu öffnen und zu schließen. Ein Schaft 35 aus nicht-magnetischem Werkstoff ist verschiebbar durch das Ventilelement 34 eingeführt. Der Schaft 35 ist mit einem an seinem unteren Ende befestigten Anschlagring 36 versehen, so daß das Ventilelement nach oben angehoben wird, wenn der Schaft 35 aufwärts bewegt wird. Das Ventilsitzelement 37 ist an seiner Innenfläche mit einem stufenförmigen Abschnitt 38 ausgebildet. Eine Schraubenfeder 39 liegt zwischen dem stufenförmigen Abschnitt 38 und dem Anschlagring 36, um den Schaft 35 ständig nach oben zu belasten. Ein weiterer oder zweiter Anschlagring 40 ist bezüglich des Ventilelements 34 dem ersten Anschlagring 36 gegenüberliegend angeordnet und am Schaft 35 befestigt. Eine zweite Vorspannungsfeder 41 liegt zwischen dem zweiten Anschlagring 40 und dem Ventilelement 34, um das Ventilelement ständig nach unten zu belasten. Die zweite Vorspannungsfeder 41 ist derart ausgeführt, daß sie das Ventilelement 34 mit im wesentlichen gleicher Vorspannungskraft nach unten belastet, um zuverlässig das Ventilelement 34 nach unten zu bewegen, wenn der Schaft nach unten bewegt wird.

Der Schaft 35 erstreckt sich durch das Halteelement 33 in Axialrichtung der Kolbenstange 10 nach oben. Am oberen Ende des Schafts 35 ist ein Druckkolben 42 aus magnetischem Werkstoff befestigt. Der Druckkolben 42 ist in eine Magnetspule 43 eingesetzt. Ein Basiselement 44 ist oberhalb der Magnetspule 42 angeordnet, so daß die Axialbewegung des Druckkolbens 42 zwischen dem Halteelement 33 und dem Basiselement 44 beschränkt wird. Zuleitungen 45 von der Magnetspule 43 erstrecken sich in der Kolbenstange 10 und sind mit einer elektrischen Schaltung 46 außerhalb des Stoßdämpfers 1 verbunden.

Die elektrische Schaltung 46 ist in einer Steuereinheit 47 enthalten und umfaßt eine Erzeugerschaltung 48 für einen großen Strom und eine Erzeugerschaltung 49 für einen kleinen Strom. Ferner ist eine Stromschaltvorrichtung 50 vorgesehen, um selektiv einen großen Strom und einen schwachen Strom an die Magnetspule 42 abzugeben, indem die zwei Erzeugerschaltungen 48 und 49 umgeschaltet werden. Die Steuerung des der Magnetspule zuzuführenden Stroms erfolgt derart, daß ein großer Strom der Magnetspule 43 der Eingangsphase der Leistungszufuhr zugeführt wird, um den Druckkolben 42 gegen die Kraft der Feder 39 nach unten (gesehen in Fig. 1) zu bewegen, und daß, nachdem der Druckkolben 42 das Halteelement erreicht hat, die Leistungszufuhr geändert und ein schwacher Strom zugeführt wird.

Es können verschiedene Einrichtungen dazu verwendet werden, um zu bestimmen, wann der Druckkolben 42 das Halteelement 33 erreicht hat. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine derartige Einrichtung eine Zeitgebereinrichtung, die bis zu einer vorgegebenen Zeitperiode zählt. Die Zeitperiode wird durch Berechnung oder Abschätzung der Zeitspanne bestimmt, die der Druckkolben 42 braucht, um das Halteelement 33 zu erreichen, nachdem die Leistungszufuhr zur Magnetspule 43 begonnen hat. Hat der Zähler bis zur vorgegebenen Zeitspanne gezählt, so trifft eine Entscheidungsvorrichtung eine Entscheidung, daß der Druckkolben 42 das Halteelement 33 erreicht hat. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Entscheidungsvorrichtung derart ausgeführt sein, daß sie die Entscheidung trifft, daß der Druckkolben 42 das Halteelement 33 erreicht hat, wenn der durch die Magnetspule 43 fließende Strom gleichmäßig geworden ist, da sich der durch die Magnetspule 43 fließende Strom während der Bewegung des Druckkolbens 42 ändert. Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann ein Sensor vorgesehen werden, um den Kontakt des Druckkolbens 42 mit dem Halteelement 33 zu erfassen. Die Einrichtung, die bestimmt, wann der Druckkolben 42 das Halteelement 33 erreicht hat, kann in der Stromschaltvorrichtung 50 mit enthalten sein.

