DE69011148T2

DE69011148T2 - Stossdämpfer mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit.

Info

Publication number: DE69011148T2
Application number: DE69011148T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Goto; Kohichi Hasegawa; Akiyoshi Ide; Masaaki Takizawa
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1989-02-07
Filing date: 1990-02-06
Publication date: 1994-12-08
Anticipated expiration: 2010-02-07
Also published as: EP0382171A1; EP0382171B1; US5000299A; DE69011148D1

Description

Stoßdämpfer mit einer elektro-rheologischen Flüssigkeit

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf einen Stoßdämpfer zur Schwingungsdämpfung und insbesondere auf einen bei einem Kraftfahrzeug verwendeten Stoßdämpfer in Kombination mit einer schwingungsdämpfenden elastischen Halterungsvorrichtung, um einen übermäßigen Schwingungsgrad oder die Fahrzeugmotorerschütterung zweckmäßig zu unterbinden.
In einem Kraftfahrzeug werden generell schwingungsdämpfende elastische Halterungen, wie etwa Gummihalterungen, verwendet, um einen Motor in einer Fahrzeugkarosserie elastisch zu tragen, so daß die Übertragung von, den Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs beeinträchtigende Schwingungen vom Motor auf die Fahrzeugkarosserie verhindert wird. Die schwingungsdämpfende Fähigkeit der elastischen Halterungen erhöht sich mit steigender Elastizität der Halterungen. Mit anderen Worten werden die Schwingungen effektiv gedämpft, sofern die Halterungen relativ niedrige Federkennwerte aufweisen. Was demgemäß die schwingungsdämpfende Fähigkeit der elastischen Halterungen hinsichtlich der Fahrzeugkarosserie betrifft, ist es wünschenswert, daß die Federkennwerte der elastischen Halterungen eine möglichst weiche Federung erlauben. Jedoch neigen weiche Federkennwerte der schwingungsdämpfenden elastischen Halterungen dazu, daß der Motor leicht in Schwingungen gebracht wird, woraus sich ein überschüssiger Erschütterungsgrad des Motors aufgrund von schnellem Starten, schlagartigem Bremsen oder Vollbremsen, scharfem Wenden oder einer Holperstreckenfahrt des Fahrzeugs ergibt. Somit sind die hochelastischen Halterungen hinsichtlich der Fahrstabilität und des Fahrkomforts des Fahrzeugs unerwünscht.
Um derartige übermäßige Schwingungen oder Erschütterungen des Fahrzeugmotors aufgrund von schnellem Starten oder schlagartigem Bremsen oder anderen Fahrzeugzuständen zu minimieren, wird häufig ein Stoßdämpfer in Kombination mit den schwingungsdämpfenden elastischen Halterungen verwendet, und zwar insbesondere in einem Fahrzeug mit Frontantrieb und Frontmotor (FF-Fahrzeug), bei denen die vorstehend beschriebenen Tendenzen bemerkenswert stark sind.
Bezogen auf einen vorstehend gezeigten Stoßdämpfer für das Unterbinden von Motorerschütterungen im Fahrzeug, wird gemeinhin ein fluidgefüllter Dämpfer verwendet, welcher dadurch einen Dämpfungseffekt schaffen kann, daß ein Widerstand eines Lochs auf einen Fluiddurchfluß angewendet wird, da die erwünschten Dämpfungskennwerte des fluidgefüllten Dämpfers über einen großen Bereich an Betriebszuständen ausgewählt werden kann. In dieser Bauart von bekannten fluidgefüllten Stoßdämpfern ist jedoch ein relativ komplizierter Mechanismus erforderlich, um für das Erreichen der erwünschten Dämpfungskennwerte die Struktur des Lochs zu ändern. Demgemäß ist die Struktur der bekannten fluidgefüllten Stoßdämpfer sehr kompliziert. Angesichts dieses Problems haben die herkömmlicherweise verwendeten Stoßdämpfer für das Dämpfen der Motorerschütterungen des Kraftfahrzeugs den Mechanismus für das Ändern der Dämpfungskennwerte nicht. Die Dämpfungswerte des Stoßdämpfers sind nämlich feststehend. Wird der die feststehenden Dämpfungskennwerte aufweisende Stoßdämpfer als Dämpfungsvorrichtung für das Unterbinden von Motorerschütterungen im Kraftfahrzeug verwendet, treten die folgenden Nachteile auf.
Wird der Stoßdämpfer angepaßt, um eine ausreichend hohe Dämpfungswirkung für das zweckmäßigen Unterbinden oder Dämpfen eines übermäßigen Schwingungsgrads oder von Motorerschütterungen aufgrund von schnellem Starten, schlagartigem Bremsen, scharfem Wenden oder einer Holperstreckenfahrt des Fahrzeugs zu schaffen, so ist der Stoßdämpfer übermäßig steif, wobei der Motor zu starr gehalten wird, um die Schwingungen, die während des Leerlaufs oder während des normalen Fahrens des Fahrzeugs erzeugt werden, zweckmäßig zu dämpfen. Das heißt, daß die für das Dämpfen der Schwingungen beim Leerlauf oder beim normalen Fahren des Fahrzeugs exzellenten Dämpfungskennwerte für Motorerschütterungen nicht bevorzugt werden, wodurch der Fahrkomfort verschlechtert wird. Wird der Stoßdämpfer angepaßt, eine relativ niedrige Dämpfungswirkung für das ausreichend elastische Tragen des Motors zu schaffen, so daß die Schwingungen des Fahrzeugs beim Leerlauf und beim normalen Fahren zweckmäßig gedämpft sind, können andererseits die Motorerschütterungen nicht wirkungsvoll gedämpft werden. Dadurch wird die Fahrstabilität und der Fahrkomfort beeinträchtigt, sobald das Fahrzeug schnell oder schlagartig gestartet oder gebremst wird.
In dem Oberbegriff des Hauptanspruchs wird jedoch, wie in der gedruckten Veröffentlichung GB-A-1 282 568 gezeigt, von einem Stoßdämpfer dieser Art ausgegangen.
Dieser bekannte Stoßdämpfer hat einen Zylinder, der innerhalb einer in einem Stoßdämpfergehäuse gebildeten Zylinderkammer verschiebbar aufgenommen ist. Der Kolben teilt dabei die Zylinderkammer in zwei Fluidkammern, die mit elektro-viskosem Fluid gefüllt sind. Die Fluidkammern stehen über einen Fluiddurchlaß, der durch einen zwischen dem Kolben und der Innenseitenwand der Zylinderkammer befindlichen Spalt definiert ist, in Fluidverbindung. Am Außenumfang des Kolbens sind isolierte Elektroden vorgesehen, durch welche die Scherkraft, die in dem im Spalt befindlichen Fluid erzeugte wird, entsprechend der Änderung des elektrischen Stroms, der zu den isolierten Elektroden gespeist wird, verändert werden kann.
Bei diesem bekannten Stoßdämpfer entstehen jedoch einige Probleme bezüglich der Stromquelle, welche im folgenden beschrieben werden:
