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Die
Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer für Fahrzeuge.
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Im
Allgemeinen weist eine Aufhängungsvorrichtung
für ein
Fahrzeug eine Aufhängungsfeder,
die zwischen einer Achse und einem Rahmen montiert ist, um einen
Stoß oder
um Vibrationen abzuschwächen,
die an einem Rand auftreten, und einen Stoßdämpfer auf, um eine natürliche Vibration
der Feder zu absorbieren und damit den Fahrkomfort zu verbessern.
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1 ist eine Schnittansicht,
die einen Stoßdämpfer gemäß dem Stand
der Technik illustriert.
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Der
Stoßdämpfer gemäß dem Stand
der Technik weist einen Zylinder 102, welcher mit Öl gefüllt ist,
einen Kolben 106, welcher bewegbar im Kontakt mit einer
inneren Umfangsfläche
des Zylinders 102 ist, um den Innenraum des Zylinders 102 in
eine erste Kammer 110 und eine zweite Kammer 112 zu trennen,
und eine Betätigungsstange 108 auf,
die mit ihrem einen Ende mit dem Kolben 106 verbunden ist und
mit ihrem anderen Ende mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist. Der Kolben 106 ist
mit einer oder mehreren Ölpassagen 104 ausgebildet,
sodass das Öl,
das in den Zylinder 102 eingefüllt ist, einem Flusswiderstand
ausgesetzt ist, während
es durch die Ölpassagen 104 hindurch
passiert.
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Eine äußere Umfangsfläche des
Zylinders 102 ist von einem Zylindergehäuse 120 eingeschlossen,
welches mit einem unteren Ende davon mit einer Achse verbunden ist.
An einem oberen Ende des Zylinders 120 ist ein Abdichtungselement 122 zum
Verhindern einer Leckage des Öls
an einer Stelle montiert, an der die Betätigungsstange 108 durch
das Zylindergehäuse 120 hindurch
ragt.
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Die
Betätigungsstange 108 ist
in einen Stoßdämpfer-Schutzüberzug 124 eingesetzt.
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Bei
einer Betätigung
des Stoßdämpfer gemäß dem Stand
der Technik mit der oben beschriebenen Konfiguration, wenn ein Stoß von einem
Rad übertragen
wird, agiert der Kolben 106, um den Stoß zu absorbieren, während er
sich an der inneren Umfangsfläche
des Zylinders 102 entlang bewegt. Insbesondere, wenn der
Kolben 106 sich aufwärts
oder abwärts
bewegt, bewegt sich das Öl,
das in der ersten Kammer 110 aufgenommen ist, in die zweite Kammer 112,
indem es durch die Ölpassagen 104 passiert,
oder das Öl,
das in der zweiten Kammer 112 aufgenommen ist, bewegt sich
in die erste Kammer 110, indem es durch die Ölpassagen 104 passiert. Wenn
das Öl
durch die Ölpassagen 104 passiert, wird
das Öl
einem Flusswiderstand ausgesetzt, der den Stoß abmildert.
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Jedoch
hat die oben beschriebene Konfiguration des Stoßdämpfers gemäß dem Stand der Technik ein
Problem, da er jederzeit eine konstante Dämpfungskraft erzeugt, sogar
für verschiedene Stärken der
Stöße, die
von einem Rad übertragen werden,
weil der Öffnungsbereich
von jeder Ölpassage 104 von
dem Kolben 106 konstant ist. Daher bietet der Stoßdämpfer gemäß dem Stand
der Technik nur eine schlechte Stoß-Abmilderungseffizienz.
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Insbesondere,
wenn der Stoßdämpfer eine derartige
konstante Dämpfungskraft
unabhängig
davon erzeugt, ob ein starker Stoß oder ein schwacher Stoß von einem
Rad übertragen
wird, kann der Stoßdämpfer häufig unzureichend
sein, effektiv den Stoß zu
absorbieren, was in einem schlechten Fahrkomfort resultiert.
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Außerdem kann
gesagt werden, dass der konstante Öffnungsbereich der Ölpassagen
ein Faktor ist, der die Rückstellrate
des Stoßdämpfer verschlechtert.