Es wird nunmehr der Betrieb des Stoßdämpfers mit dem vorstehend erwähnten Aufbau erläutert.

Wird der Magnetspule 43 kein Strom zugeführt, so wird der Schaft 35 mittels der Schraubenfeder 39 aufwärts positioniert, und anschließend wird das Ventilelement 34 mittels des Schafts 35 über den Anschlagring 36 angehoben, so daß der Überbrückungsweg 13 offengehalten wird. Beim Erweiterungshub des Stoßdämpfers 1 wird eine verhältnismäßig kleine Dämpfungskraft mittels der zweiten erweiterungsseitigen Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 21 erzeugt, die dem zweiten erweiterungsseitigen Durchtrittsweg 19 zugeordnet ist, der durch das Trennwandelement 18 gebildet wird, das in die Durchtrittsweganordnung 8 eingesetzt ist, während beim Verkürzungshub des Stoßdämpfers eine verhältnismäßig kleine Dämpfungskraft mittels der dritten verkürzungsseitigen Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 30 erzeugt wird, die dem dritten verkürzungsseitigen Durchtrittsweg 28 zugeordnet ist, der durch das Trennwandelement 26 der Bodenteileinrichtung 26 (weicher Betrieb) gebildet wird.

Wird ein Dämpfungskraft-Änderungssignal der Stromschaltvorrichtung 50 aus einem (nicht dargestellten) handbetätigten Schalter oder aus (nicht dargestellten) Sensoren zugeführt, die vorgesehen sind, um verschiedene Fahrtzustände zu erfassen, wie beispielsweise Lenkradwinkel, Bremskraft, Fahrtgeschwindigkeit und dergleichen, so wird der Magnetspule 43 zum Abschließen des Überbrückungswegs 13 Strom zugeführt. In der Anfangsstufe der Leistungszufuhr wird die Erzeugerschaltung 48 für einen großen Strom aktiviert, um der Magnetspule einen großen Strom zuzuführen, um das Ventilelement mit einer großen Kraft zu bewegen, die ausreicht, um die am Ventilelement 34 über den Schaft 35 und den Anschlagring 36 ausgeübte Belastungskraft zu überwinden. Wird der Druckkolben 42 nach unten verschoben, so wird das Ventilelement 34 durch den Druckkolben 42 über den Schaft 35 und die Feder 41 ebenfalls nach unten verschoben, um auf dem Ventilsitz 42 aufzuliegen, wodurch gemäß Fig. 1 der Überbrückungsweg 13 geschlossen wird. In diesem Zustand ist der Anschlagring 36 vom Ventilelement 34 getrennt. Hat der Druckkolben 42 das Halteelement 33 erreicht, so aktiviert die Stromschaltvorrichtung die Erzeugerschaltung 49 für einen kleinen Strom, während sie die Erzeugerschaltung 48 für einen großen Strom ausschaltet. Da der Druckkolben 42 durch das Halteelement 33 angezogen wird, sobald der Druckkolben 42 am Halteelement 33 anliegt, reicht ein sehr kleiner Strom aus, um den Druckkolben 42 in der abgesenkten Position zu halten.

In diesem Zustand, bei dem der Überbrückungsweg 13 geschlossen ist, wird durch die erste erweiterungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 16, die dem ersten erweiterungsseitigen Durchtrittsweg 14 zugeordnet ist, der im Erweiterungshub des Stoßdämpfers 1 durch den Kolben 3 gebildet wird, eine verhältnismäßig große Dämpfungskraft erzeugt, während im Verkürzungshub des Stoßdämpfers 1 durch die erste verkürzungsseitige Dämpfungskraft- Erzeugervorrichtung 17, die dem ersten verkürzungsseitigen, durch den Kolben 3 gebildeten Durchtrittsweg 15 zugeordnet ist, sowie die dritte verkürzungsseitige Dämpfungskraft- Erzeugervorrichtung 30, die dem dritten verkürzungsseitigen, durch das Körperelement 28 gebildeten Durchtrittsweg 26 (harte Betriebsweise) eine verhältnismäßig große Dämpfungskraft erzeugt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird ein hydraulischer Stoßdämpfer 51 mit einstellbarer Dämpfungskraft gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert. Die gleichen Bezugszeichen werden den gleichen Bauelementen wie bei der ersten Ausführungsform zugeteilt und deren detaillierte Erläuterung unterbleibt.

