DE10138195C1

DE10138195C1 - Vibration damper comprises a second speed-dependent damping valve restricted to a damping force region from which a first damping valve is effective in the intermediate wall

Info

Publication number: DE10138195C1
Application number: DE2001138195
Authority: DE
Inventors: Dieter Lutz
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-06
Anticipated expiration: 2021-08-04
Also published as: FR2828254B1; FR2828254A1

Abstract

Vibration damper comprises a cylinder filled with damping medium and containing an axially moving piston and piston rod equipped with damping valves for two movement directions. A second speed-dependent damping valve (25) is restricted to a damping force region from which a first damping valve (23) is effective in the intermediate wall. The second damping valve is formed by a valve disk (37) pre-tensioned in the opening direction by a spring (41) and pre-tensioned within the operating chamber (11) next to an equalization chamber (17) in the closing direction. Preferred Features: The spring is a disk spring controlling the connection of the operating chamber in the direction of the equalization chamber.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a vibration damper according to the monotube principle the preamble of claim 1.

Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip sind schon seit langem bekannt. Bei einem Einrohrschwingungsdämpfer stützt sich ein komprimiertes Dämpfvolu men bei einfahrender Kolbenstange auf einem vorgespannten Ausgleichsraum ab. Daraus folgt zwangsläufig, dass die erreichbare Dämpfkraft vom Druckniveau des Ausgleichsraums abhängig ist, da bei einer größeren Kraft das komprimierte Vo lumen nicht durch ein Kolbenventil verdrängt wird, sondern im Extremfall voll ständig gegen den Ausgleichsraum verschoben wird, womit wiederum hohe Fe derkräfte verbunden sind.Vibration dampers based on the single-tube principle have been known for a long time. A compressed damping volume is supported with a single-tube vibration damper men with a retracted piston rod on a prestressed compensation room. From this it follows inevitably that the achievable damping force from the pressure level of the Compensation room is dependent, since the compressed Vo lumen is not displaced by a piston valve, but in extreme cases is full is constantly shifted towards the compensation space, which in turn means high Fe forces are connected.

Wie in der DE 38 40 352 A1 bereits ausführlich dargelegt wurde, begründet ein hohes Druckniveau im Ausgleichsraum erheblich Nachteile. Neben den großen Reibungsverlusten gilt es, eine sehr stark temperaturempfindliche Ausfahrkraft zu berücksichtigen. Deswegen hat man schon bei der DE 11 50 289 C oder DE 25 51 516 B2 ein Bodenventil zwischen dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum und dem Ausgleichsraum eingesetzt. In dem Maße, wie man die Öffnungskräfte am Bodenventil vorwählt, kann man die Vorspannung im Ausgleichsraum reduzieren. Trotz des Einsatzes des Bodenventils hat man das Bedürfnis, den Federungskom fort bei einem Einrohrschwingungsdämpfer zu erhöhen. Bei einem in seiner Aus gangsstellung geschlossenen Bodenventil wird die Minimaldämpfung von der Mindestöffnungskraft des Bodenventils bestimmt. Daraus folgt, dass zwar die Reibungsprobleme und der Einfluss der temperaturabhängigen Ausfahrkraft redu ziert, jedoch der Komfortanspruch an einen Einrohrschwingungsdämpfer nicht im gewünschten Maße erreicht werden konnte.As already explained in detail in DE 38 40 352 A1, justifies one high pressure level in the compensation chamber has considerable disadvantages. Besides the big ones Frictional losses require a very temperature-sensitive extension force consider. That is why you already have in DE 11 50 289 C or DE 25 51 516 B2 a bottom valve between the working chamber remote from the piston rod and the compensation room used. To the extent that the opening forces on the If you select the bottom valve, you can reduce the preload in the compensation chamber. Despite the use of the bottom valve, there is a need to use the suspension comm continue to increase with a monotube vibration damper. With one in his out bottom position is the minimum damping of the Minimum opening force of the bottom valve determined. It follows that the Friction problems and the influence of the temperature-dependent extension force reduced adorns, but not the comfort requirement of a single-tube vibration damper desired dimensions could be achieved.

