EP3071864A1 - VERFAHRSTUFE FÜR EINEN HYDRAULISCHEN STOßDÄMPFER UND STOßDÄMPFER MIT DER VERFAHRSTUFE - Google Patents

VERFAHRSTUFE FÜR EINEN HYDRAULISCHEN STOßDÄMPFER UND STOßDÄMPFER MIT DER VERFAHRSTUFE

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EP3071864A1
EP3071864A1 EP14806201.1A EP14806201A EP3071864A1 EP 3071864 A1 EP3071864 A1 EP 3071864A1 EP 14806201 A EP14806201 A EP 14806201A EP 3071864 A1 EP3071864 A1 EP 3071864A1
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EP
European Patent Office
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valve
piston
analog
verfahrstufe
shock absorber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14806201.1A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Ripa
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP3071864A1 publication Critical patent/EP3071864A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • F16F9/3488—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features intended to affect valve bias or pre-stress
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/36—Special sealings, including sealings or guides for piston-rods
    • F16F9/369—Sealings for elements other than pistons or piston rods, e.g. valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16F9/32—Details
    • F16F9/50—Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/512—Means responsive to load action, i.e. static load on the damper or dynamic fluid pressure changes in the damper, e.g. due to changes in velocity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2228/00—Functional characteristics, e.g. variability, frequency-dependence
    • F16F2228/06—Stiffness
    • F16F2228/066—Variable stiffness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2238/00—Type of springs or dampers
    • F16F2238/04—Damper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/06—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using both gas and liquid
    • F16F9/062—Bi-tubular units

Definitions

  • the invention relates to a Verfahrk for a
  • a strut is known in combination with a strut as a suspension for example a bicycle.
  • the strut has a hydraulic shock absorber which is a one-tube damper filled with a damper fluid.
  • a damper piston for displacing the
  • Damper piston has a plurality of damper openings. During retraction and extension of the damper strut, the damper piston is displaced in the monotube damper so that the damper fluid is displaced by the damper piston in such a way that the damper fluid flows through the damper openings.
  • Damper fluid in the monotube damper, in particular through the damper openings is lossy, resulting in a damper force results, which counteracts the method of the damper strut.
  • Wheel load fluctuation of the sprung wheel reduced, so that the tire-road contact is increased.
  • Stroke excitation is defined as the momentum that is within its exposure period, i. the excitation duration, the
  • the stroke excitation maximum is the maximum stroke height of a theoretical, hardly damped damper leg, which is caused by this pulse action.
  • the obstacle maximum is the maximum height difference of the
  • the rider of the bicycle performs a rhythmic shift of weight when pedaling, whereby the bicycle is brought into a rocking motion.
  • the driver of the bicycle initiates an abrupt braking maneuver, this leads to a
  • Object of the invention is a Verfahrk for a hydraulic shock absorber and the shock absorber with the
  • the Verfahrk invention is for a hydraulic shock absorber having a filled with an incompressible damper fluid damper volume.
  • Traversing stage has a poppet valve with a valve disc having stage throttle through which the damper fluid flows against the closing direction of the poppet valve during the process of the shock absorber in one of the traversing directions, whereby a shock absorber resistance force can be generated from the valve disk.
  • the stage throttle has an analogue piston and, for biasing the valve disk in the closing direction of the poppet valve, an elastic biasing means which is supported on the analogue piston and on the valve disk, so that the analogue piston is elastically coupled to the poppet valve via the biasing means.
  • Valve plate a valve plate pressure surface, which is that part of the surface of the valve disk, the upstream of the
  • the leading edge of the poppet valve seat is arranged, and the analog piston on an analog piston pressure surface, the
  • Biasing means is arranged facing away, wherein the
  • Valve plate pressure surface and the analog piston pressure surface in the process of the shock absorber are acted upon in one direction of travel with the ejected from the damper volume damper fluid and projects in the closing direction of the poppet valve, the analog piston pressure surface is greater than that
  • Valve plate pressure surface so that in the process of
  • Shock absorber in the one direction of travel of the analog piston itself displaces toward the biasing means and thereby increases the biasing force of the valve disk.
  • the invention is based on the following observation: In spite of completely different stroke excitation maxima, the excitation duration of the stroke excitation is due to different obstacles, e.g. through the curb or through the lower stone, and thus also the excitation duration of the triggered,
  • Preferred dimensions is the analog piston pressure surface in the
  • the analog piston preferably has an analogue piston counter surface, which is the
  • the elastic biasing means is preferably arranged between the analogue piston and the valve disk, so that the elastic biasing means of the damper fluid, the
  • Poppet valve slidably applied and by means of a
  • Damper fluid seal is sealed damper fluid-tight.
  • the poppet valve preferably has a hollow cylindrical valve stem, on the outside of which the valve disk and in the displaceable analog piston is arranged and the inside has a projection on which the biasing means is supported.
  • the analog piston is preferably brought into a first extreme position in which the biasing force, which is applied by the analog piston via the biasing means on the valve plate is minimal, in particular zero.
  • the analogue piston can be brought into a second extreme position in which the prestressing force generated by the
  • Analog piston is applied via the biasing means on the valve plate, has a maximum value.
  • the analogue piston is to be displaced, in particular, into the closing direction of the poppet valve.
  • the analog piston in its second extreme position bears against a stop of the travel stage.
  • the stop is mounted in such a position that the
  • Verfahr a check valve with a closing direction opposite to the closing direction of the
  • End face of the check valve seat is formed so that when the open poppet valve, the check valve closed and when the poppet valve is closed, the check valve is opened, whereby the check valve as a
  • Counter stage choke acts to stage throttle.
  • the biasing means is preferably a coil spring.
  • the biasing means is a gas spring.
  • the projection it is preferable for the projection to be annular
  • the analog piston preferably has two
  • Piston heads which are held by the piston skirt in order to each other and between which the projection is arranged, so that of the piston heads and the projection, a first chamber and a second chamber are limited, which is filled with gas.
  • the piston skirt preferably has one
  • connection recess via which, when the analog piston is in such a position that the projection is disposed immediately adjacent to the connection recess, so that the two chambers are gas-conductively connected to each other, the gas pressure in the two chambers compensates.
  • the alternative movement stage according to the invention differs from the preceding movement stage according to the invention in that the elastic biasing means on the
  • Valve plate pressure surface of the valve disk is that part of the surface of the valve disk, the upstream of the
  • valve seat is arranged on the edge of the poppet valve seat, and in that the valve disk has a valve disk piston surface which faces away from the valve disk pressure surface, wherein the valve disk pressure surface and the valve disk piston surface and the analog piston pressure surface in the one direction of travel with the from the damper volume
  • Valve plate pressure surface is, so that in the process of
  • Shock absorber in the one direction of travel of the analog piston moves towards the biasing means out and thereby increases the biasing force of the valve disk.
  • valve disk piston surface is up to four times larger than the valve disk pressure surface.
  • Valve disc piston area the same size. Besides, it is
  • the resilient biasing means is disposed between the analogue piston and the support seat such that the resilient biasing means is spatially isolated from the damper fluid that has not yet passed the poppet valve seat in the one direction of travel of the shock absorber.
  • the analog piston is preferably in a housing in the
  • Damper mounted hollow cylinder slidably mounted and sealed damper fluid tight by means of a damper fluid seal.
  • the analogue piston in the hollow cylinder can be brought into a first extreme position, in which the pretensioning force transmitted by the analogue piston via the
  • Valve plate is applied, is zero. It is further
  • analogue piston can be brought into a second extreme position, in which the biasing force of the
  • Biasing means via the analogue piston and the damper fluid via the valve disk piston surface is applied to the valve disk, has a maximum value.
  • Poppet valve having a piston stub, on the outside of the valve disk and the end face of the valve disc piston surface is formed and arranged by means of which the hollow cylinder on the side of the analog piston pressure surface of the arranged in it
  • Analog piston is slidably limited and on the side of the analog piston counter surface inside of the support seat on which the biasing means is supported, is limited.
  • the movement stage preferably has a check valve with a closing direction opposite to the closing direction of the poppet valve and arranged concentrically around the piston stub
  • Check valve seat is formed so that when the open poppet valve, the check valve closed and at
  • the biasing means is the coil spring and, alternatively, the biasing means is the gas spring, preferably the support seat is annular and the analog piston has a piston shaft extending through the opening of the projection and sealingly abutting the same, between the analog piston and the support seat a chamber is limited, which is filled with gas.
  • the analog piston has the two piston heads, which are held by the piston skirt in propriety to each other and between which the support seat is arranged, so that of the piston heads and the support seat, the one chamber and a other chamber are filled with gas.
  • the piston skirt the first piston head, which are held by the piston skirt in propriety to each other and between which the support seat is arranged, so that of the piston heads and the support seat, the one chamber and a other chamber are filled with gas.
  • the piston skirt the
  • connection recess via which, when the analog piston is in a position such that the support seat
  • connection recess is arranged immediately adjacent to the connection recess, so that the two chambers gas-conducting together
  • the position is the first extreme position.
  • the stage throttle preferably has a damping fluid channel from the damper volume
  • Analog piston counter surface to the damper volume wherein one of the channels or both have a cross-sectional constriction, with which the displacement speeds of the analog piston are matched with respect to the travel speeds of the shock absorber.
  • the poppet valve preferably has one
  • Access channel with at least one of the chambers is accessible from the outside. It is preferred that the
  • Access channel has a piece of pipe which is perpendicular to
  • Closing direction of the poppet valve is arranged and pivotable with its one longitudinal end in the poppet valve and with his another longitudinal end is mounted pivotably in the housing of the shock absorber.
  • Open position can be brought, whereby the valve disc is always biased elastic and yielding. Furthermore, it is preferred that the stroke of the analogue piston is greater from its first extreme position to its second extreme position than the entire valve lift of the valve disk.
  • the elastic biasing means at least in a region of the valve lift (x) of the valve disk has a force-displacement curve whose first derivative in
  • the region of the valve lift (x) is particularly preferably the entire valve lift of the valve disk.
  • the shock absorber according to the invention has at least one of the travel stages according to the invention.
  • the shock absorber on two of the travel stages, wherein one of
  • the bias of the valve disk is metered with the analog piston in such a way that at least proportionally during the retraction of the shock absorber, the bias of the valve disk increases.
  • the Verfahrrun is inventively set up with the biasing means so that the valve lift of the valve disk usually much smaller than the stroke of the biasing means, whereby the force-displacement curve of the bias of the valve disk by the
  • Biasing means in the region of the valve lift (x) has a substantially constant value whose first derivative in the
  • Valve disk is the travel of the valve disk with respect to the valve disk seat, so that there is a valve opening between the valve disk and the valve disk seat.
  • valve opening is maximum.
  • the valve disc is always resiliently biased by the constant-force-displacement characteristic biasing means, with the level of bias being set by the analog piston during the shock absorber's process.
  • Analog piston the intensity of the biasing force is controlled by the biasing means on the poppet valve, at each time the characteristic of the force-displacement curve of the
  • Biasing means remains unchanged, whereby the characteristic of the force-displacement characteristic of the bias of the valve disc also remains unchanged.
  • the biasing means may have over its entire stroke a linear or a progressive or a degressive force-displacement curve.
  • the biasing means acts on the valve plate only gradually and with a time delay.
  • Biasing means is caused by the fact that in the first alternative Verfahrlace the analog piston pressure surface projected in the closing direction of the poppet valve is greater than the valve plate pressure surface and in the second alternative Verfahrlace the valve disc piston surface in the
  • valve disk is due to the corresponding
  • Valve plate increasingly compressed, and thus the traversing speed of the analog piston also independent of the current retraction speed of the shock absorber.
  • the amount of time it takes to bring the preload of the biasing means via the analogue piston from the minimum to the minimum To raise the maximum value and thus to bias the valve disk, also independent of the traversing speed of the
  • a wheel of a bicycle is suspended with the shock absorber on the frame of the bicycle. For example, this drives
  • Valve disc through the biasing means at the beginning of the insertion of the shock absorber corresponds to the minimum value in the first
  • the duration of the time span can be set such that the highest damper force only reaches its end
  • Maximum obstacle is achieved by the shock absorber. If the time span, on the other hand chosen so that they have not yet expired when reaching the maximum entry stroke at the obstacle maximum is, so the maximum damping forces in such obstacles are not even achieved, whereby a maximum comfort setting of the shock absorber is achieved in very violent and fast beating.
  • Opening characteristic according to the invention has, which he at the extremely high instantaneous retraction speed of the
  • the shock absorber Since, as described, the excitation duration of the shock absorber for different obstacle types, in particular until reaching their obstacle or Hubanregungsmaxima, varies only very limited, the shock absorber generates, due to the so default, always the same length of time, the
  • the analog piston of the described pressure stage begins to move back towards the first extreme position. This is achieved on the one hand by the now relaxing biasing means, which now with its restoring force on his
  • Analog piston pressure surface can move depressurized analog pistons, and on the other hand, once the extension of the shock absorber has begun, in addition by the same in the same Direction as the biasing means on the analog piston counterface of the pressure stage acting pressure of the damping fluid, which is the leading edge of the poppet valve seat of the now active
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of the shock absorber with the first alternative movement stage according to the invention in the first embodiment as a compression stage
  • FIG. 2 shows detailed views from FIG. 1, FIG.
  • FIG. 3 shows a section of the cross-sectional view from FIG. 1
  • FIG. 4 shows a section of a cross-sectional view of FIG
  • FIG. 5 shows a detail of a cross-sectional view of the shock absorber with the first alternative according to the invention
  • FIGS. 6 and 7 detailed representations from FIG. 3,
  • FIG. 10 shows different stroke excitations of the shock absorber, each with its specific excitation duration, stroke amplitude and stroke speed, and FIG. 11 shows the course of the damper force of the invention
  • FIGS. 1 to 3 show a shock absorber 1 which has a shock absorber cylinder 2.
  • a damper volume 3 is formed, which with a
  • Damper fluid 4 in particular damper oil is filled.
  • a shock absorber piston 5 is arranged longitudinally displaceable, which can be actuated from outside the shock absorber cylinder 2 by means of a piston rod 6.
  • the damper volume 3 is divided into two halves, wherein when moving the shock absorber piston
  • Shock absorber piston 5 which reduces one half of the damper volume 3 and the other half of the damper volume 3 increases accordingly.
  • a damping opening 8 is provided, through which the displaced
  • Damper fluid 4 can flow from one half of the damper volume 3 in the other half of the damper volume 3. Since the flow through the damper opening 8 with losses in the
  • Shock absorber piston 5 counteracts.
  • a compensating piston 10 is arranged longitudinally displaceable in the shock absorber cylinder 2 in which a compensating piston 10 is arranged longitudinally displaceable.
  • the shock absorber cylinder 2 is an inlet opening 11 and the compensating volume container 9 is an outlet opening 12 is provided, through the openings 11, 12, the damper fluid 4 according to the displacement effect of the piston rod 6 with displacement of the balance piston 10th introduced during retraction of the shock absorber 1 in the retraction direction 7 and discharged during extension against the retraction 7.
  • the compensating piston 10 is under pressure from its side facing away from the damper fluid 4
  • a riser pipe 13 arranged in the damper volume 3 leads through the shock absorber piston 5 into that half of the damper volume 3 which is the other half to that in which the inlet opening 11 is provided.
  • the riser 13 is through the shock absorber piston. 5
  • the shock absorber piston 5 along the riser 13 is longitudinally displaceable.
  • the riser pipe 3 has an opening, so that through the
  • Damper volume 3 to the other half of the damper volume 3 can flow over.
  • a compression stage 14 is considered a first one
  • the pressure level 14 is of a
  • Stepped throttle 15 is formed, which is arranged between the inlet opening 11 and the outlet opening 12.
  • the considerablyndrossel 15 flows the amount of the damper fluid 4, which flows in the process of the shock absorber 1 from one half of the damper volume 3 in the other half of the damper volume 3.
  • the overflow of the damper fluid 4 is of
  • Step Throttle 15 prevailing flow conditions
  • Shock absorber resistance is determined.
  • the stage throttle 15 has a poppet valve 16 which is installed in the shock absorber 1 such that when retracting the shock absorber 1
  • the poppet valve 16 has a valve plate 17 which is arranged longitudinally displaceably in a valve stem 18 in the shock absorber 1. To bring the poppet valve 16 in its closed position, the valve plate 17 is to move in its closing direction 19 until the valve plate 17 on a poppet valve seat 21 of
  • Poppet valve 16 is applied.
  • the poppet valve 16 can be brought from the closed position to its open position, the valve plate 17 is lifted from the poppet valve seat 21 against the closing direction 19, whereby between the poppet valve seat 21 and the valve disk 17 a
  • Throughflow opening is formed through which the damper fluid 4 flows during retraction of the shock absorber 1.
  • Valve plate pressure surface 20 denotes.
  • valve stem 18 is hollow cylindrical, on the outside of the valve disc 17 is mounted. In the interior of the valve stem 18 projects radially inwardly from the valve stem 18, a projection 23 which is disposed approximately at the level of the valve plate 17.
  • the projection 23 is annular, so that of the projection 23 centrally about the longitudinal axis of
  • Valve stem 18 is formed an opening in the one
  • Analog piston 24 along the longitudinal axis of the valve stem 18 is arranged longitudinally displaceable.
  • the analogue piston 24 has a double-hammer head design and has a first one Piston head 29 and a second piston head 30, wherein the piston heads 29, 30 are held by a arranged between the piston heads 29, 30 piston shaft 34 at a distance from each other.
  • the piston shaft 34 is engaged with the opening formed by the projection 23, wherein seen in the closing direction 19 of the poppet valve 16, the first piston head 29 on the other side of the projection 23 and the second piston head 30 on this side of the projection 23 is arranged.
  • the piston heads 29, 30 are longitudinally displaceable on the inside of the valve stem 18 and are sealed with a damper fluid seal 37 to the valve stem 18 out. Between the first piston head 29 and the
  • Projection 23 is a first chamber 31 and between the second piston head 30 and the projection 23, a second chamber 32 is formed, wherein the chambers 31, 32 are filled with a gas 36.
  • a gas seal 38 is provided, with which the first chamber 31 of the second chamber 32 gas-tight
  • Analog piston 24 is in a first extreme position
  • Gas seal 38 is bridged, so that the first chamber 31 with the second chamber 32 via the connection recess 33rd
  • a biasing force can be applied to the valve disk 17 via the projection 23, so that the chambers 31, 32 act as a gas spring 35.
  • the first piston head 29 has one of the first chambers 31
  • the second piston head 30 has a side facing away from the second chamber 32, which serves as a
  • Analog piston counterface 27 is designated.
  • the shock absorber 1 has a damper fluid channel 44, which guides the damper fluid 4 from the inlet opening 11 upstream of the inlet edge 22 to the analog piston pressure surface 25. Furthermore, the shock absorber 1 has a counter channel 28, which leads damper fluid 4 to the analog piston counter surface 27 downstream of the leading edge 22. Due to the fact that the analog piston pressure surface 25 and the Analog piston counter surface 27 are arranged facing away from each other, and the analog piston counter surface 27 is acted upon by the damper fluid 4, which is already the leading edge 22 of the
  • Analog piston pressure surface 25 is acted upon by the damper fluid 4, which is not yet the leading edge 22 of the damper fluid
  • Poppet valve seat 21 has happened acts on the analog piston 24, the pressure difference at the poppet valve seat 21 at
  • the shock absorber 1 also has a fixed to the shock absorber cylinder 2 stop 49 on which the analog piston 24 is applied when the analog piston 24 in a second
  • the stop 49 is mounted in such a position that the valve disc 17 in the second extreme position of the analog piston 24 can still perform its full valve lift, under elastic bias by the biasing means 35,43.
