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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft generell Dämpfer von Kraftfahrzeugen oder
Stoßdämpfer, die mechanische
Stöße aufnehmen.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine spezielle hydraulische
Ventilanordnung, die bessere Abstimmbarkeit der Stoßdämpfer erlaubt,
insbesondere im Modus geringer hydraulischer Fluidströmung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Stoßdämpfer werden
in Verbindung mit Automobil-Radaufhängungen verwendet, um unerwünschte Schwingungen
zu absorbieren, die beim Fahren auftreten. Um diese unerwünschten
Schwingungen zu absorbieren, sind die Stoßdämpfer generell zwischen dem
gefederten Teil (Karosserie) und dem ungefederten Teil (Räder) des
Kraftfahrzeugs verbunden. Ein Kolben befindet sich in einer Arbeitskammer,
die durch ein Druckrohr des Stoßdämpfers definiert
ist, wobei der Kolben durch eine Kolbenstange mit dem gefederten
Teil des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Das Druckrohr ist durch eines
der im Stand der Technik bekannten Verfahren mit dem ungefederten
Teil des Kraftwagens verbunden. Da der Kolben durch Ventilregelung
fähig ist,
die Strömung des
Dämpfungsfluids
zwischen entgegengesetzten Seiten des Kolbens zu begrenzen, wenn
der Stoßdämpfer eingefahren
oder ausgefahren wird, kann der Stoßdämpfer eine Dämpfungskraft
erzeugen, die unerwünschte
Schwingungen dämpft,
welche andernfalls vom ungefederten Teil zum gefederten Teil des
Kraftfahrzeugs übertragen
werden würden.
In einem Doppelrohrstoßdämpfer ist
ein Fluidreservoir zwischen dem Druckrohr und dem Speicherrohr definiert.
Wird eine Vollverdrängungs-Kolbenventilanordnung
verwendet, ist das Fluidreservoir in direkter Verbindung mit dem
unteren Ab schnitt der Arbeitskammer, die durch das Druckrohr definiert
ist (der Bereich unter dem Kolben). Alle durch den Stoßdämpfer erzeugten
Dämpfungskräfte sind
das Ergebnis der Kolben-Ventilregelung, wenn eine Vollverdrängungs-Kolbenventilanordnung
verwendet wird. Je größer die
Strömung
des Fluids im Stoßdämpfer durch
den Kolben begrenzt wird, desto größer sind die Dämpfungskräfte, die
durch den Stoßdämpfer generiert
werden. Folglich würde
eine stark begrenzte Strömung
des Fluids eine harte Fahrt erzeugen, während eine gering begrenzte
Strömung
des Fluids eine weiche Fahrt erzeugen würde.
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Beim
Auswählen
des Dämpfungsgrads,
den ein Stoßdämpfer bereitstellen
muß, werden
zumindest drei Fahrzeugleistungsmerkmale berücksichtigt. Diese drei Merkmale
sind Fahrtkomfort, Fahrzeughandhabung und Bodenhaftvermögen. Der
Fahrtkomfort hängt
häufig
von der Federkonstante für
die Hauptfedern des Fahrzeuges und von der Federkonstante für den Sitz
und die Reifen und vom Dämpfungskoeffizienten
des Stoßdämpfers ab.
Für optimalen
Fahrkomfort wird eine relativ niedrige Dämpfungskraft oder eine weiche
Fahrt bevorzugt.
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Die
Fahrzeughandhabung bezieht sich auf die Veränderung des Fahrverhaltens
des Fahrzeuges (d. h. Rollen, Nicken und Gieren). Für eine optimale
Fahrzeughandhabung sind relativ große Dämpfungskräfte oder eine harte Fahrt notwendig,
um übermäßig schnelle
Veränderungen
im Fahrverhalten des Fahrzeuges bei der Kurvenfahrt, Beschleunigung
und Verzögerung
zu vermeiden.
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Letztlich
hängt das
Bodenhaftvermögen
generell vom Kontakt zwischen den Reifen und dem Boden ab. Um die
Straßenlage
zu optimieren, sind große
Dämpfungskräfte oder
eine harte Fahrt notwendig, wenn auf unebenen Flächen gefahren wird, um dem
Kontaktverlust zwischen dem Rad und dem Boden über übermäßig lange Zeitspannen vorzubeugen.
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Es
wurden zahlreiche Stoßdämpfertypen entwickelt,
um die erwünschten
Dämpfungskräfte im Verhältnis zu
den verschiedenen Verhaltensmerkmalen von Kraftfahrzeugen zu erzeugen.
Es wurden Stoßdämpfer entwickelt,
um verschiedene Dämpfungsmerkmale
bereitzustellen, die von der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung
des Kolbens im Druckrohr abhängen.
