DE10031975A1 - Piston for vibration damper has guide element fitted so that damping fluid cannot get into guide element receiver - Google Patents
Piston for vibration damper has guide element fitted so that damping fluid cannot get into guide element receiverInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben für einen Schwingungsdämpfer, wobei der mit Dämpfeinrichtungen versehene Kolben auf einer nach außen ge führten und abgedichteten Kolbenstange befestigt ist und einen mit Dämpf flüssigkeit gefüllten Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und zur hubab hängig wirkenden Dämpfkraftänderung die Zylinderwand mindestens eine im wesentlichen axial verlaufende Nut aufweist, die unter Umgehung eines in einer ersten Kolbennut angeordneten, als Dichtring gegenüber der zylindrischen Flä che wirkenden, steifen Kolbenringes einen Bypaßkanal bildet, wobei der Kolben ein von der ersten Kolbennut getrenntes, hydraulisch in Reihe angeordnetes Führungselement aufweist.The invention relates to a piston for a vibration damper, the piston provided with damping devices on a ge to the outside led and sealed piston rod is attached and one with damping liquid-filled cylinders divided into two work rooms and ready for lifting dependent acting damping force change the cylinder wall at least one in has a substantially axially extending groove, which is bypassing one in a arranged first piston groove, as a sealing ring against the cylindrical surface che acting, rigid piston ring forms a bypass channel, the piston one which is separated from the first piston groove and is arranged hydraulically in series Has guide element.
Es sind bereits Kolben für Schwingungsdämpfer bekannt (DE 36 11 288 C2), bei denen der mit Dämpfeinrichtungen versehene Kolben auf einer nach außen ge führten Kolbenstange befestigt ist und den mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt. Zu hubabhängig wirkenden Dämp fungskraftänderung ist die Zylinderwand mit mindestens einer im wesentlichen axial verlaufenden Nut versehen. Der Kolben dieses Schwingungsdämpfers ist mit einer ersten und zweiten Vorkehrung versehen, wobei in der ersten Vorkehrung ein Dichtring angeordnet ist und in der zweiten Vorkehrung ein Führungs ring. Die zweite Vorkehrung zeigt zusätzlich einen Entlastungskanal der diese Nut mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum verbindet, so daß eine Steuer kante für den durch die in der Zylinderwand verlaufende Nut gebildeten Bypaß kanal geschaffen wird.Pistons for vibration dampers are already known (DE 36 11 288 C2), at which the piston provided with damping devices on an outward ge led piston rod is attached and the filled with damping fluid Cylinder divided into two work rooms. To stroke-dependent damping The change in force is essentially the cylinder wall with at least one axially extending groove. The piston of this vibration damper is provided with a first and second precaution, in the first precaution a sealing ring is arranged and a guide in the second arrangement ring. The second precaution additionally shows a relief channel of this Groove connects to the working space remote from the piston rod, so that a tax edge for the bypass formed by the groove running in the cylinder wall channel is created.
Bei den bekannten Ausführungsformen ohne zusätzliches Führungselement ist von Nachteil, daß bedingt durch hohe Bauteilreibung unter Querkraft ein man gelndes Ansprechverhalten bei kleinen Anregungsamplituden im Radeigenfre quenzbereich, verbunden mit einem Komfortverlust, auftritt. Weiterhin ist bei den bekannten reibungsoptimierten Ausführungen in Verbindung mit einer hohen Anforderung, wie z. B. einer hohen Querkraft am Schwingungsdämpfer durch erhöhte Bauteilbeanspruchung aufgrund der Bypaßkanäle im Arbeitszylinder unzureichende Lebensdauer bekannt.In the known embodiments without an additional guide element disadvantageous that a man due to high component friction under lateral force valid response behavior with small excitation amplitudes in the wheel fre frequency range, associated with a loss of comfort. Furthermore, the known friction-optimized versions in connection with a high Requirement, such as B. a high lateral force on the vibration damper increased component stress due to the bypass channels in the working cylinder insufficient lifespan known.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen und kostengünstigen Kolben für einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, welcher auch bei hohen Anforderun gen eine ausreichende Funktion und Lebensdauer bei gleichzeitig geringer Bau teilreibung aufweist.The object of the invention is a simple and inexpensive piston for to create a vibration damper, which even with high demands sufficient function and lifespan with a small construction shows partial friction.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Füh rungselement derart in der Vorkehrung aufgenommen ist, daß ein Eindringen von Dämpfungsflüssigkeit zwischen Kolben und Führungselement in die Vorkeh rung verhindert wird. To solve this problem, the invention provides that the Füh tion element is included in the precaution in such a way that penetration of damping fluid between the piston and the guide element in the procedure tion is prevented.
