DE102006046333B3

DE102006046333B3 - Vibration damper for chassis frame of motor vehicle, has damping unit with housing, in which separating piston is arranged in axially displaceable manner, and flexible bumper unit inserted into each through hole of separating piston body

Info

Publication number: DE102006046333B3
Application number: DE200610046333
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl.-Ing. Weimann
Original assignee: ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-09-29

Abstract

The damper has a damping unit (10) with a housing (11), in which a separating piston (6) is arranged in an axially displaceable manner. Two housing chambers (13, 14) are hydraulically connected with respective working chambers (3, 4) of the damper. The separating piston exhibits a body (15) with two separate through holes. A flexible bumper unit (20) is inserted into each of the through holes in such a manner that the bumper unit forms catches in both end positions of displacement path of the piston. The body is formed from plastic, and the bumper unit is formed of elastomer unit.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Dämpfer werden insbesondere in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen verwendet. Die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung dient dabei dazu, im Bereich von Schwingungsanregungen mit geringen Amplituden einen erhöhten Fahrkomfort zu erreichen, ohne die Fahrsicherheit in dynamischen Fahrsituationen zu reduzieren. Hochfrequente Schwingungsanregungen mit geringen Amplituden werden beispielsweise durch raue Fahrbahnbeläge oder Flickasphalt hervorgerufen. In diesem Anregungsbereich wird ein Bypasskanal zum Arbeitskolben freigegeben und somit eine Dämpfkraftabsenkung erreicht. Bei größeren Anregungsamplituden wird dieser Bypass abgeschaltet und wieder eine höhere Dämpfkraft erreicht.The The invention relates to a vibration damper according to the preamble of the claim 1. Such dampers are used in particular in chassis of motor vehicles. The amplitude-dependent attenuator serves in the field of vibration excitations with low Amplitudes increased Reach driving comfort without driving safety in dynamic To reduce driving situations. High-frequency vibration excitations with low amplitudes, for example, by rough road surface or Flickasphalt caused. In this area of excitation becomes a Bypass channel released to the working piston and thus a Dämpfkraftabsenkung reached. For larger excitation amplitudes this bypass is switched off and again a higher damping force reached.

Aus der DE 103 51 353 B4 ist ein Schwingungsdämpfer mit einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung bekannt. Bei diesem bekannten Schwingungsdämpfer ist die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung gebildet durch ein im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers angeordnetes Gehäuse, in welchem ein Trennkolben axial verschiebbar angeordnet ist. Der Trennkolben weist einen Kolbengrundkörper mit einer zentralen Bohrung auf, in welche ein Elastomerpuffer eingesetzt ist. Der Trennkolben unterteilt das Gehäuse in zwei Teilräume, und zwar in einen kolbenstangenseitigen Teilraum und einen kolbenstangenfernen Teilraum. Der kolbenstangenseitige Teilraum ist über eine Bohrung mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum und der kolbenstangenferne Teilraum über eine zentrale Bohrung durch einen den Arbeitskolben tragenden Zapfen hydraulisch mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum verbunden.From the DE 103 51 353 B4 is a vibration damper with an amplitude-dependent damping device known. In this known vibration damper, the amplitude-dependent damping device is formed by a housing arranged in the piston rod side working space of the vibration damper, in which a separating piston is arranged axially displaceable. The separating piston has a piston main body with a central bore into which an elastomer buffer is inserted. The separating piston divides the housing into two subspaces, namely into a piston rod side subspace and a piston rod distal subspace. The piston rod side subspace is connected via a bore with the piston rod side working space and the piston rod remote subspace via a central bore through a piston carrying the working piston hydraulically connected to the piston rod remote working space.

Bei dem aus der DE 103 51 353 B4 bekannten Schwingungsdämpfer kann in Bezug auf die vorbeschriebene amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung als nachteilig angesehen werden, dass es zu einem vorzeitigen Verschließen der Kanalbohrung kommen kann, die den kolbenstangenfernen Arbeitsraum mit dem kolbenstangenfernen Teilraum des Gehäuses hydraulisch verbindet. Außerdem kann es zu einem vorzeitigen Verschleißen des Elastomerpuffers kommen, wenn dieser mit der den kolbenstangenfernen Arbeitsraum mit dem kolbenstangenfernen Teilraum verbindenden Kanalbohrung in Kontakt tritt.In the from the DE 103 51 353 B4 known vibration damper can be considered in relation to the above-described amplitude-dependent damping device as disadvantageous that it may lead to premature closing of the channel bore, which connects the piston rod remote working space with the piston rod distal part space of the housing hydraulically. In addition, it can lead to premature wear of the elastomer buffer when it comes into contact with the piston rod remote working space with the piston rod remote subspace connecting channel bore.

Durch die hydraulische Verbindung des kolbenstangenfernen Teilraums mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum und des kolbenstangenseitigen Teilraums mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum ist beim Gegenstand der DE 103 51 353 B4 die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung hydraulisch parallel zum Arbeitskolben des Schwingungsdämpfers angeordnet. Wird der Trennkolben durch in den oberen bzw. unteren Teilraum einströmendes Dämpfungsmedium axial in seine obere bzw. untere Endlage verschoben, so ist der Bypass verschlossen und das gesamte verdrängte Volumen fließt durch den Arbeitskolben.Due to the hydraulic connection of the piston rod remote subspace with the piston rod remote working space and the piston rod side subspace with the piston rod side working space is the subject of the DE 103 51 353 B4 the amplitude-dependent damping device arranged hydraulically parallel to the working piston of the vibration damper. If the separating piston is displaced axially into its upper or lower end position by damping medium flowing into the upper or lower sub-chamber, the bypass is closed and the entire displaced volume flows through the working piston.

