DE4033115C2

DE4033115C2 - Adjustable vibration damper for motor vehicles

Info

Publication number: DE4033115C2
Application number: DE19904033115
Authority: DE
Inventors: Ruediger Tiemann; Elisabeth Mehl
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Mehl Elisabeth 79395 Neuenburg De; TIEMANN, RUEDIGER, PROF.DR., 55411 BINGEN, DE
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1999-07-08
Anticipated expiration: 2010-10-19
Also published as: DE4033115A1

Description

Die Erfindung geht aus von einem Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention is based on a vibration damper the preamble of claim 1.

Einen solchen Schwingungsdämpfer beschreibt das US-PS 4,232,767. Dort liegt am Dämpfungskolben auf der Seite der Kolbenstange eine teilkreisförmige Drehscheibe an, die manuell über mehrere, am übrigen Teilkreis angeordnete Durchlaßbohrungen im Dämpfungskolben geschoben werden kann, indem der Dämpfungskolben an der Kolbenstange so weit aus dem Arbeitszylinder gezogen wird, daß ein gehäu sefester Bolzen mit der Drehscheibe in Eingriff ist und sie in ihrer Position hält, wenn mit der Kolbenstange der Dämpfungskolben gedreht wird. An der anderen Stirnseite dient eine runde Federscheibe zur weiteren Drosselung des Dämpfungsmittelstroms. Dies ist ein Versuch, den Kennli nien der verschiedenen Drosseleinstellungen eine bestimmte Charakteristik zu verleihen. Die Federrate der Federschei be kann aber nicht dem jeweiligen Drosselquerschnitt ange paßt werden, so daß eine gewünschte Charakteristik allen falls für einen bestimmten Drosselquerschnitt durch die vorherige Festlegung der Federhärte erzielt werden kann. Daher ist die abgebildete Schar von linearen Rennlinien wahrscheinlich nicht zu verwirklichen.The US PS describes such a vibration damper 4,232,767. There is the damping piston on the side of the Piston rod on a partially circular turntable manually over several arranged on the remaining pitch circle Passage holes in the damping piston are pushed can by placing the damping piston on the piston rod so is pulled far out of the cylinder that a housed fixed bolt is engaged with the turntable and holds it in place when the piston rod is the Damping piston is turned. On the other end is a round spring washer for further throttling the Damping agent flow. This is an attempt at the Kennli the different throttle settings a certain one To give characteristic. The spring rate of the spring washer but can not be the respective throttle cross section be fitted so that a desired characteristic of all if for a certain throttle cross section prior determination of the spring hardness can be achieved. Therefore, the group of linear racing lines shown is probably not realizable.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einem gattungsgemäßen Schwingungsdämpfer bei jedem einge stellten Drosselquerschnitt eine gewünschte Dämpfungskenn linie durch eine jeweils angepaßte Federhärte einstellen zu können, sei es degressiv, progressiv oder auch linear. The object of the present invention is in a generic vibration damper turned on at each provided a desired damping characteristic Adjust the line by adjusting the spring hardness to be able to be degressive, progressive or linear.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Das Prinzip der Erfindung be steht also darin, eine an sich bekannte Verstellung einer Drehscheibe zur Veränderung der Drosselquerschnitte zu koppeln mit der Verstellung einer Federscheibe, die dem Dämpfungsmitteldruck je nach Einstellung mehr oder weniger nachgibt, weil sie nicht rund ist, sondern beispielsweise Federflügel besitzt, die die Durchgangsbohrungen mehr oder weniger bedecken. Ideal wäre zwar die Möglichkeit, Dreh scheibe und Federscheibe unabhängig voneinander zu ver stellen, beispielsweise dadurch, daß die Drehstange für die Drehscheibe ein Rohr ist, durch welches eine zweite Drehstange für die Federscheibe geführt ist. Zwei Antriebe für diese eine Ventilanordnung wären aber konstruktiv sehr aufwendig, so daß eine starre Kopplung der beiden Scheiben bevorzugt wird.This task is characterized by the features in the Part of claim 1 solved. The principle of the invention be is therefore a known adjustment of a Turntable to change the throttle cross sections couple with the adjustment of a spring washer that the Damping agent pressure more or less depending on the setting yields because it is not round, but for example Spring wing has more or more through holes cover less. The ideal option would be to shoot Washer and spring washer to ver independently make, for example, that the rotary rod for the turntable is a pipe through which a second Rotary rod for the spring washer is guided. Two drives for this one valve arrangement would be very constructive complex, so that a rigid coupling of the two discs is preferred.