Bei dieser Ausführungsform ist einerseits von Vorteil, daß durch die konsequen te Trennung von Dichtungs- und Führungsaufgaben am Kolben des Schwin gungsdämpfers sowohl die Dichtung als auch die Führung gezielt dimensioniert werden könnenelementes zum Kolben auch während des Betriebes eine Form- und/oder Maßhaltigkeit des Führungsringes gegenüber der Innenwandung des Zylinders gegeben ist.In this embodiment it is advantageous on the one hand that the consequent te separation of sealing and guiding tasks on the piston of the Schwin tion damper both the seal and the guide dimensioned specifically element can become a piston even during operation and / or dimensional accuracy of the guide ring with respect to the inner wall of the Cylinder is given.
Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß das Führungs element unter Vermeidung von axialen Spalten und/oder Stoßfugen in der Vor kehrung aufgenommen ist.According to another essential feature, it is provided that the guide element while avoiding axial gaps and / or butt joints in the front reversal is included.
Es ist desweiteren vorgesehen, daß als Vorkehrung mindestens eine umlaufen de Vorkehrung vorgesehen ist.It is also contemplated that at least one should circulate as a precaution precaution is provided.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß das Führungselement als Kunst stoff-folie in die Vorkehrung eingeknöpft ist.Another embodiment provides that the guide element as art fabric film is buttoned into the precaution.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Führungselement in die Vorkehrung auf den Kolben aufgeschrumpft ist. Hierbei ist von Vorteil, daß durch die Trennung zwischen Dichtungs- und Führungsaufgaben am Dämp fungskolben sowohl die Dichtung als auch das Führungselement gezielt dimen sioniert werden können. Für das Führungselement läßt sich dabei ein Material mit günstigen Reibeigenschaften vorsehen.According to a further embodiment it is provided that the guide element in the precaution is shrunk onto the piston. The advantage here is that due to the separation between sealing and guiding tasks on the damper guide piston selectively dimension both the seal and the guide element can be sioned. A material can be used for the guide element provide with favorable friction properties.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen sche matisch dargestellt. Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings represented mathematically.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen Stoßdämpfer im Schnitt Fig. 1 shows a shock absorber in section
Fig. 2 einen Schnitt durch den Kolben zusammen mit dem Zylinder als Einzel heit Fig. 2 shows a section through the piston together with the cylinder as a single unit
Fig. 3 eine schematische Darstellung in Form eines Blockschaltbildes. Fig. 3 is a schematic representation in the form of a block diagram.
In der Fig. 1 ist ein Zweirohrschwingungsdämpfer dargestellt, der eine Kolben stange 1 besitzt, welche mit einem auf der Innenwand des Zylinders 3 axial ge führten Kolben 2 verbunden ist. Der Zylinder 3 ist mittels einer Kolbenstangen führung 5 und eines Bodenventiles 7 konzentrisch in einem Behälter 4 einge spannt. In der Kolbenstangenführung 5 ist die Kolbenstange 1 geführt und mit tels einer Kolbenstangendichtung 6 nach außen abgedichtet. Der mit Dämp fungsflüssigkeit gefüllte Innenraum des Zylinders 3 wird vom Kolben 2 in einen oberen Arbeitsraum 8 und einen unteren Arbeitsraum 9 unterteilt. Über das Bo denventil 7 steht der untere Arbeitsraum 9 mit einem Ausgleichsraum 10 in Ver bindung, der eine Dämpfungsflüssigkeits- und gegebenenfalls eine Gasfüllung aufweist. Eine vom Kolbenhub abhängige Dämpfkraftänderung wird durch eine im wesentlichen axial verlaufende Nut 11 im Zylinder 3 erzielt, welche mit einem im Kolben 2 angeordneten Dichtring 17 einen Bypaßkanal 12 bildet. Dieser By paßkanal 12 ist parallel zum Zugdämpfungsventil 13 und zu dem bei Druck-Hub ansprechenden Ventil 14 des Kolbens 2 angeordnet. Es können ohne weiteres mehrere derartige axial verlaufende Nuten 11 im Zylinder 3 angeordnet sein, wobei diese gegebenenfalls unterschiedliche axiale Längen aufweisen. In der Zugphase der Kolbenstange 1 wird die Dämpfung im wesentlichen vom Zug- Dämpfventil 13 des Kolbens 2 und vom Bypaßkanal 12 bestimmt. Ein im Boden ventil 7 befindliches Rückschlagventil 16 öffnet bei dieser Bewegungsrichtung und ermöglicht ein Nachströmen von Dämpfungsflüssigkeit aus dem Ausgleichs