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Dokumentenidentifikation DE69323726T2 18.05.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0621417
Titel Einrichtung in einem Stossdämpfer
Anmelder Öhlins Racing AB, Upplands, Väsby, SE
Erfinder Danek, Magnus, S-116 34 Stockholm, SE
Vertreter Richter & Kollegen, 20354 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69323726
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.06.1993
EP-Aktenzeichen 938501343
EP-Offenlegungsdatum 26.10.1994
EP date of grant 03.03.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.05.2000
IPC-Hauptklasse F16F 9/46
IPC-Nebenklasse F16F 5/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur aktiven Nutzung einer Hysteresefunktion, die aufgrund der Komprimierbarkeit des Arbeitsmediums eines Stoßdämpfers auftritt, in einem Stoßdämpfer als Parameter oder Faktor zur Bestimmung der Dämpfungskraftschwankung des Stoßdämpfers während der Kompressions- und/oder Expansionsbewegung(en) im Arbeitsmedium, die der Kolben des Stoßdämpfers bezogen auf den Zylinder des Stoßdämpfers ausführt. Besagte Hysteresefunktion bewirkt unterschiedliche Dämpfungskräfte bei gleicher relativer Geschwindigkeit zwischen Kolben und Zylinder, je nachdem ob die Geschwindigkeit zu- oder abnimmt.

STAND DER TECHNIK

Eine Hysteresefunktion aufgrund der Komprimierbarkeit des Arbeitsmediums ist in Bezug auf Stoßdämpfer bereits bekannt. Das Auftreten der Hysteresefunktion an sich wurde in bekannten Ausrüstungen beobachtet; sie stellte dort einen Umstand dar, der sich erschwerend auf die Gestaltung der Strukturen und Funktionen in der Umgebung des Stoßdämpfers auswirkte.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG TECHNISCHES PROBLEM

In Bezug auf besagte Strukturen wurde die Hysteresefunktion als störender und, in bestimmten Zusammenhängen, kritischer Faktor wahrgenommen. Für einen spezieilen, mit kurzem Hub arbeitenden Stoßdämpfer wurde festgestellt, daß der Hub zu einem großen Teil auf eine Verzögerungsbewegung zurückgeführt werden kann, die wiederum durch die Kornprimierbarkeit des Arbeitsmediums bedingt ist, obwohl sich das Arbeitsmedium durch eine geringe Komprimierbarkeit auszeichnet und normalerweise z. B. aus Hydrauliköl besteht oder solches umfaßt. Diese Verzögerungsbewegung verläuft unkontrolliert und hat verschiedene negative Effekte auf die Stoßdämpferfunktion bei den verschiedenen relativen Geschwindigkeiten zwischen Kolben und Zylinder zur Folge. Die Steuer- und Einstellfunktion des Stoßdämpfers wird insgesamt ungenau; selbst wenn die einstellbaren oder steuerbaren Teile des Stoßdämpfers mit großer Genauigkeit eingestellt oder gesteuert werden, wird das Ergebnis der Einstellung oder Steuerung insgesamt unzureichend. Der erfindungsgemäßen Anordnung liegt u. a. die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu lösen.

Es besteht auch die Notwendigkeit größerer Handlungsfreiheit im Hinblick auf die Gestaltung von Stoßdämpfern, der bisher durch besagte unerwünschte Verzögerung und Hysteresefunktion Grenzen gesetzt sind. Dieses Problem wird durch die Erfindung ebenfalls gelöst.

Weiterhin besteht die Notwendigkeit, Stoßdämpfer mit kurzem Hub und großer Genauigkeit bezüglich der Steuer- und Einstellfunktionen herstellen zu können, z. B. für Kraftfahrzeuge vom Typ INDYCAR. Dieses Problem wird durch die Erfindung ebenfalls gelöst.

Weiterhin besteht die Notwendigkeit, die effektive Dämpfungsfähigkeit des Stoßdämpfers von einem Abschnitt zu einem anderen Abschnitt der jeweiligen Kompressions- und Expansionsbewegung verlagern zu können, so daß z. B. am Ende der betreffenden Bewegung eine große Dämpfungskraft aufrechterhalten oder erzielt werden kann. Dieses Problem wird durch die Erfindung ebenfalls gelöst.

Gemäß dem Erfindungsgedanken erfolgt die Beeinflussung der Komprimierbarkeit des Mediums und/oder des Volumens des Mediums durch Auswahl oder Steuerung (manuell oder elektrisch) mittels einer Einstell- bzw. Steuerfunktion. In diesem Zusammenhang besteht das Problem der Schaffung zuverlässiger und einfacher Funktionen für besagte Veränderbarkeit. Dieses Problem wird durch die Erfindung ebenfalls gelöst.

