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Hydraulischer Stossdämpfer - Dokument DE69422284T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69422284T2 11.05.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0702166
Titel Hydraulischer Stossdämpfer
Anmelder Yamaha Hatsudoki K.K., Iwata, Shizuoka, JP
Erfinder Sawai, Seiji, c/o 2500 Shingai, Shizuoka-ken, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69422284
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 15.09.1994
EP-Aktenzeichen 941145278
EP-Offenlegungsdatum 20.03.1996
EP date of grant 22.12.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.05.2000
IPC-Hauptklasse F16F 9/46

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft einen Hydraulik-Stoßdämpfer mit einer variablen Dämpfungsstärke, mit einem ein Dämpfungsfluid enthaltenden Zylinder, einer Kolbenanordnung, die einen den Zylinder in eine erste und eine zweite Zylinderkammer unterteilenden, mit einer Drossel versehenen Kolben enthält, welche Zylinderkammern über einen in dem mit einer Drossel versehenen Zylinder ausgebildeten Verbindungskanal miteinander in Verbindung stehen, und einem Ventilmittel zum Verändern des Strömungswiderstandes in dem Verbindungskanal, wobei die Kolbenanordnung mit einem einen in einer Kolbenstange axial bewegbar aufgenommenen Stoßstab umfassenden Einstellgerät versehen ist, um den Strömungswiderstand des mit einer Drossel versehenen Kolbens vor-einzustellen, welcher Stoßstab ausgelegt ist, einen in dem Kolben axial gleitbar aufgenommenen und einen Teil des Ventilmittels bildenden Ventilkörper gegen die Kraft einer Feder zu stoßen, welches Ventilmittel weiter eine Proportional-Elektromagneteinheit zum Antreiben des Ventilkörpers zum Einstellen der Axialposition des Ventilkörpers umfaßt, welche Axialposition die wirksame Querschnittsfläche des Verbindungskanals verändert.

Ein derartiger Hydraulik-Stoßdämpfer ist aus JP-A-58-221033 bekannt, die ein in der Mitte zwischen Anschlüssen zum Verbinden von in einem Zylinder durch einen Kolben gebildeten oberen und unteren Ölkammern eingebautes Resonanzventil offenbart. Das Resonanzventil wird durch an bzw. unter einem Resonanzschieber angebrachte nichtlineare Neutralfedern in einer Neutralstellung gehalten, und ein Federlager für die Neutralfeder ist mit einem axial gleitenden Betätigungsstab gekoppelt, der eine Kolbenstange durchdringt, so daß die Resonanzfrequenz des Resonanzventils in Abhängigkeit von der Hubposition des Betätigungsstabs geändert wird.

Eine weitere Art von herkömmlichem Hydraulik-Stoßdämpfer ist z. B. in der JP-Offenlegungsschrift Hei4-78338 geoffenbart. Der in dieser Veröffentlichung beschriebene Hydraulik-Stoßdämpfer ist aufgebaut durch gleitendes Einpassen eines mit einer Drossel versehenen Kolbens in einen ölgefüllten Zylinder und Anbringen eines elektromagnet-gesteuerten Steuerventils an der mit diesem Kolben verbundenen Kolbenstange.

Das genannte elektromagnet-gesteuerte Steuerventil umfaßt einen Elektromagneten, einen Stößel, der längs der Zylinderachse zu dem Elektromagneten hin bewegt wird, wenn der Elektromagnet beaufschlagt wird, und in der Gegenrichtung zu dem Elektromagneten durch eine Rückholfeder zurückgeführt wird, wenn der Elektromagnet entregt ist, und einen Ventilkörper, der integral an dem Stößel vorgesehen ist, so daß der durch die Kolbenstange von einer Seite des Kolbens zur anderen gebohrte Verbindungskanal durch diesen Ventilkörper geschlossen bzw. geöffnet wird. Weiter ist der genannte Verbindungskanal mit einer Drossel versehen, deren Widerstandswert kleiner als der der im Kolben befindlichen Drossel ist.

Das bedeutet, daß die Dämpfungskraft vergleichsweise größer wird, wenn der Verbindungs kanal geschlossen ist und die gesamte Ölmenge nur durch die im Kolben befindliche Drossel strömt, wenn der Elektromagnet entregt ist, während die Dämpfungskraft geringer als in dem genannten Fall wird, wenn Öl hauptsächlich durch den Verbindungskanal fließt, wenn der Elektromagnet beaufschlagt und der Verbindungskanal offen ist.

Der herkömmliche Hydraulik-Stoßdämpfer mit variabler Dämpfung ist so aufgebaut, daß in der beschriebenen Weise ein größere bzw. eine kleinere unterschiedliche Dämpfungskraft erhalten werden kann.

Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Hydraulik-Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft ist jedoch der Freiheitsgrad zum Einstellen der Dämpfungskraft gering, da der herkömmliche Stoßdämpfer die Dämpfungskraft nur von einem größeren zu einem kleineren Wert oder umgekehrt ändern kann.