Die FR 2 618 507 (US 4 972 928) beschreibt einen Schwingungsdämpfer, um fassend einen mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinder, in dem eine Kolben stange zusammen mit einem Kolben axial beweglich, der mit Dämpfventilen für beide Bewegungsrichtungen bestückt ist, angeordnet ist, wobei ein druckvorge spannter Ausgleichsraum zu den vom Kolben getrennten Arbeitsräumen vorliegt, der wiederum zu einem der beiden Arbeitsräume über eine Zwischenwand ge trennt ist, die mit einem zusätzlich zum Kolbenventil wirksamen ersten und für dieselbe Durchströmungsrichtung zweiten geschwindigkeits wirksamen Dämpf ventil bestückt ist, Schwingungsdämpfer, umfassend einen mit einem Dämpfme dium gefüllten Zylinder, in dem eine Kolbenstange zusammen mit einem Kolben axial beweglich, der mit Dämpfventilen für beide Bewegungsrichtungen bestückt ist, angeordnet ist, wobei ein druckvorgespannter Ausgleichsraum zu den vom Kolben getrennten Arbeitsräumen vorliegt, der wiederum zu einem der beiden Arbeitsräume über eine Zwischenwand getrennt ist, die mit einem zusätzlich zum Kolbenventil wirksamen ersten und für dieselbe Durchströmungsrichtung zweiten geschwindigkeits wirksamen Dämpfventil bestückt ist. Das erste und das zweite Dämpfventil in der Zwischenwand sind in ihrer Wirkung parallel geschaltet. FR 2 618 507 (US 4 972 928) describes a vibration damper to holding a cylinder filled with a damping medium, in which a piston rod axially movable together with a piston, which with damping valves for both directions of movement is equipped, is arranged, with a printing there is a tight compensation space to the work rooms separated from the piston, which in turn ge to one of the two work rooms via a partition is separated, which with an effective in addition to the piston valve first and for same flow direction second velocity effective damping valve is equipped, vibration damper, comprising one with a damping arm dium-filled cylinder in which a piston rod together with a piston axially movable, which is equipped with damping valves for both directions of movement is arranged, wherein a pressure-preloaded compensation space to that of Pistons separate work rooms, which in turn to one of the two Working spaces are separated by a partition, which is in addition to the Piston valve effective first and second for the same flow direction speed-effective damping valve is equipped. The first and the second Damping valves in the partition are connected in parallel in their effect.

Die DE 38 13 402 A1 und die DE 42 38 728 A1 beschreiben einen Schwin gungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip, bei dem geschwindigkeitsabhängig ein Dämpfventil im Kolben geschlossen werden kann. Eine derartige Lösung hat kei nen Einfluss auf den notwendigen Druck im Ausgleichsraum, da das einfahrende Volumen der Kolbenstange in Form von Dämpfmedium durch das Ventil in der Zwischenwand zwischen dem Ausgleichsraum und dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum strömen muss. Wird das Ventil in der Kolbenstange im Hinblick auf eine komfortabel Dämpfkraft bei geringen Einfederungsgeschwindigkeiten ten denziell weich ausgelegt, dann muss der Druck im Ausgleichsraum zumindest derart hoch sein, dass das von dem Kolben verdrängte Volumen nicht einfach gegen das Gaspolster des Ausgleichsraums verschoben wird.DE 38 13 402 A1 and DE 42 38 728 A1 describe a Schwin gung damper according to the one-pipe principle, in which depending on the speed Damping valve in the piston can be closed. No such solution has influence on the necessary pressure in the compensation room, since the retracting Volume of the piston rod in the form of damping medium through the valve in the Partition between the compensation chamber and the piston rod distant Workspace must flow. Will the valve in the piston rod with regard to a comfortable damping force at low compression speeds designed to be soft, then the pressure in the compensation chamber must at least be so high that the volume displaced by the piston is not easy is moved against the gas cushion of the compensation room.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip im Hinblick auf temperaturabhängige Ausfahrkraft und Komfortver halten zu optimieren.The object of the present invention is to provide a vibration damper according to the Single tube principle with regard to temperature-dependent extension force and comfort ver keep optimizing.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen dem Aus gleichsraum und dem benachbarten Arbeitsraum neben dem Dämpfventil in der Zwischenwand ein zweites geschwindigkeitsabhängig wirksames Dämpfventil angeordnet ist, dessen Dämpfkraft auf einen Dämpfkraftbereich begrenzt ist, ab dem das erste Dämpfventil in der Zwischenwand wirksam wird.According to the invention the object is achieved in that between the off same room and the adjacent work room next to the damping valve in the Partition wall a second speed-dependent damping valve is arranged, the damping force of which is limited to a damping force range which the first damping valve in the partition is effective.