Diese nachteilhaften Verzögerungen
eines Fahrzeugs beim Wiederherstellen eines Ursprungszustands des
Stoßdämpfers ergeben
eine Verschlechterung der Wiederherstellungseigenschaften des Fahrzeugs.
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Die
Erfindung wurde im Angesicht der obigen Probleme gemacht und es
ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Stoßdämpfer für ein Fahrzeug mit einer variablen
Dämpfungsfähigkeit
zu schaffen. Dies wird durch einen Stoßdämpfer erzielt, in welchem der Öffnungsbereich
einer Ölpassage
in einem Kolben entsprechend der Position eines Kolbens variabel
ist, wodurch, wenn ein Stoß auf
den Stoßdämpfer übertragen
wird, der Öffnungsbereich
der Ölpassage
reduziert wird, um eine starke Dämpfungskraft
zu erzielen, wohingegen der Öffnungsbereich
der Ölpassage während einer
Rückstellperiode
vergrößert wird, nachdem
ein Stoß eliminiert
wurde, um eine schnelle Wiederherstellung des Fahrzeugs zu ermöglichen und
eine Verbesserung des Fahrtkomforts zu erzielen.
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Gemäß eines
Aspektes der Erfindung können
die obigen und andere Aufgaben durch die Bereitstellung eines Stoßdämpfer für ein Fahrzeug
gelöst
werden, der aufweist: einen Zylinder in dem Öl enthalten ist, wobei der
Zylinder entweder mit einer Achse oder einem Fahrzeugkörper verbunden
ist, einen Kolben, welcher bewegbar im Kontakt mit einer inneren
Umfangsfläche
des Zylinders ist, um den inneren Raum des Zylinders in eine erste
Kammer und eine zweite Kammer zu teilen, wobei der Kolben eine Mehrzahl
von Öllöchern aufweist,
die für
die Passage von Öl
dort hindurch vorgesehen sind, eine Betätigungsstange mit einem Ende,
das an dem Kolben befestigt ist, und einem zweiten Ende, das mit
dem jeweils anderen von der Achse und dem Fahrzeugkörper verbunden
ist, und eine Mehrzahl von Öffnungsbereich-Variationselementen,
die in Längsrichtung
in dem Zylinder angeordnet sind, wobei jedes verwendet wird, um
einen Öffnungsbereich
eines assoziierten Öllochs
entsprechend einer Position des Kolbens zu variieren.
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Vorzugsweise
kann jedes von den Öffnungsbereich-Variationselementen
so angeordnet sein, das ein Ende davon an einer oberen Stelle des
Zylinders fixiert ist und das andere Ende davon an einer unteren
Stelle des Zylinders fixiert ist, während es durch ein assoziiertes Ölloch hindurch
ragt.
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Vorzugsweise
kann jedes der Öffnungsbereich-Variationselemente
einen ersten Abschnitt, der so konfiguriert ist, dass er den Öffnungsbereich
eines assoziierten Öllochs
minimiert, einen zweiten Abschnitt, der so konfiguriert ist, dass
er einen mittelmäßigen Öffnungsbereich
des Öllochs
ermöglicht,
und einen dritten Abschnitt aufweisen, um den Öffnungsbereich des Öllochs zu
maximieren. Vorzugsweise kann der erste Abschnitt des Öffnungsbereich-Variationselementes
einen größeren Durchmesser
aufweisen, sodass der Öffnungsbereich
des Öllochs
minimiert ist, wenn der erste Abschnitt durch das Ölloch passiert,
wobei der zweite Abschnitt des Öffnungsbereich-Variationselementes
spitz zulaufend sein kann, um ein graduelles Abnehmen des Durchmessers
aufzuweisen, und der dritte Abschnitt des Öffnungsbereich-Variationselementes
den kleinsten Durchmesser aufweisen kann, sodass der Öffnungsbereich
des Öllochs
maximiert ist, wenn der dritte Abschnitt durch das Ölloch passiert.
