DE68919445T2

DE68919445T2 - Stossdämpfer mit einstellbarer Dämpfkraft.

Info

Publication number: DE68919445T2
Application number: DE68919445T
Authority: DE
Inventors: Yasumasa Hagiwara; Toshinobu Ishida; Toshiki Kobayashi; Masayuki Yano
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-08
Also published as: EP0350061B1; JPH0221043A; DE68919445D1; US5078239A; EP0350061A3; EP0350061A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpfer und insbesondere auf einen Stoßdämpfer, der einen mechanischen Aufbau zur Einstellung von Dämpfungskräften, die durch den Stoßdämpfer zu erzeugen sind, besitzt.
Ein bekannter Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft weist einen Zylinder, eine gleitend in den Zylinder eingefügte Stange und einen Kolben auf, der an einem inneren Ende der Stange angebracht und gleitend in den Zylinder eingepaßt ist. Der Kolben unterteilt den Innenraum des Zylinders in eine erste und eine zweite Fluidkammer. Die erste und die zweite Fluidkammer sind miteinander mittels eines Fluiddurchgangs verbunden, dessen Querschnittsfläche durch ein Betätigungselement, das durch ein elektrisches Signal betreibbar ist, verändert werden kann, wodurch die Dämpfungskräfte, die durch den Stoßdämpfer zu erzeugen sind, eingestellt werden.
Wenn die Dämpfungskräfte geändert werden, während sich der Stoßdämpfer mit hoher Geschwindigkeit ausdehnt oder zusammenzieht, tritt eine große Veränderung der erzeugten Dämpfungskräfte auf und der Stoßdämpfer erzeugt demzufolge Schlagkräfte, die dazu tendieren, den Fahrkomfort zu beeinträchtigen.
Stoßdämpfer sind generell derart ausgelegt, daß sie höhere Dämpfungskräfte erzeugen, wenn sie expandieren, als wenn sie sich zusammenziehen. Wenn die Dämpfungskräfte während eines Expansionshubs geändert werden, werden daher große Schlagkräfte erzeugt, die sich negativ auf den Fahrkomfort auswirken. Vorzugsweise werden die Dämpfungskräfte geändert, wenn die Geschwindigkeit, mit der der Stoßdämpfer expandiert oder sich zusammenzieht, null ist, d.h. wenn keine Dämpfungskräfte vorhanden sind. Es ist zudem stark hervorzuziehen, daß Dämpfungskräfte in dem Moment geändert werden, in dem der Expansionshub in den Zusammenziehungshub übergeht und die Dämpfungskräfte null betragen und die Geschwindigkeit der Expansion oder Zusammenziehung bei null liegt, oder unmittelbar nach dem Übergang des Expansionshubs in den Zusammenziehungshub, d.h. wenn die Dämpfungskräfte beim Zusammenziehungshub nahezu bei null liegen.
Das Betätigungselement kann durch eine elektronische Steuereinheit gesteuert werden. Die elektronische Steuereinheit kann in Abhängigkeit von verschiedenen Steuerprogrammen auf der Grundlage eines Signals betrieben werden, das von einem Positionssensor erzeugt wird, der die Expansion oder Zusammenziehung des Stoßdämpfers erfaßt, so daß Dämpfungskräfte durch das elektrische Betätigungselement zu einem genauen Zeitpunkt geändert werden können. Jedoch ist das gesamte System, das aus dem Stoßdämpfer, der elektronischen Steuereinheit und dem Positionssensor besteht, in seinem Aufbau komplex.
Ein Stoßdämpfer in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus der FR-A-2 230 899 bekannt. In dieser Druckschrift ist ein Stoßdämpfer für die selektive Erzeugung von unterschiedlichen Größen von Dämpfungskräften offenbart, wobei der Stoßdämpfer einen Zylinder und einen Kolben aufweist, der gleitend in dem Zylinder angeordnet ist und einen Innenraum des Zylinders in eine erste und eine zweite Fluidkammer unterteilt, die mit einem Fluid gefüllt sind. Ein Haupt-Fluiddurchgang stellt während der gesamten Zeit eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer bereit, während ein Hilfs-Fluiddurchgang eine selektive Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer schafft. Der Hilfsdurchgang wird derart gesteuert, daß er geöffnet wird, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben nahe bei null liegt, d.h. wenn die Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern sehr klein ist. Sobald sich die Geschwindigkeit dieser Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben vergrößert, wird eine Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern in einer solchen Weise bzw. dadurch aufgebaut, daß die Querschnittsfläche des Hilfs-Fluiddurchgangs verringert wird.
JP-A-55-27547 (Zusammenfassung) offenbart einen Stoßdämpfer, bei dem plötzliche Veränderungen der Dämpfungseigenschaften durch einen Armaturenmechanismus verhindert werden, der zwischen der Hülse und der Kolbenmutter bzw. - nuß angeordnet ist. Weiterhin wird die Hülse mit einer Zeitverzögerung entsprechend einer Veränderung der relativen Position des Kolbens geändert. Im einzelnen schließt die Hülse einen Bypass, bis der Kolben den oberen Totpunkt des Hubs erreicht, so daß plötzliche Veränderungen der Dämpfungseigenschaften verringert werden können.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft zu schaffen, der zur Veränderung von Dämpfungskräften mit genauer Zeitgabe und einfacher mechanischer Ausgestaltung imstande ist.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Stoßdämpfer gemäß den Patentansprüchen geschaffen.
Die Fluiddurchgangs-Steuereinrichtung kann ein Ein/Aus- Ventil, das einen Ventilkörper zum selektiven Öffnen und Schließen des Hilfs-Fluidkanals, eine Feder zum Vorspannen des Ventilkörpers für die Schließung des Hilfs-Fluidkanals im Normalfall und eine Fluidkammer zum Einführen und Abgeben eines Fluids als eine Reaktion auf eine Bewegung des Ventilkörpers zum Öffnen und Schließen des Hilfs-Fluidkanals aufweist, ein Betätigungsorgan, das auf das externe Steuersignal zum Bewegen des Ventilkörpers für die Öffnung des Hilfs-Fluidkanals anspricht, und ein Steuerventil aufweisen, das einen Ventilkörper, der als Reaktion auf eine Kraft bewegt wird, die erzeugt wird, wenn der Zylinder und der Kolben relativ zueinander bewegt werden, und einen Steuerfluidkanal umfaßt, der durch den Ventilkörper des Steuerventils geöffnet werden kann, um die Fluidkammer des Ein/Aus-Ventils in Verbindung mit dem Hauptfluidkanal zu bringen und das Ein/Aus-Ventil zur Schließung des Hilfs- Fluidkanals zu veranlassen, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Zylinders und des Kolbens im wesentlichen Null ist, und der durch den Ventilkörper des Steuerventils schließbar ist, um die Fluidkammer des Ein/Aus-Ventils in einem fluiddichten Zustand abgedichtet zu halten und das Ein/Aus-Ventil zum Öffnen des Hilfs-Fluidkanals zu veranlassen, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Zylinders und des Kolbens nicht im wesentlichen Null ist.