Die elektrische Leitfähigkeit des elektro-viskosen Fluids steigt normalerweise mit der Temperatur. Demgemäß steigt der Betrag des durch das Fluid fließenden elektrischen Stroms mit der Temperatur, selbst wenn das Fluid einer konstanten elektrischen Feldstärke ausgesetzt ist, d.h., selbst wenn die an die Elektroden angelegte Spannung konstant ist. Daher steigt die Stärke des durch das Fluid verbrauchten Stroms mit der Temperatur, wobei die Belastung der Energiequelle für die Elektroden schließlich bis auf einen Überlastpegel der Energiequelle erhöht wird. Dadurch werden die Energiequelle und die mit dieser in Verbindung stehenden Komponenten in der Umgebung beschädigt oder fehlerhaft. Bei dem Stoßdämpfer dieser Bauart ist es daher erwünscht, die Gesamtstärke des durch das elektro-viskose Fluid fließenden Stroms zu minimieren, während die Stärke eines konstanten elektrischen Felds, in welchem sich das Fluid befindet, aufrechterhalten oder eine an die Elektroden angelegte Spannung konstant gehalten wird, um die vorstehend aufgezeigten Probleme zu vermeiden und die erforderliche Kapazität der Energiequelle zu minimieren.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stoßdämpfer zu schaffen, der für das Unterbinden von Schwingungen in einem Motor eines Kraftfahrzeugs geeignet ist und in dem die Gesamtstärke des durch das elektro-viskose Fluid fließenden Stroms minimiert ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Abschnitts des Hauptanspruchs gelöst.
Das Wesentliche der Erfindung nach Anspruch 1 besteht daher aus einem inneren zylindrischen Teil, welches die äußere Elektrode bildet, welche ortsfest innerhalb der Zylinderkammer des Stoßdämpfers angeordnet ist. Dieses zylindrische Teil ist von der Innenseitenwand der Zylinderkammer beabstandet, wodurch ein äußerer Ringraum gebildet wird, in dem zumindest ein elektrisch isolierender Streifen um die Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils gewickelt ist. Ferner ist der elektrisch isolierende Streifen mit der Innenseitenwand der Zylinderkammer in Kontakt, wodurch zumindest eine Rille gebildet wird, welche innerhalb des Ringraums den Verbindungsdurchlaß definiert.
Durch diese erfinderische Anordnung ist es möglich, den Gesamtdurchflußwiderstand des elektro-viskosen Fluids zu erhöhen, und dadurch die Dämpfungskraft zu erhöhen, während eine an die Elektrode angelegte konstante Spannung aufrechterhalten wird. Demgemäß kann die angelegte Spannung verringert werden, um den Gesamtbetrag des elektrischen Stroms zu verringern, so daß beispielsweise eine Überlastung der Stromquelle verhindert werden kann.
Der hier verwendete Begriff "elektro-viskoses Fluid" bezeichnet ein Fluid, dessen tatsächliche Viskosität ausgehend von der Nennviskosität stark variiert, sobald das Fluid einem äußeren elektrischen Feld ausgesetzt wird. Die Viskosität des elektro-viskosen Fluids erhöht sich mit der Größe des elektrischen Felds. Dieses elektro-viskose Fluid kann als "elektro-rheologisches Fluid" bezeichnet werden.
Der vorstehend beschriebene Stoßdämpfer der vorliegenden Erfindung wird so eingebaut, daß die zu dämpfende Schwingungslast zwischen dem Hauptkörper und der Betätigungsstange aufgebracht wird. Aufgrund des Aufbringens der Schwingungslast zwischen dem Hauptkörper und der Betätigungsstange wird der Kolben, an dem die Betätigungsstange festgehalten wird, relativ zum Hauptkörper bewegt. Dadurch wird das elektro-viskose Fluid gezwungen, von einer der beiden Kammern der Zylinderkammer über den Verbindungsdurchlaß zur anderen Fluidkammer zu fließen. Dabei schafft der Verbindungsdurchlaß einen Widerstand gegen die Durchflüsse des elektro-viskosen Fluids, wodurch sich die Drücke in beiden Fluidkammern ändern, so daß der Kolben nicht in der Zylinderkammer bewegt wird. Die Änderung der Drücke in der Fluidkammern verursacht eine auf den Kolben wirkende Dämpfungs- bzw. Haltekraft, wodurch eine relative Bewegung zwischen der Betätigungsstange und dem Hauptkörper unterbunden ist. Somit wird die zwischen der Betätigungsstange und dem Hauptkörper aufgebrachte Schwingungslast gedämpft.
Wird zwischen den Elektroden, welche zumindest einen Abschnitt des Verbindungsdurchlasses definieren, eine Spannung angelegt, so steigt die Viskosität einer in diesem Durchlaßabschnitt untergebrachten Masse von elektro-viskosem Fluid auf ein beträchtliches Ausmaß. Dadurch wird der Gesamtfluiddurchflußwiderstand des Verbindungsdurchlasses erhöht, so daß die auf dem Kolben wirkende Dämpfungskraft erhöht wird, wodurch die Haltekraft für das Unterbinden von relativer Bewegung der Betätigungsstange und des Hauptkörpers erhöht wird. Wird andererseits die Spannung von den Elektroden entfernt, so wird die Viskosität der zwischen diesen Elektroden untergebrachten Fluidmasse wesentlich verringert, wodurch die auf den Kolben wirkende Dämpfungskraft und die Haltekraft für das Unterbinden der relativen Bewegung der Betätigungsstange und des Hauptkörpers verringert wird.
Wird der vorliegende Stoßdämpfer bei einem Kraftfahrzeug verwendet, um die Motorschwingungen oder -erschütterungen zu unterbinden, so kann der Zustand, bei dem der Motor mit Hilfe des Stoßdämpfers abhängig vom Lauf zustand des Fahrzeugs getragen wird, dadurch geändert werden, daß eine Spannung an die Elektroden angelegt oder von diesen entfernt wird, oder daß der zwischen den Elektroden angelegte Spannungspegel geändert wird.
Genauer gesagt wird bei schnellem Starten oder Bremsen, scharfem Wenden oder bei einer Holperstreckenfahrt des Fahrzeugs zwischen den Elektroden Spannung angelegt, damit der Stoßdämpfer einen relativ hohen Dämpfungseffekt oder hinreichende Dämpfungskennwerte hat, die für das effektive Unterbinden eines überschüssigen Betrags von Motorerschüttungen geeignet ist. Läuft der Motor im Leerlauf oder fährt das Fahrzeug bei normalen Bedingungen, so wird die Spannung von den Elektroden entfernt oder, alternativ, die angelegte Spannung verringert, so daß der Stoßdämpfer einen relativ niedrigen Dämpfungseffekt hat. Dadurch wird der Motor mit Hilfe des Stoßdämpfers relativ steif oder starr getragen, um die Schwingungen bei Motorleerlauf oder einer normalen Fahrzeugfahrt effektiv zu dämpfen.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist verständlich, daß der vorliegende Stoßdämpfer angepaßt werden kann, um normalerweise einen relativ hohen Dämpfungseffekt zu schaffen, und mit einer Funktion versehen ist, damit der Dämpfungseffekt, falls nötig, dadurch verringert wird, daß einfach Spannung an die Elektroden angelegt oder die angelegte Spannung verringert wird. Somit wird der vorliegende Stoßdämpfer, der lediglich eine einfache Anordnung für das Steuern der an den Elektroden angelegte Spannung benötigt, effektiv als eine Vorrichtung für das Dämpfen der Schwingungen eines Fahrzeugmotors oder für andere Anwendungen verwendet, bei welchen die gewünschten Dämpfungskennwerte in Abhängigkeit von der Betriebsbedingung eines Objekts, bei dem die Dämpfungsvorrichtung verwendet wird, schwanken.
