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Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer, insbesondere einen Gasdruckstoßdämpfer für ein Fahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrwerk und ein Fahrzeug mit einem solchen Stoßdämpfer. Insbesondere befasst sich die Erfindung mit Stoßdämpfern, die eine positionsabhängige Dämpfungskraft aufweisen.
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Stoßdämpfer werden insbesondere in Kraftfahrzeugen genutzt, um das Kraftfahrzeug an unterschiedliche Fahrsituationen anzupassen, die aufgrund der Untergrundbeschaffenheit variieren können. Stoßdämpfer tragen maßgeblich dazu bei, einen guten und beständigen Bodenkontakt beizubehalten und sind damit für ein Kraftfahrzeug sicherheitsrelevant. In besonderen Situationen, beispielsweise bei der Durchfahrt durch Schlaglöcher oder im Offroad-Einsatz können Bodenunebenheiten dazu führen, dass der Stoßdämpfer plötzlich seine maximale Kompression erreicht. Dies kann zur Beschädigung des Stoßdämpfers führen.
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Im Allgemeinen umfassen Stoßdämpfer einen Zylinder und einen Kolben, der mit einer Kolbenstange gemeinsam eine Kolbenbaugruppe bildet. Die Kolbenbaugruppe ist längsverschieblich gegenüber dem Zylinder bewegbar, wobei der Kolben innerhalb des Zylinders geführt ist. Bei starken Einwirkungen auf den Stoßdämpfer, beispielsweise im Offroad-Einsatz bzw. bei der Durchfahrt von Schlaglöchern, kann die Kolbenbaugruppe schnell und weit in den Zylinder eindringen und bis zu einem mechanischen Anschlag gelangen. Dies führt zu einer hohen Schlageinwirkung auf das Fahrwerk bzw. das Fahrzeug.
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Zwar sind aus der Praxis Endanschläge bekannt, die die maximale Kompression des Stoßdämpfers abfedern. Allerdings sind derartige Endanschläge in ihrer Funktionalität und Effektivität begrenzt. Insbesondere dämpfen derartige Endanschläge zwar die Einwirkkraft einer vollständigen Kompression des Stoßdämpfers auf das Fahrwert bzw. das Fahrzeug. Diese Dämpfung ist jedoch nicht einstellbar.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Stoßdämpfer anzugeben, der verbesserte Eigenschaften im Hinblick auf das maximale Einfederverhalten aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrwerk und ein Fahrzeug mit einem solchen Stoßdämpfer anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf den Stoßdämpfer durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1, im Hinblick auf das Fahrwerk durch den Gegenstand des Patentanspruchs 13 und im Hinblick auf das Kraftfahrzeug durch den Gegenstand des Patentanspruchs 14 gelöst.
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So beruht die Erfindung auf dem Gedanken, einen Stoßdämpfer, insbesondere einen Gasdruckstoßdämpfer für ein Fahrzeug, anzugeben, wobei der Stoßdämpfer einen Zylinder und eine Kolbenbaugruppe aufweist. Die Kolbenbaugruppe umfasst eine Kolbenstange und einen Kolben. Die Kolbenbaugruppe ist ferner in dem Zylinder längsverschieblich geführt. Erfindungsgemäß sind ein erster Magnet an oder in dem Zylinder und ein zweiter Magnet an oder in der Kolbenbaugruppe mit entgegengesetzter Polung zueinander gegenüberliegend angeordnet, so dass der erste Magnet und der zweite Magnet gemeinsam einen magnetischen, insbesondere berührungslosen, Anschlag für eine Relativbewegung zwischen der Kolbenbaugruppe und dem Zylinder bilden.
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Die Erfindung baut auf die Idee auf, die aus dem Stand der Technik bekannten mechanischen Endanschläge durch eine Kombination zweier Magnete zu ersetzen.
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Im Wesentlichen sind die Magnet dabei so angeordnet und gepolt, dass sich eine Magnetkraft einstellt, die zu einer Abstoßung der beiden Magnet zueinander führt. Insofern wird ein Anschlag für die Relativbewegung zwischen Kolbenbaugruppe und Zylinder rein magnetisch bewirkt. Vorzugsweise sind die Magnetkräfte also so stark, dass ein mechanischer Kontakt zwischen den Magneten vermieden wird.