Um eine solche Unvollkommenheit zu überwinden, ist es erforderlich, die Dämpfungskraft durch Erhöhen/Vermindern des Elektromagnetstroms einzustellen, so daß der Magnetstößel graduell oder allmählich bewegt und der Öffnungsgrad des Verbindungskanals graduell geändert werden kann. Es sind jedoch Probleme zu lösen, um die so beschriebenen herkömmlichen Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft so auszubilden, daß die Dämpfungskraft einstellbar wird, und um derartige Stoßdämpfer als Industrieprodukte in Massenfertigung herzustellen.

Das kommt daher, weil es bei der Massenproduktion von Hydraulik-Stoßdämpfern mit einem solchen Aufbau einmal erforderlich ist, ihre Eigenschaft so zu steuern, daß die Beziehung zwischen der Größe des elektrischen Stroms und der Dämpfungskraft bei allen gefertigten Hydraulik-Stoßdämpfern gleichmäßig ist, da Streuungen dieser Eigenschaften der elektronischen Komponenten wie der Elektromagnete und der Werte der elektronischen Bestandteile leicht verursacht werden können und die Vorgänge zum Steuern der Qualität der herkömmlichen Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft, wie sie beschrieben wurden, außerordentlich mühevoll sind. Das heißt, die Feinstellung der Drosselgröße bei jedem Hydraulik-Stoßdämpfer erfordert das Zerlegen des Zylinders und den Austausch innerer Bestandteile gegen solche, mit denen die gewünschte Dämpfungskraft-Eigenschaft errreicht werden kann.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Hydraulik-Stoßdämpfer zu schaffen, der eine größere Freiheit bei der Einstellung der Dämpfungskraft besitzt und es ermöglicht, die Feineinstellung der Dämpfungskraft mit einem einfachen Vorgang vorzunehmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung eines Hydraulik-Stoßdämpfers der bezeichneten Gattung wird das erwähnte Ziel dadurch erreicht, daß das Einstellgerät ein Einstellteil zum Vor-Einstellen der Axialposition der Stoßstange umfaßt, welches Einstellteil von einem Ort außerhalb des Zylinders betätigbar ist.

Bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung mit mehr Einzelheiten anhand einer bevorzugten Ausführung derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erklärt, in welchen:

Fig. 1 eine Seitenansicht ist, die den wesentlichen Abschnitt eines Hydraulik-Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft gemäß bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung zeigt, wobei Teile weggebrochen sind;

Fig. 2 eine Schnittansicht ist, die einen Teil des Hydraulik-Stoßdämpfers mit variabler Dämpfungskraft gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 in einem größeren Maßstab zeigt;

Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Stoßstabes ist;

Fig. 4 eine längs Linie IV-IV der Fig. 1 genommene Schnittansicht ist; und

Fig. 5 eine längs Linie V-V der Fig. 2 genommene Schnittansicht ist;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Ventilkörpers gemäß einer zweiten Ausführungsform ist.

In diesen Zeichnungen ist der Hydraulik-Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezugszeichen 1 versehen. Dieser Hydraulik-Stoßdämpfer ist zwischen die Karosserieseite und die Radseite des Wagens eingesetzt und mit einem Zylinder 2 zur Verbindung mit der Wagen-Karosserieseite und einer Kolbenstange 3 versehen, die aus dem unteren Ende des Zylinders 2 so vorsteht, daß sie mit der Wagen-Radseite verbunden wird. Hier kann aber der Hydraulik-Stoßdämpfer 1 auch in umgekehrtem Sinne zu dem vorher genannten angebracht werden, d. h. so, daß der Zylinder 2 mit der Radseite und die Kolbenstange 3 mit der Wagen-Karosserieseite verbunden ist.

In den Zylinder 2 ist ein Freikolben 6 zum Gleiten längs der Zylinderachse eingepaßt, der das Innere des Zylinders 2 in eine Hochdruck-Gaskammer 4 und eine Ölkammer 5 unterteilt. Die Hochdruckkammer 4 ist mit einem Hochdruckgas gefüllt, und die Ölkammer 5 ist mit Öl als Hydraulik-Stoßdämpfer-Arbeitsfluid gefüllt. Die Ölkammer 5 ist in eine obere Ölkammer 5a und eine untere Ölkammer 5b unterteilt durch einen mit Drossel versehenen Kolben 7, der an dem zylinderseitigen Ende der Kolbenstange 3 angebracht ist.

