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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen
Stoßdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem die Dämpfungskraft
durch einen Erregerstrom eines linearen Solenoiden bzw. einer Magnetspule
gesteuert wird.
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Es ist bevorzugt, daß die Dämpfungskraft von Stoßdämpfern für Automobile,
Motorräder oder andere Fahrzeuge frei entsprechend den
Betriebsbedingungen des Fahrzeugs geändert werden können. Es sind Vorrichtungen
vorgeschlagen worden, bei denen der Arbeitsdruck eines Umschaltventils
zum Öffnen und Schließen eines Fluidkanals, der sich durch den Kolben des
hydraulischen Stoßdämpfers erstreckt, mittels einer Magnetspule in
Abhängigkeit der ermittelten Größe und der Frequenz von Vibrationen
geändert wird, d.h. in Abhängigkeit der Bewegungsbeträge und
Geschwindigkeiten in einer Expansions- und Kontraktionsbewegung des Stoßdämpfers (siehe
JP-A-2-85535 und JP-A-Hei 2-182514).
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Allgemein weisen Stoßdämpfer einen Kolben, der zwei Hauptölkammern in
einem Zylinder festlegt, ein Umschaltventil, das in dem Kolben vorgesehen
ist und Unter-Ölkammern in dem Kolben definiert, die den Hauptölkammern
über eine Öffnung zugeordnet sind, die zwischen den Unter-Ölkammern
zwischengefügt ist, auf. Demgemäß wird die Dämpfungskraft des Stoßdämpfers
durch Öffnen eines Öldurchgangswegs zwischen den Hauptölkammern durch das
Umschaltventil gesteuert, wenn der Druck in einer Unter-Ölkammer einen
Druck übersteigt, der mit einer linearen Magnetspule voreingestellt ist,
während der Öldruck auf der Hochdruckseite der Hauptölkammer zu der
anderen Unter-Ölkammer zugeführt wird.
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In der herkömmlichen Ausführungsform werden allerdings nicht nur der
Hauptölkanal und der Vorsteuer- bzw. Pilotkanal in einem einzelnen
Kolbengehäuse
gebildet, sondern auch durch eine Vielzahl von Ventilen, die
die Struktur des Kolbens kompliziert und die Effektivität des
Zusammenbaus und der Herstellung ungünstig gestalten. Weiterhin ist es unmöglich,
die unterschiedlichen Komponenten der Ventilanordnung in einem
vormontierten Zustand zu testen, wodurch deshalb Einstell- und Testbedingungen
unbequem sind.
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Hinsichtlich des Umschaltventils zum Einrichten oder Blockieren einer
Fluidverbindung zwischen den zwei Hauptölkammern, die durch den Kolben in
dem Zylinder festgelegt sind, ist häufig ein Spulenventil eingesetzt, das
erfordert, daß eine Ventilöffnung und eine Spulenzunge in einen
überlappenden Zustand zu dem Zeitpunkt eines Schließens des Hauptölkanals
gebracht werden müssen, was zu einer relativ großen Verzögerung in der
Ansprechcharakteristik des Spulenventils führt. Messungen, die dazu
vorgenommen wurden, die Ansprechcharakteristik zu verbessern und die
Umschaltung der Ventilspule zu beschleunigen, haben zu einer Erhöhung der
Größe einer Arbeitsölleckage und zu einer verringerten Zuverlässigkeit
geführt.
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Obwohl schon in Erwägung gezogen worden ist, das Spulenventil durch ein
Teller- bzw. Steuerventil zu ersetzen, was einen plattenförmigen
Ventilkörper mit sich bringt, um gegen einen Ventilsitz anzuschlagen oder sich
davon weg zu bewegen, sind Schwierigkeiten dahingehend entstanden, daß
sich der Druck reduziert, wenn das unter Druck gesetzte Öl durch einen
verengten Spalt zwischen dem Steuerventil und einem radial angeordneten
Ventilsitz strömt, was den Ventilkörper dahingehend gestaltet, daß er zu
dem Ventilsitz angesaugt wird und vibriert.