Die Verwendung von drei Dämpfventilen, von denen das zweite Dämpfventil als Schalter für das erste Dämpfventil innerhalb der Zwischenwand fungiert, ermög licht es, dass bis zu einer definierten Hubgeschwindigkeit des Kolbens nur das Kolbenventil eine Dämpfkraft erzeugt, da der offene Querschnitt des zweiten Dämpfventils entsprechend groß gewählt wurde. In diesem Dämpfkraftbereich benötigt man auch nur eine geringe Vorspannung im Ausgleichsraum. Wird eine sehr hohe Dämpfkraft benötigt, dann wirken das Kolbenventil und das erste Dämpfventil in der Zwischenwand zusammen. Insgesamt erhält man die Kombi nationsmöglichkeit eines geringen Drucks im Ausgleichsraum mit einer großen Dämpfkraftspreizung. The use of three damping valves, one of which is the second damping valve Switch for the first damping valve acts within the partition, enables it is clear that only up to a defined stroke speed of the piston Piston valve generates a damping force because of the open cross section of the second Damping valve was chosen accordingly large. In this damping force range you only need a small preload in the compensation room. Will one very high damping force is required, then the piston valve and the first act Damping valve in the partition. Overall, you get the station wagon Possibility of a low pressure in the compensation chamber with a large one Dämpfkraftspreizung.

Im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Bauraum wird die Feder von einer Tellerfeder gebildet, die die Verbindung vom Arbeitsraum in Richtung des Aus gleichsraums steuert. Dabei ist vorgesehen, dass die Tellerfeder auf einer Ventil sitzfläche zur Anlage kommt und die Verbindung vom Arbeitsraum zum Ausgleichsraum steuert. Die Tellerfeder selbst stellt eine Ventilscheibe dar.In view of the available space, the spring is one Disc spring formed, which connects the work area towards the off same room controls. It is provided that the plate spring on a valve seat comes to the system and the connection from the work room to the Compensation room controls. The disc spring itself represents a valve disc.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the following description of the figures become.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 Schwingungsdämpfer in Gesamtdarstellung Fig. 1 vibration damper in an overall view

