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Die
vorliegende Erfindung betrifft
einen einstellbaren Stoßdämpfer mit
- – einem
Druckrohr, das einen Arbeitsraum definiert,
- – einem
Reserverohr, welches das Druckrohr umgibt und einen Reserveraum
definiert,
- – einer
Kolbenstange, die sich durch das Druckrohr und in den Arbeitsraum
erstreckt,
- – einem
ventillosen Kolben, der verschieblich innerhalb des Druckrohres
angeordnet und mit der Kolbenstange verbunden ist, wobei der Kolben den
Arbeitsraum in eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer
unterteilt,
- – einer
von dem Kolben getrennten Ventilanordnung, die mit dem Reserveraum
und der oberen und der unteren Arbeitskammer in Verbindung steht,
wobei die Ventilanordnung eine erste variable Öffnung zur Regulierung des
Durchflusses zwischen der oberen Arbeitskammer und dem Reserveraum
einschließt,
um eine erste Dämpfungslast
zu erzeugen sowie eine zweite variable Öffnung zur Regulierung des
Durchflusses zwischen der unteren Arbeitskammer und dem Reserveraum,
um eine zweite Dämpfungslast
zu erzeugen,
eine Bodenventilanordnung, umfassend - – ein
erstes Rückschlagventil
zwischen der unteren Arbeitskammer und dem Reserveraum, welches
einen Durchfluss von dem Reserveraum zur unteren Arbeitskammer ermöglicht und
einen Durchfluss von der unteren Arbeitskammer zum Reserveraum verhindert,
und
- – ein
zweites Rückschlagventil
zwischen der oberen Arbeitskammer und dem Reser veraum, welches einen
Durchfluss von dem Reserveraum zur oberen Arbeitskammer ermöglicht und
einen Durchfluss von der oberen Arbeitskammer zum Reserveraum verhindert.
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Ein
solcher konventioneller Hydraulikstoßdämpfer wird in der
US-A-4743000 beschrieben.
Die Rückschlagventile
befinden sich in Fluidabzweigleitungen außerhalb des Reserverohres.
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Die
US-A-5 588 510 offenbart
einen einstellbaren Stoßdämpfer, der
ein Druckrohr umfasst, welches einen Arbeitsraum definiert. Es ist
ein Reserverohr vorgesehen, welches das Druckrohr umgibt. Das Reserverohr
definiert einen Reserveraum. Ein mit einer Kolbenstange verbundener
Kolben wird verschieblich innerhalb des Arbeitsraums geführt. Die Kolbenstange
erstreckt sich durch das genannte Druckrohr in den Arbeitsraum hinein.
Der Kolben unterteilt den Arbeitsraum in eine obere Arbeitskammer und
eine untere Arbeitskammer. Es ist eine von dem genannten Kolben
getrennte Ventilanordnung vorgesehen, die mit dem Reserveraum und
der oberen und der unteren Arbeitskammer in Verbindung steht. Die Ventilanordnung
umfasst eine erste variable Öffnung zur
Regulierung des Durchflusses zwischen der oberen Arbeitskammer und
dem Reserveraum sowie eine zweite variable Öffnung zur Regulierung des Durchflusses
zwischen der unteren Arbeitskammer und dem Reserveraum. Es sind
ebenfalls zwei Rückschlagventile
vorgesehen. Eines davon ist innerhalb eines Kolben angeordnet, der
den Fluiddurchfluss von der unteren Arbeitskammer zu der oberen
Arbeitskammer reguliert.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen einstellbaren
Stoßdämpfer bereitzustellen,
der kompakt und einfach in der Bauform ist, d. h. wenig Platz beansprucht.
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Diese
Aufgabe wird durch einen einstellbaren Stoßdämpfer erfüllt, bei dem das erste Rückschlagventil
und das zweite Rückschlagventil
eine Bodenventilanordnung bilden, die innerhalb des Reserveraums
angeordnet ist, wobei das zweite Rückschlagventil mechanisch mit
dem ersten Rückschlagventil
verbunden ist, dergestalt, dass das Öffnen eines von dem ersten
und dem zweiten Rückschlagventil
das andere von dem ersten und dem zweiten Rückschlagventil zu der geschlossenen
Position hin drängt.
