DE102008042822A1

DE102008042822A1 - Damper i.e. shock damper, for commercial motor vehicle, has valve arranged within piston plunger, and rotatably supported folding top disk adjusting effective cross section of fluid channel for parameter of characteristic damper values

Info

Publication number: DE102008042822A1
Application number: DE102008042822A
Authority: DE
Inventors: Roman Sankin
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-10-14
Filing date: 2008-10-14
Publication date: 2010-04-15
Also published as: SE0950741A2; ES2381498B1; SE534511C2; ES2381498A1; SE0950741A1; KR20100041679A

Abstract

The damper (1) has a damping cylinder (2) in which a piston plunger (30) is guided via a piston rod (12), where flow of a damper fluid is regulated via a fluid channel by a valve for adjustment of characteristic damper values. The valve is arranged within the piston plunger. The valve includes a bypass fluid channel, and a rotatably supported folding top disk adjusts an effective cross section of the bypass fluid channel for a parameter of the characteristic damper values. The valve includes a main fluid channel that is arranged fluidically parallel to the bypass fluid channel.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung aus von einem Dämpfer nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The Invention of a damper after the genus of independent Patent claim 1.

In konventionellen passiven Stoßdämpferkolben werden in der Regel Federpakete, bestehend aus mehreren Blattfedern zur Erzeugung einer bestimmten Dämpfungskraftkennlinie eingesetzt. Die Federrate des Federpakets im konventionellen Stoßdämpferkolben wird einmalig während der Entwicklung abgestimmt und lässt sich danach nicht mehr verstellen. Dieses Prinzip ermöglicht einen kostengünstigen und robusten Aufbau eines Dämpferkolbens bei gleichzeitig sehr guten und in der Praxis bewährten Verläufen der Dämpferkennlinien.In be conventional passive shock absorber piston usually spring packages, consisting of several leaf springs for Generation of a specific damping force characteristic used. The spring rate of the spring package in the conventional shock absorber piston is tuned once during development and lets Do not pretend afterwards. This principle allows a cost-effective and robust construction of a damper piston at the same time very good and proven in practice Course of the damper characteristics.

Zudem sind aus dem Stand der Technik Dämpfer für Fahrzeuge mit verstellbaren Dämpferkolben bekannt, die in der Regel nach dem Prinzip eines variablen Öffnungsquerschnitts arbeiten. Diese Dämpfer stellen die entsprechenden Stoßdämpferkennwerte über hydraulische Proportionalventile ein und können an unterschiedliche Fahrsituationen angepasst werden. Die Proportionalventile steuern beispielsweise mit Hilfe eines Steuerkolbens, der von einer Erregerspule bewegt wird, kontinuierlich den Fluiddurchfluss im Dämpfer. Die Proportionalventile sind entweder an den Dämpfer angeflanscht oder im Kolbenstempel des Dämpfers integriert. Ein zusätzlicher Sensor, der an der Radaufhängung angeordnet ist, liefert Informationen über den Einfahrzustand des Dämpfers. Als Sensoren können Beschleunigungssensoren bzw. Wegsensoren verwendet werden. Zugehörige Auswerte- und Steuergeräte sind entweder zentral im Fahrzeug angeordnet oder können dezentral am angeflanschten Proportionalventil angeordnet sein. Das Proportionalventil kann beispielsweise den Hauptfluiddurchfluss indirekt steuern, d. h. ein kleiner Nebenfluss wird direkt von einem kleinen Steuerkolben reguliert und bildet eine Druckdifferenz zum Hauptventil. Aufgrund dieser regulierten Druckdifferenz stellt sich der Hauptfluiddurchfluss im Hauptventil ein. Dadurch wird erreicht, dass mit relativ geringen Stellkräften ein verhältnismäßig großer Druck gesteuert werden kann. Die Reaktionszeit des Dämpfers ist durch das Einschwingverhalten des Proportionalventils begrenzt.moreover are from the prior art damper for vehicles known with adjustable damper pistons, which are usually operate on the principle of a variable opening cross section. These dampers convert the corresponding shock absorber characteristics hydraulic proportional valves and can to different Driving situations are adjusted. Control the proportional valves for example, by means of a control piston, by an exciter coil is moved, continuously the fluid flow in the damper. The proportional valves are either flanged to the damper or integrated in the piston stamp of the damper. An additional sensor, which is arranged on the suspension, provides information about the retraction state of the damper. As sensors can Acceleration sensors or displacement sensors can be used. Related Evaluation and control units are either centrally located in the vehicle arranged or can be decentralized to the flanged proportional valve be arranged. The proportional valve may, for example, the main fluid flow control indirectly, d. H. a small tributary is taken directly from one small control piston regulates and forms a pressure difference to the main valve. Due to this regulated pressure difference, the main fluid flow turns in the main valve. This ensures that with relatively low restoring forces a relatively high pressure can be controlled. The reaction time of the damper is limited by the transient response of the proportional valve.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2006 037 172 A1 wird ein Dämpfer mit einem Dämpferzylinder beschrieben, in welchem ein Kolbenstempel über eine Kolbenstange geführt ist, wobei zur Einstellung von Dämpferkennwerten der Durchfluss eines Dämpferfluids geregelt wird. Innerhalb des Dämpferzylinders sind Regelungsmittel bzw. Ventile angeordnet, welche zwei unabhängige Regelkreise für eine Zugstufe und eine Druckstufe aufweisen, wobei die Regelungsmittel während der Druckstufenperiode den Durchfluss des Dämpferfluids in einer ersten Durchflussrichtung mit ersten Verstellmitteln regeln und während der Zugstufenperiode den Durchfluss des Dämpferfluids in einer zweiten Durchflussrichtung mit zweiten Verstellmitteln regeln. Eine mögliche Verstellgröße der ersten Verstellmittel für eine nachfolgende Druckstufenperiode ist durch zugehörige erste Vorgabemittel während der zeitlich vor dieser Druckstufeperiode liegenden Zugstufenperiode einstellbar, und eine mögliche Verstellgröße der zweiten Verstellmittel für die nachfolgende Zugstufenperiode ist durch zugehörige zweite Vorgabemittel während der zeitlich vor dieser Zugstufenperiode liegenden Druckstufenperiode einstellbar.In the published patent application DE 10 2006 037 172 A1 describes a damper with a damper cylinder, in which a piston ram is guided via a piston rod, wherein the flow of a damper fluid is regulated to set damper characteristics. Within the damper cylinder control means or valves are arranged, which have two independent control circuits for a rebound stage and a pressure stage, wherein the control means during the compression stage period regulate the flow of the damper fluid in a first flow direction with first adjusting means and during the Zugstufenperiode the flow of the damper fluid in a regulate second flow direction with second adjusting means. One possible adjustment variable of the first adjustment means for a subsequent compression stage period is adjustable by associated first default means during the rebound stage period prior to that compression stage period, and a possible adjustment variable of the second adjustment means for the subsequent rebound stage period is adjustable by associated second default means during the pressure stage period prior to that rebound stage period ,

