DE4008326C1

DE4008326C1 - Variable hydraulic vibration damper for vehicle suspension - has spring-supported plunger settable in at least two positions and switching in corresp. by=pass

Info

Publication number: DE4008326C1
Application number: DE19904008326
Authority: DE
Inventors: Hubert 5208 Eitorf De Beck
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1991-07-18
Anticipated expiration: 2010-03-16

Abstract

The piston (2) of a hydraulic vibration damper has an electromagentically actuated valve (11) plunger (7), axially sliding in a valve housing (10) and cooperating with a piston flow channel (15) to control the damping force at least partially. The valve plunger is supported by at least two springs (8,9) acting against the electromagnet. A stop and counter surface (12,13) allow the valve plunger to be set to at least one intermediate position between its end positions. USE/ADVANTAGE - Three or more valve plunger positions possible with single e.m. valve to match road conditions.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen, regelbaren Schwingungsdämpfer mit einem an einer Kolbenstange befestigten Kolben, der einen Arbeitszylinder in zwei mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllte Arbeitsräume unterteilt, wobei mindestens teilweise zur Steuerung der Dämpfungskraft ein elektromagnetisch betätigbarer und axial beweglich, in einem Gehäuse aufgenommener Ventilkörper eines Ventiles einen Durchflußkanal beaufschlagt, daß der Ventilkörper gegen das Gehäuse abgestützt ist und die Federkraft gegen die Magnetkraft des Elektromagneten gerichtet ist.The invention relates to a hydraulic, adjustable vibration damper with one on a piston rod attached piston that a working cylinder in two working rooms filled with damping fluid divided, at least partially to control the Damping force an electromagnetically actuated and axially movable, valve body accommodated in a housing a valve acts on a flow channel, that the valve body is supported against the housing and the spring force against the magnetic force of the electromagnet is directed.

Es sind bereits hydraulische Schwingungsdämpfer bekannt (z. B. DE-AS 12 42 945), deren Dämpfungscharakteristik durch Ändern des Flusses des hydraulischen Dämpfungsmittels durch die Dämpfungsventile elektromagnetisch regelbar ist. Dabei ist eine Bypaßverbindung vorgesehen, die zur Regelung der Dämpfungskraft in der Zugstufe dient. Zur Änderung der Dämpfungskraft bei unterschiedlichen Straßenbedingungen in der Zugstufe ist in der Bypaßverbindung ein elektromagnetisch steuerbares Ventil vorgesehen. Der Durchflußkanal wird über den Ventilkörper und dieser über einen Elektromagneten gesteuert. Hydraulic vibration dampers are already known (e.g. DE-AS 12 42 945), their damping characteristics by changing the flow of the hydraulic damping agent through the damping valves electromagnetic is adjustable. A bypass connection is provided to regulate the damping force in the rebound serves. To change the damping force at different Rebound road conditions is in the Bypass connection an electromagnetically controllable valve intended. The flow channel is through the valve body and this is controlled by an electromagnet.

Darüber hinaus sind Schwingungsdämpfer für Fahrzeuge bekannt (z. B. DE-OS 37 12 477), bei denen mindestens teilweise zur Steuerung der Dämpfungskraft ein elektromagnetisch betätigbares Ventil einen Durchflußkanal beaufschlagt. Dabei soll eine variable Dämpfungsanpassung ermöglicht werden, wobei über ein variabel steuerbares Dämpfungsventil eine beliebig verstellbare Dämpfung der Zug- und Druckstufe erzielt werden kann. Die Schaltung des Elektromagneten dient dazu, daß sich der Ventilkörper entweder in einer Offen- oder einer Schließstellung befindet, so daß insgesamt zwei Dämpfungskraftkennlinien gesteuert werden können.In addition, vibration dampers for vehicles known (e.g. DE-OS 37 12 477), in which at least partially electromagnetic to control the damping force actuatable valve a flow channel acted upon. A variable damping adjustment is intended be made possible, with a variable controllable damping valve any adjustable Damping the rebound and compression can be achieved. The circuit of the electromagnet serves that the valve body in either an open or a Closed position is, so that a total of two damping force characteristics can be controlled.