Die Kolbenstange 3 ist mit einer Hohlwelle 9 aufgebaut, die das untere Endstopfenteil 8 durchdringt, wobei ein Elektromagnetgehäuse 10 an dem zylinderseitigen Endabschnitt der Hohlwelle 9 angeschraubt ist, und eine Kolbenstützwelle 11 an dem oberen Endabschnitt (an der Seite des Kolbens 7) des Elektromagnetgehäuses 10 angeschraubt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, besteht das Elektromagnetgehäuse 10 aus einem Gewindeabschnitt 12 zum Einschrauben in die Hohlwelle 9 und einem integral mit dem Gewindeabschnitt 12 ausgebildeten Zylinderabschnitt 13. Das Elektromagnetgehäuse 10 besitzt eine Durchgangsbohrung 14 durch seinen Achsenabschnitt, um den Innenraum des Zylinderabschnitts 13 mit dem hohlen Abschnitt der Hohlwelle 9 zu verbinden.

Die Kolbenstützwelle 11 ist aus einem zylindrischen Abschnitt 15 zum Aufschrauben auf den Außenumfang eines Zylinderabschnitts 13, um so die Öffnung des Zylinderabschnitts 13 zu verschließen, und einem Wellenabschnitt 16 zusammengesetzt, der integral mit dem zylindrischen Abschnitt 15 gebildet ist und an welchem der Kolben 7 zu befestigen ist. Weiter besitzt der Achsenabschnitt der Kolbenstützwelle 11 eine Durchgangsbohrung 17, die sich längs der Zylinderachse so erstreckt, daß sie die Kolbenstützwelle 11 durchdringt.

Der an dem Wellenabschnitt 16 anzubringende Kolben 7 ist von bekanntem Aufbau. Das bedeutet, der Kolben 7 besitzt eine Vielzahl von Drosselplatten 19, die sowohl an der oberen wie an der unteren Seite eines scheibenartigen Kolbenkörpers 18 angefügt sind, und einen um den Außenumfang des scheibenartigen Kolbenkörpers 18 angebrachten Kolbenring, und ist längs der Zylinderachsenrichtung in dem Zylinder 2 gleitbar eingepaßt. Die Drosselplatten 19 sind so aufgebaut, daß sie jeweils einen der Endöffnungsabschnitte der Öldurchlässe 21 und 22 abschließen, die durch den scheibenartigen Kolbenkörper 18 hindurch ausgebildet sind, um so die oberen und die unteren Endseiten des Kolbens 7 miteinander zu verbinden. Bei dieser Ausführungsform wird der an der linken Seite in Fig. 1 angebrachte Öldurchlaß 21 durch eine Drosselplatte 19 am unteren Endabschnitt abgeschlossen, während der andere Öldurchlaß 22 mit einer Drosselplatte 19 an dem oberen Endabschnitt abgeschlossen ist.

Wenn bei einem in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebauten Kolben 7 die Kolbenstange 3 aus einem in Fig. 2 gezeigten Zustand nach oben bewegt wird, verformt das Öl in dem Ölkanal 21 die darunterliegenden Drosselplatten 19 elastisch und strömt in die unterseitige Ölkammer 5b. Wenn andererseits die Kolbenstange 3 sich abwärts bewegt, verformt das Öl in dem Ölkanal 22 die darübergelegenen Drosselplatten 19 elastisch und strömt in die oberseitige Ölkammer 5a. Das bedeutet, die Drosselplatten 19 bilden einen Widerstand gegen die Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung der Kolbenstange 3, so daß die Vertikalbewegungen gedämpft werden.

Der den Kolben 7 abstützende Wellenabschnitt 16 besitzt Öldurchlässe 23, 24, 25 und 26, die in Radialrichtung durchgebohrt sind, für das elektromagnet-gesteuerte (später zu beschreibende) Steuerventil. Die Ölkanäle 23 und 24 sind an Positionen gebildet, die dem scheibenartigen Kolbenkörper 18 entsprechen, wobei ein Ende mit dem Ölkanal 21 durch eine Ringnut 18a in Verbindung steht und mit der Bohrung 18b des scheibenartigen Kolbenkörpers 18, und das andere Ende mit der Durchgangsbohrung 17. Andererseits sind die Ölkanäle 25 und 26 so zwischen dem Kolben 7 und dem Zylinderabschnitt 15 positioniert, daß ein Ende mit der unteren Ölkammer 5b und das andere Ende mit der Durchgangsbohrung 17 über eine in dem Wellenabschnitt 16 ausgebildete Ringnut 16a in Verbindung steht.

Das bedeutet, der mit der oberen Ölkammer 5a in Verbindung stehende Ölkanal 21 steht auch mit der unteren Ölkammer 5b durch die Verbindungsöffnung 18b, den Raum der Ringnut 18a, den Ölkanälen 23 und 24, der Durchgangsbohrung 17, der Ringnut 16a und den Ölkanälen 25 und 26 in Verbindung. Das elektromagnet-gesteuerte erfindungsgemäße Steuerventil ist so aufgebaut, daß die Strömungsrate für das in die obere Ölkammer 5a einströmende oder aus ihr ausströmende Öl und die entsprechende für die untere Ölkammer 5b eingestellt werden kann, und damit die Dämpfungskraft an dem Kolben 7 eingestellt werden kann durch Erhöhen oder Vermindern der in der Durchgangsbohrung 17 durch einen (später zu beschreibenden) Ventilkörper gebildeten Querschnittsfläche des Ölkanals. Der Aufbau dieses elektromagnet-gesteuerten Steuerventils wird nachfolgend beschrieben.