Neben der Wahl des Umrisses besteht noch die Möglichkeit, über ein differenziertes Profil der Federflügel - bei spielsweise keilförmig oder gestuft - oder durch Schich tung mehrer Federscheiben die Charakteristik festzulegen.In addition to the choice of the outline, there is also the possibility via a differentiated profile of the spring wings - at for example wedge-shaped or stepped - or by Schich to determine the characteristic of several spring washers.

Es bietet sich an, die Winkelverstellung der Drehscheibe und der Federscheibe über einen elektrischen Motor vorzu nehmen. Dazu ist es vorteilhaft, eine stufenlose Verstel lung zu ermöglichen oder zur Verwirklichung einer nähe rungsweise stufenlosen Verstellung einen Schrittmotor mit möglichst kleinen Winkelschritten zu verwenden.It lends itself to the angular adjustment of the turntable and the spring washer via an electric motor to take. For this it is advantageous to use a stepless adjustment enable or to achieve proximity stepless adjustment with a stepper motor use the smallest possible angular steps.

Aus Sicherheitsgründen kann eine Rückstellfeder in eines der drehbaren Teile einerseits und in ein gehäusefestes Teil andererseits eingehängt werden, so daß bei defektem Antrieb die Verstelleinrichtung automatisch auf einen An schlag zurückgezogen wird, der die Anordnung in der här testen Einstellung hält.For safety reasons, a return spring can be in one of the rotatable parts on the one hand and in a housing-fixed Part be hooked on the other hand, so that in the event of a defect Automatically drives the adjustment device to on blow is withdrawn, the arrangement in the här test setting holds.

Auch das Bodenventil des Schwingungsdämpfers kann ent sprechend der Ventilanordnung am Dämpfungskolben ausgelegt sein. Über einen zweiten Antrieb können dann Druck- und Zugcharakteristik unabhängig voneinander gewählt werden.The bottom valve of the vibration damper can also ent designed according to the valve arrangement on the damping piston be. Via a second drive, pressure and Train characteristics can be chosen independently.

Weitere vorteilhafte Merkmale werden im folgenden anhand dreier Abbildungen veranschaulicht. Es zeigt:Further advantageous features are described below three illustrations. It shows:

Fig. 1 eine Dämpfungskolbenanordnung eines erfin dungsgemäßen Schwingungsdämpfers, Fig. 1 is a damping piston assembly of a vibration damper OF INVENTION to the invention,

Fig. 2 einen Schwingungsdämpfer in Gesamtansicht, Fig. 2 shows a vibration damper in general view,

Fig. 3 ein Diagramm mit den Kennlinien bekannter und erfindungsgemäßer Schwingungsdämpfer. Fig. 3 is a diagram with the characteristics of known and inventive vibration damper.