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der erfindungsgemäße Dämpfer nach den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass mindestens ein Ventil, welches innerhalb eines Kolbenstempels angeordnet ist und zur Einstellung von Dämpferkennwerten einen Durchfluss eines Dämpferfluids durch mindestens einen Fluidkanal regelt, einen Bypassfluidkanal aufweist, wobei eine drehbar gelagerte Verdeckscheibe einen wirksamen Querschnitt des Bypassfluidkanals zur Vorgabe von veränderbaren Dämpferkennwerten einstellt. Die Verdeckscheibe kann beispielsweise mittels Gewinde im Gehäuse des Kolbenstempels geführt werden. Die veränderbaren Dämpferkennwerte umfassen beispielsweise einen Dämpfungsfaktor des Dämpfers, der beispielsweise als Stoßdämpfer für ein Fahrzeug eingesetzt werden kann. Somit kann der Dämpfungsfaktor mittels einer Änderung des Flusswiderstandes des Dämpferfluids durch den Bypassfluidkanal über die Änderung der Querschnittsfläche des Bypassfluidkanals geändert werden. Falls die Verdeckscheibe den Bypassfluidkanal komplett verschließt, wird die härteste Dämpferkonstante eingestellt. Ist der Bypassfluidkanal vollständig geöffnet, wird die weichste Dämpferkonstante eingestellt. Die erfindungsgemäße Ausführung des Dämpfers ermöglicht durch die geringe Teileanzahl in vorteilhafter Weise einen reduzierten Montageaufwand. Die Verdeckscheibe ist im Wesentlichen senkrecht zum Bypassfluidkanal platziert und kann durch einen Elektromotor verdreht werden, um den Bypassfluidkanal zu schließen oder zu öffnen. Durch die Verwendung einer Verdeckscheibe, welche durch eine Drehbewegung den Bypassfluidkanal öffnet oder schließt, können der Querschnitt des Bypassfluidkanals auch unter bestimmten Belastung verändert und Stick-Slip-Effekte vermieden werden. Zudem weist der erfindungsgemäße Dämpfer eine hohe Dynamik auf.Of the Damper according to the invention according to the features of the independent claim 1 has in contrast the advantage that at least one valve, which within a Piston stamp is arranged and for setting damper characteristics a flow of a damper fluid through at least one Fluid channel controls, having a bypass fluid channel, one rotatable mounted top plate an effective cross section of the bypass fluid channel for the specification of changeable damper characteristics established. The top disc can, for example by means of thread be guided in the housing of the piston punch. The variable damper characteristics include, for example Damping factor of the damper, for example be used as a shock absorber for a vehicle can. Thus, the damping factor by means of a change the flow resistance of the damper fluid through the bypass fluid passage over the change in the cross-sectional area of the bypass fluid channel be changed. If the top disc the bypass fluid channel completely closes, becomes the hardest damper constant set. If the bypass fluid channel is completely open, the softest damper constant is set. The inventive Execution of the damper enabled by the low number of parts advantageously a reduced Installation effort. The top disc is substantially vertical placed to the bypass fluid channel and can by an electric motor be twisted to close or open the bypass fluid channel. By using a top disc, which by a rotary motion the bypass fluid channel opens or closes can the cross section of the bypass fluid channel even under certain load changed and stick-slip effects are avoided. moreover the damper according to the invention has a high dynamics.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Dämpfers möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims are advantageous improvements of the independent Claim 1 specified damper possible.