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Unter Berücksichtigung der vorstehend angegebenen Schwierigkeiten ist es
eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen hydraulischen
Stoßdämpfer, wie er in dem einleitenden Teil der Beschreibung angegeben ist,
zu schaffen, der leicht zusammengebaut werden kann, um die
Herstelleffektivität zu verbessern, wobei er ermöglicht, daß die unterschiedlichen
Komponenten, insbesondere der Ventilanordnung, einem Testen und
Einstellen
unabhängig voneinander unterworfen werden, um sie auf eine geeignete
Funktion zu prüfen, bevor die Komponenten zusammengebaut werden, um eine
Stoßdämpfereinheit zu vervollständigen, insbesondere bevor der Kolben des
Stoßdämpfers eingebaut wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend angegebene Aufgabe
bei einem hydraulischen Stoßdämpfer, wie er vorstehend angegeben ist,
erreicht, der einen hohlen Kolben besitzt, der ein tassenförmiges
Kolbengehäuse bildet, mit einem Aufnahmeraum, um in diesem abfolgend eine
vormontierte Vorsteuerventileinheit und eine vormontierte
Steuerventileinheit, wobei letztere den Hauptölkanal bildet, aufzunehmen, wobei das
Steuerteil der Steuerventileinheit in einer der Hauptölkammern durch das
offene Ende des Kolbengehäuses ausgesetzt ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist
der hydraulische Stoßdämpfer integral eine Steuerventileinheit, die ein
Vorsteuerventilgehäuse besitzt, das ein Vorsteuerventil aufnimmt, einen
ersten Vorsteuerventllkanal, in dem eine Rückschlagventlleinrichtung
aufgenommen ist, und eine Magnetspule bzw. einen Solenoiden zur Steuerung
des Vorsteuerventils, auf. Die Hauptölkanal-Steuerventileinheit weist
einstückig ein Hauptölkanalgehäuse auf, das den Hauptölkanal und
mindestens einen anderen, zweiten Vorsteuerventilkanal festlegt. Weiterhin
trägt das Hauptölkanalgehäuse das Hauptölkanalsteuerventil, das wiederum
die Unter-Ölkammer festlegt, die eine Fluidverbindung zwischen der
Hauptölkanal-Steuerventileinheit und der Vorsteuerventileinheit jeweils
einrichtet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt der
Stoßdämpfer eine weiche Öffnungs- und Schließcharakteristik des
Hauptölkanals zwischen der oberen und der unteren Hauptölkammer, die an
gegenüberliegenden Seiten einer Kolbendichtungseinrichtung angeordnet sind,
was zu einer schnellen Ansprechcharakteristik der Ventileinrichtung
führt, was irgendeine Vibration der Ventileinrlchtung vermeidet, die den
Hauptölkanalsteuert, und die mit einer hohen Zuverlässigkeit arbeitet.
Gemäß noch einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist das Hauptölkanal-Steuerventil durch ein federvorgespanntes
Teller- bzw. Steuerventil, das einen Hülsenabschnitt besitzt, der
gleitend in einer Ablaßventil- bzw. Teller-Isolationskammer aufgenommen ist
und teilweise die Unter-Ölkammer festlegt, durch einen Ablaß- bzw.
Tellerventilabschnitt, der einen konischen Strömungsführungsabschnitt
aufweist, der zu der angrenzenden Hauptölkammer hin gerichtet ist und den
zweiten Vorsteuerölkanal festlegt, um die Hauptölkammer mit der
Unter-Ölkammer zu verbinden, und durch einen Ventilplattenabschnitt, der
einstückig mit dem Hülsenabschnitt zur Steuerung einer Ventilöffnung durch
eine axiale Bewegung des Hülsenabschnitts gebildet ist, verkörpert, wobei
die Ventilöffnung durch einen unteren Randabschnitt des
Hauptölkanalgehäuses festgelegt ist, der einen Ventilsitz für Klauen bildet, die radial
von dem Umfang des Ventilplattenabschnitts des Steuerventils bzw.