Des weiteren sind hydraulisch regelbare Schwingungsdämpfer bekannt (FR-PS 11 30 625), bei denen der Kolben in der Druckstufe konventionelle Ventile aufweist und in der Zugstufe zur Steuerung der Dämpfungskraft ein elektromagnetisch betätigbares Ventil vorgesehen ist. In einem Gehäuse ist ein axial beweglicher Ventilkörper zur Steuerung eines Durchflußkanales untergebracht, wobei der Ventilkörper gegen das Gehäuse abgestützt und eine Feder gegen die Magnetkraft des Elektromagneten gerichtet ist. Der Ventilkörper soll zwar zur Erzielung unterschiedlicher Dämpfungskräfte auch Zwischenstellungen einnehmen können, jedoch sind für das Einhalten von exakten Zwischenstellungen keine konkreten Vorkehrungen getroffen.There are also hydraulically adjustable vibration dampers known (FR-PS 11 30 625), in which the piston has conventional valves in the pressure stage and in the rebound to control the damping force electromagnetically actuated valve is provided. In a housing is an axially movable valve body for Control of a flow channel housed, wherein the valve body is supported against the housing and a Spring directed against the magnetic force of the electromagnet is. The valve body is intended to achieve this different damping forces also intermediate positions can take, however, are for compliance no precise intermediate positions Precautions taken.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schwingungsdämpfer mit einem elektromagnetisch betätigbaren Ventil so weiterzubilden, daß der Ventilkörper des Ventiles zur Erzeugung von mindestens drei Dämpfungskraftkennlinien in mindestens zwei Positionen einstellbar ist und in der jeweiligen Positionen einstellbar ist und in der jeweiligen Position einen entsprechenden Bypaß schaltet.The object of the invention is a vibration damper with an electromagnetically actuated valve like this to further develop that the valve body of the valve for Generation of at least three damping force characteristics is adjustable in at least two positions and in the respective positions is adjustable and in the respective position switches a corresponding bypass.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Ventilkörper über mindestens zwei Federn abgestützt und zwischen seinen beiden Endpositionen über einen Anschlag und einer Anschlagfläche auf mindestens eine Zwischenposition einstellbar ist.To achieve this object, the invention provides that the valve body has at least two springs supported and over between its two end positions a stop and a stop surface on at least an intermediate position is adjustable.

Bei dieser Lösung ist von Vorteil, daß ein einziger Ventilkörper mit einem einzigen Elektromagneten durch eine unterschiedliche Bestromung zusammen mit einer Ausgangsposition in mindestens drei Positionen geschaltet werden kann. Durch das Vorsehen von mindestens zwei Bypässen läßt sich somit eine entsprechende Anzahl von Dämpfungskraftkennlinien steuern, wobei nicht nur ein schneller Antrieb gewährleistet ist, sondern auch eine kompakte Baueinheit erzielt wird, die problemlos in einem Schwingungsdämpfer unterzubringen ist.The advantage of this solution is that a single one Valve body with a single electromagnet a different current supply together with a starting position switched in at least three positions can be. By providing at least two Bypassing can thus be a corresponding number of Control damping force characteristics, not just one faster drive is guaranteed, but also a compact unit that is easily achieved in is to be accommodated with a vibration damper.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Federn unterschiedliche Federkräfte aufweisen und wobei mit Vorteil der Anschlag über die härtere Feder axial beweglich abgestützt ist. Die beiden Federn sind der Magnetkraft entgegengerichtet, so daß im stromlosen Zustand des Elektromagneten beide Federn den Ventilkörper in seine Grundposition bewegen. Nach einer ersten Bestromung des Elektromagneten wird der Ventilkörper gegen die erste Feder bis zu einem Anschlag gebracht, so daß in dieser Position ein Bypaß geschaltet wird. Bei einer anschließenden größeren Bestromung des Elektromagneten wird die zweite Feder vorgespannt, so daß der Ventilkörper in seine Endposition gebracht werden kann, wobei in dieser Endposition ein zweiter Bypaß freigegeben wird. Das eigentliche Ventil kann dabei so ausgelegt sein, daß entweder ein anderer Bypaß geschaltet ist oder daß zwei Bypässe parallel geschaltet werden.According to another essential feature, that the springs have different spring forces and with advantage the stop over the harder Spring is axially movably supported. The two feathers are opposed to the magnetic force, so that in currentless state of the electromagnet both springs Move the valve body to its home position. After a The valve body is energized for the first time brought against the first spring to a stop, so that a bypass is switched in this position becomes. In the event of a subsequent major energization of the The second spring is biased by electromagnets that the valve body is brought into its end position can be, with a second in this end position Bypass is released. The actual valve can be designed so that either another bypass is switched or that two bypasses are connected in parallel will.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Federn axial hintereinander angeordnet und der Anschlag ist axial beweglich zwischen den Federn vorgesehen.In an embodiment of the invention, the springs are axial arranged one behind the other and the stop is axial movably provided between the springs.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Federn koaxial zueinander angeordnet. Mit Vorteil läßt sich dabei die Federkraft mindestens einer Feder einstellen. According to a further embodiment, the springs arranged coaxially to each other. With advantage adjust the spring force of at least one spring.