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Durch
diese Lösung
wird ein einfacher Stoßdämpfer mit
geringen Abmessungen erreicht, da durch das mechanische Verbinden
der zwei Rückschlagventile
eine vereinfachte Konstruktion ermöglicht wird, die eine Integration
in den Reserveraum erlaubt, wobei das gesamte Fluid während der
Kompression (Druckstufe) und der Ausdehnung (Zugstufe) durch das
Bodenventil fließt.
Auf diese Weise kann eine einzelne Bodenventilanordnung verwendet werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungen
sind in den Unteransprüchen
offenbart.
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Für Fachleute
werden weitere Vorteile und Ziele der vorliegenden Erfindung aus
der folgenden detaillierten Beschreibung, den beiliegenden Ansprüchen und
Zeichnungen ersichtlich.
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In
den Zeichnungen, die die beste Art und Weise zur Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellen, zeigt
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1 eine
Seitenansicht im Längsschnitt
eines Stoßdämpfers,
der das stufenlos verstellbare Dämpfungspotential
einschließt,
wobei er erfindungsgemäß durch
den Kolben verdrängtes
Dämpfungsfluid
benutzt;
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2 eine
schematische Seitenansicht, die das stufenlos verstellbare, in 1 gezeigte
Vorsteuerventil darstellt, wenn der Stoßdämpfer konfiguriert ist, um
eine harte Federung während
der Zugstufe und eine weiche Federung während der Druckstufe des Stoßdämpfers bereitzustellen;
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3 eine
Querschnittseitenansicht, die das stufenlos verstellbare, in 1 gezeigte
Vorsteuerventil darstellt, wenn der Stoßdämpfer konfiguriert ist, um
eine weiche Federung während
der Zugstufe und eine weiche Federung während der Druckstufe des Stoßdämpfers bereitzustellen;
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4 eine
Querschnittseitenansicht, die das stufenlos verstellbare, in 1 gezeigte
Vorsteuerventil darstellt, wenn der Stoßdämpfer konfiguriert ist, um
eine weiche Federung während
der Zugstufe und eine harte Federung während der Druckstufe des Stoßdämpfers bereitzustellen;
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5 eine
schematische Ansicht, die den in dem in 1 gezeigten
Stoßdämpfer eingebauten Hydraulikkreis
darstellt;
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6 eine
Querschnittseitenansicht, die ein typisches Kegelsitzventil gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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7 den
Betrieb der Bodenventilanordnung während eines Zugstufenhubs des
Stoßdämpfers,
wie er in 1 zu sehen ist, der jedoch einen Kolben
mit einem Ventil aufweist, der offensichtlich nicht unter den Schutzbereich
der beanspruchten Erfindung fällt;
und
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8 den
Betrieb der Bodenventilanordnung während eines Druckstufenhubs
des Stoßdämpfers,
wie er in 1 zu sehen ist, der jedoch einen
Kolben mit einem Ventil aufweist, der offensichtlich nicht unter
den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung fällt.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugsziffern gleiche
oder korrespondierende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen,
zeigt 1 einen Stoßdämpfer mit
einem stufenlos veränderbaren
Dämpfungseinstellungssystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der allgemein durch die Bezugsziffer 10 bezeichnet
wird. Der Stoßdämpfer 10 ist
ein Doppelrohr-Stoßdämpfer, der einen
Kolben 12, eine Kolbenstange 14, ein Druckrohr 16,
ein Reserverohr 18, eine Bodenventilanordnung 20 sowie
eine stufenlos verstellbare Vorsteuerventilanordnung 22 umfasst.
Der Kolben 12 ist verschiebbar innerhalb des Druckrohres 14 aufgenommen
und teilt das Druckrohr 16 in eine obere Arbeitskammer 24 und
eine untere Arbeitskammer 26.
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Die
Kolbenstange 14 ist am Kolben 12 befestigt und
erstreckt sich durch eine Stangenführung 34 hindurch
aus dem Druckrohr 16 und dem Reserverohr 18 hinaus.
