DE3304815A1

DE3304815A1 - Stossdaempfer mit einstellbarer daempfungswirkung

Info

Publication number: DE3304815A1
Application number: DE19833304815
Authority: DE
Inventors: Junichi Ebina Kanagawa Emura; Issei Tokyo Kanari
Original assignee: Atsugi Motor Parts Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-05-20
Filing date: 1983-02-11
Publication date: 1983-11-24
Also published as: GB2120355A; US4620619A; FR2527289A1; GB2120355B; DE3304815C2; GB8303429D0; FR2527289B1

Description

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Die Erfindung betrifft allgemein einen Stoßdämpfer, der bei Federungssystemen eines Kraftfahrzeuges Verwendung findet/ um die Schwingungsenorgie zu absorbieren, und insbesondere betrifft die Erfindung einen Stoßdämpfer, bei dem die Dämpf ungswi rkung automatisch entsprechend der Fahrz> >uggeschv> Lndigkeit oder von Hand entsprechend der Einschätzung des Fahl" ;rs eingestellt werden kann.

Wenn ein Kraftfahrzeug über unebene Straßen fährt, werden di2 Federn im Aufhängungssystem des Kraftfahrzeuges zusammengedrückt und dehnen sich aus, um die Stöße aufzunehmen. Da jedoch die Federn weiter schwingen, bis sie endlich in den Ausgangszustand zurückkommen, wird die Straßenhaftung durch diese Vibrationen verringert und gleichzeitig leidet der Fahrkomfort des Fahrzeuges. Es wird nun ein Stoßdämpfer benutzt, um die Federschwingungen zu verringern, um so bessere Straßenhaftunj zu erreichen und den Fahrkomfort zu verbessern. Zur weiteren Erhöhung des Fahrkomforts wird ein Stoßdämpfer allgemein mit größerer Dämpfungswirkung beim Ausfahren, als beim Einfahren ausgestattet. Diese Wirkung wird durch die Verwendung von Ventilen erreicht, die die Strömung des innerhalb des Stoßdämpfers befindlichen Fluides in beiden Richtungen unterschiedlich hc1-ten. Dieser doppelwirkende Stoßdämpfer, der unterschiedliche Dämpfungswirkung beim Ein- und beim Ausfahren ergibt, wird in heutigen Fahrzeugen meist eingesetzt. Weiter erhöht sich die Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers mit steigender Arbeitsgeschwindigkeit des darin befindlichen Kolbens. Falls die Dämpfungskraft zu groß ist, wird dadurch die Fahrweise zu tuet, und falls sie gering ist, ergibt sich eine schwammige oder zu weiche Fahrweise.

Bei den üblichen Stoßdämpfern kann sich jedoch, da die Dämpfungswirkungen während des Ausfahrens und des Einfahrens normalerweise festliegen, die Straßenhaftung, der Fahrkomfoi t oder die Steuerwirkung des Fahrzeuges entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der Straßenrauhigkeit ändern.

Um diese Probleme zu überwinden, wurde ein hydraulischer Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung entwickelt, der mit einem Motor und einem Stellglied usw. versehen ist, und bei dem ein Teil des Betriebsfluides innerhalb der oberen und unteren Kammer w-'ihrend des Betriebs über eine Bypass-Einrichtung parallel umgeleitet wird, und zwar durch eine aus einer Vielzahl von Düsen mit unterschiedlichem Durchmesser, die durch ein motorbetriebenes Düsenstellglied angewählt wird. Dadurch wird der Anteil des Arbeitsfluides, der durch das obere bzw. untere Kolbenventil strömt, verringert, und dadurch wird eine kleinere Dämpfungswirkung erreicht gegenüber der Dämpfungswirkung des üblichen Stoßdämpfers, bei dem das Betriebsfluid nur durch die Ventile fließt. In diesem Fall wird das Stellglied entsprechend einem Rückmeldesignal gesteuert, das durch einen daran angebrachten Lagestellungssensor erfaßt wird.

Bei diesem bekannten hydraulischen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung ist, da die zwischen den beiden Kammern verschiebbar durchtretende Betriebsfluidmenge sowohl beim Ausfahren wie beim Einfahren durch die gleiche, durch das Stellglied angewählte Düse geleitet wird, die einstellbare Dämpfungswirkung beim Ausfahren des Kolbens die gleiche wie die beim Einfahren erzielte, so daß die bereits erwähnte Forderung schwer zu befriedigen ist, daß ein Stoßdämpfer unterschiedliche Dämpfungswirkungen beim Ein- und Ausfahren ergeben soll. Es ist dabei darauf hinzuweisen, daß eine größere Dämpfungswirkung während des Ausfahrens die Straßenhaftung verbessert, während eine kleinere Dämpfungswirkung während des Einfahrens den Fahrkomfort erhöht.

Außerdem sollte bei Stoßdämpfern für Kraftfahrzeuge die Gesamtlänge des Dämpfers so gering wie möglich sein wegen des bev schränkten Einbauraumes an der Fahrzeugkarosserie, jedoch sollte der Hub der Kolbenstange so groß wie möglich sein vom

Standpunkt der Erhöhung der Absorption von Vibrationsenergie (dem Produkt aus Dämpfungskraft und Hub). Bei dem üblichen Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungswirkung wird jedoch un-

benötigt
vermeidlich zusätzlicher Raum /zum Anbringen der verschiedene ι Elemente (die mit den Düsen versehen sind, durch welche das Fluid wahlweise parallel umgeleitet wird), so daß der Hub der Kolbenstange relativ kurz wird, fal|Ls die Gesamtlänge des Stoßdämpfers festgelegt ist. Dadurch entsteht das weitere Problem, daß kurzhubige Stoßdämpfer die entstehende Vibratic isenergie nicht ausreichend aufnehmen können. Damit ergibt sie ι als das primäre Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung· eines Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungswirkung für ein Kraftfahrzeug, bei dem die durch eine über ein Düsenstellgli id. entsprechend der Einschätzung des Fahrers ausgewählte Düse erzielte Dämpfungskraft noch automatisch geändert werden kann, je nach dem ein Ausfahr- oder Einfahrbetrieb des Stoßdämpfers vorliegt. Es soll dadurch die Dämpfungswirkung während des Ausfahrens zur Verbesserung der Straßenhaftung vergrößert und während des Einfahrens zur Verbesserung des Fahrkomforts verringert werden.

Zur Erreichung dieses Zieles ist bei einem Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung für ein Kraftfahrzeug erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein Ringteil mit einer Düse versehen ist und an dem Düsenstellglied oder einem Rohrelement befestigt ist und daß ein Scheibenventil an der Oberseite des Ringteils oder Ringelementes zusätzlich zu den verschiedenen Elementen vorgesehen ist, die zum Einstellen der Dämpfungswirkung entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit oder der. Einschätzung des Fahrers nötig sipd. Das Scheibenventil wird geöffnet, um Fluid durch das Hingelernent umzuleiten (kleinere Dämpfungswirkung), wenn der Kolben sich im Einfahrbetrieb nach unten bewegt, und es wird geschlossen, um Fluid durch die in dem Ringelement ausgebildete Düse umleiten zu lassen (größere Dämpfungskraft), wqnn der Kolben sich währerd des Ausfahrens nach oben bewegt.

Weiter ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfunyswirkung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, bei dom die über ein Düsenstellglied entsprechend der Einschätzung des Fahrers erzielte Dämpfungswirkung automatisch entsprechend dem vorliegenden Ausfahr- oder Einfahrbetriebs geändert werden kann, mit einem solchen Aufbau, daß sich der größte mögliche Hub der Kolbenstange ergibt, falls die Gesamtlänge des Stoßdämpfers konstant sein muß.

