DE69200806T2

DE69200806T2 - Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen.

Info

Publication number: DE69200806T2
Application number: DE69200806T
Authority: DE
Inventors: John D Rensel; Isao Watanabe; David A Weitzenhof
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1991-05-30
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2012-05-30
Also published as: DE69200806D1; BR9202082A; CA2069775C; EP0516129B1; KR920021349A; KR100261674B1; JPH05180262A; JP3101081B2; EP0516129A3; AU641096B2; MX9202504A; AU1722492A; US5180145A; ES2065109T3; CA2069775A1; EP0516129A2

Description

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, die eine Dämpfungswirkung entwickelt, wenn sie an einem Aufhängungsglied, z.B. bei Fahrzeugen oder einer anderen Ausrüstung, angebracht sind. Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Dämpfungsvorrichtung, die ein elektrorheologisches Strömungsmittel als Dämpfungsmedium verwendet, wobei die Vorrichtung eine kürzere, axiale Höhe als die vorbekannten, ähnlichen Dämpfungsvorrichtungen aufweist, ohne die Hublänge zu opfern, und bei der die Länge der Elektrodenplatte für das elektrorheologische Strömungsmittel unabhängig von der Hublänge ist.

Hintergrundinformation

Vorrichtungen zur Dämpfung von Vibrationen oder Schwingungen sind schon seit beträchtlicher Zeit verwendet worden, um die Schwingungskräfte zu dämpfen, die auf ein Aufhängungssystem von Kraftfahrzeugen einwirken, um eine sanftere Fahrt vorzusehen, indem die Schwingungen, die durch Straßenwölbungen und Mulden hervorgerufen werden, die von den Reifen bis zum Fahrzeugrahmen verlaufen, indem ölgefüllte Stoßfänger oder Dämpfungsvorrichtungen mit Hochdruckgas dazwischengesetzt werden.
Obwohl sich diese Öl- und Hochdruckgasdämpfungsvorrichtungen des Standes der Technik als zufriedenstellend erwiesen haben, ist kürzlich eine Entwicklung eingetreten, nach der eine elektrorheologische oder elektroviskose Flüssigkeit innerhalb der Kammern der Dämpfungsvorrichtung eingesetzt wird, bei der die Flüssigkeit in Kontakt mit einer oder mehreren Elektrodenplatten ist, die normalerweise in einem begrenzten Durchtritt befestigt sind, die in Abhängigkeit von der Größe der Elektroden und des Spannungsausmasses, das an die Flüssigkeit angelegt wird, ihre Viskosität verändern, wodurch die Dämpfungsvorrichtung einen größeren Bereich an Dämpfungseigenschaften aufweist als diejenigen, die durch Hochdruckgas oder ölgefüllte Stoßfänger erzielt wird.
Das US-Patent Nr. 4,973,031 offenbart eine Antivibrationsvorrichtung, die eine ausdehnbare Flüssigkeitskammer verwendet, die ein elektrorheologisches Strömungsmittel in der Kammer enthält.
Das US-Patent Nr. 4,858,733 offenbart eine weitere Dämpfungsvorrichtung, die Elektrodenplatten in Kombination mit einer elektroviskosen Flüssigkeit verwendet, die innerhalb geschlossener Kammern enthalten ist und sich durch eine begrenzte Passage bewegt, wo Spannung an die elektroviskose Flüssigkeit angelegt wird, während sie sich durch die Passage bewegt, um ihre Viskosität zu ändern, um verschiedene Dämpfungswirkungen zu erzielen.
Obwohl die in Fig. 12 gezeigte Dämpfungsvorrichtung für viele Anwendungszwecke zufriedenstellend ist, ist deren Höhe etwa 5 mal so hoch wie die Hublänge des darin beweglichen Kolbens. Es ist für gewisse Anwendungszwecke wünschenswert, solch eine Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, die eine kürzere Axiallänge besitzt, ohne die Hublänge opfern zu müssen, aufgrund des begrenzten Raumes, der in vielen Fahrzeugen zur Befestigung der Aufhängungssysteme vorgesehen ist.
Ferner wird bei den vorbekannten Dämpfungsvorrichtungen, die ein elektrorheologisches Strömungsmittel verwenden, die Länge der Öffnung und der damit in Kontakt stehenden Elektroden durch die Hublänge der Dämpfungsvorrichtung festgelegt und hängt von ihr ab. Letzteres begrenzt die Vielseitigkeit und die gewünschten Eigenschaften, die durch die Dämpfungsvorrichtung für gewisse Anwendungszwecke erzielt werden sollen.