Tellerventils vorstehen, um gegen eine Abstufung des unteren Randbereichs von
oben anzustoßen, wodurch die Ventilöffnung eine Fluidverbindung zwischen
der zugeordneten Hauptölkammer und dem Hauptölkanal in Abhängigkeit der
axialen Position des Steuerventils bzw. Tellerventils einrichtet.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in
den weiteren Unteransprüchen angegeben. Gemäß dem Hauptaspekt der
vorliegenden Erfindung ist die Vorsteuerventileinheit, wobei das
Vorsteuerventilgehäuse das Vorsteuerventil aufnimmt, der erste Vorsteuerkanal und die
lineare Magnetspule bzw. der Solenoid zusammengebaut sind, so
installiert, um eine unabhängige, integrale bzw. einstückige Komponente zu
bilden. Dasselbe ist auf die Steuerventileinheit angewandt, die das
Hauptölkanal-Steuerventil in einem jeweiligen Hauptölkanalgehause
aufweist, der weiterhin auch den Hauptölkanal zwischen den beiden
Hauptölkammern festlegt, wobei die Steuerventileinheit auch eine unabhängige,
integrale Komponente bildet. Beide unabhängigen Komponenten werden
aufeinanderfolgend in einer axialen Richtung in dem Kolbengehäuse durch ein
offenes Ende des Kolbens gestapelt und gesichert. Die
Herstelleffektivltät wird verbessert, da der Zusammenbau einfach ist und jede Komponente
separat hergestellt werden kann. Auch können die Komponenten für das
Vorsteuerventilgehäuse und den Hauptölkanal im voraus zusammengebaut und
getestet werden. Zum Beispiel können Tests mit einer herkömmlichen
Komponenten für das eine System (Vorsteuer- oder Steuerventil) vorgenommen
werden, während die andere Komponente getestet wird. Auf diese Weise wird
die Einstellung und Kalibrierung des Systems erleichtert.
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Weiterhin ist gemäß der anderen bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung, wo der hydraulische Stoßdämpfer eine Unter-Ölkammer aufweist, in
die der Fluiddruck der Hochdruckseite der Hauptölkammer eingeführt wird,
ein Vorsteuerventil vorgesehen, das sich öffnet, wenn der Druck in der
Unter-Ölkammer einen Wert übersteigt, der mittels einer linearen
Magnetspule voreingestellt ist, um Arbeitsöl aus der Unter-Ölkammer zu der
anderen Niederdruck-Hauptölkammer mittels eines Vorsteuerkanals
freizugeben, und ein Steuerventil zum Öffnen und Schließen des Hauptölkanals
zwischen beiden Hauptölkammern in Abhängigkeit des Erhöhens oder
Erniedrigens des differentiellen Drucks zwischen der Unter-Ölkammer und der
Hochdruckseite der Hauptölkammer vorgesehen. Eine verbesserte
Ansprechcharakteristik wird mittels der Formgebung des Steuerventils erreicht, um
ein Steuerventil bzw. Tellerventil mit einem Hülsenabschnitt zu bilden,
der zu der Unter-Ölkammer hin an einem Ende des Ventilplattenabschnitts
des Steuerventils gebildet ist, das an den gegenüberliegenden Enden des
Hülsenabschnitts zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnung gelegt ist,
die eine Verbindung der zugeordneten Hauptölkammer zu dem Hauptölkanal
öffnet. Weiterhin ist es bevorzugt, daß der Ventilplattenabschnitt
ungefähr denselben Durchmesser wie derjenige der Ventilöffnung besitzt, so
daß der Ventilplattenabschnitt mit einer Vielzahl vorspringender Klauen
an dem Umfang davon ausgestattet ist, die in einen abgestuften Bereich
eines Rands des Gehäuses eingreifen oder davon außer Eingriff treten, der
die Ventilöffnung festlegt und einen Ventilsitz bildet, gegen den sich
die vorspringenden Klauen mittels einer axialen Verschiebung des
Steuerventils bzw. Tellerventils anlegen. Demgemäß wird das Steuerventil als
ein Tellerventil bzw. Ablaßventil zum Öffnen und Schließen des
Hauptölkanals aufgebaut und der Durchmesser des Ventilplattenabschnitts des
Tellerventils ist ungefähr entsprechend demselben Durchmesser wie
derjenige
der Ventilöffnung gestaltet, die durch den Ventilplattenabschnitt
des Tellerventils gesteuert werden soll, und dort ist ein axial
anstoßender Eingriff oder eine Lösung des Ventilplattenabschnitts mit oder von
dem abgestuften Bereich des unteren Rands des Steuerventilgehäuses
vorhanden, der die Ventilöffnung festlegt. Wenn sich das Tellerventil öffnet
oder schließt, ist im wesentlichen keine Verzögerung in dem Betrieb des
Tellerventils vorhanden und ein schnelles Ansprechen wird erreicht. Da
dort im wesentlichen keine Uberlappung zwischen dem
Ventilplattenabschnitt und dem zugeordneten Ventilsitz vorhanden ist (d.h. ein
abgestufter Bereich des Rands, der die Ventilöffnung festlegt), ist die
Vibration in der radialen Richtung des Tellerventils aufgrund eines
Drosseleffekts eines engen Ölströmungsspalts unwahrscheinlich, daß sie
auftritt, und deshalb wird ein zuverlässigerer Betrieb des Stoßdämpfers
erreicht.