Zur Erreichung dieses Zieles ist bei dem Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung für ein Kraftfahrzeug erfindungsgemäß vorgesehen, daß eine größere Düse in der unteren Endwand der Kolbenstange zum Parallelumleiten des Fluids vorhanden ist, und zwar des Fluids, das durch die durch das Düsenstellglied ausgewählte Düse oder durch das geöffnete bzw. geschlossene Scheibenventil fließt entsprechend dem Einfahr- oder Ausfahrbetrieb von der oberen Kammer zu der unteren Kammer oder umgekehrt, und es sind die verschiedenen Elemente zum Einstellen der Dämpfungswirkung vollständig in der Kolbenstange untergebracht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht des wesentlichen Abschnittes einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungswirkung,

Fig. 2(A) einen Schnitt nach Linie A-A in Fig. 1 mit der Darstellung eines in dem Düseneinstellglied ausgebildeten Ausschnittes und von vier oberen Düsen in dem Rohrelement des Stoßdämpfers,

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Fig. 2(B) einen Schnitt nach Linie B-B in Fig. 1, mit einem unteren Ausschnitt in dem Düsenstellglied und vier unteren Düsen in dem Rohrelement sowie einer in de η Ringteil ausgebildeten Düse bei dem Stoßdämpfer na:h Fig. 1,

Fig. 3(A) ein schematische Blockschaltbild einer Steuereinheit zur Verwendung mit der ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers zur Steuerung des Drehwinkels des Düsenstellgliedes mit Stellungswinkel-Rückmeldung,

Fig. 3(B) eine Tafel der Beziehungen zwischen Dämpfungseigenschaft, oberen und unteren Düsen und den Referenzsignalwerten,

Fig. 4 eine Schnittansicht des wichtigsten Abschnittes einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft,

Fig. 5 einen Teilschnitt längs Linie C-C aus Fig. 4 mit dem in dem Düsenstellglied ausgebildeten Ausschnitt und je vier in dem Rohrelement und dem Ringteil ausgebildeten Düsen,

Fig. 6 einen Teilschnitt durch den wesentlichen Teil einec dritten Ausführung des erfindungsgemäßen Stoßdämpf2rs mit einstellbarer Dämpfungswirkung,

Fig. 7(A) einen Schnitt längs Linie D-D der Fig. 6 mit dem Ausschnitt im Düseneinstellglied, vier Düsen in dem Rohrelement und einer Düse in der Kolbenstange, und

Fig. 7(B) einen Teilschnitt längs der Linie E-E in Fig. 6,

mit dem Ausschnitt in dem Düseneinstellglied, vier in dem Rohrelement gebildeten Düsen und einer Düse in dem Ringteil.

Zunächst wird anhand der Fig. 1 bis 3 die erste Ausführung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers mit einstellbarer Däinpfungswirkung beschrieben. Wie aus Fig„ 1 zu ersehen, ist bei dem Stoßdämpfer grundsätzlich eine Kolbenanordnung 1 vorhanden mit zwei Kolbenventilen 1-1 und 1-2, und die Kolbenanordnung ist in einen mit einem Betriebsfluid gefüllten Zylinder 2 eingepaßt. An der Kolbenanordnung 1 ist eine Kolbenstange 3 angebracht, die zur Hin- und Herbewegung mittels einer (nicht dargestellten) an der Oberseite des Zylinders 2 zur Verhinderung eines Ausfließens von Fluid angebrachten Dichtpackung in den Zylinder 2 eingesetzt ist» Am oberen Ende der Kolbenstange 3 ist ein (nicht dargestelltes) Montageauge zum Anbringen an der Wagenkarosserie (gefederter Abschnitt)vorgesehen. Es ist noch ein Außenrohr 4 vorgesehen, das als Reservekammer für das Betriebsfluid dient. Die obere Kammer 5 und die untere Kammer 6 im Innern des Zylinders 2 sind mit dem Betriebsfluid angefüllt und über die beiden Kolbenventile 1-1 und 1-2 miteinander verbunden. Der unterste Teil der unteren Kammer 6 ist mit der Reservekammer zwischen dem Außenumfang des Zylinders 2 und dem Innenumfang des Außenrohres 4 verbunden. An dem Zylinder 2 ist ebenfalls ein (nicht dargestelltes) Befestigungsauge am unteren Ende zur Verbindung mit einer Achse (ungefederter Abschnitt) vorgesehen.

Wenn die Kolbenanordnung 1 sich nach unten bewegt, d.h. der Stoßdämpfer in Druckbetrieb oder Einfahrbetrieb arbeitet, fließt Betriebsfluid aus der unteren Kammer 6 in die obere Kammer 5 durch das obere Kolbenventil 1-1, um die erforderliche Dämpfungswirkung zu erzielen. Wenn die Kolbenanordnung 1 sich nach oben bewegt und der Stoßdämpfer in dem Ausfahrbetrieb arbeitet, fließt Betriebsfluid aus der oberen Kammer

durch das untere Kolbenventil 1-2 in die untere Kammer 6, um eine Dämpfungswirkung zu erzielen. Das Fluid kann jedoch nicht leicht durch das untere Kolbenventil 1-2 fließer, da das Ventil 2 für größeren Strömungswiderstand ausgelegt ist. Die Ventile sind damit so beschaffen, daß beim Ausfahi an eine größere Dämpfungswirkung als beim Einfahren erzeugt wiii.

Zusätzlich zu den beschriebenen grundsätzlichen Elementen enthält der Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung gemäß der vorliegenden Erfindung im Groben noch einen Motor 7, der in einem ausgebohrten Hohlraum der Kolbenstange 3 untergebracht ist/ ein Untersetzungsgetriebe 8 aus einer Reihe von Zahnrädern zur Herabsetzung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors 7, einen Stellungssensor oder ein Potention3ter 9 für die Stellung des Düseneinstellgliedes, ein Wellenlager 20, ein Dichtteil 10, ein mit einer Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 8 drehbar verbundenes Düsenstellglied 11, das mit jeweils einem oberen und einem unteren Ausschnitt versehen ist und ein Rohrelement 12, das mit einer Vielzahl von Düsen unterschiedlicher Durchmesser versehen ist, und ei dem die Kolbenanordnung 1 befestigt ist, ein in den unterst2n Teil der Innenbohrung des Düsenstellgliedes 11 eingepaßtes Ringteil, das ebenfalls mit einer Düse versehen ist, und eil Scheibenventil 23.

Beim Zusammenbau der Kolbenstange 3 des Stoßdämpfers werden zunächst das Scheibenventil 23 und das Ringteil 22 in die Bohrung des Düsenstellgliedes 11 eingepaßt und eine konisch a Feder 24 zwischen das Düsenstellglied und das ScheibenventiL 23 eingesetzt. Danach werden folgende Elemente" in den zentralen Hohlraum der Kolbenstange 3 in der Reihe der Aufzähl ing eingesetzt: Der Motor 7, das Untersetzungsgetriebe 8, der Stellungssensor 9 für das Düsenstellglied, das Wellenlager 20, das Dichtteil 10, das Düsenstellglied 11 und das Rohrteil 12.

Dann werden diese Elemente an der Kolbenstange 3 festgelegt, indem eine Scheibenschraube 13 in das am unteren Umfang steil der Kolbenstange 3 ausgebildete Innengewinde eingeschraubt wird. Dann wird die Kolbenanordnung 1 mittels einer butter 14 an dem Rohrteil 12 befestigt.

Zusätzlich ist in Fig. 1 die Abtriebswelle 15 des Untersetzungsgetriebes 8 zu sehen, deren Ende beispielsweise durch Fräsen zu einem grob quadratförmigen Endabschnitt 15a verformt wurde und dieser sitzt in einem Schlitz 11a an der Oberseite des Düsenstellgliedes 11, und zwar ist ein axialer Freiraum C dazwischen belassen, damit eine nach oben gerichtete Druckkraft über das Düsenstellglied 11 nicht direkt auf die Abtriebswelle übertragen werden kann. Wenn die Abtriebswelle 15 sich dreht, wird das Drehmoment formschlüssig vom Untersetzungsgetriebe 8 auf das Düsenstellglied 11 übertragen, und zwar über den in den Schlitz 11a im Düsenstellglied 11 eingesetzten Endabschnitt 15a der Abtriebswelle 15.

Obere und untere Schubeinlagen 16 bzw. 17 bestehen aus einem Material mit kleinem Reibkoeffizient. Wenn die Kolbenanordnung

I sich nach unten bewegt, wird eine nach oben gerichtete Fluid-Druckkraft auf das Düsenstellglied 11 ausgeübt, und die obere Schubeinlage 16 zwischen dem Dichtteil 10 und dem Düsenstellglied 11 wirkt dann als Schublager, während andererseits bei einer Aufwärtsbewegung der Kolbenanordnung 1 eine nach unten gerichtete Fluiddruckkraft auf das Düsenstellglied

II einwirkt, und die zwischen dem Düsenstellglied 11 und dem oberen Ende des Rohrelementes 12 eingelegte Schubeinlage 17 wirkt dann als Schublager.