Deshalb besteht Bedarf an einer verbesserten Dämpfungsvorrichtung, die eine kürzere Axiallänge besitzt als die gleicher Dämpfungsvorrichtungen, ohne Verkürzung der Hublänge, und die mit einem elektrorheologischen Strömungsmittel verwendet werden, so daß die Länge der einschränkenden Öffnung und der Elektrodenplatten verändert werden kann, unabhängig von der Hublänge, wovon man angenommen hat, daß dieses mit den vorbekannten Dämpfungsvorrichtungen nicht möglich war.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgaben der Erfindung umfassen das Vorsehen einer verbesserten Vorrichtung zum Dämpfen von Schwingungen, vorteilhafterweise des Typs, der ausgelegt ist, innerhalb eines Fahrzeugaufhängungssystems eingebaut zu werden, der die oben erwähnten Probleme der vorbekannten Dämpfer löst, indem deren Axiallänge reduziert wird, ohne die Hublänge zu reduzieren, und durch Verbesserung der dadurch erzielten Dämpfungseigenschaften.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch eine Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, die mit einem elektrorheologischen Strömungsmittel verwendet wird, so daß die einschränkende Öffnung und die damit zusammenhängende Elektrodenplatte in ihrer Länge unabhängig von der Hublänge verändert werden können, um die verschiedenartigen Dämpfungseigenschaften zu erzielen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, bei der die inneren Glieder der Vorrichtung ineinanandergeschachtelt sind, damit die Axiallänge oder Höhe dieser Vorrichtung reduziert werden kann, ohne die dadurch erzielten Dämpfungseffekte zu opfern.
Eine noch weitere Aufgabe ist es, solch eine verbesserte Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, bei der ein volumenkompensierendes Glied in die Vorrichtung eingebaut ist, um jegliche Probleme zu bewältigen, die aufgrund einer Veränderung im Volumen auftreten könnten, wenn das nicht komprimierbare Dämpfungsströmungsmittel sich zwischen den Kammern bewegt, aufgrund der zugespitzt geschachtelt angeordneten Glieder, die bei den vorbekannten Dämpfungsvorrichtungen nicht vorliegen.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine verbesserte Dämpfungsvorrichtung zu schaffen, die in eine übliche Luftfeder eingebaut werden kann, um noch weitere Dämpfungseigenschaften für verschiedene Aufhängungsanwendungen zu erzielen, ohne die grundlegende Konstruktion und Anordnung des elektrorheologischen Strömungsmitteldämpfungsteils zu beeinträchtigen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch eine verbesserte Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, bei der sämtliche Abrollschleifen aus elastomeren Bälgen, die in der Vorrichtung verwendet werden, sich in einer nach unten gerichteten Weise erstrecken, um die mögliche Ansammlung von Schmutz und Unrat in dem Abrollschleifenbereich, wie bei den Dämpfungsvorrichtungen des Standes der Technik, zu reduzieren und dadurch die mögliche Abnutzung und Beschädigung der elastomeren Balge oder Hülsen zu reduzieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine verbesserte Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, bei der die elastomeren Hülsenklemmvorrichtungen ein verstärktes Unterlageband besitzen, damit eine strömungsmitteldichte Klemmung ohne mögliche Beschädigung des Bestandteils, gegen den die Hülse oder der Balg festgeklemmt wird, erzielt werden kann, wodurch leichtgewichtige, metallische und dielektrische Kunststoffmaterialien beim Aufbau dieser Vorrichtung verwendet werden können.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine verbesserte Dämpfungsvorrichtung vorzusehen, die eine widerstandsfähige, kompakte, relativ leichtgewichtige Gestaltung besitzt, und die die Aufgaben und Ziele in einer relativ einfachen und effizienten Weise erzielt.
