DE69512009T2

DE69512009T2 - Elektrorheologische Flüssigkeit benutzender Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE69512009T2
Application number: DE69512009T
Authority: DE
Inventors: Isao Watanabe
Original assignee: Bridgestone Firestone Inc
Current assignee: Bridgestone Firestone Inc
Priority date: 1994-12-09
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2015-11-25
Also published as: KR960023903A; JPH08226486A; DE69512009D1; US5522481A; EP0718523A1; JP3835845B2; BR9505717A; ES2135646T3; MX9505084A; EP0718523B1; CA2164808A1; CA2164808C

Description

Schwingungsdämpfer sind seit beträchtlicher Zeit dazu eingesetzt worden, die Schwingungskräfte zu dämpfen, die auf das Aufhängungssystem von Fahrzeugen einwirken, um eine sanftere oder glattere Fahrt vorzusehen, in dem die Vibrationen oder Schwingungen verringert werden, die durch Straßenerhöhungen und -vertiefungen hervorgerufen und von den Reifen auf den Kraftfahrzeugrahmen übertragen werden, indem ölgefüllte Stoßabsorbtions- oder Hochdruckgasdämpfungseinrichtungen dazwischen gesetzt wurden.
Obwohl diese im Stand der Technik bekannten Öl- und Hochdruckgasdämpfunggseinrichtungen sich als zufriedenstellend erwiesen haben, hat sich eine kürzliche Entwicklung ergeben, bei dem ein elektrorheologisches oder elektroviskoses Fluidum oder Strömungsmittel innerhalb der Kammer der Dämpfungseinrichtung eingesetzt wird, wobei die Flüssigkeit in Kontakt mit einer oder mehreren Elektroden steht, die normalerweise in einem sich verengenden Durchgang befestigt sind, was in Abhängigkeit von der Größe der Elektroden und dem an die Flüssigkeit angelegten Spannungsausmaß zur Veränderung der Viskosität der Flüssigkeit führt, wodurch die Dämpfungseinrichtungen einen größeren Bereich an Dämpfungseigenschaften im Vergleich zu denjenigen besitzen, die durch Hochdruckgas oder ölgefüllte Schockabsorbtionsvorrichtungen erzielt werden.
Ein Beispiel einer Anti-Schwingungseinrichtung, die eine expandierbare Flüssigkeitskammer einsetzt, welche ein elektrorheologisches Fluidum enthält, wird im US-Patent Nr. 4,973,031 gezeigt. Das US-Patent Nr. 4,858,733 offenbart eine weitere Dämpfungseinrichtung, die Elektroden in Kombination mit einer elektroviskosen Flüssigkeit einsetzt, die innerhalb der geschlossenen Kammer enthalten ist. Die Flüssigkeit kann sich durch einen sich verengenden Durchgang bewe gen, wo Spannung an die elektroviskose Flüssigkeit angelegt wird, während sie sich durch den Durchgang bewegt, um ihre Viskosität zu verändern, um verschiedenartige Dämpfungswirkungen zu erzielen. Verschiedenartige weitere Typen solcher elektrorheologischer Vibrationsdämpfer verwenden elastomere Glieder oder Bälge zur Aufnahme der elektrorheologischen Flüssigkeit, wie es z. B. im US-Patent Nr. 5,180,145 gezeigt wird. Obwohl sich diese Einrichtungen als zufriedenstellend erwiesen haben, sind sie begrenzt was das Ausmaß der Innendrücke anbelangt, die zum Dämpfen erhältlich sind, da sich diese Bälge expandieren und die Ansprechzeit beeinträchtigen.
Man hat deshalb starre Strömungsmittelkammern eingesetzt, die aus Metall geformt sind und elektrorheologische Strömungsmittel verwenden, damit man in der Lage ist, einen höheren Innendruck und schnellere Ansprechzeiten aufzubauen. Es wird angenommen, daß die US-Patente mit den Nr. 4,819,772 und 5,259,487 den dichtesten Stand der Technik für die Schwingungsdämpfer der vorliegenden Erfindung bilden. Die Dämpfungseinrichtungen beider dieser Patente verwenden ein ER-Strömungsmittel, das innerhalb der starren Gehäuse enthalten ist, um erhöhte Drücke und eine schnellere Ansprechzeit vorzusehen, von denen man annimmt, daß sie mit ER-Dämpfern, die eine elastomere Hülse oder Bälge als Kammer bildendes Teil verwenden, nicht erhältlich sind.
