DE3312899A1 - Selbstregelnder stossdaempfer, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Bezeichnung; Selbstregelnder Stoßdämpfer, insbesondere
• für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen selbstregelnden Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem beidendig geschlossenen Zylinder, der mit mindestens einem Dämpfüungsmedium gefüllt ist und mit einer Kolbenstange, die abgedichtet in den Zylinder eintaucht und die an ihrem zylinderseitigen Ende einen gegen die Zylinderwand abgedichteten Kolben -gegebenenfalls mit richtungsabhängigen Hoch- und Niederdruckventilen- trägt, der den Zylinderraum in zwei Kammerhälften aufteilt, wobei die Kolbenstange zur -gegebenenfalls zusätzlichen- Verbindung der beiden Kammerhälften eine Längsbohrung im Bereich des Kolbens und oberhalb desselben mindestens zwei die Längsbohrung durchsetzende, radiale Durchbruche aufweist, die durch einen elektrisch gesteuerten Steuerschieber verschließbar sind, der mittels an der Kolbenstange angeordneter elektrischer Spulen beweglich ist.
• Es sind eine Vielzahl von Stoßdämpfern bekannt geworden, wobei auch schon stufenlos verstellbare oder regelbare Stoßdämpfer bekannt sind. Die DE-OS 15 05 497 beinhaltet z. B. einen stufenlos verstellbaren Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder, einer darin verschieblich angeordneten, hohl ausgebildeten Kolbenstange mit darin untergebrachtem Steuermittel und einem Arbeitskolben, der mit zwei in ihm angeordneten Gruppen von axial verlaufenden Flüssigkeits-Durchtrittskanälen versehen ist, von denen jede Gruppe austrittsseitig durch vorzugsweise an ihrem Innenumfang fest am Kolben eingespannte Ventilfederplatten abgedeckt ist, wobei zumindest ein Ventilplatten-.
• paket durch einen an seinem Außenumfang mit durch das Steuermittel regelbaren Anpreßdruck anliegenden Stützkolben abgestützt ist. Das die hohle Kolbenstange durchsetzende Steuermittel greift unmittelbar am Stützkolben an, wobei der Anpreßdruck des Stützkolbens unabhängig von den im Dämpfer herrschenden hydraulischen Verhältnissen geregelt werden kann. Die hier verwendete Gestaltung zur Regelung des Stoßdämpfers ist jedoch nicht sehr wirkungsvoll. Denn es tritt trotzdem eine Oberlagerung der Dämpfungseinflüsse ein, wodurch eine genaue und einwandfreie stufenlose Dämpfungseinstellung nicht möglich ist.
• Bei einem weiteren bekannten regelbaren Stoßdämpfer dieser Art gemäß der Deutschen Patentanmeldung B 81 235 II/63 c und B 82 476 II/63 c erfolgt die Regelung des oder der an den Ventilfederplattenpaketen anliegenden Stützkolben zwecks Ende rung der Dämpfereinstellung über eine in der hohl ausgebildeten Kolbenstange angeordnete Verstellstange, durch welche zu den Stützkolben führende Drosselöffnungen mehr oder weniger weit geöffnet und durch den sich dabei einstellenden hydraulischen Strömungsdruck bzw. Staudruck die Stützkolben hinsichtlich ihres Anpreßdruckes auf die Ventilfederplatte geregelt werden. Die Regelung der Stützkolben erfolgt hier also in Abhängigkeit von den im Dämpfer herrschenden hydraulischen Verhältnissen. Eine solche Steuerung des Dämpfungswiderstandes führt ebenfalls zu Oberlagerungen der Dämpfungseinflüsse. Der Dämpfung, die durch die verschiedene Auflegung der am Arbeitskolben eingespannten Ventilfederplatten bewirkt wird, überlagert sich die von den jeweiligen Staudruckverhältnissen abhängige Anpreßkraft des oder der Stützkolben. Dadurch ergeben sich größere Ungenauigkeiten, die für den heutigen Kraftfahrzeugbau nicht mehr tolerierbar sind. Des weiteren ist die Verwendung der Stützkolben nachteilig.