Eine Kolbenstange 52 umfaßt ein Hauptelement 53, dessen eines Ende sich zur Außenseite des Stoßdämpfers 51 erstreckt, sowie ein Element 54 mit kleinerem Durchmesser, das am anderen Ende des Hauptelements 52 eingesetzt ist. Ein Kolben 3 ist fest am Außenumfang des Elements 54 mit kleinerem Durchmesser befestigt. Ein Rohrelement 55 ist am Ende des Elements 54 mit kleinerem Durchmesser befestigt. Ein Überbrückungsweg 57 wird durch einen in der Kolbenstange 52 vorhandenen Durchtrittsweg 56 und den Innenraum des Rohrelements 55 gebildet. Der Überbrückungsweg 57 stellt die Verbindung jeweils zwischen der oberen Zylinderkammer 4 und der unteren Zylinderkammer 5 her. In gleicher Weise wie im Falle der ersten Ausführungsform sind erste Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtungen 16 und 17 auf dem Kolben 3 befestigt. Ein Trennwandelement 58 ist in das Rohrlement 55 eingesetzt, um die Verbindung durch den Überbrückungsweg 57 zu unterbrechen. In gleicher Weise wie im Falle der ersten Ausführungsform sind eine zweite erweiterungsseitige Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung 21 und ein Rückschlagventil 22 auf dem Trennwandelement 58 befestigt.

Bei 59 ist ein Dämpfungskrafteinstellventil zum selektiven Öffnen und Schließen der Verbindung durch den Überbrückungsweg 57 dargestellt.

Ein Halteelement 60 ist in die Kolbenstange 52 eingesetzt und ein rohrförmiges Ventilelement 61 ist seinerseits axial verschiebbar im Halteelement 60 eingepaßt. Ein Schaft 62 erstreckt sich verschiebbar durch das Ventilelement 61 und ist an seinem unteren Ende mit einer aufgeschraubten Mutter versehen. Wird der Schaft 62 aufwärts bewegt, so wird das Ventilelement 61 durch die Mutter 63 angehoben. Das Ventilelement 61 ist mit einer Anzahl Löcher versehen, die sich durch das Ventilelement erstrecken, um den Durchtrittsweg 56 mit der oberen Zylinderkammer 4 zu verbinden, wenn sich das Ventilelement 61 in einer abgesenkten Position befindet. Das Halteelement 60 ist mit einem Ventilsitz 65 versehen, auf dem das Ventilelement sitzen kann, wenn es zur Unterbrechung der Verbindung durch den Überbrückungsweg 57 angehoben wird. Bei 66 ist eine Schraubenfeder dargestellt, die zwischen dem Ventilelement 61 und dem Halteelement liegt, um das Ventilelement 61 ständig weg vom Ventilsitz 65 zu belasten.

Der Schaft 62 erstreckt sich durch das Halteelement 60 axial aufwärts und ist mit einem Druckkolben 67 versehen, der am oberen Ende des Schafts befestigt ist. Der Druckkolben besteht aus magnetischem Werkstoff und ist in eine Magnetspule 68 eingeführt. Ein Basiselement 69 aus magnetischem Werkstoff ist über der Magnetspule 68 befestigt, so daß die Axialbewegung des Druckkolbens 69 zwischen dem Halteelement 60 und dem Basiselement 69 beschränkt ist. Zuleitungen 45 von der Magnetspule 68 erstrecken sich in der Kolbenstange 52 zum äußeren des Stoßdämpfers 51, wo sie an eine elektrische Schaltung 46 angeschlossen sind. Wird die Magnetspule 68 eingeschaltet, so wird der Druckkolben 67 nach oben verschoben. Die elektrische Schaltung 46 ist die gleiche, wie sie bei der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 verwendet wird.

Es wird nunmehr der Betrieb eines Stoßdämpfers erläutert, der den vorstehend aufgeführten Aufbau hat.

Ist die Magnetspule nicht eingeschaltet, so wird das Ventilelement 61 vom Ventilsitz 65 mittels der Schraubenfeder 66 angehoben, so daß der Überbrückungsweg 57 offengehalten wird, wie in der linken Hälfte der Fig. 3 angegeben ist. Somit wird eine Dämpfungskraft in einem weichen Betrieb in gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform erzeugt.