Das äußere Ende
der Kolbenstange 14 ist so ausgelegt, dass es an der gefederten
Fahrzeugmasse durch in der Technik bekannte Mittel befestigbar ist.
Das Reserverohr 18 umgibt das Druckrohr 16 und
definiert mit dem Druckrohr 16 einen Reserveraum 36.
Das Reserverohr 18 ist zur Befestigung an die ungefederte
Fahrzeugmasse durch in der Technik bekannte Verfahren vorgesehen.
Die Bodenventilanordnung 20 ist zwischen der unteren Arbeitskammer 26 und
dem Reserveraum 36 angeordnet. Die Ventilanordnung 20 reguliert,
wie nachstehend beschrieben, den Durchfluss in den Reserveraum 36 hinein
und aus ihm heraus.
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Die
stufenlos verstellbare Vorsteuerventilanordnung 22 umfasst
ein oberes Zwischenrohr 42, ein unteres Zwischenrohr 44,
eine Ventilschnittstelle 46 sowie eine Magnetventilanordnung 48.
Das obere Zwischenrohr 42 ist innerhalb des oberen Abschnitts des
Reserveraums 36 angeordnet und wirkt in abdichtender Weise
mit der Kolbenstange 34 zusammen. Das untere Zwischenrohr 44 ist
innerhalb des unteren Abschnitts des Reserveraums 36 angeordnet
und wirkt in abdichtender Weise mit der Bodenventilanordnung 20 zusammen.
Die Ventilschnittstelle 46 ist innerhalb des Reserveraums 36 angeordnet und
wirkt in abdichtender Weise mit dem oberen Zwischenrohr 42,
dem unteren Zwischenrohr 44 und dem Druckrohr 16 zusammen.
Druckrohr 16, Kolbenstange 34, unteres Zwischenrohr 42 und
Ventilschnittstelle 46 definieren eine obere Zwischenkammer 50,
die zwischen dem Reserveraum 36 und den Arbeitskammern 24 und 26 angeordnet
ist. Druckrohr 16, Bodenventilanordnung 20, unteres
Zwischenrohr 44 und Ventilschnittstelle 46 definieren
eine untere Zwischenkammer 52, die zwischen dem Reserveraum 36 und
den Arbeitskammern 24 und 26 angeordnet ist. Die
Ventilschnittstelle 46 definiert einen Zugstufenauslass 54,
der mit der oberen Zwischenkammer 50 in Verbindung steht
und einen Druckstufenauslass 56, der mit der unteren Zwischenkammer 52 in
Verbindung steht.
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In
den 1 und 2 wirkt die Magnetventilanordnung 48 in
abdichtender Weise mit der Ventilschnittstelle 46 zusammen
und ist abdichtend an dem Reserverohr 18 angebracht. Die
Magnetventilanordnung 48 umfasst eine Magnetspulenanordnung 58,
eine Magnetventilkörperanordnung 60 sowie
ein Schiebeventil 62. Die Magnetspulenanordnung 58 weist
ein Gehäuse 64 auf,
in dem ein Satz Wicklungen 66 und ein Spulenkörper 68 enthalten
ist. Ein Ventilelement 70 ist im Innern der Wicklungen angeordnet
und bewegt sich, wie in der Technik bekannt, axial innerhalb der
Wicklungen in Reaktion auf die elektrische Kraft, die an die Wicklungen 66 angelegt wird.
Die Magnetspulenanordnung 58 ist an der Magnetventilkörperanordnung 60 angebracht.
Das Schiebeventil 62 ist in einer Bohrung 72 angeordnet, die
sich durch die Magnetventilkörperanordnung 60 hindurch
erstreckt. Eine Feder 74 spannt das Schiebeventil 62 in
Richtung auf die Magnetspulenanordnung 58 vor. Somit dient
die Magnetspulenanordnung 58 dazu, das Schiebeventil 62 innerhalb
der Bohrung 72 der Magnetventilkörperanordnung 60 axial
zu verschieben. Das Schiebeventil 62 befindet sich normalerweise
in einer oberen Position, wie in 2 zu sehen
ist, und kann, wie in 4 dargestellt, zu einer unteren
Position verschoben werden, wenn die volle Leistung an die Magnetspulenanordnung 58 angelegt
wird. Durch die Verwendung von Pulsbreitenmodulation kann sich die
Position des Schiebeventils 62 zwischen den in den 2 und 4 gezeigten
Positionen befinden, wobei diese die in 3 dargestellte
Position ist.