Aufgrund des exponentiellen Verhältnisses
zwischen dem Druckabfall und der Strömungsrate ist es eine schwierige
Aufgabe, eine Dämpfungskraft
mit relativ niedrigen Kolbengeschwindigkeiten zu erhalten, besonders
mit Geschwindigkeiten nahe Null.
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Die
Niedriggeschwindigkeits-Dämpfungskraft
ist wichtig für
die Fahrzeughandhabung, da die meisten das Fahrverhalten bestimmenden
Ereignisse bei langsamen Fahrzeugkarosserie-Geschwindigkeiten gesteuert werden.
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Bei
verschiedenen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen zum Abstimmen
von Stoßdämpfern bei
langsamer Kolbenbewegung wird eine feste Vorsteueröffnung für niedrige
Geschwindigkeiten erzeugt, die einen Vorsteuerkanal bereitstellt,
der über
den Kolben stets offen ist. Diese Vorsteueröffnung kann dadurch erzeugt
werden, daß Öffnungsschlitze
verwendet werden, die entweder auf der flexiblen Scheibe neben der
Dichtungsfläche
oder direkt in der Dichtungsfläche
angeordnet sind. Die Einschränkung
dieser Gestaltungen sind die, da die Öffnung eine konstante Querschnittsfläche aufweist, daß die erzeugte
Dämpfungskraft
nicht vom Innendruck des Stoßdämpfers abhängt. Um
die Steuerung der niedrigen Kolbengeschwindigkeit unter Verwendung
dieser offenen Öffnungsschlitze
zu erreichen, müssen
die Öffnungsschlitze
klein genug sein, um eine Drosselung bei relativ niedrigen Geschwindigkeiten
zu erzeugen. Wenn dies erfüllt
ist, arbeitet der Niedriggeschwindigkeits-Fluidkreis des Ventilregelungssystems über einen
besonders kleinen Geschwindigkeitsbereich. Demgemäß wird die
Sekundär-
oder Hochgeschwindigkeitsstufen-Ventilanordnung bei einer niedrigeren
Geschwindigkeit als erwünscht
aktiviert. Die Aktivierung der Sekundär-Ventilanordnung bei relativ
niedrigen Geschwindigkeiten erzeugt Härte, da die Ausgestaltung der
Kraftgeschwindigkeitscharakteristik des Vorsteuerkreises der festen Öffnung in
der Konfiguration vollkommen von der Ausgestaltung des Hochgeschwindigkeitskreises
abweicht.
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Versuche
nach dem Stand der Technik, die Probleme der Vorsteuer-Ventilanordnung
mit fester Öffnung
zu überwinden
und somit die Rauhheit bei langsamen Kolbenbewegungen zu beseitigen,
umfaßten
die Aufnahme eines Vorsteuer-Ventilregelkreises
mit variabler Öffnung.
Wenn sich die Geschwindigkeit des Kolbens erhöht, vergrößert sich ebenfalls die Strömungsfläche der
variablen Öffnung,
um den Übergang
zur Sekundär-Ventilregelung
fließend
zu machen. Diese Vorsteuer-Ventilregelkreise mit variabler Öffnung nach
dem Stand der Technik befinden sich normalerweise am äußeren Rand
der flexiblen Ventilscheibe und sind somit vom Durchmesser der Scheibe
abhängig,
um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich die Strömungsfläche vergrößert. Mit
zunehmendem Durchmesser der flexiblen Scheibe wird es schwieriger,
die Geschwindigkeit zu steuern, mit der sich die Strömungsfläche der Öffnung vergrößert. Da
sich die Strömungsfläche durch die
Ausbiegung der Vorsteuerscheibe mit variabler Öffnung vergrößert, bewirkt
eine kleine Ausbiegung bei einer Vorsteuerscheibe mit variabler Öffnung mit großem Durchmesser
eine schnelle Vergrößerung der
Strömungsfläche der
Vorsteueröffnung.
Diese schnelle Vergrößerung in
der Strömungsfläche erschwert
das Abstimmen zwischen dem Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelkreis
und dem Sekundär- oder
Hochgeschwindigkeits-Ventilregelkreis.
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Bei
weiteren Systemen vom Stand der Technik wurden Ventilanordnungskreise
mit variabler Vorsteuerung entwickelt, die mit den Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilsystemen integriert
sind. Die Integration des Niedriggeschwindigkeitskreises mit dem
Mittel-/Hochgeschwindigkeitskreis erzeugt ein System, in dem sich
das Abstimmen des Niedriggeschwindigkeitskreises auf den Mittel-/Hochgeschwindigkeitskreis
und das Abstimmen des Mittel-/Hochgeschwindigkeitskreises auf den
Niedriggeschwindigkeitskreis auswirkt.