Zur Einstellung einer variablen Federhärte mindestens einer Feder ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, daß sich die Feder auf einer Verstellschraube abstützt.For setting a variable spring hardness at least a spring is provided according to an essential feature, that the spring is on an adjusting screw supports.

Zur Erzielung einer zweistufigen Magnetkraft ist in Ausgestaltung der Erfindung der Elektromagnet so ausgebildet, daß mindestens zwei Magnetspulen vorgesehen sind.To achieve a two-stage magnetic force is in Embodiment of the invention the electromagnet is configured that at least two solenoids are provided are.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt:Preferred embodiments are in the drawings shown schematically. It shows:

Fig. 1 und 2 einen Kolben eines Schwingungsdämpfers im Schnitt und bei dem die Bypässe geschlossen sind, Fig. 1 and 2, a piston of a vibration damper in section and wherein the bypasses are closed,

Fig. 3 und 4 den in Fig. 1 dargestellten Kolben, wobei der Ventilkörper einen Bypaß schaltet, FIGS. 3 and 4 shows the piston shown in Fig. 1, wherein the valve body on a bypass,

Fig. 5 und 6 den in Fig. 1 dargestellten Kolben, wobei sich der Ventilkörper in seiner Endposition befindet und einen Bypaß freigibt, Fig. 5 and 6, the piston shown in Fig. 1, wherein the valve body is in its final position and releases a bypass,

Fig. 7 einen Schnitt durch ein Dämpfungsventil, welches außerhalb des Arbeitszylinders eine Bypaßverbindung steuert, Fig. 7 shows a section through a damping valve which controls a Bypaßverbindung outside the working cylinder,

Fig. 8 das in Fig. 7 dargestellte Bypaßventil, wobei sich der Ventilkörper in einer Mittelposition befindet, Fig. 8 that, in Fig. Bypass valve shown 7, wherein the valve body is at a center position

Fig. 9 das in Fig. 7 dargestellte Bypaßventil, wobei der Ventilkörper sich in seiner Endposition befindet und zwei Bypässe freigibt, Fig. 9, the bypass valve shown in FIG. 7 wherein the valve body is in its final position and releases two bypasses,

Fig. 10 eine weitere Variante des in Fig. 7 dargestellten Bypaßventiles, A further variant of the bypass valve shown in Fig. 7 Fig. 10,

Fig. 11 einen Ventilkörper als Einzelheit zusammen mit den beiden Federn und dem Anschlag im Schnitt. Fig. 11 shows a valve body as a detail together with the two springs and the stop in section.