Besonders vorteilhaft ist, dass das mindestens eine Ventil einen Hauptfluidkanal aufweist, welcher fluidisch parallel zum Bypassfluidkanal angeordnet ist und durch mindestens eine Blattfeder verschlossen ist, wobei elastische Eigenschaften der mindestens einen Blattfeder fest vorgegebene Dämpferkennwerte einstellen, welche einen maximalen Härtewert des Dämpfers repräsentieren. Die Härte des Dämpfers ist durch die über den Bypassfluidkanal aktiv veränderbaren Dämpferkennwerte zwischen dem maximalen Härtewert und eine minimalen Härtewert veränderbar. Die Verwendung von zwei Fluidkanälen ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Applikation des erfindungsgemäßen Dämpfers auf eine gewünschte passive Charakteristik, beispielsweise bei einem Ausfall der Elektronik. Diese durch den Hauptfluidkanal in Verbindung mit der Blattfeder vorgegebene passive Charakteristik des Dämpfers kann durch die aktive Einstellung des Querschnitts des Bypassfluidkanals verändert werden. Die Verdeckscheibe ist vorzugsweise so im Strömungsweg des Dämpferfluids angeordnet, dass der Querschnitt des Bypassfluidkanals in Abhängigkeit von der Drehstellung der Verdeckscheibe veränderbar ist und der Querschnitt des Hauptfluidkanals unabhän gig von der Drehstellung der Verdeckscheibe unveränderbar ist. Zudem können die veränderbaren Dämpferkennwerte durch die Öffnungsgeometrie des Bypassfluidkanals und/oder einer Kantengeometrie einer ersten Durchlassaussparung der Verdeckscheibe konstruktiv beeinflusst werden.Especially It is advantageous that the at least one valve has a main fluid channel which is arranged fluidically parallel to the bypass fluid channel is and is closed by at least one leaf spring, wherein elastic properties of at least one leaf spring fixed predetermined damper characteristics adjust which has a maximum hardness value of the damper represent. The hardness of the damper is actively changeable by the via the bypass fluid channel Damper characteristics between the maximum hardness value and a minimum hardness value changeable. The Use of two fluid channels allows in advantageously a simple application of the invention Damper to a desired passive characteristic, for example, in the event of a failure of the electronics. This by the Main fluid channel in conjunction with the leaf spring predetermined passive Characteristic of the damper can be determined by the active setting be changed in the cross section of the bypass fluid channel. The top disc is preferably so in the flow path arranged the damper fluid that the cross section of the Bypass fluid channel depending on the rotational position the top disc is changeable and the cross section the main fluid channel inde pendent of the rotational position of the Cover disc is unchangeable. In addition, you can the changeable damper characteristics through the opening geometry of the bypass fluid channel and / or an edge geometry of a first Passage recess of the top disc constructively influenced.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfers wird die drehbar gelagerte Verdeckscheibe durch einen Elektromotor, vorzugsweise einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor, angetrieben, wobei die Verdeckscheibe im stromlosen Zustand eine Hälfte des Querschnitts des Bypassfluidkanals abdeckt. Die Verwendung des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors ermöglicht einen geräuschminimierten Betrieb. Diese stromlose Startposition der Verdeckscheibe kann auch bei einem Wechsel der Zündschlossstellung angefahren werden und anschließend für einen Positionsregler als Null-Position dienen. Ausgehend von dieser Nullposition kann dann die Dämpfercharakteristik in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Elektromotors härter oder weicher eingestellt werden, wobei die Dämpfercharakteristik durch eine Verkleinerung des Querschnitts des Bypassfluidkanals härter eingestellt und durch eine Vergrößerung des Querschnitts des Bypassfluidkanals weicher eingestellt werden kann. Der Elektromotor kann vorzugsweise in den Kolbenstempel integriert werden, wobei zur Realisierung des Elektromotors die Verdeckscheibe mit mindestens einem Dauermagneten bestückt ist, und ein Stempeldeckel und/oder ein Stempelboden, in denen die Öffnungen des Bypassfluidkanals und des Hauptfluidkanals angeordnet sind, mit korrespondierenden Flachwicklungen und/oder Hallsensoren bestückt sind.In Embodiment of the damper according to the invention is the rotatably mounted top disc by an electric motor, preferably an electronically commutated DC motor, driven, wherein the top disc in the de-energized state one half covering the cross section of the bypass fluid channel. The use of the electronically commutated DC motor allows a noise-minimized operation. This currentless starting position The top disc can also be changed when the ignition lock be approached and then for a position controller serve as a zero position. Starting from this zero position can then the damper characteristic in dependence from the direction of rotation of the electric motor harder or softer be set, the damper characteristic by a reduction of the cross section of the bypass fluid channel harder adjusted and by an enlargement of the cross section the bypass fluid channel can be set softer. The electric motor can preferably be integrated into the piston ram, wherein for the realization of the electric motor, the top disc with at least a permanent magnet is fitted, and a stamp cover and / or a stamp base in which the openings of the bypass fluid channel and the main fluid channel are arranged, with corresponding Flat windings and / or Hall sensors are equipped.