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In
den 2 und 5 umfasst die Magnetventilanordnung 60 einen
Ventilkörper 76,
einen Druckstufeneinlass 78, ein Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80,
ein Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82, eine Druckstufenöffnung 84,
einen Zugstufeneinlass 88, ein Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90,
ein Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 sowie eine Zugstufenöffnung 94.
Die Magnetventilanordnung 60 ist so positioniert, dass
der Ventilkörper 76 in
abdichtender Weise mit der Ventilschnittstelle 46 zusammenwirkt,
wobei der Druckstufeneinlass 78 in abdichtender Weise mit
dem Druckstufenauslass 56 und wobei der Zugstufeneinlass 88 in
abdichtender Weise mit dem Zugstufenauslass 54 zusammenwirkt.
Ein Fluiddurchlass 98 erstreckt sich zwischen der Bohrung 72 und
dem Reserveraum 36 und verbindet sie strömungstechnisch
miteinander.
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In 5 ist
ein Fluidlaufplan dargestellt. Das durch den Druckstufeneinlass 78 fließende Fluid
wird zu dem Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80, dem Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82 und
der Druckstufenöffnung 84 gelenkt.
Das durch das Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80 und das
Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82 fließende Fluid
wird zurück
zum Reserveraum 36 gelenkt. Das durch die Druckstufenöffnung 84 fließende Fluid
wird durch das Schiebeventil 62 gelenkt und anschließend zum
Reserveraum 36 zurückgeführt. Das
Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80 wird durch ein Vorspannelement 100 und
den Fluiddruck, der bei einer Position zwischen der Druckstufenöffnung 84 und
dem Schieberventil 62 herrscht, in eine geschlossene Position
gedrängt. Der
Fluiddruck vom Druckstufeneinlass 78 drängt das Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80 in
eine geöffnete
Position. In gleicher Weise wird das Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82 durch
ein Vorspannelement 102 und den Fluiddruck, der bei einer
Position zwischen der Druckstufenöffnung 84 und dem
Schiebeventil 62 herrscht, in eine geschlossene Position gedrängt. Der
Fluiddruck vom Druckstufeneinlass 78 drängt auch das Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82 in
eine geöffnete
Position. Durch die Regulierung der Fluidmenge, die vom Druckstufeneinlass 78 über die
Druckstufenöffnung 84 zum
Reserveraum 36 fließt,
kann somit der Fluiddruck, der das Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80 und
das Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82 in eine geöffnete Position drängt, gesteuert
werden. Das durch den Zugstufeneinlass 88 fließende Fluid
wird zu dem Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90,
dem Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 und der Zugstufenöffnung 94 gelenkt.
Das durch das Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90 und das
Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 fließende Fluid wird zurück zum Reserveraum 36 gelenkt.
Das durch die Zugstufenöffnung 94 fließende Fluid
wird durch das Schiebeventil 62 gelenkt und anschließend zum
Reserveraum 36 zurückgeführt. Das Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90 wird
durch ein Vorspannelement 104 und den Fluiddruck, der bei
einer Position zwischen der Zugstufenöffnung 94 und dem
Schiebeventil 62 herrscht, in eine geschlossene Position
gedrängt.
Der Fluiddruck vom Zugstufeneinlass 88 drängt das
Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90 in eine geöffnete Position.
In gleicher Weise wird das Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 durch
ein Vorspannelement 106 und den Fluiddruck, der bei einer Position
zwischen der Zugstufenöffnung 94 und
dem Schiebeventil 62 herrscht, in eine geschlossene Position
gedrängt.
Der Fluiddruck vom Zugstufeneinlass 88 drängt auch
das Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 in eine geöffnete Position.
Durch die Regulierung der Fluidmenge, die vom Zugstufeneinlass 88 über die
Zugstufenöffnung 94 zum
Reserveraum 36 fließt,
kann somit der Fluiddruck, der das Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90 und
das Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 in
eine geöffnete
Position drängt,
gesteuert werden.