Eine Wendelfeder 18 drängt das Düsenstellglied 11 nach oben gegen das Dichtteil 10, sobald der Innendruck im Zylinder 2 ausgeglichen ist.

Das Düsenstellglied 11 ist mit einer oberen Zentralbohrung 11b,einer seitlichen horizontalen Düse 11c und einem oberen vertikalen Durchlaß 11d versehen. Das Rohrelement 12 enthält eine Zentralbohrung 12e. Damit wird der im Zylinder 2 herrschende Fluiddruck direkt auf die Schubeinlage 16 bzw. 17 und das Dichtteil 10 übertragen, und zwar über die Zentralbohrung 1Oe des Rohrelementes 12, die Zentralbohrung 11o des Düsenstellgliedes 11, die seitliche horizontale Düse 11c, den Zwischenraum zwischen dem Düsenstellglied 11 und dem Rohrteil 12, in dem die Wendelfeder 18 sitzt, und den oberen vertikalen Durchlaß 11d. Das Dichtteil 10 verhindert einen Austritt von Fluid zu dem Stellungssensor 9 hin.

Es ist noch ein Anschlag 19 vorgesehen, der die nach oben gerichtete Bewegung der Kolbenstange 3 in dem Zylinder 2 begrenzt und in Berührung mit der (nicht dargestellten) Dichtpackung kommt, die im obersten Teil des Zylinders 2 angeordnet ist.

Um die Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers einzustellen, sind in der Wand des Rohrelementes 12 vier radial gerichtete obere Düsen 12a (U), 12b(U), 12c (U) und 12d(U) mit unterschiedlichem Durchmesser so angeordnet, daß sie in Umfangsrichtur.g gleiche Winkelabstände von 90° voneinander haben, wie Fig. 2 (A) zeigt und weitere vier untere Düsen 12a(L), 12b(L), 12c(L) und 12d(L) mit unterschiedlichen Durchmessern, die, wie Fig. 2(B) zeigt, in gleicher Weise angebracht sind. Datei ist der Durchmesser der zwei ersten Düsen 12a(U) und 12a(L) am kleinsten, dann folgen der Größe nach die Düsen 12b(U) und 12b(L), die beiden dritten Düsen 12c (U) und 12c(L) und die größten vierten Düsen 12d(U) und 12d(L), wie in Fig. 2(A) und 2(B) zu sehen. Die vier oberen und die vier unteren Düsen sitzen jeweils in einer Ebene am Umfang des Rohrelernentes,

In der Wand der Axialbohrung des Düscnstellgljedes 11 ist ein oberer Ausschnitt 11e(U) und ein unterer Ausschnitt 11e(L) wie gleichfalls in den beiden Fig. 2 zu sehen, zum unteren Ende des Stellgliedes zu in der gleichen Ebene wie die beiden Düsenreihen de;; Rohrteiles angebracht. In der Wand des Ringteiles 22 ist ebenfalls in radial (ir Richtung eine Düse 22a ausgebildet, die mit der unteren Düsenreihe (L) ausgerichtet ist und in Fig. 2(B) gezeigt ist.

Das Ringteil 22 ist am unteren Innenende der Bohrung des Düsenstellgliedes 11 so angebracht, daß die Düse 22a nur mit dem unteren Ausschnitt 11e(L) in dem Düsenstellglied 11 in Verbindung treten kann. Die Axiallänge des Ringteiles ist so bemessen, daß der obere Ausschnitt 11e(ü) des Düsenstellglxedes nicht verschlossen wird.

Die beiden Ausschnitte 11e(U) und 11e(L) des Düsenstellgliedes 11 sind so zu den vier oberen Düsen 12a(U) - 12d(U) und den vier unteren Düsen 12a(L) - 12d(L) ausgerichtet, daß dann, wenn das Düsenstellglied 11 durch die Abtriebswelle 15 gedreht wird und dann an einer der vier vorbestimmten Winkelstellungen anhält, der obere Ausschnitt 11e(U) mit irgendeiner der vier oberen Düsen 12a(U) - 12d(U) und der untere Ausschnitt He(L)-mit irgendeiner der vier unteren Düsen 12a(L) - 12d(L) in Verbindung steht. Dadurch wird zusätzlich zu dem durch das jeweils in Betrieb befindliche Kolbenventil 1-1 bzw. 1-2 ein weiterer Fluidstrom über die Zentralbohrung 12e, die Düse 22a, den unteren Ausschnitt 11e(L) und irgendeine der vier unteren Düsen 12a(L) -12d(L) umgeleitet bzw. zusätzlich bei geöffnetem Scheibenventil 23 (Einfahrbetrieb) über die Zentralbohrung 12e«, den oberen Ausschnitt He(U) und eine der vier oberen Düsen 12a(U) - 12d(U) zwischen der oberen Kammer 5 und der unteren Kammer 6 umgeleitet.

Falls der obere Ausschnitt 11e(U) und/oder der untere Ausschnitt 11e(L) mit der ersten oberen Düse 12a (U) und/oder der ersten unteren Düse 12a(L) (die beide den kleinsten Durchmesser besitzen) in Verbindung steht, wird die größte Dämpfungswirkung erreicht, während bei Übereinstimmung des oberen Ausschnittes "Me(U) und/oder des unteren Ausschnittes 11e(L) mit der zweiten oder der dritten Düse 12b(U) oder 12c (U) und/oder der zweiten oder dritten unteren Düse 12b(L) oder 12c(L) (mit einem der mittleren Durchmesser) eine mittlere Dämpfungswirkung erreicht wird und dann, wenn der ober3 Ausschnitt 11e(U) und/oder der untere Ausschnitt 11e(L) mit der vierten oberen Düse 12d(U) und/oder der vierten unterer. Düse 12d(L) (mit jeweils dem größten Durchmesser) in Verbindung steht, die kleinste Dämpfungswirkung erzielt wird.

Zusätzlich zu dem Düsenstellglied 11 und dem Rohrelement 12 sind in dieser Ausführung, wie bereits besprochen, ein Ring teil 22, ein Scheibenventil 23 und eine konische Feder 24 vorgesehen, um die Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers je nach .der vorhandenen Betriebsweise im Einfahr- oder Ausfahrbetrieb weiter einzustellen.

Im einzelnen wird dann, wenn der Kolben sich nach oben bewejt und in der oberen Kammer 5 ein höherer Druck als in der unteren Kammer 6 herrscht, das Scheibenventil 23 nach unten gedrängt, so daß das Betriebsfluid nur durch die Düse 22a des Ringteiles 22, den unteren Ausschnitt 11e(L) und eine der vier unteren Düsen 12a(L) - 12d(L) umgeleitet wird. Es ergibt sich dadurch eine größere Dämpfungswirkung im Ausfahrbetrieb.

Wenn nun der Kolben nach unten bewegt wird, herrscht in der oberen Kammer 5 ein geringerer Druck als in der "unterer; Kammer 6, und das Scheibenventil 23 wird gegen die Kraft der konischen Feder 24 nach oben gedrängt, .so daß das Betriebsfluid sowohl durch die Düse 22a, den unteren Ausschnitt 11e(L) und eine der vier unteren Düsen 12a(L) - 12d(L)

zusätzlich noch durch das Ringteil 22, den oberen Ausschnitt 11e(U) und eine der vier oberen Düsen 12a (U) - 12d(U) umgeleitet wird. Dabei ergibt sich eine geringere Dämpfungswirkung Leim Einfahr- oder Druckbetrieb.

F]s ist dabei darauf hinzuweisen, daß die bewegte Masse des Scheibenventils 23 so gering wie möglich gehalten werden sollte. Falls das nicht beachtet wird, ist es unmöglich, die Dämpfungswirkung bei jedem Ausfahren oder Einfahren ausreichend schnell einzustellen, da die Auf- und Abwärtsbewegung mit einer relativ hohen Vibrationsfrequenz erfolgt, der gefolgt werden muß. Es ist deshalb für die Erfindung wesentlich, daß das kleinst- oder leichtestmögliche Scheibenventil 23 an der Mittelachse der Kolbenstange 3 vorgesehen wird, um die Ansprechempfindlichkeit auf Druckänderungen in dem Zylinder zu erhöhen.

