DE102018130320A1

DE102018130320A1 - Vibration damper in the chassis of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102018130320A1
Application number: DE102018130320.3A
Authority: DE
Inventors: Marc Klingner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2019-08-22

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, insbesondere im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Dämpferzylinder verlagerbar geführten Dämpferkolben, der beidseitig Dämpferkammern begrenzt, sowie mit einer außerhalb des Dämpferzylinders liegenden Verstell-Leitung, welche die beiden Dämpferkammern direkt oder indirekt miteinander verbindet und in der eine Verstelleinrichtung zum Beeinflussen der Dämpfercharakteristik vorgesehenen ist, und wobei eine Mündungsstelle der Verstell-Leitung zumindest in einer Dämpferkammer solchermaßen angeordnet ist, dass der Dämpferkolben diese mit Annäherung an seinen Endanschlag passiertThe invention relates to a vibration damper, in particular in the chassis of a motor vehicle, with a damper piston displaceably guided in a damper cylinder, which limits damper chambers on both sides, and with an adjustment line lying outside the damper cylinder, which connects the two damper chambers directly or indirectly to one another Adjustment device is provided for influencing the damper characteristic, and wherein an opening point of the adjustment line is arranged at least in a damper chamber in such a way that the damper piston passes this approaching its end stop

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, insbesondere im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, mit einem in einem Dämpferzylinder verlagerbar geführten Dämpferkolben, der beidseitig Dämpferkammern begrenzt, sowie mit einer außerhalb des Dämpferzylinders liegenden Verstell-Leitung, welche die beiden Dämpferkammern direkt oder indirekt miteinander verbindet und in der eine Verstelleinrichtung zum Beeinflussen der Dämpfercharakteristik vorgesehen ist. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die DE 10 2014 208 320 A1 verwiesen.The invention relates to a vibration damper, in particular in the chassis of a motor vehicle, with a damper piston displaceably guided in a damper cylinder, which limits damper chambers on both sides, and with an adjustment line lying outside the damper cylinder, which connects the two damper chambers directly or indirectly to one another Adjustment is provided for influencing the damper characteristic. The prior art is by way of example on the DE 10 2014 208 320 A1 directed.

Neben den relativ einfachen Schwingungsdämpfern in Fahrzeug-Fahrwerken sind auch semiaktive oder aktive Schwingungsdämpfer bekannt, mit denen das Dämpfungsverhalten (d.h. die Dämpfungscharakteristik) des Dämpfers veränderbar ist, wobei ein aktiver Dämpfer zusätzlich selbst Kräfte stellen, d.h. in das Fahrwerk des Fahrzeugs einleiten (und damit bspw. den Fahrzeug-Aufbau anheben) kann. Eine durchaus übliche Bauart solcher Schwingungsdämpfer weist eine außerhalb des eigentlichen Dämpferzylinders liegende und vorliegend sogenannte Verstell-Leitung auf, über welche die beiden Dämpferkammern, die sich beidseitig des Dämpferkolbens befinden, direkt oder indirekt miteinander verbunden sind. Von einer indirekten Verbindung wird vorliegend gesprochen, wenn die Verstell-Leitung nur mit einem Ende in einer (bzw. üblicherweise in der im Einbauzustand oberen) Dämpferkammer mündet und mit dem anderen Ende in einem Ausgleichsraum eines dem Fachmann bekannten Zweirohrdämpfers mündet, bei welchem üblicherweise die im Einbauzustand im Fahrzeug untere Dämpferkammer über sog. Bodenventile mit einem bzw. dem Ausgleichsraum verbunden ist.In addition to the relatively simple vibration dampers in vehicle chassis, semi-active or active vibration dampers are also known with which the damping behavior (i.e., the damping characteristic) of the damper is variable, with an active damper additionally providing itself forces, i. in the chassis of the vehicle initiate (and thus, for example, the vehicle body lift) can. A quite common type of such vibration damper has a lying outside of the actual damper cylinder and present so-called adjustment line, via which the two damper chambers, which are located on both sides of the damper piston, are directly or indirectly connected. Of an indirect connection is spoken here, if the adjustment line opens only with one end in one (or usually in the installed state upper) damper chamber and opens with the other end in a compensation chamber of a known in the art Zweirohrdämpfers, in which usually the in the installed state in the vehicle lower damper chamber is connected via so-called bottom valves with one or the compensation chamber.