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In
den 1, 7 und 8 umfasst
die Bodenventilanordnung 20 des Stoßdämpfers 10 ein unteres
Montagezwischenstück 222,
ein Zylinderende 224 und eine Doppel- Rückschlagventil-Anordnung 226.
Das untere Montagezwischenstück 222 ist am
Reserverohr 18 befestigt und so ausgelegt, dass es mit
der ungefederten Fahrzeugmasse verbunden ist. Das Zylinderende 224 ist
auf einer Seite an dem unteren Montagezwischenstück 222 und an seiner entgegengesetzten
Seite an dem unteren Zwischenrohr 44 und der Ventilschnittstelle 46 befestigt.
Das Zylinderende 224 definiert einen Mittelkanal 228,
der mit dem Reserveraum 36 durch den Kanal 230 in Verbindung
steht. Das Zylinderende 224 definiert auch einen Kanal 232,
der sich zwischen der oberen Zwischenkammer 50 und einer
sich zwischen dem unteren Montagezwischenstück 222 und dem Zylinderende 224 befindlichen
Kammer 236 durch eine Bohrung 238 erstreckt, die
durch die Ventilschnittstelle 46 verläuft. Schließlich definiert das Zylinderende 224 einen
Kanal 240, der sich zwischen der Kammer 228 und
der unteren Arbeitskammer 26 erstreckt, sowie einen Kanal 242,
der sich zwischen der Kammer 228 und der Kammer 236 erstreckt.
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Die
Doppel-Rückschlagventil-Anordnung 226 umfasst
ein erstes Rückschlagventil 244 und
ein zweites Rückschlagventil 246.
Das Rückschlagventil 244 gestattet
einen Durchfluss durch den Kanal 242 von der Kammer 228 zur
Kammer 236, jedoch nicht durch den Kanal 242 von
der Kammer 236 zur Kammer 228. Das Rückschlagventil 246 gestattet
einen Durchfluss durch den Kanal 240 zwischen der Kammer 228 und
unterer Arbeitskammer 26, jedoch nicht durch den Kanal 240 von
der unteren Arbeitskammer 26 zur Kammer 228.
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Während des
Betriebs des Stoßdämpfers 10 wird
weder in der Zug- noch in der Druckstufe irgendein Dämpfungskraftkennwert
durch den Kolben 12 bestimmt. Die Dämpfungskraftkennwerte für den Stoßdämpfer 10 sind
von der stufenlos verstellbaren Vorsteuerventilanordnung 22 steuerbar,
dergestalt, dass sie bei jedem beliebigen vollständigen Hub des Stoßdämpfers 10 (Zugstufe
zu Druckstufe zu Zugstufe) in Abhängigkeit von der Strommenge,
die zur Ansteuerung an die Magnetspulenanordnung 58 gegeben
wird, gesteuert werden. Wenn nur wenig oder kein Strom zur Ansteuerung
der Magnetspulenanordnung 58 bereitgestellt wird, erzeugt
die stufenlos verstellbare Vorsteuerventilanordnung 22 eine
hohe Zugstufendämpfungskraft
bei einer niedrigen Druckstufendämpfungskraft
für den
Stoßdämpfer 10. Wenn
die volle Strommenge an die Magnetspulenanordnung 58 gegeben
wird, erzeugt die stufenlos verstellbare Vorsteuerventilanordnung 22 für den Stoßdämpfer 10 eine
niedrige Zugstufendämpfungskraft bei
einer hohen Druckstufendämpfungskraft.
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Ein
weiteres charakteristisches Merkmal der stufenlos verstellbaren
Vorsteuerventilanordnung 22 besteht darin, dass bei Einspeisung
eines (durch Pulsbreitenmodulation) stufenlos veränderbaren
Ansteuerungssignals in die Magnetspulenanordnung 58 einen
stufenlos veränderbaren
Entlüftungsgradienten
und eine stufenlos veränderbare
Ablasseinstellposition für
die Kegelsitzventile 80, 82, 90 und 92 vorgesehen
sind. Die Basis für
dieses charakteristische Merkmal ist in 6 dargestellt.