Wird der Magnetspule aus der elektrischen Schaltung Strom zugeführt, so wird der Druckkolben 67 gemäß Fig. 3 nach oben bewegt, so daß das Ventilelement 61 auf dem Ventilsitz 65 aufliegt, um die Verbindung durch den Überbrückungsweg 57 zu unterbrechen. Obgleich der Magnetspule 68 aus der Erzeugerschaltung 48 für großen Strom der elektrischen Schaltung 46 in der Anfangsphase der Leistungszufuhr ein großer Strom zugeführt wird, schaltet die Stromschaltvorrichtung von der Erzeugerschaltung 48 für einen großen Strom zu der Erzeugerschaltung 49 für einen schwachen Strom um.

In dem Zustand, wo der Überbrückungsweg 57 gemäß der rechten Hälfte der Fig. 3 unterbrochen ist, wird eine Dämpfungskraft für harten Betrieb in ähnlicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform erzeugt.

Fig. 4 zeigt einen hydraulischen Stoßdämpfer 70 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, der als eine Variante der zweiten Ausführungsform nach Fig. 3 betrachtet werden könnte.

In der zweiten Ausführungsform nach Fig. 3, wenn der Stroßdämpfer 51 im Verkürzungshub arbeitet, während das Ventilelement 61 am Ventilsitz 65 aufliegt, wirkt der in der unteren Kammer 5 erzeugte Druck, der größer als jener in der oberen Kammer 4 ist, auf die untere Stirnfläche des Ventilelements 61 ein. Um es zu ermöglichen, daß das Ventilelement 61 zuverlässig vom Ventilsitz 65 angehoben wird, wenn der Stoßdämpfer 51 von einem harten Betrieb zu einem weichen Betrieb wechselt, während das Ventilelement 61 auf dem Ventilsitz 61 aufliegt, und den Hydraulikdruck an seiner unteren Stirnfläche erhält, kann es erforderlich sein, die Schraubenfeder 66 so zu bemessen, daß sie eine verhältnismäßig große Belastungskraft erzeugt. Arbeitet der Stoßdämpfer 51 ferner im Erweiterungshub, während das Ventilelement 61 auf dem Element 54 mit kleinerem Durchmesser aufliegt, so wirkt der in der oberen Kammer 4 erzeugte Druck, der höher als jener in der unteren Kammer 5 ist, auf die obere Stirnfläche des Ventilelements 61 ein. Um es zu ermöglichen, daß das Ventilelement 61 zuverlässig auf dem Ventilsitz 65 aufliegt, wenn der Stoßdämpfer 51 von einem weichen Betrieb zu einem harten Betrieb wechselt, während das Ventilelement 61 auf dem Element 54 mit kleinerem Durchmesser aufliegt, und den Hydraulikdruck an seiner oberen Stirnfläche empfängt, kann es erforderlich sein, die Magnetspule 68 so zu bemessen, daß eine verhältnismäßig große Anzugskraft geliefert wird.

