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DE102022204918A1 - Vibration damper with a hydraulic end stop - Google Patents

Vibration damper with a hydraulic end stop Download PDF

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Publication number
DE102022204918A1
DE102022204918A1 DE102022204918.7A DE102022204918A DE102022204918A1 DE 102022204918 A1 DE102022204918 A1 DE 102022204918A1 DE 102022204918 A DE102022204918 A DE 102022204918A DE 102022204918 A1 DE102022204918 A1 DE 102022204918A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cylinder
piston rod
vibration damper
piston
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022204918.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Hartmut Rölleke
Johannes Gessner
Tayfun Tunc
Mathias Balensiefer
Philipp Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102022204918.7A priority Critical patent/DE102022204918A1/en
Publication of DE102022204918A1 publication Critical patent/DE102022204918A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/48Arrangements for providing different damping effects at different parts of the stroke
    • F16F9/49Stops limiting fluid passage, e.g. hydraulic stops or elastomeric elements inside the cylinder which contribute to changes in fluid damping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/16Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts
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    • F16F9/185Bitubular units

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Endanschlag, umfassend einen mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder, in dem eine Kolbenstange axial beweglich geführt ist, wobei an der Kolbenstange ein erster Kolben angeordnet ist, der den Zylinder in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum unterteilt, wobei in mindestens einem der Arbeitsräum ein Druckzylinder angeordnet ist, in den ein zweiter an der Kolbenstange angeordneter Kolben hubabhängig einfährt, wobei der Druckzylinder von einer zum Zylinder separaten Hülse gebildet wird, die mit dem Zylinder einen Ringraum bildet, der einen Verbindungskanal zu einem weiteren Arbeitsraum darstellt, über den das Dämpfmedium aus dem kolbenstangenseitigen oder kolbenstangenfernen Arbeitsraum verdrängt wird, wobei der Druckzylinder zumindest einen Wandungsbereich aufweist, der radial beweglich in Richtung des Zylinders ausgeführt ist und in Abhängigkeit des Druckniveaus innerhalb des Druckzylinders den Querschnitt des Ringraums verengt.Vibration damper with a hydraulic end stop, comprising a cylinder filled with damping medium, in which a piston rod is guided in an axially movable manner, a first piston being arranged on the piston rod, which divides the cylinder into a working space on the piston rod side and a working space away from the piston rod, in at least one of the working spaces a pressure cylinder is arranged, into which a second piston arranged on the piston rod retracts depending on the stroke, the pressure cylinder being formed by a sleeve separate from the cylinder, which forms an annular space with the cylinder, which represents a connecting channel to a further working space through which the damping medium is displaced from the working space on the piston rod side or away from the piston rod, the pressure cylinder having at least one wall region which is designed to be radially movable in the direction of the cylinder and which narrows the cross section of the annular space depending on the pressure level within the pressure cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Endanschlag gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a vibration damper with a hydraulic end stop according to the preamble of patent claim 1.

Aus der DE 10 2019 206 510 A1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem hydraulischen Endanschlag bekannt, bei dem innerhalb eines Zylinders ein separater Druckzylinder angeordnet ist, in den hubabhängig ein zusätzlich an der Kolbenstange befestigter zweiter eintauscht und dabei Dämpfmedium entgegen der Einfahrbewegung aus dem Druckzylinder verdrängt. Der Druckzylinder ist im Hinblick auf die auftreten Druckkräfte als ein starrer Körper ausgelegt. Optional ist der Einsatz eines Druckbegrenzungsventils vorgesehen.From the DE 10 2019 206 510 A1 A vibration damper with a hydraulic end stop is known, in which a separate pressure cylinder is arranged within a cylinder, into which, depending on the stroke, a second one additionally attached to the piston rod exchanges and thereby displaces damping medium from the pressure cylinder against the retraction movement. The printing cylinder is designed as a rigid body with regard to the pressure forces that occur. The use of a pressure relief valve is optional.