Der in Fig. 1 dargestellte Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1, dem Kolben 2 und der Kolbenstange 3, wobei der Kolben 2 den Arbeitszylinder 1 in den oberen Arbeitsraum 4 und den unteren Arbeitsraum 5 unterteilt. In der Zugstufe strömt das Dämpfungsmittel über die Bohrungen 15 an den Federblättern 16 und 17 vorbei in den unteren Arbeitsraum 5. Der Elektromagnet 11 ist in dieser Position stromlos, so daß die Federn 8 und 9 den Ventilkörper 7 des Ventiles 6 in eine untere Grundposition bringen. Die Federhärte der Feder 9 kann durch die Verstellschraube 14 variiert werden, wobei die Feder 8 zwischen dem Anschlag 12 und der Anschlagfläche 13 in ihrer Federcharakteristik unverändert bleibt. Die Feder 8 hat lediglich die Aufgabe, den Ventilkörper 7 in der dargestellten Grundstellung zu halten. In der Fig. 1 muß das Dämpfungsmittel an beiden Federblättern 16 und 17 vorbeiströmen, so daß es sich hier um eine sportliche, harte Einstellung des Schwingungsdämpfers handelt.The vibration damper shown in Fig. 1 consists essentially of the working cylinder 1 , the piston 2 and the piston rod 3 , the piston 2 dividing the working cylinder 1 into the upper working space 4 and the lower working space 5 . In the rebound stage, the damping agent flows over the bores 15 past the spring leaves 16 and 17 into the lower working space 5 . The electromagnet 11 is in this position without current, so that the springs 8 and 9 bring the valve body 7 of the valve 6 into a lower basic position. The spring hardness of the spring 9 can be varied by means of the adjusting screw 14 , the spring characteristic of the spring 8 between the stop 12 and the stop surface 13 remaining unchanged. The spring 8 only has the task of holding the valve body 7 in the basic position shown. In Fig. 1, the damping means must flow past both spring leaves 16 and 17 , so that this is a sporty, hard setting of the vibration damper.

In der Fig. 2 ist der Kolben 2 in Druckrichtung dargestellt, wobei das Dämpfungsmittel im unteren Arbeitsraum 5 vorbei an den Federblättern 17 und 16 in den oberen Arbeitsraum 4 strömt.In FIG. 2 the piston is shown in the printing direction 2, wherein the damping means in the lower working chamber 5 by flowing into the upper working space 4 of the spring leaves 17 and 16.

In der Fig. 3 ist der Elektromagnet 11 bestromt, so daß der Anschlag 12 an der Anschlagfläche 13 des Gehäuses 10 zur Anlage kommt und ein erster Bypaß 18 freigegeben ist. Das Dämpfungsmittel fließt in der Zugrichtung über die Bohrungen 15, dem Bypaß 18 an den Federblättern 17 vorbei in den unteren Arbeitsraum 5.In Fig. 3, the electromagnet 11 is energized so that the stop 12 comes to rest on the stop surface 13 of the housing 10 and a first bypass 18 is released. The damping agent flows in the pulling direction via the bores 15 , the bypass 18 past the spring leaves 17 into the lower working space 5 .

Da die Strömung des Dämpfungsmittels unerwünschte Störkräfte auf den Ventilkörper 7 übertragen kann, ist die Federkraft der Feder 9 so bemessen, daß sie der Magnetkraft, ohne einen Weg zu machen, standhält. Der Kraftüberschuß der Feder 9 gegenüber der Magnetkraft sorgt für entsprechende Standfestigkeit des Ventilkörpers im Fahrbetrieb.Since the flow of the damping means can transmit undesirable disturbing forces to the valve body 7 , the spring force of the spring 9 is dimensioned such that it withstands the magnetic force without making any way. The excess force of the spring 9 with respect to the magnetic force ensures corresponding stability of the valve body during driving.

In Fig. 4 ist in Druckrichtung der umgekehrte Verlauf des Dämpfungsmittels zu erkennen.In Fig. 4 in the printing direction, the reverse course of the damping means can be seen.