Der Stoßdämpfer kann weiterhin ein Rückschlagventil zum Freigeben des Fluids aus der Fluidkammer des Ein/Aus-Ventils enthalten, um dem Ein/Aus-Ventil die Öffnung des Hilfs-Fluidkanals unabhängig davon zu ermöglichen, ob der Fluidkanal durch den Ventilkörper des Steuerventils geöffnet oder geschlossen ist.
Das Steuerventil weist eine Einrichtung für die Herstellung einer Verbindung zwischen der Fluidkammer des Ein/Aus-Ventils und dem Haupt-Fluidkanal über den Steuerfluidkanal auf, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Zylinder und dem Kolben im wesentlichen Null ist und wenn die Richtung der Relativbewegung des Zylinders und des Kolbens sich von einem Expansionshub des Stoßdämpfers in einen Kontraktionshub des Stoßdämpfers ändert.
Der Ventilkörper des Steuerventils kann unter Reibkraft vom Zylinder für die Öffnung und die Schließung des Steuerfluidkanals bewegbar sein.
Der Ventilkörper des Steuerventils kann einen Spulenventilkörper enthalten, dessen eines Ende einem Fluiddruck von der ersten Fluidkammer ausgesetzt ist und auf dessen anderes Ende ein Fluiddruck von der zweiten Fluidkammer einwirkt, wobei der Spulenventilkörper durch die Differenz zwischen den jeweils an seinen Enden ausgeübten Fluiddrücke bewegbar ist, um den Steuerfluidkanal zu öffnen und zu schließen.
Der Ventilkörper des Steuerventils kann durch einen Fluiddruck in dem Haupt-Fluidkanal zum Öffnen und Schließen des Fluidkanals bewegbar sein.
Wenn der Kolben gleitend in dem Zylinder bewegt wird, fließt das Fluid, üblicherweise Öl, in den Zylinder zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer durch den Haupt-Fluidkanal, um Stöße, die auf den Stoßdämpfer einwirken, zu dämpfen. Dämpfungskräfte, die durch den Stoßdämpfer erzeugt werden, können dadurch geändert werden, daß der Hilfs-Fluidkanal selektiv geöffnet und geschlossen wird.
Wenn lediglich der Haupt-Fluidkanal offen ist, arbeitet der Stoßdämpfer in einem Betrieb mit hoher Dämpfungskraft. Um den Hilfs-Fluidkanal zu öffnen, wird das Betätigungsorgan betätigt, um das Ein/Aus-Ventil zu betreiben. Wenn die Haupt- und Hilfs-Fluidkanäle offen sind, arbeitet der Stoßdämpfer in einem Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft. Um den Hilfs-Fluidkanal zu schließen, wird das Steuerventil axial durch eine Kraft bewegt, die erzeugt wird, wenn der Zylinder und der Kolben relativ bewegt werden, so daß der Steuerfluidkanal geöffnet wird, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Zylinders und des Kolbens im wesentlichen Null ist, wodurch die Fluidkammer des Ein/Aus- Ventils aus dem fluiddichten Zustand freigegeben, d. h. die Fluidkammer des Ein/Aus-Ventils in Verbindung mit dem Haupt-Fluidkanal gebracht wird. Der Ventilkörper des Ein/Aus-Ventils wird unter der Vorspannungskraft einer Feder bewegt, um den Hilfs-Fluidkanal zu schließen, während Fluid von dem Haupt-Fluidkanal über den Fluidsteuerkanal in die Fluidkaminer des Ein/Aus-Ventils eingeführt wird. Die Betriebsart des Stoßdämpfers verändert sich nun von dem Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft in den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Umschalten von dem Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft in den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft bewirkt, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Zylinders und des Kolbens, d. h. die Geschwindigkeit der Ausdehnung und Zusammenziehung des Stoßdämpfers im wesentlichen Null ist. Die Betriebsumschaltung wird lediglich durch eine mechanische Anordnung durchgeführt, bei der der Ventilkörper des Steuerventils axial durch die Kraft bewegt wird, die erzeugt wird, wenn der Zylinder und der Kolben relativ zueinander bewegt werden.
Die vorstehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als erläuternde Beispiele gezeigt sind, noch klarer erkennbar.
Fig. 1 zeigt eine vertikale Aufrißansicht eines Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht des Stoßdämpfers gemäß Fig. 1, wobei die Ansicht entlang der Linie II-II in Fig. gesehen ist,
Fig. 3 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht des in Fig. 1 gezeigten Stoßdämpfers, die entlang der Linie III- III in Fig. 4 aufgenommen ist,
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie IV-IV in Fig. 2 aufgenommen ist,
Figuren 5 bis 8 zeigen teilweise Querschnittsansichten, die einen Betriebsablauf des in Fig. 1 dargestellten Stoßdämpfers zeigen,
Figuren 9 und 10 sind graphische Darstellungen, die Dämpfungskrafteigenschaften des Stoßdämpfers gemäß Fig. 1 veranschaulichen,
Fig. 11 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht eines Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht entlang der Linie XI-XI in Fig. 14 aufgenommen ist,
Fig. 12 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht des in Fig. 11 gezeigten Stoßdämpfers, die entlang der Linie XII- XII in Fig. 14 gesehen ist,
Fig. 13 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XIII-XIII in Fig. 14 gesehen ist,
Fig. 14 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XIV-XIV in Fig. 11 aufgenommen ist,
Figuren 15 und 16 zeigen Querschnittsansichten eines Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansichten entlang der Linie XV- XV und XVI-XVI in Fig. 17 aufgenommen sind,
Fig. 17 zeigt eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie XVII-XVII in Fig. 15 gesehen ist,
Fig. 18 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht eines Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
Fig. 19 zeigt eine teilweise Querschnittsansicht eines Betätigungsorgans und zugehöriger Teile in einem Stoßdämpfer in Übereinstimmung mit einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Gleiche oder entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in allen Darstellungen gleiche oder entsprechende Teile.