In einer Ausführungsform wird eine Funktion genutzt, die das Volumen des Arbeitsmediums verändert, so daß der Federungsweg und die Hysteresefunktion des Arbeitsmediums verändert/variiert werden können. Die Erfindung löst dieses Problem mittels einer geeigneten strukturellen Gestaltung und Funktion.

In einer weiteren Ausführungsform wird - allein oder ergänzt durch besagte volumenverändernde Funktion - eine Funktion genug, welche den aus der Kompression herrührenden Effekt verändert. Die Erfindung löst auch dieses Problem und liefert Anweisungen für eine Konstruktion und Funktion, die in struktureller und funktionaler Hinsicht zuverlässig arbeiten.

In bestimmten Fällen ist auch die Möglichkeit wünschenswert, den Dämpfungskräften des Stoßdämpfers während der Expansions- bzw. Kompressionsbewegungen verschiedene Werte zuweisen zu können, so daß verschiedene Neigungen des ansteigenden Teils der Dämpfungskraftkurve erzielt werden können. Die Umverteilungsfunktion schafft die Möglichkeit einer Anpassung an unterschiedliche Fahrbahn- und Geländeeigenschaften.

In einigen Fahrsituationen verhalten sich die bisher bekannten Stoßdämpfer so, als ob sie zu Beginn einer Umkehr des Stoßdämpfers ihre Fähigkeit zur Stoßdämpfung verlieren. Die Erfindung löst dieses Problem und kann in besagtem Fall eine direkte Reaktion des Stoßdämpfers bewirken.

Besagte vorgeschlagene Ausführungsformen enthalten eine Einrichiungsventilanordnung, und es kann dann wünschenswert sein, den Durchfluß von Medium durch das betreffende Einrichtungsventil gering zu halten. Dieses Problem wird durch die Erfindung ebenfalls gelöst.

LÖSUNG

Die erfindungsgemäße Anordnung dient u. a. der Lösung der o. g. Probleme und gründet sich auf den Gedanken, daß es möglich ist, die Hysteresefunktion als einen aktiven Parameter oder Faktor zu nutzen, indem sie veränderlich gemacht und zur Bestimmung und Verteilung der Dämpfungskräfte oder Dämpfungsenergie während der entsprechenden relativen Bewegung zwischen Kolben und Zylinder genutzt wird.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale definiert.

Was, konkreter gesagt, als kennzeichnend für die neuartige Anordnung angesehen werden kann, ist die Anordnung von Mitteln zur Beeinflussung des aus der Komprimierbarkeit des Mediums und/oder dem Volumen (Arbeitsvolumen) des Mediums herrührenden Effekts und damit besagter Hysteresefunktion.

Die Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Einstellung(en) oder Steuerung(en) der Hysteresefunktion, die an oder durch besagte Mittel vorgenommen wird/werden, gelenkte oder gesteuerte Veränderungen der Dämpfungskräfte bei zu- und abnehmender Geschwindigkeit bezüglich besagter jeweils betrachteter Geschwindigkeit bewirkt/bewirken, wodurch eine Veränderung der Dämpfungskraftschwankung bewirkt wird, die den Veränderungseffekt der Dämpfungskraft während der betreffenden Kompressions- und/oder Expansionsbewegung beeinflußt.

In Weiterentwicklungen des Erfindungsgedankens wird vorgeschlagen, daß besagte Mittel eine Anordnung umfassen, die mit zwei Ventilen, vorzugsweise Steuerventilen, versehen ist, mittels derer eine Zwei-Positionen-Einstellung der Größenordnung und Gestalt der Hysterese bewirkt wird. In einer ersten Beeinflussungsposition zur Bestimmung einer ersten Größenordnung und Gestalt der Hysterese ist die Funktion des ersten Ventils angeschlossen und die Funktion des zweiten Ventils nicht angeschlossen. In einer zweiten Beeinflussungsposition ist, umgekehrt, die Funktion des zweiten Ventils angeschlossen und die Funktion des ersten Ventils nicht angeschlossen. Im ersten Fall arbeitet der Stoßdämpfer mit einer großen Kolbenfläche (erste Kolbenfläche), niedrigem Druck (erster Druck) und kleinem Volumen (erstes Volumen), was eine kleine Verzögerung/Hysteresefunktion bewirkt. Im letztgenannten Fall bewirkt der Anschluß des Ventils eine kleine Kolbenfläche (zweite Kol benfläche), höheren Druck (zweiter Druck) und ein größeres Volumen (zweites Volumen), was eine größere Verzögerung/Hysteresefunktion bewirkt. Besagte/r/s, in Klammem angegebene/r/s zweite Kolbenfläche, zweiter Druck und zweites Volumen sind kleiner als die erste Kolbenfläche, höher als der erste Druck bzw. größer als das erste Volumen. Alternativ dazu können beide Ventile gleichzeitig angeschlossen werden, was einen hohen Neigungsgrad im Nullbereich des Kraft-Geschwindigkeits-Diagramms bewirkt. Dadurch wird es möglich, im Nullbereich einen raschen Kraftaufbau zu erzielen, und der Stoßdämpfer kann auch am Ende einer abnehmenden Geschwindigkeit eine große Dämpfungskraft liefern.