  • a residual lift of the biasing means 35,43 must still be available, which is at least as high as the valve lift of the
  • Analog piston 24 in the valve stem 18 is shifted so that the gas seal 38 is no longer bridged by the connecting recess 23 and the pressure in the first chamber 31 is greater than in the second chamber 32, wherein the biasing force exerted by the gas spring 35 on the valve plate 16 a Maximum value has.
  • the first chamber 31 is connected to the second chamber 32 via the connecting recess 33, so that in both chambers the same gas pressure prevails and thus the of the
  • Valve plate pressure surface 25 so that when retracting the
  • Valve plate 17 by the biasing means 35,43 always
  • Valve lift of the valve disk 17 is. According to the embodiment shown in Figures 1 and 3, the ratio of
  • Analog piston 24 in its movement from the first
  • Poppet valve seat 21 has happened, is spatially isolated, a sufficiently long and thus long-stroke biasing means 35,43 in the form of e.g. the shown spiral pressure or gas spring, e.g. has a hub that is larger than the entire
  • Poppet valve seat 21 has not (or not yet) has happened, can not ensure from the proportion of the damper fluid 4, which has already passed the leading edge 22 of the poppet valve seat 21, due to their geometric shape alone. But this is necessary for a pressure build-up on the poppet valve 17. Furthermore, the elastic biasing means 35,43 so shielded from the pressure difference of these two parts of the damper fluid 4, whereby it is subject to no further force than that by the analog piston 24, whereby it always remains particularly advantageous in its characteristic according to the invention.
  • the access channel 39 extends with its first gate in the shock absorber cylinder 2 and with its second section in the
  • Valve plate 17 so that upon movement of the valve disk 17, the two portions of the access channel 39 are relatively moved relative to each other.
  • the pipe section 40 With the help of the pipe section 40 are the bridged two sections, wherein the pipe section 40 is tiltably mounted in the access channel 39 by the tilting seals 41.
  • the access channel 39 is outwardly by means of a
  • Access channel 39 is formed, with the pressure adjustment screw 42 changeable.
  • the amount of pressure in the common volume and its size determine the characteristics of the gas spring 35 and thus also the damping force of the travel stage. This can, as shown, manually by the pressure adjustment screw 42 on
  • Shock absorbers or e.g. remotely controlled by the driver on the handlebars of the bike, such as a driving experience switch
  • Influencing variables such as the driving speed of the bicycle, the wheel or frame accelerations of the bicycle, the
  • a cross-sectional constriction 45 is installed, which is further provided with the return valve 46 and a remindströmumgehung 47.
  • the cross-sectional constriction 45 comes into play when from the inlet opening 11 the
  • Damper fluid 4 from the analog piston pressure surface 25 loss as possible and thus can flow back quickly via the inlet opening 11 back into the damper volume 3.
  • the time period of the procedure of the analog piston can be adjusted. This can be done manually on
  • Shock absorbers or e.g. remotely controlled by the driver on the handlebars of the bike, such as a driving experience switch
  • Influencing variables such as the driving speed of the bicycle, the wheel or frame accelerations of the bicycle, the
  • the poppet valve 16 has a support ring 51 which is arranged centrally about the axis of the valve disk 17. At its one end face of the support ring 51 of the poppet valve seat 21 is formed, so that the inner edge of this side of the
  • Check valve seat 52 is formed, on which a
  • Non-return valve 50 is applied, which is formed by a spring-biased annular disc. With the annular disc sealing of the support ring 51 is accomplished against the shock absorber cylinder 52, wherein the check valve 50 when retracting the shock absorber 1 in its closed position and at
  • the shock absorber 1 shown in Figure 4 the compression stage 14 and connected in parallel to a rebound stage 53, the
  • Shock absorber 1 has the same mode of action as the pressure stage 14 when retracting the shock absorber 1.
  • the shock absorber. 1 is the same mode of action as the pressure stage 14 when retracting the shock absorber 1.
  • the big arrow in the damper volume 3 shows the direction of movement of the Damper piston 5.
  • the small arrows in the process system of the travel stages indicate the instantaneous flow of damper fluid 4 with rebound stage 53 active.
  • the analogue piston 24 of the pressure stage 14 has already returned to its first extreme position, its initial position before the next retraction operation, during the extended operation of the shock absorber 1 shown, the elastic biasing means 35, 43 is thus maximally relaxed, the
  • Analog piston 24 of the rebound stage 53 is on the way to its second extreme position, the elastic biasing means 35,43 is continuously biased to be here, with the biasing force of the valve plate 17 increases against the poppet valve seat 21.
  • the traversing stages of the rebound stage 53 and the compression stage 14 are coupled together so that the damper fluid 4, which upon retraction of the shock absorber 1 (from the
  • Damper volume 3 has not yet passed the leading edge 22 of the poppet valve seat 21 of the pressure stage 14, also acts on the analogue piston counter surface 27 of the rebound stage 53 and that the damper fluid of the rebound stage 53, the extension of the
  • Shock absorber 1 (flowing from the riser 13), has not yet passed the leading edge 22 of the poppet valve seat 21 of the rebound, also on the analog piston counter surface 27 of
  • Pressure level 14 acts. This is achieved in an off-road drive with constantly successive retraction and extension operations of the shock absorber 1, in addition to the restoring force of the elastic biasing means 35,43 of the currently inactive
  • Verfahrk for example, the rebound stage when retracting
  • the resulting by the pressure drop across the valve plate 17 of the other, currently active Verfahrk e.g., the pressure stage 15 when retracting
  • Analog piston counter surface 27 of the analog piston 24 of the inactive Verfahrk abuts, and thereby in its first
  • Valve disc 17 of the currently active travel stage As a result, the piston rod 6 of the shock absorber 1 can already move slightly, although the prestressed by the additional spring 48 valve plate 17, the currently active Verfahrk has not yet opened.
  • Embodiment which is shown in Figures 1 and 3, in that instead of the gas spring 35, a biasing spring 43 is provided in the form of a coil spring made of flat material. Further, the piston heads 29, 30 of the analog piston 24 coincide to a single piston head, from which a mandrel is provided for abutment against the stop 49 in the second extreme position.
  • the gas-carrying pipe section 40 is shown with its two tilting seals 41 and its access channel 39, the gas-conducting, extremely low-friction connection of the first 31 and / or the second chamber 32 in the poppet valve 16 with the part of the executed in the shock absorber body access channel 39th the pressure adjusting screw 42 mounted therein and a filling valve (not shown) connected to this channel 39 in a gas-conducting manner while the poppet valve 16 moves up and down by means of its closing and opening movements.
  • the pipe section is slightly offset outwardly to the axis of the poppet valve 16, as well visible in the sectional views, integrated into the poppet valve 16.
  • the static e.g. by the balance piston 10 applied pressure of the damping fluid 4 that the
  • Poppet valve 16 surrounds, it must always be greater than the pressure in the access channel 39 to fall out of the pipe section 40 from its pockets in the poppet valve 16 and in the
  • the pipe section 40 thus behaves like a three-dimensionally tilting connecting rod that the
  • Access channel 39 and the tilting seals 41 may be provided when only one to the gas line is needed.
  • the shock absorber 1 with the compression stage 14 as a first embodiment of the second alternative
  • Analog piston pressure surface 25 of the analog piston 24 of the gas spring 25 and the biasing spring 43 is arranged facing away and the
  • Valve plate pressure surface 20 of the valve disk 17 is that part of the surface of the valve disk 17, the upstream of the
  • the leading edge 22 of the poppet valve seat 21 is arranged. Furthermore, the valve disk 16 of the pressure stage 14 as the second alternative Verfahrk invention one
  • Valve plate pressure surface 20 is arranged facing away, wherein the valve plate pressure surface 20 and the valve plate piston surface 55 and the analog piston pressure surface 25 in the process of
  • Biasing spring 43 via the analog piston 24 and the damper fluid 4, which has not yet passed the leading edge 22 of the poppet valve seat 21, is coupled via the valve disc piston surface 55 with the poppet valve 16.
  • the valve plate piston surface 55 is projected in the closing direction 19 of the poppet valve 16 is larger than the valve plate pressure surface 20, and since the
  • Analog piston pressure surface 25 and the analog piston counter surface 27 are arranged facing away from each other, and the
  • Analog piston counter surface 27 is acted upon by the pressurized fluid 4, which has already passed the leading edge 22 of the poppet valve seat 21, and the analog piston pressure surface 25 and the
  • Valve plate piston surface 55 is acted upon by the pressurized fluid 4, which is not yet the leading edge 22 of the
  • Poppet valve seat 21 has happened acts on the analog piston 24 and the valve disc piston surface 55 of the pressure difference, which is reduced at the poppet valve seat 21 when flowing through the poppet valve 16. It is thereby achieved that during retraction of the shock absorber 1, the analog piston 24 is displaced in the direction of the gas spring 25 and biasing spring 43 and thereby increases the biasing force of the valve disk 17, wherein the bias of the valve disk 17, during the process of
  • shock absorber cylinder 2 of the pressure stage 14 according to the second alternative inventive Verfahrh according to
  • FIGS. 8 and 9 has a hollow cylinder 56 which is filled with the damper fluid 4, which surrounds the leading edge 22 of FIG
  • Poppet valve seat 22 has already happened.
  • the valve disk 17 has a piston stub 57, which is arranged longitudinally displaceably in the hollow cylinder 56.
  • Biasing spring 43 is supported.
  • the damper fluid seal 37 and the gas seal 38 are designed as slip rings, in particular as O-rings. With the damper fluid seal 37, the damper fluid 4 is sealed against the gas 36, whereas with the gas seal 38, the gas 36 of the first chamber 31 is sealed against the gas 36 of the second chamber 32.
  • Damper fluid 4 is pressed immediately at the start of retraction of the shock absorber 1 of the valve plate 17 of the analog piston 24 to the poppet valve seat 21, whereby the poppet valve 16 is held stable in particular at the present at the start of retraction of the shock absorber 1 minimum bias of the valve disk 17 in position becomes. Otherwise, the valve disk 17 would risk to be raised due to the low bias at the start of retraction of the shock absorber 1, or to get into uncontrolled vibrations, creating a the
  • alternative end of travel according to the invention reaches its stroke end, regardless of whether it is supported on the pretensioning means 35, 43 or on a stop 49 set up as in the first alternative travel stage according to the invention, abruptly, because the pressure of the damper fluid 4 continues to act on the valve disk piston area, which does not yet affect the pressure
  • Control rod (not shown) can be achieved.
  • Cross-section of the cross-sectional constriction 45 is thus a
  • the control rod is designed so that it has a
  • Valve plate piston surface 55 from further pressure increase of the
  • Poppet valve seat 22 has not reached yet sealed off, whereby the biasing forces of the valve disk 17 and thus the damping forces of the shock absorber 1 do not increase further.
  • Analog piston pressure surface 25 trapped damper fluid can move so far that the valve disc 17 is still allowed to perform at least its entire valve lift, whereby the valve disc 17 in the second extreme position of the analog piston 24 continues to be elastic by the biasing means 35,43
  • Analog piston counterface 27 of the analog piston 24 are the same size, the position of the analog piston 24 in each
  • the traversing stage which is independent of the instantaneous stroke position of the shock absorber 1 and very low in the first extreme position of its analog piston 25, is always subjected to the same starting bias by the elastic biasing means 35, 43. If the analog piston mating surface 27 and the analog piston pressure surface 25 were different in size, this would result in either the analog piston 24 not in each stroke position of the shock absorber 1 in the shown
  • Poppet valve seat 21 has already passed, due to its geometric shape alone can not ensure. This but is necessary for a pressure build-up on the poppet valve 17. Furthermore, the elastic biasing means 35,43 so shielded from the pressure difference of these two parts of the damper fluid 4, whereby it is subject to no further force than that by the analog piston 24, whereby it remains particularly advantageous in its inventive characteristics always unchanged.
  • FIG. 10 shows the course of different stroke amplitudes of a theoretical, barely damped damper leg on the front wheel of a bicycle with stroke excitations acting on it over the time axis 58.
  • the Hubanregungen each have a Hubanregungsmaximum 63.
  • the Hubanregung At a Hubanregung the
  • Front wheel through obstacles 66, 67 follows when rolling over the obstacle maximum through the front wheel, so the maximum
  • Hubanregungsmaximum 63 because due to the inertia of the unsprung mass causes the hardly damped strut for a short time even after the obstacle maximum
  • Each stroke excitation can be divided into two areas
  • Hubrefrgung dar From the diagram, the different excitation duration of Hubanregonne is well visible: it represents on the time axis 39 as the timeline from the intersection of the axes 58, 60 to the intersection 65 of the curve of the respective Hubanregung with the time axis 58. It is through one
  • the reference numeral 59 marks a line whose intersection with the time axis 58 represents the end of the period of time required by the analog piston 24 of the shock absorber 1 to move from the first to the second extreme position.
  • the preset period of time thus extends on the time axis 58 from the intersection of the axes 58, 60 up to this point.
  • the intersection of the line 59 with the respective graph of Hubanregungen 66, 67, 68, 69 shows, based on the excitation type at which instantaneous height of
  • Stroke excitations 66, 67 which cause unwanted shock absorber movements 61, already at a fraction of their maximum
  • shock absorber is in his
  • the reference numeral 70 marks the damper force curve via the stroke excitation 66 of the curb, the reference numeral 71 the damper force curve via the Hubanregung 67 of the stone, the reference numeral 72 the damper force curve on the Hubanregung 68 during braking and reference numeral 73 the damper force curve over the
  • Stroke excitation 69 by pedaling-induced rocking. Unwanted shock absorber movements which are triggered by the Hubanregept 68, 69 trigger damping force profiles 72, 73 with extremely steep gradients, which maximum damping forces are caused even at extremely low retraction strokes.
  • Desirable damper motions triggered by the lift excitations 66, 67 have damper force profiles 70, 71 with shallow gradients that increase smoothly from a minimum starting value. They achieve their highest damping forces at the respective obstacle maximum, but at different levels Retracting strokes, whereby the shock absorber 1 always releases only as much Einfahrweg, as is necessary for the complete absorption of different levels of obstacles.
  • damper force curve 70 on the curb When damper force curve 70 on the curb, the maximum damping force is not achieved because the time required for the analog piston of the shock absorber according to the invention to move from the first to the second extreme position is set so that they still reach when reaching the obstacle or Hubanregungsmaximums not expired. Thus, the maximum damper force on the curb is lower than on the lower stone, creating a special
  • Comfort adjustment of the shock absorber over particularly hard and fast punches is achieved.
  • For the extension movements of the shock absorber according to the invention functions analog.

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Abstract

Eine Verfahrstufe für einen hydraulischen Stoßdämpfer (1) weist eine Stufendrossel (15) auf, die ein Tellerventil (16) mit einem Ventilteller (17) und einen Analogkolben (24) und zum Vorspannen des Ventiltellers (17) in die Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) sowie ein elastisches Vorspannmittel (35, 43) aufweist, das an dem Analogkolben (24) und an dem Ventilteller (17) abgestützt ist, wobei der Ventilteller (17) eine Ventiltellerdruckfläche (20), die derjenige Teil der Oberfläche des Ventiltellers (17) ist, der stromauf der Eintrittskante (22) des Tellerventilsitzes (21) angeordnet ist, und der Analogkolben (24) eine Analogkolbendruckfläche (25) aufweist, die dem Vorspannmittel (35, 43) abgewandt angeordnet ist, wobei die Ventiltellerdruckfläche (20) und die Analogkolbendruckfläche (25) beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in die eine Verfahrrichtung (7) mit dem aus dem Dämpfervolumen (3) ausgeströmten Dämpferfluid (4) beaufschlagt sind und in die Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die Analogkolbendruckfläche (25) größer ist als die Ventiltellerdruckfläche (25), so dass beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in die eine Verfahrrichtung (7) der Analogkolben (24) sich in Richtung zum Vorspannmittel (35, 43) hin verschiebt und dadurch die Vorspannkraft des Ventiltellers (17) sich erhöht.

Description

Verfahrstufe für einen hydraulischen Stoßdämpfer und Stoßdämpfer mit der Verfahrstufe
Die Erfindung betrifft eine Verfahrstufe für einen
hydraulischen Stoßdämpfer und den Stoßdämpfer mit der
Verfahrstufe .
Ein Dämpferbein ist in Kombination mit einem Federbein als eine Radaufhängung für beispielsweise ein Fahrrad bekannt. Das Dämpferbein weist einen hydraulischen Stoßdämpfer auf, der ein mit einem Dämpferfluid gefüllter Einrohrdämpfer ist. In dem Einrohrdämpfer ist ein Dämpferkolben zum Verdrängen des
Dämpferfluids längsverschiebbar gelagert, wobei der
Dämpferkolben eine Mehrzahl von Dämpferöffnungen aufweist. Beim Ein- und Ausfahren des Dämpferbeins wird der Dämpferkolben in dem Einrohrdämpfer verschoben, so dass von dem Dämpferkolben das Dämpferfluid derart verdrängt wird, dass das Dämpferfluid durch die Dämpferöffnungen strömt. Die Strömung des
Dämpferfluids in dem Einrohrdämpfer insbesondere durch die Dämpferöffnungen ist verlustbehaftet, woraus sich resultierend eine Dämpferkraft ergibt, die dem Verfahren des Dämpferbeins entgegenwirkt .
Beim Eintreten von diversen Fahrsituationen mit dem Fahrrad sind an das Dämpferbein insbesondere hinsichtlich der Stärke und der Dynamik der Dämpferkraft Anforderungen gestellt, durch die eine Fahrt mit dem Fahrrad mit hoher Sicherheit bei hohem Komfort ermöglicht sein soll. So ist es wünschenswert, wenn beispielsweise mit dem Fahrrad auf eine hohe Bordsteinkante oder einen niedrigeren Stein gefahren wird, dass, unabhängig von der dabei vorliegenden Hubposition des Dämpferbeins , die Dämpferkraft des Stoßdämpfers in beiden Fällen im ersten
Augenblick möglichst gering ist und im anschließenden
Hubverlauf sanft mit geringer Steigerung so ansteigt , so dass bei Erreichen des Hindernismaximums, also noch vor der
maximalen Amplitude der Hubanregung durch das Hindernis, die höchste Dämpferkraft erreicht wird. Durch den beschriebenen Dämpferkraftverlauf kann das Dämpferbein über das Hindernis anfangs schnell eingefahren werden, wodurch das Rad dem
Hindernis gut ausweichen kann, ohne dass ein übermäßiger Schlag von der Bordsteinkante oder dem Stein auf den Rahmen des
Fahrrads übertragen wird und beim Erreichen des
Hindernismaximums maximal abgebremst wird, so dass ein durch die Trägheit der ungefederten Massen bedingtes, weiteres und somit schädliches Einfahren des Rades, womit ein Kontaktverlust zur Fahrbahn verhindert wird. Dadurch ist die Sicherheit sowie der Komfort des Fahrers beim Fahren erhöht und die
Radlastschwankung des gefederten Rades vermindert, so dass der Reifen-Fahrbahnkontakt erhöht ist.