Diese Aufgaben, Ziele und Vorteile werden durch die verbesserte, erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Schwingungen gelöst bzw. erhalten, deren generelle Natur angegeben werden kann, als umfassend voneinander beabstandete, starre, erste und zweite Endglieder, wobei das zweite Endglied einen schräg verlaufenden Teil besitzt, der in Richtung auf das erste Endglied zuläuft und mit einem hohlen Inneren ausgebildet ist, einen Kolben, der mit dem ersten Endglied durch eine Stange verbunden ist, die sich durch den schräg verlaufenden Teil des zweiten Endgliedes erstreckt, wobei der Kolben einen schräg verlaufenden Teil besitzt, der in Richtung auf das hohle Innere des schräg verlaufenden Teils des zweiten Endgliedes zusammenläuft, erste und zweite elastomere Hülsen oder Balge, die mit dem ersten Endglied und dem schräg verlaufenden Teil des zweiten Endgliedes verbunden sind und sich zwischen ihnen und dem Kolben bzw. dem schräg verlaufenden Teil erstrecken, unter Ausbildung eines Paares getrennter Strömungsmittelkammern, Trennungsmittel innerhalb des Inneren des schräg verlaufenden Teiles des zweiten Endgliedes unter Ausbildung einer länglichen Öffnung in Zusammenwirkung mit der Kolbenstange zur Steuerung des Strömungsmittelstromes zwischen dem Paar der Strömungsmittelkammern, und wobei der schräg verlaufende Teil des Kolbens im Inneren des schräg verlaufenden Teils des zweiten Endgliedes aufnehmbar ist, wenn die Dämpfungsvorrichtung in einer Rückstoßposition ist, und wobei die Dämpfung der Vorrichtung durch Bewegung des Strömungsmittels durch die längliche Öffnung hindurch gesteuert wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die die beste Art und Weise aufzeigen, in der sich die Anmelder bzw. Patentinhaberin die Anwendung der Prinzipien der Erfindung vorgestellt haben, werden in der folgenden Beschreibung dargestellt und in den Zeichnungen gezeigt, wobei insbesondere und vorherrschend auf die anhängenden Ansprüche hingewiesen wird.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht der verbesserten Dämpfungsvorrichtung in einer Ruheposition;
Fig. 2 einen Längsschnitt der Dämpfungsvorrichtung, entlang der Linie 2-2 der Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt, ähnlich zur Fig. 2, wobei die Dämpfungsvorrichtung in einer teilweisen Stoßposition gezeigt ist;
Fig. 4 einen weiteren Schnitt, ähnlich zu den Fig. 2 und 3, wobei die Dämpfungsvorrichtung in einer teilweisen Rückstoßposition gezeigt wird;
Fig.4A einen vergrößerten Teilschnittbereich aus Fig. 4 entnommen;
Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 2;
Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 2;
Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 2;
Fig. 8 einen Schnitt durch eine modifizierte Ausführungsform, die die Dämpfungsvorrichtung der Fig. 1 in Kombination mit einer Luftfeder zeigt;
Fig. 9 einen Längsschnitt entlang der Linie 9-9 der Fig. 8;
Fig.10 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 10-10 der Fig. 9;
Fig.11 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 11-11 der Fig. 9; und
Fig. 12 einen Schnitt ähnlich zur Fig. 2, die die vorbekannte Dämpfungsvorrichtung zeigt, gegenüber der die vorliegende Erfindung eine Verbesserung darstellt.
Gleiche Bezugszeichen beziehen sich in sämtlichen Zeichnungen auf gleiche Teile.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die verbesserte, erfindungsgemäße Vorrichtung zum Dämpfen von Schwingungen ist allgemein mit 1 bezeichnet, wobei ihre erste Ausführungsform in den Fig. 1 bis 7 gezeigt wird. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein nach oben umgekehrtes, becherförmiges oberes oder erstes Gehäuse, das generell mit 2 bezeichnet ist, das eine zylindrische Seitenwand 3 und eine Endwand 4 umfaßt, die durch eine konische Wand 5 miteinander verbunden sind. Das Gehäuse 2 ist aus einem dielektrischen Material geformt und besitzt ein offenes Ende 6 und hohles Inneres 7. Eine Stütze 8 erstreckt sich von der oberen Wand 4 nach oben und ist mit einer Vielzahl von Befestigungsbolzen 9 durch einen elastomeren Ring 10 verbunden. Die Bolzen 9 befestigen die Vorrichtung 1 an einem tragenden Aufbau, z.B. einem Kraftfahrzeug, um dessen Dämpfung vorzusehen, nachdem die Kraftfahrzeugreifen Vertiefungen und Höcker auf einer Straßenfläche erfahren. Das gegenüberliegende Ende der Dämpfungsvorrichtung 1 umfaßt einen zweiten, umgekehrten, becherförmigen Boden oder ein zweites Gehäuse, das generell bei 13 angedeutet ist, und durch eine zylindrische Seitenwand 14 gebildet wird, die eine Vielzahl ausgeschnittener Bereiche 19 (Fig. 1) besitzen kann, um das Gewicht des Gehäuses 13 zu reduzieren und zusätzliche Freiraumbereiche vorzusehen, wenn die Vorrichtung 1 in einer geschlossenen Umgebung in einem Fahrzeugaufhängungssystem befestigt wird. Das Bodenende des Gehäuses 13 ist durch eine Endwand 15 geschlossen, an der eine weitere Befestigungshalterung 16 angebracht ist, um die Vorrichtung 1 an einem weiteren tragenden Aufbau zu befestigen. Das Gehäuse 13 endet in einem offenen oberen Ende 17 und bildet ein hohles Inneres 18. Das Gehäuse 13 ist vorteilhafterweise aus einem starren, leichtgewichtigen Metall, wie z.B. Aluminium, geformt.