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der Erfindung
werden klarer verstanden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
im Zusammenhang mit den anhängenden Zeichnungen,
in welchen:
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1 eine
Schnittansicht ist, die einen Stoßdämpfer gemäß dem Stand der Technik illustriert,
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2 eine
Schnittansicht ist, die einen Stoßdämpfer gemäß der Erfindung illustriert,
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3 eine
Schnittansicht ist, die das Innere eines Zylinders illustriert,
der in dem Stoßdämpfer gemäß der Erfindung
bereitgestellt ist, und die 4A bis 4C Schnittansichten
sind, die eine sequenzielle Betätigung
des Stoßdämpfer gemäß der Erfindung
illustrieren.
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Nun
wird eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung im Bezug auf die anhängenden
Zeichnungen beschrieben.
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2 ist
eine Schnittansicht, die einen Stoßdämpfer gemäß der Erfindung illustriert.
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Der
Stoßdämpfer der
Erfindung weist auf: einen Zylinder 10, welcher mit Öl gefüllt ist,
wobei der Zylinder mit entweder einem Fahrzeugkörper oder einer Achse verbunden
ist, einen Kolben 20, welcher bewegbar im Kontakt mit einer
inneren Umfangsfläche
des Zylinders 10 ist, um den Innenraum des Zylinders 10 in
einer erste Kammer 12 und eine zweite Kammer 14 zu
teilen, wobei der Kolben 20 eine Mehrzahl von Öllöchern 22 aufweist,
die dort hindurch vorgesehen sind, sodass das Öl einem Flusswiderstand ausgesetzt
wird, während
es durch die Öllöcher 22 passiert,
eine Betätigungsstange 30 mit einem
Ende, das mit dem Kolben 20 verbunden ist, und einem anderen
Ende, das mit dem anderen von dem Fahrzeugkörper und der Achse verbunden
ist, und eine Mehrzahl von Öffnungsbereich-Variationselementen 40,
die in dem Zylinder 10 aufgenommen sind und die jeweils
verwendet werden, um den Öffnungsbereich von
einem assoziierten Ölloch 22 entsprechend
der Position des Kolbens 20 zu variieren.
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Der
Zylinder 10 weist auf: einen zylindrischen Körper 32 in
dem das Öl
aufgenommen ist, eine untere Abdeckung 36, die an einem
unteren Ende des Körpers 32 montiert
ist, um den Körper 32 abzudichten,
wobei die untere Abdeckung 36 mit entweder dem Fahrzeugkörper oder
der Achse verbunden ist, und eine obere Abdeckung 38, die
an einem oberen Ende des Körpers 32 montiert
ist, um den Körper 32 abzudichten,
wobei die obere Abdeckung 38 eine Passage 16 aufweist,
durch die die Betätigungsstange 30 hindurch
ragt.
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Um
eine Öl-Leckage
durch die Passage 16 in einem Zustand zu verhindern, in
dem die Betätigungsstange 30 durch
die Passage 16 hindurchragt, ist ein Abdichtungselement 24 an
der oberen Abdeckung 38 montiert.
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Eine
erste Befestigungsplatte 42 ist in dem oberen Ende des
Zylinders 10 montiert und eine zweite Befestigungsplatte
ist in dem unteren Ende des Zylinders montiert, wobei das obere
und das untere Ende der Öffnungsbereich-Variationselemente 40 mit
der ersten bzw. der zweiten Befestigungsplatte 42, 44 verbunden
sind.
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Die
erste Befestigungsplatte 42 hat eine Scheibenform und ist
an der oberen Abdeckung 34 fixiert. Eine Mehrzahl von Verbindungs-Aussparungen 46 ist
in einer Fläche
der ersten Befestigungsplatte entlang eines Umfangs der ersten Befestigungsplatte 42 ausgebildet,
sodass die oberen Enden der Öffnungsbereich-Variationselemente 40 jeweils
in den Aussparungen 46 montierbar sind.
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Vergleichbar
weist die zweite Befestigungsplatte 44 eine Scheibenform
auf und ist an der unteren Abdeckung 36 fixiert. Eine Mehrzahl
von Verbindungs-Aussparungen 48 ist in einer Fläche der
zweiten Befestigungsplatte entlang eines Umfangs der zweiten Befestigungsplatte 44 ausgebildet,
sodass die unteren Enden der Öffnungsbereich-Variationselemente 40 jeweils
in den Aussparungen 48 montierbar sind.