Der genaue Aufbau des Dämpfungskolbens wird aus Fig. 1 deutlich. Hier setzt sich der Dämpfungskolben 1 aus dem Kolbenkörper 2 und dem Kolbeneinsatz 3 zusammen. Durch den Dämpfungskolben 1 und die Kolbenstange 4, die am Kolben körper 2 befestigt ist, führt die Drehstange 5, die mit der Drehscheibe 6, welche zwischen Kolbenkörper 2 und Kol beneinsatz 3 liegt, und an der unteren Kolbenstirnseite mit der Federscheibe 7 starr gekoppelt ist. Der Dämpfungs kolben 1 besitzt Durchlässe 8 und 11, die in zwei ver schiedenen Radien am Umfang verteilt sind. Die weiter in nen liegenden Durchlässe 8 sind im oberen Kolbenteil, also im Kolbenkörper 2, als dünne Bohrungen gestaltet, deren gesamte Querschnittsfläche nach der weichsten gewünschten Dämpfung ausgelegt ist. Diese Bohrungen werden in der Drehscheibe 6 fortgeführt und erweitern sich im Kolbenein satz 3 zu den Entspannungsbohrungen 9, wo sich das Druck mittel ausbreiten kann, bevor es auf die Federscheibe 7 trifft. Diese ist mit Federflügeln versehen, die die Ent spannungsbohrungen 9 ganz oder teilweise bedecken können und sich bei Druck von oben aufbiegen können. Die Feder scheibe 7 ist durch die Mutter 15 am Gewinde 14 an der Drehstange 5 befestigt und wird durch die Zwischenhülse 10 in ihrer Axialposition gehalten.The exact structure of the damping piston is clear from Fig. 1. Here, the damping piston 1 is composed of the piston body 2 and the piston insert 3 . Through the damping piston 1 and the piston rod 4 , which is attached to the piston body 2 , the rotary rod 5 , which is ben insert 3 with the turntable 6 , which is between the piston body 2 and Kol, and is rigidly coupled to the spring washer 7 on the lower piston end face . The damping piston 1 has passages 8 and 11 , which are distributed in two different radii on the circumference. The passages 8 further lying in NEN are designed in the upper piston part, that is in the piston body 2 , as thin bores, the entire cross-sectional area of which is designed for the softest desired damping. These holes are continued in the turntable 6 and expand in the piston insert 3 to the relief holes 9 , where the pressure can spread medium before it hits the spring washer 7 . This is provided with spring wings that can cover the Ent voltage holes 9 in whole or in part and can bend under pressure from above. The spring washer 7 is fastened by the nut 15 to the thread 14 on the rotary rod 5 and is held in its axial position by the intermediate sleeve 10 .

Wird die Drehstange 5 aus der dargestellten weichsten Dämpfereinstellung verdreht, werden die Bohrungen in der Drehscheibe 6 gegen die Durchlässe 8 im Kolbenkörper 2 versetzt, so daß der Öffnungsquerschnitt verkleinert wird. Zugleich werden die Entspannungsbohrungen 9 von der Feder scheibe 7 je nach gewünschter Charakteristik mehr verdeckt oder mehr freigegeben.If the rotary rod 5 is rotated from the softest damper setting shown, the bores in the turntable 6 are displaced against the passages 8 in the piston body 2 , so that the opening cross section is reduced. At the same time, the relaxation holes 9 are more covered or more released by the spring washer 7 depending on the desired characteristics.

Die radial weiter außen liegenden Durchlässe 11 im Kolben körper 2 wirken mit der Federscheibe 12 als Rückschlagven til, welches in Zugrichtung schließt und in Druckrichtung öffnet. Der Dämpfungskolben ist gegen die Zylinderwand 16 mit dem Dichtelement 13 abgedichtet.The radially outer passages 11 in the piston body 2 act with the spring washer 12 as Rückschlagven valve, which closes in the direction of pull and opens in the direction of pressure. The damping piston is sealed against the cylinder wall 16 with the sealing element 13 .

Fig. 2 zeigt in Gesamtansicht einen Schwingungsdämpfer, in den die Anordnung nach Fig. 1 eingebaut ist. Die Drehstan ge 5 verläuft aufwärts durch die gesamte Kolbenstange 4 und wird am oberen Ende von einem Schrittmotor 17 in klei nen Winkelschritten verstellt. Bei einem Defekt des Schrittmotors 17 sorgt die Rückstellfeder 21 dafür, daß die Drehstange 5 in eine Position zurückfährt, die dem kleinsten Öffnungsquerschnitt der Durchlässe 8 entspricht. Die Anschlagvorrichtung 22 hindert die Verstellanordnung, über diese Position hinaus zu schwingen. Fig. 2 shows an overall view of a vibration damper, in which the arrangement of FIG. 1 is installed. The torsion bar 5 extends upwards through the entire piston rod 4 and is adjusted at the upper end by a stepping motor 17 in small angular steps. If the stepping motor 17 is defective, the return spring 21 ensures that the rotary rod 5 moves back into a position which corresponds to the smallest opening cross section of the passages 8 . The stop device 22 prevents the adjustment arrangement from swinging beyond this position.