In Übereinstimmung mit einem der Hauptmerkmale der Erfindung wird ein generell zugespitzt oder schräg verlaufendes Zwischenglied, das allgemein mit 20 bezeichnet ist, innerhalb des offenen Endes 17 des Gehäuses 13 durch einen ringförmigen Flansch 21 (Fig. 2 bis 4) befestigt und besitzt ein hohles Inneres 28. Das Zwischenglied 20 umfaßt eine generell konisch geformte Außenwand 22, die vom Ringflansch 21 nach innen zusammenläuft und sich in Richtung zum offenen Ende 6 des oberen Gehäuses 2 erstreckt. Die Wand 22 endet in einem oberen, ringförmigen Kragenteil 23, der eine ringförmige Außenschulter 24 besitzt, die an ihm ausgebildet ist. Das Zwischenglied 20 umfaßt ferner eine zylindrische Innentrennwand 25, die eine hohle, zentrale Bohrung 26 ausbildet, welche sich axial im wesentlichen durch das Innere 28 des Zwischengliedes 20 erstreckt. Die Trennwand 25 in Kombination mit der konischen Außenwand 22 bildet eine ringförmige, zugespitzt verlaufende Kammer 27 im Inneren des Zwischengliedes 20. Das Glied 20 ist aus einem leichtgewichtigen Metall, vorteilhafterweise Aluminium, ebenso wie das Gehäuse 13.
Nach weiterer Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein Kolben, der generell mit 30 bezeichnet ist, vorteilhafterweise aus einem Kunststoffmaterial gebildet, und ist beweglich innerhalb des Inneren 18 des unteren Gehäuses 13 am unteren Ende einer Metallstange 31 befestigt. Die Stange 31 ist mit dem oberen Gehäuse 2 innerhalb der Stütze 8 verbunden und erstreckt sich axial durch die Bohrung 26 des Zwischengliedes 20 und durch eine zylindrische Ausnehmung 32, die im Kolben 30 ausgebildet ist, bevor sie an einer Bodenwand 33 durch einen Bolzen 34 befestigt ist.
Vorteilhafterweise ist ein elastomerer Stoßfänger 36 an einem Ringflansch 37 mit Nut eingeschnappt, der sich von der Kolbenbodenwand 33 nach unten erstreckt. Es ist leicht ersichtlich, daß der Stoßfänger 36 die Innenfläche der Endwand 15 des Gehäuses 13 berührt, wenn die Dämpfungsvorrichtung 1 eine schwere Bewegung in einer Stoßrichtung erfährt, um eine Beschädigung des Kolbens 30 und der anderen Bestandteile der Dämpfungsvorrichtung 1 zu verhindern.
In noch weiterer Übereinstimmung mit der Erfindung besitzt der Kolben 30 eine generell konische Ausgestaltung, einschließlich einer oberen konischen Wand 39, die nach innen in Richtung zu einem offenen Bodenende 40 des Zwischengliedes 20 zusammenläuft. Die Kolbenstange 31 erstreckt sich vorteilhafterweise durch ein Paar beabstandeter Schlittenführungen 42 und 43, die aus einem dielektrischen Kunststoffmaterial gebildet sind und in die beabstandeten Enden der inneren Trennwand 25 des Zwischengliedes 20 hineingepreßt sind. Die Stange 31 bildet eine Ringöffnung 44 zwischen der inneren zylindrischen Fläche der Trennwand 25 und der Außenfläche der Stange 31. Eine Vielzahl von Öffnungen 46, die teilweise in Fig. 5 und 6 gezeigt sind, sind in den Enden der Trennwand 25 angrenzend an die Schlittenführung 42 und 43 ausgebildet, deren Zweck weiter unten näher erläutert wird.
Eine erste elastomere Hülse oder Balg 50 besitzt eines seiner offenen Enden gegen den Boden der oberen Gehäuseseitenwand 3, angrenzend an deren offenes Ende festgeklemmt und abgedichtet durch eine Klammeranordnung, die aus einem äußeren Klemmband 51 und einem verstärkten, konzentrischen inneren Stahlunterlegering 52 besteht (Fig. 4). Der Ring 52 ist hinter einer hinterschnittenen Schulter befestigt, die in der Gehäusewand 3, angrenzend an deren offenes Ende 6, befestigt ist und sieht eine ausreichende Festigkeit für die Klemmung des Hülsenendes gegen die Wand 3 durch das äußere Band 51 vor. Das gegenüberliegende offene Ende der elastomeren Hülse wird in einem strömungsmitteldichten Klemmeingriff mit dem ringförmigen Kragen 23 des Zwischengliedes 20 durch ein weiteres Klemmband 53 befestigt. Dieses Ende der Hülse 50 wird mit einer sich abrollenden Schleife 54 (besser Wulst) versehen, die, wenn die Dämpfungsvorrichtung in einer generellen Ruheposition ist, wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, sich entlang einer konischen Wand 22 des Zwischengliedes 20 erstreckt. Das Innere 7 des oberen Gehäuses 2 in Kombination mit dem Inneren der elastomeren Hülse 50 bildet eine obere Strömungskammer, die generell bei 55 angedeutet ist.