Wie vorstehend beschrieben haben die Betätigungs- und Ausgleichstange, die sich von dem Kolben in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, den gleichen Querschnittsbereich, so daß die Volumenänderung (Anstieg) einer der beiden Fluidkammern der Volumenänderung (Verringerung) der anderen Fluidkammer entspricht.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Streifen spiralförmig an das inneren zylindrischen Teil gewunden, so daß der Verbindungsdurchlaß im Ringraum spiralförmig ist. Dieser Abschnitt des Verbindungsdurchlasses kann durch Löcher, welche durch das innere zylindrische Teil ausgebildet sind, geeignet mit den beiden Fluidkammern in Verbindung stehen.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht zumindest ein Abschnitt des Verbindungsdurchlasses aus einer Vielzahl von parallelen Linien, von denen jede zumindest teilweise mit Hilfe der Elektroden definiert ist.
Beispielsweise enthält die Einrichtung für das Definieren des Verbindungsdurchlasses eine Vielzahl von elektrisch isolierenden Streifen, welche an der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils derart gewunden sind, daß Windungen eines jeden der Streifen voneinander beabstandet sind, so daß die Windungen benachbarter Streifen mit der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils zusammenwirken, um eine Vielzahl von Rillen zu definieren, welche durch die Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils des Hauptkörpers geschlossen sind. Dadurch wird eine Vielzahl von parallelen Linien, die den Rillen entsprechen, wobei deren Abschnitte durch den Ringraum verlaufen. Beispielsweise ist die Vielzahl von Streifen spiralförmig an das inneren zylindrischen Teil gewunden, so daß jede Durchlaßlinie spiralförmig in dem Ringraum ausgebildet ist. Dieser Abschnitt jeder Durchlaßlinie kann mit den beiden Fluidkammern über durch das innere zylindrische Teil ausgebildete Löcher mit den beiden Fluidkammern in Verbindung stehen.
Die vorstehende Gestaltung der Erfindung, bei der die parallelen Linien zumindest teilweise mit zumindest einem Paar von Elektroden definiert ist, ist bei der folgenden Betrachtung vorteilhaft:
Für die weitere Verringerung des Gesamtbetrags des Stroms, der zu den Elektroden gespeist wird, während die konstante elektrische Feldstärke oder Elektrodenspannung aufrechterhalten wird, wird eine Verringerung des Oberflächenbereichs der Elektroden in Betracht gezogen. Jedoch bringt eine Verringerung des Elektrodenoberflächenbereichs eine Verringerung des Volumens des elektro-viskosen Fluids mit sich, welches dem elektrischen Feld ausgesetzt ist. Dadurch verringert sich der Gesamtdurchflußwiderstand des Fluids in dem Verbindungsdurchlaß und demgemäß die Dämpfungskraft, die aufgrund des Fluiddurchflußwiderstands geschaffen wird. In diesem Sinne ist es schwierig, daß Problem dadurch zu lösen, daß der Oberflächenbereich der Elektroden einfach verringert wird.
Eine weitere mögliche Lösung des vorstehend gezeigten Problems ist, die Länge des Verbindungsdurchlasses zu erhöhen und den Querschnittsbereich des Durchlasses zu verringern. Diese Lösung ermöglicht es, den Gesamtdurchflußwiderstand des elektro-viskosen Fluids zu erhöhen und dadurch die Dämpfungskraft zu erhöhen, während eine an die Elektroden angelegte konstante Spannung aufrechterhalten wird (konstante elektrische Feldstärke), ohne den Oberflächenbereich der Elektroden zu verringern. Demgemäß kann die angelegte Spannung oder der Oberflächenbereich der Elektroden verringert werden, um den Gesamtbetrag des auf das Fluid einwirkenden Stroms (der durch das Fluid verbrauchte Strombetrag) zu verringern, während dieselbe auf dem Durchflußwiderstand des Fluids beruhende Dämpfungskraft vorgesehen ist.
Jedoch ergibt die zur Lösung des Problems vorgeschlagene Verringerung des Querschnittbereichs des Verbindungsdurchlasses eine beträchtliche Erhöhung des Durchflußwiderstands des elektro-viskosen Fluids, selbst wenn das Fluid keinem elektrischen Feld ausgesetzt ist. Aus diesem Grund kann der Querschnittsbereich des Verbindungsdurchlasses nicht auf ein hinreichendes Maß verringert werden. Mit anderen Worten besteht bei der Verringerung der verbrauchten Spannung infolge der Verringerung des Querschnittbereichs des Verbindungsdurchlasses, um die an die Elektroden angelegte Spannung oder den Oberflächenbereich der Elektroden zu verringern, eine Begrenzung.
Gemäß der vorstehend gezeigten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, besteht zumindest ein Abschnitt des Verbindungsdurchlasses aus einer Vielzahl von parallelen Linien, von denen jede zumindest teilweise mit Hilfe der Elektroden definiert ist, so daß eine Spannung an die durch jede Durchlaßlinie fließende Fluidmasse angelegt werden kann. Besteht beispielsweise ein Verbindungsdurchlaß aus einer Vielzahl von parallelen Linien, so wird der Gesamtbereich der Oberflächen der parallelen Linien, welche mit dem Fluid in Verbindung stehen, effektiv erhöht, ohne den Gesamtquerschnittsbereich der parallelen Linien zu verringern. Daher kann der Durchflußwiderstand des elektroviskosen Fluids auf der Grundlage des Reibungswiderstands erhöht werden, der durch die mit den Durchlaßflächen in Verbindung stehenden Fluidmassen (Oberflächen, die die parallelen Linien definieren) erzeugt wird, ohne den Gesamtoberflächenbereich der parallelen Linien zu verringern. Eine Erhöhung des Durchflußwiderstands des Fluids durch Verwendung der parallelen Linien ermöglicht einen entsprechenden Verringerungsbetrag der angelegten Spannung oder des Oberflächenbereichs der Elektroden, woraus sich eine Senkung des auf das Fluid angewendeten Gesamtstrombetrags ergibt.
Somit ist der Stoßdämpfer, der die parallelen Linien für den Verbindungsdurchlaß wie vorstehend beschrieben verwendet, in der Lage, einen relativ hohen Dämpfungseffekt mit einem relativ geringen Verbrauch von Strom, um eine Spannung an die Elektroden anzulegen, zu schaffen. Die parallelen Linien vermeiden effektiv eine Überlastung der Stromquelle und der sich daraus ergebenden Nachteile, welche andererseits aufgrund eines erhöhten Strombetrags auftreten, der auf das Fluid einwirkt, sobald die Temperatur des Fluids relativ hoch ist.
