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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Stoßdämpfer, der
für die
Verwendung bei einer Vibrationsdämpfung
in solchen Vorrichtungen, wie einem Aufhängungssystem und dergleichen,
angepasst ist.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Im Allgemeinen ist ein Aufhängungssystem, das
bei einem Fahrzeug angewendet wird, mit einem Stoßdämpfer versehen,
der konstruiert ist, um einen Stoß mittels einer Schraubenfeder
zu dämpfen
und wiederholte Vibrationen, der während der Stoßdämpfung der
Schraubenfeder erzeugt werden, zu verhindern.
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In anderen Worten dient die Schraubenfeder zur
Dämpfung
des Stoßes
und dergleichen von der Straßenoberfläche, um
dieselbe auf eine Karosserie des Fahrzeuges zu übertragen, und die wiederholten Vibrationen
entsprechend der Stoßdämpfungswirkung
der Schraubenfeder werden gedämpft,
um dadurch eine Fahrsicherheit aufrechtzuerhalten und ein Schwingen,
wie Rollen und Schleudern, des Fahrzeuges zu reduzieren.
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Der Stoßdämpfer ist doppelt ausgebildet,
wie in 5 dargestellt
ist, mit einem Innen- und Außenrohr 50 und 51,
zwischen welchen ein Gehäuse 53, das
mit einer Speicherkammer 52 versehen ist, eine Stange 54,
die angeordnet ist, um das Innenrohr 50 zu durchdringen,
ein Kolben 57, der an einem Längsende der Stange 54 angeordnet
ist, um das Innenrohr 50 in eine erste und eine zweite
Kammer 55 und 56 zu teilen, und ein Bodenventil 58 vorgesehen
sind, das an einem Längsende
des Innenrohres 50 vorgesehen ist.
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Ferner ist der Stoßdämpfer mit
einem vibrationsisolierenden Rohr 59 versehen, um eine
Außenfläche des
Außenrohres 51 zu
umschließen,
und eine Buchse 60 zum Verbinden von Rädern und eines Körpers (nicht
gezeigt) der Karosserie ist an einem Längsende der Stange 54 und
an dem Kopfende des Außenrohres 51 installiert.
Das Innen- und Außenrohr 50 und 51 sind
mit Flüssigkeit
(F) gefüllt.
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Der Kolben 57 ist mit einem
Auf/Zu-Ventil 61 versehen, um eine Dämpfungskraft durch die Begrenzungsbewegung
der in das Innenrohr 50 gefüllten Flüssigkeit (F) zu erzeugen, wobei
der Kolben 57, wie in 6 dargestellt
ist, eine Mehrzahl von Öffnungen 62,
die in dem Kolben 57 ausgebildet sind, und ein plattenartiges
Auf/Zu-Ventil zum Blockieren der Öffnungen 62 während der
Kompression und zum Öffnen
der Öffnungen
während
der Expansion aufweist.
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Nun wird der Betrieb des so konstruierten Stoßdämpfers ausführlich beschrieben.
Wenn die Räder
herauf gestoßen
werden, während
ein Fahrzeug fährt,
hebt sich das Gehäuse 53,
das mit den Rädern
(Aufhängungsarme
und dergleichen) verbunden ist, wodurch sich der Kolben 57 in
eine Richtung des Komprimierens der zweiten Kammer 56 bewegt. Wenn
die zweite Kammer 56 durch den Kolben 57 komprimiert
wird, hält
das Auf/Zu-Ventil 61 eine Dichtheit, wobei die in der zweiten
Kammer 56 komprimierte Flüssigkeit über das Bodenventil 58 in
die Speicherkammer 52 gefüllt wird, um dadurch zu ermöglichen,
dass der Kolben 57 herunterfährt.
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Wenn die Räder zurück gestoßen werden, um das Gehäuse 53 abzusenken,
während
der Kolben 57 heruntergefahren wird, wird der Kolben 57 infolgedessen
nach oben bewegt, und wenn der Kolben 57 heraufgefahren
wird, wird das die Öffnungen 62 blockierende
Auf/Zu-Ventil 61 gezwungen, die Öffnungen 62 zu öffnen.