• Durch die DE-OS 16 55 647 ist des weiteren ein regelbarer hydraulischer Teleskopstoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekannt geworden, der mit einem außerhalb des Dämpfungskörpers befindlichen Regelorgan über eine Quer- und/oder eine axiale Bohrung in einer Kolbenstange in Verbindung steht. Innerhalb eines Steuerraumes, der durch eine zylindrische Erweiterung der axialen Bohrung am Ende der Kolbenstange gebildet wird, sind eine Steuerbüchse und ein Steuerkolben zwischen Federele- menten und einem Anschlag angeordnet. Diese Anordnung arbeitet, wie die vorher genannten, rein hydraulisch. Zur Steuerung oder Regelung des Stoßdämpfers muß also von außen in nachteiliger Weise ein zusätzliches Hydraulik-Medium zugeführt werden. Dafür müssen außen zusätzliche Aggregate zur Verfügung gestellt werden, so z. B. zur Druckerzeugung, was einen heute nicht mehr vertretbaren zusätzlichen Aufwand macht.
• Des weiteren ist durch die DE-OS 24 41172 eine Radaufhängung für Landfahrzeuge bekannt geworden, wobei zwischen dem Träger und der Karosserie eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung, ein Verlagerungswandler und ein Beschleunigungswandler an der Fahrzeugkarosserie angeordnet sind. Der Verlagerungswandler erzeugt ein erstes Signal, das der Position des Radträgers der Karosserie gegenüber entspricht, der ßeschleunigungswandler an der Fahrzeugkarosserie erzeugt ein zweites Signal, welches der vertikalen Komponente der Beschleunigung der Karosserie an dem Rad entspricht. Des weiteren ist eine Steuervorrichtung vorhanden, die zur änderung der Dämpfungskraft der Dämpfungsvorrichtung entsprechend dem ersten und dem zweiten Signal in Funktion setzbar ist, so daß das zweite Signal des Beschleunigungswandlers einen Sollwert als Funktion des ersten Signals einzunehmen veranlaßt wird. Dazu weist die Steuervorrichtung einen Funktionsgenerator auf, dem an einem Ausgangsanschluß das erste Signal zugeleitet wird und der ein Ausgangssignal erzeugt, das einem Sollwert des zweiten Signals entspricht, wobei ein Komparator vorgesehen ist, der die Dämpfungsvorrichtung entsprechend dem Fehler zwischen dem zweiten Signal und dem Ausgangssignal vom Funktionsgenerator steuert.
• Nachteilig bei dieser hydraulischen Dämpfungsvorrichtung ist, daß die beiden Signale von verschiedenen Dämpfungsgliedern abge- normen werden müssen und das Stellsignal wiederum zwei verschiedene Dämpfun gs vorri chtungen zugeführt wird Des weiteren ist durch die DE-PS 29 11 768 ein regelbarer Stoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt geworden, der aus einem mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder und mit einem den Zylinder übergreifenden zylindrischen Topf besteht, der innen zentrisch und axial eine Kolbenstange aufweist, die in den Zylinder eintaucht und die an ihrem Ende eine gegen die Zylinderwand abgedichtete Scheibe trägt, die den Zylinderraum in zwei Kammerhälften aufteilt und die richtungsabhängige Hoch- und Niederdruckventile aufweist mit einem in einer axialen Bohrung der Kolbenstange beweglich angeordneten, in axialer Richtung federbelasteten Steuerschieber, der in Ruhestellung/Arbeitsstellung eine zusätzliche Durchgangsöffnung zwischen den beiden Kammerhälften schließt. Der Steuerschieber ist dabei in axialer Richtung an einem Anker angeordnet, der in eine elektrische Spule eintaucht, die innerhalb der Längsbohrung im oberen Teil der Kolbenstange angeordnet ist; und die eine elektrische Zuführleitung von außerhalb des Stoßdämpfers aufweist.
• Des weiteren weist der Zylinder an seinem oberen Ende mindestens einen Dauermagneten auf, wobei an der zylindrischen Innenwandung des Topfes in axialer Richtung mindestens eine Spule angeordnet ist, die ebenfalls eine Zuführleitung von außerhalb desStoßdämpfers aufweist.
• Des weiteren ist in der deutschen Patentanmeldung P 32 27 903.5 ein regelbarer Stoßdämpfer vorgeschlagen worden, der ähnlich dem regelbaren Stoßdämpfer der DE-PS 29 11 768 aufgebaut ist. Auch hier ist der Steuerschieber in axialer Richtung federbelastet, wobei in Ruhestellung oder Arbeitsstellung eine zusätzliche Durchgangsöffnung (Bypass)zwischen den beiden Kammerhälften geschlossen oder geöffnet wird.