Die Fig. 5 zeigt einen Kolben 2, bei dem durch zusätzliche Bestromung des Elektromagneten 11 die Federkraft der Feder 9 überwunden wird und somit der Ventilkörper 7 in eine Endposition gebracht wird. Der Ventilkörper 7 liegt dabei mit seiner Stirnseite am Gehäuse 10 an und gibt einen zweiten Bypaß 19 frei. Das Dämpfungsmittel fließt in der Zugrichtung über die Bohrungen 15, vorbei an den Federblättern 16 und dem Bypaß in den unteren Arbeitsraum 5. Es handelt sich hierbei um eine weiche Einstellung des Schwingungsdämpfers, nämlich einer Komforteinstellung. FIG. 5 shows a piston 2, wherein the spring force of the spring 9 is overcome by additional energization of the electromagnet 11 and is brought thus the valve body 7 in an end position. The end face of the valve body 7 lies against the housing 10 and releases a second bypass 19 . The damping agent flows in the pulling direction via the bores 15 , past the spring leaves 16 and the bypass into the lower working space 5 . It is a soft setting of the vibration damper, namely a comfort setting.

In der Fig. 6 ist der umgekehrte Verlauf des Dämpfungsmittels vom unteren Arbeitsraum 5 in den oberen Arbeitsraum 4 in der Druckstufe dargestellt. Die Verstellschraube 14 gewährleistet durch die Einstellung der Federhärte der Feder 9 eine Verstellung der Dämpfungskraft in dieser Komfortstufe.In FIG. 6, the reverse course of the damping means is shown from the lower working chamber 5 in the upper working space 4 in the printing step. The adjusting screw 14 ensures an adjustment of the damping force in this comfort level by adjusting the spring hardness of the spring 9 .

In der Fig. 7 ist ein Ventil 6 dargestellt, welches außen am Schwingungsdämpfer angebracht ist. Dabei fließt das Dämpfungsmittel vom Arbeitszylinder 1 über Bypässe in einen Ausgleichsraum 20. Die Fig. 7 zeigt einen Elektromagneten 11 in unbestromtem Zustand, so daß die Feder 8 den Ventilkörper 7 in seiner Grundposition hält und somit kein Dämpfungsmittel durch den Kanal 21 strömen läßt.In FIG. 7, a valve 6 is shown, which is externally attached to the vibration damper. The damping agent flows from the working cylinder 1 via bypasses into a compensation space 20 . Fig. 7 shows an electromagnet 11 in the de-energized state, so that the spring 8 holds the valve body 7 in its basic position and thus no damping agent can flow through the channel 21 .

In der Fig. 8 ist der Elektromagnet 11 bestromt, so daß der Widerstand der Feder 8 überwunden wird und der Anschlag 12 an einer Anschlagfläche 13 des Ventilkörpers 7 zur Anlage kommt. In dieser Zwischenposition wird der Bypaß 18 des Ventiles 6 freigegeben und das Dämpfungsmittel strömt durch den Kanal 21 über den Bypaß an den Federblättern 16 vorbei in den Ausgleichsraum 20.In FIG. 8, the electromagnet 11 is energized, so that the resistance of the spring 8 is overcome and the stop 12 comes to a stop face 13 of the valve body 7 to the plant. In this intermediate position, the bypass 18 of the valve 6 is released and the damping agent flows through the channel 21 via the bypass past the spring leaves 16 into the compensation space 20 .

In Fig. 9 wird der Elektromagnet 11 weiter bestromt, so daß nunmehr auch der Widerstand der Feder 9 überwunden wird und der Ventilkörper 7 am Gehäuse 10 anschlägt und parallel zum Bypaß 18 einen weiteren Bypaß 19 freigibt. Das Dämpfungsmittel fließt vom Kanal 21 über die Bypässe 18 und 19 in den Ausgleichsraum 20, so daß es sich hierbei um eine weiche Dämpfungskraftkennlinie handelt und somit der Schwingungsdämpfer eine Komforteinstellung einnimmt.In Fig. 9, the electromagnet 11 is energized further, so that now the resistance of the spring 9 is overcome and the valve body 7 strikes the housing 10 and releases another bypass 19 parallel to the bypass 18 . The damping agent flows from the channel 21 via the bypasses 18 and 19 into the compensation chamber 20 , so that this is a soft damping force characteristic and thus the vibration damper assumes a comfort setting.