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Die beiden Magnete bewirken eine abstoßende Kraft auf den Zylinder und die Kolbenbaugruppe, die sich erhöht, je höher die Kompression des Stoßdämpfers ist. Mit anderen Worten erhöht sich die Abstoßung zwischen den Magneten, je weiter der Kolben an einen oberen Zylinderdom gelangt. Auf diese Weise werden starke und plötzliche Einwirkungen auf das Fahrzeug erheblich reduziert. Ein sogenanntes „Durchschlagen“ des Stoßdämpfers wird damit vermieden. Umgekehrt kann durch entsprechende Anordnung der Magnete auch ein maximales Ausfedern des Stoßdämpfers magnetisch begrenzt sein.
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Im Wesentlichen bewirkt die abstoßende Kraft der beiden Magnete eine weitere, exponentiell steigende Dämpfung in der Druckstufe des Stoßdämpfers über den gesamten Federweg. Ferner ermöglicht die Anordnung der beiden Magnete eine Beeinflussung des Zugstufe des Stoßdämpfers. Nach einer Einfederung des Stoßdämpfers, wobei sich die Magnete annähern und somit die abstoßende Magnetkraft sich erhöht, bewirkt die Magnetkraft ein schnelles Ausfedern des Stoßdämpfers. Damit trägt die Magnetkraft zur besseren Bodenhaftung eines Fahrzeugs bei und erhöht damit nicht nur den Komfort, sondern auch die Fahrsicherheit.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Magnet und der zweite Magnet derart angeordnet sind, dass eine abstoßende Magnetkraft in Richtung einer Zugstufe wirkt. Mit anderen Worten wirkt die Abstoßung zwischen den Magneten der Druckstufe der Stoßdämpfers entgegen.
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Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass der erste Magnet ein Elektromagnet und/oder der zweite Magnet ein Elektromagnet ist. Mit anderen Worten können die Magnete als statische Magnete oder als Elektromagnete ausgebildet sein, wobei auch eine Kombination aus einem oder mehreren Elektromagneten und einem oder mehreren statischen Magneten möglich ist.
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Der erste Elektromagnet und der zweite Elektromagnet können mit einer Konstantstromquelle und/oder mit einer Steuereinheit verbunden sein, die zur Steuerung einer Stromzufuhr zum ersten Elektromagnet und zum zweiten Elektromagnet angepasst ist. Eine besonders einfache Variante sieht vor, dass die Elektromagnete mit einer Konstantstromquelle verbunden sind. Damit bleibt die Charakteristik der sich abstoßenden Magnete und somit des Verhaltens des Stoßdämpfers im Wesentlichen konstant. Zwar steigt auch hier die abstoßende Magnetkraft exponentiell mit höherer Kompression des Stoßdämpfers. Dies ergibt sich jedoch lediglich aus den physikalischen Besonderheiten von sich überlappenden Magnetfeldern. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, eine Stromzufuhr zu den Elektromagneten mittels einer Steuereinheit zu steuern bzw. zu regeln. Dabei kann die Charakteristik des Stoßdämpfers eingestellt werden, beispielsweise durch Erhöhen oder Reduzierung der Stromzufuhr. Dies beeinflusst die Magnetfelder der Elektromagnete und somit die Dämpfungseigenschaften des Stoßdämpfers. Eine Variation der Dämpfungseigenschaften kann beispielsweise zur Einstellung des Stoßdämpfers für unterschiedliche Fahrbahnbeläge vorgenommen werden.
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Konkret kann vorgesehen sein, dass die Steuereinheit mit Sensoren verbunden ist, die zur Erfassung einer Relativposition zwischen der Kolbenbaugruppe und dem Zylinder und/oder einer Relativposition zwischen dem ersten Elektromagnet und dem zweiten Elektromagnet angepasst sind. Anhand der Daten solcher Sensoren kann die Charakteristik des Stoßdämpfers mittels der gesteuerten Stromzufuhr zu dem Elektromagneten eingestellt werden. Beispielsweise kann die Stromzufuhr erhöht werden, je höher die Kompression des Stoßdämpfers ist. Damit erhöht sich auch die abstoßende Magnetkraft, so dass ein mechanischer Kontakt zwischen den Elektromagneten vermieden wird. Andererseits kann die Stromzufuhr reduziert werden, um den Stoßdämpfer weicher bzw. komfortabler abzustimmen. Die Abstimmung des Stoßdämpfers kann mittels der Elektromagnete im laufenden Fahrbetrieb erfolgen, was die Einsatzmöglichkeiten einer solchen Steuerung deutlich erhöht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Magnet an der Kolbenstange befestigt. Insbesondere kann sich der zweite Magnet ringförmig um die Kolbenstange erstrecken. Vorteilhaft ist es, wenn der zweite Magnet an einem längsaxialen Ende der Kolbenstange befestigt ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Magnet integral mit dem Kolben ausgebildet. Der Kolben wiederum ist vorzugsweise an der Kolbenstange befestigt. Mit anderen Worten kann der Kolben im Wesentlichen durch den Magnet gebildet sein. Damit wird eine Vereinfachung der Bauweise des Stoßdämpfers erreicht, da der Magnet insoweit eine Doppelfunktion erfüllt, nämlich einerseits den Kolben der Kolbenbaugruppe bildet und andererseits den zweiten Magnet bildet, der für einen magnetischen Anschlag für die Relativbewegung zwischen der Kolbenbaugruppe und dem Zylinder sorgt.