Ein elektromagnet-gesteuertes erfindungsgemäßes Steuerventil 31 ist so aufgebaut, daß der Stößel oder Magnetkern durch Erhöhen/Vermindern der Stromstärke im Proportional-Elektromagneten graduell bewegt werden und der Ventilkörper durch diesen Stößel angetrieben werden kann. In Fig. 2 sind der (von hier ab einfach als "Elektromagnet" bezeichnete) Proportional-Elektromagnet, der Stößel und der Ventilkörper jeweils mit Bezugszeichen 32, 33 bzw. 34 bezeichnet, und die Ansicht links von der Mittellinie C zeigt den beaufschlagten Zustand, während die Ansicht rechts von der Mittellinie C den entregten Zustand zeigt.

Der Elektromagnet 32 ist dadurch gebildet, daß ein ringförmiger Elektromagnet 32a in einem allgemein wie ein mit Boden versehener Zylinder ausgebildetes Gehäuse 32b eingebettet und in einen Raum eingesetzt wird, der zwischen dem Zylinderabschnitt 13 des Elektromagnetgehäuses 10 und dem Zylinderabschnitt 15 der Kolbenstützwelle 1 gebildet ist. Bei dem Gehäuse 32b ist der obere dicke Abschnitt aus Magnetmaterial gefertigt, und die anderen Abschnitte sind aus nichtmagnetisierbarem Material gefertigt, und das Gehäuse wird zwischen das Elektromagnetgehäuse 10 und die Kolbenstützwelle 11 eingesetzt und gehalten durch Festschrauben der Welle 11 über dem Gehäuse 10. Ein zylindrischer Stößel 33 ist in den hohlen Abschnitt des Elektromagneten 32 eingesetzt. Der bei dieser Ausführungsform benutzte Elektromagnet 32 bewegt, wenn er beaufschlagt wird, den Stößel 33 nach oben. Wenn der Elektromagnet 32 entregt wird, wird der Stößel 33 durch die Federkraft einer (später zu beschreibenden) Rückholfeder nach unten gestoßen und in seine Anfangsposition zurückgeführt. Das Bezugszeichen 32c bezeichnet einen Zuleitungsdraht für die Spule 32a, und dieser Zuleitungsdraht 32c wird aus dem Zylinder durch den axialen Abschnitt der Kolbenstange 3 nach außen geführt.

Der Stößel besitzt an seinen beiden Enden axial vorstehende Stifte 33a bzw. 33b, und wird durch diese Stifte zu einer Axialbewegung relativ zum Elektromagneten 32 gehalten. Zur weiteren Beschreibung sei bemerkt, daß der in Fig. 2 aufrecht dargestellte Stift 33a gleitbar in dem unteren Abschnitt des mit Boden versehenen zylindrischen Gehäuses 32b gehalten ist, und der Stift 33b, der an der Unterseite der Fig. 2 positioniert ist, wird in einem Stopfenteil 35 gleitbar gehalten, welches die Abwärtsbewegung des Stößels 33 unter Abschließen der Zentralöffnung des Elektromagneten 32 begrenzt. Das Stopfenteil 35 ist aus Magnetmaterial gefertigt, so daß ein Magnetweg zwischen diesem Stopfenteil 35 und dem dicken Abschnitt des Gehäuses 32b zur Verstärkung der Magnetkraft gebildet wird.

Das Stopfenteil 35 besitzt einen an seinem Außenumfang angebrachten O-Ring, um das Innere des Elektromagneten luftdicht abzuschließen, und ist axial gleitbar in den Elektromagneten 32 eingesetzt. Das bedeutet, der Stößel 33 gleitet zwischen dem unteren Teil des Gehäuses 32b und dem Stopfenteil 35 auf- und abwärts, und sein Hin- und Herhub S wird durch die Position des Stopfenteils 35 bestimmt.

Weiter ist eine Einstellfeder 36 oder Druckfeder elastisch zwischen das Stopfenteil 35 und den Stößel 33 eingesetzt, um den Stößel gemäß Fig. 2 nach oben zu drängen.