Bei einer ergänzend oder getrennt betriebenen Ausführungsform kann die Steuerung oder Einstellung eine Veränderung des vom Druck in einem oder mehreren Medienvolumen des Arbeitsmediums ausgehenden Effekts bewirken, um die Verzögerungsfähigkeit zu verändern. In einer Ausführungsform ist besagte Volumenveränderung derart vorgesehen, daß sie im Anschluß an den oder in der Nähe des Null-Kraft-Bereich(es) des Stoßdämpfers auftritt (am Anfang der Dämpfungskraftkurve). Weitere Merkmale können aus den Patentansprüchen und der Beschreibung entnommen werden.

VORTEILE

Durch das obenstehend Vorgeschlagene wird eine erhöhte Wahlfreiheit bezüglich der Auswahl der Größenordnung der Stoßdämpferkräfte bei verschiedenen Geschwindigkeiten zwischen Kolben und Zylinder erzielt, jeweils in Abhängigkeit davon, ob die Geschwindigkeit zu- oder abnimmt. Die Hysteresefunktion erhält verschiedene Formen und bewirkt verschiedene Stoßdämpferkräfte bzw. einen unterschiedlichen Neigungsgrad der Dämpfungskraftkurve für verschiedene Geschwindigkeiten zwischen Kolben und Zylinder, je nachdem ob die Bewegung mit zu- oder abnehmender Geschwindigkeit erfolgt. Dies schafft verbesserte Möglichkeiten, die Dämpfungskräfte des Stoßdämpfers bei jeder Geschwindigkeit während der Expansions- und Kompressionsbewegungen des Stoßdämpfers anzupassen oder zu bestimmen, und ermöglicht dadurch eine genaue Anpassung des Stoßdämpfers an verschiedene Fahrbahn- und Geländeeigenschaften sowie verschiedene Verkehrssituationen.

BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Nachfolgend wird eine hier vorgeschlagene Ausführungsform der Anordnung beschrieben, welche die für die Erfindung wesentlichen kennzeichnenden Merkmale aufweist. Dies geschieht unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, von denen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Konstruktion eines Stoßdämpfers mit volumen- und druckverändernden Elementen für das Arbeitsmedium und einer zugehörigen Ventilanordnung ist;

Fig. 2 ein Prinzipschema ist, das Teile der Anordnung nach Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 ein Diagramm ist, in dem verschiedene Kurven einer Hysterese für Arbeitsmedien nach Fig. 1 dargestellt sind;

Fig. 4 ein Diagramm ist, das die Energieverteilung während eines Arbeitszyklus des Stoßdämpfers zeigt;

Fig. 5 - 5b in Diagramm ist, das die Kraft-Positions-Verteilungskurven des vorliegenden Stoßdämpfers zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM

Der Stoßdämpfer nach Fig. 1 ist mit einem Zylinderteil 1 und einem Kolben 2 mit Kolbenstange 3 konstruiert. Der Raum des Zylinderteils über bzw. unter dem Kolben ist mit 1a bzw. 1b gekennzeichnet. Der Kolben arbeitet in bekannter Art und Weise in einem Arbeitsmedium, das z. B. aus Hydrauliköl, ggf. mit Zusatzstoffen, besteht oder solches umfaßt. Ein Stoßdämpfer dieser Art kann in an sich bekannter Art und Weise konstruiert sein und in an sich bekannter Ar und Weise funktionieren. Es wird z. B. auf den Stoßdämpfer nach der schwedischen Patentanmeldung 9203706-6 des gleichen Anmelders und Erfinders verwiesen.

Aufgrund der Bewegungen des Kolbens bezogen auf den Zylinder bewegt sich das Arbeitsmedium im Raum vom ersten Raum 1a zum zweiten Raum 1b und umgekehrt über Rohrleitungen, die sich außerhalb des Zylinders erstrecken, wobei eine erste Rohrleitung 4 der Kompressionsbewegung des Kolbens und eine zweite Rohrleitung 4 der Expansions- oder Rückbewegung des Kolbens zugeordnet ist. Die Bewegungen des Kolbens bezogen auf den Zylinder sind durch Pfeile 5 gekennzeichnet. Zum System gehört weiterhin eine Akkumulator- oder Federeinheit 6 für das Arbeitsmedium; die während der Kompressionsbewegungen Medium aufnimmt und während der Expansionsbewegungen Medium zuführt, wie nachfolgend beschrieben. Der Akkumulator kann aus einem bekannten Gasakkumulator bestehen: mit einem sich bewegenden Kolben 7, auf dessen einer Seite 8 das Arbeitsmedium und auf dessen anderer Seite 9 eine Gasfeder wirkt.