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Die
fortwährende
Entwicklung von Stoßdämpfern umfaßt die Entwicklung
eines Ventilsystems, das einen fließenden Übergang zwischen einem Niedriggeschwindigkeits-Ventilkreis
und dem Sekundär-Ventilregel-
oder Hochgeschwindigkeits-Ventilkreis
bereit stellen kann. Der fließende Übergang
zwischen diesen beiden Kreisen trägt dazu bei, jedwede Härte beim Übergang
zu reduzieren und/oder zu beseitigen. Zusätzlich zum fließenden Übergang
wurde die Entwicklung dieser Systeme ebenfalls auf die Trennung
dieser beiden Kreise ausgerichtet, um in der Lage zu sein, jeden
dieser Kreise unabhängig
abzustimmen.
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Von
der
US-Patentschrift 5,497,862 ist
ein Dämpfer
mit einer Kolben-Baugruppe bekannt, die eine obere Arbeitskammer
von einer unteren Arbeitskammer trennt. Die Kolben-Baugruppe umfaßt eine Druckstufen-Ventilanordnung
zum Steuern des Fluidstroms während
eines Druckhubs und eine Zugstufen-Ventilanordnung zum Steuern des
Fluidstroms während
eines Zughubs. Sowohl die Druckstufen-Ventilanordnung, als auch
die Zugstufen-Ventilanordnung umfaßt ein Hochdämpfungsventil
für einen Haupt-Strömungsweg
und ein Niedrigdämpfungsventil
für einen
Neben-Strömungsweg.
Es ist ein Steuerventilelement vorgesehen, das an drei Dämpfungskraftmerkmalpositionen
verschiebbar ist. Von der Position des Steuerventilelements abhängend, kann
der Haupt-Strömungsweg
mit dem Neben-Strömungsweg
fluidverbunden sein. Wenn sich der Kolben relativ langsam bewegt,
strömt
das Dämpfungsfluid
somit durch den Neben-Strömungsweg.
Wenn die Kolbengeschwindigkeit steigt, strömt das Dämpfungsfluid durch den Haupt-Strömungsweg.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt für
die Technik ein Verfahren bereit, um bei niedrigen Kolbengeschwindigkeiten
Dämpfungskräfte unabhängig abzustimmen,
um die Handhabungseigenschaften des Fahrzeuges zu verbessern, ohne
Rauhheit zu erzeugen, und ist durch einen Dämpfer nach Anspruch 1 definiert.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Niedriggeschwindigkeits-Vorsteuerkreis
mit variabler Öffnung
bereit, der vom Mittel-/Hochgeschwindigkeitskreis oder vom Sekundär-Ventilregelsystem
getrennt ist. Das Sekundär-Ventilregelsystem
der vorliegenden Erfindung umfaßt
eine erste Vielzahl von Tellern, die am Kolben befestigt sind, um
die Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Zug- und Druckstufen-Fluidwege zu schließen, die
sich durch den Kolben erstrecken. Die erste Vielzahl von Tellern
biegt aufgrund einer Druckdifferenz aus, um die Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Zug-
oder Druckstufen-Fluidwege während
der Zweitstufen-Ventilregelung zu öffnen. Der Niedriggeschwindigkeits-Verstelldrossel-Vorsteuerkreis
der vorliegenden Erfindung umfaßt
eine zweite Vielzahl von Tellern, die am Kolben befestigt sind,
aber von der ersten Vielzahl von Tellern getrennt sind. Die zweite
Vielzahl von Tellern schließt
die Niedriggeschwindigkeits-Zug- und Druckstufen-Fluidwege, die sich
durch den Kolben erstrecken. Die zweite Vielzahl von Tellern biegt
ebenfalls aufgrund einer Druckdifferenz aus, um die Niedriggeschwindigkeits-Zug- oder
Druckstufen-Fluidwege während
der Anfangsstufen-Ventilregelung zu öffnen. Die Trennung dieser beiden
Ventilregelsysteme erlaubt es dem Konstrukteur, das Abstimmen von
jedem Ventilregelsystem getrennt zu optimieren, um die Dämpfungskräfte zu optimieren,
die durch den Stoßdämpfer während eines
Zughubs und eines Druckhubs des Stoßdämpfers erzeugt werden und folglich
das Fahrverhalten zu verbessern, ohne Rauhheit zu erzeugen. Die
erste Dosiereinheit ist vorzugsweise eine Dosierscheibe zur Begrenzung
des Fluidstroms durch die erste Vorsteuerventil-Baugruppe. Es ist vorteilhaft, wenn
die Dosierscheibe eine Ausnehmung definiert, wobei die Ausnehmung
so dimensioniert ist, daß die
Fluidströmung
durch die erste Vorsteuerventil-Baugruppe
begrenzt wird.