Bei derartigen Systemen zur passiven amplitudenabhängigen Dämpfung werden verschiedene Anforderungen an den Trennkolben gestellt. Einerseits soll eine reibungsarme Kolbenbewegung ohne ein Verklemmen des Kolbens erreicht werden, um ein gutes Ansprechverhalten der amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung zu erzielen. Andererseits soll die Abdichtung gegen den Differenzdruck, der am Arbeitskolben erzeugt wird, während der Trennkolbenbewegung und insbesondere im Anschlag sichergestellt werden. Darüber hinaus soll eine geeignete Kraftkennlinie des elastischen Anschlagpuffers des Trennkolbens beim axialen Anschlagen an die Gehäuseinnenwand für weiche hydraulische Kraftübergänge bei der Umschaltung von weicher Dämpfung (Bypass geöffnet) auf harte Dämpfung (Bypass geschlossen) erreicht werden. Ferner soll eine Anschlagdämpfung zur Geräuschdämpfung im Anschlagpunkt sichergestellt werden. Schließlich soll die Trennkolbenkonstruktion eine möglichst gute Dauerfestigkeit aufweisen, die auch bei hoher mechanischer, thermischer und chemischer Belastung aufrechterhalten bleibt.at Such systems for passive amplitude-dependent damping have different requirements placed on the separating piston. On the one hand, a low-friction piston movement Without jamming the piston can be achieved to a good response the amplitude-dependent damping device to achieve. On the other hand, the seal against the differential pressure, which is generated on the working piston during the separating piston movement and especially at the ready. Furthermore should a suitable force characteristic of the elastic stop buffer of the separating piston during axial abutment against the housing inner wall for soft hydraulic force transitions at Switching from soft damping (bypass open) on hard damping (Bypass closed) can be achieved. Furthermore, a stop damping for Noise damping in Attachment point to be ensured. Finally, the separating piston construction one possible have good fatigue strength, even at high mechanical, thermal and chemical stress is maintained.

Zwar werden die vorgenannten Anforderungen an den Trennkolben durch die in der DE 103 51 353 B4 beschriebene amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung mit dem dort beschriebenen Trennkolben prinzipiell für Dämpfersysteme mit kleinen Dämpferrohrdurchmessern erfüllt. Für Dampfersysteme mit großen Dämpferrohrdurchmessern ist die in DE 103 51 353 B4 beschriebene Lösung jedoch nur bedingt geeignet.Although the above requirements for the separating piston by in the DE 103 51 353 B4 described amplitude-dependent damping device with the separating piston described therein in principle for damper systems with small damper tube diameters satisfied. For steamer systems with large damper tube diameters, the in DE 103 51 353 B4 However, solution described only partially suitable.

Ein größerer Arbeitskolben verdrängt bei gleichem Hub mehr Ölvolumen. Soll bei einem Schwingungsdämpfer mit einem großen Dämpferrohrdurchmesser über den gleichen Hubbereich der Kolbenstange wie bei einem Schwingungsdämpfer mit kleinem Kolbendurchmesser die Kraftabsenkung durch den Bypasskanal erfolgen, so muss das Volumen, das der Trennkolben im Gehäuseinnenraum bis zum Anschlagen verdrängen kann, vergrößert werden.One larger working piston repressed more oil volume at the same stroke. Intended for a vibration damper with a great Damper tube diameter over the same stroke range of the piston rod as with a vibration damper Small piston diameter, the power reduction through the bypass channel done, so must the volume that the separating piston in the housing interior displace until striking can be increased.

Ohne eine Änderung an dem Trennkolben vornehmen zu müssen, ist dies durch eine Verlängerung des Gehäuses leicht möglich. Dies vergrößert entsprechend den Platzbedarf im Dämpfer und hat direkt eine Verlängerung der Mindestbaulänge des Dämpfers zur Folge. Insbesondere für große Dämpferrohrdurchmesser ergibt sich eine erhebliche Bauteilverlängerung des Gesamtdämpfers, sodass die Bauraumanforderungen der Fahrzeughersteller nicht erfüllt werden können.Without having to make a change to the separating piston, this is easily possible by extending the housing. This increases according to the space requirement in the damper and has a direct extension of the minimum length of the damper result. In particular, for large damper tube diameter results in a significant construction Partial extension of the total damper so that the space requirements of vehicle manufacturers can not be met.

Um dies zu vermeiden, kann durch Vergrößerung des Gehäusedurchmessers das Verdrängungsvolumen für den Trennkolben erhöht werden. Dabei wird der vergrößerte radiale Bauraum des größeren Dämpferrohrdurchmessers ausgenutzt.Around This can be avoided by increasing the housing diameter the displacement volume for the Separating piston increased become. In this case, the enlarged radial Space of the larger damper tube diameter exploited.

Dies hat aber zur Folge, dass auch der Durchmesser des Trennkolbens entsprechend vergrößert werden muss. Zusätzlich müssen die veränderten hydraulischen Druckverhältnisse berücksichtigt werden. So ergibt sich z.B. bei gleicher Dämpfkraft an der Kolbenstange für einen Dämpfer mit 46 mm Rohrdurchmesser, 14 mm Kolbenstangendurchmesser und einem Trennkolbendurchmesser von 38 mm gegenüber einem Schwingungsdämpfer mit einem Rohrdurchmesser von 36 mm, einem Kolbenstangendurchmesser von 11 mm und einem Trennkolbendurchmesser von 17 mm etwa die dreifache Kraft auf den Trennkolben allein durch die Veränderung der hydraulischen Wirkflächen.This but has the consequence that the diameter of the separating piston accordingly be enlarged got to. additionally have to the changed hydraulic pressure conditions considered become. Thus, e.g. at the same damping force on the piston rod for one damper with 46 mm tube diameter, 14 mm piston rod diameter and one Separating piston diameter of 38 mm compared to a vibration damper with a pipe diameter of 36 mm, a piston rod diameter of 11 mm and a separating piston diameter of 17 mm about three times the force on the separating piston alone by changing the hydraulic active surfaces.