Etwa genauso wie die Anordnung im Dämpfungskolben 1 ist das Bodenventil 18 aufgebaut. Jedoch ist es fest im Ar beitszylinder verankert, und seine Drehstange 19 führt nach unten zu einem zweiten Schrittmotor 20. Aus Sicher heitsgründen sind auch hier eine Rückstellfeder 23 und ei ne Anschlagvorrichtung 24 vorgesehen.The bottom valve 18 is constructed approximately in the same way as the arrangement in the damping piston 1 . However, it is firmly anchored in the working cylinder, and its rotating rod 19 leads down to a second stepping motor 20 . For safety reasons, a return spring 23 and egg ne stop device 24 are also provided here.

Fig. 3 stellt den weiten Arbeitsbereich dar, den man mit einem solchen Dämpferaufbau abdecken kann. Dieser Arbeits bereich ist hier mit einer schraffierten Fläche darge stellt. Dabei ist die Dämpfungskraft F über der Kolbenge schwindigkeit v aufgetragen. Mit bisherigen Konstruktionen waren beispielsweise nur Charakteristiken zu verwirk lichen, die bei weicher Einstellung der Kennlinie 25 und bei harter Einstellung der Kennlinie 26 entsprachen, wo also bei Wahl der Dämpfungscharakteristik in einer Ein stellung bei anderen Einstellungen keine Variation mehr möglich war. Fig. 3 shows the wide working range that can be covered with such a damper structure. This work area is shown with a hatched area. The damping force F is plotted against the piston speed v. With previous constructions, for example, only characteristics were to be realized which corresponded to the soft setting of the characteristic 25 and the hard setting of the characteristic 26 , where, when the damping characteristic was selected in a setting with other settings, no more variation was possible.

Mit einem erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer lassen sich jedoch nahezu beliebige Rennlinien innerhalb des Arbeits bereiches wählen, in denen die Feder in ihrer Formgebung und Winkeleinstellung so ausgelegt wird, daß sie dem Dämp fungsmittel jeweils eine angepaßte Federhärte entgegen setzt. Dabei werden die Rennlinien im oberen rechten Quadranten des Diagramms vom Zugstufenventil, also vom Dämpfungskolben 1 bestimmt, während für den unteren linken Quadranten das Bodenventil 18 ausschlaggebend ist, so daß selbst Zug- und Druckcharakteristik bei Bedarf unabhängig voneinander gewählt werden können.With a vibration damper according to the invention, however, almost any racing lines can be selected within the working range in which the spring is designed in its shape and angle setting so that it counteracts the damping means each with an adapted spring hardness. The racing lines in the upper right quadrant of the diagram are determined by the rebound valve, i.e. by the damping piston 1 , while the bottom valve 18 is decisive for the lower left quadrant, so that even pull and pressure characteristics can be selected independently of one another if required.

Reference list

11

Dämpfungskolben
Damping piston

22nd

Kolbenkörper
Piston body

33rd

Kolbeneinsatz
Piston insert

44th

Kolbenstange
Piston rod

55

Drehstange
Rotary rod

66

Drehscheibe
turntable

77

Federscheibe
Spring washer

88th

Durchlässe
Culverts

99

Entspannungsbohrungen
Relaxation drilling

1010th

Zwischenhülse
Intermediate sleeve

1111

Durchlässe
Culverts

1212th

Federscheibe
Spring washer

1313

Dichtelement
Sealing element

1414

Gewinde
thread

1515

Mutter
mother

1616

Zylinderwand
Cylinder wall

1717th

Schrittmotor
Stepper motor

1818th

Bodenventil
Bottom valve

1919th

Drehstange
Rotary rod

2020th

Schrittmotor
Stepper motor

2121

Rückstellfeder
Return spring

2222

Anschlagvorrichtung
Stop device

2323

Rückstellfeder
Return spring

2424th

Anschlagvorrichtung
Stop device

2525th

Kennlinie (Stand der Technik, harte Einstellung)
Characteristic curve (state of the art, hard setting)