Die Hubanregung ist als der Impuls definiert, der innerhalb seines Einwirkzeitraumes, d.h. der Anregungsdauer, das
Verfahren des Dämpferbeins verursacht. Das Hubanregungsmaximum ist die maximale Hubhöhe eines theoretischen, kaum gedämpften Dämpferbeins , die durch diese Impulseinwirkung verursacht wird. Das Hindernismaximum ist der maximale Höheunterschied des
Hindernisses bezogen auf das Höhenniveau der das Hindernis umgebenden Fahrbahn, den das Dämpferbein beim Überrollen des Hindernisses überwinden muss.
In der Regel vollzieht der Fahrer des Fahrrads beim Pedalieren eine rhythmische Gewichtsverlagerung, wodurch das Fahrrad in eine Wippbewegung gebracht wird. Leitet der Fahrer des Fahrrads dagegen ein abruptes Bremsmanöver ein, führt das dabei am
Fahrzeugschwerpunkt angreifende Nickmoment zu starkem Einfahren des Dämpferbeins des Vorderrades und zeitgleicht zu starkem Ausfahren des Dämpferbeins des Hinterrades. Pedalierinduzierte Wippbewegungen und bremsinduzierte Ein- und Ausfahrbewegungen des Dämpferbeins werden tendenziell als störend empfunden und können sogar bei einem zu großen Ausmaß zu einem
Sicherheitsrisiko für den Fahrer werden. Somit ist es ferner wünschenswert, dass während dieser unerwünschten
Stoßdämpferbewegungen die Dämpferkraft möglichst schnell, sehr stark ansteigt, wodurch diese Hubanregungen von dem Dämpferbein abgeschwächt werden, noch bevor das Dämpferbein weit einfahren kann, so dass eine Fahrt bei hohem Komfort und mit hoher
Sicherheit möglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Verfahrstufe für einen hydraulischen Stoßdämpfer und den Stoßdämpfer mit der
Verfahrstufe zu schaffen, wobei mit dem Stoßdämpfer in einem Fahrzeug eine sichere und komfortable Fahrt ermöglicht ist.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der Patentansprüche 1, 18 und 46. Bevorzugte Ausgestaltungen dazu sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Verfahrstufe ist für einen hydraulischen Stoßdämpfer, der ein mit einem inkompressiblen Dämpferfluid gefülltes Dämpfervolumen aufweist. Die erfindungsgemäße
Verfahrstufe weist eine ein Tellerventil mit einem Ventilteller aufweisende Stufendrossel auf, durch die beim Verfahren des Stoßdämpfers in eine der Verfahrrichtungen das Dämpferfluid entgegen der Schließrichtung des Tellerventils strömt, wodurch von dem Ventilteller eine Stoßdämpferwiderstandskraft erzeugbar ist. Die Stufendrossel weist erfindungsgemäß einen Analogkolben und zum Vorspannen des Ventiltellers in die Schließrichtung des Tellerventils ein elastisches Vorspannmittel auf, das an dem Analogkolben und an dem Ventilteller abgestützt ist, so dass via das Vorspannmittel der Analogkolben mit dem Tellerventil elastisch gekuppelt ist. Ferner weist erfindungsgemäß der
Ventilteller eine Ventiltellerdruckfläche, die derjenige Teil der Oberfläche des Ventiltellers ist, der stromauf der
Eintrittskante des Tellerventilsitzes angeordnet ist, und der Analogkolben eine Analogkolbendruckfläche auf, die dem
Vorspannmittel abgewandt angeordnet ist, wobei die
Ventiltellerdruckfläche und die Analogkolbendruckfläche beim Verfahren des Stoßdämpfers in die eine Verfahrrichtung mit dem aus dem Dämpfervolumen ausgeströmten Dämpferfluid beaufschlagt sind und in die Schließrichtung des Tellerventils projiziert die Analogkolbendruckfläche größer ist als die
Ventiltellerdruckfläche, so dass beim Verfahren des
Stoßdämpfers in die eine Verfahrrichtung der Analogkolben sich in Richtung zum Vorspannmittel hin verschiebt und dadurch die Vorspannkraft des Ventiltellers sich erhöht.
Der Erfindung liegt folgende Beobachtung zugrunde: Trotz völlig unterschiedlich hoher Hubanregungsmaxima ist die Anregungsdauer der Hubanregung durch unterschiedliche Hindernisse, wie z.B. durch die Bordsteinkante oder durch den niedrigeren Stein, und damit auch die Anregungsdauer der dadurch ausgelösten,
erwünschten Verfahrbewegungen des Dämpferbeins annähernd gleich lang. Dies gilt insbesondere bis zum Erreichen des jeweiligen Hindernis- bzw. Hubanregungsmaximums. Die Anregungsdauer der Hubanregung ändert sich über den Bereich der typischen
Fahrgeschwindigkeiten des Fahrrades nur in geringen Ausmaß und ist deutlich kürzer als die meist um ein vielfaches längere Anregungsdauer, wie sie sowohl durch Wippanregungen als auch durch bremsinduzierte Hubanregungen verursacht wird, die unerwünschte Verfahrbewegungen des Stoßdämpfers auslösen.
Vergleicht man dagegen die Amplituden der Hubanregungen der erwünschten und unerwünschten Stoßdämpferbewegungen
miteinander, so lässt sich kein unterscheidendes quantitatives Merkmal zwischen den beiden Gruppen erkennen. Gleiches gilt für die Ein- oder Ausfahrgeschwindigkeiten des Dämpferbeins . Diese Zusammenhänge zeigten sich sowohl beim Ein- als auch beim
Ausfahren des Stoßdämpfers.
Bevorzugtermaßen ist die Analogkolbendruckfläche in die
Schließrichtung des Tellerventils projiziert bis zum Vierfachen größer als die Ventiltellerdruckfläche. Der Analogkolben weist bevorzugt eine Analogkolbengegenfläche auf, die der
Analogkolbendruckfläche abgewandt ist und mit dem Dämpferfluid beaufschlagt ist, das beim Verfahren des Stoßdämpfers in die eine Verfahrrichtung den Tellerventilsitz bereits passiert hat. Ferner sind die Analogkolbendruckfläche in die Schließrichtung des Tellerventils projiziert und die Analogkolbengegenfläche bevorzugt gleich groß.
Das elastische Vorspannmittel ist bevorzugtermaßen zwischen dem Analogkolben und dem Ventilteller angeordnet, so dass das elastische Vorspannmittel von dem Dämpferfluid, das beim
Verfahren des Stoßdämpfers in die eine Verfahrrichtung den Tellerventilsitz nicht passiert hat, räumlich isoliert ist. Ferner ist es bevorzugt, dass der Analogkolben an dem
Tellerventil verschiebbar anliegt und mittels einer
Dämpferfluiddichtung dämpferfluiddicht abgedichtet ist.
Das Tellerventil weist bevorzugt einen hohlzylinderförmigen Ventilschaft auf, an dem außenseitig der Ventilteller und in dem verschiebbar der Analogkolben angeordnet ist sowie der innenseitig einen Vorsprung aufweist, an dem das Vorspannmittel abgestützt ist. Der Analogkolben ist bevorzugt in eine erste Extremposition bringbar, in der die Vorspannkraft, die von dem Analogkolben via das Vorspannmittel auf den Ventilteller aufgebracht ist, minimal ist, insbesondere Null. Ferner ist es bevorzugt, dass der Analogkolben in eine zweite Extremposition bringbar ist, in der die Vorspannkraft, die von dem
Analogkolben via das Vorspannmittel auf den Ventilteller aufgebracht ist, einen Maximalwert hat. Insbesondere ist der Analogkolben bei der Bewegung von der ersten Extremposition zu der zweiten Extremposition insbesondere in die Schließrichtung des Tellerventils zu verschieben. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Analogkolben in seiner zweiten Extremposition an einem Anschlag der Verfahrstufe anliegt. Besonders bevorzugt ist der Anschlag in einer solchen Position angebracht, dass der
Ventilteller immer noch seinen vollen Ventilhub, unter
elastischer Vorspannung durch das Vorspannmittel ausführen kann. Somit muss in dieser Position ein geringer Resthub des Vorspannmittels noch verfügbar sein, der mindestens so hoch ist, wie der gesamte Ventilhub des Ventiltellers.
Bevorzugt ist, dass die Verfahrstufe ein Rückschlagventil mit einer Schließrichtung entgegen der Schließrichtung des
Tellerventils und einen konzentrisch um den Ventilschaft angeordneten Sitzring aufweist, an dem an seiner einen
Stirnseite der Tellerventilsitz und an seiner anderen
Stirnseite der Rückschlagventilsitz ausgebildet ist, so dass beim geöffneten Tellerventil das Rückschlagventil geschlossen und beim geschlossenen Tellerventil das Rückschlagventil geöffnet ist, wodurch das Rückschlagventil als eine
Gegenstufendrossel zur Stufendrossel wirkt. Das Vorspannmittel ist bevorzugt eine Schraubenfeder.
Alternativ bevorzugt ist das Vorspannmittel eine Gasfeder.
Hierbei ist es bevorzugt, dass der Vorsprung ringförmig
ausgebildet ist und der Analogkolben einen Kolbenschaft
aufweist, der durch die Öffnung des Vorsprungs sich erstreckt und an diesem gasdicht anliegt, wobei zwischen dem Analogkolben und dem Vorsprung eine Kammer begrenzt ist, die mit Gas gefüllt ist. Ferner weist bevorzugtermaßen der Analogkolben zwei
Kolbenköpfe auf, die von dem Kolbenschaft im Anstand zueinander gehalten sind und zwischen denen der Vorsprung angeordnet ist, so dass von den Kolbenköpfen und dem Vorsprung die eine erste Kammer und eine zweite Kammer begrenzt sind, die mit Gas gefüllt ist. Der Kolbenschaft weist bevorzugt eine
Verbindungsaussparung auf, via die, wenn der Analogkolben in einer derartigen Position ist, dass der Vorsprung unmittelbar benachbart zur Verbindungsaussparung angeordnet ist, so dass die beiden Kammern miteinander gasleitend verbunden sind, sich der Gasdruck in den beiden Kammern ausgleicht.
Die alternative erfindungsgemäße Verfahrstufe unterscheidet sich von der vorhergehenden erfindungsgemäßen Verfahrstufe dahingehend, dass das elastisches Vorspannmittel an dem
Analogkolben und an einem Abstützsitz der Verfahrstufe
abgestützt ist, die Analogkolbendruckfläche des Analogkolbens dem Vorspannmittel abgewandt angeordnet ist, und die
Ventiltellerdruckfläche des Ventilteller derjenige Teil der Oberfläche des Ventiltellers ist, der stromauf der
Eintrittskante des Tellerventilsitzes angeordnet ist, und dass der Ventilteller eine Ventiltellerkolbenfläche aufweist, die der Ventiltellerdruckfläche abgewandt angeordnet ist, wobei die Ventiltellerdruckfläche und die Ventiltellerkolbenfläche und die Analogkolbendruckfläche beim Verfahren des Stoßdämpfers in die eine Verfahrrichtung mit dem aus dem Dämpfervolumen
ausgeströmten Dämpferfluid beaufschlagt sind, so dass das Vorspannmittel via den Analogkolben und dem Dämpferfluid über die Ventiltellerkolbenfläche mit dem Tellerventil gekuppelt ist, und in die Schließrichtung des Tellerventils projiziert die Ventiltellerkolbenfläche größer als die
Ventiltellerdruckfläche ist, so dass beim Verfahren des
Stoßdämpfers in die eine Verfahrrichtung der Analogkolben sich in Richtung zum Vorspannmittel hin verschiebt und dadurch die Vorspannkraft des Ventiltellers sich erhöht.
Für die alternative erfindungsgemäße Verfahrstufe ist es bevorzugt, dass in die Schließrichtung des Tellerventils projiziert die Ventiltellerkolbenfläche bis zum Vierfachen größer ist als die Ventiltellerdruckfläche. Ferner sind
bevorzugtermaßen in die Schließrichtung des Tellerventils projiziert die Analogkolbendruckfläche und die
Ventiltellerkolbenfläche gleich groß. Außerdem ist es
bevorzugt, dass in die Schließrichtung des Tellerventils projiziert die Analogkolbendruckfläche und die
Analogkolbengegenfläche gleich groß sind.
Es ist bevorzugt ausgeführt, dass das elastische Vorspannmittel zwischen dem Analogkolben und dem Abstützsitz angeordnet ist, so dass das elastische Vorspannmittel von dem Dämpferfluid, das beim Verfahren des Stoßdämpfers in die eine Verfahrrichtung den Tellerventilsitz noch nicht passiert hat, räumlich isoliert ist .
Der Analogkolben ist bevorzugt in einem im Gehäuse des
Stoßdämpfers gelagerten Hohlzylinder verschiebbar angeordnet und mittels einer Dämpferfluiddichtung dämpferfluiddicht abgedichtet. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Analogkolben in dem Hohlzylinder in eine erste Extremposition bringbar ist, in der die Vorspannkraft, die von dem Analogkolben via das
Dämpferfluid über die Ventiltellerkolbenfläche auf den
Ventilteller aufgebracht ist, Null ist. Ferner ist es
bevorzugt, dass der Analogkolben in eine zweite Extremposition bringbar ist, in der die Vorspannkraft, die von dem
Vorspannmittel via den Analogkolben und das Dämpferfluid über die Ventiltellerkolbenfläche auf den Ventilteller aufgebracht ist, einen Maximalwert hat. Insbesondere erzeugt die
Dämpferfluiddichtung des Analogkolbens bei der Bewegung des Analogkolbens von der ersten Extremposition zu der zweiten Extremposition eine Reibungskraft, die via den Analogkolben und das Dämpferfluid über die Ventiltellerkolbenfläche die
Vorspannkraft des Ventiltellers in Schließrichtung des
Tellerventils erhöht. Hierbei ist es bevorzugt, dass das
Tellerventil einen Kolbenstumpf aufweist, an dem außenseitig der Ventilteller und stirnseitig die Ventiltellerkolbenfläche ausgebildet ist und mittels dem der Hohlzylinder auf der Seite der Analogkolbendruckfläche des in ihr angeordneten
Analogkolbens verschiebbar begrenzt wird und auf der Seite der Analogkolbengegenfläche innenseitig von dem Abstützsitz, an dem das Vorspannmittel abstützt ist, begrenzt wird.
Die Verfahrstufe weist bevorzugt ein Rückschlagventil mit einer Schließrichtung entgegen der Schließrichtung des Tellerventils und einen konzentrisch um den Kolbenstumpf angeordneten
Sitzring auf, an dem an seiner einen Stirnseite der
Tellerventilsitz und an seiner anderen Stirnseite der
Rückschlagventilsitz ausgebildet ist, so dass beim geöffneten Tellerventil das Rückschlagventil geschlossen und beim
geschlossenen Tellerventil das Rückschlagventil geöffnet ist, wodurch das Rückschlagventil als eine Gegenstufendrossel zur Stufendrossel wirkt.
Bevorzugtermaßen ist das Vorspannmittel die Schraubenfeder und alternativ bevorzugt ist das Vorspannmittel die Gasfeder, wobei bevorzugtermaßen der Abstützsitz ringförmig ausgebildet ist und der Analogkolben einen Kolbenschaft aufweist, der durch die Öffnung des Vorsprungs sich erstreckt und an diesem gasdicht anliegt, wobei zwischen dem Analogkolben und dem Abstützsitz eine Kammer begrenzt ist, die mit Gas gefüllt ist. Bevorzugt ist es, dass der Analogkolben die beiden Kolbenköpfe aufweist, die von dem Kolbenschaft im Anstand zueinander gehalten sind und zwischen denen der Abstützsitz angeordnet ist, so dass von den Kolbenköpfen und dem Abstützsitz die eine Kammer und eine andere Kammer begrenzt sind, die mit Gas gefüllt ist. Außerdem ist es bevorzugt, dass der Kolbenschaft die
Verbindungsaussparung aufweist, via die, wenn der Analogkolben in einer derartigen Position ist, dass der Abstützsitz
unmittelbar benachbart zur Verbindungsaussparung angeordnet ist, so dass die beiden Kammern miteinander gasleitend
verbunden sind, sich der Gasdruck in den beiden Kammern
ausgleicht .
Für beide erfindungsgemäßen und bevorzugt ausgeführten
Verfahrstufen gilt, dass die Position die erste Extremposition ist. Ferner weist bevorzugtermaßen die Stufendrossel einen Dämpfungsfluidkanal vom Dämpfervolumen zur
Analogkolbendruckfläche und einen Gegenkanal von der
Analogkolbengegenfläche zum Dämpfervolumen auf, wobei einer der Kanäle oder auch beide eine Querschnittsverengung aufweisen, mit der die Verschiebegeschwindigkeiten des Analogkolbens bezogen auf die Verfahrgeschwindigkeiten des Stoßdämpfers abgestimmt sind. Bei den erfindungsgemäßen Verfahrstufen ist ferner bevorzugt parallel zur Querschnittsverengung eine
Rückströmumgehung mit einem Rückströmventil vorgesehen, das derart geschaltet ist, dass, wenn sich durch den Analogkolben via das Vorspannmittel die Vorspannkraft des Ventiltellers erhöht, das Rückströmventil in seiner Geschlossenstellung und, wenn sich durch den Analogkolben via das Vorspannmittel die Vorspannkraft des Ventiltellers erniedrigt, in seiner
Offenstellung ist.
Außerdem ist es bevorzugt, dass die Stufendrossel ein
zusätzliches elastisches Vorspannmittel aufweist, mit dem der Ventilteller in die Schließrichtung des Tellerventils stets vorgespannt ist. Das Tellerventil weist bevorzugt einen
Zugangskanal auf, mit dem mindestens eine der Kammern von außen her zugänglich ist. Hierbei ist es bevorzugt, dass der
Zugangskanal ein Rohrstück aufweist, das senkrecht zur
Schließrichtung des Tellerventils angeordnet ist und mit seinem einen Längsende im Tellerventil verschwenkbar und mit seinem anderen Längsende im Gehäuse des Stoßdämpfers verschwenkbar gelagert ist.
Es ist bevorzugt noch so viel Resthub des elastischen
Vorspannmittels in der zweiten Extremposition des Analogkolbens vorhanden, dass der Ventilteller in seine vollständige
Offenstellung bringbar ist, wodurch der Ventilteller stets elastisch und nachgiebig vorgespannt ist. Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Hub des Analogkolbens von seiner ersten Extremposition in seine zweite Extremposition größer ist, als der gesamte Ventilhub des Ventiltellers.
Besonders bevorzugt ist dieser Hub des Analogkolbens um
mindestens das Vierfache größer, als der gesamte Ventilhub des Ventiltellers.