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Der erste Magnet kann außen an einem unteren Boden des Zylinders angeordnet sein. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn der zweite Magnet außerhalb des Zylinders angeordnet ist, beispielsweise an der Kolbenstange außerhalb des Zylinders befestigt ist. Durch die Anordnung des ersten Magnet außen an einem unteren Boden des Zylinders ist dieser leicht erreichbar und daher für eine Wartung leicht zugänglich. Außerdem hat die äußere Anordnung des ersten Magnet den Vorteil, dass elektrische Verbindungen zum ersten Magnet nicht durch den Zylinder geführt werden müssen. Damit ist lässt sich eine hohe Dichtigkeit des Zylinders gewährleisten.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass der erste Magnet an einem oberen Dom innerhalb des Zylinders angeordnet ist. Die Anordnung des ersten Magneten innerhalb des Zylinders schützt den ersten Magnet insbesondere vor Verschmutzung. Die Wirksamkeit des ersten Magnet ist damit weitgehend unabhängig von äußeren Einflüssen sichergestellt. In diesem Zusammenhang ist es außerdem zweckmäßig, wenn der zweite Magnet ebenfalls innerhalb des Zylinders angeordnet ist. Eine solche Konstruktion eines Stoßdämpfers ist wenig anfällig für Verschmutzungen und zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zylinder mit einem externen Reservoirbehälter verbunden ist. Mit einem solchen externen Reservoirbehälter kann die Bauhöhe des Stoßdämpfers erheblich reduziert werden, ohne die Dämpfungseigenschaften zu beeinträchtigen.
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Der Zylinder und/oder der Reservoirbehälter können im Allgemeinen eine Arbeitskammer, insbesondere einen Ölraum, und eine Gegendruckkammer, insbesondere einen Gasraum, aufweisen. Die Arbeitskammer und die Gegendruckkammer können durch einen Trennkolben voneinander getrennt sein. Im Wesentlichen kann der Stoßdämpfer einen Gasdruckdämpfer bilden. Dabei ist die Arbeitskammer vorzugsweise mit einem Stoßdämpferöl gefüllt. Die Gegendruckkammer ist vorzugsweise mit einem Gas, beispielsweise Stickstoff, gefüllt, wobei das Gas unter einem Druck steht. Der Gasdruck beträgt vorzugsweise zwischen 20 bar und 40 bar. Der Gasdruck wirkt über den Trennkolben auf das Öl und verhindert so eine Kavitation, d.h. eine Luftblasenbildung, im Stoßdämpferöl.
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Die Arbeitskammer kann entweder im Zylinder oder in einem Reservoirbehälter vorgesehen sein. Wenn die Arbeitskammer in einem Reservoirbehälter vorgesehen ist, ist es bevorzugt, wenn der Zylinder mit der Arbeitskammer des Reservoirbehälters verbunden ist. Auf diese Weise sind der Zylinder einerseits und die Arbeitskammer des Reservoirbehälters andererseits jeweils mit einem Stoßdämpferöl gefüllt.
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Im Allgemeinen wird darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Stoßdämpfer konkret als Einrohrdämpfer ausgebildet sein kann. Damit wird erreicht, dass auch bei hoher Beanspruchung des Stoßdämpfers eine adäquate Wärmeabfuhr ermöglicht ist.