Nahe liegend wäre die Lösung, den aus der DE 103 51 353 B4 bekannten Kolben in radialer Richtung auf den vergrößerten Durchmesser auszulegen. Dies hätte zur Folge, dass auch das in der zentralen Bohrung des Trennkolbens angeordnete Elastomerelement im Durchmesser vergrößert werden müsste und dadurch die Einstellbarkeit der Kraftkennlinie des als Gummifeder wirkenden Elastomers eingeschränkt würde. Andererseits ist aber auch die Beibehaltung des Elastomerdurchmessers und die reine Vergrößerung des Kolbengrundkörperdurchmessers keine technisch brauchbare Lösung, da die hydraulischen Kräfte wie im vorgenannten Beispiel beschrieben aufgrund der größeren hydraulischen Wirkfläche deutlich zunehmen und daher auch die Kennung/Kraftkennlinie des Elastormerpuffers zunehmen sollte.The solution would be obvious from the DE 103 51 353 B4 be interpreted known piston in the radial direction to the increased diameter. This would mean that the elastomer element arranged in the central bore of the separating piston would also have to be increased in diameter, thereby limiting the adjustability of the force characteristic of the elastomer acting as a rubber spring. On the other hand, the retention of the elastomer diameter and the pure enlargement of the piston body diameter is not a technically feasible solution, since the hydraulic forces as described in the above example significantly increase due to the larger hydraulic effective area and therefore should also increase the identifier / force curve of Elastormerpuffers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, welche aufgrund ihrer Konstruktion sowohl bei Schwingungsdämpfern mit geringen als auch bei Schwingungsdämpfern mit großen Dämpferzylinderdurchmessern einsetzbar ist. Darüber hinaus soll auch eine möglichst einfache hydraulische Anbindung des die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung aufnehmenden Gehäuses an die Arbeitsräume des Schwingungsdämpfers realisiert werden.Of the Invention is based on the object, an amplitude-dependent damping device for one vibration to create, due to their construction both with vibration dampers with can be used as well as with vibration dampers with large damper cylinder diameters is. About that In addition, one should as possible simple hydraulic connection of the amplitude-dependent damping device receiving housing to the workrooms of the vibration damper will be realized.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schwingungsdämpfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers sind in den Unteransprüchen angegeben.According to the invention this Task solved by a vibration damper with the features of claim 1. Advantageous developments of the vibration damper according to the invention in the subclaims specified.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auf vorteilhafte Weise anstelle eines Trennkolbens mit einem einzigen Elastomerpuffer, wie er aus der vorstehend erwähnten DE 103 51 353 B4 bekannt ist, ein Trennkolben eingesetzt werden kann, bei dem mehrere elastische Pufferelemente mechanisch parallel zueinander angeordnet sind, sodass die einzelnen Pufferelemente nicht oder nur in geringem Umfang vergrößert werden müssen, um ihre dosierte Abfederungsfunktion im Gehäuse der amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung auch bei Schwingungsdämpfern mit großen Durchmessern sicher zu erfüllen.The invention is based on the finding that advantageously instead of a separating piston with a single elastomer buffer, as he from the aforementioned DE 103 51 353 B4 It is known that a separating piston can be used, in which a plurality of elastic buffer elements are arranged mechanically parallel to each other, so that the individual buffer elements must not be increased or only to a small extent to their dosed Abfederungs function in the housing of the amplitude-dependent damping device even with vibration dampers with large diameters sure to fulfill.

Die einzelnen Elastomerpufferelemente können dabei hinsichtlich ihrer Form genauso oder ähnlich ausgebildet sein wie in der vorstehend erwähnten DE 103 51 353 B4 beschrieben. Erfindungsgemäß sind mindestens zwei separate elastische Pufferelemente vorhanden, die in mindestens zwei separate Durchgangsbohrungen des Trägerkörpers eingesetzt sind. Auf diese Weise können die voranstehend dargelegten Schwierigkeiten, die im Zusammenhang mit Schwingungsdämpfern mit größeren Dämpferrohrdurchmessern auftreten, vermieden werden. Durch das mechanische Parallelschalten mehrerer separat voneinander angeordneter elastischer Pufferelemente können insbesondere die Nachteile vermieden werden, die mit einer Durchmesservergrößerung eines einzigen Elastomerelements als Pufferelement verbunden sind.The individual elastomer buffer elements can be designed with the same or similar shape as in the above-mentioned DE 103 51 353 B4 described. According to the invention, at least two separate elastic buffer elements are present, which are inserted into at least two separate through-holes of the carrier body. In this way, the above-mentioned difficulties that occur in connection with vibration dampers with larger damper tube diameters can be avoided. The mechanical parallel switching of a plurality of separately arranged elastic buffer elements, in particular the disadvantages can be avoided, which are connected to an increase in diameter of a single elastomer element as a buffer element.