In Fig. 1 ist auf der linken Seite das Scheibenventil 23 im nach unten gedrängten Zustand bei einer Bewegung des Kolbens 1 nach oben im Ausfahrbetrieb gezeigt, während auf der rechten Seite das Scheibenventil 23 so gezeigt ist, wie es bei einer Bewegung des Kolbens 1 nach unten im Druckoder Einfahrbetrieb steht.

Fig. 3(A) zeigt nun ein Blockschaltbild einer Steuereinheit 100, die mit dem Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung nach Fig. 1 eingesetzt wird.

Es ist hier ein Geschwindigkeitssensor 101 vorgesehen, welcher entsprechend der gerade vorhandenen Fahrzeuggeschwindigkeit Signale abgibt. Es ist ein Handwahlschalter 102 vorgesehen, mit dem der Grad der Dämpfungswirkung des Stoßdämpfers nach Einschätzung des Fahrers eingestellt werden kann» Wird er in die Stellung L gebracht, so kann die geringste Dämpfungswirkung erhalten werden, in der Stellung M ergibt

sich eine mittlere Dämpfungswirkung und in der Stellung H die höchst erreichbare Dämpfungswirkung. Weiter ist ein Referenzsignalgenerator 103 vorhanden zur Ausgabe oiner Vielzahl von Referenzsignalen entsprechend den anliegenden Eingangssignalen vom Geschwindigkeitssensor 101 und/oder dem Handwahlschalter 102. Eine Rückmeldeeinheit 104 gibt Stellungssignale ab entsprechend dem Spannungswert des Ausgangssignals des Stellungssensors 9 für das Düsenstellglied. Ein Komparator 105 dient dazu, die Referenzsignale vom Referenzsignalgenerator 103 mit den rückgemeldeten Stellungssignalen von der Rückmeldeeinheit 104 zu vergleich an. Es wird ein Motor am Steuersignal abgegeben, wenn die Signale einander nicht entsprechen, jedoch kein Signal, wenn einander entsprechende Signale anliegen. Das Ansteuersignal wird einer Motoransteuerschaltung zugeleitet, die den Motor 7 in vorbestimmter Richtung antreibt.

Nach Fig. 3 (A) ist der Stellungssensor für das DüsensteÜ-glied als Potentiometer dargestellt, und zwar ist liier ein Gleitkontakt oder eine Bürste 91 vorgesehen, die über ein kreisförmiges Leitungsmuster 92 schleift. Die Bürste 91 ist an der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 8 befestigt und wird durch den Motor 7 zusammen mit dem Düsenstellglied 11 gedreht. Das kreisförmige Leitungsmuster 92 aus einem Widerstandsmaterial steht fest, und beide Enden liegen an einer Versorgungsspannung. Wenn nun die Abtriebswelle 15 des Untersetzungsgetriebes 8 durch den Motor zusammen mit dem Düsenstellglied 11 gedreht wird, gleitet die Bärste 91 an dem Leitmuster 92 und es entsteht eine Spannung proportional zur Winkelstellung des Berührungspunktes zwischer der Bürste 91 und dem Leitmuster 92, d.h. zur Winkelstellurg des Düsenstellgliedes.

Nun wird der Betrieb des Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungswirkung beschrieben. Wenn der Fahrer den Wahl-

schalter 102 beispielsweise in die mittlere Stellung M bringt, gibt der Handwahl schalter 102 ein zweites Signal S₂ an den Referenzsignalgenerator 103 ab zur Auswahl der mittleren Dämpfungswirkung, so daß der Generator 103 ein zweites Referenzsignal mit dom Spannungswert E_2n an den Komparator 105 abgibt. Die Rückineldeeinheit 104 gibt z.B. ein Signal ab, dessen Spannungswert sich von dem des dem zweiten Signal S₂ entsprechenden Signals E₂ unterscheidet, und der Komparator .105 gibt ein Mo tor an Steuer signal über die Motoransteuerschaltung 106 an den Motor 7 ab. Damit dreht sich der Motor in der vorbestimmten Richtung. Bei seiner Drehung nimmt der Motor 7 die Bürste 91 mit, und diese erreicht dann eine Stellung, in der die Rückmeldeeinheit 104 einen Spannungswert E₂ an den Komparator 105 abgibt, und dieser entspricht dem Spannungswert E_?_ vom Referenzsignalgenerator, so daß der Komparator 105 mit der Ausgabe des Motoransteuersignals an den Motor 7 aufhört. Dann ist das Düsenstellglied

11 so angeordnet, daß der obere Ausschnitt 11e(U) und der untere Ausschnitt 11e(L) mit der jeweiligen zweiten oberen Düse 12b(U) bzw. der unteren Düse 12b(L) des Rohrelementes

12 in Verbindung stehen; da diese Düsen einen mittleren Durchmesser besitzen, wird eine mittlere Dämpfungskraft erreicht. Wenn dann der Kcblben sich nach oben bewegt, ist der Druck in der oberen Kammer 5 höher als der in der unteren Kammer 6, so daß das Scheibenventil 23 nach unten gedrückt wird. Aus diesem Grund wird das Betriebsfluid nur durch den unteren Ausschnitt 11e(L) und die untere zweite Düse 12b(L) parallel umgeleitet, so daß sich im Ausfahrbetrieb eine größere mittlere Dämpfungswirkung einstellt. Im Gegensatz dazu ist bei der Bewegung des Kolbens nach unten der Druck in der oberen Kammer 5 geringer als der in der unteren Kammer 6, so daß das Scheibenventil 23 gegen die Kraft der konischen Feder 24 nach oben gedrückt wird. So wird das Betriebsfluid durch den unteren und den oberen Ausschnitt He(L) und 11e(ü) sowie die unteren und oberen zweiten Düsen

12b(L) und 12b(U) parallel umgeleitet, so daß sich im Druck- oder Einfahrbetrieb eine kleinere mittlere Dämpfungswirkung ergibt. Während beider Betriebszustände wird das BetriebstIuid durch die zweiten Düsen 12b(L) und/cler 12b(U) sowie die Ausschnitte 11e(L) und/oder 11e(U) zusätzlich zu der Strömung umgeleitet, die durch die übliche Dämpfungskraft-Erzeugungseinrichtung erfolgt, welche das obere und das untere Kolbenventil 1-1 und 1-2 enthält. Das obere Kolbenventil läßt das Fluid von der unteren Kammec zur oberen Kammer 5 bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 1 im Einfahr- oder Druckbetrieb strömen und das untere Kolbenventil gestattet einen Fluidstrom von der oberen Kammer 5 zur unteren Kammer 6 bei der Aufwärtsbewegung der Kolbenanordnung 1 im Ausfahrbetrieb.

Wenn der Fahrer den Handwahlschalter 102 von der Mittelstellung M in die obere Stellung H bringt, gibt der Wahlschalter 102 ein erstes Signal S., zur Anwahl der hohen Därnpfungswir'-kung an den Referenzsignalgenerator 103 ab, und dieser gibt ein erstes Referenzsignal mit dem Spannungswert E^₀ an den Komparator 105 ab. Da die Rückmeldeeinheit 104 weiterhin ein Signal mit dem Spannungswert E₂ abgibt, der den zweiter Signalen S₂ bzw. E₂₀ entspricht, gibt der Komparator 105 ein Motoransteuersignal an den Motor 7 über die Motoransteuerschaltung 106 ab. Damit dreht sich der Motor 7 in der vorbestimmten Richtung. Bei der Drehung des Motors 7 wird die Bürste eine Stellung erreichen, in der die Rückme]ieeinheit 104 einen Spannungswert E^ erzeugt und an den Komparator 105 abgibt, und nun entsprechen einander wieder die Spannungswerte E-_Q und E.., so daß der Komparator 105 mit der Abgabe des Motoransteuerungssignal an den Motor 7 aufhört. Da nun das Düsenstellglied 11 so angeordnet ist, daß sein oberer Ausschnitt 11e(U) und sein unterer Ausschnitt 11e(L) jeweils mit den ersten oberen und unteren Düsen 12a(U) und 12a(L) mit kleinstem Durchmesser des Rohrelement as

22 übereinstimmen, kann nun die hohe Dämpfungskraft erreicht werden. Wenn sich nun der Kolben nach oben bewegt wird wiederum das Scheibenventil 23 nach unten gedrückt und das Betriebsfluid wird nur durch den unteren Ausschnitt 11e(L) und die erste untere Düse 12a (L) parallel umgeleitet, so daß die größere hohe Dämpfungswirkung beim Aasfahrbetrieb erreicht wird. Im Gegensatz dazu wird nun bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens das Scheibenventil 23 nach oben gegen die Kraft der konischen Feder 24 gedrückt, und das Betriebsfluid wird sowohl durch den unteren wie den oberen Auslaß 11e(L) und 11e(U) und die zugehörigen ersten unteren und oberen Düsen 12a(L) und 12a(U) umgeleitet, so daß beim Druck- bzw. Einfahrbetrieb die kleinere hohe Dämpfungswirkung erreicht wird. Sowohl beim Ausfahr- wie beim Einfahrbetrieb wird das Betriebsfluid durch die genannten Wege zusätzlich zu dem Fluidstrom durch die übliche Dämpfungswirkungs-Erzeugungseinrichtung im Kolben umgeleitet.