Besagte Rohrleitungen 4 und 4' und der Akkumulator 6 können über weitere Rohrleitungsteile und Ventilanordnungen miteinander verbunden sein. Zu diesem Zweck sind die Rohrleitungsteile 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 und 18 vorgesehen. In den Rohrleitungsteilen 10 und 11 sind zwei einstellbare und/oder steuerbare Steuerventilanordnungen 19 bzw. 20 angeordnet, die auf Druck im Arbeitsmedium reagieren. Die Rohrleitungsteile 12. 13 schließen Einrichtungsflußanordnungen 21, 22 und die Rohrleitungsteile 14, 15 einstellbare Ablaßventilanordnungen 23, 24 ein. Die Rohrleitungsteile 16 und 17 verbinden die inneren Teile der Rohrleitungsteile 10, 11; 12, 13 und 14, 15 miteinander sowie mit dem Rohrleitungsteil 18. An der Verbindungsstelle des Rohrleitungsteils 18 mit dem Akkumulator 6 ist eine einstellbare und/oder steuerbare Steuerventilanordnung 25 vorgesehen. Was die Funktionsweisen und Einstellbarkeit der Ventilanordnungen 19, 20 und 23, 24 anbelangt, wird auf den nachfolgenden Text sowie besagte schwedische Patentanmeldung verwiesen.

Fig. 2 zeigt die Funktionsprinzipien der Steuerventile 19 und 25. Eine Durchflußrichtung durch das Ventil 19 ist durch fv gekennzeichnet. Das Ventil 19 ist so gestaltet, daß es in Richtung fv durchlässig ist, in umgekehrter Richtung jedoch nicht. Das Steuerelement 19 hat ein Ventilteil 19a, das mit einer mittels einer Feder und/oder eines Elektromagneten oder dergleichen ereugten Kraft gegen eine Auflagefläche 19b gedrückt wird. Die Kraft der in Richtung fv wirkenden Strömung muß somit besagte Auflagekraft überwinden. In Gegenrichtung verstärkt die Kraft der Strömung hingegen die Schließkraft, so daß kein Durchfluß möglich ist. Eine Federkraft wird durch 19c symbolisiert. Das Steuerventil 25 ist analog aufgebaut: mit einem Ventilteil 25a, einem Auflageteil 25b und einer Feder 25c. Das Ventil 25 ist somit in Richtung fv durchlässig, in Gegenrichtung jedoch nicht. In der Ventilanordnung 25 sind weiterhin ein Einrichtungsventil (Rückschlagventil) 25d und ein einstellbares Ablaßventil 25e vorgesehen; das zugehörige Einstellelement ist mil 25f gekennzeichnet.

Gas Ablaßventil 23 kann auf die gleiche Art und Weise mittels eines Einstellelements (Rad) 23a eingestellt werden. Bei Kompressionsbewegungen des Kolbens 2 bezogen auf den Zylinder 3 wird so ein erster Durchflußweg über das Ventil 19 und ein zweiter Durchflußweg fvl über das Ventil 23 geschaffen. Über das Ventil 25 nimmt der Akkumulator Medium auf, das durch die Kolbenstange verdrängt wird. Das übrige Medium, das im Zuge der Kompressionsbewegung durch den Kolben verdrängt wird, wird über das Einrichtungsventil 22 (siehe Fig. 1) und den über das Ventil 24 führenden Ablaßweg zur Unterseite 2a des Kolbens geleitet.

Bei einer auf die Kompressionsbewegung folgenden Expansionsbewegung wird aufgenommenes, mittels der Kolbenstange verdrängtes Medium über das Einrichtungsventil 25d in der Ventilanordnung 25 und das Einrichtungsventil 21 zum Akkumulator 6 zurückgeführt. Besagte Ventilanordnung ist in einer Hälfte eingeschlossen, die - was ihre Funkti onsweise anbelangt - zumindest im Wesentlichen symmetrisch ist, und zu der die Ventile 20, 22 und 24 gehören, die jeweils genauso konstruiert sind wie die Ventile 19, 21 und 23. Während der Expansionsbewegung gestatten die Ventile 20 und 24 den Durchfluß von Medium, das über das Einrichtungsventil 21 (über das gleichzeitig vom Akkumulator Medium zugeführt wird) von der Unterseite 2a des Kolbens zur Oberseite 2b verdrängt wird. Demzufolge ist das Ventil 19 während der Expansionsbewegung geschlossen, ebenso wie das Ventil 20 während der Kompressionsbewegung geschlossen ist.