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Nachfolgend wird die Erfindung in größerem Detail anhand einer
bevorzugten Ausführungsform davon In Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
beschrieben, wobei:
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Fig. 1 zeigt eine schematische Explosionsansicht der unabhängigen,
integralen Vorsteuerventileinheit und der Steuerventileinheit, die dazu
geeignet sind, in das Kolbengehäuse des Dämpfungskolbens des Stoßdämpfers
eingesetzt zu werden.
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Fig. 2 zeigt einen Längsquerschnitt eines Hauptteils einer
Ausführungsform des Stoßdämpfers der vorliegenden Erfindung,
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Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1,
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Fig. 4 zeigt eine schematische Skizze der Hauptkomponenten der
Ventilanordnung, die innerhalb des Kolbens des Stoßdämpfers im wesentlichen in
einer Linie zu Fig. 1 angeordnet ist, die die Ölströmung während des nach
unten gerichteten Kompressionshubs darstellt, und
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Fig. 5 zeigt eine Skizze ähnlich der Fig. 3, die die Ölströmung während
eines Expansionshubs darstellt.
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Fig. 2 stellt einen Zylinder 10 des Stoßdämpfers dar, der einen Kolben 12
aufnimmt, um zwei Hauptölkammern 14 und 16 innerhalb des Zylinders 10
festzulegen. Der Kolben 12 weist ein zylindrisches Kolbengehäuse 18 auf,
wobei ein Ende davon offen ist (siehe Fig. 5). Das andere, geschlossene
Ende des Kolbengehäuses 18 ist mit einem Wulst 22 an einer
Kolbenstange 20 verschweißt. Ein Dichtungsring 24 ist über den äußeren Umfang
des Zylindergehäuses 18 angrenzend an das offene Ende des Kolbens 12
installiert. Da das Kolbengehäuse 18 mit der Kolbenstange 20 auf diese
Weise verschweißt ist, werden Abweichungen der axialen Ausrichtung
zwischen diesen zwei Komponenten reduziert, um die Zusammenbaugenauigkeit zu
verbessern.
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Ein Elektrodenstab 28 ist in eine zentrale Öffnung der Kolbenstange 20
mittels eines Isolators 26 eingesetzt, während eine Elektrode 32 von der
Innenseite des Kolbengehäuses über eine Schraubenfeder 30 eingesetzt ist.