Wenn in der gleichen Weise der Handwahlschalter 102 auf die unterste Stellung L gesetzt wird, gibt der Wahlschalter 102 ein drittes Signal S₃ zur Anwahl der niedrigen Dämpfungswirkung an den Referenzsignalgenerator 103 ab. Wenn sich der Motor 7 dreht und die Bürste 91 eine Stellung erreicht, in der ein Spannungswert E₃ durch die Rückmeldeeinheit erzeugt wird, erhält der Komparator 105 wieder die beiden einander entsprechenden Signalwerte E₃₀ und E₃ und gibt kein weiteres Motoransteuersignal mehr ab. Wenn nun der Motor 7 anhält ist das Düsenstellglied 11 so ausgerichtet, daß der obere Ausschnitt 11e(U) und der untere Ausschnitt 11e(L) jeweils mit den dritten oberen bzw. unteren Düsen 12c(U) bzw. 12c(L) des Rohrelementes 12 verbunden sind, die relativ große Durchmesser besitzen, und so kann eine niedere Dämpfungswirkung erzielt werden. Wenn sich der Kolben nun nach oben bewegt, kann die größere dieser

niedrigen Dämpfungswirkungen im Ausfahrbetrieb erzielt werden und im Gegensatz dazu wird bei der Abwärtsbewegung des Kolbens die kleinere niedrige Dämpfungswirkung im Druck- oder Einfahrbetrieb erreicht.

Zusätzlich zu dem beschriebenen Handwahlschalter 102 für die Dämpfungswirkung ist nun noch der Geschwindigkeitssensor 101 vorgesehen. Dieser dient dazu, die durch den Handwahlschalter 102 ausgewählten Dämpfungswirkungen automatisch entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit zu verändern.

Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit z.B. 80 km/h übersteigt, gibt der Geschwindigkeitssensor 101 ein positives Geschwindigkeitssignal ab, das für eine hohe Geschwindigkeit bezeichnend ist. Auf dieses Geschwindigkeitssignal hin wird der zweite Referenzspannungswert E- (mittlere Dämpfungswirkung) zum ersten Referenzspannungswert E₁ (hohe Dämpfungswirkung) geändert, oder der dritte Referenzspannungswert E^ (niedere Dämpfungswirkung) zum zweiten Referenzspannungswert E₂ (mittlere Dämpfungswirkung), und dies geschieht automatisch im Referenzsignalgenerator 103.

Wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit unter z.B. 30 km/h abfällt, gibt der Geschwindigkeitssensor 101 ein negatives Geschwindigkeitssignal ab, das für niedrige Geschwindigkeit bezeichnend ist. Auf dieses Geschwindigkeitssignal hin wird der erste Referenzspannungswert E- (hohe Dämpfungswirkung) zum zweiten Referenzspannungswert E₂ (mittlere Dämpfungswirkung) oder der zweite Referenzspannungswert E₂ (mittlere Dämpfungswirkung) zum dritten Refere tzspannungswert E₃ (niedere Dämpfungswirkung) geändert, oder der dritte Referenzspannungswert E₃ .(niedere Dämpfungswirkung) wird zum vierten Referenzspannungswert E₄ (niedrigste Dämpfungswirkung) geändert und dies geschieht automatisch

jm Ref erenzsignalgenex-ator 103.

Falls der Geschwindigkeitssensor 101 ein negatives Geschwindigkeitssignal an dc;n Referenzsignalgenerator 103 abgibt, wenn der Handwahlschalter gleichzeitig in der untersten Stellung L steht , gibt der Generator 103 ein viertes Referenzsignal mit dem Spannungswert E₄ an den Komparator 105 ab. Da die Rückmeldeeinheit 104 zu diesem Zeitpunkt ein Signal abgibt, dessen Spannungswert E₃ dem das dritte Signal S₃ bezeichnenden Spannungswert E₃₀ entspricht, gibt der Komparator 105 ein Motoransteuerungssignal über die Motoransteuerschaltung 106 an den Motor 7 ab. Der Motor 7 dreht sich nun in der vorbestimmten Richtung und nimmt die Bürste 91 mit, bis diese eine Stellung erreicht, in der ein Spannungswert E₄ durch die Rückmeldeeinheit 104 erzeugt und an den Komparator 105 abgegeben wird. Die am Komparator 105 anliegenden Eingangssignalwerte E₄₀ und E₄ entsprechen nun einander und der Komparator 105 hört auf, ein Ansteuersignal an den Motor 7 abzugeben. Dann ist das Düsenstellglied 11 so ausgerichtet, daß der obere Ausschnitt 11e(ü) und der untere Ausschnitt 11e(L) jeweils mit den vierten oberen und unteren Düsen 12d(U) bzw. 12d(L) des Rohrelementes 12 übereinstimmen, und es wird nun die minimale Dämpfungswirkung erreicht. Auch in dieser Stellung wird bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens im Ausfahrbetrieb die größere minimale Dämpfungswirkung und beim Abwärtsbewegen des Kolbens die kleinere minimale Dämpfungswirkung im Druckoder Einfahrbetrieb erreicht.

Die genannten Beziehungen zwischen den Dämpfungswirkungsgraden (H, M, L, MIN), den unteren und oberen Düsen 12a(L) und 12a (U), 12b (L) und 12b (U), 12c (L) und 12c (U) sowie 12d(L) und 12d(U) und den Referenzsignalwerten (E.. , E₃, E₃ und E₄) sind in Fig. 3(B) als Verständnishilfe für diese gegenseitigen Beziehungen aufgelistet.

Es wurde eine Anordnung beschrieben, bei der Geschwindigkeitssensor 101 ein positives und ein negatives Fahrzeuggeschwindigkeitssignal abgibt, wenn die Geschwindigkeit entweder 80 km/h übersteigt oder unter 30 km/h abfällt. Es ist jedoch auch möglich, eine Vielzahl von positiven odiir negativen Fahrzeuggeschwindigko;itssignalen auszugeben, um die Dämpfungswirkung bei mehreren Geschwindigkeitsstufen automatisch zu ändern. Es ist gleichfalls mögIiCh₇ nur ein einziges positives oder negatives Geschwindigkeitssignal abzugeben, um die Dämpfungswirkung nur bei einer Geschwindijkeitsschranke zu ändern.

In Fig. 4 ist nun eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungswirkung dargestellt. Hier sind die Ausschnitte in dem Düsenstellglied 11 nicht wie in der ersten Ausführung als getrennte Ausschnitte vorhanden, sondern sie sind zu einem gemeinsamen Ausschnitt oder Schlitz 11e verbunden, und ebenso sind in dem Rohrelement 12 vier gemeinsame Düsen oder Schlitze 12a, 12b, 12c und 12d vorhanden, wie Fig. 4 und 5 zeigen. Weiter ist das Ringteil 22 an dem Rohrelement 12 befestigt statt, wie in der ersten Ausführung, an dem Düsenstellglied 11, und es besitzt 4 Düsen 22a, 22b, 22c und 22d mit unterschie 1-lichem Durchmesser, so daß diese vier Düsen 22a bis 22d den vier Düsen 12a, 12b, 12c und 12d des Rohrelementes 12 in der Anzahl und Stellung entsprechen. Weiter ist der Durchmesser jeder der vier Düsen 22a bis 22d ein wenig geringer als der entsprechende Durchmesser der jeweiligen Düse 12a bis 12d des Rohrelementes 12. Es ist also der Durchmesser der ersten Düse 22a des Ringteiles 22 der kleinste vorhande ie Durchmesser und die Durchmesser steigen über die mittleren Durchmesser 22b und 22c zum größten Durchmesser 22d an. Die Axiallänge des Ringteiles 22 ist so ausgelegt, daß dessin oberes Ende annähernd bis zur Mitte des Schlitzes 11e des Düsenstellgliedes 11 reicht.