Dem Erfindungsgedanken zufolge kann die Funktion des Steuerventils 25a, 25b, 25c angeschlossen sein, wenn das Ventil 19 nicht angeschlossen ist, bzw. nicht angeschlossen sein, wenn das Ventil 19 angeschlossen ist, d. h. es ist jeweils ein Ventil angeschlossen. Ist die Funktion des Steuerventils 25a, 25b, 25c nicht angeschlossen, ist der Druck im Rohrleitungsteil 18 niedrig. Bei Nichtanschluß fließt Medium in beiden Richtungen frei durch das Ventil 25a, 25b, 25c hin zum und weg vom Akkumulator. Dies hat zur Folge, daß das System mit der gesamten Fläche 2b' des Kolbens (hier große Fläche genannt), niedrigem Druck im System und einem kleinen Nutzvolumen arbeitet, wodurch für das Medium eine erste (kleine) Verzögerung/Hysteresefunktion erzielt wird.

Bei einer zweiten Position des Steuerventils 25a, 25b, 25c, in der dieses angeschlossen ist, wobei gleichzeitig das Ventil 19 nicht angeschlossen ist, steigt der Druck im System über den zuerst genannten Druck hinaus an. Befindet sich das Ventil 19 in besagter Position, in der es nicht angeschlossen ist, kann Medium in beiden Richtungen durch das Ventil 19 fließen. Im System wird eine kleine Kolbenfläche (= Kolbenfläche 3a = 2b' - 2a') und ein größeres Volumen (verglichen mit dem zuerst genannten Fall) genutzt, und dadurch eine größere Verzögerung/Hysteresefunktion (verglichen mit dem zuerst genannten Fall) erzielt. In einer alternativen Ausführungsform sind beide Ventile 19, 25 gleichzeitig angeschlossen.

Gemäß dem Erfindungsgedanken kann in einer Ausführungsform in die Stoßdämpferanordnung eine Anordnung oder ein Element zur Veränderung des Volumens des Mediums und/oder des aus dem Druck des Mediums herrührenden Effekts eingeschlossen sein. Diese volumenverändernden Elemente sind durch 26, 27 und 28 gekennzeichnet; es kann/können ein einzelnes oder mehrere derselben vorhanden sein. Der Anschluß des betreffenden volumenverändernden Elements erfolgt über Leitungen oder Rohrleitungen 29, 30, 31, 32. In einer Ausführungsform bestehen die volumenverändernden Elemente aus anschließbaren und abtrennbaren Behältern oder Räumen. Der Anschluß eines der betreffenden Räume 26, 27, 28 an den Zylinderraum, z. B. Raum 1a, erfolgt mit Hilfe von Einstell- oder Steuerelementen (Ventilelemente) 33, 34, 35. Die Steuerung oder Einstellung erfolgt elektrisch (z. B. nach dem An-Aus-Prinzip) über Leitungen, die mit 37, 38, 39 gekennzeichnet sind. Ein Anschluß von Raum 26 und des darin enthaltenen Mediums bewirkt somit ein verändertes erstes Volumen des Arbeitsmediums; ein Anschluß der Räume 27 und 28 bewirkt entsprechend ein zweites bzw. drittes Arbeitsvolumen. Der gleichzeitige Anschluß von zwei Räumen führt zu einem vierten Volumen usw. Mit einem Behälter allein läßt sich mit Hilfe von Teilräumen usw. eine Anzahl verschiedener Volumen erzielen.

Alternativ oder ergänzend dazu kann der Raum 1c mit den Elementen 40, 41 und 42 verbunden werden, welche den aus der Komprimierbarkeit des Arbeitsmediums herrührenden Effekt verändern und von denen ein einzelnes oder mehrere vorhanden sein können. Der Anschluß der Elemente 40, 42 an den Raum 1a (und/oder Raum 1b) erfolgt über Leitungen 43, 44, 45, 46, 47, 48, und die Steuerung oder Einstellung (z. B. nach dem An-Aus- Prinzip) erfolgt mit Hilfe von Anschlußelementen (Ventilen) 49, 50, 51, die so gestaltet sind, daß sie elektrisch oder manuell steuerbar sind. Elektrische Leiter sind durch 52, 53 bzw. 54 gekennzeichnet. Die Elemente, welche den aus der Komprimierbarkeit herrührenden Effekt verändern, können von einer Druckquelle 55 aus, über die Leitungen 56, 57, 58, 59, 60 gespeist werden. Die Speisung erfolgt über Ventile 61, 62, 63, die über elektrische Leiter 64, 65, 66 gesteuert werden. Die Quelle 55 wird über den elektrischen Leiter 67 gesteuert. Es kann eine Steuerleitungs- oder Busanordnung 68 genutzt werden, und die Steuerung kann z. B. von einer internen Prozessoreinheit 69 aus erfolgen, der im Inneren des Stoßdämpfers oder außerhalb desselben angeordnet ist. Besagte Ventil- und Steueranordnung kann auf bekannte Art und Weise konstruiert sein. Die volumen- und/oder druckverändernden Elemente können mit dem Raum 1a und/oder 1b des Zylinderteils verbunden werden. Der Anschluß von Element 4ß kann eine erste veränderte Komprimierbarkeit bewirken, der Anschluß von Element 41 eine zweite Komorimierbarkeit usw. (vergleiche mit der Anordnung der Elemente 26, 27, 28). Die betreffende Ventilanordnung 19, 20 und 25 kann ebenfalls über elektrische Leiter 68', 68" bzw. 68''' vom Prozessor aus erfolgen.