2626

Kennlinie (Stand der Technik, weiche Einstellung)
Characteristic curve (state of the art, soft setting)

Claims

1.Variable vibration damper for motor vehicles with a damping agent-containing working cylinder, which is divided by a damping piston with upwards leading piston rod into two working chambers, the damping piston having axial passages distributed around the circumference between the two working chambers, at least some of which have one Rotatable adjusting device has changeable opening cross sections, characterized in that the adjusting device has a turntable ( 6 ) and at least one rigidly coupled first spring washer ( 7 ) which is located on the lower end face of the damping piston ( 1 ), both disks ( 6 , 7 ) By breaks or radial recesses, the angular distribution of the passages ( 8 ) in the damping piston ( 1 ) correspond, and the first spring washer ( 7 ) bent down by the damping agent pressure, who can when the damping piston ( 1 ) in the direction of train as o moved up.

2. Adjustable vibration damper according to claim 1, characterized in that the first spring washer ( 7 ) has the same number of spring wings as the damping piston ( 1 ) passages ( 8 ), the opening cross sections of which can be changed by the adjusting device.

3. Adjustable vibration damper for motor vehicles Claim 2, characterized in that the Spring wings have a differentiated profile or several spring washers with different wide springs wings are arranged layered to vary the Spring hardness.

4. Adjustable vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the rigid coupling of the turntable ( 6 ) and the first spring washer ( 7 ) via a rotary rod ( 5 ) it follows, which with radial play through the piston rod ( 4 ) and runs the damping piston ( 1 ), and which can be rotated about its axis at the upper end of the piston rod ( 5 ) via an electrically operated drive.

5. Adjustable vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the turntable ( 6 ) in the damping piston ( 1 ) and that between the turntable ( 6 ) and the first spring washer ( 7 ) a part ( 3 ) of the damping piston ( 1 ) be found in which the passage cross-sections ( 9 ) against the passage cross-sections ( 8 ) above the rotary disc ( 6 ) are expanded.

6. Adjustable vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the turntable ( 6 ) and the first spring washer ( 7 ) have a smaller diameter than the damping piston ( 1 ), and that the damping piston ( 1 ) outside the disc radii further axial Passages ( 11 ), which are covered by a second spring washer ( 12 ) on the upper end face of the damping piston ( 1 ), so that this second spring washer ( 12 ) with these passages sen ( 11 ) cooperates as a check valve, which blocks in the downward direction and opens in the upward direction, the second spring washer ( 12 ) leaving the passages ( 8 ) in the damping piston ( 1 ) which are located further inward.

7. Vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the electrically controlled drive is a stepper motor ( 17 ), the angular steps of less than three degrees he enables.

8. Adjustable vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that with at least one of the rotatable elements on the one hand and a housing-fixed part, on the other hand, a return spring ( 21 ) is engaged, the same on a failure of the drive for the rotatable adjusting device Turns the stop ( 22 ) back to the position of the smallest passage cross section.

9. Adjustable vibration damper according to one of the preceding claims, characterized by a bottom valve ( 18 ), which is built up like a damping piston arrangement according to one of the preceding claims, but is fixed to the housing in the working cylinder, and the rotary rod ( 19 ) is not by one Piston rod but runs down through a housing-fixed guide.

10. Adjustable vibration damper according to one of the preceding claims, characterized in that the setting of the throttle cross sections in the damping piston ( 1 ) and in the bottom valve ( 18 ) can be carried out independently of one another via two drives ( 17 , 20 ).