— ζ. D —

W'jnn der Kolben sich nach oben bewegt, ist der Druck in der oberen Kammer 5 höher als der in der unteren Kammer 6, das Scheibenventil 23 wird nach unten gedrückt und das Betriebsfluid wird durch eine der Düsen 22a bis 22d des Ringteiles 22, den Ausschnitt 11b des Düsenstellgliedes 11 und die entsprechende der Düsen 12a bis 12d des Rohrelementes 12 parallel umgeleitet, so daß sich jeweils im Ausfahrbetrieb die größere Dämpfungswirkung ergibt. Im Gegensatz dazu ist bei der Bewegung des Kolbens nach unten der Druck in der oberen Kammer 5 geringer als der in der unteren Kammer 6, das Scheibenventil 23 wird gegen die Kraft der konischen Feder 24 nach oben gedrückt, und das Betriebsfluid wird so durch den Freiraum zwischen dem Scheibenventil 23 und der Oberseite des Ringteiles 22 zusätzlich zu dem Durchlaßweg bei nach unten gedrücktem Scheibenventil 23 umgeleitet, so daß sich im Druck- oder Einfahrbetrieb eine geringere Dämpfungswirkung ergibt.

In gleicher Weise wie in Fig. 1 ist auch in Fig. 4 auf der linken Seite die Stellung des Scheibenventils 23 gezeigt, wenn sich der Kolben 1 im Ausfahrbetrieb nach oben bewegt und das Scheibenventil nach unten gedrückt ist, während auf der rechten Seite das nach oben gedrückte Scheibenventil bei der Abwärtsbewegung des Kolbens 1 im Druck- oder Einfahrbetrieb zu sehen ist.

Fig. 6 zeigt nun eine dritte Ausführung des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers. Bei dem Stoßdämpfer sollte die Gesamtlänge so kurz wie möglich sein wegen des beschränkten Montageraumes an der Fahrzeugkarosserie, wobei gleichzeitig der Hub der Kolbenstange so groß wie möglich gehalten werden soll, wegen der dadurch erreichbaren Erhöhung bei der Aufnahme von Vibrationsenergie (das Produkt aus Dämpfungskraft und Hub).

Ein Hauptproblem beim Aufbau eines Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft für ein Kraftfahrzeug besteht darin, daß nur sehr schwer der Hub der Kolbenstange erhöht werden kann wegen des zum Unterbringen der zusätzlichen Elemente zur Umleitung des Arboitsfluids erforderlichen Raumes in Axialrichtung.

Wie anhand der Fig. 1 zu sehen ist, ist ein Anschlag 19 vorgesehen, der beim Ausfahren der Kolbenstange 3 in ihre oberste Stellung mit einem im oberen Abschnitt des Rohres 2 eingesetzten Führungs- und Abschlußteil zur Führung der FdI benstange, welches in Fig. 1 nicht gezeigt ist, in Anlage korrmt. Das untere Ende des Rohrelementes 12 hält dann mit einem Axialabstand L₁ vom oberen Ende des Anschlages 19 an, wie in Fig. 1 zu sehen. Dabei ist der Abstand B für die Kolbenanordnung nötig und zusätzlich wird der Abstand A benötigt, um die Bypasselemente zum Umleiten des Betriebsfluids unterzubringen. Eine weitere Verkürzung der Baulänge der Elemente im Inneren des Innenzylinders 2 kann also nur erfolgen, wer η der Abstand A verringert oder ganz eliminiert werden kann. Eine solche Unterbringungsmöglichkeit wird nun anhand der Fig. 6 bei einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers beschrieben.

Dieser Stoßdämpfer enthält wiederum grundsätzlich eine mit zwei Kolbenventilen 1-1 und 1-2 versehene, in einen mit Betriebsfluid angefüllten Zylinder 2 eingesetzte Kolbenanordnung 1. An der Kolbenanordnung 1 ist eine Kolbei stange 3 angebracht und abgedichtet zum Hin- und Herlauf in den Zylinder 2 eingesetzt, und zwar wird dies durch ein Führungsteil 26 und eine (nicht dargestellte) Dichtpackung erzielt, wobei letztere dazu dient, einen Austritt des Betriebsfüuids an der Zylinderoberseite zu verhindern. Am oberen Ende der Kolbenstange 3 ist wiederum ein (nicht dargestelltes) Befestigungsauge zum Anbringen an der Fahrzeugkarosserie (gefederter Abschnitt) vorgesehen. Es ist

AA «

wieder, um ein Außenrohr 4 vorhanden, das cine Reservekammer für das Betriebsfluid in seinem Inneren ergibt. Die obere Kammer 5 und die untere Kammer 6 innerhalb den Zylinders 2 sind π it Betriebsfluid angefüllt und über die beiden Kolbenventile 1-1 und 1-2 miteinander in Vorbindung. Der unterste Teil der unteren Kammer 6 ist mit der Reservckaminer zwischen dem Außenumfang des Zylinders 2 und dem Innenuinfang des Außenrohres 4 verbunden. An dem Zylinder 2 ist wiederum ein (nicht dargestelltes) Montageauge unten vorgesehen, um den Stoßdämpfer mit dem ungefederten Abschnitt des Fahrzeugs zu verbinden.

Zusätzlich zu diesen Grundelementen jedes Stoßdämpfers enthält der erfindungsgemäße Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung einen (nicht dargestellten) Motor, ein aus einer Reihe von Zahnrädern bestehendes (nicht dargestelltes) Untersetzungsgetriebe zur Herabsetzung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors,einen (nicht gezeigten) Stellungssensor für das Düsenötellglied, der als Potentiometer ausgeführt sein kann, ein Wellenlager 20, ein Dichtteil 10, ein Düsenstellglied 11, das mit einer Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes drehbar verbunden und mit zwei Ausschnitten versehen ist, ein Rohrelement 12 mit einer Vielzahl von Düsen unterschiedlichen Durchmessers, an dem die Kolbenanordnung 1 befestigt ist, ein Ringteil 22, das in den unteren Innenhohlraum des Düsenstellgliedes 11 eingepaßt und. mit einem Ausschnitt versehen ist, und ein an der Oberseite des Ringteils 22 angeordnetes Scheibenventil 23.

Weiter ist in Fig. 6 ein Anschlag 19 zur Begrenzung der oberen Anschlagstellung der Kolbenstange 3 vorgesehen und ein Befestigungsteil (überwurfmutter) 25 zur Befestigung · der verschiedenen Elemente an der Kolbenstange 3.

Beim Zusammenbau der Kolbenstange 3 dieses Stoßdämpfers wird zunächst das Scheibenventil 23 und das Ringteil 22 * in den Hohlraum im Düsenstellglied 11 eingesetzt/ wobei eine konische Feder 24 am Düsenstellgied 11 abgestützt das Scheibenventil 23 beaufschlagt. Danach werden folgende Elemente in der genannten Reihenfolge in den zentralen Hohlraum der Kolbenstange 3 eingeführt: Motor, Reduktionsgetriebe, Stellungssensor für das Düsenstellglied, Wellenlager 20, Dichtteil 10, Düsenstellglied 11 und Rohrelement 12. Diese Elemente werden dann durch Aufschrauben des Befestigungsteiles 25 auf das Außengewinde befestigt, das am unteren Ende des Außenumfanges der Kolbenstange 3 vorgesehen ist, und vorher wird noch der Anschlag 19 mit Preßsitz auf den Außenumfang der Kolbenstange 3 aufgeschoben. Dann wird die Kolbenanordnung 1 mittels einer Mutter 14 an dem Rohrelement 12 befestigt.

Es ist hier wieder eine Schubeinlage 16 aus einem Material mit kleinem Reibkoeffizienten vorgesehen. Wenn sich die Kolbenanordnung 1 nach unten bewegt, wird eine nach oben gerichtete Fluid-Druckkraft auf das Düsenstellglied 11 ausgeübt, und die zwischen dem Dichtteil 10 und dem Düsenstellglied 11 eingelegte Schubeinlage wirkt dann als Schublager. Eine Wendelfeder 18 drückt das Düsenstellglied 11 gegen das Dichtelement 10 auch dann nach oben, wenn der Druck im unteren Teil des Zylinders abfällt.