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6 offenbart
schematisch das Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80. Obwohl 6 sich
auf das Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80 bezieht, versteht
es sich, dass das Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82,
das Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90 und das Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 in
gleicher Weise arbeiten wie das Hauptkegelsitzventil 80. Das
Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80 umfasst ein Ventilelement 110,
der innerhalb einer Bohrung 112 im Ventilkörper 76 der
Magnetventilkörperanordnung 60 angeordnet
ist. Eine Feder 114 drängt
das Ventilelement 110 in eine geschlossene Position, wie
in 6 gezeigt. Der Durchfluss vom Zugstufeneinlass 78 wird
zu dem Fluideinlass 116 gelenkt, durch eine Innenbohrung 124 im
Ventilelement 110 und dann zur Druckstufenöffnung 84.
Von der Druckstufenöffnung 84 fließt das Fluid
zurück
durch einen Kanal 120 zum Reserveraum 36. Ein Überdruckkanal 122 erstreckt sich
von der Bohrung 112 zum Kanal 120, um einen Durchfluss
zu gestatten, wenn das Ventilelement 110 in eine geöffnete Position
bewegt wurde.
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Die
Durchflussmenge, die durch die Druckstufenöffnung 84 und die
Zugstufenöffnung 94 fließen darf,
wird durch die Position des Schiebeventils 62 bestimmt,
wie in den 2–4 zu sehen
ist. In den 2–4 führt der
nächst
dem Zugstufeneinlass 88 gelegene Kanal 120 Fluid
von dem Kanal 120 der Zugstufen-Kegelsitzventile 90 und 92 sowie
von der Zugstufenöffnung 94 zurück. Der
Kanal 120, der nächst
dem Druckstufeneinlass 78 dargestellt ist, führt Fluid
von dem Kanal 120 der Druckstufen-Kegelsitzventile 80 und 82 sowie
von der Druckstufenöffnung 84 zurück. 2 zeigt
das Schiebeventil 62 so positioniert, dass es die Druckstufenöffnung 84 voll ständig öffnet und
die Zugstufenöffnung 94 vollständig schließt. Auf
diese Weise wird eine niedrige Druckstufendämpfungskraft und eine hohe
Zugstufendämpfungskraft
bereitgestellt. Das Fluid kann frei durch die Druckstufenöffnung 84,
durch eine Bohrung 124, die sich durch das Schiebeventil 62 erstreckt,
durch den Durchlass 98 und zurück zum Reserveraum 36 fließen, um
eine weiche Druckstufendämpfung
bereitzustellen. Das Fluid kann nicht durch die Zugstufenöffnung 94 fließen, wodurch
eine harte Druckstufendämpfung
erfolgt. 3 zeigt das Schiebeventil 62 so
positioniert, dass es sowohl die Druckstufenöffnung 84 als auch
die Zugstufenöffnung 94 vollständig öffnet. Auf
diese Weise wird eine niedrige Druckstufendämpfungskraft und eine niedrige
Zugstufendämpfungskraft
bereitgestellt. Das Fluid kann sowohl frei durch die Druckstufenöffnung 84 als
auch durch die Zugstufenöffnung 94 zum
Reserveraum 36 fließen,
wie vorstehend beschrieben, um eine weiche Druckstufendämpfung und
Zugstufendämpfung
bereitzustellen. 4 zeigt das Schiebeventil 62 so
positioniert, dass es die Druckstufenöffnung 84 vollständig schließt und die
Zugstufenöffnung 94 vollständig öffnet. Auf
diese Weise wird eine hohe Druckstufendämpfungskraft und eine niedrige
Zugstufendämpfungskraft
bereitgestellt. Das Fluid wird daran gehindert, durch die Druckstufenöffnung 84 zu
fließen,
um eine harte Druckstufendämpfung
bereitzustellen. Das Fluid kann frei durch die Zugstufenöffnung 94 zum
Reserveraum 36 fließen,
wie vorstehend beschrieben, um eine weiche Zugstufendämpfung bereitzustellen.