Fig. 2 Zwischenwand im Schnitt Fig. 2 partition in section

Fig. 3 Detaildarstellung zur Fig. 2 Fig. 3 detailed view for Fig. 2

Die Fig. 1 zeigt einen Schwingungsdämpfer nach dem Einrohrprinzip, der eine axial bewegliche Kolbenstange 3 zusammen mit einem Kolben 5 innerhalb eines Zylinder 7 aufweist. Für die Erfindung ist es unerheblich, ob es sich um einen Einrohr- oder Zweirohrschwingungsdämpfer nach dem Einrohrdämpferprinzip handelt, d. h., dass ein Ausgleichsraum unter einer Druckvorspannug steht. Der Kolben 5 teilt den Zylinder 7 in einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 9 und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11, die beide mit einem Dämpfmedium, in der Regel einem Öl, vollständig gefüllt sind. Zwischen den Arbeitsräumen sind im Kolben Strömungsverbindungen ausgeführt, die Teile von Dämpfventilen 13; 15 darstellen. Fig. 1 shows a vibration damper according to the Einrohrprinzip having an axially movable piston rod 3, together with a piston 5 within a cylinder 7. It is irrelevant to the invention whether it is a single-tube or two-tube vibration damper based on the single-tube damper principle, that is to say that an equalization chamber is under a pressure preload. The piston 5 divides the cylinder 7 into a working chamber 9 on the piston rod side and a working chamber 11 remote from the piston rod, both of which are completely filled with a damping medium, usually an oil. Flow connections are made in the piston between the working spaces, the parts of damping valves 13 ; 15 represent.

Das ein- und ausfahrende Volumen der Kolbenstange 3 wird von einem Aus gleichsraum 17 kompensiert. Es besteht die Möglichkeit, dass ein axial bewegli cher Trennkolben zu einem Gasraum angeordnet ist oder wie in diesem Fall, ein Druckbehälter, wie er beispielsweise aus der DE 198 35 222 A1 bekannt ist. The retracting and extending volume of the piston rod 3 is compensated by an equalization space 17 . There is the possibility that an axially movable separating piston is arranged in relation to a gas space or, as in this case, a pressure vessel, as is known for example from DE 198 35 222 A1.

Zwischen dem Ausgleichsraum 17 und dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 ist eine Zwischenscheibe 21 axial fest mit dem Zylinder 7 verbunden. In der Zwi schenscheibe 21 ist zusätzlich zum Kolbenventil 15 ein erstes wirksames Dämpf ventil 23, ein zweites geschwindigkeitsabhängiges Dämpfventil 25 und ein Rück schlagventil 27 ausgeführt.Between the compensation chamber 17 and the working chamber 11 remote from the piston rod, an intermediate plate 21 is axially fixed to the cylinder 7 . In the intermediate disc 21 , in addition to the piston valve 15, a first effective damping valve 23 , a second speed-dependent damping valve 25 and a check valve 27 are executed.

Die Fig. 2 und verdeutlichen den konkreten Aufbau der Zwischenwand 21. In der Zwischenwand 21 sind konzentrisch zwei Gruppen von Verbindungskanälen 29, 31 zwischen dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 und dem Ausgleichsraum 17 ausgeführt. Die radial innenliegenden Verbindungskanäle 29 werden an ihrer Austrittsöffnung von mindestens einer Ventilscheibe 33 abgedeckt, die das erste Dämpfventil 23 bilden. Aus Richtung des kolbenstangenfernen Arbeitsraums 11 liegt auf einem Ventilsitz 35 eine Ventilscheibe in der Bauform einer Tellerfe der 41, die in Öffnungsrichtung auf eine Ventilscheibe 37 wirkt. Dadurch ergibt sich, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ein Spalt 43 zwischen der Ventilscheibe und dem Ventilsitz, der wiederum unterhalb eines Grenzwertes das in Einfahrichtung der Kolbenstange verdrängte Dämpfmediumvolumen möglichst reibungsfrei durch die äußeren Verbindungskanäle 31 strömen lässt. Figs. 2 and illustrate the specific structure of the intermediate wall 21. In the intermediate wall 21 , two groups of connecting channels 29 , 31 are designed concentrically between the working chamber 11 remote from the piston rod and the compensation chamber 17 . The radially inner connecting channels 29 are covered at their outlet opening by at least one valve disk 33 , which form the first damping valve 23 . From the direction of the working chamber 11 remote from the piston rod, on a valve seat 35 there is a valve disk in the form of a Tellerfe of 41 , which acts on a valve disk 37 in the opening direction. This results, as shown in Fig. 3 it can be seen, a gap 43, which in turn can be friction-free as possible to flow through the external connection channels 31 between the valve disc and the valve seat below a limit value, the displaced in Einfahrichtung the piston rod Dämpfmediumvolumen.