Zwischen dem Druckzylinder und dem Zylinder besteht ein Ringraum, der als Abflusskanal für das aus einem kolbenstangenfernen Arbeitsraum verdrängte Dämpfmedium dient in Richtung eines Bodenventils dient. Die erzielbare Dämpfkraft ist einerseits hubabhängig aufgrund des Zusatzkolbens in Verbindung mit dem Druckzylinder und geschwindigkeitsabhängig aufgrund der vorhandenen Ventile an einem konventionellen ersten Kolben und am zweiten Kolben.Between the pressure cylinder and the cylinder there is an annular space which serves as a drain channel for the damping medium displaced from a working space away from the piston rod in the direction of a bottom valve. The damping force that can be achieved is, on the one hand, stroke-dependent due to the additional piston in connection with the pressure cylinder and speed-dependent due to the existing valves on a conventional first piston and on the second piston.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Anpassbarkeit der Dämpfkraftcharakteristik an eine Zielfunktion zu verbessern.The object of the present invention is to improve the adaptability of the damping force characteristic to a target function.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Druckzylinder zumindest einen Wandungsbereich aufweist, der radial beweglich in Richtung des Zylinders ausgeführt ist und in Abhängigkeit des Druckniveaus innerhalb des Druckzylinders den Querschnitt des Ringraums verengt.The object is achieved in that the printing cylinder has at least one wall region which is designed to be radially movable in the direction of the cylinder and which narrows the cross section of the annular space depending on the pressure level within the printing cylinder.

Mit der Funktion der Verengung des Ringraums wirkt dieser wie ein zusätzliches Dämpfventil, so dass neben den Dämpfventilen am ersten und am zweiten Kolben ein drittes Ventil zur Auslegung einer Dämpfkraftkennlinie des Schwingungsdämpfers zur Verfügung steht.With the function of narrowing the annular space, it acts like an additional damping valve, so that in addition to the damping valves on the first and second piston, a third valve is available for designing a damping force characteristic of the vibration damper.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Druckzylinder radial elastisch ausgeführt ist. Der Vorteil besteht in einer sehr einfachen Grundkonstruktion für das zusätzliche Dämpfventil am Ringraum.It is preferably provided that the printing cylinder is designed to be radially elastic. The advantage is a very simple basic design for the additional damping valve on the annular space.

Wenn sich der elastische Wandungsbereich über die über den gesamten Hubweg des zweiten Kolbens erstreckt, dann wird der deformierbare Wandungsbereich des Druckzylinders mit zunehmender Einfahrtiefe in den Druckzylinder geringer. Folglich reduziert sich der vom Druck innerhalb des Druckzylinders beaufschlagte elastische Flächenbereich. Bei konstantem Druck innerhalb des Druckzylinders wäre folglich die Aufweitkraft, die den Druckzylinder verformt mit zunehmender Einfahrtiefe geringer als zu Beginn des Eintauchens des Kolbens, da die Aufweitkraft von dem Produkt aus Druck innerhalb des Druckzylinders und der vom Druck beaufschlagten Fläche gebildet wird. Sinkt die Aufweitkraft, dann wird auch die Reduzierung des Querschnitts des Ringraums geringer sein mit der Folge, dass dann auch die Drosselwirkung im Ringraum geringer sein wird.If the elastic wall area extends over the entire stroke path of the second piston, then the deformable wall area of the printing cylinder becomes smaller as the depth of entry into the printing cylinder increases. Consequently, the elastic surface area affected by the pressure within the printing cylinder is reduced. With constant pressure within the printing cylinder, the expanding force that deforms the printing cylinder would be lower with increasing retraction depth than at the beginning of the plunger of the piston, since the expanding force is formed by the product of pressure within the printing cylinder and the surface subjected to pressure. If the expansion force decreases, then the reduction in the cross section of the annular space will also be smaller, with the result that the throttling effect in the annular space will also be smaller.

Eine Möglichkeit der Bereitstellung eines elastischen Wandungsbereichs besteht darin, dass der radial elastische Bereich von einer partiellen Wandstärkenreduzierung des Druckzylinders gebildet wird. Insbesondere bei einem Druckzylinder aus einem Kunststoffwerkstoff ist diese Bauform leicht umsetzbar.One possibility of providing an elastic wall area is that the radially elastic area is formed by a partial reduction in the wall thickness of the printing cylinder. This design is easy to implement, particularly with a printing cylinder made of a plastic material.

Man kann aber auch vorsehen, dass der Druckzylinder aus einem starren Träger und einem elastischen Einsatz gebildet wird. Der elastische Einsatz kann eingespannt oder auch anvulkanisiert sein. Des Weiteren kann mit einem standardisierten starren Träger und damit kombinierbaren Einsätzen eine große Varianz erreicht werden.However, one can also provide that the printing cylinder is formed from a rigid support and an elastic insert. The elastic insert can be clamped or vulcanized. Furthermore, a great deal of variation can be achieved with a standardized rigid support and inserts that can be combined with it.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch kann der starre Träger mindestens eine fensterartige Öffnung aufweisen, die von dem elastischen Einsatz abgedeckt wird. In Abhängigkeit von dem Druckniveau, der Größe der fensterartigen Öffnung und der Elastizität des Trägers kann eine bedarfsgerechte Aufweitung des Druckzylinders bzw. Verringerung des Ringraumquerschnitts erreicht werden.According to an advantageous subclaim, the rigid support can have at least one window-like opening which is covered by the elastic insert. Depending on the pressure level, the size of the window-like opening and the elasticity of the carrier, a needs-based expansion of the printing cylinder or reduction of the annular space cross-section can be achieved.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der elastische Einsatz innerhalb des Druckzylinders angeordnet. Der elastische Einsatz wird durch die Öffnung gedrängt.In one embodiment of the invention, the elastic insert is arranged within the printing cylinder. The elastic insert is pushed through the opening.