Der bereitgestellte Grad an harter und/oder weicher Dämpfung wird
durch die Position des Schiebeventils 62 bestimmt, welche
wiederum von der Strommenge abhängt,
die an die Magnetspulenanordnung 58 gegeben wird. Vorzugsweise
wird die Strommenge für
die Magnetspulenanordnung 58 durch die Verwendung von Pulsbreitenmodulation gesteuert.
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Unter
Bezugnahme auf
6 trägt die Durchflussmenge durch
das Schiebeventil
62 auch zur Dämpfungskraft-Ablasseinstellposition
gemäß der folgenden
Formel bei:
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In
der vorstehenden Formel ist
- Q
- = die Ablasseinstellposition
- α
- = Durchflusskoeffizient
des Dämpfungsfluids
- F
- = Kraft
- P
- = Druck
- AS
- = Durchmesser der
Bohrung 112
- BH
- = Durchmesser des
Ventilelements 110
- AO
- = Durchmesser der
Bohrung 124
- BV
- = Fläche der Öffnung 84 oder 94,
die offen ist
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Durch
Veränderung
der Durchflussmenge durch die Öffnung 84 oder 94 wird
eine variable Menge an Staudruck erzeugt, um das geregelte Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80 zu
beaufschlagen. Die Höhe
der Kraft oder des Fluiddrucks, die nötig ist, um das Ventilelement 110 zu
verschieben und es in die offene Position zu bringen, wird durch
das Flächendifferential
der vorgelagerten Druckfläche
zu der nachgelagerten Druckfläche
bestimmt. Durch kontinuierliche Veränderung des Drucks auf die
nachgelagerte Druckfläche
durch die Bewegung des Schiebeventils 62 kann die zur Verschiebung
des Ventilelements 110 erforderliche Krafthöhe stufenlos
verändert
werden, was eine stufenlos veränderbare
Dämpfungskraft-Ablasseinstellposition
zur Folge hat.
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Um
den Betrieb der stufenlos verstellbaren Vorsteuerventilanordnung 22 vollständig von
der Zugstufe gegenüber
der Druckstufe zu trennen, ist eine vollständige Trennung des Durchflusses
der Zugstufe gegenüber
dem Durchfluss der Druckstufe des Stoßdämpfers 10 erforderlich.
Der Fluidstrom während
des Zugstufenhubs und des Druckstufenhubs wird nachstehend ausführlich beschrieben.
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In
den 1, 5, 7 und 8 wird Fluid
während
des Zugstufenhubs durch den Kanal 130 gepresst, der in
der Stangenführung 34 ausgebildet
ist. Das Fluid tritt in die obere Zwischenkammer 50 ein,
die zu den Arbeitskammern 24 und 26 konzentrisch
ist. Eine erste Fluidmenge tritt durch den Zugstufenauslass 54 aus
und tritt in den Zugstufeneinlass 88 der stufenlos verstellbaren
Vorsteuerventilanordnung 22 ein und öffnet das Rückschlagventil 96.
Nach dem Eintritt in den Zugstufeneinlass 88 fließt das Fluid
zum Zugstufen-Hauptkegelsitzventil 90, Zugstufen-Nebenkegelsitzventil 92 und
zur Zugstufenöffnung 94.
Wie oben beschrieben, wird die Durchflussmenge durch die Zugstufenöffnung 94 durch
die Position des Schiebeventils 62 reguliert, um die Dämpfungscharakteristik
von einer harten Federung bis zu einer weichen Federung zu steuern. Fluid,
das durch die stufenlos verstellbare Vorsteuerventilanordnung 22 fließt, wird
zum Reserveraum 36 geführt.
Die Zugstufenbewegung des Kolbens 12 erzeugt einen Unterdruck
innerhalb der unteren Arbeitskammer 26 und einen Überdruck
innerhalb des oberen Arbeitskammer 24. Eine zweite Fluidmenge wird
von der oberen Arbeitskammer 24 zur Zwischenkammer 50,
durch die Bohrung 238, durch den Kanal 232 zur
Kammer 236 gelenkt und setzt das untere Ende des Rückschlagventils 244 unter
Druck, wodurch es geschlossen gehalten wird. Das Rückschlagventil 246 öffnet aufgrund
der Druckdifferenz zwischen der unteren Arbeitskammer 26 und
dem Reserveraum 36, wodurch Fluid vom Reserveraum 36 durch
den Kanal 230 in die Kammer 228 fließen kann.