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Andere
Vorteile und Gegenstände
der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden
ausführlichen
Beschreibung, sowie den angehängten
Ansprüchen
und Zeichnungen ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
Zeichnungen veranschaulichen die derzeit in Betracht gezogene beste
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Es
zeigen:
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1 eine
Darstellung eines Kraftfahrzeugs, der die variable Vorsteueröffnung gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet;
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2 eine
Seitenansicht, partiell im Querschnitt, eines Stoßdämpfers,
der die unabhängige Vorsteueröffnung gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet;
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3 eine
vergrößerte Seitenansicht,
partiell im Querschnitt, der Kolben-Baugruppe für den in 2 gezeigten
Stoßdämpfer;
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4 eine
perspektivische Explosionsdarstellung der Kolben-Baugruppe, die
in 3 gezeigt ist; und
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5 eine
vergrößerte Seitenansicht,
partiell im Querschnitt, einer Kolben-Baugruppe, die eine unabhängige Vorsteueröffnung gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche
oder entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten bezeichnen,
wird in der 1 ein Fahrzeug mit einer Radaufhängung gezeigt,
die die unabhängige
variable Vorsteueröffnung
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufweist, wobei es generell mit der
Bezugszahl 10 bezeichnet wird. Das Fahrzeug 10 umfaßt eine
Hinterradaufhängung 12,
eine Vorderradaufhängung 14 und
eine Karosserie 16. Die Hinterradaufhängung 12 verfügt über eine
sich transversal erstreckende Hinterachsen-Baugruppe (nicht dargestellt),
die dazu geeignet ist, die Hinterräder 18 des Fahrzeuges
zu tragen. Die Hinterachsen-Baugruppe ist durch ein Paar Stoßdämpfer 20 und
ein Paar Spiralfedern 22 wirksam mit der Karosserie 16 verbunden.
Dementsprechend umfaßt
die Vorderradaufhängung 14 eine
sich transversal erstreckende Vorderachsen-Baugruppe (nicht dargestellt),
um die Vorderräder 24 des
Fahrzeuges wirksam zu tragen. Die Vorderachsen-Baugruppe ist durch
ein zweites Paar Stoßdämpfer 26 und
durch ein Paar Spiralfedern 28 wirksam mit der Karosserie 16 verbunden.
Die Stoßdämpfer 20 und 26 dienen
dazu, die Relativbewegung des ungefederten Abschnitts (d. h. jeweils
die Vorder- und Hinterradaufhängungen 12 und 14)
und den gefederten Abschnitt (d. h. die Karosserie 16) des
Fahrzeuges 10 zu dämpfen.
Obwohl das Fahrzeug 10 als ein Personenkraftwagen mit Vorder-
und Hinterachsen-Baugruppen dargestellt ist, können die Stoßdämpfer 20 und 26 mit
anderen Fahrzeugtypen oder in anderen Anwendungsarten verwendet
werden, inklusive aber nicht ausschließlich Fahrzeuge mit unabhängigen Vorder-
und/oder unabhängigen Hinterradaufhängungen.
Der hier verwendete Begriff „Stoßdämpfer" bezieht sich ferner
auf Dämpfer
im allgemeinen und umfaßt
somit McPherson-Federbeine.
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Unter
jetziger Bezugnahme auf die 2, wird
der Stoßdämpfer 26 in
größerem Detail
dargestellt. Obwohl die 2 nur den Stoßdämpfer 26 zeigt,
versteht sich, daß der
Stoßdämpfer 20 ebenfalls
die Vorsteuer-Ventilanordnung mit variabler Öffnung gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt,
die weiter unten für
den Stoßdämpfer 26 beschrieben wird.
Der Stoßdämpfer 20 unterscheidet
sich vom Stoßdämpfer 26 in
der Art und Weise, wie er mit den gefederten und den ungefederten
Teilen des Fahrzeuges 10 verbunden ist. Der Stoßdämpfer 26 umfaßt ein Druckrohr 30,
eine Kolben-Baugruppe 32, eine
Kolbenstange 34, ein Speicherrohr 36 und ein Basisstück 40.
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Das
Druckrohr 30 definiert eine Arbeitskammer 42.
Die Kolben-Baugruppe 32 ist gleitend im Druckrohr 30 angeordnet
und trennt die Arbeitskammer 42 in eine obere Arbeitskammer 44 und
eine untere Arbeitskammer 46. Eine Dichtung 48 ist
zwischen der Kolben-Baugruppe 32 und dem Druckrohr 30 angeordnet,
um die Gleitbewegung der Kolben-Baugruppe 32 in Bezug auf
das Druckrohr 30 zu erlauben, ohne ungewünschte Reibungskräfte zu erzeugen,
und die obere Arbeitskammer 44 von der unteren Arbeitskammer 46 abzudichten.