Durch Betätigung oder Programmierung der Steuereinheit 69 kann dieselbe zur Erzeugung einer Steuerfunktion i bezüglich des betreffenden volumen- und/oder druckverändernden Elements veranlaßt werden. Die elektrische Anordnung ist in vereinfachter Form dargestellt, und die individuelle Steuerung i des betreffenden verändernden Elements kann auf bekannte Art und Weise erfolgen. Die Steuerfunktion der Anordnungen 19, 20 und 25 kann - auf eine nicht speziell dargelegte Art und Weise - auch von 69 aus erfolgen. Alternativ dazu kann die Steuer- oder Einstellfunktion manuell realisiert werden.

Mit Hilfe der Anordnungen kann das Volumen des Arbeitsmediums und/oder der aus seiner Komprimierbarkeit herrührende Effekt verändert und wunschgemäß eingestellt oder gesteuert werden. Das Arbeitsmedium weist dadurch verschiedene "Federungswege" auf, die in der vorliegenden Erfindung aktiv genutzt werden.

Auf diese Weise kann für das Arbeitsmedium in den Räumen 1a und 1b und den beschriebenen Rohrleitungsteilen eine vorteilhafte Hysteresefunktion erzielt, und dieselbe vorteilhaft in der gesamten Stoßdämpferanordnung genutzt werden. Es ist z. B. normalerweise schwierig, während der gesamten Kompressions- oder Expansionsbewegung des Kolbens eine erforderliche, wünschenswerte hohe Dämpfungskraft zu erzielen, was jedoch durch die Erfindung möglich wird.

Fig. 3 zeigt, daß bei einer angenommenen Geschwindigkeit v1 des Kolbens bezogen auf den Zylinder, die Stoßdämpferkräfte f1, f2 bzw. f3, f4 auftreten, die bei zu- bzw. abnehmender Geschwindigkeit jeweils verschiedene Größenordnungen aufweisen. Der Unterschied zwischen besagten Kräften f1, f2 bzw. f3, f4 kann auf eine Art und Weise verändert oder umverteilt werden, die für die jeweilige Fahrweise und/oder das jeweilige Gelände vorteilhaft ist. Eine erste Hysteresefunktion wird durch die durchgehende Linie 70 beschrieben, eine zweite Hysteresefunktion durch die gestrichelte Linie 71. Der Verlauf besagter Linien kann erfindungsgemäß verändert werden. So können z. B. die Dämpfungskraftschwankungen so beeinflußt werden, daß sie - im Rahmen der zweiten Hysteresefunktion - einem alternativen Kurventeil 71a folgen. Durch die Nutzung der beschriebenen volumen- und/oder druckverändernden Elemente kann der Verlauf der Kurventeile der Hysteresefunktion innerhalb eines weiten Bereichs wunschgemäß gestaltet werden. So kann z. B. der Neigungsgrad der Kurve im Hinblick auf den Nullpunkt verändert werden. In Fig. 3 sind drei verschiedene, mit Alpha, Beta und Gamma bezeichnete Neigungswinkel eingezeichnet. Der Neigungswinkel bestimmt den Fahrkomfort oder die Weichheit der Dämpfung bei einem Auftreffen des Fahrzeugs auf Erhöhungen auf der Fahrbahn. Die erste Kurve 70 kann dem Fall zugeordnet werden, in dem nur das Ventil 19 angeschlossen ist (das Ventil 25 ist deaktiviert). Die im Koordinatensystem dargestellten Kurven können der Kompressionsbewegung zugeordnet werden (oberes rechtes Feld des Koordinatensystems). Die Kurve 70 für die Expansionsbewegung (unteres linkes Feld) wird durch das Ventil 20 erzeugt. Sie ist teilweise dargestellt und mit 70' gekennzeichnet; in ihrer Form entspricht sie der Kurve 70. Die zweite Kurve 71 kann dem Fall zugeordnet werden, in dem das Ventil 25 aktiviert (angeschlossen) ist und das Ventil 19 nicht angeschlossen ist. Die Hystereseform 71 wird jedoch nur während der Kompressionsbewegung erzielt. Während der Expansionsbewegung nimmt sie eine Form an, die der Kurve 70' entspricht (siehe Einrichtungsventil 25d in Fig. 2), da das Ventil umgangen wird (durch 25d). Sind die Ventile 19 und 25 gleichzeitig angeschlossen, ergibt sich die Kurve oder Form 70" + 71', die durch einen hohen Neigungsgrad im Nullbereich (= starker Aufbau von Dämpfungskraft) bei zunehmender, niedrigerer Geschwindigkeit und Aufrechterhaltung einer hohen Dämpfungskraft bei abnehmender Geschwindigkeit gekennzeichnet ist.