• Die Feder zur Bewegung des Steuerschiebers ist hier eine Bimetallfeder zur axialen temperaturabhängigen Stellung des Steuerschiebers innerhalb des Strömungsweges des Bypasses.
• Problematisch bei den beiden letztgenannten Stoßdämpfern ist die als Rohr ausgeführte Kolbenstange. Hier müssen besondere statische Bedingungen eingehalten werden, was durch die Wahl des Materials natürlich möglich ist. Jedoch wird dadurch die Herstellung des Stoßdämpfers verteuert.
• Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen selbstregelnden Stoßdämpfer der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der praktisch verzögerungsfrei sich selbsttätig allen momentanen Straßenverhältnissen anpaßt, wobei der Stoßdämpfer seine Dämpfungscharakteristik entsprechend den gegebenen Straßenverhältnissen selbsttätig verändern soll.
• Die Lösung dieser Aufgabe besteht in der Kombination folgender Merkmale: a) der Steuerschieber ist ein hülsenförmiger Drehschieber (26), der koaxial die Kolbenstange (3) im Bereich der Durchbrüche (25) umfaßt und der in seiner Wandung entsprechend der Anzahl der Durchbrüche radiale Uffnungen (31, 32) aufweist, die bei Drehung des Drehschiebers raltiv zur Kolbenstange die Durchbrüche mehr oder minder freigeben, b) der Drehschieber ist als Rotor eines Schrittmotors ausgebildet, dessen Stator aus einer Mehrzahl von Magneten besteht, die je eine Erregerspule aufweisen und die die Kolbenstange ebenfalls koaxial umgeben, c) innerhalb des Zylinders ist ein von außerhalb desselben ansteuerbarer elektronischer Steuerschaltkreis angeordnet, der die elektrischen Schaltimpulse an den Schrittmotor in Abhängigkeit der eingegebenen Daten, wieRz.Bv Temperatur oder Viskosität des oder der Dåmpfunn.smedi-en, Weg des Stoßdämpfers, Geschweindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs, liefert zur schrittweisen Drehung des Drehschiebers.
• Der erfindungsgemäße Stoßdämpfer besitzt den hervorstechenden Vorteil, daß dieser sich praktisch ohne Zeitverzögerung selbsttätig regelnd sich jeder gegebenen Straßenlage anpaßt. In höchst vorteilhafter Weise sind sämtliche dazu notwendigen Aggregate innerhalb des Zylinders des Stoßdämpfers integriert, auch ein ggf. vorhandener Beschleunigungsgeber und eine Einrichtung zur Messung des Weges des Rades Darüber hinaus können dem Steuerschaltkreis eine Reihe von Grenzwerten eingespeichert werden, die den Stoßdämpfer bei Vorliegen derselben in der gewünschten Weise beeinflussen.
• Damit kann der Stoßdämpfer auf alle Erfordernisse richtig reagieren.
• Beispielsweise muß der Stoßdämpfer beim Bremsen und Beschleunigen hart werden Ebenso muß der Stoßdämpfer beim Schaukeln die Schwingungen der Karrosserie dämpfen, so daß ab einem gewissen Weg der Karrosserie, der gemessen wird, die Stoßdämpfer ebenfalls diese Schwingung abdämpfen. Das bedeutet, daß der Stoßdämpfer nur in einem geringen Wegbereich weich schwingen soll.
• Des weiteren ermöglicht der erfindungsgemäße Stoßdämpfer, daß nunmehr jedes Rad für sich allein gesteuert wird und sich jeder Stoßdämpfer unabhängig von den übrigen den momentanen Straßengegebenheiten selbsttätig anpaßt.
• Beim erfindungsgemäßen Stoßdämpfer besitzt der Drehschieber praktisch keine Massenträgheit, weshalb er praktisch trägheitslos auf die Steuersignale der elektrischen Magnete reagiert. Darüber hinaus ist keine Verfälschung der Stellung des Drehschiebers aufgrund von starken Beschleunigungen möglich, da ja der Drehschieber keine Längsbewegung ausführt. Darüber hinaus wirken auf den Drehschieber bei gleichzeitiger Ansteuerung jeweils von zwei paarweise sich gegenüber liegenden elektrischen Magneten keine Radialkräfte.
• *) gegenüber derKarosserie.