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Wie in Fig. 1 dargestellt ist, nimmt das Kolbengehäuse 18 in einer axial
gestapelten Art und Weise zwei integrale, unabhängige Hauptkomponenten
des Stoßdämpfersystems auf, nämlich eine Vorsteuerventileinheit 40 und
eine Steuerventileinheit 80. Die vormontierte Vorsteuerventileinheit 40
ist eine integrale Einheit, die ein Vorsteuerventilgehäuse 41, ein
Vorsteuerventil 42, einen ersten Vorsteuerventilkanal 44 und eine lineare
Magnetspule 46 aufweist. Ein Solenoidisolationsraum 48 ist an der
Außenseite des Gehäuses 41 oder an der Seite geöffnet, die zu der inneren
Bodenfläche des Kolbengehäuses 18 hin gerichtet ist. Ein Tauchkolben 50
und eine Spulenanordnung 52 sind aufeinanderfolgend in dem
Magnetspulenisolationsraum 48 aufgenommen. Die Spulenanordnung 52 weist ein
Tauchkolbengehäuse 55 auf, das aus einem nicht magnetischen Material hergestellt
ist, wie beispielsweise rostfreier Stahl, das einen Tauchkolben 50
umgibt, und eine Spule 56, die das Gehäuse 54 umgibt, die beide mit
synthetischem
Harz 58 vergossen sind, wobei Elektroden 60 und 62 an der
Oberseite der Anordnung erscheinen. Das Vorsteuerventil 42 ist mit einer
Ventilöffnung 64, die sich zu dem Boden des Gehäuses 41 öffnet, und mit
dem Ventilkörper 66 zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnung 64
versehen. Der Ventilkörper 66 ist ein integral er Teil des Tauchkolbens 50.
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Der erste Vorsteuerkanal 44 ist in dem unteren Teil des
Vorsteuergehäuses 41 angeordnet und erstreckt sich radial von dem Vorsteuerventil 42,
um sich zu der äußeren Umfangsfläche des Vorsteuerventilgehäuses 41 zu
öffnen. Die Öffnungen sind mit Rückschlagventilkugeln 68 versehen, die
dem Arbeitsöl ermöglichen, radial nach außen nicht nur hinsichtlich der
oberen Hauptölströmungskammer 14 zu strömen, sondern einen Ölfluß radial
nach innen von der oberen Hauptölkammer 14 zu blockieren. Der erste
Vorsteuerkanal 44 verzweigt sich nach unten an einer Position radial
innenseitig des Rückschlagventils 68, um sich zu der Bodenoberfläche des
Vorsteuerventilgehäuses 41 zu öffnen und den dritten Vorsteuerkanal 120 zu
verbinden (wie dies weiter später beschrieben wird), der sich durch einen
Hauptölkanalgehäuseabschnitt 81 des Hauptölkanals der
Steuerventileinheit 80 erstreckt.
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Die Vorsteuerventileinheit 40, die auf diese Weise als eine einzelne,
integrale Komponente gebildet ist, ist von der Bodenöffnung des
Vorsteuergehäuses aus eingesetzt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Mit dem
Zusammenbau der Vorsteuerventileinheit 40 drückt die Elektrode 60 in der
Mitte der Magnetspule bzw. des Solenoiden 46 die Elektrode 32, die von
der inneren Bodenoberfläche des Kolbengehäuses 18 vorspringt. Die äußere
Elektrode 62 berührt die innere Bodenoberfläche des Kolbengehäuses 18.
Deshalb strömt ein Erregerstrom der Magnetspule 46 durch den
Elektrodenstab 26 und die Kolbenstange 20. Das Kolbengehäuse 18 ist auch mit
Öffnungen 70 versehen, die die Rückschlagventlle 68 mit der oberen
Hauptölkammer 14 unter dem Zustand verbinden, daß die Vorsteuerventileinheit 40
in dem Kolbengehäuse 18 aufgenommen ist (siehe Fig. 2).
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Eine Hauptölkanalsteuerventileinheit 80, die die Steuerventileinheit
bildet, ist ähnlich als eine integrale Einheit aufgebaut, die in das
Kolbengehäuse 18 eingebaut ist, nachdem die Vorsteuerventileinheit 40
eingesetzt ist (siehe Fig. 1). Die Hauptölkanalsteuerventileinheit 80
weist integral ein Hauptölkanalgehäuse 81, das ein Steuer- bzw.
Tellerventil 82 mit einem Teller- bzw. Steuerventilabschnitt 83 umfaßt, und
einen Hauptölkanal 84 auf. Der Hauptölkanal 84 verbindet Öffnungen 86,
die an der Seite des Kolbengehäuses 18 vorgesehen sind, mit einer
Öffnung 88, die an der Bodenoberfläche des Hauptölkanalgehäuses 81
vorgesehen ist. Die Ventilöffnung 88 verbindet eine
Tellerventilisolationskammer 90, die sich an der Oberseitenoberfläche des Hauptölkanalgehäuses 81
öffnet. Der innere Durchmesser der Isolationskammer 90 ist größer als
derjenige der Ventilöffnung 88 gestaltet. Ein horizontaler
Stufenabschnitt 92 ist an dem Randbereich des Gehäuses 81 gebildet, der die
Ventilöffnung 88 festlegt und zu der Isolationskammer 90 hin gerichtet ist.