Die Aufbauten von diesen beiden vorbekannten Dämpfern erfordern jedoch eine komplizierte Struktur, die aus zahlreichen Teilen besteht, um die elektrische Isolation zu erzielen, die zum Anlegen einer Spannung an den sich verengenden Öffnungen oder Kanälen erforderlich ist, durch die sich das ER-Strömungsmittel hindurchbewegt, und erfordern den Durchgang von Drähten, um Spannung an die Elektrode anzulegen, die durch die ER-Strömungsmittelkammer hindurchverlaufen. Gleichermaßen muß der äußere Körper oder das Gehäuse aus einem starren Metall sein, da dieses Außengehäuse mit einem Ende direkt mit einem der beabstandeten Fahrzeugkomponenten verbunden ist und deshalb eine ausreichende Festigkeit aufweisen muß, um die verschiedenartigen Belastungen und Kräfte zu tragen, die darauf ausgeübt werden. Ein äußeres Ende der Kolbenstange ist mit dem anderen der beabstandeten Fahrzeugkomponenten zur Befestigung des Schwingungsdämpfers am Kraftfahrzeug verbunden.
Es besteht deshalb Bedarf an einem verbesserten Schwingungsdämpfer, der ER-Strömungsmittel einsetzt, welcher eine einfachere Konstruktion aufweist, die dazu in der Lage ist, den unterschiedlichen Belastungen und Kräften zu widerstehen, die darauf einwirken, wenn sie zwischen den beabstandeten Aufbaukomponenten eines Fahrzeugs befestigt dazu in der Lage ist, eine Spannung an die Elektrode, die im Dämpfer enthalten ist, in leichterer Weise anzulegen, als es bei existierenden ER- Strömungsmitteldämpfern der Fall ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Ziele der vorliegenden Erfindung umfassen das Vorsehen eines verbesserten Dämpfers, der ER-Strömungsmittel einsetzt und vorteilhafterweise in ein Kraftfahrzeugsaufhängungssystem eingebaut werden kann, und der die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik bei Dämpfern löst, durch die Verringerung der Komplexität des Dämpfers, ohne die Dämpfungseigenschaften zu opfern, die dadurch erzielt werden.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine Dämpfungseinrichtung vorzusehen, die, wenn sie mit einer elektrorheologischen oder elektroviskosen Flüssigkeit verwendet wird, ermöglicht, daß die Öffnung und die zugehörige Elektrode verschiedenartige Konfiguration besitzen, damit verschiedene Dämpfungseigenschaften erzielt werden können.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch eine Dämpfungseinrichtung vorzusehen, die einen beträchtlich einfacheren Aufbau besitzt als die vorbekannten Dämpfer, die ER-Strömungsmittel einsetzen, und die dazu in der Lage ist, den verschiedenen Belastungen und Kräften zu widerstehen, die darauf einwirken, wenn sie zwischen beabstandete Komponenten in einem Kraftfahrzeugaufhängungssystem befestigt wird.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, solche eine Dämpfungseinrichtung vorzusehen, bei der die Elektrode zum Anlegen von Spannung an das ER-Strömungsmittel außerhalb des ER-Strömungsmittels befestigt wird, damit elektrische Drähte nicht dorthin durchlaufen müssen, die die Spannung zur Elektrode durch das ER-Strömungsmittel hindurchliefern, wie es bei den vorbekannten Dämpfern der Fall ist, die ER- Strömungsmittel einsetzen.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen, die ein unter Druck stehendes Gasreservoir innerhalb des Dämpfers besitzt, um Hohlbildung und die Bildung von Blasen des ER-Fluidums zu verhindern, wodurch die Erzeugung eines elektrischen Elektrodenüberschlags innerhalb der Flüssigkeit verhindert wird.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch einen Dämpfer vorzusehen, bei dem das äußere Gehäuse aus einem dielektrischen Material gebildet sein kann, während das innere Gehäuse, das die Kolbenkammer bildet, aus Metall geformt ist, wodurch Zylinder mit geringerem Durchmesser verwendet werden können, und daß sämtliche Metallkomponenten des Dämpfers, abgesehen von der Elektrode, geerdet werden können, um das Risiko eines elektrischen Kurzschluß oder Schocks zu verringern.