Figuren 1 bis 4 zeigen einen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ein Stoßdämpfer 1 einen Zylinder 3 mit einem unteren Ende, das an einem Achsenelement 5 befestigt ist, und eine Stange 7 mit einem oberen Ende, das an einem Fahrzeugkörper 13 über ein Lager 9 und einen vibrationsisolierenden Gummidämpfer 11 befestigt ist. Die Stange 7 besitzt einen unteren Abschnitt, der in den Zylinder 3 eingeführt ist, wobei am unteren Ende des unteren Abschnitts eine Gehäuseanordnung 15 angeordnet ist, die ein Basisteil 15A, ein Verbindungselement 15B, das teilweise axial in das Basisteil 15A eingeschraubt ist, und ein Rohrelement 15C aufweist, das sich axial von dem Verbindungselement 15B erstreckt. Ein Kolben 17 ist auf das rohrförmige Element 15C aufgeschraubt und mittels einer Mutter 16 befestigt. Der Kolben 17 ist axial gleitend in den Zylinder 3 eingepaßt und unterteilt den Innenraum des Zylinders 3 in eine erste Fluidkammer 19 oberhalb des Kolbens 17 und eine zweite Fluidkammer 21 unterhalb des Kolbens 21. Die erste und die zweite Fluidkammer 19, 21 werden während der gesamten Zeit durch einen Haupt-Fluidkanal 31, der in der Gehäuseanordnung 15 und dem Kolben 17 definiert ist, gegenseitig in Verbindung gehalten sowie zusätzlich selektiv über einen Hilfs-Fluidkanal 41 gegenseitig in Verbindung gebracht bzw. voneinander getrennt.
Wie in den Figuren 2 bis 4 gezeigt ist, enthält der Haupt-Fluidkanal 31 einen Durchgang 33, der zwischen dem Zylinder 3 und der Gehäuseanordnung 15 definiert ist, einen Durchgang 35, der zwischen einer Endfläche 15a der Gehäuseanordnung 15 und dem Kolben 17 definiert ist, und Durchgänge 37, die als Begrenzungen in dem Kolben 17 definiert sind. Der Hilfs-Fluidkanal 41 enthält vier, in dem Basisteil 15A ausgebildete Durchgänge 43, die in Verbindung mit dem Durchgang 33 stehen und sich von der Mittelachse des Basisteils 15A radial nach außen erstrecken, einen Durchgang 44, der mit den Durchgängen 43 selektiv mittels eines Tellerventils (Ein/Aus-Ventil) 51 verbunden oder von diesem getrennt werden kann, vier Durchgänge 45, die mit dem Durchgang 44 verbunden sind und sich axial in dem Verbindungselement 15B erstrecken, vier Durchgänge 47, deren radial äußere Enden jeweils mit den Durchgängen 45 verbunden und deren radial innere Enden miteinander verbunden sind, und einen Durchgang 48, der mit den verbundenen Enden der Durchgänge 47 verbunden ist und sich axial durch das rohrförmige Element 15C erstreckt. Der Hilfs-Kanal 41 verbindet die erste und die zweite Fluidkammer 19, 21 in Bypass-Beziehung zu den Durchgängen 37. Der Ventilkörper 53 des Tellerventils 53, das in dem Durchgang 44 angeordnet ist, dient zum Ändern von Dämpfungskräften, die durch den Stoßdämpfer 1 zu erzeugen sind. Der Ventilkörper 53 öffnet und schließt den Hilfs-Fluidkanal 41 selektiv unter der Steuerung durch ein Betätigungsorgan 61, ein Schiebeventil (Ein/Aus-Ventil) 71 und ein Rückschlagventil 81.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, enthält das Betätigungsorgan 61 ein laminiertes piezo-elektrisches Element 63, das in einer Kammer 62 untergebracht ist, die in dem Basisteil 15A definiert ist, einen Kolben 64, der gegen ein Ende des piezo-elektrischen Elements 63 gehalten bzw. gedrückt ist, eine in der Kammer 62 angeordnete Belleville-Feder 65 zum Drücken des Kolbens 64 gegen das piezo-elektrische Element 63 im Normalfall, ein inkompressibles Öl 66, das in fluiddichter Weise in eine Kammer, die zwischen dem Boden der Kammer 62 und dem Kolben 64 ausgebildet ist, eingefüllt ist, und einen Tauchkolben 67, der durch den Druck des Öls 66 axial gleitend verschieblich ist. Das Betätigungsorgan 61 ist durch ein elektrisches Signal betätigbar, das von einer elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) Zugeführt wird, die auf der Grundlage eines Erfassungssignal arbeitet, das von einem Straßenoberflächensensor (nicht gezeigt) oder dergleichen stammt. Wenn ein solches elektrisches Signal an das piezo-elektrische Element 63 über einen Leitungsdraht 68 angelegt wird, dehnt sich das piezo-elektrische Element 63 aus, wodurch der Kolben 64 und das Öl 66 zur Bewegung des Tauchkolbens 67 in der durch den Pfeil a angezeigten Richtung veranlaßt werden. Wenn das elektrische Signal nicht angelegt ist, ist das piezo-elektrische Element 63 zusammengezogen, so daß es der Feder 65 möglich ist, den Tauchkolben 67 durch das Öl 66 in seine ursprüngliche Position zurückzuführen.
Der Ventilkörper 63 des Tellerventils 51 ist gleitverschieblich in ein Loch 54 eingepaßt, das axial in dem Verbindungselement 15B ausgebildet ist. Der Ventilkörper 53 ist normalerweise in der Schließrichtung des Hilfs-Fluidkanals 41 mit Hilfe einer Feder vorgespannt, die zwischen dem Boden eines Sacklochs 55, das in dem Ventilkörper 53 ausgebildet ist, und dem Ende des Lochs 54 angeordnet ist. Der Ventilkörper 53 besitzt einen zentralen Vorsprung 53a an seinem äußeren Ende in axialer Gegenüberlage zum Tauchkolben 67. Wenn der Vorsprung 53a gegen den Tauchkolben 67 in der durch den Pfeil a angezeigten Richtung gedrückt wird und wenn Öl aus einer Fluidkammer 57, die durch das Loch 54 definiert ist, über einen Steuerfluidkanal 91 (nachfolgend beschrieben) ausgelassen wird, wird der Ventilkörper 53 nach links (Fig. 2) verlagert, wodurch der Hilfs-Fluidkanal 41 geöffnet wird. Wenn die Fluidkammer 57 aus dem fluiddichten Zustand durch den Steuerfluidkanal 91 freigegeben wird, d. h. durch den Steuerfluidkanal 91 in Verbindung mit dem Haupt-Fluidkanal 31 gebracht wird, wobei der Vorsprung 53a nicht gegen den Tauchkolben 67 gedrückt ist, wird der Ventilkörper 53 unter der Vorspannung durch die Feder 56 nach rechts verlagert, wodurch der Hilfs-Fluidkanal 41 geschlossen wird.