Alternativ kann der elastische Einsatz auch auf einer äußeren Mantelfläche des Druckzylinders angeordnet sein. Bei dieser Variante kann durch die Dimensionierung der Wandstärke des Einsatzes der Ausgangsquerschnitt des Ringraums angepasst werden und damit ein Parameter des funktionalen dritten Dämpfventils bestimmt werden.Alternatively, the elastic insert can also be arranged on an outer surface of the printing cylinder. In this variant, the initial cross section of the annular space can be adjusted by dimensioning the wall thickness of the insert and thus a parameter of the functional third damping valve can be determined.

Optional kann der Druckzylinder in Abflussrichtung mit einem Druckbegrenzungsventil bestückt sein, wobei mit dem Druckbegrenzungsventil direkt die Ventilfunktion des dritten Dämpfventils mit dem Ringraum angesteuert wird.Optionally, the pressure cylinder can be equipped with a pressure relief valve in the outflow direction, with the pressure relief valve directly controlling the valve function of the third damping valve with the annular space.

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

Es zeigt:

  • 1 Längsschnitt durch einen Schwingungsdämpfer mit hydraulischem Endanschlag
  • 2 Detailausschnitt zur 2
  • 3 u. 4 Querschnitt des Druckzylinders aus 2
  • 5 u. 6 Alternativvarianten mit einem elastischen Einsatz zum Druckzylinder
It shows:
  • 1 Longitudinal section through a vibration damper with a hydraulic end stop
  • 2 Detailed section for 2
  • 3 and . 4 Cross section of the printing cylinder 2
  • 5 u . 6 alternative variants with an elastic insert for the printing cylinder

Die Erfindung wird am Beispiel eines Schwingungsdämpfers 1 in der Bauform eines Zweirohrschwingungsdämpfers beschrieben, doch ist die Erfindung nicht auf diese Bauform beschränkt.The invention is described using the example of a vibration damper 1 in the design of a two-tube vibration damper, but the invention is not limited to this design.

Der Schwingungsdämpfer 1 umfasst einen vollständig mit einem Dämpfmedium gefüllten Zylinder 3, in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt ist. Eine Kolbenstangenführung 7 verschließt ein Ende des Zylinders 3. An der Kolbenstange 5 ist ein erster Kolben 9 befestigt, dessen Nenndurchmesser D1 dem Innendurchmesser Z1 des Zylinders 3 angepasst ist und der den Zylinder 3 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11; 13 unterteilt. Der erste Kolben 9 verfügt über ein Dämpfventil 15, das bei einer Einfahrbewegung und ein Dämpfventil 17, das bei einer Ausfahrbewegung der Kolbenstange 5 eine Dämpfkraft erzeugt.The vibration damper 1 comprises a cylinder 3 completely filled with a damping medium, in which a piston rod 5 is guided in an axially movable manner. A piston rod guide 7 closes one end of the cylinder 3. A first piston 9 is attached to the piston rod 5, the nominal diameter D1 of which is adapted to the inner diameter Z1 of the cylinder 3 and which moves the cylinder 3 into a working space 11 on the piston rod side and a working space away from the piston rod; 13 divided. The first piston 9 has a damping valve 15, which generates a damping force during a retraction movement and a damping valve 17, which generates a damping force during an extension movement of the piston rod 5.

In dieser Figur ist im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 11 ein optional verwendbarer Zuganschlag 19 angeordnet, der eine Zuganschlagfeder 21 aufweist, die sich an der Kolbenstangenführung 7 abstützt. In Richtung des Kolbens 9 weist die Zuganschlagfeder 21 einen Federteller 23 auf, der hubabhängig mit einem Mitnahmering 25 an der Kolbenstange 5 in Wirkverbindung tritt.In this figure, an optionally usable tension stop 19 is arranged in the piston rod-side working space 11, which has a tension stop spring 21 which is supported on the piston rod guide 7. In the direction of the piston 9, the tension stop spring 21 has a spring plate 23, which, depending on the stroke, comes into operative connection with a driving ring 25 on the piston rod 5.