Die vorstehenden und erwünschten Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden eher verständlich, wenn die folgende ausführliche Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung gelesen und in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine im Querschnitt gezeigte Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Stoßdämpfers der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht, die ein inneres zylindrisches Teil des Stoßdämpfer aus Fig. 1 und einen spiralförmigen Streifen zeigt, der an das innere zylindrische Teil gewunden ist;
Fig. 3 einen Graphen, der Dämpfungskennwerte des Stoßdämpfers aus Fig. 1 bei einem Test zeigt;
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht eines inneren zylindrischen Teils und von vier spiralförmigen Streifen, die in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 4 verwendet werden; und
Fig. 6 eine Ansicht der Weiterentwicklung der an der Außenfläche des inneren zylindrischen Teils aus Fig. 5 befindlichen spiralförmigen Streifens.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bezogen auf Fig. 1 ist der darin gezeigte Stoßdämpfer angepaßt, Motorschwingungen eines Kraftfahrzeugs zu dämpfen. In dieser Figur ist mit 10 ein metallisches dickwandiges zylindrisches Teil bezeichnet, welches als ein zylindrischer Abschnitt eines Hauptteils 20 des Stoßdämpfers dient. Das zylindrische Teil 10 hat gegenüberliegende offene Enden, welche mit Hilfe der jeweiligen Verschlußwandabschnitte, die wie metallische, dickwandige Scheiben 12, 14 ausgebildet sind, fluiddicht verschlossen sind. Der Hauptkörper 20 hat einen metallischen tassenartigen Träger 18, der an seinem offenen Ende an einer Außenfläche des Verschlußteils 14 befestigt ist. Der Träger 18 hat einen Fixierbolzen 16, der sich ausgehend von dessen Bodenwand nach außen erstreckt.
Innerhalb des zylindrischen Teils 10 des Hauptkörpers 20 ist ein metallisches dünnwandiges inneres zylindrisches Teil 22 angeordnet, so daß die Teile 10, 22 zueinander konzentrisch sind, wobei sie dazwischen einen geeigneten radialen Zwischenraum von beispielsweise ungefähr 2 mm haben, d.h. zwischen der Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 10 und der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils 22.
Das innere zylindrische Teil 22 wirkt mit dem Hauptkörper zusammen, um das Innere des Hauptkörpers 20 in eine innere Zylinderkammer 24 und einen äußeren Ringraum 26 zu teilen. Innerhalb der Zylinderkammer 24, ist ein elektrisch isolierender Kolben 28 verschiebbar aufgenommen, welcher aus geeignetem Harzmaterial derart ausgebildet ist, daß der Kolben 28 in gleitendem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils 22 bewegbar ist. Somit wird die Zylinderkammer 24 durch den Kolben 28 in eine erste Fluidkammer 30 und eine zweite Fluidkammer 32 geteilt. Der Kolben 28 hat auf seiner Außenumfangsfläche einen Abdichtring 33. Der Abdichtring 33 verbessert die Fluiddichtheit zwischen den beiden Kammern 30, 32.
Gemäß Fig. 2 ist ein elektrisch isolierender spiralförmiger Streifen 34, der eine geeignete Breite aufweist, in einem gegebenen Zwischenraum an der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils 22 spiralförmig gewunden. Der Streifen 34 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus Nylon, Acrylharz, Teflon (Handelsname für Polytetrafluoroethylen) oder einem beliebigen weiteren Harz oder einem Gummimaterial. Die Windungen des spiralförmigen Streifens 34 sind in Axialrichtung des inneren zylindrischen Teils 22 voneinander beabstandet, so daß die Windungen des Streifens 34 mit der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils 22 zusammenwirken, um gemäß Fig. 2 eine spiralförmige Rille 35 zu definieren. Diese spiralförmige Rille 35 ist durch die Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 10 des Hauptkörpers 20 eingeschlossen. Der spiralförmige Streifen 34 ist mit anderen Worten in dem Ringraum 26 angeordnet, der gemäß Figur 1 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 10 des Hauptkörpers 20 und dem inneren zylindrischen Teil 22 definiert ist, wobei die spiralförmige Rille 35 so ausgebildet ist, daß sie sich spiralförmig in dem Ringraum 26 erstreckt.
Das innere zylindrische Teil 22 hat zwei durch dessen axial gegenüberliegende Endabschnitte ausgebildete Löcher 36, 38, so daß die Löcher 36, 38 mit der spiralförmigen Rille 35 und mit den jeweiligen Fluidkammern 30, 32 in Verbindung stehen. Somit bilden die durch das zylindrische Teil 10 eingeschlossene spiralförmige Rille 35 und die Löcher 36, 38 einen Verbindungsdurchlaß 40, der einen geeigneten Querschnittsbereich für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fluidkammer 30, 32 aufweist. Der Verbindungsdurchlaß 40 und die Fluidkammern 30, 32 sind mit einem geeigneten elektro-viskosen oder elektro-rheologischen Fluid gefüllt.
Das elektro-viskose Fluid ist ein Fluid, welches zubereitet wird, indem ultrafeinverteilte Partikel aus Silikagel oder Zellulose in einer Lösung, wie etwa Kerosin oder Silikonöl, dispergiert werden. Das elektro-viskose Fluid ist ein Fluid, dessen Viskosität sich bei Anwesenheit eines elektrischen Feldes ändert. Genauergesagt erhöht sich die Viskosität des elektro-viskosen Fluids mit einer Erhöhung der elektrischen Feldstärke, welcher das Fluid ausgesetzt wird.
Gemäß Fig. 2 ist der spiralförmige Streifen 34 so an dem inneren zylindrischen Teil 22 positioniert, daß ein Teil der Stärke des Streifens 34 in einer spiralförmigen Rille 42 aufgenommen ist, welche in der Außenumfangsfläche des Teils 22 gebildet ist. Jedoch kann der Streifen 34 an die Oberfläche des Teiles 22 derart geklebt werden, daß der Streifen 34 spiralförmig an das Teil 22 gewunden ist. Alternativ kann der Streifen 34 durch Einspritzen, Gießen oder Gummivulkanisation gebildet werden, so daß der Streifen 34 an der Oberfläche des Teils 22 spiralförmig befestigt ist. An eine der gegenüberliegenden Oberflächen des Kolbens 28, der die Zylinderkammer 24 in zwei Fluidkammern 30, 32 teilt, ist eine Betätigungsstange 44 befestigt, welche sich verschiebbar und fluiddicht durch das von dem Träger 18 entfernt liegende Verschlußteil 12 erstreckt, so daß der freie Endabschnitt der Stange 44 außerhalb des Hauptkörpers 20 angeordnet ist. Der freie Endabschnitt hat ein äußeres mit einem Gewinde versehenes Ende 46 für die Verbindung mit einer Motoreinheit des Kraftfahrzeugs. An die andere Oberfläche des Kolbens 28 ist eine Ausgleichsstange 50 befestigt, welche den gleichen Durchmesser oder Querschnittsbereich wie die Ausgleichstange 44 aufweist. Diese Ausgleichsstange 50 erstreckt sich verschiebbar und fluiddicht durch das andere Verschlußteil 14, so daß der freie Endabschnitt der Stange 50 in einen Hohlraum 48 ragt, der in dem tassenartigen Träger 18 ausgebildet ist.