Der Stoßdämpfer 70 ist mit einer Hülse 72 versehen, die einstückig mit dem Halteelement 60 ausgebildet ist. Die Hülse 72 ist mit sich radial erstreckenden Durchtrittsöffnungen 73 versehen, die einen Teil des Überbrückungswegs 13 bilden. Ist der Stoßdämpfer 70 in einem weichen Betrieb, wie in der linken Hälfte der Fig. 4 angegeben, so wird ein Ventilelement 71 von einem Ventilsitz auf der Innenfläche der Hülse 72, der die Durchtrittsöffnungen 73 umgibt, wegbewegt, um den Überbrückungsweg 13 zu öffnen. In diesem Zustand löst sich das Ventilelement 71 vom Element 54 mit kleinerem Durchmesser, um damit ein Spiel herzustellen, während der Druckkolben 67 gegen das Halteelement 60 drückt. Somit empfängt das Ventilelement 54 den gleichen Hydraulikdruck an seiner oberen und unteren Stirnfläche. Befindet sich der Stoßdämpfer 70 in einem harten Betrieb, wie in der rechten Hälfte der Fig. 4 dargestellt ist, so wird das Ventilelement 71 angehoben und liegt auf dem Ventilsitz um die Durchtrittsöffnungen 73 auf, um die Verbindung durch den Überbrückungsweg zu unterbrechen. ln diesem Zustand löst sich das Ventilelement 71 vom Halteelement 60, um damit ein Spiel zu bilden, während der Druckkolben 67 gegen das Basiselement 69 anliegt. Somit nimmt das Ventilelement 71 den gleichen Hydraulikdruck an seiner oberen und unteren Stirnfläche auf. Da das Ventilelement 71 ständig an seiner oberen und unteren Stirnfläche den gleichen Hydraulikdruck erhält, sind eine kleine Belastungskraft der Feder 66 und eine kleine Anziehungskraft der Magnetspule 68 ausreichend, um eine zuverlässige Bewegung des Ventilelements 71 zu erzielen, wenn der Stoßdämpfer zwischen den beiden Betriebsarten wechselt.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird das erfindungsgemäße Dämpfungskrafteinstellventil dazu verwendet, den Überbrückungsweg 13, 57 zu öffnen und zu schließen, der durch den Kolben 3 gebildet wird. Es ist jedoch anzumerken, daß das erfindungsgemäße Dämpfungskrafteinstellventil für einen hydraulischen Stoßdämpfer einer Bauart beispielsweise gemäß der Japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr. 59-22 359 verwendet werden kann, in der ein Durchtrittsweg, der in der Körperteilanordnung gebildet wird, selektiv geöffnet und geschlossen werden kann.

Wie vorstehend erläutert wurde, kann ein hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft in einem weichen Betrieb eingestellt werden, bei dem der Überbrückungsweg zwischen der oberen und unteren Zylinderkammer offengehalten ist, wenn die Magnetspule nicht eingeschaltet ist, und in einem harten Betrieb, bei dem der Überbrückungsweg geschlossen ist, wenn die Magnetspule eingeschaltet ist. Die Gesamtzeitspanne, bei der die Magnetspule eingeschaltet ist, ist somit im Vergleich zu den bekannten Stoßdämpfern verkürzt, wodurch der Verbrauch elektrischer Leistung verringert wird. Dies ist sehr vorteilhaft für die Verlängerung der Lebensdauer der Batterie und gleichermaßen bezüglich einer Verhinderung einer rascheren Verschlechterung des Hydraulikfluids in Folge einer in der Magnetspule erzeugten Wärme. Es ist ferner darauf hinzuweisen, daß ein schwacher Strom ausreicht, um den Stoßdämpfer im harten Betrieb zu halten. Dies ist ebenfalls bezüglich einer Verringerung des Verbrauchs elektrischer Leistung von Vorteil.

Während bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurden, ist es offensichtlich, daß Abänderungen für den Fachmann im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich sind. Der Umfang der Erfindung soll daher ausschließlich durch die anschließenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims (9)

1. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft, umfassend einen Zylinder (2) mit einem darin aufgenommenen Hydraulikfluid;
einem im Zylinder verschiebbaren Kolben (3), wobei zwei durch eine Trennwand getrennte Kammern (4, 5) mittels einer Anzahl Durchtrittswege (8, 11, 13, 14, 15) in Verbindung miteinander gehalten werden;
eine Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung (16, 17, 21, 30) zur Erzeugung einer Dämpfungskraft durch Steuerung einer Hydraulikfluidströmung durch die Durchtrittswege, die als Folge einer Verschiebebewegung eines Kolbens im Zylinder erzeugt wird; und
eine Ventilanordnung (12; 59) zur Einstellung der Dämpfungskraft durch selektives Öffnen und Schließen eines (13, 57) der Durchtrittswege, wobei der Stoßdämpfer für einen harten Betrieb eingestellt wird, bei dem eine verhältnismäßig große Dämpfungskraft erzeugt wird, wenn der eine Durchtrittsweg geschlossen ist, und für einen weichen Betrieb, in dem eine verhältnismäßig kleine Dämpferkraft erzeugt wird, wenn der eine Durchtrittsweg geöffnet ist;
die Ventilanordnung (12; 59) gekennzeichnet durch:
ein Ventilelement (34; 61), das axial beweglich ist, um auf einem Ventilsitz (32; 65) der in dem einen Durchtrittsweg gebildet wird, aufzuliegen und von ihm angehoben zu werden, um die Fluidverbindung durch den einen Durchtrittsweg (13, 57) abzuschließen und zu öffnen;
eine Belastungseinrichtung (3; 66), um das Ventilelement vom Ventilsitz weg zu belasten;
einen Kolben (42, 67), der mit dem Ventilelement (34; 61) an seinem einen Ende verbunden ist, der Druckkolben aus magnetischem Werkstoff besteht; und
eine Magnetspule (43; 68), in die der Druckkolben (42; 67) verschiebbar eingesetzt ist, und die Magnetspule den Druckkolben gegen die Kraft der Belastungseinrichtung verschiebt, um bei ihrer Einschaltung das Ventilelement auf den Ventilsitz aufzubringen.

2. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkolben (42) mit einem Schaft (35) versehen ist, der verschiebbar durch das Ventilelement (34) eingesetzt ist, so daß das eine Ende des Schafts sich vom Ventilelement wegerstreckt, daß eine Halteeinrichtung (36) auf dem sich wegerstreckenden Ende des Schafts befestigt ist, um das Ventilelement (34) bei Verschiebung des Druckkolbens vom Ventilsitz (32) anzuheben, und die Ventilanordnung ferner eine zweite Halteeinrichtung (40) umfaßt, die auf dem Schaft (35) befestigt ist, und die sich bezüglich des Ventilelements (34) der ersten Halteeinrichtung (36) gegenüber befindet, und eine Federanordnung (41) zwischen dem Ventilelement (34) und der zweiten Halteeinrichtung (40) liegt, um das Ventilelement gegen den Ventilsitz zu belasten.

3. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch eine zweite Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung (21), die in einem der Durchtrittswege angeordnet ist, und die zweite Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung derart ausgeführt ist, um zumindestens im Erweiterungshub des Stoßdämpfers eine Dämpfungskraft zu erzeugen.

4. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch eine elektrische Schaltung (46) zur Zuführung einer elektrischen Leistung zur Magnetspule (43), die elektrische Schaltung eine Erzeugerschaltung (48) für einen großen Strom zur Zuführung eines großen Stroms an die Magnetspule während des Beginns der Leitungszufuhr umfaßt und eine Erzeugerschaltung (49) für einen kleinen Strom zur Zuführung eines kleinen Stroms an die Magnetspule im Anschluß an den Beginn der Leistungszufuhr.

5. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (12) ferner ein Halteelement (33) umfaßt, das unterhalb des Druckkolbens (42) liegt, das Haltelement aus einem magnetischen Werkstoff besteht, der Schaft des Druckkolbens (42) sich durch das Halteelement erstreckt, und das Ventilelement (34) und die erstgenannte Halteeinrichtung (36) derart angeordnet sind, daß, wenn der Druckkolben gegen das Halteelement (33) anliegt, das Ventilelement (34) auf dem Ventilsitz (32) aufliegt, während die Halteeinrichtung (36) vom Ventilelement (34) getrennt ist.

6. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine zweite Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung (21), die in einem der Durchtrittswege angeordnet ist, und die zweite Dämpfungskraft-Erzeugervorrichtung derart ausgeführt ist, um eine Dämpfungskraft zumindest im Erweiterungshub des Stoßdämpfers zu erzeugen.

7. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine elektrische Schaltung (46) zur Zufuhr elektrischer Leistung an die Magnetspule (43), die elektrische Schaltung eine Erzeugerschaltung (48) zur Zufuhr eines großen Stroms an die Magnetspule während des Beginns der Leistungszufuhr aufweist, sowie eine Erzeugerschaltung (49) für einen kleinen Strom zur Zufuhr eines kleinen Stroms an die Magnetspule anschließend an den Beginn der Leistungszufuhr.

8. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (32; 65) sich zwischen dem Druckkolben (42; 67) und dem Ventilelement (34; 61) befindet, so daß das Ventilelement auf dem Ventilsitz aufliegt, wenn der Druckkolben aufwärts angehoben wird.

9. Hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung ferner eine Hülse (72) umfaßt, die die äußere Umfangsfläche des Ventilelements (71) umschließt, die Hülse den Ventilsitz bildet und mit einer sich radial erstreckenden Durchtrittsöffnung (73) versehen ist, und das Ventilelement (71) und die Hülse (72) derart angeordnet sind, daß das Ventilelement die Durchtrittsöffnung der Hülse verschließt, wenn der Druckkolben (67) aufwärts bewegt wird.