• In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Drehschieber vorzugsweise als innenliegender Rotor des Schrittmotors ausgestaltet, wobei jedoch der Drehschieber auch als außenliegender Rotor ausgebildet sein kann.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
• Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anschließend beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch einen gesamten Stoßdämpfer zur Darstellung des Zylinders, der Kolbenstange, des Drehschiebers und der Magnete, Fig. 2 eine Draufsicht auf den Querschnitt längs der Schnittlinie A-A in Fig. 1, wobei die Erregerspulen der Magnete weggelassen worden sind und Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Kolbenstange, die innen im Bereich der Durchbrüche ein Ventil zum Verschlisßender Durchbrüche in einer Vorzugsrichtung aufweist.
• In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen.
• Gemäß der Figur 1 besteht der regel bare Stoßdämpfer 1 aus einem Zylinder 2, der beidendig geschlossen ist. Der Zylinder 2 ist mit mindestenseinem Dämpfungsmedium gefüllt, wobei dieses eine Flüssigkeiedbder ein Gas sein kann. Das obere Ende des Zylinders ist mittels eines Zylinderdeckels 16 verschlossen, wobei dieser in den Zylinder 2 eingeschraubt sein kann. Durch den Zylinderdeckel 16 ragt eine Kolbenstange 3 in den Zylinder 2 hinein, wobei der Durchgang mittels einer Ringdichtung 17 zur Kolbenstange abgedichtet ist. Am oberen Ende der Kolbenstange und am unteren Ende des Zylinders ist jeweils eine Halterung 4, 5 zur Befestigung des Stoßdämpfers 1 einerseits an der Karrosserie und andererseits am Rad oder an der Achse des Fahrzeuges angeordnet. Die Kolbenstange ist vorzugsweise hohl und besitzt eine Längsbohrung 51, in die am unteren Ende ein Endstück 52 geschraubt ist.
• Die Kolbenstange 3 weist an ihrem zylinderseitigen Ende 15 einen Kolben 8 auf, der normalerweise scheibenförmig ausgebildet ist. Dieser Kolben ist mittels einer Mutter 14, die auf das untere Ende der Kolbenstange 15 aufgeschraubt ist, fest mit der Kolbenstange verbunden.
• Der Kolben 8 kann ein gewöhnlicher Kolben sein, wie er im Stoßdämpferbau bekannt ist, weshalb der Kolben 8 Durchgangsbohrungen 9, 10 aufweist, die mittels Federpaketen 11, 12 abgedeckt sind. Die Federn können z.B. unterschiedliche Federwerte aufweizsen, wodurch der Kolben 8 ein Hochdruck- und ein Niederdruckventil darstellt. Der Kolben 8 teilt den Zylinderinnenraum in eine untere Kammerhälfte 6 und in eine obere Kammerhälfte 7, die somit in der in Figur 1 gezeigten Ausführung über die Durchgangsbohrungen 9, 10 miteinander in Verbindung stehen.
• Die Kolbenstange 3 kann ein Endstück 52 aufweisen, welches in die Kolbenstange 3 eingeschraubt ist und auf welches der Kolben 8 aufgesetzt ist. Das untere Ende 15 der Kolbenstange 3 bzw. des Endstücks 52 weist, ausgehend von der Stirnfläche des Endstücks 52, eine Längsbohrung 24 auf, die zentrisch zur Längsachse der Kolbenstange 3 verläuft und sich bis über den Kolben 8 erstreckt. Quer zu dieser Längsbohrung 24 weist das Endstück 52 bzw. die Kolbenstange 3 oberhalb des Kolbens 8 Durchbrüche auf, die radial die Längsbohrung 22 durchsetzen, wobei die Anzahl dieser Durchbrüche gerade oder ungerade sein kann. In den Figuren 1 und 2 sind zwei Durchbrüche gekennzeichnet, die hier eine Durchgangsbohrung 25 längs eines Durchmessers bilden. Entsprechend den gewünschten Kennlinien können die Durchbrüche schlitzartig oder konisch gestaltet sein.
• Zur Erhöhrung des Durchflusses durch die Durchbrüche oder die Bohrungen können eine Mehrzahl derselben in radialer Anordnung vorhanden sein. Damit verbinden die Bohrungen 24, 25 die Kammerhälften 6 und 7 miteinander und schaffen so bei der bevorzugten Verwendung des Kolbens 8 mit Hoch- und Niederdruckventilen einen Bypass.