Ferner ist es bevorzugt, das das elastische Vorspannmittel zumindest in einem Bereich des Ventilhubs (x) des Ventiltellers eine Kraft- Weg Kennlinie hat, deren erste Ableitung im
wesentlichen Null ist (F' =dF/dx ~ 0) . Insbesondere bevorzugt ist dabei der Bereich des Ventilhubs (x) der gesamte Ventilhub des Ventiltellers.
Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer weist mindestens eine der erfindungsgemäßen Verfahrstufen auf. Bevorzugtermaßen weist der Stoßdämpfer zwei der Verfahrstufen auf, wobei eine der
Verfahrstufen eine Druckstufe und die andere Verfahrstufe eine Zugstufe ist. Die Vorspannung des Ventiltellers wird mit dem Vorspannmittel erzielt. Dadurch, dass beim Verfahren des Stoßdämpfers der Analogkolben sich in Richtung zum Vorspannmittel hin
verschiebt, ist mit dem Analogkolben die Vorspannung des
Ventiltellers dosierbar. Erfindungsgemäß wird die Vorspannung des Ventiltellers mit dem Analogkolben derart dosiert, dass zumindest anteilig während des Einfahrens des Stoßdämpfers die Vorspannung des Ventiltellers sich erhöht. Die Verfahrstufe ist erfindungsgemäß mit dem Vorspannmittel so eingerichtet, dass der Ventilhub des Ventiltellers in der Regel viel kleiner als der Hub des Vorspannmittels, womit die Kraft- Weg-Kennlinie der Vorspannung des Ventiltellers durch das
Vorspannmittel im Bereich des Ventilhubs (x) im Wesentlichen einen konstanten Wert hat, deren erste Ableitung im
wesentlichen Null ist (F' =dF/dx ~ 0) . Ein Ventilhub des
Ventiltellers ist der Verfahrweg des Ventiltellers gegenüber dem Ventiltellersitz, so dass sich zwischen dem Ventilteller und dem Ventiltellersitz eine Ventilöffnung ergibt. Die
Maximale Offenstellung des Ventiltellers ist diejenige
Ventilposition, in der der Ventilhub und somit die
Ventilöffnung maximal ist. Somit wird der Ventilteller von dem Vorspannmittel mit der konstanten Kraft-Weg-Kennlinie stets elastisch vorgespannt, wobei das Niveau der Vorspannung von dem Analogkolben während des Verfahrens des Stoßdämpfers vorgegeben wird. Mit dem
Analogkolben wird die Intensität der Vorspannungskraft von dem Vorspannmittel auf das Tellerventil gesteuert, wobei zu jedem Zeitpunkt die Charakteristik der Kraft-Weg-Kennlinie des
Vorspannmittels unverändert bleibt, wodurch die Charakteristik der Kraft-Weg-Kennlinie der Vorspannung des Ventiltellers ebenfalls unverändert bleibt. Das Vorspannmittel kann dabei über seinen gesamten Hub eine lineare oder eine progressive oder eine degressive Kraft-Weg-Kennlinie aufweisen. Mit Hilfe des Analogkolbens, insbesondere unter Verwendung einer
Querschnittsverengung entweder im Gegenkanal oder im
Dämpferfluidkanal des Analogkolbens, wirkt das Vorspannmittel auf den Ventilteller erst allmählich und zeitverzögert.
Das Verschieben des Analogkolbens in Richtung zum
Vorspannmittel hin wird dadurch verursacht, dass bei der ersten alternativen Verfahrstufe die Analogkolbendruckfläche in die Schließrichtung des Tellerventils projiziert größer ist, als die Ventiltellerdruckfläche und bei der zweiten alternativen Verfahrstufe die Ventiltellerkolbenfläche in die
Schließrichtung des Tellerventils projiziert größer ist, als die Ventiltellerdruckfläche. Das Größenverhältnis der beteiligten Flächen ergibt die jeweilige Verfahrgeschwindigeit des Analogkolbens der ersten erfindungsgemäßen Verfahrstufe. Bei der zweiten alternativen Verfahrstufe wird diese noch zusätzlich von dem Größenverhältnis der in die Schließrichtung des Tellerventils projizierten Analogkolbendruckfläche in
Relation zur in die Schließrichtung des Tellerventils
projizierten Ventilkolbendruckfläche beeinflusst.
Bei unterschiedlichen Verfahrgeschwindigkeiten des Stoßdämpfers ist der Ventilteller aufgrund der entsprechend
unterschiedlichen Verdrängungswirkungen des Dämpferfluids bei unterschiedlichen Ventilhüben angeordnet. Da die Kraft-Weg- Kennlinie des Vorspannmittels im Bereich des Ventilhubs (x) im Wesentlichen konstant über den Ventilhub ist und somit deren erste Ableitung im Bereich des Ventilhubs (x) im wesentlichen Null ist (F' =dF/dx ~ 0), so ist auch zu jedem Zeitpunkt des Verfahrens die Vorspannung des Ventiltellers dabei nahezu unabhängig von seinem momentanen Ventilhub, wodurch im
Rückschluss auch die Dämpferkraft des Stoßdämpfers, in jedem Zeitpunkt für sich genommen, unabhängig von der
Einfahrgeschwindigkeit des Stoßdämpfers ist.
Dadurch ist der Druck des Dämpferfluides , das entweder aus dem Steigrohr oder aus dem Dämpfervolumen kommend die
Eintrittskante des Tellerventilsitzes dieses Ventiltellers noch nicht passiert hat, nur abhängig von der Position des
Analogkolbens und der daraus resultierenden Vorspannung des Vorspannmittels, aber unabhängig von der momentanen
Einfahrgeschwindigkeit des Stoßdämpfers. Da dieser Druck, bei Vorhandensein der Querschnittsverengung um einen nahezu
konstanten Wert verringert, auch an der Analogkolbendruckfläche des Analogkolbens dieses Ventiltellers anliegt, ist wiederum die Kraft, die das elastische Vorspannmittel dieses
Ventiltellers zunehmend zusammendrückt, und somit auch die Verfahrgeschwindigkeit des Analogkolbens ebenfalls unabhängig von der momentanen Einfahrgeschwindigkeit des Stoßdämpfers. Somit ist die Zeitspanne, die benötigt wird, um die Vorspannung des Vorspannmittels via den Analogkolben vom Minimal- auf den Maximalwert anzuheben und damit den Ventilteller vorzuspannen, ebenfalls unabhängig von der Verfahrgeschwindigkeit des
Stoßdämpfers und somit selbst bei unterschiedlichen
Hubgeschwindigkeitsverläufen des Stoßdämpfers immer annähernd gleich lang, wodurch wiederum die Einfahrwiderstandskraft des Stoßdämpfers besonders vorteilhaft immer in gleicher Weise rein von seiner Einfahrdauer abhängig ist.
Ein Rad eines Fahrrads ist beispielsweise mit dem Stoßdämpfer am Rahmen des Fahrrads aufgehängt. Beispielweise fährt das
Fahrrad auf eine Bordsteinkante zu. In dem Zeitpunkt, in dem das Rad auf die Bordsteinkante trifft, wird ein heftiger
Schlag, also eine Hubanregung von hoher Amplitude innerhalb einer äußerst kurzen Dauer, von der Bordsteinkante auf das Rad und somit auf den Stoßdämpfer übertragen. Der Stoßdämpfer startet nun mit dem Einfahren, wobei beginnend mit dem
Einfahren der Analogkolben innerhalb der Zeitspanne in Richtung zum Vorspannmittel verschoben wird. Die Vorspannung des
Ventiltellers durch das Vorspannmittel zu Beginn des Einfahrens des Stoßdämpfers entspricht dem Minimalwert in der ersten
Extremposition des Analogkolbens, unabhängig von der Stärke des Schlags und insbesondere unabhängig von der beim Start des Einfahrens vorhandenen momentanen Hubposition des Stoßdämpfers, wodurch hervorgerufen durch die große Stärke des Schlags die Einfahrgeschwindigkeit des Stoßdämpfers hoch ist. Etwa eine Verstärkung der Vorspannung des Vorspannmittels durch den
Analogkolben und damit der Vorspannung des Ventiltellers des Stoßdämpfers tritt über den Einfahrhub des Stoßdämpfers nur sehr allmählich ein, weil es dem Stoßdämpfer ermöglicht ist, innerhalb der (für jede Hubanregung immer gleich langen)
Zeitspanne, die der Analogkolben benötigt, um von der ersten zur zweiten Extremposition zu verfahren und so den Ventilteller maximal vorzuspannen, einen langen Einfahrhub auszuführen.
Idealerweise kann die Dauer der Zeitspanne so eingestellt werden, dass die höchste Dämpferkraft erst bei Erreichen des
Hindernismaximums durch den Stoßdämpfer erreicht wird. Ist die Zeitspanne, dagegen so gewählt, dass sie bei Erreichen des Maximaleinfahrhubs am Hindernismaximum noch nicht abgelaufen ist, so werden auch die maximalen Dämpferkräfte bei solchen Hindernissen erst gar nicht erzielt, wodurch eine maximale Komforteinstellung des Stoßdämpfers bei sehr heftigen und schnellen Schlägen erreicht ist.
Die möglichst vollständige Absorption des beschriebenen
Hindernisses ist nur möglich, weil der Ventilteller die
erfindungsgemäße Öffnungskennlinie hat, womit er bei der äußerst hohen momentanen Einfahrgeschwindigkeit des
Stoßdämpfers, die beim Überwinden der Bordsteinkante
kurzfristig entsteht, einen sehr hohen Öffnungsgrad hat, ohne dass sich dadurch die Vorspannung des Ventiltellers erhöht. Dadurch ist die Dämpfungskraft des Tellerventils zu jedem
Zeitpunkt für sich genommen unabhängig von der momentanen, in diesem Fall sehr hohen Einfahrgeschwindigkeit , wodurch ein
Verhärten des Stoßdämpfers erst vollständig verhindert wird und die Dämpferbeinwiderstandskraft somit rein von dem bereits verstrichenen Anteil der ersten Zeitspanne und des dabei übertragenen Vorspannungwertes K durch den Vorspannungsgeber bestimmt wird. Gleichzeitig ist dadurch die erste Zeitspanne trotz der hohen Verfahrgeschwindigkeit des Stoßdämpfers annähern immer gleich lang.
Somit wird der beim Hochfahren des Rads auf die Bordsteinkante überwundene Höhenunterschied von dem Dämpferbein ausgeglichen, wodurch die von der Bordsteinkante verursachte Unebenheit gut überwunden und von einem Fahrradfahrer kaum wahrgenommen wird. Beim Erreichen des Hindernismaximums wird das Rad dann bereits maximal abgebremst, so dass ein weiteres, schädliches Einfahren des Dämpferbeins und somit des Rades, und damit ein
Kontaktverlust zur Fahrbahn, unterbunden werden.
Da wie beschrieben die Anregungsdauer des Stoßdämpfers für unterschiedliche Hindernistypen, insbesondere bis zum Erreichen ihrer Hindernis- bzw. Hubanregungsmaxima, nur sehr begrenzt variiert, erzeugt der Stoßdämpfer, bedingt durch die so voreingestellte, immer gleich lange Zeitspanne, die der
Analogkolben ab dem ersten Auftreffen des Rades auf das Hindernis benötigt, um von der ersten in die zweite Extremposition verschoben zu werden und so Vorspannung des Vorspannmittels auf ihren Maximalwert anzuheben, die höchste Dämpferkraft zuverlässig erst im Bereich dieser Hindernismaxima - völlig unabhängig davon wie hoch dabei seine
Einfahrgeschwindigkeit am jeweiligen Hindernistyp ist und welche Hubamplituden er dabei erreicht.
Anders dagegen verhält sich der Stoßdämpfer mit der
Verfahrstufe, wenn eine unerwünschte Verfahrbewegung mit lang andauernder Hubanregung wie sie typischer Weise z.B. beim
Pedalieren oder bei einem vom Fahrer eingeleiteten Bremsvorgang entsteht, eintritt. Sofort findet eine sehr schnelle Erhöhung der Vorspannung des Vorspannmittels über den Hub des
Stoßdämpfers statt, weil es dem lange einfahrenden Stoßdämpfer nur ermöglicht ist, in der (immer gleich langen) Zeitspanne, die der Analogkolben benötigt, um von der ersten in die zweite Extremposition zu verfahren und so den Ventilteller elastisch maximal vorzuspannen, einen relativ zur maximalen Amplitude der Hubanregung nur sehr kurzen Einfahrhub auszuführen. Höhere Dämpferkräfte werden so bereits am Beginn der Hubbewegung innerhalb eines Bruchteils der maximalen Hubamplitude, also noch deutlich vor dem Hubanregungsmaximum aufgebaut, so dass beispielsweise ein Bremstauchen des Vorderrades oder eine rhythmische Gewichtsverlagerung des Fahrradfahrers beim
Pedalieren von dem Stoßdämpfer unter Erhöhung der Dämpferkraft schnell stark gedämpft werden.
Das ist aber nur möglich, weil das Tellerventil bei den dabei herrschenden, eher geringeren, aber durchaus stark variierenden momentanen Einfahrgeschwindigkeiten des Stoßdämpfers
ausreichende und vor allem gleich hohe Dämpfungskräfte
generieren kann, da die erfindungsgemäße Öffnungskennlinie des Ventiltellers auf Grund ihrer vom Öffnungsgrad des
Ventiltellers unabhängigen Vorspannung unabhängig von der momentanen Einfahrgeschwindigkeit des Stoßdämpfers ist. Die Dämpferkraft ist somit rein von dem bereits verstrichenen
Anteil der Zeitspanne und der dabei erzielten Vorspannung des Vorspannmittels durch den Analogkolben bestimmt und gleichzeitig ist dadurch die Zeitspanne trotz der
unterschiedlichen Verfahrgeschwindigkeiten des Stoßdämpfers annähern immer gleich lang.
Besonders vorteilhaft zeigt sich das beschriebene Verhalten des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers wenn das Vorderrad des Fahrrades zum Beginn einer lang andauernden Hubanregung, z.B. während eines starken Bremsvorgangs, also während eines sehr starken Anstieges der Dämpferkraft in Relation zum Einfahrhub, auf ein großes Hindernis wie die Bordsteinkante trifft. Sofort erhöht sich der Öffnungsgrad des stets elastisch und somit nachgiebig vorgespannten Ventiltellers ohne dabei das Vorspannmittel weiter vorzuspannen, wodurch sich zeitgleich und nahezu
verzögerungsfrei der Einfahrhub, den der Stoßdämpfer ausführt, während der Analogkolben innerhalb der (für jede Hubanregung immer gleich langen) Zeitspanne in Richtung seiner zweiten Extremposition verschoben wird, verlängert, wodurch sich der Anstieg der Dämpferkraft über den Einfahrhub des Stoßdämpfers sofort abflacht. Dadurch gibt der Stoßdämpfer nahezu
verzögerungsfrei mehr Einfahrhub für das auftretende Hindernis frei, wodurch es wesentlich besser absorbiert werden kann. Ist das Hindernis bei weiter bestehendem Bremsvorgang überwunden, ohne dass dabei die maximale Dämpferkraft erreicht wurde, stellt sich sofort danach wieder der Steigungsgradient des Dämpferkraftverlaufes über den weiteren Einfahrhub des
Stoßdämpfers ein, der vor dem Auftreffen des Rades auf die Bordsteinkannte herrschte, wodurch das Bremstauchen, das nun entstehen würde, verhindert wird.
Sobald die Einfahrphase des Stoßdämpfers beendet ist, beginnt sich der Analogkolben der beschriebenen Druckstufe zurück in Richtung der ersten Extremposition zu verschieben. Dies wird einerseits durch das sich nun entspannende Vorspannmittel erreicht, das nun mit seiner Rückstellkraft den an seiner
Analogkolbendruckfläche drucklos gewordenen Analogkolben verschieben kann, und andererseits, sobald das Ausfahren des Stoßdämpfers begonnen hat, zusätzlich durch den in die gleiche Richtung wie das Vorspannmittel an der Analogkolbengegenflache der Druckstufe wirkenden Druck des Dämpfungsfluides , das die Eintrittskante des Tellerventilsitzes der jetzt aktiven
Zugstufe noch nicht passiert hat. Daneben öffnet sich das
Rückströmventil und überbrückt so die Querschnittsverengung, womit diese in ihrer verzögernden Funktion unwirksam wird, wodurch die Rückstelldauer, die der Analogkolben benötigt, um von der zweiten zur ersten Extremposition zu verfahren, nur ein Bruchteil der Zeitspanne beträgt, die in umgekehrter Richtung dafür notwendig ist.
Sobald ein erneutes Einfahren des Stoßdämpfers eintritt, ist der Analogkolben der Druckstufe durch diese schnelle
Rückstellung somit in seine erste Extremposition zurückgesetzt, so dass die Vorspannung des Tellerventils und somit die
Dämpferkraft erneut minimal, insbesondere Null ist. Dadurch ist der Dämpferkraftverlauf bei einem erneuten Start des Einfahrens weitestgehend unabhängig von der bei diesem Start des
Einfahrens vorhandenen Hubposition des Stoßdämpfers auf seinen Minimalwert zurückgesetzt. Dies ist von entscheidender
Bedeutung, da sich der Stoßdämpfer im Betrieb, wenn das von ihm gedämpfte Rad über eine unebene Geländekontur rollt, ständig in anderen Hubpositionen befindet, womit der Stoßdämpfer sich auch immer in einer anderen Hubposition befindet, wenn er durch eine Hubanregung zum Einfahren gebracht wird.
Die gleichen Funktionsweisen gelten in der Ausfahrphase analog für die Zugstufe des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers, wenn die erfindungsgemäße Verfahrstufe als Zugstufendrossel eingesetzt ist.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des
erfindungsgemäßen Stoßdämpfers mit bevorzugten
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahrstufen anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Querschnittsdarstellung des Stoßdämpfers mit der ersten erfindungsgemäß alternativen Verfahrstufe in der ersten Ausführungsform als eine Druckstufe, Figur 2 Detailansichten aus Figur 1,
Figur 3 einen Ausschnitt der Querschnittsdarstellung aus Figur 1, Figur 4 einen Ausschnitt einer Querschnittsdarstellung des
Stoßdämpfers mit zwei der ersten erfindungsgemäß alternativen Verfahrstufen, wobei die eine Verfahrstufe eine Druckstufe und die andere Verfahrstufe eine Zugstufe ist, Figur 5 einen Ausschnitt einer Querschnittsdarstellung des Stoßdämpfers mit der ersten erfindungsgemäß alternativen
Verfahrstufe in der zweiten Ausführungsform als eine
Druckstufe, Figuren 6 und 7 Detaildarstellungen aus Figur 3,
Figur 8 ein Ausschnitt einer Querschnittsdarstellung des
Stoßdämpfers mit der zweiten erfindungsgemäß alternativen
Verfahrstufe in der ersten Ausführungsform als eine Druckstufe,
Figur 9 einen Ausschnitt einer Querschnittsdarstellung des Stoßdämpfers mit der zweiten erfindungsgemäß alternativen
Verfahrstufe in der zweiten Ausführungsform als eine
Druckstufe,
Figur 10 unterschiedliche Hubanregungen des Stoßdämpfers mit jeweils ihrer spezifischen Anregungsdauer, Hubamplitude und Hubgeschwindigkeit, und Figur 11 den Verlauf der Dämpferkraft des erfindungsgemäßen
Stoßdämpfers über seinen Einfahrhub, wenn er den Hubanregungen aus Figur 10 ausgesetzt ist. In Figuren 1 bis 3 ist ein Stoßdämpfer 1 gezeigt, der einen Stoßdämpferzylinder 2 aufweist. In dem Stoßdämpferzylinder 2 ist ein Dämpfervolumen 3 ausgebildet, das mit einem
Dämpferfluid 4, insbesondere Dämpferöl, gefüllt ist. In dem Dämpfervolumen 3 ist längsverschiebbar ein Stoßdämpferkolben 5 angeordnet, der von außerhalb des Stoßdämpferzylinders 2 mittels einer Kolbenstange 6 betätigbar ist. Wird der
Stoßdämpferkolben 5 in dem Stoßdämpferzylinder 2 so
längsverschoben, dass die Kolbenstange 6 sich immer mehr in dem Dämpfervolumen 3 erstreckt, wird der Stoßdämpfer 1 eingefahren, wobei in Figur 1 die Einfahrrichtung mit einem Pfeil 7
angezeigt ist.