Das Schiebeventil 71 enthält einen ringförmigen Ventilkörper 73, der axial gleitverschieblich in eine ringförmige Rille 72 eingepaßt ist, die in der äußeren Umfangsfläche des Verbindungselements 15B ausgebildet ist, und einen radial nach innen verlaufenden Führungszahn 73a besitzt, der jeweils in Führungsschlitze 15b eingepaßt ist, die in dem Verbindungselement 15B gebildet sind, vier Rückhalteelemente 74, die radial nach außen von der äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Ventilkörpers 73 vorspringen und in gleichen Intervallen von 90º winkelmäßig beabstandet sind, wobei der Durchgang 33 zwischen den Rückhalteelementen 74 definiert ist, Kontaktelemente 75, die jeweils durch die Rückhalteelemente 74 zurückgehalten werden und äußere Umfangsoberflächen besitzen, die gegen die innere Umfangsoberfläche des Zylinders 3 gehalten bzw. gedrückt werden, und Belleville-Federn 76, die in den jeweiligen Rückhalteelementen 74 zum Vorspannen der Kontaktelemente 75 in Richtung zu der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 3 im Normalfall angeordnet sind. Die äußere Umfangsoberfläche jedes Kontaktelements 75 sollte vorzugsweise aus einem Material gefertigt sein, das einen großen Reibungskoeffizienten besitzt, oder sollte aufgerauht sein, um große Reibungskräfte zwischen ihr und der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 3 hervorzurufen, oder sollte von halbzylindrischer, zur inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 3 komplementärer Gestalt sein, um eine große Kontaktfläche zwischen ihr und der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 3 zu schaffen.
Der Steuerfluidkanal 61 besitzt Durchgänge 92, 93, die mit der Fluidkammer 57 in dem Tellerventil 51 verbunden sind, und einen Durchgang 94, der in einem Abschnitt (in der in Fig. 2 gezeigten oberen Seite) des Ventilkörpers 73 ausgebildet ist. Der ringförmige Ventilkörper 73 ist in den durch die Pfeile a, b angezeigten Richtungen zwischen Anschlagelementen 72a, 72b an den axialen Enden der ringförmigen Rille 72 bewegbar, so daß der ringförmige Ventilkörper 73 selektiv die Durchgänge 93, 94 verbindet oder trennt, um die Fluidkammer 57 mit dem Haupt-Fluidkanal 31 zu verbinden oder von diesem zu trennen.
Das Rückschlagventil 81 ist in einem Durchgang 95 angeordnet, der in dem Verbindungselement 15B ausgebildet ist und mit der Fluidkammer 57 in Verbindung steht. Das Rückschlagventil 81 kann das Öl aus der Fluidkammer 57 über die Durchgänge 92, 95, einen mit dem Durchgang 95 verbundenen Durchgang 96 und einen in dem Ventilkörper 73 des Schiebeventils 71 ausgebildeten Durchgang 57 in den Haupt-Fluidkanal 31 auslassen. Das Rückschlagventil 81 verhindert jedoch eine Ölströmung in der entgegengesetzten Richtung. Das Rückschlagventil 81 besitzt einen üblichen Aufbau mit einer Kugel 83 und einer Feder 85 zum Vorspannen der Kugel 83.
Die Betriebsweise des Stoßdämpfers 1 wird nachstehend beschrieben.
Es sei angenommen, daß sich der Stoßdämpfer 1 in einer neutralen Position, wie in Fig. 2 gezeigt, befindet, wobei das Tellerventil 71 den Hilfs-Fluidkanal 41 schließt. Wenn der Stoßdämpfer 1 in der durch den Pfeil A angezeigten Richtung ausgehend von der neutralen Position, wie in Fig. 5 gezeigt, expandiert wird, bewegt sich der Ventilkörper 73 zusammen mit dem Zylinder 3 aufgrund der Reibung zwischen den Außenflächen der Kontaktelemente 75 und der inneren Umfangsfläche des Zylinders 3. Der Ventilkörper 73 wird angehalten, wenn er mit dem Anschlag 72a an einem Ende der ringförmigen Rille 72 in Eingriff gelangt. Da der Durchgang 94 im Ventilkörper 73 zu dieser Zeit vom Durchgang 93 abgetrennt ist, befindet sich die Fluidkammer 57 des Tellerventils 71 nicht in Verbindung mit dem Haupt-Fluidkanal 31, d. h. ist diesem gegenüber geschlossen. Da das Tellerventil 51 den Hilfs-Fluidkanal 41 zu diesem Zeitpunkt schließt, strömt das Öl in der ersten Fluidkammer 19 nicht durch den Hilfs-Fluidkanal 41, sondern fließt lediglich durch die Durchgänge 33, 35, 37 des Haupt-Fluidkanals 31 in die zweite Fluidkammer 21. Der Stoßdämpfer 1 arbeitet daher so, daß er hohe Dämpfungskräfte erzeugt. Wenn ein elektrisches Steuersignal von der elektronischen Steuereinheit an das piezo-elektrische Element 63 angelegt wird, wobei der Stoßdämpfer 1 in dieser Weise betrieben wird, dehnt sich das piezo-elektrische Element 63 aus, wodurch der Kolben 64 und das Öl 66 zur Bewegung des Tauchkolbens 67 in der durch den Pfeil c angezeigten Richtung (Fig. 6) veranlaßt werden. Das distale Ende des Tauchkolbens 67 befindet sich mit dem Vorsprung 53a des Tellerventils 51 in Eingriff und drückt den Ventilkörper 53 gegen die Vorspannung der Feder 56. Wenn der Ventilkörper 53 durch den Tauchkolben 67 gedrückt wird, öffnet er den Hilfs-Fluidkanal 44, wobei das Öl aus der Fluidkammer 57 in den Haupt-Fluidkanal 31 über die Durchgänge 92, 95, 96, 97 und das Rückschlagventil 81 ausgelassen wird. Das Rückschlagventil 81 wird zu derselben Zeit, zu der die Öffnungsbewegung des Tellerventils 51 beendet ist, geschlossen. Das Öl in der ersten Fluidkammer 19 strömt daher durch den Haupt-Fluidkanal 31 und ebenso durch den Hilfs-Fluidkanal 41 in die zweite Fluidkammer 21. Demgemäß arbeitet der Stoßdämpfer 1 so, daß er niedrige Dämpfungskräfte erzeugt. Solange sich der Zylinder 3 in der durch den Pfeil a angezeigten Richtung bewegt, wird der Ventilkörper 73 gegen den Anschlag 72a gehalten und folglich bleibt das Tellerventil 51 geöffnet, wie in Fig. 6 gezeigt ist.
Wenn das elektrische, von der elektronischen Steuereinheit abgegebene Steuersignal nach Verstreichen eines gewissen Zeitintervalls aufgrund eines Zeitablaufs-Befehlssignals von einem Zeitglied in der elektronischen Steuereinheit beendet wird, zieht sich das piezo-elektrische Element 63 zur Rückführung des Tauchkolbens 67 zusammen, wie in Fig. 7 durch den Pfeil d angezeigt ist. Da sich jedoch der Stoßdämpfer 1 in seinem expandierten Zustand befindet, wird der Ventilkörper 63 durch den Zylinder 3 nicht bewegt und hält die Durchgänge 93, 94 gegenseitig außer Verbindung. Das Rückschlagventil 81 verhindert eine Strömung des Öls von dem Haupt-Fluidkanal 31 in die Fluidkammer 57. Da kein Öl von dem Haupt-Fluidkanal 31 in die Fluidkammer 57 eingeführt wird, verbleibt daher das Tellerventil 51 geöffnet, wie in Fig. 7 gezeigt ist.