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Um den Hauptölkanal 84 zu steuern, der die Verbindung zwischen den zwei
Hauptölkammern 14 und 16 in Abhängigkeit der axialen Position des
Steuerventils 82, genauer gesagt einen Hülsenabschnitt 100 davon (wie dies
nachfolgend erläutert wird), einrichtet oder blockiert, ist das
Steuerventil 82 in der Steuerventilisolationskammer 19 von oben aufgenommen und
weist einen konischen Strömungsführungsabschnitt 94 auf, um eine laminare
Ölströmung zu schaffen, der von unten von einem Ablaß- bzw.
Tellerventilabschnitt 83 vorsteht, so daß er der unteren Hauptölkammer 14 ausgesetzt
ist. Weiterhin weist das Tellerventil 82 einen Ventilplattenabschnitt 96
zum Eingreifen in den abgestuften Bereich 92, der die Ventilöffnung 88
festlegt, eine ringförmige Nut 98, die zu dem innenseitigen Ende des
Hauptölkanals 84 hin gerichtet ist, und einen Hülsenabschnitt 100, der
integral den Ventilplattenabschnitt 96 und die zuvor angegebene
ringförmige Nut 98 aufweist, auf, wobei der Hülsenabschnitt 100 dazu geeignet
ist, axial in die Isolationskammer 90 zu gleiten, um die Ventilfunktion
eines Öffnens oder Blockierens des Hauptölkanals 84 zu liefern. Wie in
den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist der Radius r1 ungefähr gleich
demjenigen des Hülsenabschnitts 100 mit radial vorspringenden Klauen 102,
die an vier umfangsmäßig beabstandeten Positionen angeordnet sind. Die
Ventilöffnung
88 wird durch den Kontakt dieser Klauen 102 mit dem
abgestuften Bereich 92 geschlossen. Hier ist der Radius r2 des
Hülsenabschnltts 100 größer als der Radius r1 der Ventilöffnung 88. Die Beziehung
zwischen dem Flächenbereich S&sub1; (=..r1²) ..(r3² - r1²)²
= 2..r1² zum Aufnehmen des nach oben gerichteten Drucks an dem
Ventilplattenabschnitt 100 und dem Flächenbereich S&sub2; = (..(r2² - r1²) zum
Aufnehmen des nach oben gerichteten Drucks an dem abgestuften Bereich 92
ist zum Beispiel auf S&sub1; - 2S&sub2; gesetzt.
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Eine Ausnehmung in dem Hülsenabschnitt 100 öffnet sich zu der
Isolationskammer 90 und bildet eine Unter-Ölkammer 104, die zu dem
Vorsteuerventil 42 hin gerichtet ist. Eine Schraubenfeder 106 ist in der Ausnehmung
aufgenommen, um eine Vorspannkraft in der Richtung eines Schließens der
Öffnung 8 mit dem Tellerventil 82 auszuüben, um so das Tellerventll 82 in
eine nach unten gerichtete Ruheposition zu drücken, um den
Hauptölkanal 84 zu blockieren.
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Ein Tellerventil bzw. Steuerventil 82 ist mit einem anderen, zweiten
Vorsteuerkanal 112 zum Zuführen von Arbeitsöl von der unteren
Hauptölkammer 16 zu der Unter-Ölkammer 104 mittels einer Öffnung 108 (siehe
Fig. 2), die in dem konischen Führungsabschnitt 94 vorgesehen ist, und
einem Rückschlagventil 110 versehen. Eine ringförmige Nut 98 an dem
umfangsmäßigen Flächenbereich des Hülsenabschnitts 100 ist mit einer
Öffnung 114 zum Einführen von Arbeitsöl von der oberen Hauptölkammer 14 zu
der Unter-Ölkammer 104 mittels des Hauptölkanals 84 und einem
Rückschlagventil 116, das der Öffnung 114 zugeordnet ist, versehen.