In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Dämpfers weist der Kolbenstempel zur Implementierung einer Druckstufe ein erstes Ventil mit einem ersten Hauptfluidkanal und einem ersten Bypasskanal, und zur Implementierung einer Zugstufe ein zweites Ventil mit einem zweiten Hauptfluidkanal und einem zweiten Bypasskanal auf. Eine erste Verdeckscheibe verändert zur Einstellung der Dämpferhärte während der Druckstufe den Querschnitt des ersten Bypasskanals, und eine zweite Verdeckscheibe verändert zur Einstellung der Dämpferhärte während der Zugstufe den Querschnitt des zweiten Bypasskanals. Um eine gegenseitige Beeinflussung der Druckstufe und der Zugstufe zu verhindern, weist die erste Verdeckscheibe eine erste Durchlassaussparung und eine zweite Durchlassaussparung auf, welche so im Strömungsweg des Dämpferfluids ange ordnet sind, dass der Querschnitt des ersten Bypassfluidkanals in Abhängigkeit von der Drehstellung der ersten Verdeckscheibe veränderbar ist, während die Querschnitte des ersten Hauptfluidkanals, des zweiten Hauptfluidkanals und des zweiten Bypassfluidkanals unabhängig von der Drehstellung der ersten Verdeckscheibe unverändert bleiben. Analog weist die zweite Verdeckscheibe eine dritte Durchlassaussparung und eine vierte Durchlassaussparung auf, welche so im Strömungsweg des Dämpferfluids angeordnet sind, dass der Querschnitt des zweiten Bypassfluidkanals in Abhängigkeit von der Drehstellung der zweiten Verdeckscheibe veränderbar ist, und die Querschnitte des ersten Hauptfluidkanals, des zweiten Hauptfluidkanals und des ersten Bypassfluidkanals unabhängig von der Drehstellung der zweiten Verdeckscheibe unverändert bleiben. Durch diesen Aufbau ergeben sich aufgrund der separaten Einstellungsmöglichkeit für eine weiche oder harte Dämpfercharakteristik während der Zug- bzw. Druckstufe in vorteilhafter Weise kleine Totzeiten.In further embodiment of the damper according to the invention has the piston plunger to implement a pressure stage first valve having a first main fluid channel and a first Bypass channel, and to implement a rebound a second Valve with a second main fluid channel and a second bypass channel on. A first cover disc changes for adjustment the damper hardness during the compression stage the cross section of the first bypass channel, and a second cover disc changed to adjust the damper hardness during rebound, the cross section of the second bypass channel. In order to influence the pressure level and rebound To prevent, the first top disc has a first passage recess and a second passage recess, which is in the flow path the damper fluid is arranged, that the cross section the first bypass fluid channel depending on the rotational position the first top disc is changeable while the cross sections of the first main fluid channel, the second main fluid channel and the second bypass fluid channel independent of the rotational position the first top window remain unchanged. Analog points the second top disc a third passage recess and a fourth passage opening, which is so in the flow path the damper fluid are arranged such that the cross section the second bypass fluid channel depending on the rotational position of the second roof disc is changeable, and the cross sections the first main fluid channel, the second main fluid channel and the first bypass fluid channel regardless of the rotational position the second top disc remain unchanged. Through this structure arise due to the separate setting possibility for a soft or hard damper characteristic during the tension or compression stage in an advantageous manner small dead times.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Dämpfers. 1 shows a schematic perspective view of a damper according to the invention.

2 zeigt eine erste schematische perspektivische Darstellung eines Kolbenstempels des erfindungsgemäßen Dämpfers gemäß 1. 2 shows a first schematic perspective view of a piston plunger of the damper according to the invention 1 ,

3 zeigt eine zweite schematische perspektivische Darstellung des Kolbenstempels des erfindungsgemäßen Dämpfers gemäß 1. 3 shows a second schematic perspective view of the piston plunger of the damper according to the invention 1 ,

4 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Kolbenstempel gemäß 2 und 3. 4 shows a schematic plan view of the piston plunger according to 2 and 3 ,

5 zeigt eine Explosivdarstellung des Kolbenstempels gemäß 2 bis 4. 5 shows an exploded view of the piston plunger according to 2 to 4 ,

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente bzw. Komponenten, welche gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.In In the drawings like reference numerals designate elements or components, which perform the same or analog functions.

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein erfindungsgemäßer Dämpfer 1, der vorzugsweise als Stoßdämpfer eines Fahrzeugs ausgeführt ist, einen Dämpferzylinder 2, in dem ein Kolben 10 beweglich angeordnet ist, der einen Kolbenstempel 30 und eine Kolbenstange 12 umfasst. Der Kolbenstempel 30 teilt den Dämpferzylinder 2 in eine obere Dämpferkammer 4 und eine untere Dämpferkammer 6. Über Sensoreinheiten kann beispielsweise der Druck Poben in der oberen Dämpferkammer 4 und der Druck Punten in der unteren Dämpferkammer 6 detektiert werden. Als Regelgröße zur Einstellung der Dämpfercharakteristik und zur Einstellung von Dämpferkennwerten kann eine Kraft F verwendet werden, die auf den Kolben 10 des Dämpfers 1 wirkt. Die wirkende Kraft F kann direkt aus den erfassten Drücken Poben, Punten abgeleitet werden.How out 1 it can be seen comprises a damper according to the invention 1 , which is preferably designed as a shock absorber of a vehicle, a damper cylinder 2 in which a piston 10 is movably arranged, of a piston ram 30 and a piston rod 12 includes. The piston punch 30 shares the damper cylinder 2 in an upper damper chamber 4 and a lower damper chamber 6 , Via sensor units, for example, the pressure Poben in the upper damper chamber 4 and the pressure punctures in the lower damper chamber 6 be detected. As a control variable for adjusting the damper characteristics and for setting damper characteristics, a force F can be used, which on the piston 10 of the damper 1 acts. The acting force F can be derived directly from the detected pressures Poben, Punten.