Nun zieht sich der Stoßdämpfer 1 aus seinem expandierten Zustand zusammen und der Zylinder 3 bewegt sich in der durch den Pfeil b angezeigten Richtung, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Ventilkörper 73 mit dem Zylinder 3, wie durch den Pfeil b angezeigt ist, aufgrund der Reibung zwischen der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 3 und den äußeren Oberflächen der Kontaktelemente 75. In dem Moment, in dem die Fluidkanäle 94, 93 in radiale Ausrichtung miteinander gebracht werden, kommuniziert die Fluidkammer 57 mit dem Haupt-Fluidkanal 31 über den Steuer-Fluidkanal 91. Daher wird die Fluidkammer 57 aus dem fluiddichten Zustand freigegeben und der Ventilkörper 53 des Tellerventils 51 wird in der durch den Pfeil b angezeigten Richtung aufgrund der Nachgiebigkeit der Feder 56 bewegt. Das Tellerventil 51 schließt nun den Hilfs-Fluidkanal 41, während das Öl von dem Haupt-Fluidkanal 31 über den Steuer-Fluidkanal 31 in die Fluidkammer 57 eingeführt wird. Wenn der Hilfs-Fluidkanal 41 durch das Tellerventil 51 geschlossen wird, wird der Stoßdämpfer 1 automatisch von dem Betrieb mit geringer Dämpfungskraft in den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft umgeschaltet. Während sich der Stoßdämpfer 1 kontinuierlich zusammenzieht, gleitet der Ventilkörper 73 mit dem Zylinder 3, bis er in Eingriff mit dem Anschlag 72b gelangt. Die Fluidkammer 57 ist nun außer Verbindung mit dem Haupt-Fluidkanal 31 gebracht, jedoch erzeugt der Stoßdämpfer 1 weiterhin hohe Dämpfungskräfte, bis das Tellerventil 51 geöffnet wird.
Die vorstehende Arbeitsweise des Stoßdämpfers 1 wird nun in Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Figuren 9 und 10 beschrieben. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, beginnt die Zusammenziehung des Stoßdämpfers 1 zu einem Zeitpunkt t0 ausgehend von der neutralen Position (Fig. 1), um die hohe Dämpfungskraft zu erzeugen. Danach wird das Betätigungsorgan 61 zu einem Zeitpunkt t1 betätigt, um den Stoßdämpfer 1 zur Erzeugung niedriger Dämpfungskraft in die Lage zu versetzen. Das elektrische Steuersignal wird kontinuierlich an das Betätigungsorgan 61 bis zu einem Zeitpunkt t2 angelegt. Daher bleibt das Tellerventil 51 geöffnet und der Stoßdämpfer 1 bleibt in der Betriebsart mit niedriger Dämpfungskraft. Zum Zeitpunkt t2 wird das an das Betätigungsorgan 61 angelegte elektrische Steuersignal beendet. Jedoch wird die niedrige Dämpfungskraft bis zu einem Zeitpunkt t3 aufrechterhalten, d. h . bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Stoßdämpfer 1 von dem expandierten Zustand in den kontrahierten Zustand übergeht und die Übergangsgeschwindigkeit nahezu Null ist. Wenn die Übergangsgeschwindigkeit Null ist, wird das Tellerventil 51 geschlossen und der Stoßdämpfer 1 arbeitet im Betrieb mit hoher Dämpfungskraft.
Die Arbeitsweise des Stoßdämpfers 1 kann zu jedem Zeitpunkt durch Anlegen des Steuersignals an das Betätigungsorgan 61 von der Betriebsart mit hoher Dämpfungskraft auf den Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft geändert werden. Jedoch wechselt die Betriebsart vom Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft zum Betrieb mit hoher Dämpfungskraft lediglich dann, wenn der Stoßdämpfer 1 vom expandierten Zustand in den zusammengezogenen Zustand oder umgekehrt umschaltet und die Schaltgeschwindigkeit Null ist, um das Schiebeventil 71 und das Tellerventil 51 zu betätigen.
Die vorstehend beschriebene Umschaltung zwischen den Betriebsarten mit hoher und niedriger Dämpfungskraft bietet die folgenden Vorteile: wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist der Stoßdämpfer 1 üblicherweise so ausgelegt, daß der Unterschied zwischen den vom Stoßdämpfer 1 erzeugten hohen und niedrigen Dämpfungskräften um so größer ist, je höher die Geschwindigkeit der Bewegung des Kolbens 17 ist. Falls daher die Dämpfungskraft-Betriebsarten geändert würden, wenn die Kolbengeschwindigkeit hoch ist, würde der Stoßdämpfer 1 Stoßkräfte erzeugen, die den Fahrkomfort beeinträchtigen würden. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verändern sich die erzeugten Dämpfungskräfte jedoch nicht stark, da die Dämpfungskraft-Betriebsarten umgeschaltet werden, wenn die Dämpfungskräfte Null sind, d. h. wenn die Geschwindigkeit der Ausdehnung unter Zusammenziehung des Stoßdämpfers 1 nahezu Null ist, und jegliche erzeugten Stoß- und Impulskräfte haben geringen Pegel, die den Fahrkomfort nicht verschlechtern.
Die Dämpfungskraft-Betriebsarten werden nicht durch eine elektrische Anordnung geändert, sondern durch eine mechanische Anordnung, einschließlich des Schiebeventils 71 und des Tellerventils 51. Die eingesetzte mechanische Konstruktion ist einfach und im Betrieb hochzuverlässig.
Auch wenn die vier Rückhalteelemente 74 und die vier Kontaktelemente 75 in gleichen winkelmäßigen Intervallen von 90º im Schiebeventil 71 vorgesehen sind, können drei oder sechs Rückhalteelemente oder drei oder sechs Kontaktelemente im Hinblick auf die Gleitverschieblichkeit und die Symmetrierung des Ventilkörpers 73 eingesetzt werden. Die Figuren 11 bis 14 zeigen einen Stoßdämpfer mit einstellbarer Dämpfungskraft in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel mit der vorliegenden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers lediglich dahingehend, daß anstelle des Schiebeventils 71 ein Spulenventil 101 eingesetzt wird.
Das Spulenventil 101 ist in das Verbindungselement 15B der Gehäuseanordnung 15 eingegliedert. Das Spulenventil 101 enthält einen Spulenventilkörper 103, der gleitverschieblich in ein Loch 102 eingepaßt ist, das radial in dem Verbindungselement 15B ausgebildet ist, und der eine im wesentlichen mittige ringförmige Rille 103a besitzt, die in seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet ist, sowie ein Paar Federn 104a, 104b, die in dem Loch 102 angeordnet sind und auf jeweilige entgegengesetzte Enden des Spulenventilkörpers 103 für die Vorspannung des Spulenventilkörpers 103 im Normalfall in eine neutrale Position einwirken. Das Loch 102 besitzt eine Öffnung in einem Ende, die mit der ersten Fluidkammer (siehe Fig. 4) über einen Durchgang 105, der in dem Verbindungselement 15B ausgebildet ist, und den Haupt-Fluidkanal 31 in Verbindung steht. Das Loch 102 besitzt weiterhin eine Öffnung in seinem anderen Ende, die mit der zweiten Fluidkammer 21 über einen in dem Verbindungselement 15B definierten Durchgang 106 in Verbindung steht. Das Loch 102 hat weiterhin zentrale Anschlüsse, von denen einer mit der Fluidkammer 57 über einen in dem Verbindungselement 15B ausgebildeten Durchgang 113 und der andere mit dem Durchgang 35 über einen in dem Verbindungselement 15B ausgebildeten Durchgang 115 in Verbindung steht. Die Durchgänge 113, 115 dienen gemeinsam als ein Steuerfluidkanal 111.