Die Kolbenstange 34 ist an der Kolben-Baugruppe 32 befestigt und erstreckt
sich durch die obere Arbeitskammer 44 und durch eine obere
Abschlußkappe 50,
die das obere Ende des Druckrohres 30 und des Speicherrohres 36 schließt. Ein
Dichtungssystem 52 dichtet die Schnittstelle zwischen der
oberen Abschlußkappe 50,
dem Druckrohr 30, dem Speicherrohr 36 und der
Kolbenstange 34 ab. Das der Kolben-Baugruppe 32 gegenüberliegende
Ende der Kolbenstange 34 ist in der bevorzugten Ausführungsform
dazu geeignet, am gefederten Teil des Fahrzeuges 10 befestigt
zu werden. Die Ventilanordnung in der Kolben-Baugruppe 32 steuert
die Fluidbewegung zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und
der unteren Arbeitskammer 46 während der Bewegung der Kolben-Baugruppe 32 im
Druckrohr 30. Da sich die Kolbenstange 34 nur
durch die obere Arbeitskammer 44 und nicht durch die untere
Arbeitskammer 46 erstreckt, bewirkt die Bewegung der Kolben-Baugruppe 32 in
Bezug auf das Druckrohr 30 eine Differenz zwischen der Menge
des in der oberen Arbeitskammer 44 verdrängten Fluids
und der Menge des in der unteren Arbeitskammer 46 verdrängten Fluids.
Diese Differenz in der Menge des verdrängten Fluids ist als „Kolbenstangenvolumen" bekannt und strömt durch
das Basisstück 40.
Obwohl der Stoßdämpfer 26 als
ein Doppelrohr-Stoßdämpfer mit
dem Basisstück 40 dargestellt
ist, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Kolben-Baugruppe 32 in
einem Einrohr-Stoßdämpfer zu
verwenden, sofern dies gewünscht
wird.
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Das
Speicherrohr 36 umgibt das Druckrohr 30, um eine
Reservekammer 54 zu definieren, die sich zwischen den Rohren
befindet. Das untere Ende des Speicherrohrs 36 ist durch
eine Abschlußkappe 56 verschlossen,
die in der bevorzugten Ausführungsform
so gestaltet ist, daß sie
mit dem ungefederten Abschnitt des Fahrzeuges 10 verbunden
werden kann. Das obere Ende des Speicherrohrs 36 ist an
der oberen Abschlußkappe 50 befestigt.
Das Basisstück 40 ist
zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Reservekammer 54 angeordnet,
um die Fluidströmung
zwischen den beiden Kammern zu erlauben. Wenn sich der Stoßdämpfer 26 in
der Länge vergrößert (Zugstufe),
ist ein zusätzliches
Fluidvolumen in der unteren Arbeitskammer 46 aufgrund des „Kolbenstangenvolumen"-Prinzips notwendig.
Folgendermaßen
strömt
das Fluid von der Reservoirkammer 54 zur unteren Arbeitskammer 46 durch
das Basisstück 40.
Wenn sich der Stoßdämpfer 26 in
der Länge
verkürzt
(Druckstufe) muß überschüssiges Fluidvolumen
aus der unteren Arbeitskammer 46 aufgrund des „Kolbenstangenvolumen"-Prinzips entfernt werden.
Folgendermaßen
strömt
das Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 zur Reservoirkammer 54 durch
das Basisstück 40.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine besondere Vollstrom-Kolben-Baugruppe 32,
die jeweils eine Ventilanordnung mit variabler Vorsteueröffnung für die Zugstufe
und die Druckstufe umfaßt, die
unabhängig
von der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilanordnung ist. Die Kolben-Baugruppe 32 stellt
einen unabhängig
abstimmbaren fließenden Übergang
zwischen der Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelung und der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelung in
der Druckstufen-Bewegung und der Zugstufen-Bewegung des Stoßdämpfers 26 bereit.
Die Dämpfungsmerkmale
für die
Zugstufe (Auszug) und die Druckstufe für den Stoßdämpfer 26 werden durch
die Kolben-Baugruppe 32 bestimmt,
wodurch die Notwendigkeit einer Bodenventil-Baugruppe beseitigt
wird.
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Es
wird nun auf die 3 und 4 Bezug genommen;
die Kolben-Baugruppe 32 umfaßt einen Kolben 60,
eine Druckstufenventil-Baugruppe 62 und eine Zugstufenventil-Baugruppe 64.
Der Kolben 60 ist an der Kolbenstange 34 befestigt
und definiert eine Vielzahl von Druckstufenfluidwegen 66 und
eine Vielzahl von Zugstufenfluidwegen 68.
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Die
Druckstufenventil-Baugruppe 62 ist an der oberen Seite
des Kolbens 60 neben einer Schulter 70, die durch
die Kolbenstange 34 definiert ist, angeordnet. Die Druckstufen-Ventil-Baugruppe 62 umfaßt eine
Kolbenplatte 72, eine Vielzahl von Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilscheiben 74,
einen Vorsteuerventilkörper 76,
einen Vorsteuerventilteller 78, eine Vorsteuerscheibe 80 und
eine Vorsteuerkontrollplatte 82. Die Kolbenplatte 72 ist
neben dem Kolben 60 angeordnet und definiert eine Vielzahl
von Druckstufenwegen 84, die mit der Vielzahl von Druckstufen-Fluidwegen 66 und 84 fluchten.