Das Düsenstellglied 11 besitzt eine obere zentrale Bohrung 11b, einen seitlichen horizontalen Durchlaß 11c und einen ο>eren vertikalen exzentrisch angeordneten Durchlaß 11d. In dem Ro irelement 12 ist eine Zentralbohrung 12e ausgebildet. Damit wirkt der in der unteren Kammer 6 im Zylinder 2 herrschende Fluiddruck über die Zentralbohrung 12e des Rohrelementes 12, die Zentralbohrung 11b des Düsenstellgliedes 11, den seitlichen horizontalen Durchlaß 11c, den Zwischenraum zwischen dem Düsenstellglied 11 und dem Rohrteil 12 für die Wendelfeder

330Λ815

und den oberen vertikalen Durchlaß 11d direkt auf die f inl§ge./] 6 und das Diahtteil 10 ein. Das so vorge

Diehtteil 1Q verhindert dann einen Durchtritt Fluid: an dieser Stelle,

Um die Bärnpfungpwir-kung dieses StoßdMinpfers einzustol3«'n_/ U±_r wj.ö in. i'igs 7 ¹A] 5?u sehen, eine große iMündung 3a in RadJalrielitung in der Kol» 5 anstaj i|enwand nahe bei der obaren Endfläche des Angphjages, 10 ausgebildet, in der Wand des Rohrelementes 12 lind vigr Qbere Düsen 12a(U), 12b(U), 12c(U) und 12d{U)

unterspiiiedliqheni Durchmesser in Radialrichtung ausgebil· ^if. T(A^) und vier untere Düsen 1 2a (L) , 12b (L) , 12c

iriit untersehiedlichein Durchmesser in ausgebildet (Pig. 7(B)), Dabei sind die Durch« ä§r .beiden ersten. Düsen 12a (U) und 12a (L) am gering- §ten und es folgen dann der Größe nach ansteigend die Dureh-ipesse.r der beiden zweiten Düsen 12b (U) und 12b (L), der beid§n d.rijtten- Pü.sen 12c (U) und 12c (L), bis zu den größten Dure.hinesserp bei den beiden vierten Düsen 12d(U) und 12d(L). Sie sind in dieser Reihenfolge im Gegenuhrzeigersinn mit in .Umfangsrichtung gleiehpn Winkelabständen von je 90° angeordnet;.; In der; Wand d.es Düsenstellgliedes 11 sind ein oberer Aysjs.c?hni,tt. 1Ie(U) und ein unterer Ausschnitt 11e(L) ausge-» bildgfe,, ^@b@i_f wie in Fig. 7 (A) und 7 (B) zu sehen, der o,ber§ Augsehnitt d©n größeren Durchmesser besitzt. In der Wand de§ iinft^ils. 22 ist eine Düse 22a in Radialrichtung ausggfeiliet., wie in Fig. 7 (B) gegeigt. Das Ringteil 22 ist am ujitfsgen,. Innenende. der Bohrung des Düsenstellgliedes 11 §© bafigfeigfe^ daß die Düse 22a nur mit dem unteren Ausschnitt Ii©(ι*) Am Bö.se.ngt.eilgliedi 11 in Verbindung kommen kann. Die

Die beiden Ausschnitte 11e(U) und 11e(L) des Düsenstellgliedes 11 und die vier oberen Düsen 12a(U) bis 12d(U) sowie die vier unteren Düsen 12a (L) bis 1.2d(L) sind in solcher gegenseitiger Anordnung vorgesehen, daß bei einer Drehung des Düsenstellgliedes 11 durch den Motor und Anhalten an einer von vier vorbestimmten Drehstellungen der obere Ausschnitt 11e(U) mit einer der vier oberen Düsen 12a (U) bis 12d.(U) in Verbindung treten kann und der untere Ausschnitt 11b(L) gleichzeitig mit der entsprechenden der vier unteren Düsen 12a(L) bis 12d(L) in Verbindung tritt.

Auf diese Weise wird Betriebsfluid über die Zentralbohrung 12e, die Düse 22a, den unteren Ausschnitt -1Ie(L), eine der vier unteren Düsen 12a(L) bis 12d(L), die große Mündung 3a und zusätzlich bei geöffnetem Scheibenventil 23 über die Zentralbohrung 12e, den oberen Ausschnitt 11e(U) und die entsprechende der vier oberen Düsen 12a(U) bis 12d(U) und cie große Mündung 3a zwischen den beiden Kammern 5 und 6 umgeleitet.

Falls der obere Ausschnitt 11e(U) mit der ersten oberen Düse 12a(U) und der untere Ausschnitt 11e(L) mit der ersten unteren Düse 12a(L) in Verbindung stehen, wird, da diese ersten Düsen die geringsten Durchmesser aufweisen, die größte Dämpfungswirkung erreicht. Bei entsprechender Ausrichtung des oberen und des unteren Ausschnittes mit jeweils der zweiten oder der dritten oberen bzw. unteren Düse wird eine der beiden mittleren Dämpfungswirkungen erreicht, und bei Ausrichtung der beiden Ausschnitte 11e(U) und 11e(L) mit der jeweils vierten Düse 12d(U) bzw. 12d(L) mit größtem Durchmesser wird die geringste Dämpfungswirkung erreicht.

Zusätzlich ist, wie bereits beschrieben, das mit der konisc ien Feder 24 beaufschlagte Scheibenventil 23 vorgesehen, um die

Dämpf i.ngswirkung beim Ausfahr- und beim Einfahrbetrieb unterschiedlich zu halten.

Wenn sich der Kolben nach oben bewegt, wird der Druck in der oLeren Kammer 5 größer als der in der unteren Kammer 6 und das Scheibenventil 23 wird nach unten gedruckt, so daß das Betriebsfluid nur durch die Mündung 22a des Ringteils 22, den unteren Ausschnitt 11e(L) eine der vier unteren Düsen 12a(L) bis 12d(L) und die große Mündung 3a parallel umgeleitet wird, und so kann beim Ausfahrbetrieb die etwas größere Dämpfungswirkung erreicht werden, während im Gegensatz dazu bei der Abwärtsbewegung des Kolbens der Druck in der oberen Kammer 5 geringer als der in der unteren Kammer 6 ist, so daß das Scheibenventil 23 gegen die Kraft der konischen Feder 24 abgehoben wird, und eine Umleitung zusätzlich zu der beschriebenen über den oberen Ausschnitt 1"Ie(U), eine der vier oberen Düsen 12a(U) bis 12d(U) und die große Mündung 3A erfolgt, so daß im Druckoder Einfahrbetrieb, eine geringere Dämpfungswirkung erfolgt,

Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß in dieser in Fig. gezeigten dritten Ausführung das Ringteil 22, das Düsenstellglied 11 und das Rohrelement 12 vollständig in dem Hohlraum der Kolbenstange 3 untergebracht sind, wobei zusätzlich eine große Mündung 3a in der Seitenwand der Kolbenstange 3 an einer unten liegenden Stellung in der Nähe des Anschlags: 19 vorgesehen ist. Wie Fig. 6 zeigt, ist, wenn die Kolbenstange 3 in der obersten Stellung anschlägt die große Mündung 3a geschlossen, und es wird eine weitere Umleitung des Betriebsfluids unmöglich, jedoch bei einer kleinen Abwärtsbewegung der Kolbenstange 3 wird die große Mündung 3a sofort freigegeben, so daß beim tatsächlichen Einsatz dadurch kein Problem entsteht.

Damit ist es mit dieser dritten Ausführung möglich, den in Fig. 1 dargestellten Axialabstand L.. auf den Abstand L₉ in Fig. 6 zu verringern, d.h. den Betrag A zur Unter-

bringung der Bypasselemente für das Betriebsfluid wegfallen zu lassen. Damit ist es möglich, das gleiche Hubmaß der Kolbenstange wie bei den normalen Stoßdämpfern mit konstanter Dämpfungswirkung einzuhalten.

Da die aufgenommene Vibrationsenergie als Produkt aus Hub und Dämpfungskraft definiert ist, steigt mit zunehmendem Hub die Vibrationsenergie, die der Stoßdämpfer aufnehmen kann. Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer hat nun einen ausreichenden Hub auch für schwere Kraftfahrzeuge, kann jedoch auch für leichte Kraftfahrzeuge durch Verringerung der Dämpfungskraft eingesetzt werden, um den Fahrkomfort zu verbessern und die Straßenhaftung zu erhöhen.