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Ferner gilt im Rahmen der vorliegenden Anmeldung, dass der Stoßdämpfer nicht nur für mehrspurige Kraftfahrzeuge wie Automobile und/oder Lastkraftwagen eingesetzt werden kann. Die Erfindung eignet sich vielmehr auch für Fahrräder, Motorräder, Züge und Flugzeuge.
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Ein nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Fahrzeug, insbesondere ein mehrspuriges Kraftfahrzeug, mit einem zuvor beschriebenen Stoßdämpfer und mit einer Schraubenfeder, wobei sich der Stoßdämpfer zumindest abschnittsweise koaxial durch die Schraubenfeder erstreckt. Eine derartige Bauweise ist besonders kompakt und eignet sich zweckmäßig auch für die Nachrüstung von bestehenden Kraftfahrzeugfahrwerken.
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Ein weiterer nebengeordneter Aspekt betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein mehrspuriges Kraftfahrzeug, mit einem zuvor beschriebenen Stoßdämpfer oder Fahrwerk.
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Die Erfindung betrifft ferner den allgemeinen Gedanken einer Anordnung mit einem ersten Magneten, der an oder in einem ortsfesten Bauteil eines Fahrzeugs, insbesondere an oder in einem Zylinder eines Stoßdämpfers, befestigt ist und einem zweiten Magneten, der an oder in einem relativ zum ortsfesten Bauteil beweglichen Bauteil des Fahrzeugs, insbesondere an oder in einer Kolbenbaugruppe des Stoßdämpfers, befestigt ist, wobei die Magnete entgegengesetzt gepolt sind derart, dass der erste Magnet und der zweite Magnet einen magnetischen, insbesondere berührungslosen, Anschlag für eine Relativbewegung zwischen den relativ zueinander beweglichen Bauteilen des Fahrzeugs bilden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung bzw. Magnetanordnung kann insbesondere in einem Fahrzeug implementiert sein. Insoweit wird ebenfalls ein Fahrzeug, insbesondere ein mehrspuriges Kraftfahrzeug, mit der zuvor beschriebenen Anordnung an beweglichen Teilen eines Fahrwerks offenbart und beansprucht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
- 1 eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Stoßdämpfer nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel; und
- 2 eine Längsschnittansicht durch einen erfindungsgemäßen Stoßdämpfer nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen Stoßdämpfer 10, der einen Zylinder 100 aufweist. Innerhalb des Zylinders 100 ist eine Kolbenbaugruppe geführt, die einen Kolben 130 und eine Kolbenstange 140 umfasst. Der Kolben 130 ist mit der Kolbenstange 140 fest verbunden. Insbesondere ist der Kolben 130 mit einer Mutter 133 an der Kolbenstange 140 befestigt.
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Der Kolben 130 umfasst ein oder mehrere Druckstufenventile 131 und ein oder mehrere Zugstufenventile 132. Die Druckstufenventile 131 sind so angepasst, dass ein Dämpfungsmittel, beispielsweise ein Stoßdämpferöl, von einem Druckstufenvolumen 171 zu einem Zugstufenvolumen 172 strömen kann. Das Druckstufenvolumen 171 und das Zugstufenvolumen 172 sind durch den Kolben 130 voneinander getrennt und jeweils relativ zur Längsbewegung des Kolbens 130 innerhalb des Zylinders 100 variabel.
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Das Zugstufenventil 132 bzw. die mehreren Zugstufenventile 132 ermöglichen eine Strömung des Dämpfungsmittels von dem Zugstufenvolumen 172 zum Druckstufenvolumen 171.
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Innerhalb des Zylinders 100 ist außerdem ein Trennkolben 110 angeordnet. Der Trennkolben 110 trennt eine Arbeitskammer 170 von einer Gegendruckkammer 150. Die Gegendruckkammer 150 ist vorzugsweise mit einem Gas, beispielsweise Stickstoff, gefüllt. Die Arbeitskammer 170 ist mit einem Dämpfungsmittel, insbesondere einem Stoßdämpferöl, befüllt. Um das Dämpfungsmittel im Zylinder 100 zu halten, ist der Zylinder 100 abgedichtet. Insbesondere ist an einem axialen unteren Ende des Zylinders 100 eine Dichtung 120 vorgesehen. Die Dichtung 120 bildet im Wesentlichen einen Boden des Zylinders 100. Um die Dichtung 120 ortsfest zu halten, ist insbesondere eine Crimpung 160 vorgesehen. Die Crimpung 160 fixiert die Dichtung 120.