Mit dem Stoßdämpferkolben 5 ist das Dämpfervolumen 3 in zwei Hälften unterteilt, wobei beim Verschieben des
Stoßdämpferkolbens 5 die eine Hälfte des Dämpfervolumens 3 sich verkleinert und die andere Hälfte des Dämpfervolumens 3 sich entsprechend vergrößert. In dem Stoßdämpferkolben 5 ist eine Dämpfungsöffnung 8 vorgesehen, durch die das verdrängte
Dämpferfluid 4 von der einen Hälfte des Dämpfervolumens 3 in die andere Hälfte des Dämpfervolumens 3 strömen kann. Da das Durchströmen der Dämpferöffnung 8 mit Verlusten in der
Dämpferfluidströmung verbunden ist, ergibt sich jeweils eine Stoßdämpferwiderstandskraft, die dem Verfahren des
Stoßdämpferkolbens 5 entgegenwirkt.
Bei unterschiedlichen Hubpositionen des Stoßdämpferkolbens 5 ragt die Kolbenstange 6 unterschiedlich stark in das
Dämpfervolumen 3, womit eine entsprechend ungleiche Verdrängung von dem Dämpferfluid 4 durch die Kolbenstange 6 einhergeht. Zum Ausgleich dieser ungleichen Verdrängungswirkung der
Kolbenstange 6 weist der Stoßdämpfer 1 einen
Ausgleichsvolumenbehälter 9 auf, in dem ein Ausgleichskolben 10 längsverschiebbar angeordnet ist. Im Stoßdämpferzylinder 2 ist eine Eintrittsöffnung 11 und im Ausgleichsvolumenbehälter 9 ist eine Austrittsöffnung 12 vorgesehen, wobei durch die Öffnungen 11, 12 das Dämpferfluid 4 entsprechend der Verdrängungswirkung der Kolbenstange 6 unter Verschieben des Ausgleichskolbens 10 beim Einfahren des Stoßdämpfers 1 in die Einfahrrichtung 7 eingeleitet und beim Ausfahren entgegen der Einfahrrichtung 7 ausgeleitet wird. Der Ausgleichskolben 10 wird von seiner dem Dämpferfluid 4 abgewandten Seite mit einem unter Druck
stehendem Gaspolster beaufschlagt, so dass das Dämpferfluid 4 ständig unter einem hydrostatischem Vorspanndruck steht. Von dem Ausgleichsvolumenbehälter 9 führt ein in dem Dämpfervolumen 3 angeordnetes Steigrohr 13 durch den Stoßdämpferkolben 5 in diejenige Hälfte des Dämpfervolumens 3, die die andere Hälfte zu derjenigen ist, in der die Eintrittsöffnung 11 vorgesehen ist. Das Steigrohr 13 ist durch den Stoßdämpferkolben 5
hindurchgeführt, so dass der Stoßdämpferkolben 5 entlang des Steigrohrs 13 längsverschiebbar ist. In derjenigen Hälfte des Dämpfervolumens 3, in der die Kolbenstange 6 sich erstreckt, weist das Steigrohr 3 eine Öffnung auf, so dass durch die
Eintrittsöffnung 11 via den Ausgleichsvolumenbehälter 9 und das Steigrohr 13 das Dämpferfluid 4 von der einen Hälfte des
Dämpfervolumens 3 zur anderen Hälfte des Dämpfervolumens 3 überströmen kann.
In Figen 1 und 3 ist eine Druckstufe 14 als eine erste
Ausführungsform der ersten erfindungsgemäßen alternativen
Verfahrstufe dargestellt. Die Druckstufe 14 ist von einer
Stufendrossel 15 gebildet, die zwischen der Eintrittsöffnung 11 und der Austrittsöffnung 12 angeordnet ist. Durch die
Stufendrossel 15 strömt die Menge an dem Dämpferfluid 4, die beim Verfahren des Stoßdämpfers 1 von der einen Hälfte des Dämpfervolumens 3 in die andere Hälfte des Dämpfervolumens 3 überströmt. Das Überströmen des Dämpferfluids 4 ist von
Strömungsverlusten begleitet, so dass durch die in der
Stufendrossel 15 vorherrschenden Strömungsbedingungen die
Stoßdämpferwiderstandskraft mitbestimmt ist.
Die Stufendrossel 15 weist ein Tellerventil 16 auf, das derart in den Stoßdämpfer 1 eingebaut ist, dass beim Einfahren des
Stoßdämpfers 1 in die Einfahrrichtung 7 das Tellerventil 16 in der Offenstellung und somit von dem Dämpferfluid 4 durchströmt und beim Ausfahren des Stoßdämpfers 1 entgegen der Einfahrrichtung 7 in der Geschlossenstellung und somit von dem Dämpferfluid 4 nicht durchströmt ist. Das Tellerventil 16 weist einen Ventilteller 17 auf, der an einem Ventilschaft 18 längsverschiebbar in dem Stoßdämpfer 1 angeordnet ist. Um das Tellerventil 16 in seine Geschlossenstellung zu bringen, ist der Ventilteller 17 in seine Schließrichtung 19 zu bewegen, bis der Ventilteller 17 auf einem Tellerventilsitz 21 des
Tellerventils 16 anliegt. Damit das Tellerventil 16 aus der Geschlossenstellung in seine Offenstellung gebracht werden kann, ist der Ventilteller 17 von dem Tellerventilsitz 21 entgegen der Schließrichtung 19 abzuheben, wodurch zwischen dem Tellerventilsitz 21 und dem Ventilteller 17 eine
Durchströmöffnung ausgebildet ist, durch die das Dämpferfluid 4 beim Einfahren des Stoßdämpfers 1 strömt. Die Lage der
Durchströmöffnung des Tellerventils 16 markiert eine
Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21, wobei sich an der Eintrittskante 22 der maßgebliche Druckabfall beim Durchströmen der Durchströmöffnung des Tellerventils 16 mit dem Dämpferfluid 4 einstellt. Der Anteil des Dämpferfluids 4, der sich stromauf der Eintrittskante 22 befindet, hat somit einen um den
Druckabfall an der Eintrittskante 22 höheren Totaldruck als der Anteil des Dämpferfluids 4, der sich stromab der Eintrittskante 22 befindet und diese bereits passiert hat. Derjenige
Oberflächenanteil des Ventiltellers 17, der von dem aus dem Dämpfervolumen 3 ausgeströmten Dämpferfluid 4 stromauf der Eintrittskante 22 beaufschlagt ist, ist als
Ventiltellerdruckfläche 20 bezeichnet.
Der Ventilschaft 18 ist hohlzylindrisch ausgebildet, an dem außenliegend der Ventilteller 17 angebracht ist. Im Inneren des Ventilschafts 18 ragt radial nach innen vom Ventilschaft 18 ein Vorsprung 23 vor, der in etwa auf Höhe des Ventiltellers 17 angeordnet ist. Der Vorsprung 23 ist ringförmig ausgebildet, so dass von dem Vorsprung 23 mittig um die Längsachse des
Ventilschafts 18 eine Öffnung gebildet ist, in der ein
Analogkolben 24 entlang der Längsachse des Ventilschafts 18 längsverschiebbar angeordnet ist. Der Analogkolben 24 ist doppelhammerkopfartig ausgebildet und weist einen ersten Kolbenkopf 29 und einen zweiten Kolbenkopf 30 auf, wobei die Kolbenköpfe 29, 30 von einem zwischen den Kolbenköpfen 29, 30 angeordneten Kolbenschaft 34 im Abstand zueinander gehalten sind. Der Kolbenschaft 34 steht mit der von dem Vorsprung 23 gebildeten Öffnung in Eingriff, wobei in die Schließrichtung 19 des Tellerventils 16 gesehen der erste Kolbenkopf 29 jenseits des Vorsprungs 23 und der zweite Kolbenkopf 30 diesseits des Vorsprungs 23 angeordnet ist. Die Kolbenköpfe 29, 30 liegen längsverschiebbar an der Innenseite des Ventilschafts 18 an und sind mit einer Dämpferfluiddichtung 37 zum Ventilschaft 18 hin abgedichtet. Zwischen dem ersten Kolbenkopf 29 und dem
Vorsprung 23 ist eine erste Kammer 31 und zwischen dem zwischen zweiten Kolbenkopf 30 und dem Vorsprung 23 ist eine zweite Kammer 32 ausgebildet, wobei die Kammern 31, 32 mit einem Gas 36 gefüllt sind. An der dem Ventilschaft 18 zugewandten Seite des Vorsprungs 23 ist eine Gasdichtung 38 vorgesehen, mit der die erste Kammer 31 von der zweiten Kammer 32 gasdicht
abgedichtet ist. Ferner ist in dem Kolbenschaft 34 eine
Verbindungsaussparung 33 angebracht, via die, wenn der
Analogkolben 24 in einer ersten Extremposition ist, die
Gasdichtung 38 überbrückt ist, so dass die erste Kammer 31 mit der zweiten Kammer 32 via die Verbindungsaussparung 33
gasleitend verbunden ist. Entsprechend den unterschiedlichen Gasdrücken in den Kammern 31, 32 ist via den Vorsprung 23 auf den Ventilteller 17 eine Vorspannkraft aufbringbar, so dass die Kammern 31, 32 als eine Gasfeder 35 wirken.
Der erste Kolbenkopf 29 weist eine der ersten Kammer 31
abgewandte Seite auf, die als Analogkolbendruckfläche 25 bezeichnet ist. Der zweite Kolbenkopf 30 weist eine der zweiten Kammer 32 abgewandte Seite auf, die als eine
Analogkolbengegenfläche 27 bezeichnet ist. Der Stoßdämpfer 1 weist einen Dämpferfluidkanal 44 auf, der das Dämpferfluid 4 von der Eintrittsöffnung 11 stromauf der Eintrittskante 22 zur Analogkolbendruckfläche 25 führt. Ferner weist der Stoßdämpfer 1 einen Gegenkanal 28 auf, der stromab der Eintrittskante 22 Dämpferfluid 4 zur Analogkolbengegenfläche 27 führt. Dadurch, dass die Analogkolbendruckfläche 25 und die Analogkolbengegenflache 27 einander abgewandt angeordnet sind, und die Analogkolbengegenflache 27 mit dem Dämpferfluid 4 beaufschlagt ist, das bereits die Eintrittskante 22 des
Tellerventilsitzes 21 passiert hat, und die
Analogkolbendruckfläche 25 mit dem Dämpferfluid 4 beaufschlagt ist, das noch nicht die Eintrittskante 22 des
Tellerventilsitzes 21 passiert hat, wirkt am Analogkolben 24 der Druckunterschied, der am Tellerventilsitz 21 beim
Durchströmen des Tellerventils 16 abgebaut wird.
Der Stoßdämpfer 1 weist ferner einen an dem Stoßdämpferzylinder 2 festgelegten Anschlag 49 auf, an dem der Analogkolben 24 anliegt, wenn der Analogkolben 24 in einer zweiten
Extremposition ist. Besonders bevorzugt ist der Anschlag 49 in einer solchen Position angebracht, dass der Ventilteller 17 in der zweiten Extremposition des Analogkolbens 24 immer noch seinen vollen Ventilhub, unter elastischer Vorspannung durch das Vorspannmittel 35,43, ausführen kann. Somit muss in dieser Position ein Resthub des Vorspannmittels 35,43 noch verfügbar sein, der mindestens so hoch ist wie der Ventilhub des
Ventiltellers 17. In der zweiten Extremposition ist der
Analogkolben 24 im Ventilschaft 18 derart verschoben, dass von der Verbindungsaussparung 23 die Gasdichtung 38 nicht mehr überbrückt ist und der Druck in der ersten Kammer 31 größer als in der zweiten Kammer 32 ist, wobei die von der Gasfeder 35 auf den Ventilteller 16 ausgeübte Vorspannkraft einen Maximalwert hat. Im Gegensatz dazu ist in der ersten Extremposition des Analogkolbens 24 die erste Kammer 31 mit der zweiten Kammer 32 via die Verbindungsaussparung 33 verbunden, so dass in beiden Kammern derselbe Gasdruck herrscht und somit die von der
Gasfeder 35 auf den Ventilteller 17 ausgeübte Vorspannkraft Null ist.
In die Schließrichtung 19 des Tellerventils 16 projiziert ist die Analogkolbendruckfläche 20 größer als die
Ventiltellerdruckfläche 25, so dass beim Einfahren des
Stoßdämpfers 1 in die Einfahrrichtung 7 eine Bewegung des
Analogkolbens 24 von der ersten Extremposition in die zweite Extremposition initiiert wird, wobei die Vorspannung des
Ventiltellers 17 , durch das Vorspannmittel 35,43 stets
elastisch bleibt, da das elastische Vorspannmittel 35,43 auch in der zweiten Extremposition des Analogkolbens 24 stets einen Resthub aufweist, der mindestens so groß wie der gesamte
Ventilhub des Ventiltellers 17 ist. Gemäß der in Figuren 1 und 3 gezeigten Ausführungsform beträgt das Verhältnis der
Analogkolbendruckfläche 25 zur Ventildruckfläche 20 1,8. Die Dämpferfluiddichtung und die Gasdichtung 38 sich als
Schleifringe, insbesondere als O-Ringe, ausgebildet. Mit der Dämpferfluiddichtung 37 wird das Dämpferfluid 4 gegen das Gas 36 abgedichtet, wohingegen mit der Gasdichtung 38 das Gas 36 der ersten Kammer 31 gegen das Gas 36 der zweiten Kammer 32 abgedichtet wird. Von daher ist der Anpressdruck der
Gasdichtung 38 gegen die Innenseite des Vorsprungs 23 höher als der Anpressdruck der Dämpferfluiddichtung 37 gegen die
Innenseite des Ventilschafts 18. Beim Losbrechen des
Analogkolbens 24 bei seiner Bewegung von der ersten
Extremposition zur zweiten Extremposition ist die Haftreibung an der Dämpferfluiddichtung 37 und der Gasdichtung 38 zu überwinden. Dadurch, dass bei dieser Bewegung der Analogkolben 24 in die Schließrichtung 19 des Tellerventils 16 verschoben wird, wirkt die Losbrechkraft des am Ventilteller 17
anliegenden Analogkolbens 24 in die Schließrichtung 19 des Tellerventils 16. Somit wird unmittelbar am Start des
Einfahrens des Stoßdämpfers 1 der Ventilteller 17 von dem
Analogkolben 24 auf den Tellerventilsitz 21 gedrückt, wodurch das Tellerventil 16 insbesondere bei der beim Start des
Einfahrens des Stoßdämpfers 1 vorliegenden minimalen
Vorspannung des Ventilteller 17 stabil in Position gehalten wird. Ansonsten würde der Ventilteller 17 Gefahr laufen
aufgrund der geringen Vorspannung beim Start des Einfahrens des Stoßdämpfers 1 angehoben zu werden, bzw. in unkontrollierte Schwingungen zu geraten, wodurch ein die Verfahrstufe
initialisierender Druckaufbau am Ventilteller 17 erst gar nicht ausreichend stattfinden würde und der Analogkolben 24 somit nicht in Richtung des Vorspannmittels verschoben werden würde. Dies gilt insbesondere dann, wenn dabei die Losbrech- und
Reibungskräfte der Dichtungen 37, 38 des Analogkolbens 24 in die Öffnungsrichtung des Ventiltellers weisen würden. Dadurch, dass das elastische Vorspannmittel 35, 43 zugleich durch den Analogkolben 24 und durch den Ventilteller 17 von dem Dämpferfuid 4, das noch nicht die Eintrittskante 22 des
Tellerventilsitzes 21 passiert hat, räumlich isoliert ist, kann ein auseichend langes und damit langhubiges Vorspannmittel 35,43 in Form z.B. der gezeigten Spiraldruck- oder Gasfeder , das z.B. einen Hub besitzt der größer ist als der gesamte
Ventilhub des Ventiltellers 17, oder durch seine Länge eine Kraft-Weg-Kennlinie besitzt, die im Bereich des Ventilhubs im Wesentlichen konstant über den Ventilhub ist und somit deren erste Ableitung im Bereich des Ventilhubs im wesentlichen Null ist (F' =dF/dx ~ 0), überhaupt erst zum Einsatz kommen, da diese Vorspannmittel die räumliche Trennung des Anteils des Dämpferfluides 4, das die Eintrittskante 22 des
Tellerventilsitzes 21 nicht (oder noch nicht) passiert hat, von dem Anteil des Dämpferfluides 4, das die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 bereits passiert hat, auf Grund ihrer geometrischen Gestalt alleine nicht sicherstellen können. Dies ist aber für einen Druckaufbau am Tellerventil 17 notwendig. Ferner bleibt das elastische Vorspannmittel 35,43 so von der Druckdifferenz dieser beiden Anteile des Dämpferfluides 4 abgeschirmt, womit es keiner weiteren Krafteinwirkung als der durch den Analogkolben 24 unterliegt, wodurch es besonders vorteilhaft in seiner erfindungsgemäßen Charakteristik stets unverändert bleibt.
In die erste Kammer 32 mündet ein Zugangskanal 39, in den ein Rohrstück 40 eingesetzt ist, das an seinen Längsenden jeweils eine Kippdichtung 41 aufweist (siehe Figuren 6 und 7) . Der Zugangskanal 39 erstreckt sich mit seinem ersten Anschnitt im Stoßdämpferzylinder 2 und mit seinem zweiten Abschnitt im
Ventilteller 17, so dass bei einer Bewegung des Ventiltellers 17 die beiden Abschnitte des Zugangskanals 39 zueinander relativbewegt sind. Mit Hilfe des Rohrstücks 40 werden die beiden Abschnitte überbrückt, wobei durch die Kippdichtungen 41 das Rohrstück 40 in dem Zugangskanal 39 kippbar gelagert ist. Der Zugangskanal 39 ist nach außen mittels einer
Druckverstellschraube 42 abgeschlossen, wobei durch ihre
Betätigung eine Volumenänderung des Zugangskanals 39
einstellbar ist. Dadurch ist die Größe des gemeinsamen
Volumens, das von der ersten Kammer 32 zusammen mit dem
Zugangskanal 39 gebildet ist, mit der Druckverstellschraube 42 veränderbar. Die Höhe des Drucks im gemeinsamen Volumen und dessen Größe bestimmen die Charakteristik der Gasfeder 35 und somit auch der Dämpferkraft der Verfahrstufe. Dies kann wie gezeigt, manuell durch die Druckverstellschraube 42 am
Stoßdämpfer oder z.B. auch ferngesteuert vom Fahrer am Lenker des Fahrrades, etwa in Form eines Fahrerlebnisschalters
erfolgen, oder auch automatisch, z.B. kontrolliert von einem Sensorik-Steuerelektronik-Aktorik System, gemäß hinterlegten Kennfeldern und Kennlinien und abhängig von diversen
Einflussgrößen wie der Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades, den Rad- oder Rahmenbeschleunigungen des Fahrrades, dem
überfahrenem Geländeprofil, der Längsneigung des Fahrrades etc.