Eine zweite elastomere Hülse oder Balg 57 wird in einer strömungsmitteldichten Beziehung an einer Ringschulter 58 befestigt, die sich vom Ringflansch 21 des Zwischengliedes 20 nach unten erstreckt, und zwar durch eine weitere Klemmanordnung, wie sie oben beschrieben worden ist, die aus einem Klemmband 51 und dem Unterlegring 52 besteht. Das andere Ende der elastomeren Hülse wird in einer strömungsmitteldichten Beziehung durch eine gleiche Klemmanordnung innerhalb einer Ringschulter 59 befestigt und abgedichtet, die im oberen Ende des Kolbens 30 ausgebildet ist. Die zugespitzt verlaufende Kammer 27 des Zwischengliedes 20, in Kombination mit dem Inneren der Hülse 57, bildet eine zweite Strömungsmittelkammer, die generell bei 60 angedeutet ist, die mit der oberen Strömungsmittelkammer 55 über die Ringöffnung 44 kommuniziert. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kammern 55 und 60 mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit 62, z.B. derart, wie sie in den US-Patenten Nrn. 4,858,733, 4,973,031 und 4,687,589 beschrieben werden, gefüllt.
Die Kolbenstange 31 ist an ihrem oberen, äußersten Ende mit einem Hochspannungsgenerator (nicht gezeigt) über einen Draht 66 verbunden, der eine positive Spannung an die Stange anlegt. Die zylindrische Wand 25 des Zwischengliedes 20 wird mit dem Boden über einen Erdungsdraht 67 verbunden, der seinerseits mit dem Bodenteil der Gehäusewand 14 verbunden ist. Die Wand 25 bildet die Elektrodenplatte als Kontakt für das elektrorheologische Strömungsmittel 62, wenn es durch die Öffnung 44 hindurchströmt, um die gewünschte Veränderung in der Viskosität der Strömungsmittel 62 zu erzielen, damit die durch die Vorrichtung 1 gewünschte Dämpfung in der Weise erzielt werden kann, die im Stand der Technik gut bekannt ist.
Ein volumenkompensierendes Glied 70 wird am oberen Ende des Gehäuses 2 befestigt und stellt vorteilhafterweise ein ringförmiges Glied dar, das aus einer geschlossenen Zelle mit niedriger Dichte aus urethanartigem Material gebildet ist. Dieses Material enthält ausreichende Luftblasen, die dem Glied 70 ermöglichen, daß es zusammengedrückt werden und sich expandieren kann, um die Volumenveränderungen innerhalb der Strömungsmittelkammern 55 und 60 nach Bewegung des zugespitzt verlaufenden Kolbens 30 innerhalb der Dämpfungsvorrichtung 1 kompensieren zu können, wie es weiter unten beschrieben wird, wodurch ein übermäßiges Nachaußenabbiegen der elastomeren Hülsen 50 und 57 verhindert wird.
Der Betrieb der verbesserten Dämpfungsvorrichtung 1 wird am besten unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3 und 4 gezeigt. Fig. 2 zeigt eine Dämpfungsvorrichtung 1 in ihrer Ruheposition, in der das Strömungsmittel 62 generell die Strömungsmittelkammern 55 und 60 und die Ringöffnung 44 füllt. Nachdem das Kraftfahrzeug oder eine andere Ausrüstung, in der die Vorrichtung 1 befestigt ist, Straßenhöcker oder Mulden erfährt, bewegt sich die Vorrichtung 1 zwischen einer Stoßposition, wie sie in Fig. 3 gezeigt wird und einer Rückstoßposition, wie sie in Fig. 4 gezeigt wird. Während dieser Bewegung läuft das Strömungsmittel 62 durch die Öffnung 44 aufgrund der Bewegung des Kolbens 30 und dem verbundenen oberen Gehäuse 2, in Bezug zum unteren Gehäuse 3 und dem verbundenen Zwischenglied 20, und sieht die gewünschte Dämpfungswirkung in Beziehung zur Spannung vor, die an die Kolbenstange 31 angelegt ist.