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Der Stoßdämpfer 10 umfasst außerdem zwei Magnete, die als Elektromagnete 200, 201 ausgebildet sind. Die Elektromagnete 200, 201 sind längsaxial bezogen auf die Kolbenstange 140 zueinander beabstandet angeordnet. Insbesondere können die Elektromagnete 200, 201 koaxial zueinander angeordnet sein. Dabei ist ein erster Elektromagnet 200 an der Dichtung 120 des Zylinders 100 befestigt. Insbesondere ist der erste Elektromagnet 200 an einer Außenseite der Dichtung 120 angeordnet und fest mit der Dichtung 120 verbunden. Der zweite Elektromagnet 201 ist fest mit der Kolbenstange 140 verbunden. Insbesondere besteht eine derart feste Verbindung zwischen dem zweiten Elektromagnet 201 und der Kolbenstange 140, dass der zweite Elektromagnet 201 mit der Kolbenstange 140 längsaxial gegenüber dem Zylinder 100 beweglich ist.
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Die beiden Elektromagnete 200, 201 weisen jeweils unterschiedliche Polaritäten 202, 203, 204, 205 auf. Die untere Polarität 202 des ersten Elektromagneten 200 und die obere Polarität 203 des zweiten Elektromagneten 201, d.h. die Polaritäten 202, 204, die sich unmittelbar gegenüberliegen, sind unterschiedlich. Konkret kann vorgesehen sein, dass der erste Elektromagnet 200 eine positive oder nördliche untere Polarität 202 aufweist, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 auf der der Dichtung 120 gegenüberliegenden Hälfte des ersten Elektromagneten 200 angeordnet ist. Der zweite Elektromagnet kann eine positive oder nördliche, obere Polarität 203 aufweisen, die der positiven bzw. nördlichen Polarität 202 des ersten Elektromagneten 200 unmittelbar gegenüberliegt. Die jeweils gegenüberliegenden Hälften der Elektromagnete 200, 201 weisen entsprechend eine negative oder südliche Polarität auf. Im Wesentlichen sind die Elektromagnete 200, 201 derart zueinander ausgerichtet, dass sich gleiche Polaritäten 202, 204 gegenüberliegen, so dass bei Annäherung der beiden Elektromagnete 200, 201 eine abstoßende magnetische Kraft wirkt.
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Generell haben die beiden Elektromagnete 200, 201 jeweils ein Magnetfeld 206, 207. Das erste Magnetfeld 206 des ersten Elektromagneten 200 und das zweite Magnetfeld 207 des zweiten Elektromagneten 201 überlappen sich ab einer bestimmten Kompression des Stoßdämpfers 10, so dass sich die Magnetfelder 206, 207 gegenseitig beeinflussen. Jedes der Magnetfelder 206, 207 verbindet die jeweils unterschiedlichen Pole bzw. Polaritäten 202, 203, 204, 205 des jeweiligen Elektromagneten 200, 201.
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In 1 ist ein Zwischenzustand des Stoßdämpfers 10 gezeigt, bei welchem die Kolbenbaugruppe beim Einfedern des Stoßdämpfers 10 bereits eine bestimmte Wegstrecke zurückgelegt hat. In diesem Fall überlappen sich die Magnetfelder 206, 207 der beiden Elektromagnete 200, 201, wobei der Überlappungsgrad mit steigender Annäherung der Elektromagnete 200, 201 steigt. Durch die ineinandergreifenden Magnetfelder 206, 207 steigt in exponentieller Weise eine abstoßende Magnetkraft zwischen den beiden Elektromagneten 200, 201.
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Generell wird zwar beim Einfedern, also bei der Druckstufe, des Stoßdämpfers 10 die meiste Kraft, die auf den Kolben 130 und die Kolbenstange 140 wirkt, durch die Druckstufenventile 131 und den steigenden Gasdruck in der Gegendruckkammer 150 erzeugt. Der Gasdruck in der Gegendruckkammer 150 steigt, da sich das Volumen des Dämpfungsmittels in der Arbeitskammer 170 verändert, wenn der Kolben 140 längsaxial gegenüber dem Zylinder 100 bewegt wird. Die durch die Druckstufenventile 131 erzeugten Kräfte wirken der Bewegung der Kolbenbaugruppe entgegen.