In dem Dämpferfluidkanal 44 ist eine Querschnittsverengung 45 eingebaut, die weiterhin mit dem Rückströmventil 46 und einer Rückströmumgehung 47 versehen ist. Die Querschnittsverengung 45 kommt zum Tragen, wenn von der Eintrittsöffnung 11 das
Dämpferfluid 4 durch den Dämpferkanal 44 zur
Analogkolbendruckfläche 25 strömt. Dadurch wird der
Druckanstieg an der Analogkolbendruckfläche 25 vermindert, wodurch sich die Verfahrgeschwindigkeit des Analogkolbens 24 reduziert. Beim Ausfahren des Stoßdämpfers 1 gerät das
Rückströmventil 46 in seine Offenstellung, wodurch die
Rückströmumgehung 47 freigelegt ist, so dass die
Querschnittsverengung 45 wirkungsfrei gemacht ist und das
Dämpferfluid 4 von der Analogkolbendruckfläche 25 möglichst verlustarm und somit schnell via die Eintrittsöffnung 11 zurück in das Dämpfervolumen 3 strömen kann. Über den Wechsel zwischen unterschiedlich großen Querschnittsverengungen 45, z.B. in Form einer Revolverdüse (nicht gezeigt) oder einer in ihrem wirksamen Querschnitt einstellbare (nicht gezeigt) Querschnittsverengung 45 kann die Zeitspanne des Verfahrens des Analogkolbens eingestellt werden. Dies kann manuell am
Stoßdämpfer oder z.B. auch ferngesteuert vom Fahrer am Lenker des Fahrrades, etwa in Form eines Fahrerlebnisschalters
erfolgen, oder auch automatisch, z.B. kontrolliert von einem Sensorik-Steuerelektronik-Aktorik System, gemäß hinterlegten Kennfeldern und Kennlinien und abhängig von diversen
Einflussgrößen wie der Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades, den Rad- oder Rahmenbeschleunigungen des Fahrrades, dem
überfahrenem Geländeprofil, der Längsneigung des Fahrrades, etc .
An dem Stoßdämpferzylinder 2 und an dem Ventilteller 17
abgestützt ist ferner eine Zusatzfeder 48 vorgesehen, durch die der Ventilteller 17 in seine Schließrichtung vorgespannt ist. Das Tellerventil 16 weist einen Stützring 51 auf, der zentrisch um die Achse des Ventiltellers 17 angeordnet ist. An seiner einen Stirnseite des Stützrings 51 ist der Tellerventilsitz 21 ausgebildet, so dass die Innenkante an dieser Seite des
Stützrings 51 die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 bildet. Dieser Stirnseite abgewandt ist ein
Rückschlagventilsitz 52 ausgebildet, an dem ein
Rückschlagventil 50 anliegt, das von einer mit einer Feder vorgespannten Ringscheibe gebildet ist. Mit der Ringscheibe ist eine Abdichtung des Stützrings 51 gegen den Stoßdämpferzylinder 52 bewerkstelligt, wobei das Rückschlagventil 50 beim Einfahren des Stoßdämpfers 1 in seiner Geschlossenstellung und beim
Ausfahren des Stoßdämpfers 1 in seiner Offenstellung ist.
Der in Figur 4 gezeigte Stoßdämpfer 1 weist die Druckstufe 14 und parallel dazu geschaltet eine Zugstufe 53 auf, die
baugleich zur Druckstufe 14 ist, jedoch so in den Stoßdämpfer 1 eingebaut ist, dass die Zugstufe 53 beim Ausfahren des
Stoßdämpfers 1 dieselbe Wirkungsweise hat, wie die Druckstufe 14 beim Einfahren des Stoßdämpfers 1. Der Stoßdämpfer 1
befindet sich gerade im Ausfahren. Es dämpft die Zugstufe. Der Große Pfeil im Dämpfervolumen 3 zeigt die Bewegungsrichtung des Dämpferkolbens 5. Die Kleinen Pfeile im Leitungssystem der Verfahrstufen zeigen den momentanen Fluss des Dämpferfluides 4 bei aktiver Zugstufe 53 an. Der Analogkolben 24 der Druckstufe 14 ist während des gezeigten Ausfahrvorganges des Stoßdämpfers 1 bereits in seine erste Extremposition, seine Ausgangslage vor dem nächsten Einfahrvorgang, zurückgekehrt, das elastisches Vorspannmittel 35,43 ist somit maximal entspannt, der
Analogkolben 24 der Zugstufe 53 dagegen ist auf dem Weg zu seiner zweiten Extremposition, das elastische Vorspannmittel 35,43 ist dabei kontinuierlich weiter vorgespannt zu werden, wobei sich auch die Vorspannkraft des Ventiltellers 17 gegen den Tellerventilsitz 21 erhöht. Vorteilhafterweise sind, wie in der Figur 4 gezeigt, die Verfahrstufen der Zugstufe 53 und der Druckstufe 14 so miteinander gekoppelt, dass das Dämpferfluid 4, das beim Einfahren des Stoßdämpfers 1 (aus dem
Dämpfervolumen 3 strömend) noch nicht die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 der Druckstufe 14 passiert hat, auch auf die Analogkolbengegenfläche 27 der Zugstufe 53 wirkt und dass das Dämpferfluid der Zugstufe 53, das beim Ausfahren des
Stoßdämpfers 1 (aus dem Steigrohr 13 strömend) , noch nicht die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 der Zugstufe passiert hat, auch auf die Analogkolbengegenfläche 27 der
Druckstufe 14 wirkt. Dadurch wird bei einer Geländefahrt mit ständig aufeinander folgenden Einfahr- und Ausfahrvorgängen des Stoßdämpfers 1 erreicht, das zusätzlich zur Rückstellkraft des elastischen Vorspannmittels 35,43 der momentan inaktiven
Verfahrstufe (z.B. der Zugstufe beim Einfahren), auch der durch den Druckabfall am Ventilteller 17 der jeweils anderen, momentan aktiven Verfahrstufe (z.B. der Druckstufe 15 beim Einfahren) entstehende Druck des Dämpferfluides 4, an der
Analogkolbengegenfläche 27 des Analogkolbens 24 der inaktiven Verfahrstufe anliegt, und diesen dadurch in seine erste
Extremposition zurückschiebt und somit das elastische
Vorspannmittel 35/43 der momentan inaktiven Verfahrstufe bei seiner Entspannung unterstützt, bis es in der ersten
Extremposition des Analogkolbens 24 auf seinen Startwert zurücksetzt ist. Die dazu benötigte kleine Menge des
Dämpferfluides 4, die noch nicht die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 der momentan aktiven Verfahrstufe
passiert hat, umgeht so den Tellerventilsitz 21 und den
Ventilteller 17 der momentan aktiven Verfahrstufe. Dadurch kann sich die Kolbenstange 6 des Stoßdämpfers 1 bereits geringfügig bewegen, obwohl sich der von der Zusatzfeder 48 vorgespannte Ventilteller 17, der momentan aktiven Verfahrstufe, noch nicht geöffnet hat. Der Kraftaufwand den Analogkolben 24 der
inaktiven Verfahrstufe in Richtung seiner ersten Extremposition zu verschieben und damit die Kolbenstange 6 weiter zu bewegen nimmt aber kontinuierlich und sanft zu, da sich das elastische Vorspannmittel dieser Verfahrstufe zunehmend entspannt, womit es immer weniger zur Rückstellkraft des Analogkolbens 24 beiträgt, wodurch ebenfalls der Druck des Dämpferfluides 4 an der Ventiltellerdruckfläche 20 des Ventiltellers 17 der
momentan aktiven Verfahrstufe kontinuierlich sanft steigt, bis die momentane Vorspannkraft seines Vorspannmittels 35,43 und seiner Zusatzfeder 48 überwunden ist und das Tellerventil öffnet. Dadurch ist es besonders vorteilhaft erreicht, dass der Stoßdämpfer 1 beim beliebigen Wechsel zwischen Ein- und
Ausfahrbewegung ein deutlich verbessertes Ansprechverhalten auf Anregungen von kleinsten Bodenunebenheiten aufweist. Dies gilt insbesondere dann, wenn es sich um vibrationsähnliche,
hochfrequente Anregungen und damit Hübe der Kolbenstange 6 handelt, die von so kurzer Amplitude sind, dass sich die
Ventilteller 17 beider Verfahrstufen 14,53, erst gar nicht öffnen .
In Figur 5 ist eine zweite Ausführungsform der ersten
erfindungsgemäßen alternativen Druckstufe 14 gezeigt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform, die in Figuren 1 und 3 gezeigt ist, darin, dass statt der Gasfeder 35 eine Vorspannfeder 43 in Form einer Schraubenfeder aus Flachmaterial vorgesehen ist. Ferner fallen die Kolbenköpfe 29, 30 des Analogkolbens 24 zu einem einzigen Kolbenkopf zusammen, von dem ein Dorn zum Anliegen am Anschlag 49 in der zweiten Extremposition vorgesehen ist. In Figur 6 und 7 ist das gasführende Rohrstück 40 mit seinen zwei Kippdichtungen 41 und seinem Zugangskanal 39 dargestellt, das eine gasleitende, extrem reibungsarme Verbindung der ersten 31 und/oder der zweiten Kammer 32 im Tellerventil 16 mit dem Teil des im Stoßdämpferkörper ausgeführten Zugangskanals 39 der darin angebrachten Druckverstellschraube 42 und einem mit diesem Kanal 39 Gasleitend verbundenem Befüllventil (nicht gezeigt) gewährleistet, während sich das Tellerventil 16 durch seine Schließ- und Öffnungsbewegungen auf und ab bewegt.
In Figur 6 ist ein Tellerventil 16 gezeigt, dass nur via ein Rohrstück 40 mit dem Stoßdämpferkörper gasführend und
beweglich verbunden ist. Idealerweise ist das Rohrstück dabei zur Achse des Tellerventils 16 leicht nach außen versetzet, wie in den Schnittdarstellungen gut zu sehen, in das Tellerventil 16 integriert. Der statische, z.B. durch den Ausgleichskolben 10 aufgebrachte Druck des Dämpfungsfluides 4, dass das
Tellerventil 16 umgibt, muss dabei stets größer sein, als der Druck im Zugangskanal 39, um ein herausfallen des Rohrstückes 40 aus seinen Taschen im Tellerventil 16 und im
Stoßdämpferkörper zu verhindern. Durch diesen Überdruck wird das Tellerventil 16 mit der Stirnwand seiner Tasche gegen das kugelförmigen Ende des Rohrstücks 41 gepresst, wodurch wiederum das Rohrstück mit seinem anderen kugelförmigen Enden auf die Stirnwand der Tasche des Stoßdämpferkörpers gepresst wird.
Öffnet sich das Tellerventil 16 nun, stellt sich das Rohrstück 41 leicht schräg, wodurch das Tellerventil 16 auf Grund des Überdrucks geringfügig um seine Achse rotieren muss, um weiter am kugelförmigen Ende des Rohrstücks 40 angepresst zu sein, womit es die Verkürzung des Rohrstücks 40 auf Grund seiner
Schrägstellung kompensiert. Das Rohrstück 40 verhält sich dabei somit wie ein dreidimensional kippender Pleuel, dass das
Rotationsmoment des Tellerventils 16 um seine Achse, abstützt. Die von den Kippdichtungen 41 erzeugten Reibungskräfte, sind bezogen auf die Kipprichtung des Rohrstücks 40, selbst bei sehr strammen Sitz nahezu vernachlässigbar, außerdem sind die Kräfte auf die Gleitführungen des Tellerventils 16 im
Stoßdämpferkörper auf Grund der Pleuelfunktion des Rohrstücks 40 und der Ausgleichsrotation des Tellerventils 16 ebenfalls minimal, wodurch sich insgesamt nur geringste Reibungskräfte in Öffnungs- und Schließrichtung des Tellerventils 16 ergeben. In Figur 7 sind zwei gegeneinander ausgeführte Rohrstücke 40 zu sehen. Mit einem der Rohrstücke kann die erste Kammer 31 mit dem zweiten Rohrstück 40 die zweite Kammer 32 gasleitend an den Stoßdämpferkörper angebunden sein. Hier kann der Druck in einem oder in beiden Rohrstücken 40 grösser werden, als der statische Druck des Dämpferfluides 4, da sich das Tellerventil 16
wechselseitig an einem der beiden Rohrstücke 40 abstützen kann. Es müssen nicht unbedingt beide Rohrstücke 40 mit einem
Zugangskanal 39 und den Kippdichtungen 41 versehen sein, wenn nur eins zur Gasleitung benötigt wird. In Figur 8 ist der Stoßdämpfer 1 mit der Druckstufe 14 als eine erste Ausführungsform der zweiten alternativen
erfindungsgemäßen Verfahrstufe und in Figur 9 ist der
Stoßdämpfer 1 mit der Druckstufe 14 als eine zweite
Ausführungsform der zweiten alternativen erfindungsgemäßen Verfahrstufe gezeigt. Die Druckstufe 14 als die zweite
alternative erfindungsgemäße Verfahrstufe unterscheidet sich von der Druckstufe 14 als die erste alternative
erfindungsgemäße Verfahrstufe dahingehend, dass die
Analogkolbendruckfläche 25 des Analogkolbens 24 der Gasfeder 25 bzw. der Vorspannfeder 43 abgewandt angeordnet ist und die
Ventiltellerdruckfläche 20 des Ventilteller 17 derjenige Teil der Oberfläche des Ventiltellers 17 ist, der stromauf der
Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 angeordnet ist. Ferner weist der Ventilteller 16 der Druckstufe 14 als die zweite alternative erfindungsgemäße Verfahrstufe eine
Ventiltellerkolbenfläche 55 auf, die der
Ventiltellerdruckfläche 20 abgewandt angeordnet ist, wobei die Ventiltellerdruckfläche 20 und die Ventiltellerkolbenfläche 55 und die Analogkolbendruckfläche 25 beim Verfahren des
Stoßdämpfers 1 in die eine Einfahrrichtung 7 mit dem aus dem Dämpfervolumen 3 ausgeströmten Dämpferfluid 4 beaufschlagt sind. Dadurch ist erreicht, dass die Gasfeder 25 bzw. die
Vorspannfeder 43 via den Analogkolben 24 und den Dämpferfluid 4, das noch nicht die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 passiert hat, über die Ventiltellerkolbenfläche 55 mit dem Tellerventil 16 gekuppelt ist. Die Ventiltellerkolbenfläche 55 in die Schließrichtung 19 des Tellerventils 16 projiziert ist größer als die Ventiltellerdruckfläche 20, und da die
Analogkolbendruckfläche 25 und die Analogkolbengegenfläche 27 einander abgewandt angeordnet sind, und die
Analogkolbengegenfläche 27 mit dem Druckfluid 4 beaufschlagt ist, das bereits die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 passiert hat, und die Analogkolbendruckfläche 25 und die
Ventiltellerkolbenfläche 55 mit dem Druckfluid 4 beaufschlagt ist, das noch nicht die Eintrittskante 22 des
Tellerventilsitzes 21 passiert hat, wirkt am Analogkolben 24 und an der Ventiltellerkolbenfläche 55 der Druckunterschied, der am Tellerventilsitz 21 beim Durchströmen des Tellerventils 16 abgebaut wird. Dadurch wird erreicht, dass beim Einfahren des Stoßdämpfers 1 der Analogkolben 24 sich in Richtung zur Gasfeder 25 bzw. Vorspannfeder 43 hin verschiebt und dadurch die Vorspannkraft des Ventiltellers 17 sich erhöht, wobei die Vorspannung des Ventiltellers 17 , während des Verfahrens des
Analogkolbens, durch das Vorspannmittel stets elastisch bleibt.
Der Stoßdämpferzylinder 2 der der Druckstufe 14 gemäß der zweiten alternativen erfindungsgemäßen Verfahrstufe gemäß
Figuren 8 und 9 weist einen Hohlzylinder 56 auf, der mit dem Dämpferfluid 4 gefüllt ist, das die Eintrittskante 22 des
Tellerventilsitzes 22 bereits passiert hat. In dem Hohlzylinder 56 ist der Analogkolben 24 längsverschiebbar angeordnet. Der Ventilteller 17 weist einen Kolbenstumpf 57 auf, der in dem Hohlzylinder 56 längsverschiebbar angeordnet ist. Bei der
Druckstufe 14 als die erste Ausführungsform der zweiten
alternativen erfindungsgemäßen Verfahrstufe gemäß Figur 8 ist der Vorsprung 23 an der Innenseite des Hohlzylinders 56
angeordnet. Außerdem weist die die Druckstufe 14 als die zweite Ausführungsform der zweiten alternativen erfindungsgemäßen
Verfahrstufe gemäß Figur 9 einen Abstützsitz 54 auf, der dem Kolbenstumpf 57 abgewandt angeordnet ist und an dem die
Vorspannfeder 43 abgestützt ist. Die Dämpferfluiddichtung 37 und die Gasdichtung 38 sind als Schleifringe, insbesondere als O-Ringe, ausgebildet. Mit der Dämpferfluiddichtung 37 wird das Dämpferfluid 4 gegen das Gas 36 abgedichtet, wohingegen mit der Gasdichtung 38 das Gas 36 der ersten Kammer 31 gegen das Gas 36 der zweiten Kammer 32 abgedichtet wird. Beim Losbrechen des Analogkolbens 24 bei seiner Bewegung von der ersten Extremposition zur zweiten
Extremposition ist die Haftreibung an der Dämpferfluiddichtung 37 und der Gasdichtung 38 zu überwinden. Dadurch, dass bei dieser Bewegung die Losbrechkraft des Analogkolbens 24 in die Schließrichtung 19 des Tellerventils 16 wirkt (übertragen von der Analogkolbendruckfläche 25 auf die Ventiltellerkolbenfläche 55 via das zwischen diesen beiden Flächen befindliche
Dämpferfluid 4), wird unmittelbar am Start des Einfahrens des Stoßdämpfers 1 der Ventilteller 17 von dem Analogkolben 24 auf den Tellerventilsitz 21 gedrückt, wodurch das Tellerventil 16 insbesondere bei der beim Start des Einfahrens des Stoßdämpfers 1 vorliegenden minimalen Vorspannung des Ventilteller 17 stabil in Position gehalten wird. Ansonsten würde der Ventilteller 17 Gefahr laufen aufgrund der geringen Vorspannung beim Start des Einfahrens des Stoßdämpfers 1 angehoben zu werden, bzw. in unkontrollierte Schwingungen zu geraten, wodurch ein die
Verfahrstufe initialisierender Druckaufbau am Ventilteller 17 erst gar nicht ausreichend stattfinden würde und der
Analogkolben somit nicht Richtung des Vorspannmittels
verschoben werden würde. Dies gilt insbesondere dann, wenn dabei die Losbrech- und Reibungskräfte der Dichtungen 37, 38 des Analogkolbens 24 in die Öffnungsrichtung des Ventiltellers wirken würden.