Der Ventilkörper 34 ist dadurch gebildet, daß eine einen Ölkanal bildende Nut 37 an dem Umfang eines runden Stabes gebildet ist, und er ist längs der Zylinderachsenrichtung gleitbar in die Durchgangsbohrung 17 der Kolbenstützwelle 11 eingesetzt. Der Ventilkörper 34 wird durch eine Rückholfeder 38 so von oben nach unten gedrängt, daß sein unteres Ende mit dem Stift 33a des Stößels 33 in Druckkontakt kommt. Die Rückholfeder 38 ist eine Druck-Wendelfeder und ist elastisch zwischen einen in den oberen Endabschnitt der Kolbenstützwelle 11 eingeschraubten Stopfen 39 und den oberen Endabschnitt des Ventilkörpers 34 eingesetzt. Es ist erforderlich, daß die Federkraft der Rückholfeder 38 größer als die der Einstellfeder 36 ist, um den Stößel 33 nach unten zu drängen.

Wenn deshalb der Elektromagnet 32 entregt wird, wie in Fig. 2 rechts von der Mittellinie C gezeigt, wird der Ventilkörper 34 durch die Rückholfeder 38 nach unten gestoßen und ist so positioniert, daß der Stößel 33 gegen das Stopfenteil 35 angedrückt wird. Wenn andererseits der Elektromagnet 32 beaufschlagt wird, wird der Ventilkörper 34 durch eine Resultierende der auf den Stößel 33 durch den Elektromagneten 32 einwirkenden Schubkraft und einer an den Stößel 33 durch die Einstellfeder 36 einwirkende Federkraft gegen die Federkraft der Rückholfeder 38 nach oben bewegt. Dann wird in dem maximalen Beaufschlagungszustand, bei dem der Beaufschlagungsstrom für den Elektromagneten 32 seinen Maximalwert erreicht, wie in Fig. 2 links von der Mittellinie C gezeigt, der Ventilkörper 34 so positioniert, daß der Stößel gegen das Gehäuse 32b angedrückt werden kann. Der hin- und hergehende Hub des Ventilkörpers 34 wird gleich dem Hub S des Stößels 33.

Die Nut 37 am Umfang des Ventilkörpers 34 ist so ausgebildet, daß ihre Öffnungsbreite (vertikale Abmessung) größer als der Abstand zwischen dem Ölkanal 23 oder 24 und der Ringnut 16a sein kann. Andererseits ist die Nut 37 so positioniert, daß die Ölkanäle 23 und 24 und die Ringnut 16 miteinander über die Nut 37 in Verbindung stehen, wenn der Elektromagnet 32 entregt ist, und daß die Ringnut 16 durch den Außenabschnitt des Ventilkörpers, der niedriger als die Nut 37 ist, im Maximal-Erregungszustand geschlossen ist. Dadurch wird die Kanalschnittflächengröße des Ölkanals in der Durchgangsbohrung 17 gemäß der vertikalen Position des Ventilkörpers 34 verändert.

Das bedeutet, im entregten Zustand wird die Querschnittsflächengröße des Ölkanals in der Durchgangsbohrung 17 maximal, und die obere Ölkammer 5a und die untere Ölkammer 5b stehen durch diesen Kanal miteinander in Verbindung. Da in diesem Zustand das Öl zwischen der oberen Ölkammer 5a und der unteren Ölkammer 5b durch den beschriebenen Ölkanal fließt, wird die Dämpfungskraft geringer. Wenn andererseits der Elektromagnet beaufschlagt wird, steigt der Ventilkörper 34 graduell mit wachsendem Beaufschlagungsstrom nach oben, und die Querschnittsfläche des Ölkanals wird dementsprechend graduell verringert, und deshalb wird die Dämpfungskraft graduell größer.

Wenn die Beaufschlagung ihren Maximalwert erreicht, wobei der beschriebene Ölkanal durch den Ventilkörper 34 geschlossen wird und alles Öl, das durch den Kolben 7 strömt, die Widerstandswirkung der Drosselplatten 19 erfährt, wird die Dämpfungskraft maximal.

Eine durch den Ventilkörper 34 gebohrte Verbindungsbohrung 40 verhindert, daß der Widerstand gegen die Bewegung des Ventilkörpers größer wird, weil der Ventilkörper 34 selbst im wesentlichen wie ein Kolben wirkt, wenn er sich da entlang bewegt. Der die Rückholfeder enthaltende Raum über dem Ventilkörper 34 und der den Stößel enthaltende Raum unter dem Ventilkörper 34 stehen durch diesen Kanal 40 miteinander in Verbindung.

Das in der beschriebenen Weise aufgebaute elektromagnet-gesteuerte Steuerventil 31 wird mit Bezug auf die Beziehung der Bewegungslänge des Ventilkörpers 34 und der Größe des Beaufschlagungsstroms durch Dämpfungskraft-Einstellmittel eingestellt, die nachstehend beschrieben werden. Mit anderen Worten, das elektromagnet-gesteuerte Steuerventil 31 wird so eingestellt, daß die Dämpfungskraft einen vorgegebenen Wert erhält, ohne die Beaufschlagungs- Stromstärke des Elektromagneten 32 zu ändern. Das Dämpfungskraft-Einstellmittel 41 wird nachfolgend beschrieben.