Wie aus 2 bis 5 ersichtlich ist, ist der Kolbenstempel 30 als kompakte Einheit ausgeführt, die als Gehäuse ein Stempelrohr 31 umfasst, das beispielsweise als dünnwandiges Stahlrohr ausgeführt ist. Im Stempelrohr 31 ist eine erste Verdeckscheibe 48 und eine zweite Verdeckscheibe 58 angeordnet, wobei das Stempelrohr 31 oben durch einen einpressten Stempeldeckel 32 und unten durch einen eingepressten Stempelboden 33 abgeschlossen ist. Wie aus 4 weiter ersichtlich ist, weist der Kolbenstempel 30 zur Implementierung einer Druckstufe ein erstes Ventil 40 mit einem ersten Hauptfluidkanal 42 und einem ersten Bypasskanal 44 auf. Zur Implementierung einer Zugstufe weist der Kolbenstempel 30 ein zweites Ventil 50 mit einem zweiten Hauptfluidkanal 52 und einem zweiten Bypasskanal 54 auf. Die Druckstufe und die Zugstufe repräsentieren unabhängige Betriebsphasen des Dämpfers 1. Während der Druckstufe strömt das Dämpferfluid in einer ersten Durchflussrichtung von der unteren Dämpferkammer 6 in die obere Dämpferkammer 4, und während der Zugstufe strömt das Dämpferfluid in einer zweiten Durchflussrichtung von der oberen Dämpferkammer 4 in die untere Dämpferkammer 4.How out 2 to 5 it can be seen, is the piston punch 30 designed as a compact unit, the housing as a stamp tube 31 includes, which is designed for example as a thin-walled steel tube. In the stamp tube 31 is a first cover disc 48 and a second roof disc 58 arranged, with the stamp tube 31 above by a pressed stamp lid 32 and below through a pressed stamped bottom 33 is completed. How out 4 can be further seen, the piston plunger 30 to implement a pressure stage, a first valve 40 with a first main fluid channel 42 and a first bypass channel 44 on. To implement a rebound, the piston ram points 30 a second valve 50 with a second main fluid channel 52 and a second bypass channel 54 on. The compression and rebound stages represent independent operating phases of the damper 1 , During the compression stage, the damper fluid flows in a first flow direction from the lower damper chamber 6 in the upper damper chamber 4 , and during rebound, the damper fluid flows in a second flow direction from the upper damper chamber 4 into the lower damper chamber 4 ,

Wie aus 2 bis 5 weiter ersichtlich ist, weisen die beiden Ventile 40, 50 jeweils einen Bypassfluidkanal 44, 54 auf, dessen wirksamer Querschnitt zur Vorgabe von veränderbaren Dämpferkennwerten durch eine drehbar gelagerte Verdeckscheibe 48, 58 eingestellt werden kann. Die Hauptfluidkanäle 42, 52 des jeweili gen Ventils 40, 50 sind fluidisch parallel zum korrespondierenden Bypassfluidkanal 44, 54 angeordnet und durch eine Blattfeder 46, 56 verschlossen. Falls der Kolbenstempel 30 sich bewegt beeinflussen die beiden Blattfedern den Durchfluss des Dämpferfluids durch die beiden Hauptkanäle 42, 52. So verhindert die zweite Blattfeder 56 während der Druckstufe eine Fließbewegung des Dämpferfluids im zweiten Hauptfluidkanal 52, während die erste Blattfeder 46 der Fließbewegung des Dämpferfluids im ersten Hauptkanal 42 einen Widerstand entgegenstellt, der von den elastischen Eigenschaften der ersten Blattfeder 46 abhängig ist. Während der Zugstufe verhindert die erste Blattfeder 46 eine Fließbewegung des Dämpferfluids im ersten Hauptfluidkanal 42, während die zweite Blattfeder 56 der Fließbewegung des Dämpferfluids im zweiten Hauptkanal 52 einen Widerstand entgegenstellt, der von den elastischen Eigenschaften der zweiten Blattfeder 46 abhängig ist. Über die elastischen Eigenschaften der Blattfedern 46, 56 können bestimmte Dämpferkennwerte fest vorgegeben werden. Diese vorgegebenen Dämpferkennwerte repräsentieren einen maximalen Härtewert des Dämpfers für die Druckstufe bzw. Zugstufe. Die Härte des Dämpfers 1 kann nun über die Bypassfluidkanäle 44, 54 während der Druckstufe bzw. Zugstufe aktiv verändert werden, so dass die Dämpferkennwerte zwischen dem maximalen Härtewert und einem minimalen Härtewert variieren können.How out 2 to 5 further can be seen, the two valves 40 . 50 each a bypass fluid channel 44 . 54 on, the effective cross-section for the specification of variable damper characteristics by a rotatably mounted top plate 48 . 58 can be adjusted. The main fluid channels 42 . 52 the respec valve 40 . 50 are fluidically parallel to the corresponding bypass fluid channel 44 . 54 arranged and by a leaf spring 46 . 56 locked. If the piston punch 30 moved, the two leaf springs affect the flow of the damper fluid through the two main channels 42 . 52 , This prevents the second leaf spring 56 during the compression stage, a flow movement of the damper fluid in the second main fluid channel 52 while the first leaf spring 46 the flow movement of the damper fluid in the first main channel 42 provides a resistance that of the elastic properties of the first leaf spring 46 is dependent. During rebound, the first leaf spring is prevented 46 a flow movement of the damper fluid in the first main fluid channel 42 while the second leaf spring 56 the flow movement of the damper fluid in the second main channel 52 opposes a resistance that of the elastic properties of the second leaf spring 46 is dependent. About the elastic properties of the leaf springs 46 . 56 certain damper characteristics can be fixed. These predetermined damper characteristics represent a maximum hardness value of the damper for the compression stage or rebound stage. The hardness of the damper 1 can now via the bypass fluid channels 44 . 54 during the compression stage or rebound stage are actively changed, so that the damper characteristics can vary between the maximum hardness value and a minimum hardness value.