Aufgrund des Aufbringens einer Schwingungslast zwischen der Betätigungsstange 44 und dem Hauptkörper 20 wird der Kolben 28 in der Zylinderkammer 24, wie nachstehend beschrieben, bewegt, wodurch Änderungen in den Volumen der beiden Fluidkammern 30, 32 bewirkt werden, welche durch den Kolben 28 voneinander abgetrennt sind. Die Ausgleichsstange 50 gewährleistet gleiche Beträge der Volumenänderungen der beiden Fluidkammern 30, 32, wenn der Kolben 28 bewegt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Betätigungsstange 44 und die Ausgleichsstange 50 durch eine einzige Stange ausgebildet, an welcher der Kolben 28 befestigt ist. Jedoch können die Betätigungs- und Ausgleichsstange 44, 50 Einzelteile sein. Der Hohlraum 48 des Trägers 18 ist über eine durch den Träger 18 ausgebildete Öffnung (nicht gezeigt) zur Atmosphäre hin offen. Der Hohlraum 48 kann ein luftdicht verschlossener Raum sein.
Die Verschlußteile 12, 14 haben jeweils elektrisch isolierende Ringe 52, 54, welche mit den gegenüberliegenden Endflächen des inneren zylindrischen Teils 22 gemäß Fig. 1 in Kontakt gehalten werden. Die Ringe 52, 54 bestehen aus einem Harzmaterial oder einem anderen geeigneten elektrisch isolierenden Material. Diese isolierenden Ringe 52, 54 gewährleisten zusammen mit der Verwendung der elektrisch isolierenden Materialien für den spiralförmigen Streifen 34 und Kolben 28 eine elektrische Isolation zwischen den elektrisch leitenden zylindrischen Teilen 10 und 22, welche mit dem Streifen 34 zusammenwirken, um den Verbindungsdurchlaß 40 zu definieren.
Die beiden elektrisch isolierenden zylindrischen Teile 10, 22 sind mit einer geeigneten Stromquelle (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, so daß zwischen den beiden zylindrischen Teilen 10, 22 und folglich an die Masse des elektro-viskosen Fluids, das in dem teilweise durch die Teile 10, 22 definierten Verbindungsdurchlaß 40 enthalten ist, eine Spannung angelegt wird.
Ausführlich beschrieben ist das zylindrische Teil 10 des Hauptkörpers 20 mit der Stromquelle verbunden, und zwar über einen direkt mit dem Hauptkörper 20 verbundenen Leiter oder über die Fahrzeugkarosserie, an welcher der Hauptkörper 20 befestigt ist, oder über den Kraftfahrzeugsmotor. Andererseits ist das innere zylindrische Teil 22 mit der Stromquelle über einen Leiter 56 verbunden, welcher sich an der Seite der Betätigungsstange 44 durch das Verschlußteil 12 fluiddicht erstreckt. Es ist zu erkennen, daß das zylindrische Teil 10 des Hauptkörpers 20 und das innere zylindrische Teil 22 als ein Paar von Elektroden dient, welche einander gegenüberliegend angeordnet sind und mit dem spiralförmigen Streifen 34 zusammenwirken, um die Gesamtlänge des Verbindungsdurchlasses 40 zu definieren.
Mit 58 ist in Fig. 1 eine Abdichtung für die Aufrechterhaltung der Fluiddichtheit zwischen dem Leiter 56 und dem Verschlußteil 12 bezeichnet, um Fluidabfluß durch das Loch zu unterbinden, durch welches sich der Leiter 56 in die Fluidkammer 30 erstreckt.
Gewöhnlich wird der vorstehend konstruierte Stoßdämpfer in das Fahrzeug derart eingebaut, daß der Fixierbolzen 16 des Hauptkörpers 20 an die Fahrzeugkarosserie befestigt wird, während die Betätigungsstange 44 an ihrem mit einem Gewinde versehenen Ende 46 an die Motoreinheit des Kraftfahrzeugs befestigt wird, so daß eine Schwingungskraft zwischen dem Hauptkörper 20 und der Betätigungsstange 44 aufgebracht wird. In dem eingebauten Zustand der Stoßstange ist der Kolben 28 generell bei der Axialmittelposition der Zylinderkammer 24 positioniert, solange keine Schwingungslast auf den Stoßdämpfer aufgebracht wird. Diese Anordnung erlaubt dem Kolben 28, sich in entgegengesetzte Richtungen auf die Seiten der Betätigungs- und Ausgleichsstange 44, 50 zu bewegen.
Wird eine Schwingungslast zwischen dem Hauptkörper 20 und der Betätigungsstange 44 des so eingebauten Stoßdämpfers aufgebracht, so bewegt sich der Kolben 28 innerhalb der Zylinderkammer 24 und bewirkt, daß das elektro-viskose Fluid zwischen den beiden Fluidkammern 30, 32 durch den Verbindungsdurchlaß 40 fließt. Daraus ergeben sich Druckänderungen in den beiden Kammern 30, 33, welche auf den Widerstand der Fluidflüsse durch den Verbindungsdurchlaß 40 basieren. Die Druckänderungen in den Fluidkammern 30, 32 bewirken, daß Bewegungen des Kolbens 28, d.h., relative Bewegungen der Betätigungsstange 44 und des Hauptkörpers 20, unterbunden werden, wodurch eine Schwingungsverlagerung von der Motoreinheit auf die Fahrzeugkarosserie unterbunden wird. In den beiden Fluidkammern 30, 32 wird nämlich aufgrund der Druckänderungen eine Dämpfungskraft erzeugt, welche durch die Masse des elektro-viskosen Fluids bewirkt wird, welches mit einem bestimmten Durchflußwiderstandswert durch den Verbindungsdurchlaß 40 fließt. Somit ist die zwischen dem Hauptkörper 20 und der Betätigungsstange 44 aufgebrachte Schwingungslast gedämpft, wodurch die Schwingung oder Erschütterung der Motoreinheit relativ zur Fahrzeugkarosserie verringert oder gedämpft wird.
Während keine Spannung oder eine relativ geringe Spannung zwischen den beiden Elektroden, d.h. zwischen den einander gegenüberliegenden zylindrischen Teilen 10, 22, angelegt wird, um den Verbindungsdurchlaß 40 teilweise zu definieren, ist die Viskosität (Nennwert oder tatsächlicher Wert) des in dem Verbindungsdurchlaß 40 vorhandenen elektro-viskosen Fluids relativ gering. In diesem Zustand ist daher die aufgrund des Durchflußwiderstands des Fluids erzeugte Dämpfungskraft und die Haltekraft, die Relativbewegungen zwischen der Betätigungsstange 44 und dem Hauptkörper 20 unterbindet, relativ gering. Wird zwischen den beiden Elektroden eine Spannung angelegt oder der angelegte Spannungspegel erhöht, so erhöht sich die Viskosität des elektro-viskosen Fluids auf ein beträchtliches effektives Ausmaß, woraus sich eine beträchtliche Erhöhung des Widerstands der Fluidflüsse durch den Verbindungsdurchlaß 40 ergeben. Folglich wird die auf der Grundlage des Fluiddurchflußwiderstands erzeugte Dämpfungskraft und die die Relativbewegungen zwischen der Stange 44 und des Hauptkörper 20 unterbindende Haltekraft demgemäß auf ein beträchtliches Ausmaß erhöht.