Im Gegensatz zu der ersten erfindungsgemäßen alternativen
Verfahrstufe, steigt der Druck des Dämpfungsfluides 4 und damit die Dämpferkraft, wenn der Analogkolben 24 der zweiten
alternativen erfindungsgemäßen Verfahrstufe sein Hubende erreicht, egal ob er sich dabei am Vorspannmittel 35,43 oder über einen wie bei der ersten erfindungsgemäß alternativen Verfahrstufe eingerichteten Anschlag 49 abstützt oder nicht, schlagartig an, weil an der Ventiltellerkolbenfläche weiterhin der Druck des Dämpferfluides 4 wirkt, das noch nicht die
Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 passiert hat. Dies macht einen wirkungsgleichen Anschlag 49 wie bei der der ersten erfindungsgemäßen alternativen Verfahrstufe unmöglich. Ein gleiche Wirkung wie des Anschlags 49 der ersten
erfindungsgemäßen alternativen Verfahrstufe kann bei der zweiten erfindungsgemäßen alternativen Verfahrstufe aber erzielt werden, indem z.B. im Stoßdämpferkolben 5, ein
federvorgespannt verschlossenes Bypassventil eingebaut ist, das die Verfahrstufe überbrückt, indem seine Vorspannungskraft überwunden wird, sobald ein gewünschter Maximalwert des Druck des Dämpfungsfluides 4 und damit an Dämpferkraft der
Verfahrstufe erreicht ist, womit das Tellerventil 16 überbrückt ist, wodurch die Dämpferkraft nicht mehr weiter ansteigt (nicht gezeigt) . Eine weitere Möglichkeit die gleiche Wirkung zu erreichen besteht darin, den Zufluss des Dämpferfluides 4 durch die Querschnittsverengung 45 im Dämpferfluidkanal 44 zu
unterbrechen, sobald der Analogkolben 24 die zweite
Extremposition in der er das Vorspannmittel 35,43 maximal vorspannen soll, erreicht hat. Das kann z.B. durch einen am Analogkolben 24 befestigten, senkrecht zur
Analogkolbendruckfläche 25 und konzentrisch zur Mantelfläche des Analogkolbens 25 ausgeführten und durch die ebenfalls konzentrisch zur Mantelfläche des Analogkolbens 24 angeordnete Bohrung der Querschnittsverengung 45 hindurchgeführten
Steuerstab (nicht gezeigt) erreicht werden. Der wirksame
Querschnitt der Querschnittsverengung 45 ist somit ein
Ringspalt, gebildet aus der Bohrung der Querschnittsverengung 45 und dem durch sie hindurchgeführten, dünneren Steuerstab. Der Steuerstab ist dabei so gestaltet, dass er eine
konzentrische Aufdickung, auf seinem zum Analogkolben
abgewandten Ende aufweist, mit der er die Querschnittsverengung 45 verschließt, sobald der Analogkolben 24 die zweite
Extremposition erreicht hat. Somit ist die
Ventiltellerkolbenfläche 55 vom weiteren Druckanstieg des
Dämpferfluides 4, dass die Eintrittskante des
Tellerventilsitzes 22 noch nicht erreicht hat abgeschottet, wodurch die Vorspannkräfte des Ventiltellers 17 und somit die Dämpferkräfte des Stoßdämpfers 1 nicht weiter ansteigen.
Besonders bevorzugt ist in dieser zweiten Extremposition des Analogkolbens 24 noch so viel Resthub im Vorspannmittel 35,43 vorhanden, dass der Ventilteller 17 den Analogkolben 24 über das nun zwischen Ventiltellerkolbenfläche 55 und der
Analogkolbendruckfläche 25 eingeschlossene Dämpferfluid soweit verschieben kann, dass dem Ventilteller 17 ermöglicht ist noch mindestens seinen gesamten Ventilhub ausführen , wodurch der Ventilteller 17 in der zweiten Extremposition des Analogkolbens 24 weiterhin durch das Vorspannmittel 35,43 elastisch
vorgespannt bleibt.
Sowohl die Vorspannung des beschriebenen Bypassventils als auch die Position des Vorsprunges 23 z.B. aus Figur 4 und 5, oder auch die Position der Aufdickung des hier beschriebenen
Steuerstabs relativ zur Querschnittsverengung 45 können
besonders vorteilhaft manuell am Stoßdämpfer oder z.B. auch ferngesteuert vom Fahrer am Lenker des Fahrrades, etwa in Form eines Fahrerlebnisschalters, eingestellt oder auch automatisch kontrolliert von einem Sensorik-Steuerelektronik-Aktorik System werden gemäß hinterlegten Kennfeldern und Kennlinien und abhängig von diversen Einflussgrößen wie der
Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades, den Rad- oder
Rahmenbeschleunigungen des Fahrrades, dem überfahrenen
Geländeprofil und/oder der Längsneigung des Fahrrades etc.
Dadurch, dass die Analogkolbendruckfläche 25 und die
Analogkolbengegenfläche 27 des Analogkolbens 24 gleich groß sind, ist die Position des Analogkolbens 24 in jeder
Hubposition des Stoßdämpfers 1 unabhängig von dem
hydrostatischen Vorspanndruck, der durch den unter Gasdruck stehenden Ausgleichskolben 10 (siehe Beschreibung zu Figur 1) auf das Dämpferfluid 4 übertragen wird und somit auch
unabhängig von der momentanen Hubposition des Stoßdämpfers
(dies gilt für alle Ausführungsformen beider erfindungsgemäßen alternativen Verfahrstufen, gezeigt in den Figuren 1, 3, 4, 5) . Nur so kann z.B. der Ventilteller der gezeigten Verfahrstufenstufen beim Start des Ein- oder Ausfahrens des Stoßdämpfers 1, mit einer, für die Funktion der
erfindungsgemäßen Verfahrstufe notwendigen, von der momentanen Hubposition des Stoßdämpfers 1 unabhängigen und in der ersten Extremposition seines Analogkolbens 25 sehr geringen, immer gleichen Startvorspannung durch das elastische Vorspannmittel 35,43 beaufschlagt sein. Wären die Analogkolbengegenfläche 27 und die Analogkolbendruckfläche 25 unterschiedlich groß, würde dies dazu führen, dass entweder der Analogkolben 24 nicht in jeder Hubposition des Stoßdämpfers 1 in die gezeigte
Ausgangslage, seine erste Extremposition, zurückkehren könnte, oder beim Start des Verfahrvorgangs des Stoßdämpfers 1 die bestehende Vorspannung am Analogkolben 24, verursacht durch den beschriebenen hydrostatischen Druck des Dämpferfluides 4, erst überwunden werden müsste, bevor sich der Analogkolben 24 überhaupt verschieben würde und wodurch ein die Verfahrstufe initialisierender Druckaufbau am Ventilteller 17 erst gar nicht ausreichend stattfinden würde, womit sich der Analogkolben nicht in Richtung des Vorspannmittels 35,43 verschieben würde, wodurch sich die Vorspannkraft am Ventilteller 17 nicht erhöhen würde .
Dadurch, dass das elastische Vorspannmittel 35, 43 zugleich durch den Analogkolben 24 von dem Dämpferfuid 4, dass noch nicht die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 passiert hat, räumlich isoliert ist, kann ein auseichend langes und damit langhubiges Vorspannmittel 35, 43 in Form z.B. der gezeigten Spiraldruck- oder Gasfeder , das durch seine Länge eine Kraft-Weg-Kennlinie besitzt, die im Bereich des Ventilhubs im Wesentlichen konstant über den Ventilhub ist und somit deren erste Ableitung im Bereich des Ventilhubs (x) im wesentlichen Null ist (F' =dF/dx ~ 0), überhaupt erst zum Einsatz kommen, da ein solches Vorspannmittel die räumliche Trennung des Anteils des Dämpferfluides 4, das noch nicht die Eintrittskante 22 des Tellerventilsitzes 21 passiert hat von dem Anteil des
Dämpferfluides 4, das die Eintrittskante 22 des
Tellerventilsitzes 21 bereits passiert hat, auf Grund seiner geometrischen Gestalt alleine nicht sicherstellen kann. Dies ist aber für einen Druckaufbau am Tellerventil 17 notwendig. Ferner bleibt das elastische Vorspannmittel 35,43 so von der Druckdifferenz dieser beiden Anteile des Dämpferfluides 4 abgeschirmt, womit es keiner weiteren Krafteinwirkung als der durch den Analogkolben 24 unterliegt, wodurch es besonders Vorteilhaft in seiner erfindungsgemäßen Charakteristik stets unverändert bleibt.
In Figur 10 ist der Verlauf unterschiedlicher Hubamplituden eines theoretischen, kaum gedämpften Dämpferbeins am Vorderrad eines Fahrrades bei auf Ihn wirkenden Hubanregungen über die Zeitachse 58 gezeigt. Die Hubanregungen weisen jeweils ein Hubanregungsmaximum 63 auf. Bei einer Hubanregung des
Vorderrades durch Hindernisse 66, 67 folgt beim Überrollen des Hindernismaximums durch das Vorderrad, also dem maximalen
Höhenunterschied des Hindernisses zu dem ihm direkt umgebenden Niveau der Fahrbahn, erst kurze Zeit später ein
Hubanregungsmaximum 63, weil durch die Masseträgheit der ungefederten Massen verursacht das kaum gedämpfte Dämpferbein auch noch nach dem Hindernismaximum kurzzeitig weiter
einfedert. Jede Hubanregung lässt sich in zwei Bereiche
aufteilen: vor Erreichen des Hubanregungsmaximums 63 handelt es sich um eine Einfahranregung, nach dessen erreichen um eine Ausfahranregung des Stoßdämpfers. Der Gradient der Kurven stellt die jeweilige Ein-/Ausfahrgeschwindigkeit des
theoretischen, kaum gedämpften Dämpferbeins über die
Hubanregung dar. Aus dem Diagramm ist die unterschiedliche Anregungsdauer der Hubanregungen gut erkennbar: sie stellt sich auf der Zeitachse 39 als der Zeitstrahl vom Schnittpunkt der Achsen 58, 60 bis zum Schnittpunkt 65 der Kurve der jeweiligen Hubanregung mit der Zeitachse 58 dar. Es ist durch ein
Bezugszeichen markiert, ob die jeweilige Hubanregung eine erwünschte Verfahrbewegung 61 oder unerwünschte Verfahrbewegung 62 des Dämpferbeines auslöst. Gut zu erkennen ist, dass
Hubanregungen durch Hindernisse (Bordsteinkante 66, niedrigerer Stein 67), die erwünschte Verfahrbewegungen 61 auslösen, wesentlich kürzer andauern, als Hubanregungen, die z.B. durch Bremskräfte 68, oder durch Pedalieren 69 induziert werden und die unerwünschte Verfahrbewegungen 62 auslösen. Weiterhin ist dargestellt, dass sich die Anregungsdauer über unterschiedliche Hindernistypen 59, 60, insbesondere bis zum Erreichen ihrer Hindernis- bzw. Hubanregungsmaxima 63, in einem zeitlich sehr engen Bereich 64 bewegt. Das Bezugszeichen 59 markiert eine Linie, deren Schnittpunkt mit der Zeitachse 58 das Ende der Zeitspanne darstellt, die der Analogkolben 24 des Stoßdämpfers 1 benötigt, um von der ersten in die zweite Extremposition zu verfahren. Die voreingestellte Zeitspanne erstreckt sich also auf der Zeitachse 58 vom Schnittpunkt der Achsen 58, 60 bis zu diesem Punkt. Der Schnittpunkt der Linie 59 mit dem jeweiligen Graphen der Hubanregungen 66, 67, 68, 69 zeigt, bezogen auf den Anregungstyp, bei welcher momentanen Höhe der
Anregungsamplitude der jeweiligen Hubanregung die höchsten Dämpfungskräfte des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers 1 erreicht werden würden. Deutlich ist zu erkennen, dass bei den
Hubanregungen 66, 67, die unerwünschte Stoßdämpferbewegungen 61 auslösen, bereits bei einem Bruchteil ihrer maximalen
Hubamplituden noch weit vor Erreichen der Hubanregungsmaxima 63 die höchsten Dämpfungskräfte anliegen, während bei den
Hubamplituden der erwünschten Stoßdämpferbewegungen 61 die Dämpfungskräfte erst kurz vor dem Hubanregungsmaximum 63 und somit am Hindernismaximum erreicht werden. Ist das Ende der Zeitspanne 59 erst nach Erreichen des Hubanregungsmaximums 63 erreichbar, so werden die maximalen Dämpferkräfte des
Stoßdämpfers 1 erst gar nicht erreicht. Dadurch, dass im
Bereich des Ventilhubes des Ventiltellers 17 die Kraft-Weg- Kennlinie des Vorspannmittels 35,43 im Wesentlichen konstant ist, in diesem Bereich somit eine erste Ableitung hat, die im wesentlichen Null ist (F' =dF/dx ~ 0), ist die Dämpferkraft unabhängig von der jeweiligen Verfahrgeschwindigkeit des
Stoßdämpfers 1, womit auch der am Ventilteller 17 entstehende Druckabfall des Dämpfungsfluides 4 unabhängig von der
Verfahrgeschwindigkeit ist und damit auch die am Analogkolben 24 wirkende Kraft, wodurch die Zeitspanne, die der Analogkolben 24 benötigt, um von seiner ersten Extremposition in seine zweite Extremposition zu verfahren und das Vorspannmittel 35,43 maximal vorzuspannen, für alle Hubanregungen 66, 67, 68, 69 immer gleich lang ist und somit nach immer der gleichen Zeit nach Beginn der jeweiligen Hubanregung 66, 67, 68, 69 ihr Ende 59 erreicht. Die Gradienten der Hubanregungen 67 und 68 sind in Bereichen gleich steil, womit auch die Einfahrgeschwindigkeiten des ungedämpften Dämpferbeins in diesen Bereichen der Hubanregungen nahezu identisch sind. Auch die Amplituden der Hubanregungen 66 und 68 sind annähernd gleich hoch. Somit ist gut zu erkennen, dass weder die Hubamplituden noch die Verfahrgeschwindigkeiten dazu geeignet sind, erwünschte und unerwünschte Hubanregungen des Dämpferbeins zu unterscheiden und die Dämpferkraft
entsprechend zu regulieren. Der Stoßdämpfer ist in seiner
Dämpferkraft daher besonders vorteilhaft sowohl von den
Verfahrgeschwindigkeiten als auch von den Hubamplituden als direkte Einflussfaktoren unabhängig.
In Figur 11 ist der Verlauf der Dämpferkraft 75 des
Stoßdämpfers 1 über seinen Einfahrhub 74 gezeigt, wenn der Stoßdämpfer 1 den in Figur 10 gezeigten unterschiedlichen
Hubanregungen ab Beginn der Hubanregung bis zu ihrem jeweiligen Hubanregungsmaximum ausgesetzt ist. Das Bezugszeichen 70 markiert den Dämpferkraftverlauf über die Hubanregung 66 der Bordsteinkante, das Bezugszeichen 71 den Dämpferkraftverlauf über die Hubanregung 67 des Steins, das Bezugszeichen 72 den Dämpferkraftverlauf über die Hubanregung 68 beim Bremsvorgang und Bezugszeichen 73 den Dämpferkraftverlauf über die
Hubanregung 69 durch pedalierinduziertes Wippen. Unerwünschte Stoßdämpferbewegungen die durch die Hubanregungen 68, 69 ausgelöst werden, lösen Dämpferkraftverläufe 72, 73 mit äußerst steilen Gradienten aus, wodurch bereits bei äußerst geringen Einfahrhüben maximale Dämpferkräfte hervorgerufen werden.
Erwünschte Stoßdämpferbewegungen, die durch die Hubanregungen 66, 67 ausgelöst werden, weisen Dämpferkraftverläufe 70, 71 mit flachen Gradienten auf, die sanft von einem minimalen Startwert ausgehend ansteigen. Sie erreichen ihre höchsten Dämpferkräfte am jeweiligen Hindernismaximum, aber bei unterschiedlichen Einfahrhüben, wodurch der Stoßdämpfer 1 immer nur so viel Einfahrweg freigibt, wie für die vollständige Absorption der unterschiedlich hohen Hindernisse notwendig ist.
Beim Dämpferkraftverlauf 70 über die Bordsteinkante wird die maximale Dämpferkraft nicht erreicht, weil die Zeitspanne die der Analogkolben des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers benötigt, um von der ersten in die zweite Extremposition zu verfahren, so eingestellt ist, dass sie bei Erreichen des Hindernis- bzw. Hubanregungsmaximums noch nicht abgelaufen ist. Somit ist die maximal erreichte Dämpferkraft über die Bordsteinkante geringer als über den niedrigeren Stein, wodurch eine besondere
Komforteinstellung des Stoßdämpfers über besonders harte und schnelle Schläge erreicht ist. Für die Ausfahrbewegungen des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers Funktionsweisen analog.