Um eine gleichmäßige Wirksamkeit des Trennkolbens zu gewährleisten und sicherzustellen, dass der Trennkolben beim Anschlagen nicht verkippt oder verkantet bzw. verklemmt, ist es von Vorteil, wenn die Mittelpunkte der Durchgangsbohrung und damit auch die Mittelpunkte der einzelnen elastischen Pufferelemente auf einem gemeinsamen Teilkreis um den Mittelpunkt des Trägerkörpers angeordnet sind. Diesem Ziel dient auch die Maßnahme, die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen bzw. der elastischen Pufferelemente so anzuordnen, dass sie einen konstanten Teilungswinkel zwischen sich einschließen.Around a uniform effectiveness to ensure the separating piston and ensure that the separating piston does not hit when striking tilted or jammed or jammed, it is advantageous if the centers of the through hole and thus the centers the individual elastic buffer elements on a common pitch circle arranged around the center of the carrier body are. This objective is also served by the measure, the centers of Through holes or the elastic buffer elements to be arranged so that they include a constant pitch angle between them.

Prinzipiell werden die erfindungsgemäßen Vorteile bereits dann erreicht, wenn anstatt eines einzigen Elastomerpufferelementes zwei Pufferelemente eingesetzt werden, die in zwei separaten Durchgangsbohrungen im Trägerkörper angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung schließen die beiden Durchgangsbohrungen bzw. die beiden Elastomerpufferelemente einen Teilungswinkel von 180° zwischen sich ein.in principle become the advantages of the invention already achieved when instead of a single elastomeric buffer element two buffer elements are used, which in two separate through holes arranged in the carrier body are. In this embodiment the invention include the both through holes or the two elastomer buffer elements a pitch angle of 180 ° between yourself.

Erfindungsgemäß können auch drei in separate Durchgangsbohrungen eingesetzte elastische Pufferelemente vorhanden sein. In diesem Fall sind die Durchgangsbohrungen durch einen Teilungswinkel von 120° voneinander getrennt. Bei dieser Ausführungsform wird aufgrund der über den Umfang verteilten drei Abstützpunkte ein unerwünschtes Verkippen des Trennkolbens beim Anschlagen sicher vermieden.According to the invention, three elastic buffer elements inserted in separate through-holes can also be present. In this case, the through holes are by a Teilungswin angle of 120 ° apart. In this embodiment, due to the distributed over the circumference three support points unwanted tilting of the separating piston when striking safely avoided.

Die vorgenannten Vorteile werden auch erreicht, wenn im Trägerkörper des Trennkolbens vier Durchgangsbohrungen vorhanden sind, die durch einen Teilungswinkel von 90° voneinander getrennt sind und in die jeweils ein elastisches Pufferelement eingesetzt ist.The The aforementioned advantages are also achieved when in the carrier body of the Separating piston four through holes are present, which through a pitch angle of 90 ° from each other are separated and used in each case an elastic buffer element is.

Der Trägerkörper kann aus Metall bestehen. In der Praxis hat sich die Fertigung des Trägerkörpers als Sinterbauteil als kostengünstig und den geforderten Genauigkeitsanforderungen entsprechend herausgestellt. Alternativ kann der Trägerkörper auch aus Kunststoff bestehen. In diesem Fall kann er auf kostengünstige Weise als Spritzgussteil hergestellt sein.Of the Carrier body can Made of metal. In practice, the production of the carrier body has as Sintered component as cost-effective and the required accuracy requirements accordingly. Alternatively, the carrier body also made Plastic exist. In this case, he can cost-effectively be made as an injection molded part.

Wie bereits voranstehend erwähnt, können die elastischen Pufferelemente als Elastomerelemente ausgebildet sein. Grundsätzlich können die elastischen Pufferelemente jedoch auch eine andere Konstruktion aufweisen.As already mentioned above, can they elastic buffer elements may be formed as elastomeric elements. in principle can however, the elastic buffer elements also have a different construction exhibit.

Sind die Pufferelemente als Elastomerelemente ausgebildet, so werden sie bevorzugt in die Durchgangsbohrungen des Trägerkörpers einvulkanisiert, damit sie fest mit dem Trägerkörper verbunden sind.are the buffer elements are formed as elastomeric elements, so be it preferably vulcanized into the through holes of the carrier body, so firmly connected to the carrier body are.

Um die beiden Gehäusekammern des Gehäuses hydraulisch gegeneinander abzudichten, ist an der der Innenwand des Gehäuses zugewandten Mantelfläche des Trägerkörpers eine Nut angeordnet. Diese dient zur Aufnahme eines Dichtungselementes, welches die beiden Gehäusekammern hydraulisch gegeneinander abdichtet. Das Dichtungselement kann dabei als Kolbenfolie ausgebildet sein.Around the two housing chambers of the housing Hydraulic against each other, is on the inner wall of the housing facing lateral surface the carrier body a Grooved arranged. This serves to receive a sealing element, which the two housing chambers hydraulically sealed against each other. The sealing element can thereby be designed as a piston sheet.

Vorhandener axialer Bauraum bei Schwingungsdämpfern kann sinnvoll dadurch ausgenutzt werden, dass das die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung beinhaltende Gehäuse im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum angeordnet ist. In diesem Fall ist es sinnvoll, die erste (kolbenstangenseitige) Gehäusekammer mit dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers über eine erste Bohrung und die zweite (kolbenstangenferne) Gehäusekammer mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum des Schwingungsdämpfers über eine zweite Bohrung miteinander zu verbinden. In diesem Fall ist die den kolbenstangenfernen Arbeitsraum mit der kolbenstangenfernen Gehäusekammer verbindende Bohrung bevorzugt als einfacher, gerader, zylindrischer Bohrungskanal ausgebildet, der durch die Mittelachse eines den Dämpfungskolben tragenden Zapfens verläuft.existing axial space for vibration dampers can be meaningfully exploited by the fact that the amplitude-dependent damping device containing housing is arranged in the piston rod side working space. In this case it makes sense, the first (piston rod side) housing chamber with the piston rod-side working space of the vibration damper over a first bore and the second (piston rod remote) housing chamber with the piston rod remote working space of the vibration damper over a connect the second hole with each other. In this case, the the piston rod remote working space with the piston rod far away Housing chamber connecting Bore preferred as a simple, straight, cylindrical bore formed by the central axis of the damping piston bearing Pin runs.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer unterschiedliche Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigenin the Below, the invention will be described with reference to a different embodiments drawing closer explained. Show in detail