Des Weiteren ist an der Kolbenstange 5 ein zweiter Kolben 27 befestigt, der hubabhängig in einen Druckzylinder 29 mit einem Druckraum 31 eintaucht, (s. auch 2). Der zweite Kolben 27 verfügt über mindestens eine Drosselöffnung 33, durch die das von dem zweiten Kolben 27 aus dem Druckraum 31 verdrängte Dämpfmedium in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13 fließen kann. Zur Vermeidung von extremem Dämpfkraftsprüngen verfügt der Druckzylinder 29 über mindestens eine Einlaufschräge 35, die auch in Kombination mit einer Drosselnut 37 ausgeführt sein kann. Der Druckzylinder 29 stellt bezogen auf den Zylinder 3 ein separates Bauteil dar und weist einen Innendurchmesser Z2 auf, der kleiner ist als der Innendurchmesser Z1 des Zylinders 3. Folglich weist auch der zweite Kolben 27 einen kleineren Nenndurchmesser D2 auf als der erste Kolben 9.Furthermore, a second piston 27 is attached to the piston rod 5 and, depending on the stroke, dips into a pressure cylinder 29 with a pressure chamber 31 (see also 2 ). The second piston 27 has at least one throttle opening 33 through which the damping medium displaced from the pressure chamber 31 by the second piston 27 can flow into the working chamber 13 remote from the piston rod. To avoid extreme jumps in damping force, the pressure cylinder 29 has at least one inlet slope 35, which can also be designed in combination with a throttle groove 37. The pressure cylinder 29 represents a separate component in relation to the cylinder 3 and has an inner diameter Z2 that is smaller than the inner diameter Z1 of the cylinder 3. Consequently, the second piston 27 also has a smaller nominal diameter D2 than the first piston 9.

Der Druckzylinder 29 verfügt über eine Hülse 39 und einen Boden 41, wobei sich der Boden 41 auf einem Stützboden 43 eines Sockels 45 abstützt. Der Sockel 45 wiederum steht mit seinem Ringsteg 47 auf einem Bodenventilkörper 49, der den Zylinder 3 endseitig begrenzt. Zwischen der Innenwandung des Zylinders 3 und der Außenwandung des Druckzylinders 29 bzw. der Hülse 39 besteht ein Ringraum 51, der eine Strömungsverbindung zwischen dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13 zum Bodenventilkörper 49 darstellt. Dafür verfügt der Sockel 45 radial außerhalb der Hülse 39 des Druckzylinders 29 über mindestens eine Durchlassöffnung 53. Diese Bauform des Druckzylinders ist keinesfalls zwingend für die Nutzung der Erfindung. Man kann auch einen Druckzylinder 29 einsetzen, bei dem die Hülse 39 und der Sockel 45 eine Baueinheit bilden, beispielsweise in Form eines Kunststoff- oder auch eines Gussteils oder Schmiedeteils. Des Weiteren wären auch abweichende Ausgestaltungen des Druckzylinders zur Befestigung innerhalb des Zylinders 3 für die Nutzung der Erfindung möglich.The printing cylinder 29 has a sleeve 39 and a base 41, the base 41 being supported on a support base 43 of a base 45. The base 45 in turn stands with its annular web 47 on a base valve body 49, which limits the end of the cylinder 3. Between the inner wall of the cylinder 3 and the outer wall of the pressure cylinder 29 or the sleeve 39 there is an annular space 51, which represents a flow connection between the working space 13 remote from the piston rod and the base valve body 49. For this purpose, the base 45 has at least one passage opening 53 radially outside the sleeve 39 of the printing cylinder 29. This design of the printing cylinder is in no way mandatory for the use of the invention. You can also use a pressure cylinder 29 in which the sleeve 39 and the base 45 form a structural unit, for example in the form of a plastic part or a cast part or forged part. Furthermore, different configurations of the printing cylinder for fastening within the cylinder 3 would also be possible for the use of the invention.