In Übereinstimmung mit einem der Prinzipien dieser Erfindung ermöglicht die schräg verlaufende Gestaltung des Zwischengliedes 20, wenn die Vorrichtung in einer Stoßposition (Fig. 3) ist, daß das Glied 20 innerhalb des Inneren 7 des oberen Gehäuses 2, gleitmäßig in diesem aufgenommen wird, wobei die abrollende Schleife oder Wulst 54 sich entlang der konischen Wand 22 des Gliedes 20 bewegt. Wie es in Fig. 3 gezeigt wird, ist das Zwischenglied 20 lediglich teilweise innerhalb des Inneren 7 des Gehäuses 2 aufgenommen, und wird teleskopartig darin noch weiter aufgenommen, nachdem es eine noch schwerere Stoßsituation erfahren hat.
Nachdem die Dämpfungsvorrichtung 1 in die Rückstoßposition (Fig. 4) eintritt, bewegt sich das obere Gehäuse 2 axial vom Bodengehäuse 13 über die Verbindungsstange 31 weg. Die schräg verlaufende oder sich zuspitzende Ausgestaltung des Kolbens 30 ermöglicht dem Kolben, daß er innerhalb der schräg verlaufenden Kammer 27 des Zwischengliedes 20 verrutschbar darin aufgenommen wird. Wenn der Kolben 30 sich in das Innere des Gliedes 20 bewegt, bewegt sich die abrollende Schleife 61 der elastomeren Hülse 57 entlang der schräg verlaufenden Wand 39 des Kolbens 30 und verhindert so, daß die Hülse 57 gequetscht wird oder an den Umgebungsflächen schneidet.
Die Einnistmöglichkeit des Zwischengliedes aufgrund seiner schräg verlaufenden Ausgestaltung innerhalb des Inneren des oberen Gehäuses 2 und die Einnistmöglichkeit des Kolbens 30 ebenfalls aufgrund seiner schräg verlaufenden Ausgestaltung innerhalb des Inneren des Zwischengliedes 20, ermöglicht der verbesserten Dämpfungsvorrichtung 1, daß sie die gleiche generelle Hublänge besitzen kann, wie es bei der vorbekannten Dämpfungsvorrichtung mit einer größeren Axiallänge oder -höhe der Fall ist, die bei 72 angedeutet und in Fig. 2 gezeigt wird, gegenüber der die vorliegende Dämpfungsvorrichtung eine Verbesserung darstellt.
Der Dämpfer 72 des Standes der Technik gleicht in vielen Hinsichten dem verbesserten Dämpfer 1, umfaßt jedoch ein zylindrisches Zwischenglied 73 und scheibenförmige Endplatten 74 und 75. Diese Anordnung schafft keine Einnistmöglichkeit und erfordert eine Dämpfungsvorrichtung, deren Gesamtlänge größer ist als die des verbesserten Dämpfers 1, um die gleiche Hublänge zu erzielen. Die Betriebsweise des Dämpfers 72 des Standes der Technik gleicht derjenigen, wie sie oben in Bezug zum Dämpfer 1 beschrieben worden ist.
Eine modifizierte Form der verbesserten Dämpfungsvorrichtung ist generell mit 77 bezeichnet und wird insbesondere in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Die Vorrichtung 77 gleicht der oben beschriebenen Vorrichtung 1, so daß deshalb diejenigen Merkmale, die gemeinsam sind, nicht wiederholt werden, sondern hier durch Bezugnahme eingeschlossen sind. Die Dämpfungsvorrichtung 77 umfaßt ein drittes Gehäuse 78, das eine umgekehrt becherförmige Ausgestaltung besitzt, entsprechend dem Gehäuse 2 und ist mit dem Gehäuse 2 verbunden und erstreckt sich konzentrisch darum, wie es insbesondere in Fig. 9 gezeigt ist. Eine dritte elastomere Hülse oder Balg 79 ist in einer strömungsmitteldichten Beziehung um einen Ringflansch 80 herum mit diesem verbunden und abgedichtet, der am Boden des Gehäuses 78 ausgebildet ist und ein offenes Ende 88 bildet und wird mit seinem anderen Ende am oberen Ende einer konischen Verlängerung 81 verbunden, deren unteres Ende am oberen Ende eines Bodengehäuses 82 befestigt ist. Das Gehäuse 82 entspricht generell dem oben beschriebenen Gehäuse 13 der Ausführungsform 1, ist jedoch vorteilhafterweise ein kontinuierliches Glied, um eine umschlossene Strömungsmittelkammer 83 zur Aufnahme eines komprimierbaren Gases, z.B. Luft, zu bilden. Die Enden der Hülse 79 sind an ihren entsprechenden Gliedern durch Klemmringe 84 in gut bekannter Weise befestigt. Das Gehäuse 78, in Kombination mit der Hülse 79 und der konischen Verlängerung 81, bildet eine obere Strömungsmittelkammer 86, die mit der unteren Strömungsmittelkammer 83 über eine Vielzahl von Löchern 87 kommuniziert, die im Ringflansch 21 des Zwischengliedes 20 ausgebildet sind.
Die modifizierte Dämpfungsvorrichtung 77 kombiniert deshalb eine normale Luftfeder, die durch das Gehäuse 78 und die elastomere Hülse 79 vorgesehen wird, mit der oben beschriebenen Dämpfungsvorrichtung 1, um eine Dämpfung an einem Fahrzeug oder einer anderen Ausrüstung vorzusehen, die durch eine normale Luftfeder und durch die Vorrichtung 1 erzielt wird, die das elektrorheologische Strömungsmittel enthält, welches durch die eingeschränkte Öffnung 44 strömt.