1 einen Schwingungsdämpfer mit einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung gemäß Stand der Technik; 1 a vibration damper with an amplitude-dependent damping device according to the prior art;

2 einen erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; 2 a vibration damper according to the invention according to a first embodiment of the invention;

2a, 2b einen Trennkolben einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; 2a . 2 B a separating piston of an amplitude-dependent damping device for a vibration damper according to the first embodiment of the invention;

2c, 2d einen Trennkolben einer amplitudenabhängigen Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; 2c . 2d a separating piston of an amplitude-dependent damping device for a vibration damper according to a second embodiment of the invention;

3a, 3b einen Trennkolben für eine amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung für einen Schwingungsdämpfer gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. 3a . 3b a separating piston for an amplitude-dependent damping device for a vibration damper according to a third embodiment of the invention.

In 1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem amplitudenabhängigen Dämpfungssystem dargestellt, wie es aus der DE 103 51 353 B4 bekannt ist. Der Schwingungsdämpfer umfasst einen Dampferzylinder 1, in dem ein Dämpfungskolben 2 axial verschiebbar angeordnet ist. Der in 1 dargestellte Schwingungsdämpfer weist eine Kolbenstange 5 auf, an deren dem Arbeitskolben 2 zugewandten Ende ein die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung aufweisendes Bauteil angeschweißt ist. Die Schweißnähte 30 sind in 1 schematisch angedeutet. Das die amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung beinhaltende Bauteil weist ein Gehäuse 11 auf, an welches sich ein Zapfen 31 anschließt. Auf dem Zapfen 31 ist der Arbeitskolben 2 angeordnet und über die Mutter 32 gegen das Gehäuse 11 verspannt.In 1 is shown a vibration damper with an amplitude dependent damping system, as it is known from the DE 103 51 353 B4 is known. The vibration damper comprises a steamer cylinder 1 in which a damping piston 2 is arranged axially displaceable. The in 1 shown vibration damper has a piston rod 5 on, on whose the working piston 2 facing the end of the amplitude-dependent damping device exhibiting component is welded. The welds 30 are in 1 indicated schematically. The component containing the amplitude-dependent damping device has a housing 11 on, to which a pin 31 followed. On the cone 31 is the working piston 2 arranged and over the mother 32 against the case 11 braced.

Der in 1 dargestellte Schwingungsdämpfer ist in einem Bewegungszustand der Kolbenstange in Zugstufenrichtung dargestellt. Bei großen Dämpferamplituden ist der Trennkolben am Gehäuseanschlag und die Dämpfungsflüssigkeit fließt nur entlang des Pfeiles 34 durch die Strömungskanäle des Arbeitskolbens 2. Die Zugstufendämpfungsventile des Arbeitskolbens 2 bewirken dabei die Dämpfung. Liegen dagegen lediglich Anregungen mit vergleichsweise niedriger Amplitude vor, so erreicht der Trennkolben seinen Gehäuseanschlag nicht. In diesem Fall nimmt ein Teil der Dämpfungsflüssigkeit den durch den Pfeil 35 angedeuteten Strömungsweg parallel zum Strömungspfad 34 durch den Arbeitskolben.The in 1 shown vibration damper is shown in a state of movement of the piston rod in Zugstufenrichtung. For large damper amplitudes of the separating piston on the housing stop and the damping fluid flows only along the arrow 34 through the flow channels of the working piston 2 , The rebound damping valves of the working piston 2 cause the damping. If, on the other hand, only excitations with a comparatively low amplitude are present, then the separating piston does not reach its housing stop. In this case, part of the damping fluid takes the through the arrow 35 indicated flow path parallel to the flow path 34 through the working piston.

In dem durch das Gehäuse 11 umschlossenen Gehäuseraum ist ein Trennkolben 6 axial verschiebbar angeordnet. Der Trennkolben 6 umfasst einen Trägerkörper 15 und ein in einer zentralen Öffnung des Trägerkörpers 15 angeordnetes elastisches Pufferelement 20, welches als Elastomerelement ausgebildet ist. Im Falle von Schwingungsanregungen in Zugstufenrichtung strömt die Dämpfungsflüssigkeit entlang des Pfeiles 35 in die erste, kolbenstangenseitige Gehäusekammer 13 hinein. Dadurch wird der Trennkolben 15 von der Kolbenstange weg in Richtung Arbeitskolben 2 verschoben. Bei Erreichen seiner Endlage wird der Trennkolben durch das elastische Pufferelement abgefedert. Hat der Trennkolben seine Endlage erreicht, so ist der durch die Bohrungen 37 und 36 gebildete Bypass zum Arbeitskolben 2 verschlossen. Bewegt sich die Kolbenstange weiterhin in Zugstufenrichtung, so bleibt der Strömungspfad 37 durch den Trennkolben verschlossen. In diesem Fall strömt das gesamte verdrängte Volumen durch die Zugstufenventileinrichtung 33 des Arbeitskolbens, was zu einem Anstieg der Dämpfkraft führt.In through the housing 11 enclosed housing space is a separating piston 6 arranged axially displaceable. The separating piston 6 comprises a carrier body 15 and a in a central opening of the carrier body 15 arranged elastic buffer element 20 , which is designed as an elastomeric element. In the case of vibration excitations in Zugstufenrichtung the damping fluid flows along the arrow 35 in the first, piston rod side housing chamber 13 into it. This will be the separating piston 15 away from the piston rod towards the working piston 2 postponed. Upon reaching its end position, the separating piston is cushioned by the elastic buffer element. If the separating piston has reached its end position, it is through the holes 37 and 36 formed bypass to the working piston 2 locked. If the piston rod continues to move in rebound direction, the flow path remains 37 closed by the separating piston. In this case, the entire displaced volume flows through the rebound valve device 33 of the working piston, which leads to an increase in the damping force.