Der Vorsteuerventilkörper 76 definiert
eine Vielzahl von Druckstufenvorsteuerwegen 86, die ebenfalls
mit der Vielzahl von Druckstufenfluidwegen 66 fluidverbunden
sind.
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Die
Ventilteller 74 sind zwischen einer Schulter 88 an
der Kolbenplatte 72 und einer ringförmigen Fläche 90 am Vorsteuerventilkörper 76 eingelegt,
um die Vielzahl von Druckstufenwegen 84 zu schließen und
somit die Vielzahl von Druckstufenfluidwegen 66. Der Vorsteuerventilteller 78 befindet
sich neben dem Vorsteuerventilkörper 76,
um die Vielzahl von Vorsteuerwegen 86 zu schließen. Die
Vorsteuerscheibe 80 ist zwischen dem Vorsteuerventilteller 78 und
der Vorsteuerkontrollplatte 82 angeordnet. Die Vorsteuerkontrollplatte 82 befindet
sich neben der Schulter 70 an der Kolbenstange 34.
Eine Haltemutter 92 ist am Ende der Kolbenstange 34 montiert.
Die Mutter 92 hält
die Baugruppe der Druckstufenventil-Baugruppe 62, den Kolben 60 und
die Zugstufenventil-Baugruppe 64, wie es in der 3 gezeigt
wird.
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Während eines
Druckhubs für
den Stoßdämpfer 26,
steigt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 und
der Fluiddruck fällt
in der oberen Arbeitskammer 44 ab. Die Steigerung des Fluiddrucks
in der unteren Arbeitskammer 46 wird durch die Wege 66 und 84 transferiert,
um eine Belastung auf die Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilteller 74 auszuüben und
durch die Wege 86, um eine Belastung auf den Vorsteuerventilteller 78 auszuüben. Der Vorsteuerventilteller 78 ist
so gestaltet, daß er
bei einer kleineren Belastung als die Teller 74 ausbiegt
und biegt folglich zuerst aus, um eine Fluidströmung zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und
der oberen Arbeitskammer 44 während langsamer Bewegungen des
Kolbens 60 zu erlauben, wenn relativ niedrige Druckdifferenzen
am Teller 78 anliegen. Steigen die Druckdifferenzen über den
Teller 78 weiter, biegt der Teller 78 eine zusätzliche
Menge aus, um die Fluidströmung
zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der oberen Arbeitskammer 44 zu
steigern. Die Menge der Ausbiegung und somit die Dosierung für die Fluidströmung wird
durch die Dicke der Vorsteuerscheibe 80 gesteuert. Steigt
die Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens 60, erreicht
die Vorsteuerströmung
des Fluids gegebenenfalls einen Sättigungspunkt aufgrund der
Vorsteuerscheibe 80 und die Druckdifferenz über den
Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilteller 74 (die
dieselbe Druckdifferenz über
den Teller 78 ist) steigt und übt eine ausreichende Belastung
auf den Ventilteller 74 aus, um die Ausbiegung des Ventiltellers 74 zu
bewirken, um zusätzliche
Fluidströmung
zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der oberen Arbeitskammer 44 zu
erlauben. Der Übergang
zwischen der Fluidströmung vorbei
an dem Teller 78 und der Fluidströmung vorbei an den Tellern 74 kann
durch die Gestaltung des Vorsteuerventilkörpers 76, des Vorsteuerventiltellers 78, der
Vorsteuerscheibe 80 und der Vorsteuerkontrollplatte 82 gesteuert
werden. Faktoren, die sich auf die Form der Übergangskurve auswirken, umfassen
den Durchmesser des Vorsteuerventilkörpers 76, die Größe der Wege 86,
die Dicke, die Größe und die Steifigkeit
des Vorsteuerventiltellers 78, den Durchmesser und die
Dicke der Vorsteuerscheibe 80 und die Größe der Vorsteuerkontrollplatte 82,
wobei sie sich aber nicht darauf begrenzen. Alle Faktoren, die die
Form der Übergangskurve
steuern, sind unabhängig
von der Gestaltung der Kolbenplatte 72 und der Vielzahl
von Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventiltellern 74. Das
Abstimmen des Übergangs
zwischen der Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelung und der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelung
ist folglich unabhängig
von der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelung, was somit das
unabhängige
Abstimmen beider Ventilregelsysteme erlaubt. Obgleich der Vorsteuerventilkörper 76 zwischen
der Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelung und der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelung
vorgesehen ist, wird die Unabhängigkeit
zwischen diesen beiden Ventilregelsystemen aufrechterhalten, da
das Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelsystem durch die Gestaltung
der oberen Fläche
des Vorsteuer-Ventilkörpers 76 beeinflußt wird,
während
das Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelsystem durch die Gestaltung
der unteren Fläche
des Vorsteuerventilkörpers 76 beeinflußt wird.