Der Bodenventilkörper 49 umfasst ein Dämpfventil 55, das bei einer Anströmung aus dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13 wirksam wird und dabei das von der Kolbenstange 5 verdrängte Volumen passieren lässt. Zusätzlich verfügt der Bodenventilkörper 49 über ein Rückschlagventil 57, das bei einer Strömung ausgehend von einem Ausgleichsraum 59 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13 öffnet und dabei keine nennenswerte Dämpfkraft erzeugt. Der Ausgleichsraum 59 wird von einem den Zylinder 3 einhüllenden Behälterrohr 61 begrenzt, der zusammen mit einer Außenwandung des Zylinders 3 den Ringraum bildet, der teilweise mit Dämpfmedium und teilweise mit einem Gas gefüllt ist. Der Bodenventilkörper 49 stützt sich auf einem Boden 63 des Behälterrohres 61 ab. Der Boden 63 des Behälterrohres 61, das Behälterrohr 61 und die Kolbenstangenführung 7 bilden eine Verspannungskette für den Zylinder 3, den Sockel 45 und den Bodenventilkörper 49, da sich der Zylinder 3 auf dem Ringsteg 47 des Sockels 45 axial abstützt. Damit ist der Sockel 45 axial in beiden Richtungen fixiert.The bottom valve body 49 includes a damping valve 55, which becomes effective when there is a flow from the working space 13 remote from the piston rod and thereby allows the volume displaced by the piston rod 5 to pass. In addition, the bottom valve body 49 has a check valve 57, which opens in the event of a flow starting from a compensation chamber 59 into the working chamber 13 remote from the piston rod and does not generate any significant damping force. The compensation space 59 is delimited by a container tube 61 enveloping the cylinder 3, which together with an outer wall of the cylinder 3 forms the annular space, which is partly filled with a damping medium and partly with a gas. The bottom valve body 49 is supported on a bottom 63 of the container tube 61. The bottom 63 of the container tube 61, the container tube 61 and the piston rod guide 7 form a tension chain for the cylinder 3, the base 45 and the base valve body 49, since the cylinder 3 is axially supported on the annular web 47 of the base 45. The base 45 is thus fixed axially in both directions.

Zwischen dem Druckzylinder 29 und dem Sockel 45 besteht eine Halteverbindung 65, die innerhalb eines von der Hülse 39 begrenzten Querschnitts 67 ausgeführt ist. Der Querschnitt 67 wird von der Außenkontur der Hülse 39 bestimmt. In der 1 wird die Halteverbindung 65 von einer Nietverbindung gebildet. Zentral innerhalb des Bodens 41 und des Stützbodens 43 verbindet ein Niet 69 diese beiden Teile.Between the pressure cylinder 29 and the base 45 there is a holding connection 65, which is designed within a cross section 67 delimited by the sleeve 39. The cross section 67 is determined by the outer contour of the sleeve 39. In the 1 the holding connection 65 is formed by a rivet connection. Centrally within the base 41 and the support base 43, a rivet 69 connects these two parts.

Bei einer Einfederungsbewegung der Kolbenstange 5 innerhalb einer bestimmten Größenordnung ist nur der erste Kolben 9, bzw. das Dämpfventil 15 für die Einfahrrichtung aktiv. Der zweite Kolben 35 befindet sich dann stets axial außerhalb des Druckzylinders 29. Sollte dieser Komfortbereich verlassen werden, dann fährt der zweite Kolben 27 in den Druckzylinder 29 ein, wodurch das Volumen des Druckraums 31 reduziert und Dämpfmedium aus dem Druckraum 31 in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13 verdrängt wird, so dass dann sowohl der erste wie auch der zweite Kolben 9; 27 mit ihren Dämpfventilen 13; 33 eine deutlich größere Dämpfkraft erzeugen, da beide Dämpfventile 13; 33 hydraulisch parallelgeschaltet sind. Der Ringraum 51 wirkt dann als Strömungsverbindung zwischen dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13 und dem Ausgleichsraum 59, der funktional ebenfalls einen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers 1 darstellt.When the piston rod 5 deflects within a certain magnitude, only the first piston 9 or the damping valve 15 is active for the retraction direction. The second piston 35 is then always located axially outside the pressure cylinder 29. If this comfort range is left are, then the second piston 27 moves into the pressure cylinder 29, whereby the volume of the pressure chamber 31 is reduced and damping medium is displaced from the pressure chamber 31 into the working chamber 13 remote from the piston rod, so that both the first and the second piston 9; 27 with their damping valves 13; 33 generate a significantly greater damping force because both damping valves 13; 33 are connected hydraulically in parallel. The annular space 51 then acts as a flow connection between the working space 13 remote from the piston rod and the compensation space 59, which functionally also represents a working space of the vibration damper 1.