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Der
Kolben 20 ist zentral an einer Endfläche der Betätigungsstange 30 unter
Verwendung eines Bolzen 50 befestigt, sodass er sich zusammen
mit der Betätigungsstange
bewegt. Dadurch bewegt sich entsprechend der Bewegung der Betätigungsstange 30 der
Kolben 20 entlang der inneren Umfangsfläche des Zylinders 10,
während
er mit seiner äußeren Umfangsfläche in engen
Kontakt mit der inneren Umfangsfläche des Zylinders 10 kommt.
Der Kolben 20 ist auf seinem Umfang in gleichmäßigen Abständen mit
der Mehrzahl von Öllöchern 22 ausgebildet,
sodass das Öl,
das in den Zylinder eingefüllt
ist, einem Flusswiderstand ausgesetzt wird, während es durch die Öllöcher 22 entsprechend
der Bewegung des Kolben 20 passiert, wodurch eine Dämpfungskraft
erzeugt wird.
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Wie
in 3 dargestellt, nimmt jedes der Öffnungsbereich-Variationselement 40 die
Form einer zylindrischen Stange mit einem Ende, das an der ersten
Befestigungsplatte 42 befestigt ist, und einem anderen
Ende, das mit der zweiten Befestigungsplatte 44 verbunden
ist, an. Das Öffnungsbereich-Variationselement 40 ist
in einige Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern zueinander
unterteilt.
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Vorzugsweise
weist das Öffnungsbereich-Variationselement 40 einen
Durchmesser auf, der kleiner als derjenige von einem assoziierten Ölloch 22 ist,
sodass das Öffnungsbereich-Variationselement 40 leicht
durch das Ölloch 22 hindurch dringt. Vorzugsweise
sind drei bis sechs Öffnungsbereich-Variationselemente 40 auf
dem Umfang in dem Zylinder 10 angeordnet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist das Öffnungsbereich-Variationselement 40 drei
Abschnitte auf, d.h., einen ersten Abschnitt A mit einem größten Durchmesser,
einen zweiten Abschnitt B mit einem mittelmäßigem Durchmesser und einem
dritten Abschnitt C mit einem kleinsten Durchmesser. Wenn der erste
Abschnitt A mit dem größten Durchmesser
durch das Ölloch 22 passiert,
minimiert der erste Abschnitt A den Öffnungsbereich des Öllochs 22,
wodurch die Passage von Öl
durch das Ölloch 22 hindurch
beschränkt
wird. Als ein Ergebnis davon wird das Öl einem hohen Flusswiderstand
ausgesetzt, was eine starke Dämpfungskraft
erzeugt. Wenn der zweite Abschnitt B mit dem mittelmäßigen Durchmesser
durch das Ölloch 22 passiert,
stellt der zweite Abschnitt B einen adäquaten normalen Öffnungsbereich
des Öllochs 22 sicher,
und wenn der dritte Abschnitt C mit dem kleinsten Durchmesser durch
das Ölloch 22 passiert,
maximiert der dritter Abschnitt C den Öffnungsbereich des Öllochs 22,
um eine leichte Passage des Öls
sicherzustellen.
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Hier
ist der Durchmesser des ersten Abschnitts A von dem Öffnungsbereich-Variationselement 40 so
bestimmt, dass der Öffnungsbereich
des Öllochs 22 optimiert
ist, um eine starke Dämpfungskraft
zu erzeugen, die für
einen exzessiven Stoß geeignet
ist, der auf den Stoßdämpfer übertragen
wird.
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Der
zweite Abschnitt B des Öffnungsbereich-Variationselementes 40 ist
spitz zulaufend, sodass der Durchmesser davon von dem ersten Abschnitt
A zu dem dritten Abschnitt C graduell reduziert ist. Wenn der Kolben 20 sich
bei einem Aufnehmen eines Stoßes
bewegt, der darauf übertragen wird,
ermöglicht
der spitz zulaufende zweite Abschnitt B, dass der Öffnungsbereich
des Öllochs 22 sich
graduell verkleinert, um eine weiche Stoßabsorption zu ermöglichen.