Ein weiterer Vorteil der verbesserten Dämpfungsvorrichtungen 1 und 77 ist die Fähigkeit, die Länge der Öffnung 44 und die damit zusammenhängende Elektrodenplatte zu verändern, die durch die angrenzende zylindrische Trennwand 25 vorgesehen wird, unabhängig von der Hublänge, wie es bei dem vorbekannten Dämpfer 72 der Fig. 12 der Fall ist, und zwar aufgrund der Einnistmöglichkeit des Kolbens 30 und des Zwischengliedes 20. Dieses ermöglicht, daß verschiedene Dämpfungseigenschaften dadurch erzielt werden können, daß man in der Lage ist, das Ausmaß der elektrischen Kraft zu verändern, das an das elektrorheologische Strömungsmittel angelegt wird, welches sich durch die Öffnung 44 bewegt, um eine größere Veränderung in der Viskosität des Strömungsmittels 62 vorzusehen.
Die verbesserten Vorrichtungen 1 und 77 bewältigen die Nachteile des Dämpfers 72 des Standes der Technik dadurch, daß im Dämpfer 72 die Abrollschleife oder Balg 89 der unteren elastomeren Hülse 90 der Abrollschleife oder Wulst 91 der oberen elastomeren Hülse 92 gegenüberliegt und dafür empfänglich ist, Schmutz oder andere fremde Gegenstände im Bereich 93 anzusammeln, wo die Abrollschleife oder Wulst 89 die Seitenwand des Zwischengliedes 73 berührt, und möglicherweise Reibung ausübt, was anschließend zur Abnutzung der Hülse 90 führt.
Beim vorbekannten Dämpfer 72 ist die Volumenveränderung zwischen den beabstandeten Kammern konstant, während sich die Endplatte 75 mit der Endplatte 74 über die Stange 94 bewegt, wohingegen erfindungsgemäß sich das Volumen innerhalb der Kammern verändert aufgrund der schräg verlaufenden Gestaltungen des Kolbens 30 und des Zwischengliedes 20. Diese Veränderung im Volumen wird jedoch durch die Verwendung des Kompensationsgliedes 70 kompensiert und eliminiert deshalb jeglich potentielles Problem, das dadurch hervorgerufen werden könnte.
Die verbesserte Dämpfungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ermöglicht deshalb, daß die gleiche Hublänge erzielt werden kann wie bei den vorbekannten Dämpfungsvorrichtungen, insbesondere bei denjenigen, die ein elektrorheologisches Strömungsmittel verwenden, bei einem kürzeren Axiallängenaufbau, wodurch ihre Vielseitigkeit zur Befestigung innerhalb enger Grenzen der Fahrzeugaufhängungssysteme gesteigert wird, aufgrund der Einnistmöglichkeit des Kolbens 30 und des Zwischengliedes 20. Ferner schaffen die Vorrichtungen 1 und 77 eine Aufbau- oder Designvielfältigkeit dadurch, daß die Länge der einschränkenden Strömungsöffnung und der dazugehörigen Elektrodenplatte unabhängig von der Hublänge verändert werden kann, wodurch die elektrische Kraft zunimmt, die am elektrorheologischen Strömungsmittel angelegt wird, welche sich durch die Öffnung 44 bewegt.
Dementsprechend ist die verbesserte Dämpfungsvorrichtung vereinfacht, und liefert eine wirksame, sichere, preiswerte und effiziente Einrichtung, die sämtlich aufgeführten Aufgaben und Ziele und die Schwierigkeiten, die mit den bekannten Einrichtungen auftraten, löst, und darüberhinaus neue Ergebnisse im Stand der Technik liefert.
In der vorstehenden Beschreibung sind gewisse Ausdrücke der Kürze, Klarheit und des Verständnisses wegen benutzt worden, woraus jedoch keine unnötigen Begrenzungen, abgesehen vom Erfordernis des Standes der Technik, abgeleitet werden sollen, da solche Ausdrücke lediglich aus beschreibenden Zwecken verwendet wurden und dazu gedacht sind, breit aufgebaut zu sein.
Darüberhinaus ist die Beschreibung der Erfindung lediglich beispielhaft und der Rahmen der Erfindung ist nicht auf die exakten Details begrenzt, die gezeigt oder beschrieben worden sind.
Nachdem nunmehr die Merkmale und Prinzipien der Erfindung beschrieben worden sind, wird die Art und Weise, wie die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung aufgebaut und verwendet wird, die Eigenschaften ihrer Konstruktion und die vorteilhaften neuen und nützlichen Ergebnisse, die neuen und nützlichen Aufbauten, Vorrichtungen, Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen in den anhängenden Ansprüchen aufgezeigt.