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Der Durchgangskanal 341 in der Kolbenstange 340 ermöglicht die Zuführung von elektrischen Leitungen zum zweiten Elektromagneten 401. Somit ist eine elektrische Stromversorgung für den zweiten Elektromagneten 401 einfach erreichbar, ohne eine elektrische Zuleitung durch den Zylinder 300 führen zu müssen, was zu einer Undichtigkeit des Zylinders 300 führen könnte.
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Zusätzlich wirken ab einer bestimmten Kompressionsstufe des Stoßdämpfers 10 die magnetischen Kräfte, welche durch das erste Magnetfeld 206 und da zweite Magnetfeld 207 erzeugt werden. Die abstoßende Kraft zwischen den beiden Elektromagneten 200, 201 verstärkt somit die der Bewegung der Kolbenbaugruppe entgegengesetzten Kräfte, die durch die Druckstufenventile 131 bewirkt werden. Da die abstoßende Kraft, die durch die beiden entgegengesetzt gepolten Magnetfelder 206, 207 erzeugt wird, exponentiell steigt, je geringer der Abstand zwischen den Elektromagneten 200, 201 ist, bilden die Elektromagnete 200, 201 im Wesentlichen einen magnetischen bzw. berührungslosen Anschlag für die Relativbewegung zwischen der Kolbenbaugruppe und dem Zylinder 100. Gleichzeitig wirken die beiden Magnetfelder 206, 207 als magnetische Dämpfung der Bewegung zwischen Kolben 130 und Zylinder 100, die über den gesamten Federweg des Stoßdämpfers wirksam sein kann.
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2 zeigt eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Stoßdämpfers. Der Stoßdämpfer 30 weist einen Zylinder 300 mit einem Kolben 330 auf, wobei der Kolben 330 mit einer Kolbenstange 340 verbunden ist. Der Kolben 330 bildet mit der Kolbenstange 340 eine Kolbenbaugruppe. Die Kolbenbaugruppe umfasst außerdem Zugstufenventile (nicht dargestellt) die es erlauben, dass ein Dämpfungsmittel, beispielsweise ein Stoßdämpferöl, von einem Druckstufenvolumen 371 zu einem Zugstufenvolumen 372 strömt. Ferner sind in der Kolbenbaugruppe Druckstufenventile (nicht dargestellt) vorgesehen, die ein Überströmen des Dämpfungsmittels von dem Zugstufenvolumen 372 zum Druckstufenvolumen 371 ermöglichen.
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Der Trennkolben 310 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 in einem Reservoirbehälter 500 angeordnet und trennt zwei Kammern des Stoßdämpfers 30. Konkret trennt der Trennkolben 310 eine Gegendruckkammer von einer Arbeitskammer 370. Die Gegendruckkammer ist vorzugsweise mit einem Gas, beispielsweise Stickstoff gefüllt. Die Arbeitskammer 370 enthält das Dämpfungsmittel, insbesondere ein Stoßdämpferöl. Insofern bildet die Gegendruckkammer einen Gasraum und die Arbeitskammer 370 einen Ölraum des Stoßdämpfers 30.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist außerdem erkennbar, dass die Kolbenstange 340 einen Durchgangskanal 341 aufweist, der konzentrisch innerhalb der Kolbenstange 340 angeordnet ist. Der Durchgangskanal 341 erstreckt sich vorzugsweise vollständig durch die Kolbenstange 340.
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Der Kolben 330 des Stoßdämpfers 30 gemäß 2 umfasst bzw. ist gebildet aus einem zweiten Elektromagnet 401. Der zweite Elektromagnet 401 ist insoweit integral mit dem Kolben 330 ausgebildet. Innerhalb des Zylinders 100 ist außerdem ein erster Elektromagnet 400 vorgesehen. Der erste Elektromagnet 400 ist an einem oberen Dom 301 des Zylinders 300 angeordnet und fixiert. Die beiden Elektromagnete 400, 401 umfassen jeweils zwei unterschiedlich gepolte Hälften, die jeweils horizontal voneinander getrennt sind. Insbesondere weist der erste Elektromagnet 400 eine obere Polarität 404 und eine untere Polarität 402 auf. Der zweite Elektromagnet 401 weist eine obere Polarität 403 und eine untere Polarität 405 auf. Die beiden einander zugewandten Hälften der Elektromagnete 400, 401, also die untere Polarität 402 des ersten Elektromagneten 400 und die obere Polarität 403 des zweiten Elektromagneten 401, weisen vorzugsweise dieselbe Polarität, beispielsweise eine positive oder nördliche Polarität auf. Die beiden voneinander abgewandten Hälften der Elektromagnete 400, 401, also die obere Polarität 404 des ersten Elektromagneten 400 und die untere Polarität 405 des zweiten Elektromagneten 401, weisen eine entgegengesetzte Polarität, beispielsweise jeweils eine negative bzw. südliche Polarität auf. Beide Elektromagnete bilden jeweils ein Magnetfeld 403, 406, das sich zwischen den beiden Polen des jeweiligen Elektromagneten 400, 401 erstreckt.