Ein Rückschlagventil 81A besitzt ein stromauf befindliches Ende, das mit der Fluidkammer 57 über einen Durchgang 116, der in dem Verbindungselement 15B ausgebildet ist, und einen Durchgang 117, der in einer Seitenwand des Ventilkörpers 53 des Tellerventils 51 definiert ist, in Verbindung steht, sowie ein stromab befindliches Ende, das mit dem Haupt-Fluidkanal 31 über einen Durchgang 118 in dem Verbindungselement 15B verbunden ist. Der Durchgang 117 kann direkt mit dem Durchgang 113 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel verbunden sein.
Das zweite Ausführungsbeispiel des Stoßdämpfers arbeitet folgendermaßen: wenn der Stoßdämpfer nicht auseinander gezogen ist, wie in Fig. 11 gezeigt ist, befindet sich der Spulenventilkörper 103 in seiner neutralen, gezeigten Position, da der Öldruck, der von der ersten Fluidkammer 19 über den Durchgang 105 auf ein Ende des Spulenventilkörpers 103 ausgeübt wird, gleich groß ist wie der Öldruck, der von der zweiten Fluidkammer 21 über den Durchgang 106 auf das andere Ende des Spulenventilkörpers 103 ausgeübt wird, und da weiterhin die Federkräfte der Federn 104a, 104b gegenseitig gleich groß sind. Daher steht die Fluidkammer 57 mit dem Haupt-Fluidkanal 31 über den Durchgang 113, die ringförmige Rille 103a und den Durchgang 115 in Verbindung.
Wenn das Betätigungsorgan 61 (siehe Fig. 3) zur Öffnung des Tellerventils 51 betätigt wird, schaltet die Betriebsart des Stoßdämpfers von dem Betrieb mit hoher Dämpfungskraft auf den Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft in derselben Weise um, wie es vorstehend unter Bezugnahme auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.
Wenn der Stoßdämpfer dann expandiert, wird der Öldruck in der ersten Fluidkammer 19 größer als der Öldruck in der zweiten Fluidkammer 21. Daher wird der Öldruck, der von der ersten Fluidkammer 19 auf ein Ende des Spulenventilkörpers über den Durchgang 105 ausgeübt wird, höher als der Öldruck, der von der zweiten Fluidkammer 21 auf das andere Ende des Spulenventilkörpers 103 über den Durchgang 106 ausgeübt wird. Der Spulenventilkörper 103 wird nun in der durch den Pfeil f (Fig. 11) angezeigten Richtung entgegen der Vorspannung der Feder 104b bewegt. Als Folge hiervon trennt der Spulenventilkörper 103 die Verbindung zwischen den Durchgängen auf, woraufhin die Fluidkammer 57 von dem Haupt-Fluidkanal abgetrennt ist.
Wenn der Stoßdämpfer zusammengedrückt wird, werden die Öldrücke, die auf die Enden des Spulenventilkörpers 103 ausgeübt werden, in ihrer Größe umgekehrt und folglich wird der Spulenventilkörper 103 in der Richtung des Pfeiles e entgegen der Nachgiebigkeit der Feder 104a bewegt. In dem Moment, in dem die ringförmige Rille 103a eine Verbindung zwischen den Durchgängen 113, 115 ermöglicht, ist die Fluidkammer 57 mit dem Haupt-Fluidkanal 31 verbunden. Die Fluidkammer 57 wird nun aus dem fluiddichten Zustand freigegeben, was dem Ventilkörper 53 das Schließen des Hilfs- Fluidkanals 41 unter der Kraft der Feder 56 ermöglicht. Daher wird die Dämpfungskraft-Betriebsart des Stoßdämpfers automatisch aus dem Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft in den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft umgeschaltet.
Ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stoßdämpfers mit einstellbarer Dämpfungskraft wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 15 bis 17 beschrieben.
Der Stoßdämpfer gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Stoßdämpfer gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß ein Schiebeventil 121 mit unterschiedlichem Aufbau eingesetzt wird.
Die Gehäuseanordnung 15 enthält ein Verbindungselement 15E, das auf ein Basisteil 15D aufgeschraubt ist. Das Verbindungselement 15E besitzt eine äußere ringförmige Rille 122, die in seiner äußeren Umfangsoberfläche rechts (wie gezeigt) des Hilfs-Fluidkanals 41 ausgebildet ist, und eine innere ringförmige Rille 123, die mittig in der äußeren ringförmigen Rille 122 ausgebildet ist. Das Schiebeventil 151 enthält einen axial gleitverschieblichen ringförmigen Ventilkörper 124, der in der inneren ringförmigen Rille 123 angeordnet und außer Berührung mit der inneren Umfangsoberfläche des Zylinders 3 gehalten ist. Federn 125a, 125b sind auf entgegengesetzten Endflächen der äußeren ringförmigen Rille 122 für die Einwirkung auf entgegengesetzte axiale Enden des ringförmigen Ventilkörpers 124 abgestützt. Der Ventilkörper 124 besitzt einen in ihm ausgebildeten Durchgang 135. Der Durchgang 135 und ein weiterer, im Verbindungselement 15e ausgebildeter Durchgang 132 dienen gemeinsam als Steuerfluidkanal 131.
Es wird nun die Betriebsweise des dritten Ausführungsbeispiels des Stoßdämpfers beschrieben. Der Ventilkörper 124 wird in Fig. 15 in einer neutralen Position gehalten, da der Öldruck, der von der ersten Fluidkammer 19 über den Haupt-Fluidkanal 31 auf ein axiales Ende des Ventilkörpers 124 ausgeübt wird, gleich groß ist wie der Öldruck, der von der zweiten Fluidkammer 21 über den Haupt-Fluidkanal 31 auf das andere axiale Ende des Ventilkörpers 124 ausgeübt wird, und da weiterhin die Federn 125a, 125b gleiche Federkräfte besitzen.
Wenn der Stoßdämpfer ausgehend von der neutralen Position auseinander gezogen wird, fließt das Öl in der ersten Fluidkammer 19 durch den Haupt-Fluidkanal 31 in die zweite F1uidkammer 21. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Ventilkörper 124 in derselben Richtung wie die Ölströmung aufgrund des Drucks des Öls, das durch den Haupt-Fluidkanal 31 strömt. Als Ergebnis wird der Durchgang 135 aus der Ausrichtung mit dem Durchgang 133 verschoben und die Fluidkammer 57 des Tellerventils 51 wird von der Haupt-Fluidkammer 31 abgetrennt.