Claims

1. Vorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen, umfassend:

ein erstes Gehäuse (2), das ein hohles Inneres (7) besitzt und mit einem offenen Ende (6) ausgebildet ist, ein zweites Gehäuse (13), das ein hohles Inneres (18) besitzt und mit einem offenen Ende (17) ausgebildet ist, das dem offenen Ende des ersten Gehäuses gegenüberliegt, ein starres, dazwischenliegendes Glied (20), das eine hohle Bohrung besitzt und im offenen Ende des zweiten Gehäuses gelagert ist, ein Kolben (30), der beweglich im Inneren des zweiten Gehäuses angeordnet ist, ein starres Glied (31), das sich zwischen dem ersten Gehäuse und dem Kolben erstreckt und dieselben miteinander verbindet, wobei sich das starre Glied (31) durch die Bohrung des dazwischenliegenden Gliedes (20) erstreckt und eine Öffnung (44) dazwischen ausbildet, eine erste elastomere Hülse (50), die sich zwischen dem offenen Ende des ersten Gehäuses und einem angrenzenden Ende des dazwischenliegenden Gliedes erstreckt und dieselben miteinander unter Ausbildung einer ersten Strömungsmittelkammer (55) in Kombination mit dem Inneren des ersten Gehäuses abdichtend verbindet, und wobei die erste Hülse einen Rollwulst (54) besitzt, der sich entlang des Zwischengliedes erstreckt, eine zweite elastomere Hülse (57), die sich zwischen dem anderen Ende des Zwischengliedes und einem angrenzenden Ende des Kolbens erstreckt und dieselben miteinander unter Ausbildung einer zweiten Strömungsmittelkammer (60) in Kombination mit dem hohlen Inneren des Zwischengliedes abdichtend verbindet, und wobei die zweite Kammer mit der ersten Kammer über die Öffnung kommuniziert, und wobei die zweite Hülse einen Rollwulst (61) besitzt, der sich entlang des Kolbens erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenglied (20) eine schräg verlaufende Außenwand (22) besitzt, die vom offenen Ende des zweiten Gehäuses in Richtung auf das offene Ende des ersten Gehäuses unter Ausbildung eines sich zuspitzenden hohlen Inneren innerhalb des Zwischengliedes zusammenläuft, und daß das Zwischenglied eine Innenwand (25) besitzt, die innerhalb des sich zuspitzenden hohlen Inneren angeordnet ist, die die Bohrung (26) ausbildet, welche sich generell durch das hohle Innere hindurcherstreckt, und daß der Kolben eine sich zuspitzende Außenfläche (39) besitzt, der in Richtung auf das sich zuspitzende hohle Innere des Zwischengliedes zusammenläuft und komplementär dazu ist, und wobei sich die sich zuspitzende Fläche des Zwischengliedes innerhalb des Inneren des ersten Gehäuses bewegt, wenn die Dämpfungsvorrichtung in einem Stoß-Zustand ist, und daß sich die sich zuspitzende Fläche des Kolbens innerhalb des hohlen Inneren des Zwischengliedes bewegt, wenn die Dämpfungsvorrichtung in einem Rückstoßzustand ist.

2. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Strömungsmittelkammer ein elektrorheologisches (62) Strömungsmittel enthalten.

3. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmittel in der Öffnung angeordnet ist, um mit dem elektrorheologischen Strömungsmittel innerhalb der Öffnung in Kontakt zu treten.

4. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastomerer Stoßfänger (36) am unteren Ende des Kolbens befestigt ist.

5. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beabstandeten Gleitführungen (42 bis 43) am Zwischenglied befestigt und in Gleiteingriff mit dem starren Verbindungsglied sind.

6. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Volumen kompensierendes Glied (70) innerhalb des Inneren des ersten Gehäuses befestigt ist.

7. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das starre oder feste Verbindungsglied eine zylindrische Stange ist, und daß die Innenwand des Zwischengliedes eine zylindrische Bohrung darstellt, die die Stange unter Ausbildung der Öffnung als eine Ringöffnung, die die Stange umgibt, aufnimmt.

8. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes, starres Gehäuse (78) auf dem ersten Gehäuse befestigt ist und sich um dasselbe herumerstreckt und ein offenes Ende (88) besitzt, und daß sich eine dritte elastomere Hülse (79) zwischen dem offenen Ende des dritten Gehäuses und dem offenen Ende (17) des zweiten Gehäuses unter Ausbildung einer dritten Strömungsmittelkammer (83) erstreckt, und dieselben miteinander abdichtend verbindet, und daß die dritte Strömungsmittelkammer mit dem Inneren des zweiten Gehäuses kommuniziert, und daß die dritte Strömungsmittel kammer ein komprimierbares Gas enthält.

9. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Klemmbandmittel abdichtend die offenen Enden der elastomeren Hülsen mit ihren entsprechenden Gehäusen und dem Zwischenglied verbinden, und daß ein bestimmter Teil des Klemmbandmittels ein festes oder starres Sicherheitsband (52) umfaßt, das die entsprechenden Gehäuse oder das Zwischenglied verstärkt, und daß ein konzentrisches Außenband (51) die elastomere Hülse gegen das entsprechende Gehäuse oder das Zwischenglied festklemmt.

10. Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser der ersten und der zweiten elastomeren Hülse generell gleich sind.