Insbesondere in der Zusammenschau der 2, 3 und 4 ist erkennbar, dass der Druckzylinder 29 zumindest einen Wandungsbereich 75 aufweist, der radial beweglich in Richtung des Zylinders 3 ausgeführt ist, und in Abhängigkeit des Druckniveaus innerhalb des Druckzylinders 29 den Querschnitt des Ringraums 51 verengt. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, dass der Druckzylinder 29 radial elastisch ausgeführt ist, indem der radial elastische Wandungsbereich 75 von einer partiellen Wandstärkenreduzierung des Druckzylinders 29 gebildet wird. Damit wirkt der Querschnitt des Ringraums 51 wie ein drittes Dämpfventil 77 zusätzlich zu den Dämpfventilen 15; 33 am ersten und am zweiten Kolben 9; 27. Die Wirkung des Drosselquerschnitts ist abhängig vom Druckniveau innerhalb des Druckzylinders, also abhängig von der Einfahrgeschwindigkeit des zweiten Kolbens 27 in den Druckzylinder 29. Das dritte Dämpfventil 77 sorgt für eine weitere Progression in der Dämpfkraftkennlinie des Schwingungsdämpfers. Diese Progression kann z. B. dafür genutzt werden, die vom zweiten Kolben 27 bereitgestellte Dämpfkraft etwas zu reduzieren, um einen Zugewinn an Fahrkomfort zu erreichen, andererseits jedoch mit dem dritten Dämpfventil 77 eine zusätzliche Dämpfkraft für besonders kritische Fahrsituation zur Verfügung stehen zu haben.Especially when viewed together 2 , 3 and 4 It can be seen that the printing cylinder 29 has at least one wall region 75, which is designed to be radially movable in the direction of the cylinder 3, and narrows the cross section of the annular space 51 depending on the pressure level within the printing cylinder 29. This takes advantage of the effect that the printing cylinder 29 is designed to be radially elastic, in that the radially elastic wall region 75 is formed by a partial reduction in the wall thickness of the printing cylinder 29. The cross section of the annular space 51 thus acts as a third damping valve 77 in addition to the damping valves 15; 33 on the first and second piston 9; 27. The effect of the throttle cross section depends on the pressure level within the pressure cylinder, i.e. depending on the retraction speed of the second piston 27 into the pressure cylinder 29. The third damping valve 77 ensures a further progression in the damping force characteristic of the vibration damper. This progression can e.g. B. can be used to slightly reduce the damping force provided by the second piston 27 in order to achieve an increase in driving comfort, but on the other hand, with the third damping valve 77, an additional damping force is available for particularly critical driving situations.

In dieser Ausführung erstreckt sich der radial elastische Wandungsbereich über den gesamten Hubbereich des zweiten Kolbens 27. Folglich ist die radiale Aufweitung im Moment des Eintauchens des zweiten Kolbens in den Druckzylinder 29 maximal möglich. Wenn der Schwingungsdämpfer stärker verkürzt wird, dann steigt die Stützkraft der Fahrzeugtragfeder. Folglich könnte die Dämpfkraft reduziert werden.In this embodiment, the radially elastic wall area extends over the entire stroke range of the second piston 27. Consequently, the maximum radial expansion is possible at the moment the second piston is immersed in the pressure cylinder 29. If the vibration damper is shortened more, the supporting force of the vehicle suspension spring increases. Consequently, the damping force could be reduced.

Neben der Möglichkeit einer Wandstärkenreduzierung kann der Druckzylinder 29 auch aus einem starren Träger und einem elastischen Einsatz 79 gebildet werden, wie ebenfalls in 3 prinzipiell dargestellt ist.In addition to the possibility of reducing the wall thickness, the printing cylinder 29 can also be formed from a rigid support and an elastic insert 79, as also shown in 3 is shown in principle.