• Die Kolbenstange 3 weist nun im Bereich der oberen Kammerhälfte 7 Magnete 20, 21, 40, 41, 42, 43, 44, 45 auf, die ringförmig um die Kolbenstange angeordnet sind und die fest mit dieser verbunden sind. Diese Magnete sind vorzugsweise stabförmig ausgebildet und erstrecken sich parallel zur Längsachse der Kolbenstange5 wie in Figur 1 gezeigt. Die Magnete weisen je eine Erregerspule 22, 23 auf zur Erzeugung eines Magnetflusses innerhalb der jeweils angesteuerten Magnete.
• Beispielsweise können die Magnete 20, 21, 40, 41, 42, 43,44,45, wie in Figur 2 gezeigt, in äquidistanten Abständen an einer Scheibe 19 angeordnet sein, die eine zentrische Bohrung aufweist, durch die die Kolbenstange 3 geführt ist. Dazu kann die Kolbenstange 18 eine umlaufende Schulter mit Gewinde im Endbereich aufweisen, wobei die Scheibe 19 auf die Kolbenstange 3 aufgeschraubt ist.
• Auf diese Weise sind die Magnete fest mit der Kolbenstange 3 verbunden.
• Auf dem Kolben 8 ist koaxial um die Kolbenstange 3 herum im Bereich der Querbohrung 25 ein Drehschieber 26 -angeordnet, der hülsenförmig ausgebildet ist und der ebenfalls zwei Durchgangsbohrungen 31, 32 (Figur 2) aufweist, die mit der Querbohrung 25 bei bestimmter Stellung des Drehschiebers in Deckung gebracht werden können. Zur Halterung des Drehschiebers 26 kann die Kolbenstange)einen weiteren umlaufenden Absatz 48 in der Höhe des Drehschiebers aufweisen. Das obere Ende des Drehschiebers 26 weist eine bestimmte Anzahl von Nocken 27, 28, 34, 35, 36, 37, 38, 49, 50, 53 oder Zähnen auf, die den Polschuhen 47 der Magnete seitlich unmittelbar gegenüberstehen. Die unteren Enden der Magnete überragen bzw. überlappen somit die Nocken des Drehschiebers. Somit bilden die Magnete mitsamt den darauf sitzenden Erregerspulen einen außenliegenden Stator 39, der Drehschieber mit den Nocken einen innenliegenden Rotor eines Schrittmotors, wobei die Nocken ihrerseits die Polschuhe des Rotors darstellen. Beispielsweise wird in Fig. 1 der magnetische Kreis geschlossen über den Magneten 20, den Nocken 27 des Drehschiebers 26, den Nocken 28 des Drehschiebers, den umgekehrt erregten Magneten 29 und die Halterungsscheibe 19, die aus magnetisierbarem Material besteht. Die Nocken des Drehschiebers, vorzugsweise die jeweils sich paarweise gegenüberliegenden Nocken, sind miteinander magnetisch kurzgeschlossen. Die Magnete bestehen dabei aus bekannten magnetischen bzw. das Endstück 52 Materialien hoher Permeabilitäten. Bei bestimmten Anwendungsfällen können die Magnete auch Dauermagnete sein, deren Magnetisierung durch die Erregerspulen bei Stromfluß verstärkt wird. Die Ausgestaltung des Schrittmotors kann auch dergestalt ausgeführt sein, daß der Drehschieber als außenliegender Rotor sowohl die Kolbenstange als auch die Magnete umfaßt. In diesem Falle sind die Magnete mitsamt den Erregerspulen als innenliegender Stator ausgeführt. Des weiteren sind Ausführungen möglich, bei denen die Magnete nicht parallel zur Kolbenstange, sondern beispielsweise radial zu dieser angeordnet sind. Entscheidend ist nur, den Bewegungsmechanismus für den Drehschieber dergestalt auszubilden, daß derselbe über eine Ansteuerung definiert schrittweise gedreht werden kann, um so die Querbohrung innerhalb der Kolbenstange im gewünschten Maß abzudecken.
• Fig. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1, wobei hier der Schrittantrieb aus acht Magneten aufgebaut ist, die in äquidistanten Abständen um die Kolbenstange 2 herum angeordnet sind. Der Drehschieber 26 ist für vier Schritte ausgelegt. Vorzugsweise sind die jweils sich gegenüberliegenden Magnete gegensinnig magnetisch erregt, so daß über die sich paarweise gegenüberliegenden Magnete der magnetische Kreis geschlossen ist.