Die kolbenstangenferne, zweite Gehäusekammer 14 ist über die Y-förmige Bohrung 36 mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 4 des Schwingungsdämpfers hydraulisch verbunden. Die Herstellung der Y-förmigen Bohrung 36 ist vergleichsweise aufwändig. Sie ist allerdings erforderlich, um eine Beschädigung des elastomeren Pufferelementes im Bereich der Bohrung zu vermeiden. Eine solche Beschädigung würde auftreten, wenn das Pufferelement bei Erreichen seiner axialen Endlage in Kontakt mit den scharfkantigen Rändern einer zentralen zylindrischen Kanalbohrung treten würde. Außerdem käme es zu einem schlagartigen Verschließen einer zentralen zylinderförmigen Durchgangsbohrung durch das elastische Pufferelement, was sich nachteilig im Fahrkomfortverhalten des Fahrzeugs bemerkbar macht. Es können sogar unerwünschte Geräuschentwicklungen damit verbunden sein.The piston rod remote, second housing chamber 14 is over the Y-shaped hole 36 with the piston rod remote working space 4 the vibration damper hydraulically connected. The production of the Y-shaped bore 36 is comparatively expensive. However, it is necessary to avoid damage to the elastomeric buffer element in the region of the bore. Such damage would occur if, upon reaching its axial end position, the buffer element would come into contact with the sharp edges of a central cylindrical channel bore. In addition, there would be a sudden closing of a central cylindrical through-hole through the elastic buffer element, which is disadvantageous in the ride comfort of the vehicle noticeable. There may even be unwanted noise developments associated with it.

Die in 1 dargestellte Trennkolbenkonstruktion ist aus den in der Beschreibungseinleitung dargelegten Gründen nicht gut geeignet für den Einsatz bei Schwingungsdämpfern mit großen Dämpferzylinderdurchmessern. In den nachstehend beschriebenen 2, 2a, 2b, 2c, 2d und 3a, 3b sind erfindungsgemäße Trennkolbenkonstruktionen dargestellt, welche die angesprochenen Probleme der aus dem Stand der Technik bekannten Trennkolben nicht aufweisen.In the 1 illustrated separating piston construction is not well suited for use with vibration dampers with large damper cylinder diameters for the reasons set out in the introduction. In the following 2 . 2a . 2 B . 2c . 2d and 3a . 3b inventive separating piston constructions are shown, which do not have the mentioned problems of the known from the prior art separating piston.

In 2 ist ein erfindungsgemäßer Schwingungsdämpfer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bauelemente, die den in der voranstehend beschriebenen 1 dargestellten Bauelementen entsprechen, sind im Folgenden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In 2 an inventive vibration damper according to a first embodiment of the invention is shown. Components that in the above-described 1 Corresponding components correspond, are identified in the following with the same reference numerals.

Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten aus dem Stand der Technik bekannten Schwingungsdämpfer ist bei dem in 2 dargestellten erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfer ein Trennkolben 6 vorgesehen, der zwei Pufferelemente 20 aufweist. Die beiden Pufferelemente 20 sind in Durchgangsbohrungen 16, 17 (vgl. 2b) eingesetzt, wobei die Durchgangsbohrungen 16, 17 im Trägerkörper 15 des Trennkolbens 6 angeordnet sind. Die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17 und damit auch die Mittelachsen der Pufferelemente 20 liegen auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt des Trägerkörpers 15.Unlike the in 1 shown known from the prior art vibration damper is in the in 2 illustrated vibration damper according to the invention a separating piston 6 provided, the two buffer elements 20 having. The two buffer elements 20 are in through holes 16 . 17 (see. 2 B ), wherein the through holes 16 . 17 in the carrier body 15 of the separating piston 6 are arranged. The centers of the through holes 16 . 17 and thus also the center axes of the buffer elements 20 lie on a pitch circle around the center of the carrier body 15 ,

Über ein Dichtungselement 21 dichtet der Trennkolben 6 die Gehäusekammern 13, 14 gegeneinander ab.About a sealing element 21 seals the separating piston 6 the housing chambers 13 . 14 against each other.

Die Pufferelemente 20 ragen über die beiden Oberflächen des Trägerkörpers 15 hinaus, so dass die Pufferelemente (20) in beiden Endlagen des axialen Verschiebeweges des Trennkolbens mechanisch parallel wirkende elastische Anschläge bilden. In seinen Endlagen seiner axialen Bewegung schlägt der Trennkolben 6 mit seinen Pufferelementen 20 an den die Gehäusekammern 13, 14 in axialer Richtung begrenzenden Gehäusewänden an. Die Pufferelemente 20 können bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erheblich kleiner ausgebildet werden, als dies der Fall wäre, wenn anstelle von zwei Pufferelementen 20 nur ein einziges, in einer zentralen Bohrung im Trägerkörper 15 angeordnetes Pufferelement vorgesehen wäre. Die kleineren Pufferelemente ermöglichen eine bessere Einstellbarkeit der Kraftkennlinie des als Gummifeder wirkenden Elastomers, als dies bei größeren Pufferelementen möglich ist.The buffer elements 20 protrude over the two surfaces of the carrier body 15 out so that the buffer elements ( 20 ) in both end positions of the axial displacement of the separating piston mechanically parallel elastic stops. In its end positions of its axial movement beats the separating piston 6 with its buffer elements 20 to the housing chambers 13 . 14 in the axial direction limiting housing walls. The buffer elements 20 can at the in 2 illustrated embodiment are designed to be considerably smaller than would be the case if, instead of two buffer elements 20 only a single, in a central bore in the carrier body 15 arranged buffer element would be provided. The smaller buffer elements allow a better adjustability of the force characteristic of the elastomer acting as a rubber spring than is possible with larger buffer elements.