Fig. 4 soll verdeutlichen, wie die durch den Stoßdämpfer erzeugte Stoßdämpferenergie zwischen den Bereichen 72 und 73 von einem Abschnitt der Kompressions- oder Expansionsbewegung zu einem anderen verlagert werden kann, z. B. derart, daß die Dämpfungsenergie aus den Anfangsabschnitten der Bewegung in ihre Endabschnitte verlagert wird. Die horizontale Achse stellt die Länge der Bewegung dar.

Fig. 5 zeigt die Dämpfungskraftschwankungen in Abhängigkeit von der relativen Position zwischen Kolben und Zylinder. Die linken Felder sind der Kompressionsbewegung zuzuordnen (vgl. Fig. 5a), die rechten Felder der Expansionsbewegung (vgl. Fig. 5b). Die Höchstgeschwindigkeit zwischen Kolben und Zylinder ist durch MH gekennzeichnet. In Fig. 5 sind zwei verschiedene, im Wesentlichen jedoch identische Kurven dargestellt. Die Kurven unterscheiden sich an den Ecken des Diagramms, an denen die durchgehende Kurve mit 74 und die gestrichelte Kurve mit 75 gekennzeichnet ist. Die Kurven illustrieren, wie - mittels der Erfindung - die Dämpfungskraft/fähigkeit über eine lange Strecke, bis zum Erreichen der Endpositionen der Kompressions- und Expansionsbewegungen aufrecht erhalten werden kann (siehe Kurve 75). Die Kurve 74 zeigt, wie die Dämpfungsfähigkeit an besagten Endpositionen normalerweise abfällt.

Im Prinzip kann die über die Anschlüsse 29 und 43 am Raum 1a des Kolbens angeordnete Anordnung durch eine entsprechende, an die Leitungen 29' und 43' angeschlossene Anordnung ersetzt oder ergänzt werden.

Das o. g. Arbeitsvolumen versteht sich als der Teil des Volumens des Mediums, der im Zuge der Kompressions- und/oder Expansionsbewegung zusammengedrückt wird, um die gewünschte Dämpfungskraft zu erzeugen.

Gemäß dem oben Gesagten ist auch erkennbar, daß Veränderungen der Verzögerungsvolumen des Mediums Veränderungen der/des Federung/Federungsweges des Kolbens/der Kolbenstange bedingen.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt; vielmehr kann sie im Rahmen der folgenden Ansprüche und des Erfindungsgedankens abgewandelt werden.


Anspruch[de]