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Wenn die Öffnungen 62 geöffnet sind,
bewegt sich die Flüssigkeit
(F) durch die Öffnungen 62 hindurch,
um sich zu der zweiten Kammer 56 hin zu bewegen, wobei
eine Dämpfungskraft
erzeugt wird, welche so stark ist, wie der Flüssigkeitswiderstand, der während des
Passierens durch die Öffnungen 62 und
das Auf/Zu-Ventil 61 hindurch erzeugt wird.
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Das Auf/Zu-Ventil 61 ist üblicherweise
aus demselben Material in plattenartiger Form hergestellt. Die Dämpfungskraft
wird relativ zu der Geschwindigkeit des Kolbens 57 in einem
vorbestimmten Verhältnis
linear erhöht,
schreitet jedoch in einem Belastungspunkt (V) plötzlich nach oben.
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In anderen Worten wird die Dämpfungskraft vor
dem Belastungspunkt (V) relativ langsam erhöht, wird jedoch nach dem Belastungspunkt
(V) plötzlich erhöht. Diese
lineare Verhältnisänderung
der Dämpfungskraft
wird durch ein Phänomen
verursacht, wo, wenn das plattenartige Auf/Zu-Ventil 61 gezwungen wird,
eine vorbestimmte Größe zu überschreiten, dessen
Elastizität
deutlich erhöht
wird, was den Flüssigkeitwiderstand
entsprechend dem Auf/Zu-Ventil 61 beachtlich erhöht, wodurch
sich das lineare Verhältnis
der Dämpfungskraft
verändert.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Jedoch besteht ein Problem darin,
dass, wenn eine Dämpfungskraft
eines Auf/Zu-Ventils infolge eines Teils, wo die Elastizität des Auf/Zu-Ventils, das
an dem so beschriebenen Kolben angeordnet ist, plötzlich erhöht wird,
ein plötzlicher
Anstieg oder Abfall der Dämpfungskraft
in dem Belastungspunkt (V) realisiert wird, so dass eine abnormale
Vibration und dergleichen in dem Belastungspunkt (V) erzeugt wird,
um dadurch die Fahrstabilität
und Fahrsicherheit eines Fahrzeuges zu erhöhen.
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Die vorliegende Erfindung ist offenbart,
um die oben erwähnten
Probleme zu lösen,
und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Stoßdämpfer zu
schaffen, der konstruiert ist, um einen plötzlichen Anstieg oder Abfall
der Dämpfungskraft
in einer vorbestimmten Position während der Wirksamkeit der Vibrationsdämpfung mit
dem Stoßdämpfer zu
verhindern, um dadurch eine Fahrstabilität und Fahrsicherheit eines
Fahrzeuges zu erhöhen.
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Gemäß dem Ziel der vorliegenden
Erfindung ist ein Stoßdämpfer vorgesehen,
der mit einem Kolben versehen ist und ein zylindrisches geschlossenes
Gehäuse
aufweist, das mit Flüssigkeit
gefüllt
ist, wobei eine Dämpfungskraft
durch einen Flüssigkeitswiderstand
erzeugt wird, der durch die sich durch Öffnungen hindurch bewegende
Flüssigkeit
verursacht wird, wobei der Stoßdämpfer aufweist:
ein
Ventil, das ausgebildet ist, um sich horizontal an oberen/unteren
Flächen
des Kolbens zu bewegen, um dadurch die Öffnungen zu öffnen und
zu schließen;
Führungsmittel,
die zwischen dem Ventil und dem Kolben angeordnet sind, um zu ermöglichen,
dass sich das Ventil horizontal bewegt, und um zu verhindern, dass
das Ventil in die andere Richtung wegbricht; und
Betätigungsmittel
zum horizontalen Verändern
einer Kraft, die auf die Flüssigkeit
ausgeübt
wird, um das Ventil zu bewegen, wenn der Kolben in eine Expansionsrichtung
bewegt wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Zum vollkommeneren Verständnis des
Wesens und der Ziele der Erfindung wird auf die folgende ausführliche
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen,
in welchen:
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1 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines Teils zur Erläuterung
einer Anordnung eines Ventils an einem Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung
ist;
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2 eine
perspektivische Explosionsansicht von 1 ist;