Ein noch weiteres Ziel der Erfindung ist es, solch einen Dämpfer vorzusehen, bei dem der Kolben unterschiedliche Ventileinstellungen enthalten kann, damit ein Teil des ER-Strömungsmittels durch den Kolben hindurchverlaufen kann, sowohl in einem Kompressions- als auch Rückzugshub.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine Dämpfungseinrichtung vorzusehen, die leicht zusammengebaut und zur Reparatur und zur Erleichterung der Herstellung aus einandergebaut werden kann, ohne die Integrität der Einrichtung zu opfern.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, solch eine verbesserte Dämpfungseinrichtung vorzusehen, die aus einem unempfindlichen, kompakten, relativ leichtgewichtigen, einfachen Aufbau ist und die Ziele und Aufgaben in einer einfachen und wirksamen Weise löst.
Diese Ziele, Aufgaben und Vorteile werden erreicht durch den Vibrationsdämpfer der vorliegenden Erfindung, dessen generelle Natur im Anspruch 1 angegeben ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die die beste Art und Weise aufzeigt, in der sich die Patentinhaberin die Anwendungen der Prinzipien vorstellt, 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 des erfindungsgemäßen Vibrationsdämpfers,
Fig. 2 einen vergrößerten Teilabschnitt durch den Dämpfer der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2,
Fig. 5 einen Teilschnitt in Längsrichtung ähnlich zur Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers,
Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI der Fig. 5 und
Fig. 7 u.8 Längsschnitte ähnlich den Fig. 2 und 5, die weitere Ausführungsformen des Schwingungsdämpfers zeigen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Eine erste Ausführungsform des verbesserten Schwingungsdämpfers ist generell bei 1 angedeutet und wird in den Fig. 1 bis 4 gezeigt. Die Einrichtung bzw. der Dämpfer 1 umfaßt ein Innengehäuse 2, das aus einem festen, starren Metall gebildet ist, das einen zylindrischen Körper 3 mit inneren und äußeren zylindrischen Flächen 4 bzw. 5 besitzt. Ein Ende des zylindrischen Körpers 3 ist bei 6 offen, während das andere Ende durch eine Wand 7 geschlossen ist.
Ein Kolben 10 ist verschiebbar innerhalb einer Kolbenkammer 11 gelagert, die innerhalb des zylindrischen Gehäuses 3 gebildet ist und besitzt eine Kolbenstange 12, die daran befestigt ist. Die Stange 12 erstreckt sich durch eine komplementär geformte Öffnung 13, die in einem Endverschlußring 14 ausgebildet ist. Der Ring 14 ist innerhalb des offenen Endes 6 des zylindrischen Körpers 3 gelagert und steht abdichtend damit durch einen äußeren O-Ring 15 und einen inneren O-Ring 16 in Eingriff. Die Kolbenstange 12 erstreckt sich ebenfalls durch eine komplementär geformte Öffnung 17, die in einer Endkappe 18 ausgebildet ist. Wie in Fig. 1 gezeigt wird, ist ein Verbinder 20 am Außenende der Kolbenstange 12 zur Befestigung der Kolbenstange an einer Kraftfahrzeugkomponente befestigt. Ein üblicher Stoßfänger 21 wird an der Kolbenstange 12 angrenzend an den Verbinder 20 befestigt, um die schweren Kräfte zu absorbien, die auf den Schwingungsdämpfer 1 ausgeübt werden, um Schaden daran zu verhindern, nachdem das Kraftfahrzeug schwere Vertiefungen oder Buckel in einer Straßenoberfläche erfährt.
Der Dämpfer 1 umfaßt ferner ein äußeres Gehäuse, das generell bei 25 angedeutet ist, welches in der Ausführungsform der Fig. 1-4 aus einem dielektrischen Material gebildet ist, wie z. B. verschiedene Arten hochfester Kunststoffmaterialien.
Das Gehäuse 25 ist vorteilhafterweise aus zwei zylindrischen Teilen 26 und 27 gebildet, die axial teleskopisch verschiebbar an ihren inneren Enden 26a und 27a verbunden sind und durch ein Paar von O-Ringen 28 strömungsmitteldicht versiegelt sind.