1. Anordnung zur aktiven Nutzung einer Hysteresefunktion, die aufgrund der Komprimierbarkeit von vorzugsweise gering-komprimierbaren Arbeitsmedien eines Stoßdämpfers auftritt, in einem Stoßdämpfer als ein Parameter oder Faktor zur Bestimmung der Dämpfungskraftschwankungen des Stoßdämpfers während der Kompressions- bzw. Expansionsbewegung(en) im Arbeitsmedium, die der Kolben (2) des Stoßdämpfers bezogen auf den Zylinder (1) des Stoßdämpfers ausführt, durch welche die Hysteresefunktion bei gleicher relativer Geschwindigkeit zwischen Kolben und Zylinder in Abhängigkeit davon, ob die Geschwindigkeit zu- oder abnimmt, unterschiedliche Dämpfungskräfte bewirkt, gekennzeichnet durch das Vorhandensein von Mitteln, um den aus der Komprimierbarkeit des Mediums und/oder dem Volumen (Arbeitsvolumen) des Mediums herrührenden Effekt und damit besagte Hysteresefunktion zu beeinflussen, sowie dadurch, daß eine oder mehrere, von besagten Mitteln ausgeführte Einstellungen/Umstellungen oder Steuerungen der Hysteresefunktion gezielte oder gesteuerte Veränderungen der Dämpfungskräfte für zu- und abnehmende Geschwindigkeit bei besagter jeweils betrachteter Geschwindigkeit bewirken, wodurch sie eine Veränderung in den Dämpfungskraftschwankungen bewirken, was einen dämpfungskraftverändernden, Z. B. dämpfungskraftbewegenden, Effekt während der Kompressions- bzw. Expansionsbewegung zur Folge hat.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Zwei-Positionen- Einstellung der Größenordnung und Gestalt der Hysterese aufweist, bewirkt durch zwei Ventile (19, 20 bzw. 25), vorzugsweise Steuerventile, wodurch in einer ersten Beeinflussungsposition zur Bestimmung einer ersten Größenordnung und Gestalt der Hysterese die Funktion des ersten Ventils (19, 20) angeschlossen ist und die Funktion des zweiten Ventils (25) nicht angeschlossen ist und in einer zweiten Beeinflussungsposition die Funktion des zweiten Ventils angeschlossen ist und die Funktion des ersten Ventils nicht angeschlossen ist, wodurch der Stoßdämpfer im erstgenannten Fall mit einer großen Kolbenfläche, niedrigem Druck und kleinem (komprimierten) Arbeitsvolumen arbeitet, woraus sich eine geringe bzw. kleine Verzögerung/Hysteresefunktion (70) ergibt, und im letztgenannten Fall mit einer kleinen Kolbenfläche, höherem Druck und größerem Arbeitsvolumen arbeitet, was eine größere Verzögerung/Hysteresefunktion (71) ergibt, und/oder daß gezielte oder gesteuerte Veränderungen des Volumens des Arbeitsmediums und der Unter-Druck-Setzung unterschiedliche gewünschte Federungen/Federungswege des Kolbens bzw. der Kolbenstange mit sich bringen und für die Erzeugung unterschiedlicher Größenordnungen und Gestalten der Hysterese genutzt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen und/oder der Effekt der Komprimierbarkeit des Mediums wählbar ist/sind, so daß in der erhaltenen Dämpfungskraftkurve eine gewünschte Neigung ab und unmittelbar nach dem Nullbereich vorhanden ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte Mittel ein oder mehrere Elemente (26, 27, 28) umfassen, die das Volumen des Mediums mit dem Ziel der Veränderung des Federungsweges bzw. der Federungswege des Mediums vergrößern bzw. verringern, und die Einstellung oder Steuerung (i) den Anschluß oder die Abtrennung eines Raumes oder mehrerer Räume (26, 27, 28 bzw. 41, 42, 43) an den bzw. vom normalen Arbeitsraum (1a und/oder 1b) des Kolbens im Zylinder (1) bewirkt, wobei die ersten Räume (26, 27, 28) der anschließbaren und abtrennbaren Räume für die Feineinstellung und die zweiten Räume (41, 42, 43) für die Grobeinstellung der Hysterese genutzt werden können.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung oder Steuerung eine Veränderung der Elastizität in einem oder mehreren der Medienräume (1a, 1b, 26, 27, 28 bzw. 41, 42, 43) bewirkt.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichzeitige Anschluß zweier Ventile, vorzugsweise besagter Steuerventile (19, 20 bzw. 25) eine dritte Größenordnung und Gestalt der Hysterese zur Folge hat, die einen großen Kraftaufbau im Nullbereich der Bewegung des Stoßdämpfers ergibt und bei abnehmender Geschwindigkeit eine große Dämpfungsfähigkeit aufrecht erhält.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenänderung im Anschluß oder unmittelbar außerhalb des Null-Kraft-Bereichs des Stoßdämpfers eintritt.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschieben des Arbeitsmediums zwischen der Ober- und Unterseite (1a bzw. 1b) des Kolbens im wesentlichen außerhalb des Zylinders über eine Rohrleitungs- und Einstellungs- und/oder Steuerungsanordnung erfolgt.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungs- und Einstellungs- und/oder Steuerungsanordnung aus zwei, zumindest im wesentlichen funktional symmetrischen Teilen besteht, die der Kompressions- bzw. Expansionsbewegung des Stoßdämpfers zugeordnet sind, und über besagte Anordnung ein Akkumulator mit dem Arbeitsraum des Zylinders auf eine Art und Weise verbunden ist, daß der Akkumulator bei der Kompressionsbewegung verdrängte Medien aufnimmt und beim Expansionshub die aufgenommenen verdrängten Medien zurückführt.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungs- und Einstellungs- und/oder Steuerungsanordnung vier, z. B. parallele Rohrleitungen umfaßt, von denen die ersten beiden der Kompressionsbewegung und die zweiten beiden der Expansionsbewegung zugeordnet sind, wobei eine Rohrleitung pro Paar zusätzlich mit Steuerventilen und eine Rohrleitung pro Paar zusätzlich mit Ablaßventilen und Einrichtungsflußanordnungen versehen ist, und eine Akkumulatoranordnung mit einer oder mehreren der Rohrleitungen verbunden ist.







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