• In Fig. 2 stehen beispielsweise beim Schritt null die sich gegenüberliegenden Nocken 34, 38 den Polschuhen der ebenfalls sich paarweise gegenüberliegenden Magnete 40, 43 gegenüber. Der nächste Nocken 35 auf der Scheibe steht einen Schritt vor dem Magneten 41.
• Bei Schritt eins wird beispielsweise der Magnet 41 und magnetisch gegensinnig der diesem gegenüberliegende Magnet erregt. Dadurch wandert der Nocken 35 (und der gegenüberliegende Nocken) in den unmittelbaren Bereich des Pol schuhs des Magneten 41, wobei nun der nächstfolgende Nocken 36 einen Schritt vor dem nächstfolgenden Magneten 42 steht. Bei Schritt zwei wird nun der Magnet 42(und der gegenüberliegende) erregt, so daß der Nocken 36 (und der gegenüberliegende)unmittelbar gegenüber dem Polschuh des Magneten 42 zu liegen kommt. Nunmehr steht der nächstfolgende Nocken 37 einen Schritt vor dem nächstfolgenden Magneten 21. Bei Schritt drei wird nun der Magnet 21 (und der gegenüberliegende Magnet 20) erregt, so daß der Nocken 37 direkt gegenüberliegend den Pol schuh des Magneten 21 (und der gegenüberliegende Nocken ebenso gegenüber dem Magneten 20) bewegt wird. Auf diese Weise werden bei der Ansteuerung der Magnete durch den Steuerschaltkreis imner die Reihe der Magnete aufsteigend und absteigend durchfahren.
• Natürlich ist es möglich, den Schaltmechanismus mit einer größeren oder kleineren AnzahlvonMagneten zu versehen und auch die Schrittzahl des Drehschiebers optimal den gewilnschten Bedin.gungen anzupassen.
• Des weiteren kann bei Bedarf im Innenraum des Zylinders ein Beschleunigungsgeber 54 angeordnet sein, der bevorzugt in der Kammer hälfte angeordnet ist, in der sich auch der Steuerschaltkreis 46 befindet.
• Beim erfindungsgemäßen Stoßdämpfer ist es nicht nötig - jedoch möglich -von außerhalb desselben Steuerungsgrößen, wie die Geschwindigkeit, die Beschleunigung oder die Drehzahl , dem Steuerschaltkreis zuzuführen.
• Es genügt allein die Eingabe des Weges, die vorzugsweise auch innerhalb des Stoßdämpfers gewonnen werden kann. Denn entscheidend ist nur die schnelle änderung des Durchflußquerschnittes und somit die schnelle änderung des Schrittmotors. Wenn dieser anspricht, bevor überhaupt die bei einem Stoßdämpfer für Kraftfahrzeuge auftretenden maximalen Schwingungen von ca 10 bis 12 Hz wirksam werden, kann man auf die Eingabe oder Verarbeitung eines Geschwindigkeits-, Beschleunigungs- oder Drehzahlsignals verzichten und allein als Regelsignal ein wegabhängiges Signal verarbeiten, welches der Relativbewegung des Kolbens gegenüber dem Zylinder - Rad gegenüber der Karosserie -proportional ist. In diesem Fall liegt ein echter selbstregelnder Stoßdämpfer vor, dem von außen nur noch die Versorgungsspannung zugeführt werden muß. Deshalb können sich bei einem Kraftfahrzeug alle vier Stoßdämpfer unabhängig voneinander selbststätig regeln.
• Ein Beschleunigungsgeber ist erst bei höheren Frequenzen, beispielsweise erst ab ca 100 Hz notwendig, wenn also der erfindungsgemäße Stoßdämpfer nicht für Kraftfahrzeuge, sondern zur Schwingungsdämpfung an schnell schwingenden Maschinen oder Aggregaten eingesetzt wird.
• Damit kann jeder Stoßdämpfer unabhängig voneinander die jeweils optimale Dämpfung entsprechend den Erfordernissen, beispielsweise Straßengegebenheiten, berechnen und den Drehschieber entsprechend einstellen. Bis auf die Spannungsversorgung sind damit alle Teile im Stoßdämpfer selbst integriert.
• Die Verwendung des herkömmlichen Kolbens 8 mit Hoch- und Niederdruckventil ist deshalb vorteilhaft, weil bei einem eventuellen Ausfall der selbsttätigen Steuerung die Dämpfungsfunktion des Stoßdämpfers für dessen Grenzwerte voll erhalten bleibt.