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In 2 ist ein teilkomprimierter Zustand des Stoßdämpfers 30 gezeigt. Mit anderen Worten ist der Stoßdämpfer 30 bereits teilweise eingefedert. Konkret zeigt 2 einen Status, bei welchem sich die Kolbenbaugruppe in Richtung des Doms 301 bewegt. In dem Zwischenstadium gemäß 2 sind die beiden Elektromagnete 400, 401 bereits soweit aufeinander zubewegt worden, dass sich die Magnetfelder 406, 407 überlappen. Dadurch entsteht eine abstoßende Kraft zwischen den Elektromagneten 400, 401, die der Relativbewegung zwischen dem Kolben 330 und dem oberen Dom 301 bzw. dem Zylinder 300 entgegenwirkt.
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Generell wird beim Einfedern des Stoßdämpfers 30 zunächst eine Gegenkraft zur Relativbewegung zwischen Kolbenbaugruppe und Zylinder 300 durch den Ölfluss zwischen dem Reservoirbehälter 500 und dem Zylinder 300 erzeugt. Beim Einfedern fließt das Dämpfungsmittel vom Zylinder, insbesondere vom Druckstufenvolumen 371 über eine Öffnung oder ein Rohr 390 in den Reservoirbehälter 500. Dabei ist die Öffnung bzw. das Rohr 390 zwischen dem Reservoirbehälter 500 und dem Zylinder 300 durch einen entsprechenden Verbinder 391 fixiert.
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Sobald die beiden Elektromagnete 400, 401 eine gewisse Mindestdistanz zueinander erreicht haben, wirken die beiden Magnetfelder 406, 407 und verstärken die auf den Kolben 401 wirkende Gegenkraft. Damit bilden die beiden Elektromagnete 400, 401 einen magnetischen Anschlag, wobei durch eine weitere Verringerung der Distanz zwischen den Elektromagneten 400, 401 die Gegenkraft exponentiell steigt. Im Ergebnis wird damit vermieden, dass der Kolben 330 bzw. der zweite Elektromagnet 401 gegen den ersten Elektromagnet 400 schlägt. Gleichzeitig wird durch die Überlappenden Magnetfelder 406, 407 eine magnetische Dämpfung erreicht, die sich über den gesamten Federweg des Stoßdämpfers auswirken kann.
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Sowohl der Zylinder 300, als auch der Reservoirbehälter 500 sind jeweils an ihren unteren axialen Enden durch eine Dichtung 320 verschlossen. Die Dichtung 320 ist vorzugsweise mittels einer Crimpung 360 im Zylinder 300 bzw. im Reservoirbehälter 500 fixiert.
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Bezugszeichenliste
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- 10, 30
- Stoßdämpfer
- 100, 300
- Zylinder
- 301
- Oberer Dom
- 110, 310
- Trennkolben
- 120, 320
- Dichtung
- 130, 330
- Kolben
- 131
- Druckstufenventil
- 132
- Zugstufenventil
- 133
- Mutter
- 140, 340
- Kolbenstange
- 341
- Durchgangskanal
- 150, 350
- Gegendruckkammer
- 160, 360
- Crimpung
- 170, 370
- Arbeitskammer
- 171, 371
- Druckstufenvolumen
- 172, 372
- Zugstufenvolumen
- 200, 400
- Erster Magnet/Elektromagnet
- 201, 401
- Zweiter Magnet/Elektromagnet
- 202, 402
- Untere Polarität des ersten Elektromagneten 200, 400
- 204, 404
- Obere Polarität des ersten Elektromagneten 200, 400
- 203, 403
- Obere Polarität des zweiten Elektromagneten 201, 401
- 205, 405
- Untere Polarität des zweiten Elektromagneten 201, 401
- 206, 406
- Erstes Magnetfeld
- 207, 407
- Zweites Magnetfeld
- 500
- Reservoirbehälter