Zur Einstellung der Dämpferkennwerte kann der Durchfluss des Dämpferfluids durch den jeweiligen Bypassfluidkanal 44, 54 über die korrespondierende Verdeckscheibe 48, 58 geregelt werden. Die Verdeckscheiben 48, 58 sind jeweils senkrecht zum korrespondierenden Bypassfluidkanal 44, 54 angeordnet. Die Verdeckscheiben 48, 58 sind drehbar gelagert und mittels Gewinde im Kolbengehäuse 31 geführt. Die erste Verdeckscheibe 48 befindet sich im Stempelrohr 31 unterhalb des Stempeldeckels 32, und die zweite Verdeckscheibe 58 befindet sich im Stempelrohr 31 oberhalb des Stempelbodens 33. Die erste Verdeckscheibe 48 verändert zur Einstellung der Dämpferhärte während der Druckstufe den Querschnitt des ersten Bypasskanals 44, während die zweite Verdeckscheibe 58 zur Einstellung der Dämpferhärte während der Zugstufe den Querschnitt des zweiten Bypasskanals 54 verändert. Im Stempeldeckel 32 sind eine erste Hauptkanalöffnung 32.1 für den ersten Hauptkanal 42, eine erste Bypassöffnung 32.2 für den ersten Bypasskanal 44, eine dritte Hauptkanalöffnung 32.3 für den zweiten Hauptkanal 52 und eine dritte Bypassöffnung 32.4 für den zweiten Bypasskanal 54 eingebracht. Im Stempelboden 33 sind eine zweite Hauptkanalöff nung 33.1 für den ersten Hauptkanal 42, eine zweite Bypassöffnung 33.2 für den ersten Bypasskanal 44, eine vierte Hauptkanalöffnung 33.3 für den zweiten Hauptkanal 52 und eine vierte Bypassöffnung 33.4 für den zweiten Bypasskanal 54 eingebracht.To adjust the damper characteristics, the flow of damper fluid through the respective bypass fluid channel 44 . 54 over the corresponding top window 48 . 58 be managed. The top windows 48 . 58 are each perpendicular to the corresponding bypass fluid channel 44 . 54 arranged. The top windows 48 . 58 are rotatably mounted and threaded in the piston housing 31 guided. The first roof disc 48 is located in the stamp tube 31 below the stamp cover 32 , and the second roof disc 58 is located in the stamp tube 31 above the stamp base 33 , The first roof disc 48 changes the cross section of the first bypass channel to adjust the damper hardness during the compression stage 44 while the second top window 58 to set the damper hardness during rebound, the cross section of the second bypass channel 54 changed. In the stamp cover 32 are a first main channel opening 32.1 for the first main channel 42 , a first bypass opening 32.2 for the first bypass channel 44 , a third main channel opening 32.3 for the second main channel 52 and a third bypass opening 32.4 for the second bypass channel 54 brought in. In the stamp ground 33 are a second Hauptkanalöff opening 33.1 for the first main channel 42 , a second bypass opening 33.2 for the first bypass channel 44 , a fourth main channel opening 33.3 for the second main channel 52 and a fourth bypass opening 33.4 for the second bypass channel 54 brought in.

Wie aus 2 bis 5 weiter ersichtlich ist, weist die erste Verdeckscheibe 48 eine erste Durchlassaussparung 48.1 und eine zweite Durchlassaussparung 48.2 auf, welche so im Strömungsweg des Dämpferfluids angeordnet sind, dass der Querschnitt des ersten Bypassfluidkanals 42 in Abhängigkeit von einer Drehstellung der ersten Verdeckscheibe 48 verändert wird, während die Querschnitte des ersten Hauptfluidkanals 42, des zweiten Hauptfluidkanals 52 und des zweiten Bypassfluidkanals 54 unabhängig von der Drehstellung der ersten Verdeckscheibe 48 unverändert bleiben. Die zweite Verdeckscheibe 58 weist eine dritte Durchlassaussparung 58.1 und eine vierte Durchlassaussparung 58.2 auf, welche so im Strömungsweg des Dämpferfluids angeordnet sind, dass der Querschnitt des zweiten Bypassfluidkanals 52 in Abhängigkeit von einer Drehstellung der zweiten Verdeckscheibe 58 verändert wird und die Querschnitte des ersten Hauptfluidkanals 42, des zweiten Hauptfluidkanals 52 und des ersten Bypassfluidkanals 44 unabhängig von der Drehstellung der zweiten Verdeckscheibe 58 unverändert bleiben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Bypassfluidkanäle 44, 54 vollständig geöffnet, so dass sowohl während der Druckstufe als auch während der Zugstufe der weichste Dämpfungsfaktor eingestellt ist. Um für die Druckstufe einen härteren Dämpfungsfaktor einzustellen, wird die erste Verdeckscheibe 48 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, und ein Sperrbereich 48.3 der ersten Verdeckscheibe 48 schiebt sich über den ersten Bypassfluidkanal 44 und verringert den wirksamen Querschnitt des ersten Bypassfluidkanals 44. Um für die Zugstufe einen härteren Dämpfungsfaktor einzustellen, wird die zweite Verdeckscheibe 58 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, und ein Sperrbereich 58.3 der zweiten Verdeckscheibe 58 schiebt sich über den zweiten Bypassfluidkanal 54 und verringert den wirksamen Querschnitt des zweiten Bypassfluidkanals 54. Zusätzlich können die veränderbaren Dämpferkennwerte durch die Öffnungsgeometrie der Bypassfluidkanäle 44, 54 und/oder einer Kantengeometrie der ersten bzw. dritten Durchlassaussparung 48.1, 58.1 der beiden Verdeckscheiben 48, 58 konstruktiv beeinflusst werden.How out 2 to 5 can be further seen, the first top disc 48 a first passage recess 48.1 and a second passage recess 48.2 on, which are arranged in the flow path of the damper fluid such that the cross section of the first bypass fluid channel 42 depending on a rotational position of the first top disc 48 is changed while the cross sections of the first main fluid channel 42 , the second main fluid channel 52 and the second bypass fluid channel 54 regardless of the rotational position of the first roof disc 48 remain unchanged. The second cover disc 58 has a third passage recess 58.1 and a fourth passage recess 58.2 on, which are arranged in the flow path of the damper fluid such that the cross section of the second bypass fluid channel 52 depending on a rotational position of the second top disc 58 is changed and the cross sections of the first main fluid channel 42 , the second main fluid channel 52 and the first bypass fluid channel 44 regardless of the rotational position of the second roof disc 58 remain unchanged. In the illustrated embodiment, the two bypass fluid channels 44 . 54 fully open, so that the softest damping factor is set both during compression and rebound. In order to set a harder damping factor for the compression, the first cover disc 48 turned counterclockwise, and a blocking area 48.3 the first roof disc 48 slides over the first bypass fluid channel 44 and reduces the effective cross section of the first bypass fluid channel 44 , To set a harder damping factor for the rebound, the second top shroud becomes 58 turned counterclockwise, and a blocking area 58.3 the second roof disc 58 slides over the second bypass fluid channel 54 and decreases the effective cross section of the second bypass fluid channel 54 , Additionally, the variable damper characteristics may be determined by the opening geometry of the bypass fluid channels 44 . 54 and / or an edge geometry of the first and third passage recess 48.1 . 58.1 the two top windows 48 . 58 be influenced constructively.