Es ist auch bei dieser dritten Ausführung möglich, nicht nur die Ausführung einzusetzen, wie sie anhand der Fig. 6, 7(A) und 7(B) beschrieben ist, sondern auch die anhand der Fig. 4 und 5 beschriebene zweite Ausführung mit nur einer Düsenreihe im Rohrelement 12 und nur dem unteren Ausschnitt im Düsenstellglied 11.

Der Betrieb dieser dritten Ausführung geschieht in fast der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführung und braucht deswegen nicht näher erläutert zu werden.

Wie die Beschreibung ergibt, kann bei den erfindungsgemäßer Stoßdämpfern mit einstellbarer Dämpfungswirkung durch zusätzliches Anbringen eines Ringteils und eines Scheibenventiles eine größere Dämpfungswirkung während des Ausfahrens und eine kleinere Dämpfungswirkung während des Einfahrens erreicht werden, so daß es möglich ist, den Fahr-

komfiort und die Straßenhaftung weiter zu verbessern.

Weiter ist es durch das vollständige Einbringen der Einstelle.l entente für die Dämpfungswirkung in die Kolbenstange und
diis Anbringen einer zusätzlichen Mündung am unteren Ende
der Koj.benstangenwand möglich, den Hub der Kolbenstange ohne Vergrößerung der Gesamtlänge des Stoßdämpfers zu erhöhen und damit eine höhere Vibrationsenergie aufzunehmen.

Leerseite

Claims

Patent ansprüche

a) mit einem mit viskosem Betriebsfluid gefüllten Zylinder,

b) einer abgedichtet zur Hin- und Herbewegung von einem Ende des Zylinders her in diesen eingesetzten Kolbenstange und

c) mit einer gleitbar in den Zylinder eingepaßten, diesen in eine obere und eine untere Kammer unterteilenden Kolben anordnung, welche mit einer Erzeugungseinrichtung für Dämpfungswirkung versehen ist, um einen begrenzten Betriebsfluidstrom zwischen der oberen und der unteren Kammer bei der Hin- und Herbewegung der Kolbenanord^- zu erlauben, dadurch gekennzeichi

_ ο —

d) daß zur Verbindung der Kolbenstange (3) mii -der Kolbenanordnung (1) ein mit dem unteren Ende mit der unteren Kammer (6) in Verbindung stehendes Rohre] onient (12) vorgesehen ist, das in seiner Wand mit einer Vielzahl von radial ausgebildeten oberen und unteren Düsen (12a (U) - 12d(U); 1 2a(L)-1, d(L) versehen ist, die mit der oberen Kammer (5) in Verbindung stehen und in Umfangsrichtung in jeweils gleichem Abstand längs einer oberen Ebene (A-A) bzw. einer unteren Ebene (B-B) angeordnet sind,

e) daß in das Rohrelement (12) ein Düsenstellglied

(11) drehbar eingepaßt ist, welches mit einer mit der unteren Kammer (6) in Verbindung stehenden Axialbohrung (11b) und in der Wand der Axialbohrung mit einem unteren Ausschnitt (1Ie(L)) und einem oberen Ausschnitt (1Ie(U)) versehen ist, die wahlweise mit einer der oberen bzw. unteren in dem Rohrelement (12) ausgebildeten Düsen (12a (L) - 12d(L); 12a(U) - 12d(U)) in Verbindung bringbar sind,

f) daß an der Axialbohrung des Düsenstellgliedes ein Ringteil (22) befestigt ist, dessen Axiallänge so bestimmt ist, daß es den unteren in der Wand des Düsenstellgliedes ausgebildeten Ausschnitt (1Ie(L)) erreicht und bedeckt, und das mit mindestens einer Düse (22a) versehen ist zur Verbindung mit mindester s einem in der Wand des Düsenstellgliedes ausgebildete α unteren Ausschnitt (1Ie(L)), und

g) daß am oberen Ende des Ringteiles (22) ein Scheibenventil (23) vorgesehen ist, das sich bei der Abwärtsbewegung im Druckbetrieb der Kolbenstange (3) öffnet und bei der Aufwärtsbewegung im Ausfahrbetrieb der Kolbenstange schließt,

wodurch ein Teil des durch die Verschiebung zwischen den beiden Flu id kammer η (5, 6) durchzulesenden Betriebsfluids durch den oberen und den unteren Ausschnitt des Düsenstellgliedes und die angewählte obere und untere Düse des Rohrteils im Druckbetrieb des Stoßdämpfers umgeleitet wird, um eine geringere Dämpfungskraft zu erreichen und nur durch den unteren Ausschnitt des Düsenstellgliedes und die untere Düse des Rohrelementes im Ausfahrbetrieb des Stoßdämpfers, um eine größere Dämpfungswirkung zu erhalten.
2. Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungswirkung

a) mit einem mit viskosem Betriebsfluid gefüllten Zylinder,

b) einer abgedichtet zur Hin- und Herbewegung von einem Ende des Zylinders her in diesen eingesetzten Kolbenstange und

c) mit einer gleitbar in den Zylinder eingepaßten, diesen in eine obere und eine untere Kammer unterteilenden Kolbenanordnung, welche mit einer Erzeugungseinrichtung für Dämpfungswirkung versehen ist, um einen begrenzten Betriebsfluidstrom zwischen der oberen und der unteren Kammer bei der Hin- und Herbewegung der Kolbenanordnung zu erlauben, dadurch gekennzeichnet ,

d) daß ein die Kolbenstange (3) mit der Kolbenanordnung

(1) verbindendes Rohrelement (12) vorgesehen ist, dessen unteres Ende mit der unteren Kammer (6) in Verbindung steht und das mit einer Vielzahl von Düsen (12a, 12b, 12c, 12d) von unterschiedlichem Durchmesser versehen ist, die in Radialrichtung in seiner Wand zur Verbindung mit der oberen Kammer (5) ausgebildet und in Umfangsrichtung mit gleichen Winkelabständen angeordnet sind,

e) daß ein in das Rohrelement drehbar eingepaßtes, mit einer Axialbohrung (11b) zur Verbindung mit der unterer. Kammer (6) versehenes Düsenstellglied (11) vorgesehen ist, bei dem mindestens ein Ausschnitt (1Ie) in der Wand der Axialbohrung ausgebildet ist, zur wahlweisen Verbindung mit einer der Düsen (12a - 12d) des Rohrelementes (12) ,

f) daß ein Ringteil (22) an dem Rohrelement (12) befestigt ist, dessen Axiallänge so bestimmt ist, daß es einen Teil des mindestens einen in der Wand des Düsenstellgliedes (11) ausgebildeten Ausschnittes (11e) überdeckt und verschließt, und das mit einer Vielzahl von den Düsen in dem Rohrteil in Anzahl und Winkelstellung entsprechenden Düsen (22a, 22b, 22c, 22d) versehen ist, und

g) daß ein Scheibenventil (23) am oberen Ende des Ringteils

(22) vorgesehen ist, welches pel der Bewegung der Kolbenanordnung (1) nach unten im Druckbetrieb geöffnet und bei der Bewegung der Kolbenanordnung (1) nach oben im Ausfahrbetrieb geschlossen ist,

wodurch ein Teil des bei der Verschiebung zwischen den be: den Fluidkammern hindurchtretenden Arbeitsfluids durch das Ringteil, den Ausschnitt des Düsenstellgliedes und die Düse des Rohrelementes beim Druckbetrieb des Stoßdämpfers umgeleitet wird, um eine geringere Dämpfungswirkung zu erreichen und durch die Düse des Ringteils, den Ausschnitt ces Düsenstellgliedes und die Düse des Rohrelementes im Ausfahrbetrieb des Stoßdämpfers umgeleitet wird, um eine größere Dämpfungswirkung zu erhalten.

— 5 —
3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der mit Düsen versehene Abschnitt des Rohrelementes (12) ,der mit Ausschnitten versehene Abschnitt des Düsenstellgliedes (11), das Ringteil (22) und das Scheibenventil (23) miteinander innerhalb der Kolbenstange (3) untergebracht sind und daß das durch die Düse des Rohrelementes und den Ausschnitt des Düsenstellgliedes strömende Betriebsfluid durch eine große in der unteren Endwand der Kolbenstange ausgebildete Mündung (3a) parallel umgeleitet ist.