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3 eine
Draufsicht von 1 ist;
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4 ein
Diagramm zur Erläuterung
eines Betätigungszustands
eines Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden
Erfindung ist;
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5 eine
Schnittansicht zur Erläuterung
eines herkömmlichen
Stoßdämpfers für ein Fahrzeug ist;
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6 eine
teilweise vergrößerte Ansicht
zur Erläuterung
von Anordnungszuständen
des Kolbens und des Ventils aus 5 ist;
und
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7 ein
Diagramm zur Erläuterung
von Betätigungszuständen des
Ventils für
den Stoßdämpfer in 5 ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden nun mit Bezug die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Die 1, 2 und 3 sind eine Schnittansicht eines Anordnungszustandes
eines Ventils in einem Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden
Erfindung, eine perspektivische Explosionsansicht von 1 bzw. eine geschnittene
Draufsicht, wobei der Stoßdämpfer eine
Mehrzahl von Öffnungen 62,
die in dem Kolben 57 ausgebildet sind, ein Ventil 2,
das an einem oberen Ende davon mit einer Auf/Zu-Einheit 1 ausgebildet
ist, um sich in Radialrichtung des Kolbens 57 in einer Öffnungsbildungsposition
zu bewegen, um dadurch die Öffnungen 62 zu öffnen/schließen, Führungsmittel,
die zwischen dem Ventil 2 und dem Kolben 57 derart
angeordnet sind, dass sich das Ventil 2 horizontal bewegen
kann, jedoch nicht in Schaftrichtung des Kolbens 57 wegbrechen
kann, und Betätigungsmittel
zum Bewegen des Ventils 2 entsprechend einer Kraft aufweist,
die auf die Flüssigkeit
ausgeübt
wird, wenn sich der Kolben 57 in Expansionsrichtung bewegt.
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Das Führungsmittel weist ferner eine
Mehrzahl von Führungsnuten 3,
die in Radialrichtung in einer Öffnungsbildungsposition
des Kolbens 57 ausgebildet sind, einen Führungsvorsprung 4,
der an dem Ventil 2 ausgebildet ist, wobei jedes Ventil 2 in
die jeweilige Führungsnut 3 eingesetzt
ist, um sich horizontal derart zu bewegen, dass es nicht zu einer
oberen Fläche
des Kolbens 57 hin wegbrechen kann, und einen Fixierring 5 zum
festen Einsetzen in einen Außendurchmesser
des Kolbens 57 auf, um das Ventil 2 innerhalb
der Führungsnut 3 zu
begrenzen.
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Ferner ist das Betätigungsmittel
mit einer Schrägfläche 6,
die an dem Ventil 2 die Flüssigkeit kontaktierend ausgebildet
ist, um die Kraft der Flüssigkeit
(F), die auf das Ventil 2 ausgeübt wird, wenn sich der Kolben 57 in
die Expansionsrichtung bewegt, horizontal zu verändern, wodurch eine Kraft zum
Bewegen des Ventils 2 erzeugt wird, und einer Feder 7 versehen,
die zwischen dem Ventil 2 und dem Fixierring 5 gegenüberliegend
der Öffnung 62 vorgesehen ist,
um das Ventil 2 federnd in die Öffnungsrichtung zu drücken.
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In anderen Worten, wenn sich der
Kolben 57 in der Zeichnung nach oben bewegt, wird eine
Kraft von P auf die Schrägfläche 6 des
Ventils 2 ausgeübt, und
die Kraft P wird in eine Horizontalkraft (P') geändert,
so dass das Ventil 2 horizontal bewegt wird, und die Auf/Zu-Einheit 1,
die an dem oberen Ende des Ventils 2 ausgebildet ist, dient
zum Öffnen
und Schließen
der Öffnungen 62.
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Nun wird die Wirkungsweise der vorliegenden
Erfindung, die so konstruiert ist, beschrieben.
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Wenn ein Fahrzeug aufschlägt, bewegt
sich das Gehäuse 53 in
dem Stoßdämpfer 53 nach
oben und unten. Wenn sich das Gehäuse 53 in dem Stoßdämpfer nach
oben und unten bewegt, bewegt sich auch der darin ausgebildete Kolben 57 nach
oben und unten. In anderen Worten, wenn der Stoßdämpfer komprimiert wird, bewegt
sich der Kolben 57 nach unten.