Das äußere Ende des zylindrischen Teils 27 ist in einer Position am inneren Gehäuse durch einen Klemmring 29 befestigt und steht abdichtend mit der äußeren Fläche des Gehäuses 2 durch ein beabstandetes Paar von O-Ringen 30 in Eingriff. Das äußere Ende des zylindrischen Teils 26 steht ebenfalls abdichtend mit der äußeren Fläche des inneren Gehäuses 2 durch ein beabstandetes Paar von O-Ringen 31 in Eingriff. Die zylindrischen Teile 26 und 27 des äußeren Gehäuses 25 sind verschiebbar gelagert und am Innengehäuse 2 zusammengebaut und in einer eingestellten Position durch einen Einstellschraubring 33 befestigt, der schraubbar mit einem inneren Gewindeabschnitt 34 am äußeren Ende des zylindrischen Gehäuseteils 26 befestigt ist. Der Schraubring 33 wird in seiner Position durch einen Klemmring 35 gehalten. Wie in Fig. 2 gezeigt wird, ist der Außendurchmesser des inneren zylindrischen Gehäuses 2 geringer als der Innendurchmesser des Außengehäuses 25, und insbesondere geringer als die Innendurchmesser der zylindrischen Teile 26 und 27, damit ein ringförmiger Strömungsmitteldurchgangskanal 37 dazwischen vorgesehen wird, welcher sich generell über die Axiallänge des Außengehäuses 25 erstreckt. Der Kolben 10 trennt die Kammer 11 in ein Paar Strömungsmittelkammern 38 und 39, die mit dem Durchgangskanal 37 durch eine Vielzahl länglicher Schlitze 40 kommunizieren, die im zylindrischen Körper 3 des Gehäuses 2 ausgebildet sind. Auf diese Weise fließt eine elektrorheologische (ER) Flüssigkeit, die innerhalb der Kammer 11 enthalten ist, wie es in Fig. 2 gezeigt wird, während der Kolben 10 sich innerhalb der Kammer 11 bewegt, durch die Öffnung 40 und entlang des Durchgangskanals 37 zwischen den beiden Strömungsmittelkammern, in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung des Kolbens. Ein Loch 42 wird im äußeren Gehäuse 25 ausgebildet und kommuniziert mit dem Strömungsmitteldurchgangskanal 37, um die Kolbenkammer 11 und den Durchgangskanal 37 mit einem ER-Strömungsmittel zu füllen. Ein mit Gewinde versehener Stopfen 43 dichtet das Loch 42, nachdem der Dämpfer 1 mit einem ER-Strömungsmittel gefüllt worden ist.
Eine Druckkammer 45 wird in einem Ende des inneren Gehäuses 2 ausgebildet und ist von der Kolbenkammer 11 durch einen axial verschiebbar gelagerten Kolben oder eine Trennwand 46 getrennt, die strömungsmittelmäßig von der Kammer 11 durch einen O-Ring 47 abgedichtet ist. Die Kammer 45 wird mit einem unter Druck stehenden kompressiblen Gas gefüllt. Nach Bewegen des Kolbens 10 innerhalb der Kammer 11 bewegt sich die Wand 46 auf die Kammer 45 zu und von ihr weg, um die Veränderung des Volumens innerhalb der Kammer zu kompensieren, die durch die Bewegung der Kolbenstange 12 in und aus der Kammer heraus hervorgerufen wird. Diese Bewegung der Wand 46 hält einen generell konstanten Druck innerhalb des ER-Strömungsmittels aufrecht, um die Bildung von Luftblasen oder Hohlräumen zu verhindern, die sonst elektrische Elektrodenüberschläge und Kurzschluß erzeugen könnten, wenn eine Spannung am ER-Strömungsmittel angelegt wird, wie weiter unter beschrieben wird. Ein Ventil 48 kommuniziert mit der Druckkammer 45, um das unter Druck stehende Gas in die Kammer zu liefern.
Nach einem der erfindungsgemäßen Merkmale ist ein Verbinder 49 starr durch Schweißungen an der Endverschlußwand 7 des inneren Gehäuses 2 befestigt, um den Schingungsdämpfer an einem weiteren Teil eines Kraftfahrzeugs zu befestigen, beabstandet von demjenigen Teil des Kraftfahrzeugs, an dem der Kolbenstangenverbinder 20 befestigt ist. Ein elastomerer Buchsring 50 ist vorteilhafterweise innerhalb des Verbinders 49 befestigt, um bei der Absorption geringer Schwingungen zu unterstützen, die auf das Kraftfahrzeug und den Dämpfer einwirken, um beim Erzielen der gewünschten Dämpfungseigenschaften zu helfen.