In der Ausführung des Druckzylinders 29 nach 5 ist der elastische Einsatz 79 innerhalb des Druckzylinders 29 angeordnet der starre Träger bzw. die Hülse 39 weist mindestens eine fensterartige Öffnung auf, die von dem elastischen Einsatz 79 in Richtung des Ringraums 51 abgedeckt wird. Wenn der zweite Kolben 27 in den Druckzylinder 29 eintaucht, dann steigt der Druck an. Da der Druck innerhalb des Druckzylinders 29 aufgrund der Ventilauslegung der Dämpfventile 15; 33 und des Dämpfventils 55 am Bodenventilkörper 49 höher ist als im Ringraum 51, verformt sich der hülsenförmige elastische Einsatz 79 und dehnt sich über die fensterartigen Öffnungen 81 in den Ringraum 51 aus, dessen Querschnitt dadurch reduziert wird. Es können mehrere Öffnungen 81 eingesetzt werden, die axial außerhalb des Hubbereichs des Kolbens 27 ausgeführt sind. Damit ist auch der radial elastische Bereich 75 des Druckzylinder axial außerhalb eines Hubbereichs des zweiten Kolbens 27 angeordnet. Folglich ist die auf den elastischen Bereich wirksame Aufweitkraft bei konstantem Druck innerhalb des Druckzylinders 29 ebenfalls konstant. Die Reduzierung des Querschnitts im Ringraum 51 ist damit unabhängig von der Hublage des zweiten Kolbens 27 innerhalb des Druckzylinders 29. Auch diese Auslegung des zweiten Druckzylinders 29 kann für eine Anpassung der Dämpfungscharakteristik des Schwingungsdämpfers an eine Zielvorgabe sinnvoll sein.In the design of the printing cylinder 29 according to 5 the elastic insert 79 is arranged within the printing cylinder 29, the rigid support or the sleeve 39 has at least one window-like opening, which is covered by the elastic insert 79 in the direction of the annular space 51. When the second piston 27 dips into the pressure cylinder 29, the pressure increases. Since the pressure within the pressure cylinder 29 is due to the valve design of the damping valves 15; 33 and the damping valve 55 on the bottom valve body 49 is higher than in the annular space 51, the sleeve-shaped elastic insert 79 deforms and expands via the window-like openings 81 into the annular space 51, the cross section of which is thereby reduced. Several openings 81 can be used, which are designed axially outside the stroke range of the piston 27. This means that the radially elastic region 75 of the printing cylinder is also arranged axially outside a stroke region of the second piston 27. Consequently, the expanding force acting on the elastic region is also constant at constant pressure within the pressure cylinder 29. The reduction of the cross section in the annular space 51 is therefore independent of the stroke position of the second piston 27 within the printing cylinder 29. This design of the second printing cylinder 29 can also be useful for adapting the damping characteristics of the vibration damper to a target.

Die Ausführung nach 6 folgt dem Bauprinzip nach 5. Abweichend ist der elastische Einsatz 79 auf einer äußeren Mantelfläche 83 des Druckzylinders 29 angeordnet. Der elastische Einsatz 79 kann wie ein Schrumpfschlauch montiert sein. Des Weiteren ist die mechanische Belastung des elastischen Einsatzes 79 im Bereich der fensterartigen Öffnungen 81 geringer.The execution according to 6 follows the construction principle 5 . Deviating from this, the elastic insert 79 is arranged on an outer lateral surface 83 of the printing cylinder 29. The elastic insert 79 can be mounted like a shrink tube. Furthermore, the mechanical load on the elastic insert 79 is lower in the area of the window-like openings 81.

Sowohl in der 5 und in der 6 ist der Druckzylinder 29 in Abflussrichtung zum Ausgleichsraum 59 mit einem Druckbegrenzungsventil 85 bestückt. Dieses Druckbegrenzungsventil 85 kann optional auf einen Grenzdruck am Dämpfventil 33 des zweiten Kolbens 27 aber auch auf eine maximale Aufweitkraft des Druckzylinders 29 ausgelegt sein, um einen minimalen Querschnitt des Ringraums 51 einzustellen.Both in the 5 and in the 6 the pressure cylinder 29 is equipped with a pressure relief valve 85 in the outflow direction to the compensation chamber 59. This pressure relief valve 85 can optionally be designed for a limit pressure at the damping valve 33 of the second piston 27 but also for a maximum expansion force of the pressure cylinder 29 in order to set a minimum cross section of the annular space 51.

BezugszeichenReference symbols

11
SchwingungsdämpferVibration damper
33
Zylindercylinder
55
KolbenstangePiston rod
77
KolbenstangenführungPiston rod guide
99
erster Kolbenfirst piston
1111
kolbenstangenseitiger Arbeitsraumworking space on the piston rod side
1313
kolbenstangenferner ArbeitsraumWorking area remote from the piston rod
1515
DämpfventilDamping valve
1717
DämpfventilDamping valve
1919
ZuganschlagTrain stop
2121
ZuganschlagfederTension stop spring
2323
Federtellerspring plate
2525
Mitnahmeringdriving ring
2727
zweiter Kolbensecond piston
2929
DruckzylinderPrinting cylinder
3131
DruckraumPressure room
3333
Drosselöffnungthrottle opening
3535
EinlaufschrägeInlet slope
3737
Drosselnutthrottle groove
3939
Hülsesleeve
4141
BodenFloor
4343
StützbodenSupport floor
4545
Sockelbase
4747
Ringstegring bridge
4949
BodenventilkörperBottom valve body
5151
RingraumAnnular space
5353
DurchlassöffnungPassage opening
5555
DämpfventilDamping valve
5757
Rückschlagventilcheck valve
5959
AusgleichsraumCompensation room
6161
BehälterrohrContainer pipe
6363
BodenFloor
6565
Halteverbindungholding connection
6767
Querschnittcross-section
6969
Nietrivet
7171
ZapfenCones
7373
NietkopfRivet head
7575
WandungsbereichWall area
7777
drittes Ventilthird valve
7979
elastischer Einsatzelastic insert
8181
fensterartige Öffnungwindow-like opening
8383
äußere Mantelflächeouter surface
8585
DruckbegrenzungsventilPressure relief valve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102019206510 A1 [0002]DE 102019206510 A1 [0002]