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Wie schon vorstehend erwähnt ist, ist das Hauptölkanalgehäuse 81 mit
einem dritten Vorsteuerkanal 120 versehen, der an dem Tellerventil 82
vorbeiführt und mittels des Rückschlagventils 118 an dem ersten
Vorsteuerkanal 44 des Vorsteuerventils 42 verbunden ist, um Arbeitsfluid von dem
ersten Vorsteuerkanal 44 zu der unteren Hauptölkammer 16 einzuführen.
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Um den Kolben 12 zusammenzubauen, werden die Teile jeweils in dem
Vorsteuerventilgehäuse
41 und dem Hauptölkanalgehäuse 81 als vorbereitete
Baueinheiten installiert und dann werden diese zuvor zusammengebauten
Einheiten in Folge in dem Kolbengehäuse 18 installiert, wie dies in
Fig. 1 dargestellt ist. Der offene Rand des Kolbengehäuses 18 ist
umgefaltet, um die zwei Einheiten 40, 80 zu sichern. Dichtungsringe 122, 124,
126, 128 und 130, wie beispielsweise 0-Ringe, sind an geeigneten
Positionen eingesetzt.
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Nachfolgend wird die Betriebsweise des Stoßdämpfers gemäß dieser
Ausführungsform erläutert. Während des Kompressionshubs (zusammengeschoben),
wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, wird der Kolben 12 nach unten
gedrückt, wie dies durch den Pfeil in der Figur angezeigt ist. Als Folge
steigt der Druck in der unteren Hauptölkammer 16 an und das unter Druck
gesetzte Öl strömt durch die Öffnung 108, den zweiten Vorsteuerkanal 112
und das Absperrventil 110 zu der Unter-Ölkammer 104, um zu bewirken, daß
ein Druck in der Unter-Ölkammer 104 ansteigt. Andererseits öffnet sich,
wenn der Ventilkörper 66 des Vorsteuerventils 44 die Ventilöffnung 64 mit
einer Kraft schließt, die durch einen Erregungsstrom in der linearen
Magnetspule 46 vorbestimmt ist, das Vorsteuerventil 42, wenn der Druck in
der Unter-Ölkammer 104 den vorbestimmten Wert, wie er durch das
Vorsteuerventil 42 vorgegeben ist, übersteigt, und das Arbeitsöl entweicht aus
dem ersten Vorsteuerkanal 44 durch das Rückschlagventil 68 zu der oberen
Hauptölkammer. Als Folge wird der Druck in der Unter-Ölkammer 104
reduziert und das Teller- bzw. Steuerventil 82 wird durch den höheren Öldruck
innerhalb der unteren Hauptölkammer 16 aufgedrückt, was den
Ventilplattenabschnitt 96 so führt, um sich von dem abgestuften Bereich 92 der
Ventilöffnung 88 weg zu bewegen. Anders ausgedrückt öffnet sich der
Hauptölkanal 84 und Arbeitsöl strömt von der unteren Hauptkammer 16 zu
der oberen Hauptölkammer 14. Wenn der differentielle Druck zwischen den
beiden Hauptkammern 14 und 16 unterhalb eines vorbestimmten Werts
abfällt, wird das Vorsteuerventil 42 zurück mittels der Vorspannfederkraft
der Schraubenfeder 106 gedrückt, um den Hauptölkanal 84 wieder zu
schließen. Während einer Wiederholung der vorstehend beschriebenen
Vorgänge bewegt sich der Kolben 12 nach unten.