Die Verdeckscheiben 48, 58 werden jeweils von einem nicht dargestellten Elektromotor bewegt, der vorzugsweise als elektronisch kommutierter Gleichstrommotor ausgeführt ist. Der Elektromotor kann beispielsweise in den Kolbenstempel 30 integriert werden. Zur Realisierung des Elektromotors können die Verdeckscheiben 48, 58 mit mindestens einem Dauermagneten bestückt werden und der Stempeldeckel 32 bzw. der Stempelboden können mit korrespondierenden Flachwicklungen und/oder Hallsensoren bestückt werden. Im stromlosen Zustand decken die beiden Verdeckscheiben 48, 58 jeweils eine Hälfte des Querschnitts des korrespondierenden Bypassfluidkanals 44, 54 ab. Diese stromlosen Startpositionen der Verdeckscheiben 48, 58 können auch bei einem Wechsel der Zündschlossstellung angefahren werden und anschließend für einen Positionsregler als Null-Position dienen. Ausgehend von dieser Nullposition kann dann die Dämpfercharakteristik in Abhängigkeit von der Drehrichtung des entsprechenden Elektromotors härter oder weicher eingestellt werden, wobei die Dämpfercharakteristik durch eine Verkleinerung des Querschnitts des korrespondierenden Bypassfluidkanals 44, 54 härter eingestellt und durch eine Vergrößerung des Querschnitts des korrespondierenden Bypassfluidkanals 44, 54 weicher eingestellt werden kann. Falls die jeweilige Verdeckscheibe 48, 58 den korrespondierenden Bypassfluidkanal 44, 54 vollständig verschließt, ist die härteste Dämpferkonstante eingestellt. Bei einem vollständig geöffneten Bypassfluidkanal 44, 54 ist die weichste Dämpferkonstante eingestellt. Die beiden Blattfedern 46, 56 bilden daher einen Applikationsparameter für die Einstellung der passiven Dämpfercharakteristik, während eine Spreizung der Dämpfercharakteristik allein durch die aktiven Verdeckscheiben 48, 58 eingestellt werden kann.The top windows 48 . 58 are each moved by an electric motor, not shown, which is preferably designed as an electronically commutated DC motor. The electric motor, for example, in the piston ram 30 to get integrated. To realize the electric motor, the top windows 48 . 58 be equipped with at least one permanent magnet and the stamp cover 32 or the stamp base can be equipped with corresponding flat windings and / or Hall sensors. When de-energized, the two top windows cover 48 . 58 one half of the cross section of the corresponding bypass fluid channel 44 . 54 from. These currentless starting positions of the top discs 48 . 58 can also be approached with a change of the ignition lock position and then serve for a position controller as a zero position. Starting from this zero position then the damper characteristic can be set harder or softer depending on the direction of rotation of the corresponding electric motor, wherein the damper characteristic by a reduction of the cross section of the corresponding bypass fluid channel 44 . 54 set harder and by increasing the cross section of the corresponding bypass fluid channel 44 . 54 can be adjusted softer. If the respective cover disc 48 . 58 the corresponding bypass fluid channel 44 . 54 completely closes, the hardest damper constant is set. For a fully opened bypass fluid channel 44 . 54 is the softest damper constant set. The two leaf springs 46 . 56 Therefore, form an application parameter for the adjustment of the passive damper characteristic, while a spread of the damper characteristic solely by the active top discs 48 . 58 can be adjusted.