Im Gegensatz dazu, wenn der Kolben 20 in seine Ursprungsposition
zurückkehrt,
ermöglicht
der spitz zulaufende zweite Abschnitt B, dass der Öffnungsbereich
des Öllochs 22 sich
graduell vergrößert, um
ein schnelles Zurückkehren
zu ermöglichen.
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Der
Durchmesser des dritten Abschnitts C von dem Öffnungsbereich-Variationselement 40 ist so
bestimmt, dass er den Öffnungsbereich
des 22 maximiert, wenn der Kolben 20 nach einem
Eliminieren eines Stoßes
in seiner Ursprungsposition zurückgekehrt
ist.
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In
der Erfindung sind die Längen
und Durchmesser des ersten, zweiten und dritten Abschnitts A, B
und C des Öffnungsbereich-Variationselementes 40 so
bestimmt, dass sie Werte aufweisen, die optimal für die unterschiedlichen
Anforderungen eines Fahrzeugs geeignet sind.
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Im
Folgenden wird die Betätigung
des Stoßdämpfer gemäß der Erfindung
erläutert,
der so wie oben beschrieben konfiguriert ist.
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Die 4A bis 4C sind
Schnittansichten, die eine sequenzielle Betätigung des Stoßdämpfer gemäß der Erfindung
illustrieren.
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Wenn
ein exzessiver Stoß von
einem Rad übertragen
wird, bewegt sich der Kolben 20 in dem Zylinder 10 aufwärts, sodass
jedes Ölloch 22 von dem
Kolben 20 von dem zweiten Abschnitt B eines assoziierten Öffnungsbereich-Variationselementes 40 aus
zu dem ersten Abschnitt A davon verschoben wird. Dadurch wird der Öffnungsbereich
des Öllochs 22 graduell
verkleinert, wenn der zweite Abschnitt B des Öffnungsbereich-Variationselementes 40 durch das Ölloch 22 von
dem Kolben 20 passiert. Konsequenterweise ist der Öffnungsbereich
des Öllochs 22 minimiert,
wenn das Ölloch 22 von
dem Kolben 20 an dem ersten Abschnitt A des Öffnungsbereich-Variationselementes 40 angeordnet
ist, was verursacht, dass das Öl
einem hohen Flusswiderstand ausgesetzt wird. Der Flusswiderstand
des Öls
erzeugt eine starke Dämpfungskraft
für ein
weiches Absorbieren des Stoßes,
was in einer Verbesserung des Fahrkomfort resultiert.
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Im
Gegensatz dazu, wenn der Kolben 20 nach einer Eliminierung
eines Stoßes
in eine Ursprungsposition davon zurückkehrt, wird das Ölloch 22 des
Kolben 20 zu dem zweiten Abschnitt B hin verschoben, sodass
der Öffnungsbereich
des Öllochs 22 sich
graduell vergrößert. Anschließend, wenn
das Ölloch 22 des
Kolben 20 an dem dritten Abschnitt C des Öffnungsbereich-Variationselementes 40 angeordnet
ist, ist der Öffnungsbereich
des Öllochs 22 maximiert.
Dies ermöglicht
ein schnelles Rückkehren
des Kolben 20 und konsequenterweise eine schnelle Wiederherstellung
eines Fahrzeugs, was eine Verbesserung des Fahrkomforts ergibt.
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Wie
aus der obigen Beschreibung ersichtlich, schafft die Erfindung einen
Stoßdämpfer für ein Fahrzeug,
in welchem der Öffnungsbereich
eines Öllochs
minimiert ist, wenn ein exzessiver Stoß von einem Rad übertragen
wird, sodass eine hohe Dämpfungskraft
erzeugt wird. Im Gegensatz dazu wird der Öffnungsbereich des Öllochs nach
einer Eliminierung des Stoßes
maximiert, sodass das Fahrzeug schnell in seinen Ursprungszustand
zurückkehren
kann. Dies führt
zu einer Verbesserung des Fahrkomforts.
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Da
die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung nur für
illustrative Zwecke offenbart wurde, wird es einem Fachmann ersichtlich
sein, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Wegnahmen möglich sind,
ohne sich von dem Umfang der Erfindung zu entfernen, der in den
anhängenden Ansprüchen offenbart
ist.