Das Dämpfungskraft-Einstellmittel 41 ist so aufgebaut, daß es die Federkraft der Einstellfeder 36 ändert, die elastisch zwischen den Stößel 33 und das Stopfenteil 35 eingesetzt ist, d. h. die Stößelantriebskraft ändert, die durch die Resultante aus der Schubkraft des Elektromagneten 32 und der Federkraft der Einstellfeder 36 entsteht, durch Ändern der Position des Stopfenteils 35 mit dem Stoßstab 42 und dadurch herbeigeführtes Erhöhen oder Vermindern der Federkraft der Einstellfeder 36.

Der Stoßstab 42 ist aus einem runden aus Aluminiumlegierung bestehenden Stab gebildet und besitzt, wie in Fig. 3 gezeigt, zwei Nuten 43, die einander gegenüber angeordnet sind und sich axial an der Außenfläche desselben erstrecken, wobei an einem Ende desselben ein Fortsatz 44 gebildet ist zum Einpassen in das Stopfenteil 35, und am anderen Ende ein Ausschnitt 45 in Fortsetzung von den Nuten 43 ausgebildet ist. Der Stoßstab 42 ist gleitend in die Durchgangsbohrung 17 des Elektromagnetgehäuses 10 und in den Hohlraum der Hohlwelle 9 eingesetzt, und zwar so, daß der Fortsatz 44 am einen Ende desselben in das Stopfenteil 35 eingepaßt und das andere Ende durch eine Einstellschraube 46 daran gehindert ist, auszutreten. Die Einstellschraube 46 ist eine Schraube im Schraubeingriff mit der Hohlwelle 9 und besitzt ein durch ihre Achse gebohrte Durchgangsbohrung 46a und eine an einer ihrer Endflächen gebildete Werkzeugeingriffsnut 46b, die aus der Kolbenstange 3 zum Eingriff mit einem Werkzeug zum Drehen dieser Einstellschraube 46 freigesetzt ist.

Die Zuleitungsdrähte 32c für den Elektromagneten 32 werden aus der Kolbenstange 3 durch die Nuten 43 des Stoßstabs 42 und die Durchgangsbohrung 46a der Einstellschraube 46 herausgeführt und sind mit einer (nicht gezeigten) elektrischen Stromsteuerung verbunden.

Durch Hinein- oder Herausschrauben der Einstellschraube 46 in die bzw. aus der Hohlwelle 9 mit zwischen dem Stopfenteil 35 und der Einstellschraube 46 eingesetztem Stoßstab 42, wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Stoßstab 42 und das Stopfenteil 35 gemäß Fig. 2 nach oben bzw. unten bewegt. Zwar könnte sich der Stoßstab 42 in Berührung mit der Einstellschraube 46 zusammen drehen, wenn die Einstellschraube 46 gedreht wird, jedoch wird der Stoßstab 42 durch die Reibung zwischen dem O-Ring 35a des Stopfenteils 35 und dem Magnet 32 vom Drehen abgehalten.

Wenn das Stopfenteil 35 gemäß Fig. 2 nach oben bewegt wird, nimmt die Federkraft der Einstellfeder 36 zu, und der Widerstand gegen Bewegungen des Stößels 33 und des Ventilkörpers 34, die durch den Elektromagneten 32 verursacht werden, wird dementsprechend geringer. In dem Zustand, in den die Einstellschraube 35, wie vorher beschrieben, eingeschraubt ist, wird, wenn die Größe des durch den Elektromagneten 32 fließenden Stroms im Vergleich mit der Größe vor dem Einschrauben ungeändert bleibt, die Dämpfungskraft entsprechend erhöht, da der Ventilkörper 34 um einen Hub nach oben (zu dem voll geschlossenen Zustand hin) bewegt wird, der dem Einschraubhub entspricht. Im Gegensatz dazu kann die Dämpfungskraft dadurch verringert werden, daß die Einstellschraube 46 herausgeschraubt wird.

Deshalb ist dieses Dämpfungskraft-Einstellmittel 431 zusammengesetzt aus einem Einstellstab 47, der einen Stoßstab 42, ein Stopfenteil 35 an einem Ende desselben, eine Einstellschraube 46 am anderen Ende desselben und eine Einstellfeder 36 umfaßt, die elastisch zwischen dem Einstellstab 47 und den Stößel 33 eingesetzt ist, und die Belastung der Bewegung des Stößels 33 wird erhöht oder vermindert durch Bewegen des Einstellstabs 47 relativ zur Kolbenstange 3.

Deshalb wird bei dem erfindungsgemäßen Hydraulik-Stoßdämpfer die Beziehung zwischen der Größe des Beaufschlagungsstroms und der Dämpfungskraft geändert durch Drehen der Einstellschraube 46, was auch dann erfolgen kann, wenn der mit einer Drossel versehene Kolben 7 und das elektromagnet-gesteuerte Steuerventil 31 in dem Zylinder 2 zusammengebaut sind.