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Zu diesem Zeitpunkt wird die Schrägfläche 6 des
Ventils 2 nicht von dem Druck der Flüssigkeit (F) beaufschlagt und
wird von der Feder 7 von der Endfläche des Ventils 2 federnd
abgestützt,
so dass die Auf/Zu-Einheit 1 des Ventils 2 die Öffnung 62 blockiert,
wie in der gestrichelten Linie in 1 dargestellt
ist.
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Wenn die Öffnung 62 von dem
Ventil 2 blockiert wird, um dadurch zu verhindern, dass
sich die Flüssigkeit
(F) zu der ersten Kammer 55 hin bewegt, wird die Flüssigkeit
(F) in der zweiten Kammer 56 gedrückt, um sich danach über das
Bodenventil 58 zu der Speicherkammer 52 hin zu
bewegen.
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Wenn sich der Kolben 57 in
diesem Zustand nach oben bewegt, wird die Kraft (P) auf die Schrägfläche 6 des
Ventils 2 ausgeübt.
Natürlich
ist die Kraft (P) von der Geschwindigkeit abhängig, mit welcher der Stoßdämpfer ausfedert,
und wenn die Kraft (P) auf die Schrägfläche 6 ausgeübt wird,
wird eine Kraft (P')
horizontal von der Schrägfläche 6 entlang
eines Vektors der Kraft erzeugt.
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Die Kraft (P') wirkt als eine horizontale Druckkraft
des Ventils 2, und wenn die Kraft (P') stärker
als die Elastizität
der Feder 7 ist, wird das Ventil 2 zu der in der
Zeichnung rechten Seite gedrückt,
um dadurch die Öffnung 62 zu öffnen.
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Wenn die Öffnung 62 geöffnet ist,
bewegt sich die Flüssigkeit
(F) durch die Öffnung 62 hindurch zu
der zweiten Kammer 56 hin, und eine Dämpfungskraft wird durch den
Widerstand der Flüssigkeit
(F) erzeugt, die durch die Öffnung 62 hindurch
tritt. Die Dämpfungskraft
ist linear verlaufend, wie in 4 dargestellt
ist, wobei die Dämpfungskraft
durch Erzeugung der Vektorkraft (P') von der Schrägfläche an dem Ventil 2 und
der Elastizität
der Feder 7 optimal eingestellt werden kann.
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In anderen Worten bewegt sich das
Ventil 2 aus Stahlmaterial horizontal, um die Öffnung 62 zu öffnen und
zu schließen,
und der Öffnungsgrad
der Öffnung 62 wird
linear geändert,
so dass die plötzliche Änderung
der Elastizität
nicht auftritt, welche erzeugt wird, wenn das herkömmliche
plattenartige Auf/Zu-Ventil 61 gezwungen wird, dadurch
die Öffnung 62 zu öffnen und
zu schließen.
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Ferner, wenn die Dämpfungskraft
linear variiert wird, kann ein Öffnungszustand
der Öffnung 62 entsprechend
einem Ausfederungszustand (Begrenzung des Ausfederungszustandes
entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit) realisiert werden, und
die Bewegungsleistung des Stoßdämpfers kann
verbessert werden. Wenn die Dämpfungskraft
des Stoßdämpfers linear
geändert
wird, kann die Einstellung der Dämpfungskraft
in einem Aufhängungssystem
eines Fahrzeuges optimiert werden, um die Fahrstabilität des Fahrzeuges
und die Bewegungsleistung erheblich zu verbessern.
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Wie aus dem vorhergehenden ersichtlich
ist, besteht ein Vorteil bei dem so beschriebenen Stoßdämpfer gemäß der vorliegenden
Erfindung darin, dass ein Ventil zum Erzeugen einer Dämpfungskraft in
dem Stoßdämpfer derart
angeordnet ist, dass sich dieses an einer Kolbenfläche entsprechend
dem Betrieb des Kolbens horizontal bewegt, so dass die Dämpfungskraft
linear verändert
wird, um dadurch eine Fahrstabilität eines Fahrzeuges und die
Bewegungsleistung erheblich zu verbessern.