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Die
Zugstufen-Ventil-Baugruppe 64 ist an der unteren Seite
des Kolbens 60 benachbart zur Haltemutter 92 angeordnet.
Die Zugstufenventil-Baugruppe 64 umfaßt ein zweite Kolbenplatte 102,
eine zweite Vielzahl von Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventiltellern 104,
einen zweiten Vorsteuerventilkörper 106,
einen zweiten Vorsteuerventilteller 108, eine zweite Vorsteuerscheibe 110 und
eine zweite Vorsteuerkontrollplatte 112. Die Kolbenplatte 102 ist neben
dem Kolben 60 angeordnet und definiert eine Vielzahl von
Zugstufenwegen 114, die mit der Vielzahl von Zugstufenfluidwegen 68 fluchten.
Der Vorsteuerventilkörper 106 definiert
eine Vielzahl von Zugstufenvorsteuerwegen 116, die ebenfalls
mit der Vielzahl von Zugstufenfluidwegen 68 und 114 fluid-verbunden
sind.
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Die
Ventilteller 104 sind zwischen einer Schulter 118 an
der Kolbenplatte 102 und einer ringförmigen Fläche 120 am Vorsteuerventilkörper 106 eingelegt,
um die Vielzahl von Zugstufenwegen 114 zu schließen und
folgendermaßen
die Vielzahl von Zugstufenfluidwegen 68. Der Vorsteuerventilteller 108 befindet
sich neben dem Vorsteuerventilkörper 106,
um die Vielzahl von Vorsteuerwegen 116 zu schließen. Die
Vorsteuerscheibe 110 ist zwischen dem Vorsteuerventilteller 108 und
der Vorsteuerkontrollplatte 112 angeordnet. Die Vorsteuerkontrollplatte 112 befindet
sich neben der Haltemutter 92, die am Ende der Kolbenstange 34 montiert
ist. Die Mutter 92 hält
die Baugruppe der Druckstufenventil-Baugruppe 62, den Kolben 60 und
die Zugstufenventil-Baugruppe 64, wie es in der 3 gezeigt
wird.
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Während eines
Zughubs für
den Stoßdämpfer 26,
fällt der
Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 ab und der Fluiddruck
steigt in der oberen Arbeitskammer 44. Die Steigerung des
Fluiddrucks in der oberen Arbeitskammer 44 wird durch die
Wege 68 und 114 transferiert, um eine Belastung
auf den Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Teller 104 auszuüben und
durch die Wege 116 eine Belastung auf den Vorsteuerventilteller 108 auszuüben. Der
Vorsteuerventilteller 108 ist derart gestaltet, daß er bei
einer kleineren Belastung als die Teller 104 ausbiegt und
somit zuerst ausbiegt, um eine Fluidströmung zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und
der unteren Arbeitskammer 46 während langsamer Bewegungen
des Kolbens 60 zu erlauben, wenn relativ niedrige Druckdifferenzen über den
Teller 108 bestehen. Steigen die Druckdifferenzen über den
Teller 108 weiter, biegt der Teller 108 weiter
aus, so daß die
Fluidströmung
zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der unteren Arbeitskammer 46 erhöht wird.
Der Grad der Ausbiegung und somit die Dosierung für die Fluidströmung wird
durch die Dicke der Vorsteuerscheibe 110 gesteuert.
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Steigt
die Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens 60, erreicht
die Vorsteuerströmung
des Fluids gegebenenfalls einen Sättigungspunkt aufgrund der
Vorsteuerscheibe 110 und die Druckdifferenz über den
Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilteller 104 (die
dieselbe Druckdifferenz über
den Teller 108 ist) steigt und übt eine ausreichende Belastung gegen
die Ventilteller 104 aus, um die Ausbiegung der Ventilteller 104 zu
bewirken, um zusätzliche
Fluidströmung
zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der unteren Arbeitskammer 46 zu
erlauben. Der Übergang
zwischen der Fluidströmung
vorbei an dem Teller 108 und der Fluidströmung vorbei
an den Tellern 104 kann durch die Gestaltung des Vorsteuerventilkörpers 106,
des Vorsteuerventiltellers 108, der Vorsteuerscheibe 110 und
der Vorsteuerkontrollplatte 112 gesteuert werden. Faktoren,
die sich auf die Form der Übergangskurve
auswirken, umfassen den Durchmesser des Vorsteuerventilkörpers 106,
die Größe der Wege 116,
die Dicke, die Größe und die Steifigkeit
des Vorsteuerventiltellers 108, den Durchmesser und die
Dicke der Vorsteuerscheibe 110 und die Größe der Vorsteuerkontrollplatte 112,
wobei sie sich aber nicht darauf begrenzen. Alle Faktoren, die die
Form der Übergangskurve
steuern, sind unabhängig
von der Gestaltung der Kolbenplatte 102 und der Vielzahl
von Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventiltellern 104. Das
Abstimmen des Übergangs
zwischen der Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelung und der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelung ist
somit unabhängig
von der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelung, was folglich
das unabhängige
Abstimmen beider Ventilregelsysteme erlaubt. Obgleich der Vorsteuer-Ventilkörper 106 zwischen der
Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelung
und der Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelung angeordnet ist, wird
die Unabhängigkeit
zwischen diesen beiden Ventilregelsystemen aufrecht erhalten, da
das Niedriggeschwindigkeits-Ventilregelsystem durch Gestaltung der
unteren Fläche
des Vorsteuer- Ventilkörpers 106 beeinflußt wird,
während
das Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventilregelsystem
durch die Gestaltung der oberen Fläche des Vorsteuer-Ventilkörpers 106 beeinflußt wird.