Besonders vorteilhaft beim Gegenstand der in 2 dargestellten Ausführungsform ist, dass keine aufwändige Y-Bohrung erforderlich ist, wie dies beim aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsbeispiel gemäß 1 der Fall ist, um den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 4 mit der Gehäusekammer 14 hydraulisch zu verbinden. Aufgrund der beiden auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt des Trägerkörpers 15 angeordneten Pufferelemente wird bei Erreichen der axialen Endlage des Trennkolbens 6 die Bohrung 36 nicht schlagartig verschlossen, wie dies beim Gegenstand gemäß 1 aufgrund des mittig und zentral angeordneten Pufferelementes der Fall ist. Auch treten die Pufferelemente 20 beim Gegenstand der Erfindung nicht in Kontakt mit den scharfkantigen Rändern der zentralen Bohrung 36, sodass die Pufferelemente 20 nicht verschleißen.Particularly advantageous in the subject of in 2 illustrated embodiment that no complex Y-bore is required, as in the known from the prior art embodiment according to 1 the case is around the piston rod remote working space 4 with the housing chamber 14 hydraulically connect. Due to the two on a pitch circle around the center of the carrier body 15 arranged buffer elements is on reaching the axial end position of the separating piston 6 the hole 36 not abruptly closed, as stated in the article 1 due to the centrally and centrally arranged buffer element is the case. Also occur the buffer elements 20 in the subject invention not in contact with the sharp edges of the central bore 36 . so that the buffer elements 20 do not wear out.

In 2a ist der Trennkolben 6 gemäß der in 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung im radialen Halbschnitt entlang der Schnittachse A-A gemäß 2b dargestellt. Die Pufferelemente 20 sind in die Durchgangsbohrungen 16, 17 einvulkanisiert, wobei die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17 auf einem Teilkreis mit dem Radius r um den Mittelpunkt M des kreisscheibenförmigen Grundkörpers 15 angeordnet sind. Die Nut 23 dient zur Aufnahme eines Dichtungselementes 21 (vgl. 2), durch das die beiden Gehäusekammern 13, 14 gegeneinander abgedichtet werden.In 2a is the separating piston 6 according to the in 2 illustrated embodiment of the invention in the radial half-section along the section axis AA according to 2 B shown. The buffer elements 20 are in the through holes 16 . 17 vulcanized, with the centers of the through holes 16 . 17 on a pitch circle with the radius r about the center M of the circular disk-shaped main body 15 are arranged. The groove 23 serves to receive a sealing element 21 (see. 2 ), through which the two housing chambers 13 . 14 sealed against each other.

In den 2c, 2d ist ein gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildeter Trennkolben für eine amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtung dargestellt. 2c zeigt einen axialen Halbschnitt durch den Trennkolben entlang der in 2d (Draufsicht) dargestellten Schnittlinie A-A. Zu erkennen ist der Trägerkörper 15 des Trennkolbens, in dem drei separate Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 angeordnet sind. In jede Durchgangsbohrung 16, 17, 18 ist ein elastisches Pufferelement 20 eingesetzt, indem es in die jeweilige Durchgangsbohrung 16, 17, 18 des Trägerkörpers 15 einvulkanisiert ist. Auf einem Teilkreis um den Mittelpunkt des kreisringförmigen Trägerkörpers 15 sind die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 angeordnet. Die Mittelpunkte der Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 sind dabei gleichmäßig über den Teilkreis, auf dem die Mittelpunkte angeordnet sind, verteilt. Dies bedeutet, dass die Durchgangsbohrungen 16, 17, 18 einen Teilungswinkel φ von 120° zwischen sich einschließen. In der in 2c gezeigten Schnittdarstellung ist die an der äußeren Mantelfläche des Trägerkörpers 15 ausgebildete Nut 23 zu erkennen. Diese Nut 23 dient zur Aufnahme eines Dichtungselementes, welches für eine dichtende Anlage des Trennkolbens 6 an der Innenwand des Gehäuses 11 sorgt. Das Dichtungselement kann dabei z.B. durch eine Kolbenfolie gebildet sein. Das Dichtungselement selbst ist in den Figuren nicht dargestellt.In the 2c . 2d is a trained according to a second embodiment of the invention separating piston for an amplitude-dependent damping device shown. 2c shows an axial half section through the separating piston along the in 2d (Top view) shown section line AA. Evident is the carrier body 15 of the separating piston, in the three separate through holes 16 . 17 . 18 are arranged. In every through hole 16 . 17 . 18 is an elastic buffer element 20 inserted by passing it into the respective through hole 16 . 17 . 18 of the carrier body 15 vulcanised. On a pitch circle around the center of the annular carrier body 15 are the centers of the through holes 16 . 17 . 18 arranged. The centers of the through holes 16 . 17 . 18 are evenly distributed over the pitch circle on which the centers are arranged. This means that the through holes 16 . 17 . 18 include a pitch angle φ of 120 ° between them. In the in 2c shown sectional view is the on the outer lateral surface of the carrier body 15 trained groove 23 to recognize. This groove 23 serves to accommodate a sealing element, which is for a sealing abutment of the separating piston 6 on the inner wall of the housing 11 provides. The sealing element can be formed for example by a piston sheet. The sealing element itself is not shown in the figures.