Angesichts der vorstehenden Tatsachen wird eine geeignete Spannung zwischen den zylindrischen Teilen 10, 22 angelegt, sobald das Fahrzeug schnell oder schlagartig startet oder bremst oder scharf wendet oder auf einer Holperstrecke fährt, und keine Spannung angelegt oder der angelegte Spannungspegel verringert, sobald der Motor im Leerlauf betrieben wird oder das Fahrzeug normal fährt. Durch das vorstehend beschriebene elektrische Steuern des vorliegenden Stoßdämpfers dämpft der Stoßdämpfer die Motorerschütterung effektiv oder verhindert bei schnellem oder schlagartigem Starten, scharfem Wenden oder einer Holperstreckenfahrt des Fahrzeugs einen übermäßigen Betrag an Motorschwingungen. Ferner können die während des Motorleerlaufs oder bei normaler Fahrt des Kraftfahrzeugs erzeugten Schwingungen mit Hilfe von schwingungsdämpfenden elastischen Halterungen effektiv gedämpft werden, wie zum Beispiel mit in Verbindung mit dem vorliegenden Stoßdämpfer verwendeten Gummihalterungen, um zu verhindern, daß Schwingungen von dem Motor auf die Fahrzeugkarosserie übertragen werden. Somit verhindert der vorliegende Stoßdämpfer effektiv eine Beeinträchtigung der Fahrstabilität und des Fahrkomforts während schnellem oder schlagartigem Starten oder Bremsen, scharfem Wenden oder einer Holperstreckenfahrt des Fahrzeugs, während gleichzeitig ein hervorragender Fahrkomfort des Kraftfahrzeugs während des Motorleerlaufs oder bei normaler Kraftfahrzeugsfahrt gewährleistet ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß der vorliegende Stoßdämpfer in der Lage ist, den Zustand der Halterung des Motors relativ zur Fahrzeugkarosserie dadurch wahlweise zu ändern, daß die zwischen den zylindrischen Teilen 10, 22 (Elektroden, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, so daß sie den Verbindungsdurchlaß 40 teilweise definieren) angelegte Spannung einfach abhängig von dem Fahrzeugzustand (insbesondere dem Fahrzeuglaufzustand) gesteuert werden. Ferner läßt sich der Stoßdämpfer einfacher konstruieren als sein herkömmlicher Pedant, da in dem vorliegenden Stoßdämpfer kein komplizierter Mechanismus für die Änderung der Form oder der Dimensionen des Verbindungdurchlasses 40 verwendet werden, um den Motorhalterungszustand anzugleichen.
Fig. 3 zeigt Dämpfungskennwerte des vorliegenden, nach vorstehender Beschreibung konstruierten Stoßdämpfers, welche in einem Versuch erhalten wurden, bei dem die zwischen den zylindrischen Teilen 10, 22 angelegte Spannung 0 V, 6 kV und 510 kV betrug. Der Graph aus Fig. 6 zeigt, daß der Halterungszustand des Motors oder der Schwingungsdämpfungszustand des Stoßdämpfers dadurch geeignet eingestellt werden kann, daß die an den zylindrischen Teilen 10, 22 angelegte Spannung in Abhängigkeit von dem Zustand des Fahrzeugs verändert werden kann.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der spiralförmige Streifen 34 an der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils 22 so gewunden, daß ein spiralförmiger Verbindungsdurchlaß 40 für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fuidkammern 30, 32 geschaffen wird. Jedoch kann ein sich von dem spiralförmigen Streifen 34 unterscheidender elektrisch isolierender Streifen verwendet werden, um einen Verbindungsdurchlaß für denselben Zweck zu bilden. Der Ringraum 26 kann als ein Verbindungsdurchlaß verwendet werden, sofern der Raum 26 die erforderlichen Dämpfungskennwerte des Stoßdämpfers erfüllt.
Sowohl das zylindrische Teil 10 des Hauptkörpers 20 als auch das innere zylindrische Teil 22 des vorstehenden Ausführungsbeispiels sind vollständig aus einem metallischen Material hergestellt, um als ein Paar von Elektronen zu wirken, welche einander gegenüber angeordnet sind, so daß sie teilweise den Verbindungsdurchlaß 40 definieren. Jedoch brauchen die gesamten Abschnitte der zylindrischen Teile 10, 22 nicht als Elektroden wirken, wobei das Prinzip der vorliegenden Erfindung mit Änderungen oder Modifikationen in der Ausgestaltung und Lage der Elektroden angewendet werden kann, vorausgesetzt, daß zumindest ein Abschnitt des Verbindungsdurchlasses 40 durch die geeigneten Abschnitte der zylindrischen Teile 10, 22 teilweise definiert ist. Mit anderen Worten benötigt der Stoßdämpfer zumindest ein Paar von Elektroden, wobei eine von beiden zumindest aus einem Abschnitt des einen Abschnitt des Verbindungsdurchlasses teilweise definierenden zylindrischen Teils 10 und der andere der beiden zumindest aus einem Abschnitt des zylindrischen Teils 22 besteht, der den vorstehenden Abschnitt des Verbindungsdurchlasses 40 teilweise definiert.
Bezogen auf die Figuren 4 bis 6 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom vorangegangenen Ausführungsbeispiel nur in Verbindung mit der Anordnung für die Definition eines Verbindungsdurchlasses für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fluidkammern 30 und 32. Im Interesse der Kürze und Vereinfachung sind die in Figur 1 verwendeten gleichen Bezugszeichen in diesem modifizierten Ausführungsbeispiel verwendet, um die gleichen Komponenten, die nicht beschrieben werden, zu bezeichnen.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein inneres zylindrisches Teil 60 gemäß den Figuren 4 bis 6 anstelle des inneren zylindrischen Teils 23 des vorangegangenen Ausführungsbeispiels verwendet. Das innere zylindrische Teil 60 hat vier spiralförmige Rillen, die, wie bei 42d und 42c in Figur 2 exemplarisch gezeigt, in der Außenumfangsfläche ausgebildet sind. Diese vier spiralförmigen Rillen sind mit gleichem Zwischenraum spiralförmig ausgebildet. In den spiralförmigen Rillen sind jeweils vier elektrisch isolierende spiralförmige Streifen 34a, 34b, 34c und 34d teilweise untergebracht, so daß die vier Streifen 34a bis 34d bei gleichem Zwischenraum an das inneren zylindrischen Teil 60 gewunden sind. Gemäß den Figuren 5 und 6 wirken die Windungen benachbarter Streifen 34a bis 34d mit der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils 60 zusammen, um vier spiralförmige Rillen 35a bis 35d zu definieren, die mit Hilfe der Innenumfangsfläche des zylindrischen Teils 10 des Hauptkörpers 20 gemäß Figur 4 fluiddicht verschlossen sind.