Wenn der Stoßdämpfer aus dem verlängerten Zustand zusammengezogen wird, wird die Ölströmung umgekehrt, was den Ventilkörper 124 dazu veranlaßt, in der entgegengesetzten Richtung zu gleiten. In dem Moment, in dem die Durchgänge 135, 133 in gegenseitige Ausrichtung gebracht werden und die Fluidkammer 57 mit dem Hauptfluidkanal 31 kommuniziert, woraufhin das Tellerventil 51, das geöffnet war, geschlossen wird. Die Betriebsart des Stoßdämpfers schaltet vom Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft auf den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft um.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel gleitet der Ventilkörper 124 des Schiebeventils 124 daher axial aufgrund des dynamischen Drucks des Öls, das durch den Haupt-Fluidkanal 31 strömt, um den Steuer-Fluidkanal 131 zu schließen und zu öffnen. Wenn der Steuerfluidkanal 131 mit dem Haupt-Fluidkanal 31 verbunden ist, wird das Tellerventil 51 geschlossen und die Betriebsart schaltet von dem Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft auf den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft um.
Das Tellerventil 51 kann jederzeit durch Betätigung des Betätigungsorgans 61 geöffnet werden, um die Betriebsart von dem Betrieb mit hoher Dämpfungskraft in den Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft umzuschalten.
Während das Schiebeventil 121 auf der rechten Seite des Hilfs-Fluidkanals 41, d. h. rechts von einem Punkt angeordnet ist, bei dem der Hilfs-Fluidkanal 41 vom Haupt-Fluidkanal 31 abgezweigt wird, kann das Schiebeventil 121 auf der linken Seite des Hilfs-Fluidkanals 41, d. h. an einer Position, die näher bei der zweiten Fluidkammer 21 liegt, angeordnet sein. Bei einer solchen Abänderung ist der absolute Wert des dynamischen Drucks des Fluids, der auf das Schiebeventil 124 ausgeübt wird, kleiner als der Druck bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Jedoch kann der Schiebeventilkörper dennoch axial auf dem Verbindungselement 15E gleiten, wodurch es möglich ist, Dämpfungskräfte zu ändern.
Bei jedem der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele wird das Rückschlagventil eingesetzt, um das Öl aus der Fluidkammer 57 zur Öffnung des Tellerventils 51 freizugeben. Jedoch kann ein anderes Mittel zum Ermöglichen der Öffnung des Tellerventils 51 eingesetzt werden, wie in Fig. 18 gezeigt ist. Bei dem in Fig. 18 gezeigten Ausführungsbeispiel wird kein Rückschlagventil eingesetzt, sondern es ist ein axial durch das Tellerventil 51 definiertes Begrenzungsloch 200 ausgebildet. Wenn der Tauchkolben 67 den Tauchkolben 67 bei geschlossenem Steuerfluidkanal 21 durch Drücken öffnet, fließt das Öl in der Fluidkammer 57 durch das Begrenzungsloch 200 aus. Da das Öl aus der Fluidkammer 57 durch das Begrenzungsloch 200 mit kleiner Rate ausströmt, wird das Tellerventil 51 relativ langsam geöffnet und es tritt keine abrupte Änderung der durch den Stoßdämpfer erzeugten Dämpfungskräfte auf. Das Tellerventil 51 kann rasch geschlossen und geöffnet werden, während der Steuerfluidkanal 51 offen ist.
Das Begrenzungsloch 200 kann zusätzlich zu dem Rückschlagventil, das bei jedem der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele eingesetzt wird, vorgesehen sein. Genauer gesagt, kann dann, wenn der Stoßdämpfer mit sehr hoher Geschwindigkeit ausgedehnt und zusammengedrückt wird, eine kleine Ölmenge aus der Fluidkammer über den Spalt um den Ventilkörper 53 ausströmen, wodurch das Tellerventil 51 unerwartet offen bleiben kann. Bei Vorsehen des Begrenzungslochs 200 wird jedoch verhindert, daß der Druck in der Fluidkammer 57 in unerwünschter Weise variiert und das Tellerventil 51 kann stabil betätigt werden.
Bei dem in Fig. 18 gezeigten Ausführungsbeispiel wird, wenn der Stoßdämpfer mit hoher Geschwindigkeit ausgedehnt und zusammengedrückt, d. h. wenn die Dämpfungskräfte groß sind, das Tellerventil 51 langsam geöffnet, um abrupte Veränderungen der Dämpfungskräfte zum Zeitpunkt der Umschaltung der Betriebsart von der Betriebsart mit hoher Dämpfungskraft in dem Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft zu verringern. Wenn die Geschwindigkeit der Ausdehnung und Zusammenziehung des Stoßdämpfers niedrig ist, wird das Tellerventil 51 rasch geöffnet, um gute Dämpfungskraft-Steuereigenschaften bereitzustellen.
Bei jedem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird das laminierte piezo-elektrische Element als Betätigungsorgan zum Öffnen des Tellerventils eingesetzt. Jedoch kann, wie in Fig. 19 gezeigt ist, ein Solenoid-betätigtes Betätigungsorgan 141 eingesetzt werden, das eine Solenoidspule 143 und einen Tauchkolben 144 enthält, der sich axial durch die Solenoidspule 143 erstreckt. Wenn die Solenoidspule 143 erregt wird, wird der Tauchkolben 144 axial entgegen der Vorspannung durch eine Feder 146 bewegt, um das Tellerventil 51 zu öffnen. Alternativ kann eine Treibereinheit wie etwa ein Motor oder dergleichen eingesetzt werden, um den Tauchkolben zu bewegen.
Das Tellerventil 51 zum Öffnen und Schließen des Hilfs- Fluidkanals 41, das bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, kann durch ein Spulenventil ersetzt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die Betriebsart des Stoßdämpfers vom Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft auf den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft durch eine mechanische Anordnung umgeschaltet, bei der eine hydraulische Druckschaltung eingesetzt wird, die mit einer Kraft arbeitet, die erzeugt wird, wenn der Zylinder und der Kolben relativ bewegt werden, es wird jedoch nicht die herkömmliche komplexe elektrische Anordnung zur Umschaltung benutzt.
Da die Betriebsart des Stoßdämpfers vom Betrieb mit niedriger Dämpfungskraft auf den Betrieb mit hoher Dämpfungskraft umgeschaltet wird, wenn erzeugte Dämpfungskräfte Null oder nahezu Null sind, sind jegliche durch den Stoßdämpfer erzeugten Schock- oder Stoßkräfte klein und der Fahrkomfort wird nicht verschlechtert.