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Unter
jetziger Bezugnahme auf die 5 wird eine
Kolben-Baugruppe 32' in Übereinstimmung mit
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung offenbart. Die Kolben-Baugruppe 32' umfaßt einen Kolben 60', eine Druckstufenventil-Baugruppe 62' und eine Zugstufenventil-Baugruppe 64'. Der Kolben 60' ist an der
Kolbenstange 34 befestigt und definiert eine Vielzahl von
Druckstufenfluidwegen 66' und
eine Vielzahl von Zugstufenfluidwegen 68'.
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Die
Druckstufen-Ventil-Baugruppe 62' ist an der oberen Seite des Kolbens 60' neben der Schulter 70,
die durch die Kolbenstange 34 definiert ist, angeordnet.
Die Druckstufenventil-Baugruppe 62' umfaßt eine Vielzahl von Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventiltellern 74', einen Vorsteuerventilkörper 76', einen Vorsteuerventilteller 78' und eine Vorsteuerscheibe 80'.
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Die
Ventilteller 74' sind
zwischen einer Schulter 88' am
Kolben 60' und
einer ringförmigen Fläche 90' am Vorsteuerventilkörper 76' eingelegt, um
die Vielzahl von Druckstufenfluidwegen 66' zu schließen. Der Vorsteuerventilkörper 76' definiert eine
Vielzahl von Druckstufen-Vorsteuerwegen 86', die mit der Vielzahl von Druckstufenfluidwegen 66' verbunden sind.
Der Vorsteuerventilteller 78' befindet sich
neben dem Vorsteuerventilkörper 76' und neben der
Vorsteuerscheibe 80',
um die Vielzahl von Vorsteuerwegen 86' und 66' zu schließen. Die Haltemutter 92 fixiert
die Anordnung aus Druckstufenventil-Baugruppe 62', Kolben 60' und Zugstufenventil-Baugruppe 64', wie es in
der 5 gezeigt wird.
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Während eines
Druckhubs für
den Stoßdämpfer 20,
sind die Operation und die Funktion für die Druckstufenventil-Baugruppe 62' dieselben wie diejenigen,
die weiter oben für
die Druckstufenventil-Baugruppe 62 beschrieben werden.
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Die
Zugstufenventil-Baugruppe 64' ist
an der unteren Seite des Kolbens 60' neben der Haltemutter 92 angeordnet.
Die Zugstufenventil-Baugruppe 64' umfaßt eine Vielzahl von Mittel-/Hochgeschwindigkeits-Ventiltellern 104', einen Vorsteuerventilkörper 106', einen Vorsteuerventilteller 108' und eine Vorsteuerscheibe 110'.
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Die
Ventilteller 104' sind
zwischen einer Schulter 118' am
Kolben 60' und
einer ringförmigen Fläche 120' am Vorsteuerventilkörper 106' eingelegt, um
die Vielzahl von Zugstufenfluidwegen 68' zu schließen. Der Vorsteuerventilkörper 106' definiert eine
Vielzahl von Zugstufen-Vorsteuerwegen 116', die mit der Vielzahl von Zugstufenfluidwegen 68' verbunden sind.
Der Vorsteuerventilteller 108' befindet sich neben dem Vorsteuerventilkörper 106' und neben der
Vorsteuerscheibe 110',
um die Vielzahl von Vorsteuerwegen 116' und 68' zu schließen. Die Haltemutter 92 fixiert
die Anordnung aus Druckstufenventil-Baugruppe 62', Kolben 60' und Zugstufenventil-Baugruppe 64', wie es in
der 5 gezeigt wird.
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Während eines
Zughubs für
den Stoßdämpfer 20,
sind die Operation und die Funktion für die Zugstufenventil-Baugruppe 64' dieselben wie
diejenigen, die weiter oben für
die Zugstufenventil-Baugruppe 64 beschrieben werden.
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Während die
vorstehende ausführliche
Beschreibung die vorzugsweise Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschreibt, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung Änderungen,
Abweichungen und Abänderungen
zuläßt, ohne
vom Umfang und der eigentlichen Bedeutung der beigelegten Ansprüche abzuweichen.