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Während eines Rückstellhubs, d.h. einer expandierenden, nach oben
gerichteten Bewegung des Stoßdämpfers, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist,
steigt der Druck in der oberen Hauptölkammer 14 an, wenn der Kolben 12
nach oben gezogen wird, wie dies in der Figur angezeigt ist, und der
Druck wird über den Hauptölkanal 84 über die ringförmige Nut 98 des
Ablaß- bzw. Tellerventils 82 abgelassen, um eine Ölströmung von der
ringförmigen Nut 98 durch die Öffnung 114 und das Rückschlagventil 116 zu der
Unter-Ölkammer 104 einzulassen. Wenn der Druck in der Unter-Ölkammer 104
den Wert übersteigt, der mittels der linearen Magnetspule 46 vorab
eingestellt ist, öffnet sich das Vorsteuerventil 42 und Arbeitsöl entweicht
durch die Steueröffnung 44, das Rückschlagventil 118 und den dritten
Vorsteuerkanal 120 zu der unteren Hauptölkammer 16. Als Folge davon fällt
der Druck davon in der Unter-Ölkammer 104 ab und das Steuerventil 82
bewegt sich nach oben, um den Hauptölkanal 84 zu öffnen. Demzufolge
strömt das Arbeitsöl von der oberen Hauptölkammer 14 zu der unteren
Hauptölkammer 16 und, wenn der differentielle Druck zwischen beiden
Hauptölkammern 14, 16 unterhalb eines spezifischen Werts abfällt, wird
der Hauptölkanal 84 durch das Steuerventil 82 geschlossen. Während einer
Wiederholung der vorstehend beschriebenen Vorgänge bewegt sich der
Kolben 12 nach oben.
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Wenn der Durchmesser r1 des Ventilplattenabschnitts 96 des
Steuerventils 82 ungefähr gleich demjenigen der Ventilöffnung 88 eingestellt wird
und das Steuerventil 82 durch den Kontakt der Klauen 102 des
Ventilplattenabschnitts 96 mit dem abgestuften Bereich 92 geschlossen wird, besteht
im wesentlichen keine Uberlappung zwischen dem Ventilplattenabschnitt 96
und der Ventilöffnung 88 in der radialen Richtung. Als Folge davon
vibriert das Steuerventil 82 nicht und der Vorgang ist weich. Anders
ausgedrückt wird, da fast keine radiale Überlappung zwischen dem
Ventilplattenabschnitt 96 und der Ventilöffnung 88 besteht, eine Kraft, die den
Ventilplattenabschnitt 96 zu dem abgestuften Bereich 92 hin anzieht,
geschwächt, gerade dann, wenn der Druck herabgesetzt wird, wenn Arbeitsöl
durch den verengten Spalt zwischen den zwei Komponenten hindurchströmt.
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Wie bereits beschrieben ist, ist, da der Flächenbereich S&sub1; zum
Aufnehmen des nach oben gerichteten Drucks an dem Ventilplattenabschnitt 96 des
Steuerventils 82, der durch den Durchmesser der Ventilöffnung 88
definiert ist, und der Flächenbereich S&sub2; zum Aufnehmen des nach oben
gerichteten Drucks an der ringförmigen Nut 98 so sind, daß sie in der
Beziehung S&sub1; = 2S&sub2; stehen, der Druck, bei dem das Steuerventil 82
beginnt, sich während eines Expansionshubs zu öffnen, zweimal demjenigen
Druck während eines Kompressionshubs, wenn der Erregungsstom in der
linearen Magnetspule dahingehend angenommen wird, daß er sowohl bei dem
Ausdehnungs- als auch dem Kompressionshub oder der -seite unverändert
bleibt. Deshalb kann die Dämpfungskraft während eines Ausdehnungshubs
zweimal derjenigen während eines Kompressionshubs eingestellt werden.
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Durch die vorliegende Erfindung kann, die die Vorsteuerventileinheit 40
und die Steuerventileinheit 80 als unabhängige, integrale Einheiten
festlegt, die eine hinter der anderen entlang der axialen Richtung eines
Dämpfungskolbens aufgenommen sind, die Fertigungseffektivität verbessert
werden und ein einzelnes Testen der Komponenten des Stoßdämpfers wird
erleichtert. Demzufolge werden präzise Einstellungen aller Komponenten
verbessert.
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Weiterhin wird aufgrund der Auswahl der Steuerventileffektivität in der
axialen Richtung, um einen Hauptölkanal zu steuern, eine verbesserte
Ansprechcharakteristik des gesamten Systems erreicht und Vibrationen des
Steuerventils aufgrund eines drosselnden Effekts werden vermieden oder
zumindest minimiert.