raum 10 in den Arbeitsraum 9 in Folge des aus dem Zylinder 3 austretenden Volumens der Kolbenstange 1. Beim Druckhub, das heißt bei einfahrender Kol benstange 1 in den Zylinder 3, öffnet das Ventil 14 im Kolben 2, wobei die Druckdämpfung anteilig durch das im Bodenventil 7 befindliche Druckdämp fungsventil 15 und das im Kolben befindliche Ventil 14 bewirkt wird.In Fig. 1, a two-tube vibration damper is shown, which has a piston rod 1 , which is connected to an axially on the inner wall of the cylinder 3 axially guided piston 2 . The cylinder 3 is concentrically clamped in a container 4 by means of a piston rod guide 5 and a bottom valve 7 . In the piston rod guide 5 , the piston rod 1 is guided and sealed to the outside by means of a piston rod seal 6 . The interior of the cylinder 3 filled with damping fluid is divided by the piston 2 into an upper working space 8 and a lower working space 9 . About the Bo denventil 7 is the lower working chamber 9 with a compensation chamber 10 in United connection, which has a damping fluid and possibly a gas filling. A damping force change dependent on the piston stroke is achieved by an essentially axially extending groove 11 in the cylinder 3 , which forms a bypass channel 12 with a sealing ring 17 arranged in the piston 2 . By pass channel 12 is arranged parallel to the damping valve 13 and to the responsive valve 14 of the piston 2 at pressure stroke. A plurality of such axially extending grooves 11 can easily be arranged in the cylinder 3 , these possibly having different axial lengths. In the pull phase of the piston rod 1 , the damping is essentially determined by the pull-damping valve 13 of the piston 2 and bypass channel 12 . A check valve 16 located in the bottom valve 7 opens in this direction of movement and enables a flow of damping fluid from the compensating chamber 10 into the working chamber 9 as a result of the volume of the piston rod 1 emerging from the cylinder 3 . During the pressure stroke, that is when the piston rod 1 moves into the cylinder 3 , the valve 14 in the piston 2 opens, the pressure damping being effected in part by the pressure valve 15 in the bottom valve 7 and the valve 14 in the piston.
Der Kolben 2 ist auf seiner Umfangsfläche mit einer ersten Kolbennut 20 und einer Vorkehrung 21 versehen. In der ersten Kolbennut 20 ist der Dichtring 17 aufgenommen, dieser Dichtring dient der Abdichtung des Kolbens 2 gegenüber dem Zylinder 3. In der Vorkehrung 21 ist zur Führung des Kolbens 2 im Zylinder 3 ein Führungselement 18 angeordnet. Die Befestigung des Kolbens 2 auf der Kolbenstange 1 ist beispielsweise durch die Kolbenmutter 19 gegeben.The piston 2 is provided on its circumferential surface with a first piston groove 20 and a precaution 21 . The sealing ring 17 is accommodated in the first piston groove 20 , this sealing ring serves to seal the piston 2 with respect to the cylinder 3 . A guide element 18 is arranged in the precaution 21 for guiding the piston 2 in the cylinder 3 . The piston 2 is attached to the piston rod 1 , for example, by the piston nut 19 .
Aus der Fig. 2 ist als Einzelheit ein Kolben 2 dargestellt, der an der Kolben stange 1 befestigt ist und den Zylinder 3 in einen oberen Arbeitsraum 8 und in einen unteren Arbeitsraum 9 unterteilt. Der Dichtring 17 sowie das Führungs element 18 sind in der ersten Kolbennut 20 und in der Vorkehrung 21 angeord net. Durch die Realisierung eines engen Führungsspieles zwischen dem Füh rungselement 18 und der Innenwandung des Zylinders 3 ist ein positive Auswir kung auf die Dämpfungskrafttoleranzen zu bemerken. Ebenso führt eine Redu zierung des Führungsspiels zu geringeren Querauslenkungen der Kolbenstange, so daß in Folge eine geringere Auslenkung der Kolbenstangendichtung 6 ergibt, damit wird eine positive Dichtheit bei Kälte erzielt.From Fig. 2, a piston 2 is shown as a detail, which is attached to the piston rod 1 and divides the cylinder 3 into an upper working space 8 and a lower working space 9 . The sealing ring 17 and the guide element 18 are in the first piston groove 20 and the arrangement 21 net angeord. By realizing a close management game between the guide element 18 and the inner wall of the cylinder 3 , a positive effect on the damping force tolerances can be noted. Likewise, a reduction of the guide play leads to less transverse deflections of the piston rod, so that as a result there is less deflection of the piston rod seal 6 , so that a positive tightness is achieved in the cold.