Claims (9)

Schwingungsdämpfer (1) mit einem hydraulischen Endanschlag (27; 29), umfassend einen mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder (3), in dem eine Kolbenstange (5) axial beweglich geführt ist, wobei an der Kolbenstange (5) ein erster Kolben (9) angeordnet ist, der den Zylinder (3) in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum (11; 13) unterteilt, wobei in mindestens einem der Arbeitsräume (13) ein Druckzylinder (29) angeordnet ist, in den ein zweiter an der Kolbenstange (5) angeordneter Kolben (27) hubabhängig einfährt, wobei der Druckzylinder (29) von einer zum Zylinder (3) separaten Hülse (39) gebildet wird, die mit dem Zylinder (3) einen Ringraum (51) bildet, der einen Verbindungskanal zu einem weiteren Arbeitsraum (59) darstellt, über den das Dämpfmedium aus dem kolbenstangenseitigen oder kolbenstangenfernen Arbeitsraum (11; 13) verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (29) zumindest einen Wandungsbereich (75) aufweist, der radial beweglich in Richtung des Zylinders (3) ausgeführt ist, und in Abhängigkeit des Druckniveaus innerhalb des Druckzylinders (29) den Querschnitt des Ringraums (51) verengt.Vibration damper (1) with a hydraulic end stop (27; 29), comprising a cylinder (3) filled with damping medium, in which a piston rod (5) is guided in an axially movable manner, a first piston (9) being arranged on the piston rod (5). is, which divides the cylinder (3) into a working space (11; 13) on the piston rod side and a working space away from the piston rod, a pressure cylinder (29) being arranged in at least one of the working spaces (13), in which a second pressure cylinder (29) is arranged on the piston rod (5). Piston (27) retracts depending on the stroke, the pressure cylinder (29) being formed by a sleeve (39) separate from the cylinder (3), which forms an annular space (51) with the cylinder (3), which has a connecting channel to a further working space ( 59), via which the damping medium is displaced from the working space (11; 13) on the piston rod side or away from the piston rod, characterized in that the pressure cylinder (29) has at least one wall region (75) which is designed to be radially movable in the direction of the cylinder (3). is, and the cross section of the annular space (51) narrows depending on the pressure level within the printing cylinder (29). Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (29) radial elastisch ausgeführt ist.Vibration damper Claim 1 , characterized in that the printing cylinder (29) is designed to be radially elastic. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein radial elastischer Wandungsbereich (75) des Druckzylinders (29) axial außerhalb eines Hubbereichs des zweiten Kolbens (27) angeordnet ist.Vibration damper Claim 2 , characterized in that a radially elastic wall region (75) of the pressure cylinder (29) is arranged axially outside a stroke region of the second piston (27). Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der radial elastische Wandungsbereich (75) von einer partiellen Wandstärkenreduzierung des Druckzylinders (29) gebildet wird.Vibration damper according to at least one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the radially elastic wall region (75) is formed by a partial reduction in the wall thickness of the printing cylinder (29). Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (29) aus einem starren Träger (39) und einem elastischen Einsatz (79) gebildet wird.Vibration damper according to at least one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the printing cylinder (29) is formed from a rigid support (39) and an elastic insert (79). Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der starre Träger (39) mindestens eine fensterartige Öffnung (81) aufweist, die von dem elastischen Einsatz (79) abgedeckt wird.Vibration damper Claim 5 , characterized in that the rigid support (39) has at least one window-like opening (81) which is covered by the elastic insert (79). Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Einsatz (79) innerhalb des Druckzylinders (29) angeordnet istVibration damper Claim 6 , characterized in that the elastic insert (79) is arranged within the printing cylinder (29). Schwingungsdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Einsatz (79) auf einer äußeren Mantelfläche (83) des Druckzylinders (29) angeordnet ist.Vibration damper Claim 6 , characterized in that the elastic insert (79) is arranged on an outer lateral surface (83) of the printing cylinder (29). Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckzylinder (29) in Abflussrichtung mit einem Druckbegrenzungsventil (85) bestückt ist.Vibration damper according to at least one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the pressure cylinder (29) is equipped with a pressure relief valve (85) in the outflow direction.
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DE102019206510A1 (en) 2019-05-07 2020-11-12 Zf Friedrichshafen Ag Vibration damper with a hydraulic pressure stop

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