• Der Steuerschaltkreis weist vorzugsweise einen Mikrocomputer und/ oder einen Mikroprozessor auf, der sämtliche Steuersignale, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehzahl des Motors und Weg des Stoßdämpfers, verarbeitet und entsprechend die Magnete des Stators ansteuert, wodurch der Drehschieber für die jeweilige momentane Situation optimal eingestellt wird.
• Die Drehfeder 30 dient insbesondere dazu, bei einem eventuellen Ausfall der selbsttätigen elektrischen Steuerung den Drehschieber in seine Schließstellung zu drehen, so daß die Verbindung der beiden Kammerhälften über die Längsbohrung 24 und die Querbohrung 25 verschlossen ist und nunmehr die Ventile innerhalb des Kolbens 8 in Tätigkeit treten, womit der Stoßdämpfer seine volle Funktionsfähigkeit, allerdings ausgelegt für Grenzwerte,beibehält.
• Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines selbstregelnden Stoßdämpfers gemäß Figur 1, von dem nur.das Endstück der Kolbenstange im Unterschied zum Stoßdämpfer gemäß Figur 1 ausgestaltet ist.
• An der Kolbenstange 3 ist ein Endstück 55 angeordnet, vorzugsweise eingeschraubt, welches eine zentrale Sackbohrung 56 aufweist. Innerhalb dieser Sackbohrung ist ein Ventil 57 angeordnet, wobei im Endteil der Sackbohrung 56 zusätzlich eine Druckfeder 58 angeordnet sein kann, die das Ventil 57 in eine Vorzugsrichtung bewegt und zwar zum Schließen der Mündung der Längsbohrung innerhalb des unteren Endes 15 der Kolbenstange.
• Das Ventil 57 ist bei positiver Dämpfungskurve, also beim Anrbmen des Ventiltellers 57 von unten geöffnet. Schwingt nun der Stoßdämpfer aus, also will das Dämpfungsmedium von der Kammer 7 zur Kammer 6 über die Uffnungen 31, 32 des Drehschiebers 26, die Bohrung 25 und die Längsbohrung 24 des Kolbens bei vollständig geöffnetem Drehschieber 26 zurückfließen, so wird das Ventil 57 durch das strömende Medium und/oder die Druckfeder 58 nach unten bewegt und schließt schlagartig die Mündung der Längsbohrung 24 ab. Der Drehschieber ist dabei in seine voll geöffnete Stellung gesteuert. Der Ausschwingvorgang kann nunmehr nur über die Ventile 9 und lo innerhalb des Kolbens 8 (Figur 1) erfolgen. Trifft nun während des Ausschwingvorgangs, also bei negativer Dämpfungskurve, bevor der Ausschwingvorgang seine Null-Linie erreicht hat, ein Ereignis ein, beispielsweise wird das Rad schlagartig hin zur Karosserie bewegt, so daß die Dämpfungskurve wieder positiv wird, so wird sofort entsprechend dem errechneten Wert der Drehschieber verstellt. Da das Ventil 57 vom Dämpfungsmedium abgehoben wird, ist der Bypass wieder durchlässigundes kann sich ein.neuer Einschwingvorgang an den vorangegangenen, noch nicht abgeschlossenen Ausschwingvorgang anschließen.