Desweiteren läßt sich durch das Führungselement in dieser Form ein Axialspiel praktisch ausschließen, wobei es sich in der Praxis herausgestellt hat, daß ein Axialspiel des Führungsringes zu Geräuschproblemen führen kann, ebenso zur Extrusionsbildung an den Stirnkanten des Führungselementes, so daß eine Zer störung zur Folge auftritt. Durch das Einbringen des Führungselementes 18 in die Vorkehrung 21 bei Vermeidung von axialen Spalten und/oder axialen Stoß fugen werden Geräuschprobleme und Extrusionsbildung an den Stirnkanten des Führungselementes vermieden.Furthermore, an axial play can practically be excluded by the guide element in this form, and it has been found in practice that an axial play of the guide ring can lead to noise problems, and also to the formation of extrusions at the front edges of the guide element, so that a disruption occurs , By introducing the guide element 18 into the arrangement 21 while avoiding axial gaps and / or axial joints, noise problems and extrusion formation on the front edges of the guide element are avoided.
Bei einem derart befestigten Führungselement 18 ist darüber hinaus eine Mo dulbauweise möglich, denn der Kolben 2, der Dichtring 17 sowie das Führungs element 18 lassen sich zu einer vormontierten Baueinheit zusammenfügen, so daß sich die Montagezeiten/-kosten wesentlich reduzieren lassenWith such a fixed guide member 18 about an Mo addition is dulbauweise possible, because the piston 2, the sealing ring 17 and the guide element 18 can be joined together to form a preassembled constructional unit, so that the installation time / costs can be considerably reduced
Die Trennung des Dichtringes 17 zum Führungselement 18 erlaubt desweiteren eine Reduzierung des Absolutdruckniveaus bei Zweirohrdämpfern in der Druck stufe in der oberen und unteren Arbeitskammer. Hierbei wird eine hydraulische Beteiligung des Druckdämpfungsventiles 14 am Kolben 2 hinzugezogen, damit wird die nach außen wirkende Gesamtdruckkraft additiv aufgeteilt in einen Anteil am Druckdämpfungsventil 15 und einen Anteil am Druckdämpfungsventil 14 im Kolben 2. The separation of the sealing ring 17 to the guide member 18 also allows a reduction in the absolute pressure level in two-tube dampers in the pressure stage in the upper and lower working chamber. A hydraulic involvement of the pressure damping valve 14 in the piston 2 is involved , so that the total pressure force acting on the outside is divided additively into a portion of the pressure damping valve 15 and a portion of the pressure damping valve 14 in the piston 2 .
Aus der Fig. 3 ist in Form eines Blockschaltbildes der Arbeitszylinder 3 zu sammen mit dem Kolben 2 und der Nut 11 dargestellt. Im Kolben 2 sind das Zugdämpfungsventil 13 und Druckdämpfungsventil 14 schematisch dargestellt, wobei der Dichtring 17 die Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder 3 über nimmt, während das Führungselement 18 im wesentlichen Führungsaufgaben übernehmend im Kolben 2 angeordnet ist. From Fig. 3 is shown in the form of a block diagram of the working cylinder 3 together with the piston 2 and the groove 11 . In the piston 2 , the tension damping valve 13 and the pressure damping valve 14 are shown schematically, the sealing ring 17 taking over the seal between the piston and the cylinder 3 , while the guide element 18 is arranged in the piston 2 , essentially taking over guiding tasks.
11
Kolbenstange
piston rod
22
Kolben
piston
33
Zylinder
cylinder
44
Dämpfungsventile
damping valves
55
Kolbenstangenführung
Piston rod guide
66
Kolbenstangendichtung
Piston rod seal
77
Bodenventil
bottom valve
88th
Arbeitsraum
working space
99
Arbeitsraum
working space
1010
Ausgleichsraum
compensation space
1111
Nut
groove
1212
Bypaßkanal
bypass channel
1313
Zugdämpfungsventil
Zugdämpfungsventil
1414
Druckdämpfungsventil
Pressure damping valve
1515
Druckdämpfungsventil
Pressure damping valve
1616
Rückschlagventil
check valve
1717
Dichtring
seal
1818
Führungselement
guide element
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Kolbenmutter
piston nut
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erste Kolbennut
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Vorkehrung
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ZF SACHS AG, 97424 SCHWEINFURT, DE |
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| 8131 | Rejection |