Steigt der Arbeitsdruck im kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11, so wirkt dieser gegen die Kraft der Tellerfeder 41, wodurch die Tellerfeder auf dem Ventilsitz 35 zur Anlage kommt und die äußeren Verbindungskanäle 31 verschließt. Damit steht das sich öffnende erste Dämpfventil 23 als Verbindung zwischen dem kol benstangenfernen Arbeitsraum 11 und dem Ausgleichsraum 17 zur Verfügung. Das zweite Dämpfventil 25 wirkt wie ein Schalter, der einerseits die äußeren Verbindungskanäle 31 unterbricht, aber aufgrund der Druckverhältnisse im kol benstangenfernen Arbeitsraum 11 das Dämpfventil 23 wirksam werden lässt.If the working pressure in the working chamber 11 remote from the piston rod increases, this acts against the force of the plate spring 41 , as a result of which the plate spring comes to rest on the valve seat 35 and closes the outer connecting channels 31 . Thus, the opening of the first damping valve 23 is available as a connection between the working chamber 11 remote from the piston rod and the compensation chamber 17 . The second damping valve 25 acts as a switch that interrupts the outer connecting channels 31 on the one hand, but allows the damping valve 23 to take effect due to the pressure conditions in the working chamber 11 remote from the piston rod.

Die Erfindung ermöglicht eine geringe Druckvorspannung im Ausgleichsraum 17 im Verhältnis zu einem Einrohrschwingungsdämpfer ohne zusätzlich Ventile in der Zwischenscheibe und eine große Spreizung der Dämpfkraft in Einfahrrichtung der Kolbenstange. In Ausfahrrichtung hebt die Tellerfeder 41 vom Ventilsitz 35 ab, so dass das zweite geschwindigkeitsabhängige Dämpfventil 25 auch die Funktion des Rückschlagventils 27 für die Rückströmung vom Ausgleichsraum 17 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 mit nur sehr geringem Drosselverlust er möglicht.The invention enables a low pressure preload in the compensation chamber 17 in relation to a single-tube vibration damper without additional valves in the intermediate plate and a large spread of the damping force in the direction of retraction of the piston rod. In the extension direction, the plate spring 41 lifts off the valve seat 35 , so that the second speed-dependent damping valve 25 also enables the check valve 27 to function for the backflow from the compensation chamber 17 into the working chamber 11 remote from the piston rod, with only a very small throttle loss.

Claims

1. Vibration damper, comprising a cylinder filled with a damping medium, in which a piston rod together with a piston axially movable, which is equipped with damping valves for both directions of movement, is arranged, with a pressure-preloaded compensation chamber for the working spaces separate from the piston, which in turn is present is separated from one of the two working spaces by an intermediate wall which is equipped with a first damping valve which is effective in addition to the piston valve and has a second speed-effective damping valve for the same flow direction, characterized in that the second speed-dependent damping valve ( 25 ) is limited to a damping force range which the first damping valve ( 23 ) takes effect in the intermediate wall ( 21 ) and the second damping valve ( 25 ) is formed by a valve disc ( 37 ) which is biased in the opening direction by a spring ( 41 ) and from a back pressure within the compensation chamber ( 17 ) adjacent work space ( 11 ) is biased in the closing direction.

2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the spring is formed by a plate spring ( 41 ) which controls the connection from the working space ( 11 ) in the direction of the compensation space ( 17 ).

3. Vibration damper according to claim 2, characterized in that the plate spring ( 41 ) comes to rest on a valve seat surface ( 35 ) and the connection from the working chamber ( 11 ) to the compensation chamber ( 17 ) is controlled.