Der Stoßstab 42, der einen Teil des Einstellstabs 47 bildet, ist zwar bei dieser Ausführungsform aus Aluminiumlegierung hergestellt, es kann aber ein Metall mit einem größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wie eine Magnesiumlegierung, als Material für den Stoßstab 42 benutzt werden. Wenn der Stoßstab 42 aus Material mit einem größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten hergestellt wird, wird auch dann, wenn das Hydrauliköl als Ergebnis schwerer Beanspruchung Wärme erzeugt und seine Temperatur ansteigt und die Viskosität absinkt, der Stoßstab durch die Wärme ausgedehnt und korrigiert so die ansteigende Dämpfungskraft.

Der Einstellstab 47 ist in der beschriebenen Ausführungsform aus einem Stoßstab 42, dem Stopfenteil 35 und einer Einstellschraube 46 zusammengesetzt, doch ist es auch möglich, den Einstellstab 47 aus einem einzigen Rundstab zu fertigen und diesen aus einem Stab hergestellten Einstellstab in die Kolbenstange 3 einzuschrauben. Wenn eine derartige Struktur benutzt wird, werden die Zuführdrähte 32c für den Elektromagneten 32 durch eine Durchgangsbohrung nach außen geführt, die durch den Axialteil dieses aus einem Stab gefertigten Einstellstabes gebohrt ist.

Weiter wird zwar der Ölkanal in dem Zustand bei entregtem Elektromagneten 32 bei dieser Ausführungsform vollständig geöffnet, doch kann der erfindungsgemäße Stoßdämpfer auch so aufgebaut sein, daß der Ölkanal voll geschlossen ist, wenn der Elektromagnet 32 entregt ist, wie in Fig. 6 gezeigt.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die ein anderes Ausführungsbeispiel des Ventilkörpers zeigt. In Fig. 6 sind Bestandteile, die identisch oder gleichartig mit den in Fig. 1 bis 5 beschriebenen sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen, und eine detaillierte Beschreibung derselben ist weggelassen. Der in Fig. 6 gezeigte Ventilkörper 34 ist so positioniert, daß er den Ölkanal in der Durchgangsbohrung 17 vollständig schließt, wie links von der Mittellinie C gezeigt, wenn der Elektromagnet 32 entregt ist, während er die Querschnittsfläche des Ölkanals allmählich vergrößert, wenn sich der Beaufschlagungsstrom erhöht. Wenn der Beaufschlagungsstrom seinen Maximalwert erreicht, ist der Ölkanal voll geöffnet, wie rechts von der Mittellinie C gezeigt.

Zusätzlich kann, wenn auch die Schubkraft des Elektromagneten 32 bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen nach oben zum Kolben 7 hin gerichtet ist, diese Schubkraft in umgekehrter Richtung nach unten gerichtet werden. Im Falle einer so nach unten gerichteten Schubkraft wird die Einstellfeder 36 stärker als die vorige Einstellfeder 36 gemacht, um den Kolben 38 in seine oberste Position zu setzen. Weiter kann in einem solchen Falle die Rückholfeder weggelassen werden, indem der Stößel 33 integral mit dem Ventilkörper 34 ausgebildet wird.

Da der Stoßdämpfer mit variabler Dämpfungskraft, wie vorstehend beschrieben, ein elektromagnet-gesteuertes Steuerventil besitzt, das so aufgebaut ist, daß die Länge des Stößelversatzes sich entsprechend der Größe des Elektromagnet-Beaufschlagungsstroms ändert, und seine Kolbenstange mit einem Dämpfungskraft-Einstellmittel versehen ist, das eine von dem Endabschnitt der Kolbenstange abstehende Einstellstange außerhalb des Zylinders zu dem Stößel-Befestigungsanteil umfaßt, so daß sie in Zylinderachsenrichtung betätigbar ist, und eine Wendelfeder elastisch zwischen der Einstellstange und dem Stößel eingesetzt ist, wird die Dämpfungskraft entsprechend der Stromstärke zum Beaufschlagen des elektromagnet-gesteuerten Steuerventils erhöht bzw. erniedrigt, und die Last zum Bewegen des Stößels des elektromagnet-gesteuerten Steuerventils wird erhöht oder vermindert durch Bewegen der Einstellstange relativ zur Kolbenstange.

Deshalb kann der Freiheitsgrad zum Einstellen der Dämpfungskraft größer gemacht werden, während die Dämpfungskraft auch dann noch feineingestellt werden kann, nachdem der Zusammenbau vollständig durchgeführt wurde.