In den 3a, 3b ist eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die im Wesentlichen ähnlich ist zu den in den 2a–2d dargestellten Ausführungsformen. Der einzige Unterschied besteht darin, dass anstatt zwei oder drei insgesamt vier Durchgangsbohrungen 16, 17, 18, 19 im Trägerkörper 15 angeordnet sind, in welche jeweils ein elastisches Pufferelement 20 eingesetzt, insbesondere einvulkanisiert ist.In the 3a . 3b a third embodiment of the invention is shown, which is substantially similar to that in the 2a - 2d illustrated embodiments. The only difference is that instead of two or three, there are a total of four through holes 16 . 17 . 18 . 19 in the carrier body 15 are arranged, in each of which an elastic buffer element 20 used, in particular vulcanized.

11: Dämpferzylinderdamper cylinder
22: Dämpfungskolbendamping piston
33: Arbeitsraumworking space
44: Arbeitsraumworking space
55: Kolbenstangepiston rod
66: Trennkolbenseparating piston
1010: amplitudenabhängige Dämpfungseinrichtungamplitude-dependent damping device
1111: Gehäusecasing
1313: Gehäusekammerhousing chamber
1414: Gehäusekammerhousing chamber
1515: Trägerkörpersupport body
1616: DurchgangsbohrungThrough Hole
1717: DurchgangsbohrungThrough Hole
1818: DurchgangsbohrungThrough Hole
1919: DurchgangsbohrungThrough Hole
2020: Pufferelementbuffer element
2121: Dichtungselementsealing element
2323: Nutgroove
3030: SchweißnahtWeld
3131: Zapfenspigot
3232: Muttermother
3333: ZugstufendämpfungsventileZugstufendämpfungsventile
3434: Pfeilarrow
3535: Pfeilarrow
3636: Bohrungdrilling
3737: Bohrungdrilling
MM: MittelpunktFocus
rr: Radiusradius

Claims

Vibration damper with a) a steamer cylinder ( 1 ), b) one in the damper cylinder ( 1 ) axially displaceably guided, with a piston rod ( 5 ) indirectly or directly connected damping pistons ( 2 ), which the interior of the steamer cylinder ( 1 ) in a piston rod side ( 3 ) and a piston rod remote work space ( 4 ), c) and with an amplitude-dependent damping device ( 10 ), which are hydraulically parallel to the damping piston ( 2 d) wherein the amplitude-dependent damping device ( 10 ) a housing ( 11 ), in which a separating piston ( 6 ) is arranged axially displaceable, which the interior of the housing ( 11 ) in two separate housing chambers ( 13 . 14 ), e) wherein a first housing chamber ( 13 ) with a work space ( 3 ) of the vibration damper and the other, second housing chamber ( 14 ) with the other working space ( 4 ) of the vibration damper is hydraulically connected, f) and wherein the separating piston ( 6 ) a buffer device ( 9 ) for elastic cushioning of the movement of the separating piston ( 6 ) in the end positions of its axial displacement, characterized in that g) the separating piston ( 6 ) a carrier body ( 15 ) with at least two separate through holes ( 16 . 17 ), wherein in each through-bore ( 16 . 17 ) an elastic buffer element ( 20 ) is inserted such that the buffer elements ( 20 ) form mechanically parallel stops in both end positions of the axial displacement of the separating piston.

Vibration damper according to claim 1, characterized in that the centers of the through holes ( 16 . 17 ) on a common pitch circle around the center of the carrier body ( 15 ) are arranged.

Vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that the centers of the through holes ( 16 . 17 ) include a constant pitch angle (φ) between them.

Vibration damper according to claim 2 and 3, characterized in that two through holes ( 16 . 17 ) are present, which include a pitch angle of 180 ° between them.

Vibration damper according to claim 2 and 3, characterized in that three through holes ( 16 . 17 . 18 ), which include a pitch angle of 120 ° between them.

Vibration damper according to claim 2 and 3, characterized in that four through-holes ( 16 . 17 . 18 . 19 ) are present, which include a pitch angle of 90 ° between them.

Vibration damper according to the preceding claims, characterized in that the carrier body ( 15 ) consists of metal.

vibration according to claim 7, characterized in that the carrier body as a sintered component is trained.

Vibration damper according to claims 1 to 6, characterized in that the carrier body ( 15 ) consists of plastic.

Vibration damper according to claim 9, characterized in that the carrier body ( 15 ) is designed as an injection molded part.

Vibration damper according to the preceding claims, characterized in that the elastic buffer elements ( 20 ) are formed as elastomeric elements.

vibration according to claim 11, characterized in that the elastomeric elements in the carrier body firmly vulcanized.

Vibration damper according to the preceding claims, characterized in that the carrier body ( 15 ) one of the inner wall of the housing ( 11 ) has a lateral surface which has a groove for receiving a sealing element ( 21 ), which guides the piston and the two housing chambers ( 13 . 14 ) seals against each other.

Vibration damper according to claim 13, characterized in that the sealing element ( 21 ) is a piston sheet.

Vibration damper according to the preceding claims, characterized in that the housing ( 11 ) in the piston rod side working space ( 3 ) is arranged.

Vibration damper according to claim 15, characterized in that the first housing chamber ( 13 ) with the piston rod side working space ( 3 ) via a first bore ( 37 ) and the second housing chamber ( 14 ) with the piston rod remote working space ( 4 ) via a second, central and straight through the central axis of the damping piston ( 2 ) bearing pin ( 31 ) extending, cylindrical through-bore ( 36 ) connected is.