• Liste der Bezugszeichen 1 Stoßdämpfer 2 Zylinder 3 Kolben stange 4,5 Halterungen 6 untere Kammerhälfte 7 obere Kammerhälfte Kolben 9,10 Ventil bohrungen 11,12 Ventilfedern 13 Ringdichtung 14 Motor 15 unteres Ende der Kolbenstange 16 Zylinderdeckel 17 Ringdichtung 18 Schulter 19 Scheibe 20,21 Magnete 22,23 Erregerspulen 24 Längsbohrung 25 Querbohrung 26 Drehschieber 27,28 Nocken 29 unteres Ende der Magnete 30 Drehfeder 31,32 Bohrungen innerhalb des Drehschiebers 33 Scheibe 34,35,36, 37,38,49,50,53Nocken 39 Stator 40,41,42,43,44,45 Magnete 47 Pol schuh 4e Absatz 46 Steuerschaltkreis 51 Bohrung 52 Endstück 54 Beschleunigungsgeber 55 Endstück 56 Sackbohrung 57 Ventil 58 Druckfeder 59 Anschlüsse der Erregerspulen - Leerseite -

Claims (9)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e P a t e n t a n sr 0 SelbstregelnderStoßdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem beidendig geschlossenen Zylinder, der mit mindestens einem Dämpfungsmedium gefüllt ist und mit einer Kolbenstange, die abgedichtet in den Zylinder eintaucht und die an ihrem zylinderseitigen Ende einen gegen die Zylinderwand abgedichteten Kolben -gegebenenfalls mit richtungsabhängigen Hoch- und Niederdruckventilen- trägt, der den Zylinderraum in zwei Kammerhälften aufteilt, wobei die Kolbenstange zur -gegebenenfalls zusätzlichen- Verbindung der beiden Kammerhälften eine Längsbohrung im Bereich des Kolbens und oberhalb desselben mindestens zwei die Längsbohrung durchsetzende, radiale Durchbrüche aufweist, die durch einen elektrisch gesteuerten Steuerschieber verschliebar sind, der mittels an der Kolbenstange angeordneter elektrischer Spule beweglich ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Steuerschieber ist ein hülsenförmiger Drehschieber (26), der koaxial die Kolbenstange (3) im Bereich der Durchbrüche (25) umfaßt und der in seiner Wandung entsprechend der Anzahl der Durchbrüche radiale Uffnungen (31, 32) aufweist, die bei Drehung des Drehschiebers relativ zur Kolbenstange die Durchbrüche mehr oder minder freigeben, b) der Drehschieber ist als Rotor eines Schrittmotors ausgebildet, dessen Stator (51) aus einer Mehrzahl von Magneten (20, 21, 40, 41, 42, 43) besteht, die je eine Erregerspule (22, 23) aufweisen und die die Kolbenstange ebenfalls koaxial umgeben, c) innerhalb des Zylinders, vorzugsweise innerhalb der Kolbenstange (3), ist ein elektronischer Steuerschaltkreis (46) angeordnet, der die elektrischen Schaltimpulse an den Schrittmotor in Abhängigkeit der eingegebenen Daten, wie z.B.

   Temperatur oder Viskosität des oder der Dämpfungsmedien, Weg des Stoßdämpfers (1), Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs, liefert, zur schrittweisen Drehung des Drehschiebers.
2. 2. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneten (20, 21, 40, 41, 42, 43) des Stators (51) des Schrittmotors stabförmig ausgebildet und die an ihren oberen Enden an der Kolbenstange (3) gehaltert und kreisförmig um dieselbe und parallel zu dieser angeordnet sind, wobei diese Erregerspulen (22, 23) einzeln oder je paarweise gegenüberliegend ansteuerbar sind und daß der Drehschieber (26) eine Hülse ist, die längs ihres Umfanges magnetisierbare Nocken (27, 28, 34, 35, 36, 37, 38) trägt, wobei die Magnete den als Innenläufer ausgebildeten Drehschieber bis zum Bereich der Nocken überragen und als Polschuhe (29) ausgebildet sind
3. 3. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (26) an ihrem oberen Ende zentrisch eine magnetisierbare Scheibe (33) trägt, die längs ihres Umfanges die Nocken (27,28,34,35,36,37,38) aufweist, die seitlich innen den Polschuhen (29) der Magnete (20,21,40,41,42,43,44) gegenüberstehen.
4. 4. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber aus Kunststoff besteht und an seinem oberen Ende einen Kranz aus magnetisierbarem Material aufweist, der die Nocken trägt.
5. 5. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (26) eine Drehfeder (30) zur Rückstellung in eine definierte Nullage aufweist.
6. 6. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Beschleunigung ein Beschleunigungsgeber (51) im Zylinder (2) angeordnet ist.
7. 7. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber des Schrittmotors als Außenläufer ausgelegt ist und die Magnete des innenliegenden Stators umgreift.
8. 8. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (36) eine Anzahl von Nocken (27,28,34,35,36,37,38,47,48,49) trägt, die der Anzahl oder der doppelten Anzahl der auszuführenden Schritte des Drehschiebers ( 26) entspricht.
9. 9. Selbstregelnder Stoßdämpfer nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kobenstange (3) innen im Bereich der Durchbrüche (25) eine Ventil (27) zum Verschließen der Durchbrüche in einer Vorzugsrichtung aufweist.