Bezugs zeichenliste
1 Stoßdämpfer
2 Stoßdämpferzylinder
3 Dämpfervolumen
4 Dämpferfluid
5 Stoßdämpferkolben
6 Kolbenstange
7 Einfahrrichtung des Stoßdämpfers
8 Dämpfungsöffnung
9 Ausgleichsvolumenbehälter
10 Ausgleichskolben
11 Eintrittsöffnung
12 Austrittsöffnung
13 Steigrohr
14 Druckstufe
15 Stufendrossel
16 Tellerventil
17 Ventilteller
18 Ventilschaft
19 Schließrichtung des Tellerventils
20 Ventiltellerdruckfläche
21 Tellerventilsitz
22 Eintrittskante des Tellerventilsitzes
23 Vorsprung
24 Analogkolben
25 Analogkolbendruckfläche
26 Druckkanal
27 Analogkolbengegenfläche
28 Gegenkanal
29 erster Kolbenkopf
30 zweiter Kolbenkopf
31 erste Kammer
32 zweite Kammer
33 Verbindungsaussparung
34 Kolbenschaft
35 Gasfeder Gas
Dämpferfluiddichtung
Gasdichtung
Zugangskanal
Rohrstück
Kippdichtung
Druckverstellschraube
Vorspannfeder
Dämpferfluidkanal
Querschnittsverengung
Rückströmventil
Rückströmumgehung
Zusatzfeder
Anschlag
Rückschlagventil
Sitzring
Rückschlagventilsitz
Zugstufe
Abstützsitz
Ventiltellerkolbenfläche
Hohlzylinder
Kolbenstumpf
Zeitachse
Ende der Zeitspanne
Anregungsamplitude der Hubanregung
Hubanregung erwünschter Dämpferbeinbewegungen
Hubanregung unerwünschter Dämpferbeinbewegungen
Hubanregungsmaximum
Bereich der Hubmaxima bei Hindernissen
Anregungsdauer der Hubanregung
Hubanregung durch Bordsteinkante
Hubanregung durch niedrigen Stein
Hubanregung durch Bremsvorgang
Hubanregung durch Pedalieren
Dämpferkraftverlauf bei Hubanregung 66 durch Bordsteinkante Dämpferkraftverlauf bei Hubanregung 67 niedrigen Stein Dämpferkraftverlauf bei Hubanregung 68 durch Bremsvorgang Dämpferkraftverlauf bei Hubanregung 69 durch Pedalieren 74 Einfahrhub
75 Dämpferkraft

Claims

Patentansprüche
1. Verfahrstufe für einen hydraulischen Stoßdämpfer (1), der ein mit einem inkompressiblen Dämpferfluid (4) gefülltes
Dämpfervolumen (3) aufweist, mit einer ein Tellerventil (16) mit einem Ventilteller (17) aufweisenden Stufendrossel (15), durch die beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in eine der Verfahrrichtungen (7) das Dämpferfluid (4) entgegen der
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) strömt, wodurch von dem Ventilteller (17) eine Stoßdämpferwiderstandskraft
erzeugbar ist, wobei die Stufendrossel (15) einen Analogkolben (24) und zum Vorspannen des Ventiltellers (17) in die
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) ein elastisches Vorspannmittel (35, 43) aufweist, das an dem Analogkolben (24) und an dem Ventilteller (17) abgestützt ist, so dass via das Vorspannmittel (35, 43) der Analogkolben (24) mit dem
Tellerventil (16) elastisch gekuppelt ist, wobei der
Ventilteller (17) eine Ventiltellerdruckfläche (20), die derjenige Teil der Oberfläche des Ventiltellers (17) ist, der stromauf der Eintrittskante (22) des Tellerventilsitzes (21) angeordnet ist, und der Analogkolben (24) eine
Analogkolbendruckfläche (25) aufweist, die dem Vorspannmittel (35, 43) abgewandt angeordnet ist, wobei die
Ventiltellerdruckfläche (20) und die Analogkolbendruckfläche (25) beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in die eine
Verfahrrichtung (7) mit dem aus dem Dämpfervolumen (3)
ausgeströmten Dämpferfluid (4) beaufschlagt sind und in die Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die Analogkolbendruckfläche (25) größer ist als die
Ventiltellerdruckfläche (20), so dass beim Verfahren des
Stoßdämpfers (1) in die eine Verfahrrichtung (7) der
Analogkolben (24) sich in Richtung zum Vorspannmittel (35, 43) hin verschiebt und dadurch die Vorspannkraft des Ventiltellers (17) sich erhöht.
2. Verfahrstufe gemäß Anspruch 1, wobei in die Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die Analogkolbendruckfläche (25) bis zum Vierfachen größer ist als die Ventiltellerdruckfläche (20).
3. Verfahrstufe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Analogkolben (24) eine Analogkolbengegenfläche (27) aufweist, die der
Analogkolbendruckfläche (25) abgewandt ist und mit dem
Dämpferfluid (4) beaufschlagt ist, das beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in die eine Verfahrrichtung (7) den
Tellerventilsitz (21) bereits passiert hat.
4. Verfahrstufe gemäß Anspruch 3, wobei in die Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die
Analogkolbendruckfläche (25) und die Analogkolbengegenfläche (27) gleich groß sind.
5. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das elastische Vorspannmittel (35, 43) zwischen dem Analogkolben (24) und dem Ventilteller (17) angeordnet ist, so dass das elastische Vorspannmittel (35, 43) von dem Dämpferfluid (4), das beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in die eine
Verfahrrichtung (7) den Tellerventilsitz (21) noch nicht passiert hat, räumlich isoliert ist.
6. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Analogkolben (24) an dem Tellerventil (16) verschiebbar anliegt und mittels einer Dämpferfluiddichtung (37) dämpferfluiddicht abgedichtet ist.
7. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Tellerventil (16) einen hohlzylinderförmigen Ventilschaft (18) aufweist, an dem außenseitig der Ventilteller (17) und in dem verschiebbar der Analogkolben (24) angeordnet ist sowie der innenseitig einen Vorsprung (23) aufweist, an dem das
Vorspannmittel (35, 43) abgestützt ist.
8. Verfahrstufe gemäß Anspruch 1 bis 7, wobei der Analogkolben (24) in eine erste Extremposition bringbar ist, in der die Vorspannkraft, die von dem Analogkolben (24) via das Vorspannmittel (35, 43) auf den Ventilteller (17) aufgebracht ist, minimal ist, insbesondere Null.
9. Verfahrstufe gemäß Anspruch 8, wobei der Analogkolben (24) in eine zweite Extremposition bringbar ist, in der die
Vorspannkraft, die von dem Analogkolben (24) via das
Vorspannmittel (35, 43) auf den Ventilteller (17) aufgebracht ist, einen Maximalwert hat.
10. Verfahrstufe gemäß Anspruch 9, wobei der Analogkolben (24) bei der Bewegung von der ersten Extremposition zu der zweiten Extremposition in die Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) zu verschieben ist.
11. Verfahrstufe gemäß Anspruch 10, wobei der Analogkolben (24) in seiner zweiten Extremposition an einem Anschlag (49) der Verfahrstufe (14, 53) anliegt.
12. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Verfahrstufe (14, 53) ein Rückschlagventil (50) mit einer
Schließrichtung entgegen der Schließrichtung (19) des
Tellerventils (16) und einen konzentrisch um den Ventilschaft (18) angeordneten Sitzring (51) aufweist, an dem an seiner einen Stirnseite der Tellerventilsitz (21) und an seiner anderen Stirnseite der Rückschlagventilsitz ausgebildet ist, so dass beim geöffneten Tellerventil (16) das Rückschlagventil (50) geschlossen und beim geschlossenen Tellerventil (16) das Rückschlagventil (50) geöffnet ist, wodurch das
Rückschlagventil (50) als eine Gegenstufendrossel zur
Stufendrossel (15) wirkt.
13. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Vorspannmittel eine Schraubenfeder (43) ist.
14. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Vorspannmittel eine Gasfeder (35) ist.
15. Verfahrstufe gemäß Anspruch 14, wobei der Vorsprung (23) ringförmig ausgebildet ist und der Analogkolben (24) einen Kolbenschaft (34) aufweist, der durch die Öffnung des
Vorsprungs (23) sich erstreckt und an diesem gasdicht anliegt, wobei zwischen dem Analogkolben (24) und dem Vorsprung (23) eine Kammer (31) begrenzt ist, die mit Gas (36) gefüllt ist.
16. Verfahrstufe gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei der
Analogkolben (24) zwei Kolbenköpfe (29, 30) aufweist, die von dem Kolbenschaft (34) im Anstand zueinander gehalten sind und zwischen denen der Vorsprung (23) angeordnet ist, so dass von den Kolbenköpfen (29, 30) und dem Vorsprung (23) die eine erste Kammer (31) und eine zweite Kammer (32) begrenzt sind, die mit Gas (36) gefüllt ist.
17. Verfahrstufe gemäß Anspruch 16, wobei der Kolbenschaft (34) eine Verbindungsaussparung (33) aufweist, via die, wenn der Analogkolben (24) in einer derartigen Position ist, dass der Vorsprung (23) unmittelbar benachbart zur Verbindungsaussparung (33) angeordnet ist, so dass die beiden Kammern (31, 32) miteinander gasleitend verbunden sind, sich der Gasdruck in den beiden Kammern (31, 32) ausgleicht.
18. Verfahrstufe für einen hydraulischen Stoßdämpfer (1), der ein mit einem inkompressiblen Dämpferfluid (4) gefülltes
Dämpfervolumen (3) aufweist, mit einer ein Tellerventil (16) mit einem Ventilteller (17) aufweisenden Stufendrossel (15), durch die beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in eine der
Verfahrrichtungen (7) das Dämpferfluid (4) entgegen der
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) strömt, wodurch von dem Ventilteller (17) eine Stoßdämpferwiderstandskraft
erzeugbar ist, wobei die Stufendrossel (15) einen Analogkolben (24) und zum Vorspannen des Ventiltellers (17) in die
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) ein elastisches Vorspannmittel (35, 43) aufweist, das an dem Analogkolben (24) und an einem Abstützsitz (54) der Verfahrstufe (14, 53)
abgestützt ist und der Analogkolben (24) eine
Analogkolbendruckfläche (25) , die dem Vorspannmittel (35, 43) abgewandt angeordnet ist, und der Ventilteller (17) eine
Ventiltellerdruckfläche (20) aufweist, die derjenige Teil der Oberfläche des Ventiltellers (17) ist, der stromauf der
Eintrittskante (22) des Tellerventilsitzes (21) angeordnet ist und dass der Ventilteller eine Ventiltellerkolbenfläche (55) aufweist, die der Ventiltellerdruckfläche (20) abgewandt angeordnet ist, wobei die Ventiltellerdruckfläche (20) und die Ventiltellerkolbenfläche (55) und die Analogkolbendruckfläche (25) beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in die eine
Verfahrrichtung (7) mit dem aus dem Dämpfervolumen (3)
ausgeströmten Dämpferfluid (4) beaufschlagt sind, so dass das Vorspannmittel (35, 43) via den Analogkolben (24) und dem
Dämpferfluid (4) über die Ventiltellerkolbenfläche (55) mit dem Tellerventil (16) gekuppelt ist, und in die Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die
Ventiltellerkolbenfläche (55) größer ist als die
Ventiltellerdruckfläche (25) , so dass beim Verfahren des
Stoßdämpfers (1) in die eine Verfahrrichtung (7) der
Analogkolben (24) sich in Richtung zum Vorspannmittel (35, 43) hin verschiebt und dadurch die Vorspannkraft des Ventiltellers (17) sich erhöht.
19. Verfahrstufe gemäß Anspruch 18, wobei in die
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die Ventiltellerkolbenfläche (55) bis zum Vierfachen größer ist als die Ventiltellerdruckfläche (20).
20. Verfahrstufe gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei in die
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die Analogkolbendruckfläche (25) und die Ventiltellerkolbenfläche (55) gleich groß sind.
21. Verfahrstufe gemäß Anspruch 18 bis 20, wobei der
Analogkolben (24) eine Analogkolbengegenfläche (27) aufweist, die der Analogkolbendruckfläche (25) abgewandt ist und mit dem Dämpferfluid (4) beaufschlagt ist, das beim Verfahren des
Stoßdämpfers (1) in die eine Verfahrrichtung (7) den
Tellerventilsitz (21) bereits passiert hat.
22. Verfahrstufe gemäß Anspruch 21, wobei in die
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) projiziert die Analogkolbendruckfläche (25) und die Analogkolbengegenfläche (27) gleich groß sind.
23. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 18 bis 22, wobei das elastische Vorspannmittel (35, 43) zwischen dem Analogkolben (24) und dem Abstützsitz (54) angeordnet ist, so dass das elastische Vorspannmittel (35, 43) von dem Dämpferfluid (4), das beim Verfahren des Stoßdämpfers (1) in die eine
Verfahrrichtung (7) den Tellerventilsitz (21) noch nicht passiert hat, räumlich isoliert ist.
24. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 18 bis 23, wobei der Analogkolben (24) in einem Hohlzylinder (56) verschiebbar angeordnet ist und mittels einer Dämpferfluiddichtung (37) dämpferfluiddicht abgedichtet ist.
25. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 18 bis 24, wobei der Analogkolben (24) in eine erste Extremposition bringbar ist, in der die Vorspannkraft, die von dem Analogkolben (24) via das Dämpferfluid (4) über die Ventiltellerkolbenfläche (55) auf den Ventilteller (17) aufgebracht ist, minimal, insbesondere Null ist .
26. Verfahrstufe gemäß Anspruch 24 oder 25, wobei der
Analogkolben (24) in eine zweite Extremposition bringbar ist, in der die Vorspannkraft, die von dem Vorspannmittel (35, 43) via den Analogkolben (24) und dem Dämpferfluid (4) über die Ventiltellerkolbenfläche (55) auf den Ventilteller (17) aufgebracht ist, einen Maximalwert hat.
27. Verfahrstufe gemäß Anspruch 26, wobei die
Dämpferfluiddichtung (37) bei der Bewegung des Analogkolbens (24) von der ersten Extremposition zu der zweiten
Extremposition eine Reibungskraft erzeugt, die via den Analogkolben (24) und das Dämpferfluid (4) über die Ventiltellerkolbenfläche (55) die Vorspannkraft des
Ventiltellers (17) in Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) erhöht.
28. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 24 bis 27, wobei das Tellerventil einen Kolbenstumpf (57) aufweist, an dem
außenseitig der Ventilteller (17) und stirnseitig die
Ventiltellerkolbenfläche (55) ausgebildet ist und mittels dem der Hohlzylinder (56) auf der Seite der Analogkolbendruckfläche (25) des in ihr angeordneten Analogkolbens (24) verschiebbar begrenzt wird und der Hohlzylinder (56) auf der Seite der
Analogkolbengegenfläche (27) innenseitig von dem Abstützsitz (54), an dem das Vorspannmittel (35, 43) abstützt ist, begrenzt wird.
29. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 18 bis 28, wobei die Verfahrstufe (14, 53) ein Rückschlagventil (50) mit einer
Schließrichtung entgegen der Schließrichtung (19) des
Tellerventils (16) und einen konzentrisch um den Kolbenstumpf (57) angeordneten Sitzring (51) aufweist, an dem an seiner einen Stirnseite der Tellerventilsitz (21) und an seiner anderen Stirnseite der Rückschlagventilsitz ausgebildet ist, so dass beim geöffneten Tellerventil (16) das Rückschlagventil (50) geschlossen und beim geschlossenen Tellerventil (16) das Rückschlagventil (50) geöffnet ist, wodurch das
Rückschlagventil (50) als eine Gegenstufendrossel zur
Stufendrossel (15) wirkt.
30. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 18 bis 29, wobei das Vorspannmittel eine Schraubenfeder (43) ist.
31. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 18 bis 30, wobei das Vorspannmittel eine Gasfeder (35) ist.
32. Verfahrstufe gemäß Anspruch 31, wobei der Abstützsitz (54) ringförmig ausgebildet ist und der Analogkolben (24) einen Kolbenschaft (34) aufweist, der durch die Öffnung des Vorsprungs (23) sich erstreckt und an diesem gasdicht anliegt, wobei zwischen dem Analogkolben (24) und dem Abstützsitz (54) eine Kammer (31) begrenzt ist, die mit Gas (36) gefüllt ist.
33. Verfahrstufe gemäß Anspruch 31 oder 32, wobei der
Analogkolben (24) zwei Kolbenköpfe (29, 30) aufweist, die von dem Kolbenschaft (34) im Anstand zueinander gehalten sind und zwischen denen der Abstützsitz (54) angeordnet ist, so dass von den Kolbenköpfen (29, 30) und dem Abstützsitz (54) die eine Kammer (31) und eine andere Kammer (32) begrenzt sind, die mit Gas (36) gefüllt ist.
34. Verfahrstufe gemäß Anspruch 33, wobei der Kolbenschaft (34) eine Verbindungsaussparung (33) aufweist, via die, wenn der Analogkolben (24) in einer derartigen Position ist, dass der Abstützsitz (54) unmittelbar benachbart zur
Verbindungsaussparung (33) angeordnet ist, so dass die beiden Kammern (31, 32) miteinander gasleitend verbunden sind, sich der Gasdruck in den beiden Kammern (31, 32) ausgleicht.
35. Verfahrstufe gemäß Anspruch 17 oder 34, wobei die Position die erste Extremposition ist.
36. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 35, wobei die Stufendrossel (15) einen Dämpfungsfluidkanal (44) vom
Dämpfervolumen (3) zur Analogkolbendruckfläche (25) mit einer Querschnittsverengung (45) aufweist, mit der die
Verschiebegeschwindigkeiten des Analogkolbens (24) bezogen auf die Verfahrgeschwindigkeiten des Stoßdämpfers (1) abgestimmt sind.
37. Verfahrstufe gemäß Anspruch 36, wobei parallel zur
Querschnittsverengung (45) eine Rückströmumgehung (47) mit einem Rückströmventil (46) vorgesehen ist, das derart
geschaltet ist, dass, wenn sich durch den Analogkolben (24) via das Vorspannmittel (35, 43) die Vorspannkraft des Ventiltellers (17) erhöht, das Rückströmventil (46) in seiner
Geschlossenstellung und, wenn sich durch den Analogkolben (24) via das Vorspannmittel (35, 43) die Vorspannkraft des
Ventiltellers (17) erniedrigt, in seiner Offenstellung ist.
38. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 37, wobei die Stufendrossel (15) ein zusätzliches elastisches Vorspannmittel (48) aufweist, mit dem der Ventilteller (17) in die
Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) stets vorgespannt ist .
39. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 16 bis 17 oder 33 bis 35, wobei das Tellerventil (24) einen Zugangskanal (39) aufweist, mit dem mindestens eine der Kammern (31, 32) von außen her zugänglich ist.
40. Verfahrstufe gemäß Anspruch 39, wobei der Zugangskanal (39) ein Rohrstück (40) aufweist, das senkrecht zur Schließrichtung (19) des Tellerventils (16) angeordnet ist und mit seinem einen Längsende im Tellerventil (16) verschwenkbar und mit seinem anderen Längsende im Gehäuse des Stoßdämpfers (1) verschwenkbar gelagert ist.
41. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17 und 26 bis
40, wobei in der zweiten Extremposition des Analogkolbens (24) noch so viel Resthub des elastischen Vorspannmittels (35,
43) vorhanden ist, dass der Ventilteller 17 in seine
vollständige Offenstellung bringbar ist.
42. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 9 bis 17 und 26 bis
41, wobei der Hub des Analogkolbens (24) von seiner ersten Extremposition in seine zweite Extremposition größer ist, als der gesamte Ventilhub des Ventiltellers (17) .
43. Verfahrstufe gemäß Anspruch 42, wobei der wobei der Hub des Analogkolbens (24) von seiner ersten Extremposition in seine zweite Extremposition um mindestens das Vierfache größer ist, als der gesamte Ventilhub des Ventiltellers (17) .
44. Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 43, wobei das elastische Vorspannmittel (35, 43) zumindest in einem Bereich des Ventilhubs (x) des Ventiltellers eine Kraft- Weg Kennlinie hat, deren erste Ableitung im wesentlichen Null ist (F' =dF/dx * 0) .
45. Verfahrstufe gemäß einem der Anspruch 44, wobei der Bereich des Ventilhubs (x) der gesamte Ventilhub des Ventiltellers (17) ist .
46. Stoßdämpfer mit mindestens einer Verfahrstufe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 45.
47. Stoßdämpfer gemäß Anspruch 46, wobei der Stoßdämpfer zwei der Verfahrstufen aufweist und eine der Verfahrstufen eine
Druckstufe (14) und die andere Verfahrstufe eine Zugstufe (53) ist .
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