Das innere zylindrische Teil 60 hat acht Löcher 36a bis 36d und 38a bis 38d, die durch dasselbe geformt sind, so daß jede der vier durch den Ringraum 24 verlaufenden spiralförmigen Rillen 35a bis 35d mit den beiden Fluidkammern 30, 32 in Verbindung steht, und zwar gemäß Figur 4 durch die geeigneten Paare von Löchern 36a bis 38a, 36b bis 38b, 36c bis 38c, 36d bis 38d. Beispielsweise steht das Paar von Löchern 36a und 38a sowohl mit der spiralförmigen Rille 35a als auch mit den jeweiligen beiden Fluidkammern 30, 32 in Verbindung. Somit wirken die vier spiralförmigen Streifen 34a bis 34d mit den zylindrischen Teilen 10 und 60 zusammen, um für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fluidkammern 30, 32 einen Verbindungsdurchlaß in der Form von vier spiralförmigen parallelen Linien 40a bis 40d zu definieren, welche dieselbe Länge und denselben Querschnittsbereich haben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fluidkammern 30, 32 der Verbindungsdurchlaß für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fluidkammern 30, 32 aus den vier spiralförmigen parallelen Linien 40a bis 40d.
Wie in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel sind das innere zylindrische Teil 60 und das zylindrische Teil 10 des Hauptkörpers 10 elektrisch mit der passenden Stromquelle verbunden, so daß diese Teile 60 und 10 als ein Paar von Elektroden wirken, welche einander gegenüber angeordnet sind, so daß die vier parallelen Linien 40a bis 40d für das Anlegen einer Spannung an die in diesen parallelen Linien befindlichen Massen des Fluids teilweise definiert werden.
So wie der in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel verwendete Verbindungsdurchlaß 40 ist jede der vier parallelen Linien 40a bis 40d derart spiralförmig ausgebildet, daß die Länge jeder Durchlaßlinie relativ groß ist, um einen relativ hohen Schwingungsdämpfungseffekt für eine gegebene Spannung zu schaffen, welche an die Elektroden, die die Form der zylindrischen Teile 10, 60 haben, angelegt wird. Ferner ergibt sich durch die vier parallelen Linien 40a bis 40d, die den Verbindungsdurchlaß für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fluidkammern 30 und 32 darstellen, die Erzeugung eines größeren Schwingungsdämpfungseffekts für eine an die Elektroden 10, 60 angelegte gegebene Spannung als bei dem Fall, bei dem der Stoßdämpfer eine Einzeldurchlaßlinie verwendet, deren Querschnittsbereich dem Gesamtquerschnittsbereich der vier parallelen Linien 40a bis 40d entspricht und deren Länge den parallelen Linien 40a bis 40d entspricht. Mit anderen Worten wird eine gegebene Schwingungsdämpfungskraft (Haltekraft, welche die Relativbewegungen zwischen der Stange 44 und dem Hauptkörper 20 unterbindet) in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhalten, wobei an den Elektroden eine Spannung angelegt wird, die geringer als in dem Fall ist, bei dem die vorstehend gezeigte Einzeldurchlaßlinie vorgesehen ist, und der Strombetrag gering ist. Demgemäß ermöglicht die vorliegende Anordnung, den benötigten Strombetrag oder die Belastung der Stromquelle zu verringern, um den gewünschten Dämpfungseffekt zu erhalten. Dadurch wird die Stromquelle passend gegen Überlast geschützt, welche sonst aufgrund des übermäßig erhöhten Betrags an Strom bei einem übermäßigen Temperaturanstieg des elektro-viskosen Fluids auftreten würde.
Der vorliegende Stoßdämpfer verschafft einen erhöhten Dämpfungseffekt, weil der Gesamtbereich der Oberflächen, welche die vier parallelen Linien 40a bis 40d definieren und mit den elektro-viskosen Fluid in Verbindung stehen, wesentlich größer als der entsprechende Oberflächenbereich einer Einzeldurchlaßlinie ist, welche dieselbe Länge wie die vier parallelen Linien 40a bis 40d und denselben Querschnittsbereich wie der Gesamtquerschnittsbereich der vier parallelen Linien 40a bis 40d aufweist. Daraus resultierend ist der Reibungswiderstand der Fluidmassen gegenüber den Kontaktflächen der vier parallelen Linien 40a bis 40d des vorliegenden Stoßdämpfers größer als der der Einzeldurchlaßlinie, und zwar um den Betrag, der dem Unterschied des Kontaktflächenbereichs zwischen den vier parallelen Linien und der Einzeldurchlaßlinie entspricht. Demgemäß ist der Gesamtfluiddurchflußwiderstand in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhöht.
Tabelle 1 zeigt berechnete Längenverhältnisse von einer Einzeldurchlaßlinie, von zwei parallelen Linien (Durchlaßlinien) und von drei parallelen Linien (Durchlaßlinien), welche als Verbindungsdurchlaß verwendet werden, der mit den beiden Kammern 30, 32 in Verbindung steht, um denselben Schwingungsdämpfungseffekt (Haltekraft) zu erreichen, wobei der Abstand zwischen den Elektroden, der Gesamtquerschnittsbereich und die an die Elektroden angelegte Spannung in diesen drei Fällen die gleichen sind. Aus der Tabelle ist zu erkennen, daß die erforderliche Länge der parallelen Linien und der durch das Fluid verbrauchte Strombetrag mit steigender Zahl der parallelen Linien fällt. Obwohl die in der Tabelle gezeigten Werte durch Berechnung erhalten wurden, bestätigten Experimente die in der Tabelle aufgezeigte Tendenz. TABELLE 1 Anzahl der Durchlässe Durchlaßlängenverhältnis
In dem modifizierten Ausführungsbeispiel der Figuren 4 bis 6 erstrecken sich die vier parallelen Linien 40 bis 40d über die gesamte Länge des zwischen den beiden Fluidkammern 30, 32 befindlichen Verbindungsdurchlasses. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung läßt sich dessenungeachtet anwenden, wenn nur ein Abschnitt der gesamten Länge des Verbindungsdurchlasses aus einer Vielzahl von parallelen Linien besteht.
Die zylindrischen Teile 10, 60, die zueinander gegenüberliegend so angeordnet sind, daß sie die parallelen Linien 40a bis 40d in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel teilweise definieren, brauchen nicht völlig aus metallischem Material angefertigt sein, um als Elektroden zu wirken. Das Prinzip der vorliegenden Erfindung erfordert nämlich, daß zumindest ein Abschnitt einer jeden der parallelen Linien 40a bis 40d mit Hilfe der passenden elektrisch leitenden Elektroden teilweise definiert wird, von denen eine der beiden aus zumindest einem Abschnitt des zylindrischen Teils 10 des Hauptkörpers 20 besteht und die andere der beiden, unabhängig von der Form, Lage und Anzahl der Elektroden, aus zumindest einem Abschnitt des inneren zylindrischen Teils 60 besteht.
Während die veranschaulichten Ausführungsbeispiele angepaßt sind, um als Stoßdämpfer für das Dämpfen von Schwingungen des Motors eines Kraftfahrzeugs zu dienen, ist das Prinzip der vorliegenden Erfindung auf beliebige Stoßdämpfer für verschiedene andere Zwecke anwendbar.