Claims

1. Stoßdämpfer (1) zum selektiven Erzeugen von unterschiedlichen Größen bzw. Werten von Dämpfungskräften, mit:

(a) einem Zylinder (3),

(b) einem Kolben (17), der gleitend in dem Zylinder (3) angeordnet ist und einen Innenraum desselben in eine erste (19) und eine zweite Fluidkammer (21) unterteilt, die mit einem Fluid gefüllt sind,

(c) einer mit dem Kolben (17) gekoppelten Einrichtung, die definiert:

(c1) einen Hauptfluidkanal (31, 33, 35, 37), der eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer (19, 21) während der gesamten Zeit bereitstellt, und

(c2) einen Hilfs-Fluidkanal (41, 44, 45, 47, 48), der eine selektive Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Fluidkammer (19, 21) bereitstellt, und

(d) einer Fluidkanal-Steuereinrichtung (33, 51, 61, 71, 81, 101, 121) zum Steuern des Öffnens des Hilfs-Fluidkanals (41, 44, 45, 47, 48);

dadurch gekennzeichnet, daß

die Fluidkanal-Steuereinrichtung (33, 51, 61, 71, 81, 101, 121) auf ein externes Steuersignal derart anspricht, daß der Hilfs-Fluidkanal (41, 44, 45, 47, 48) offen gehalten wird, bis die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen dem Zylinder (3) und dem Kolben (17) im wesentlichen Null ist.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, wobei die Fluidkanal- Steuereinrichtung (33, 61, 71, 81; 101, 121) aufweist:

ein Ein/Aus-Ventil (51), das einen Ventilkörper (53) zum selektiven Öffnen und Schließen des Hilfs-Fluidkanals (41), eine Feder (56) zum Drücken des Ventilkörpers (53) für eine Verschließung des Hilfs-Fluidkanals im Normalfall, und eine Fluidkammer (57) für die Einführung und den Auslaß eines Fluids als Reaktion auf eine Bewegung des Ventilkörpers (53) zum Öffnen und Schließen des Hilfs-Fluidkanals (41) aufweist;

ein Betätigungsorgan (61), das auf das externe Steuersignal zum Bewegen des Ventilkörpers (53) für die Öffnung des Hilfs-Fluidkanals (41) anspricht; und

ein Steuerventil (71; 101; 121), das einen Ventilkörper (73; 103; 124), der als Reaktion auf eine bei einer Relativbewegung zwischen dem Zylinder (3) und dem Kolben (17) erzeugten Kraft bewegbar ist, und einen Steuerfluidkanal (91; 111; 131) aufweist, der durch den Ventilkörper des Steuerventils (71; 101; 121) geöffnet werden kann, um die Fluidkammer (56) des Ein/Aus-Ventils (51) in Verbindung mit dem Hauptfluidkanal (31) zu bringen, um das Ein/Aus-Ventil (51) zum Schließen des Hilfs-Fluidkanals zu veranlassen, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Zylinders (3) und des Kolbens (17) im wesentlichen Null ist, und der durch den Ventilkörper (73; 103; 124) des Steuerventils (71; 101; 121) geschlossen werden kann, um die Fluidkammer (57) des Ein/Aus-Ventils (51) in einem fluiddichten Zustand abgedichtet zu halten, um das Ein/Aus-Ventil (51) zum Öffnen des Hilfs-Fluidkanals (41) zu veranlassen, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Zylinders (3) und des Kolbens (17) einen anderen Wert als im wesentlichen Null besitzt.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, der weiterhin ein Rückschlagventil (81; 81A) zum Freigeben des Fluids aus der Fluidkammer (57) des Ein/Aus-Ventils (51) zum Ermöglichen des Öffnens des Hilfs-Fluidkanals (41) durch das Ein/Aus- Ventil (51) unabhängig davon, ob der Hilfs-Fluidkanal (41) durch den Ventilkörper (73; 103; 124) des Steuerventils geöffnet oder geschlossen ist, aufweist.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Steuerventil (71; 101; 121) eine Einrichtung (92, 93, 94; 103a, 113, 115; 133, 135) für das Herstellen einer Verbindung der Fluidkammer (57) des Ein/Aus-Ventils (51) mit dem Hauptfluidkanal (31) über den Steuerfluidkanal (91; 111; 131) dann aufweist, wenn die Geschwindigkeit der Relativbewegung des Zylinders (3) und des Kolbens (17) im wesentlichen Null ist und wenn die Richtung der Relativbewegung des Zylinders (3) und des Kolbens (17) von einem Ausdehnungshub des Stoßdämpfers zu einem Zusammenziehungshub des Stoßdämpfers wechselt.

5. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Ventilkörper des Steuerventils mit Reibkraft von dem Zylinder bewegbar ist, um den Steuerfluidkanal zu öffnen und zu schließen.

6. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Ventilkörper (103) des Steuerventils (101) einen Spulenventilkörper (103) aufweist, dessen eines Ende einem Fluiddruck von der ersten Fluidkammer (19) und dessen anderes Ende einem Fluiddruck von der zweiten Fluidkammer (21) ausgesetzt ist, wobei der Spulenventilkörper (103) durch den Unterschied zwischen den jeweils an seine Enden angelegten Fluiddrücken beweglich ist, um den Steuerfluidkanal (111) zu öffnen und zu schließen.

7. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem der Ventilkörper (124) des Steuerventils (121) durch einen Fluiddruck in dem Hauptfluidkanal (31) zum Öffnen und Schließen des Steuerfluidkanals (131) bewegbar ist.

8. Stoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der weiterhin eine Gehäuseanordnung (15) enthält, die mit dem Kolben gekoppelt ist, wobei der Hauptfluidkanal (31) in der Gehäuseanordnung (31) und dem Kolben (17) definiert ist und der Hilfs-Fluidkanal in der Gehäuseanordnung definiert ist, wobei die Fluidkanal-Steuereinrichtung (33, 61, 71, 81) in der Gehäuseanordnung (31) untergebracht ist.

9. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem der Ventilkörper (53) des Ein/Aus-Ventils (51) einen auf- und abgehenden Ventilkörper (53) aufweist, der axial beweglich in dem Hilfs-Fluidkanal (41) angeordnet ist, und bei dem der Ventilkörper (73; 124) des Steuerventils (71; 121) einen ringförmigen Schiebeventilkörper (73; 124) enthält, der axial gleitend verschiebbar in einer ringförmigen Rille (72) angeordnet ist, die in einer äußeren Umfangsoberfläche der Gehäuseanordnung (15; 15B) vorgesehen ist.

10. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, bei dem das Steuerventil (121) weiterhin ein Paar von Federn (125a, 125b) enthält, die auf axial entgegengesetzt liegende Enden des Schiebeventilkörpers (124) einwirken, um den Schiebeventilkörper im Normalfall in eine Position zum Öffnen des Steuerfluidkanals (131) zu drücken.

11. Stoßdämpfer nach Anspruch 9, bei dem das Betätigungsorgan (61) ein laminiertes piezoelektrisches Element (63), das durch das elektrische Steuersignal betätigbar ist, und einen Tauchkolben (67) aufweist, dessen eines Ende gegen bzw. an dem auf- und abgehenden Ventilkörper (63) gehalten ist und der durch das laminierte piezoelektrische Element (63) bewegbar ist.

12. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem der Ventilkörper (53) des Ein/Aus-Ventils (51) einen auf- und abgehenden Ventilkörper (53) aufweist, der axial beweglich in dem Hilfs-Fluidkanal (41) angeordnet ist, und bei dem der Ventilkörper (103) des Steuerventils (101) einen Spulenventilkörper (103) enthält, der radial gleitend verschieblich in einem Loch (102) angeordnet ist, das in der Gehäuseanordnung (15; 15B) ausgebildet ist.

13. Stoßdämpfer nach Anspruch 12, bei dem das Steuerventil (101) weiterhin ein Paar von Federn (104a; 104b) aufweist, die auf axial entgegengesetzt liegende Enden des Spulenventilkörpers (103) einwirken, um den Spulenventilkörper (103) im Normalfall in eine Position zum Öffnen des Steuerfluidkanals (111) zu drücken.

14. Stoßdämpfer nach Anspruch 12, bei dem das Betätigungsorgan (61) ein laminiertes piezoelektrisches Element (63), das durch das elektrische Steuersignal betätigbar ist, und einen Tauchkolben (67) aufweist, dessen eines Ende gegen den bzw. an dem auf- und abgehenden Ventilkörper (53) gehalten ist und der durch das laminierte piezoelektrische Element (63) bewegbar ist.