Anspruch[de]

1. Hydraulik-Stoßdämpfer mit einer variablen Dämpfungsstärke, mit einem ein Dämpfungsfluid enthaltenden Zylinder (2), einer Kolbenanordnung (3), die einen den Zylinder (2) in eine erste und eine zweite Zylinderkammer (5a, 5b) unterteilenden, mit einer Drossel versehenen Kolben (7) enthält, welche Zylinderkammern (5a, 5b) über einen in dem mit einer Drossel versehenen Zylinder (7) ausgebildeten Verbindungskanal (17, 18, 21, 23, 24, 25, 26) miteinander in Verbindung stehen, und einem Ventilmittel (31) zum Verändern des Strömungswiderstandes in dem Verbindungskanal (17, 18, 21, 23, 24, 25, 26), wobei die Kolbenanordnung (3) mit einem einen in einer Kolbenstange (3) axial bewegbar aufgenommenen Stoßstab (42) umfassenden Einstellgerät (41) versehen ist, um den Strömungswiderstand des mit einer Drossel versehenen Kolbens (7) vor-einzustellen, welcher Stoßstab (42) ausgelegt ist, einen in dem Kolben (7) axial gleitbar aufgenommenen und einen Teil des Ventilmittels (31) bildenden Ventilkörper (34) gegen die Kraft einer Feder (36) zu stoßen, welches Ventilmittel (31) weiter eine Proportional-Elektromagneteinheit (32) zum Antreiben des Ventilkörpers (34) zum Einstellen der Axialposition des Ventilkörpers (34) umfaßt, welche Axialposition die wirksame Querschnittsfläche des Verbindungskanals (17, 18, 21, 23-26) verändert, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellgerät (41) ein Einstellteil (46) zum Vor-Einstellen der Axialposition des Stoßstabes (42) umfaßt, und das Einstellteil (46) von außerhalb des Zylinders (2) betätigbar ist.

2. Hydraulik-Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal einen ersten mit Drosselmitteln (19) zum Drosseln der Fluidströmung durch den ersten Fluidkanal (21) versehenen Fluidkanal (21, 22) und einen zweiten Fluidkanal (17, 18, 23, 24, 25, 26) zum Verbinden der ersten und der zweiten Zylinderkammer parallel zu dem ersten Fluidkanal (21, 22) umfaßt, wobei das Ventilmittel (31) dem zweiten Fluidkanal (17, 18, 23, 24, 25, 26) zum Verändern der wirksamen Querschnittsfläche des zweiten Fluidkanals (17, 18, 23, 24, 25, 26) zugeordnet ist.

3. Hydraulik-Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Proportional-Elektromagneteinheit (32) einen Stößel (33) zum Ansteuern des Ventilkörpers (34) aufweist, der in dem zweiten Fluidkanal (17) stufenlos veränderbar zwischen einer ersten Position, bei der der zweite Fluidkanal (17, 18) voll geöffnet ist, und einer zweiten Position, bei der der zweite Fluidkanal (17, 18) geschlossen ist, gleitend aufgenommen ist.

4. Hydraulik-Stoßdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Fluidkanal eine zentrale in dem mit einer Drossel versehenen Kol ben (7) ausgebildete Durchgangsbohrung (17) zum Aufnehmen des Ventilkörpers (37) umfaßt, welche zentrale Durchgangsbohrung (17) über den ersten Fluidkanal (21) mit der ersten Zylinderkammer (5a) und über einen in der Kolbenstange (3) gebildeten Radialkanal (25, 26) mit der zweiten Zylinderkammer (5b) in Verbindung steht.

5. Hydraulik-Stoßdämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagneteinheit (32) zum gleitbaren Aufnehmen des Stößels (33) ein in einem Elektromagnet-Aufnahmeabschnitt (10) der Kolbenstange (3) aufgenommenes Elektromagnetgehäuse (32b) umfaßt, wobei ein Stopfenteil (35) in dem Elektromagnetgehäuse (32b) zur Begrenzung des Hubs des Stößels (33) vorgesehen ist.

6. Hydraulik-Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückholfedermittel (36) ausgelegt ist, den Ventilkörper (34) bzw. den Stößel (33) zu dem Stopfenteil (35) hin vorzuspannen.

7. Hydraulik-Stoßdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellgerät (41) eine Einstellanordnung (41, 36, 42) zum Einstellen der wirksamen Querschnittsfläche des zweiten Fluidkanals (17, 18, 23, 24, 25, 26) umfaßt.

8. Hydraulik-Stoßdämpfer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellanordnung die in der Kolbenstange (3) aufgenommene Stoßstange (42) zum Einstellen der Axialposition des Stopfenteils (35) und das Einstellfedermittel (36) zum Vorspannen des Stößels (33) von dem Stopfenteil (35) weg umfaßt.

9. Hydraulik-Stoßdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellteil durch eine Schraube (46) in Eingriff mit einem an einer Innenfläche der Kolbenstange (3) vorgesehenen Gewinde gebildet ist.

10. Hydraulik-Stoßdämpfer nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange (42) aus einem Material mit einer großen thermischen Dehnung gefertigt ist.







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