Claims

1. Stoßdämpfer, mit:

einem Hauptkörper (20) mit einem zylindrischen Abschnitt (10) mit ersten und zweiten gegenüberliegenden offenen Enden und mit die ersten und zweiten offenen Enden des zylindrischen Abschnitts (10) fluiddicht verschließenden Verschlußwandabschnitten (12, 14);

einem Kolben (28), der gleitbar innerhalb des zylindrischen Abschnittes (10) aufgenommen ist, so daß zwei Fluidkammern (30, 32) definiert sind;

Einrichtungen (10, 22, 34, 34a - 34d, 60) zum Definieren eines Verbindungsdurchlasses (40, 40a - 40d) für die Fluidverbindung zwischen den beiden Fluidkammern (30, 32),

einem elektroviskosen Fluid, das die zwei Fluidkammern (30, 32) und den Verbindungsdurchlaß (40, 40a - 40d) füllt;

einer Betätigungsstange (46), die an dem Kolben befestigt ist und sich gleitbar und fluiddicht durch den ersten der beiden Verschlußwandabschnitte (12, 14) des Hauptkörpers (20) erstreckt;

einer Ausgleichstange (50), die an dem Kolben befestigt ist und sich gleitbar und fluiddicht durch den zweiten der beiden Verschlußwandabschnitte (12, 14) erstreckt, wobei die Betatigungsstange und die Ausgleichstange (46, 50) die gleiche Querschnittsfläche haben; und

zumindest zwei Elektroden (10, 22, 60), die zur Definition zumindest eines Abschnittes des Verbindungsdurchlasses (40, 40a - 40d) einander gegenüberliegend angeordnet sind, damit in dem Abschnitt des Verbindungsdurchlasses (40, 40a - 40d) an eine elektroviskose Flüssigkeitsmasse eine Spannung angelegt werden kann, wobei eine der Elektroden zumindest aus einem Abschnitt des zylindrischen Abschnittes (10) des Hauptkörpers (20) besteht,

dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrade zumindest aus einem Abschnitt eines inneren zylindrischen Teils (22, 60) besteht, das innerhalb des Hauptkörpers (20) in einem vorbestimmten radialen Abstand ausgehend von einer Innenumfangsfläche des zylindrisches Abschnittes (10) angeordnet ist und zusammen mit dem Hauptkörper (20) eine innere Zylinderkammer (24) und einen äußeren Ringraum (26) definiert, wobei der Kolben (28) im Gleitkontakt mit einer Innenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils (22, 60) bewegbar ist und die innere zylindrische Kammer (24) in zwei Fluidkammern (30, 32) aufteilt, und daß die Einrichtungen (10, 22, 34, 34a - 34d, 60) zum Definieren eines Verbindungsdurchlasses (40, 40a - 40d) zumindest einen elektrisch isolierenden Streifen (34, 34a - 34d) aufweisen, der so auf eine Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils (22, 60) gewunden ist, daß die Windungen eines jeden des zumindest einen elektrisch isolierenden Streifens (34) in achsialer Richtung des inneren zylindrisches Teils voneinander beabstandet sind, wobei die Windungen des zumindest einen Streifens zusammen mit der Außenumfangsfläche des inneren zylindrischen Teils zumindest eine Rille (35, 35a - 35d) definieren, die durch die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnittes (10) des Hauptkörpers (20) geschlossen ist, wodurch der Verbindungsdurchlaß (40, 40a -40d) innerhalb des Ringraumes (26) gebildet wird.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein elektrisch isolierender Streifen ein elektrisch isolierender Einzelstreifen (34) ist, der zusammen mit dem inneren zylindrischen Teil (22) eine Einzelrille (35) definiert, die durch die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnittes (10) des Hauptkörpers (20) geschlossen wird, womit ein den besagten Verbindungsdurchlaß repräsentierender Abschnitt eines Einzeldurchlasses (40) innerhalb des Ringraumes (26) gebildet wird.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, wobei der elektrisch isolierende Streifen (34) ein spiralförmig auf dem inneren zylindrischen Teil (22) gewundener Spiralstreifen ist, so daß eine die besagte Rille repräsentierende spiralförmige Rille (35) definiert ist.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, wobei die Einrichtungen (10, 22, 34) zum Definieren des Verbindungsdurchlasses einen Abschnitt des inneren zylindrischen Teils (22) haben, der Löcher (36, 38) für die Fluidverbindung des Abschnittes des Einzelverbindungsdurchlasses (40) mit zwei Fluidkammern (30, 32) hat.

5. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, wobei die zumindest zwei Elektroden (10, 22) aus einer ersten aus dem zylindrischen Abschnitt (10) des Hauptkörpers (20) bestehenden Elektrode und aus einer zweiten aus dem inneren zylindrischen Teil (22) bestehenden Elektrode bestehen, wobei die ersten und zweiten Elektroden (10, 22) zusammen mit dem elektrisch isolierenden Streifen (34) im wesentlichen die Gesamtlänge des Einzeldurchlasses (40) definieren.

6. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Abschnitt des Verbindungsdurchlasses (40a - 40d) aus einer Vielzahl paralleler Leitungen besteht, wobei zumindest ein Paar Elektroden zumindest einen Abschnitt jeder der parallelen Leitungen definiert.

7 Stoßdämpfer nach Anspruch 6, wobei zumindest ein elektrisch isolierender Streifen aus einer Vielzahl von Streifen (34a - 34d) besteht, die zusammen mit dem inneren zylindrischen Teil (60) eine Vielzahl von Rillen (35a - 35d) definieren, welche durch die Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnittes (10) des Hauptkörpers (20) geschlossen sind, wodurch innerhalb des Ringraumes (26) Abschnitte aus einer Vielzahl von parallelen Leitungen (40a -40d) gebildet werden, die den besagten Verbindungsdurchlaß darstellen.

8. Stoßdämpfer nach Anspruch 7, wobei die elektrisch isolierenden Streifen (34a - 34d) aus einer Vielzahl von spiralförmig auf dem inneren zylindrischen Teil (60) gewundenen Spiralstreifen bestehen, so daß eine Vielzahl von die besagten Rillen repräsentierenden spiralförmigen Rillen (35a - 35d) definiert werden.

9. Stoßdämpfer nach Anspruch 7, wobei die Einrichtungen (10, 34a - 34d, 60) zum Definieren des Verbindungsdurchlasses einen Abschnitt des inneren zylindrischen Teils (60) aufweisen, der Löcher (36a - 36d, 38a - 38d) für die Fluidverbindung der Vielzahl paralleler Leitungen (40a - 40d) mit den beiden Fluidkammern (30, 32) hat.

10. Stoßdämpfer nach Anspruch 7, wobei die zumindest aus einem Paar bestehenden Elektroden (10, 22) aus einer ersten aus dem zylindrischen Abschnitt (10) des Hauptkörpers (20) bestehenden Elektrode und aus einer zweiten aus dem inneren zylindrischen Teil (60) bestehenden Elektrode bestehen, wobei die ersten und zweiten Elektroden (10, 60) zusammen mit dem elektrisch isolierenden Streifen (34a - 34d) im wesentlichen die Gesamtlänge der Vielzahl paralleler Leitungen (40a - 40d) definieren.

11. Stoßdämpfer nach Anspruch 10, wobei die innerhalb des Ringraumes (26) aus einer Vielzahl paralleler Leitungen (40a - 40d) bestehenden Abschnitte über durch das innere zylindrische Teil (60) hindurch gebildete Löcher (36,a - 36d, 38a - 38d) mit den beiden Fluidkammern (30, 32) in Verbindung stehen.

12. Stoßdämpfer nach Anspruch 10, wobei die Betätigungsstange mit einem Teil der Karosserie und der Notoreinheit eines Kraftfahrzeugs verbunden ist, während der Hauptkörper mit dem anderen Teil der Karosserie und der Motoreinheit des Fahrzeugs verbunden ist.