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist eine Elektrode 52 innerhalb einer ringförmigen Ausnehmung 53 befe stigt, die innerhalb des zylindrischen Teils 26 des äußeren Gehäuses 25 ausgebildet ist. Die Elektrode ist vorteilhafterweise ein ringförmiges Metallband, das konische Enden 54 besitzt, um einen glatten Übergang in die inneren Flächen 55 und 56 der zylindrischen Teile 26 bzw. 27 des äußeren Gehäuses 25 vorzusehen. Die Elektrode 52 ist abdichtend innerhalb der Ausnehmung 53 durch eine Vielzahl von O-Ringen 57 gelagert. Die Elektrode 52 sitzt in der Ausnehmung 53 und ist darin durch eine Innenkante 58 des äußeren zylindrischen Gehäuseabschnitts 27 nach dem Vorschub des zylindrischen Teils 26 auf den Teil 27 durch den Vorschub des Einstellschraubrings 33 (Fig. 2) eingeklemmt. Eine Spannung wird an die Elektrode 52 durch einen elektrischen Verbinder 60 angelegt, der sich durch eine komplementär geformte Öffnung 61 erstreckt, die im äußeren Gehäuse 25 ausgebildet ist, und die mit einer Spannungsquelle durch einen Draht 62 verbunden ist.
Eine Vielzahl von Auslaßlöchern 64 ist vorteilhafterweise im Kolben 10 ausgebildet, um einer begrenzten Menge an ER-Strömungsmittel zu gestatten, daß es zwischen Kammern 38 und 39 verläuft, während sich der Kolben in der Kammer 11 bewegt. Falls es gewünscht wird, kann ferner ein Einwegrückschlagventil 65 im Kolben 10 eingesetzt werden, um zu ermöglichen, daß der Strom des Strömungsmittels lediglich in einer Richtung während der Bewegung des Kolbens abläuft.
Der Betrieb des Schwingungsdämpfers 1 ist am besten in Fig. 2 gezeigt. Nachdem das Kraftfahrzeug eine Vertiefung oder eine Erhöhung in der Straße durchläuft, bewegt sich der Kolben innerhalb der Kammer 11 und zwingt das ER-Strömungsmittel aus einer Kammer über den Strömungsmitteldurchgangskanal 37 in die andere Kammer. Nach dem Durchgang durch den sich verengenden Bereich des Kanals 37 angrenzend an die Elektrode 52, die eine Spannung daran angelegt hat, wird die Viskosität des ER-Strömungsmittels in Abhängigkeit vom Ausmaß der angelegten Spannung und der Breite des eingeengten Durchgangs verändert, um auf die Dämpfungseigenschaften des Dämpfers einzuwirken, wie es im Stand der Technik beim ER-Strömungsmittel gut bekannt ist.
Eines der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß das innere Gehäuse, das aus einem starren Metall gebildet ist und daß die Kolbenstange 12 am Kraftfahrzeug an beabstandeten Stellungen befestigt sind und das Gewicht tragen und die verschiedenen Kräfte absorbieren, die auf den Dämpfer einwirken. Dieses ermöglicht dem äußeren Gehäuse 25, daß es aus einem dielektrischen leichtgewichtigen, vorzugsweise Kunststoffmaterial gebildet sein kann, da es keinerlei Kraft oder Belastungen absorbieren muß, wie es die äußeren Gehäuse oder Zylinder der vorbekannten ER-Schwingungsdämpfer tun. Das innere Metallgehäuse 2 wird geerdet, wobei die lediglich an die Elektrode 52 Spannung angelegt wird, die ihrerseits vollständig innerhalb eines dielektrischen Gehäuses enthalten ist. Die einzige äußere elektrische Verbindung ist der elektrische Verbinder 60 und der Draht 62. Auf diese Weise haben sämtliche stromführenden Bestandteile im wesentlichen keinen Kontakt mit Personen und/oder Umgebungskomponenten des Kraftfahrzeugs. Auf gleiche Weise sind, wie oben beschrieben und in Fig. 2 gezeigt, lediglich wenige Komponenten erforderlich, um den Dämpfer 1 zu bilden, der leicht durch Gleitpassung der äußeren zylindrischen Gehäuseteile über das innere Metallgehäuse zusammengebaut werden kann, wobei ein Klemmeingriff mit der Elektrode 52 durch die Einstellung des Schraubrings 33 vorliegt.
Eine zweite Ausführungsform des Schwingungsdämpfers der vorliegenden Erfindung ist generell bei 70 angedeutet und wird in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Der Dämpfer 70 gleicht in den meisten Aspekten dem oben diskutierten Dämpfer 1, außer daß das äußere Gehäuse 71 aus Metall geformt ist, im Gegensatz zum dielektrischen Material des Außengehäuses 25 des Dämpfers 1. Damit das äußere Gehäuse 71 aus Metall geformt werden kann, sitzt eine ringförmige Isolierungshülse 72 innerhalb der Ausnehmung 53 und wird durch eine Vielzahl von O-Ringen 73 und 74 abgedichtet, um zu verhindern, daß das ER-Strömungsmittel, das durch den Durchgangskanal 37 strömt, aus dem Gehäuse 71 austritt. Der elektrische Verbinder 60 wird ebenfalls durch eine dielektrische Isolierungshülse 75 vom Metallgehäuse 71 isoliert. Die übrigen Komponenten und die Arbeitsweise des Dämpfers 70 ist dieselbe, wie schon oben unter Bezug auf den Dämpfer 1 diskutiert worden ist.