Die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Dämpfers ermöglichen in vorteilhafter Weise, dass für unterschiedliche Fahrsituationen immer die jeweils optimale Einstellung der Dämpferkennwerte möglich ist. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen hydraulischen Proportionalventil ermöglichen die erfindungsgemäßen Ventile eine direkte Regelung des Dämpferfluidflusses praktisch ohne Verzögerungen und Einschwingzustände, wobei die Regelung auch während einer Belastung in vorteilhafter Weise mit geringen Stellkräfte ausgeführt werden kann. Durch die mögliche sehr kompakte Ausführungsform eignet sich der erfindungsgemäße Dämpfer auch zur Dämpfung von Fahrzeugkabinen von Nutzfahrzeugen, zur Dämpfung von Fahrzeugsitzen, Aufliegern usw. Zudem eignet sich der erfindungsgemäße Dämpfer auch für Anwendungen außerhalb der Fahr zeugtechnik, beispielsweise im Maschinenbau, die einen regelbaren Dämpfer mit kompakter Bauform erfordern.The Embodiments of the invention Dampers allow in an advantageous manner that for each driving situation always the respectively optimal adjustment of damper characteristics possible is. Unlike a conventional hydraulic Proportional valve enable the invention Valves direct regulation of the damper fluid flow practically without delays and transient states, where the scheme even during a load in an advantageous Be carried out with low actuating forces can. Due to the possible very compact embodiment the damper according to the invention is suitable also for damping vehicle cabs of commercial vehicles, for damping vehicle seats, semi-trailers, etc. In addition the damper according to the invention is also suitable for non-automotive applications, For example, in mechanical engineering, which has a controllable damper require compact design.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006037172 A1 [0004]

Claims

Damper with a damper cylinder ( 2 ), in which a piston ram ( 30 ) via a piston rod ( 12 ), wherein, for setting damper characteristics, the flow of a damper fluid through at least one fluid channel ( 42 . 44 . 52 . 54 ) via at least one valve ( 40 . 50 ), which is within the piston punch ( 30 ), characterized in that the at least one valve ( 40 . 50 ) a bypass fluid channel ( 44 . 54 ), wherein a rotatably mounted top plate ( 48 . 58 ) an effective cross section of the bypass fluid channel ( 42 . 52 ) for setting changeable damper characteristics.

Damper according to claim 1, characterized in that the at least one valve ( 40 . 50 ) a main fluid channel ( 42 . 52 ) which is fluidically parallel to the bypass fluid channel ( 44 . 54 ) is arranged and by at least one leaf spring ( 46 . 56 ) is closed, wherein elastic properties of the at least one leaf spring ( 46 . 56 ) set fixed damper characteristics, which gives a maximum hardness value of the damper ( 1 ), the hardness of the damper ( 1 ) through the via the bypass fluid channel ( 44 . 54 ) actively variable damper characteristics between the maximum hardness value and a minimum hardness value is changeable.

Damper according to claim 1 or 2, characterized in that the top disc ( 48 . 58 ) is arranged in the flow path of the damper fluid, that the cross section of the bypass fluid channel ( 42 . 52 ) in dependence on a rotational position of the top disc ( 48 . 58 ) is variable and the cross section of the main fluid channel ( 42 . 52 ) regardless of the rotational position of the top disc ( 48 . 58 ) is unchangeable.

Damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the variable damper characteristic values by the opening geometry of the bypass fluid channel ( 44 . 54 ) and / or an edge geometry of a first passage opening ( 48.1 . 58.1 ) of the cover disc ( 48 . 58 ) can be influenced constructively.

Damper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotatably mounted top plate ( 48 . 58 ) is driven by an electric motor, preferably an electronically commutated DC motor, wherein the top disc ( 48 . 58 ) in the currentless state half of the cross section of the bypass fluid channel ( 44 . 54 ) covers.

Damper according to claim 5, characterized in that the electric motor in the piston ram ( 30 ) is integrated, wherein for the realization of the electric motor, the top disc ( 48 . 58 ) is equipped with at least one permanent magnet, and a stamp cover ( 32 ) and / or a stamp base ( 33 ) of the piston punch ( 30 ), in which the openings ( 32.1 to 32.4 . 33.1 to 33.4 ) of the bypass fluid channel ( 44 . 54 ) and the main fluid channel ( 42 . 52 ) are arranged, are equipped with corresponding flat windings and / or Hall sensors.

Damper according to one of claims 1 to 6, characterized in that the piston ram ( 30 ) to implement a pressure stage, a first valve ( 40 ) with a first main fluid channel ( 42 ) and a first bypass channel ( 44 ) and to implement a rebound stage, a second valve ( 50 ) with a second main fluid channel ( 52 ) and a second bypass channel ( 54 ) having.

Damper according to claim 7, characterized in that a first roof disc ( 48 ) for setting the damper characteristics during the pressure stage, the cross section of the first bypass channel ( 44 ), wherein a second cover disc ( 58 ) for setting the damper characteristics during rebound, the cross section of the second bypass channel ( 54 ) changed.

Damper according to claim 8, characterized in that the first roof disc ( 48 ) a first passage recess ( 48.1 ) and a second passage opening ( 48.2 ), which are arranged in the flow path of the damper fluid, that the cross section of the first Bypassflu idkanals ( 42 ) in dependence on a rotational position of the first top disc ( 48 ) is variable and the cross sections of the first main fluid channel ( 42 ) and the second main fluid channel ( 52 ) and the second bypass fluid channel ( 54 ) regardless of the rotational position of the first roof disc ( 48 ) are unchangeable.

Damper according to claim 8 or 9, characterized in that the second top disc ( 58 ) a third passage recess ( 58.1 ) and a fourth passage recess ( 58.2 ), which are arranged in the flow path of the damper fluid, that the cross section of the second bypass fluid channel ( 52 ) in dependence on a rotational position of the second cover disc ( 58 ) is variable and the cross sections of the first main fluid channel ( 42 ) and the second main fluid channel ( 52 ) and the first bypass fluid channel ( 44 ) regardless of the rotational position of the second cover disc ( 58 ) are unchangeable.