Von der Kammer 228 fließt das Fluid durch das Rückschlagventil 246 zur
unteren Arbeitskammer 28.
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Während des
Druckstufenhubs wird eine erste Fluidmenge durch einen Kanal 132 gepresst, der
in der Bodenventilanordnung 20 ausgebildet ist. Das Fluid
tritt in die untere Zwischenkammer 52 ein, die zu den Arbeitskammern 24 und 26 konzentrisch ist.
Fluid tritt durch den Druckstufenauslass 56 aus und tritt
in den Druckstufeneinlass 78 der stufenlos verstellbaren
Vorsteuerventilanordnung 22 ein. Nach dem Eintritt in den
Druckstufeneinlass 78 fließt das Fluid zum Druckstufen-Hauptkegelsitzventil 80, Druckstufen-Nebenkegelsitzventil 82 und
zur Druckstufenöffnung 84.
Wie oben beschrieben, wird die Durchflussmenge durch die Druckstufenöffnung 84 durch
die Position des Schiebeventils 62 reguliert, um die Dämpfungscharakteristik
von einer harten Federung bis zu einer weichen Federung zu steuern. Fluid,
das durch die stufenlos verstellbare Vorsteuerventilanordnung 22 fließt, wird
zum Reserveraum 36 geführt.
Da der Druck in der unteren Arbeitskammer 26 größer ist
als der Druck im Reserveraum 36, bleibt das Rückschlagventil 246 geschlossen.
Die Druckstufenbewegung des Kolbens 12 erzeugt einen Unterdruck
innerhalb der oberen Arbeitskammer 24, der niedriger ist
als der Druck innerhalb des Reserveraums 36. Somit öffnet das
Rückschlagventil 244,
damit Fluid vom Reserveraum 36 durch den Kanal 230 und
in die Kammer 228 fließen
kann. Von der Kammer 228 fließt Fluid durch den Kanal 242 und
das Rückschlagventil 244 in
die Kammer 236, durch den Kanal 232, durch die
Bohrung 238, durch den Kanal 130 und in die untere
Arbeitskammer 24.
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Die
vorstehende Konstruktion für
einen Stoßdämpfer 10 stellt
damit einen durch ein stufenlos regelbares Magnetventil gesteuerten
stufenlos einstellbaren Stoßdämpfer bereit.
Einige, jedoch nicht alle Vorteile dieser Konstruktion werden nachstehend angegeben.
Erstens stellt der Stoßdämpfer 10 aufgrund
der Einführung
von separaten Druckstufen-Fluidkanälen und Rückschlagventilen eine größere Differenzierung von niedrigen bis hohen Dämpfungskräften in
der Druckstufe bereit. Zweitens sorgt der Stoßdämpfer 10 für getrennt
voneinander abstimmbare Zugstufen- und Druckstufenventilen. Drittens
liefert der Stoßdämpfer 10 niedrige
Druckstufendämpfungskräfte und
hohe Zugstufendämpfungskräfte während desselben
Hubs. Umgekehrt stehen auch hohe Druckstufendämpfungskräfte und niedrige Zugstufendämpfungskräfte während desselben
Hubs zur Verfügung.
Viertens hebt der Stoßdämpfer 10 die Notwendigkeit
für ein
Kolbenventilsystem auf. Fünftens
ermöglicht
der Stoßdämpfer 10 stufenlos
veränderbare
Entlüftungs-
und Ablassmerkmale. Sechstens differenziert die stufenlos verstellbare
Vorsteuerventilanordnung 22 zwischen Druckstufenhüben und Zugstufenhüben.
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Obwohl
die vorstehende detaillierte Beschreibung die bevorzugte Ausführung der
vorliegenden Erfindung darstellt, versteht es sich, dass die vorliegende
Erfindung Modifikationen, Variationen und Änderungen erfahren kann, ohne
von dem Umfang und der eigentlichen Bedeutung der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.