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist generell bei 80 angedeutet und wird in Fig. 7 gezeigt. Der Dämpfer 80 gleicht dem oben beschriebenen Dämpfer 1 mit der Ausnahme, daß das Elektrodenband 81 eine zylindrische Konfiguration besitzt, die sich vollständig über ihre Länge erstreckt und gänzlich innerhalb der Ausnehmung 53 sitzt. Die Elektrode 81 besitzt keine konischen Enden, wie die Enden 54 der Elektrode 52 des Dämpfers 1, liefert jedoch eine kontinuierliche einheitliche Breite für den Durchgangskanal 82 vollständig über dessen gesamte, sich in Längsrichtung erstreckende Länge, ohne daß irgendein sich verengender Kanalbereich vorgesehen wird, wie er durch die Elektroden 52 der Dämpfer 1 und 70 geschaffen wird.
Eine vierte Ausführungsform des verbesserten Dämpfers wird generell bei 90 angedeutet und ist in Fig. 8 gezeigt. Der Dämpfer 90 gleicht in den meisten Aspekten den Dämpfern 1 und 80 dadurch, daß er ein dieletrisches äußeres Gehäuse und ein metallisches Innengehäuses besitzt. Der hauptsächliche Unterschied liegt darin, daß die beabstandeten konischen Bereichen 91 an der Innenfläche 55 des äußeren Gehäuses angrenzend an die Elektrode 52 ausgebildet sind, so daß eine kontinuierliche konische Fläche geschaffen wird, die mit den konischen Enden 54 der Elektrode 52 zusammentrifft. Dieses schafft einen Durchgangskanal ß4 mit einem eingeschränkten Strömungsbereich 92 angrenzend an die Elektrode 52, wobei die übrigen Abschnitte 93 jedoch eine größere Breite besitzen, die für gewisse Dämpfungsanwendungszwecke wünschenswert sein kann. Wiederum sind die übrigen Komponenten des Dämpfers 90 dieselben wie diejenigen der Dämpfer 1 und 80, die ein dielektrisches Gehäuses verwenden.
Zusammenfassend liefern die verschiedenen Ausführungsformen eine Schwingungsdämpfereinrichtung, die zum Gebrauch mit einem ER-Strömungsmittel gedacht ist, wobei die Einrichtung einen relativ einfachen Aufbau bzw. Konstruktion besitzt, leicht zusammenzubauen und an einem Kraftfahrzeug zu befestigen ist, und bei der der Strömungsmitteldurchgangskanal verschiedene Ausgestaltungen besitzen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die elektrische Verbindung zur Elektrode nicht durch das ER-Strömungsnittel verlaufen muß, wie es bei den vorbekannten ER-Dämpfern der Fall ist, und erfordert lediglich, daß das Elektrodenband mit einer Spannungsquelle verbunden wird. Dieses schafft einen Dämpfer, bei dem weniger Fehlfunktionen aufgrund von Elektrodenüberschlag oder Kurzschluß der angelegten Spannung auftritt, da das innere Gehäuses, das aus Metall gebildet wird, geerdet ist und das äußere Gehäuse aus einem dielektrischen Isolationsmaterial geformt werden kann, was lediglich den Durchgang des elektrischen Verbinders durch das äußere Gehäuse erfordert, um das im Inneren angeordnete und elektrisch isolierte Elektrodenband mit einer äußeren Spannungsquelle zu verbinden.
Dementsprechend ist der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer vereinfacht, und liefert eine wirksame, sichere, preiswerte und effiziente Einrichtung, die sämtlich aufgeführten Aufgaben und Ziele und die Schwierigkeiten, die mit den bekannten Vorrichtungen auftraten, löst, und darüber hinaus 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.
Darüber hinaus 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 Schwingungsdämpfer 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. Schwingungsdämpfer (1; 70; 30; 90), einschließlich: ein metallisches zylindrisches Innengehäuse (2), das eine Kolbenkammer (11) bildet:

ein Kolben (10), der innerhalb der Kolbenkammer (11) axial beweglich ist und dieselbe in zwei getrennte Fluidkammern (35, 39) trennt;

ein Außengehäuse (25), das mindestens einen Teil des metallischen Innengehäuses 82) umgibt;

ein ringförmiger Fluidüberleitungskanal (37), der zwischen dem Innen- (2) und Außengehäuse (25) ausgebildet ist und die Kolbenkammer (11) umschließt und die Fluidverbindung zwischen den Fluidkammern (38, 39) an den gegenüberliegenden Seiten des Kolbens (10) vorsieht, wobei diese Fluidkammern (38, 39) ausgelegt sind, daß sie mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit (ER) gefüllt werden können,

eine Kolbenstange (12), deren eines Ende mit dem Kolben (10) verbunden ist und sich über ein erstes Ende des Innengehäuses (2) hinaus erstreckt;

gekennzeichnet durch: ein weiteres Ende dieses Kolbens (10), das mit einem ersten tragenden Aufbau verbindbar ist,

eine Elektrode (52, 81), die am Außengehäuse (25) befestigt ist, um ein elektrisches Feld quer über mindestens einen Teil des Kanals (37) anzulegen, um den Strömungswiderstand der ER-Flüssigkeit, die dadurch strömt, zu steigern, und gekennzeichnet durch Verbindungsmittel (49), die an einem zweiten Ende des Innengehäuses (2) befestigt sind, um das zweite Ende des Innenbehäuses mit einem zweiten Aufbau, der vom ersten Aufbau beabstandet ist, zu verbinden, wodurch die auf den Dämpfer wirkende Belastung vom Innengehäuse (2) und die Kolbenstange (12) getragen wird, und wobei die Elektrode (52, 81) ein ringförmiges Metallband auf einer inneren zylindrischen Fläche des Außengehäuses (25) angrenzend an den Fluidka nal (37) ist, und wobei sich das elektrische Verbindungsmaterial durch das Außengehäuse (25) erstreckt und elektrisch mit dem ringförmigen Band zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrode (52, 81) verbunden ist.

2. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, bei dem das Außengehäuse (25) aus einem dielektrischen Material gebildet ist.

3. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2, bei dem das Außengehäuse (25) aus Metall gebildet ist und das ein dielektrisches Material zwischen dem Metallband der Elektrode (52, 81) und dem Außengehäuse (25) angebracht ist, um das Band vom Außengehäuse (25) elektrisch zu isolieren.

4. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2, bei dem das Außengehäuse (25) einen ersten und zweiten zylindrischen Abschnitt (26, 27) umfaßt, und bei dem eine ringförmige Ausnehmung in mindestens einem dieser Abschnitte (26, 27) ausgebildet ist, wobei das Ringmetallband darin sitzt, und bei dem der Dämpfer (1) ferner Zusammenbaumittel umfaßt, um den ersten und zweiten Abschnitt (26, 27) axial zu verbinden und das Ringmetallband in dieser Ausnehmung zu befestigen.

5. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 4, bei dem der erste und zweite Abschnitt (26, 27) des Außengehäuses (25) axial verschiebbar miteinander verbunden ist, und wobei das Zusammenbaumittel ein Paar Endhalterungsglieder und einen dazwischen liegenden Einstellungsschraubenring (33) umfaßt.

6. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 2, bei dem eine ringförmige Ausnehmung in der inneren zylindrischen Fläche des Außengehäuses (25) ausgebildet ist, und wobei das Ringmetallband in dieser ringförmigen Ausnehmung sitzt und eine Ringfläche in Verbindung mit dem Fluidüberführungskanal (37) besitzt.

7. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, bei dem die Ringfläche des Metallbandes mit der inneren zylindrischen Fläche des Außengehäuses (25) zusammenfällt, um einen konstanten Abstand zwischen der inneren zylindrischen Fläche des äußeren Gehäuses (25) und einer äußeren zylindrischen Fläche des inneren Gehäuses (2) generell über die gesamte Länge des Fluidüberleitungskanals (37) vorzusehen.

8. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, bei dem die Ringfläche des Metallbandes sich über die innere zylindrische Fläche des Außengehäuses (25) hinauserstreckt und einen verringerten Strömungsbereich im Fluidkanal (37) schafft.

9. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 8, bei dem die Ringfläche des Metallbandes konische Ende besitzt, die in die innere zylindrische Fläche des Außengehäuses (25) hineinlaufen.

10. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 6, bei dem die innere zylindrische Fläche des Außengehäuses (25) ringförmige konische Bereiche besitzt, die die ringförmige Ausnehmung umgeben, und wobei die konischen Bereiche eine glatt sich zuspitzende Verbindungsstelle zur Ringfläche des Metallbandes vorsehen.

11. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, bei dem der ringförmige Fluidkanal (37) eine im wesentlichen konstante Breite über seine gesamte in Längsrichtung verlaufende Länge besitzt.

12. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, bei dem ein Ventilmittel (48) im Kolben (10) vorgesehen ist, um den Durchtritt eines Teils der ER-Flüssigkeit dadurch während der Bewegung des Kolbens (10) zu ermöglichen.

13. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 12, bei dem das Ventilmittel (48) mindestens ein Durchgangsloch umfaßt, das im Kolben (10) ausgebildet ist.

14. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 12, bei dem das Ventilmittel (48) mindestens ein Einweg-Kontroll- oder Absperrventil (65) umfaßt.

15. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 1, bei dem ein unter Druck stehendes Gasreservoir innerhalb des Innengehäuses (2) angrenzend an das zweite Ende des Gehäuses (2) ausgebildet ist.

16. Schwingungsdämpfer (1) nach Anspruch 15, einschließlich eines beweglichen Raumunterteilungsmittels, das innerhalb des Innengehäuses (2) befestigt ist, um das Gasreservoir von den Fluidkammern (38, 39) abzutrennen.