In Fig. 10 ist im Prinzip die Position des Ventilkörpers 7 gemäß der Fig. 9 dargestellt, wobei der Bypaß 19 zusätzlich mit einem Ventil 22 versehen ist. Das Dämpfungsmittel muß ausgehend vom Kanal 21 vorbei an den Bypässen 18 und 19 die Federblätter 16 und das Ventil 22 durchströmen.The position of the valve body 7 according to FIG. 9 is shown in principle in FIG. 10, the bypass 19 additionally being provided with a valve 22 . Starting from the channel 21 , the damping means must flow past the bypasses 18 and 19 through the spring leaves 16 and the valve 22 .

In Fig. 11 ist ein Ventilkörper 7 als Einzelheit dargestellt, wobei die Feder 8 sich am Gehäuse 10 und am Ventilkörper 7 abstützt, während die Feder 9 zwischen dem Anschlag 12 und dem Ventilkörper 7 angeordnet ist, so daß bei einer ersten Bestromung des Elektromagneten der Anschlag 12 am Gehäuse 10 zur Anlage kommt und die Federkraft der Feder 8 überwindet, während bei einer weiteren Bestromung die Federkraft der Feder 9 überwunden wird und der Ventilkörper 7 eine zweite Position einnimmt.In Fig. 11, a valve body 7 is shown as a detail, wherein the spring 8 is supported on the housing 10 and on the valve body 7 , while the spring 9 is arranged between the stop 12 and the valve body 7 , so that when the electromagnet is energized for the first time Stop 12 comes into contact with the housing 10 and overcomes the spring force of the spring 8 , while with a further energization the spring force of the spring 9 is overcome and the valve body 7 assumes a second position.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Arbeitszylinder
2 Kolben
3 Kolbenstange
4 oberer Arbeitsraum
5 unterer Arbeitsraum
6 Ventil
7 Ventilkörper
8 Feder
9 Feder
10 Gehäuse
11 Elektromagnet
12 Anschlag
13 Anschlagfläche
14 Verstellschraube
15 Bohrungen
16 Federblätter
17 Federblätter
18 Bypaß
19 Bypaß
20 Ausgleichsraum
21 Kanal
22 Ventil 1 working cylinder
2 pistons
3 piston rod
4 upper work area
5 lower work area
6 valve
7 valve body
8 spring
9 spring
10 housing
11 electromagnet
12 stop
13 stop surface
14 adjusting screw
15 holes
16 spring leaves
17 spring leaves
18 bypass
19 bypass
20 compensation room
21 channel
22 valve

Claims

1.Hydraulic, controllable vibration damper with a piston fastened to a piston rod, which divides a working cylinder into two working spaces filled with damping liquid, an electromagnetically actuated and axially movable valve body of a valve accommodated in a housing acting at least partially to control the damping force, a flow channel, that the valve body is supported against the housing and the spring force is directed against the magnetic force of the electromagnet, characterized in that the valve body ( 7 ) is supported by at least two springs ( 8 and 9 ) and between its two end positions by a stop ( 12 ) and a stop surface ( 13 ) is adjustable to at least one intermediate position.

2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the springs ( 8, 9 ) have different spring forces.

3. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the stop ( 12 ) on the harder spring ( 9 ) is axially movably supported.

4. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the springs ( 8, 9 ) are arranged axially one behind the other and the stop ( 12 ) is provided axially movable between the springs ( 8, 9 ).

5. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the springs ( 8, 9 ) are arranged coaxially to one another.

6. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the spring force of at least one spring ( 8 or 9 ) is adjustable.

7. Vibration damper according to claim 6, characterized in that the spring ( 9 ) is supported on an adjusting screw ( 14 ).

8. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the electromagnet ( 11 ) has at least two magnet coils.