Unabhängig vom Dämpfertyp (Einrohr- oder Zweirohrdämpfer) ist bei einem Dämpfer mit einer Verstell-Leitung in dieser eine geeignete Verstelleinrichtung vorgesehen, mittels derer das Durchströmen von Dämpferfluid (entweder aus einer der Dämpferkammern in die andere Dämpferkammer bzw. in den Ausgleichsraum oder zurück) beeinflussbar ist. Bei dieser Verstelleinrichtung kann es sich um ein Ventil mit geeignet veränderbarem Durchflussquerschnitt handeln oder um eine vorzugsweise mit Drehrichtungsumkehr betreibbare Fördervorrichtung für in der Verstell-Leitung geführtes Dämpferfluid. Über sog. Mündungsstellen mündet die Verstell-Leitung entweder in den beiden Dämpferkammern oder in einer Dämpferkammer und im Ausgleichsraum, wobei im bekannten Stand der Technik die Mündungsstellen in den Dämpferkammern in deren Endbereichen und somit in den beiden Endabschnitten des Dämpferzylinders vorgesehen sind.Regardless of the damper type (monotube or twin-tube damper) a damper with an adjustment line in this a suitable adjustment provided by means of which the flow of damper fluid (either from one of the damper chambers in the other damper chamber or in the compensation chamber or back) influenced is. This adjusting device may be a valve with a suitably variable flow cross-section or a conveying device that is preferably operable with reversal of the direction of rotation for damper fluid guided in the adjusting line. About so-called. Mouths opens the adjustment line either in the two damper chambers or in a damper chamber and in the expansion chamber, which are provided in the known state of the art, the mouth points in the damper chambers in their end regions and thus in the two end portions of the damper cylinder.

Weiterhin bekannt und oft verbaut an Schwingungsdämpfern ist ein sog. Zuganschlag, meist ausgebildet als ein elastomerer Federkörper, der verhindert, dass der Dämpferkolben in seiner Zugstufen-Endposition direkt an der Stirnseite des Dämpferzylinders anschlägt. Vielmehr stößt der Dämpferkolben gegen Ende seiner Bewegungsfreiheit, d.h. mit Annäherung an den Endanschlag, insbesondere in der sog. Zugstufe, d.h. wenn sich eine Kolbenstange des Dämpferkolbens aus dem Dämpferzylinder heraus bewegt, am Zuganschlag bzw. an der Zuganschlagfeder an. Diese wird dabei komprimiert und setzt einer Weiterbewegung des Dämpferkolbens einen zusätzlichen hohen Widerstand entgegen. Entsprechendes ist für einen Druckanschlag in der Druckstufe des Dämpfers bekannt.Furthermore known and often installed on vibration dampers is a so-called. Zuganschlag, usually designed as an elastomeric spring body, which prevents the damper piston strikes in its rebound end position directly on the front side of the damper cylinder. Rather, the damper piston is near the end of its freedom of movement, i. approaching the end stop, especially in the so-called rebound, i. when a piston rod of the damper piston moves out of the damper cylinder, on the rebound stop or on the Zuganschlagfeder. This is compressed and opposes a further movement of the damper piston an additional high resistance. The same is known for a pressure stop in the compression stage of the damper.

Es kann angestrebt sein, in semiaktiven oder aktiven Schwingungsdämpfern keinen oder nur einen baulich sehr kleinen Zuganschlag (oder Druckanschlag) vorzusehen, was dann aber in extremen Situationen, d.h. bei hohen Bewegungsimpulsen zu einem unerwünscht harten Anschlagen des Dämpferkolbens im Endanschlag führen kann. Letzteres ist unerwünscht.It may be desirable to provide no or only a structurally very small draft stop (or pressure stop) in semi-active or active dampers, but this is then in extreme situations, i. can lead to an undesirably hard striking the damper piston in the end stop at high momentum. The latter is undesirable.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To point out a remedy for this problem is the object of the present invention.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für einen Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Mündungsstelle der Verstell-Leitung zumindest in einer Dämpferkammer solchermaßen angeordnet ist, dass der Dämpferkolben diese mit Annäherung an seinen Endanschlag passiert. Nach einer vorteilhaften Ausbildung ist die Zylinderinnenwand im Bereich dieser Mündungsstelle solchermaßen bearbeitet, dass der Dämpferkolben beim Passieren oder Überstreichen keinen Schaden nimmt.The solution to this problem arises with the features of the independent claim and is for a vibration damper according to the preamble of claim 1, characterized in that an opening point of the adjustment line is arranged at least in a damper chamber in such a way that the damper piston with approach to its end stop happens. According to an advantageous embodiment, the cylinder inner wall is machined in the region of this discharge point in such a way that the damper piston takes no damage when passing or sweeping.

Anders als im bekannten üblichen Stand der Technik wird zumindest eine der Mündungsstellen der Verstell-Leitung im Dämpferzylinder an eine solche Stelle der Zylinderwand des Dämpferzylinders gelegt bzw. ist an einer solchen Stelle vorgesehen, dass der Dämpferkolben im Laufe seiner möglichen Verlagerungsbewegung im Dämpferzlinder und insbesondere mit Annäherung an einen Endanschlag über diese Mündungsstelle hinweg streicht, d.h. diese passiert. Ausgehend von der Mittellage des Dämpferkolbens im Dämpferzylinder kann sich also zunächst jeweils eine Mündungsstelle in einer der (beiden) Dämpferkammern befinden, alternativ befindet sich ein wie bereits erläutert im Ausgleichsraum. Bewegt sich nun der Dämpferkolben in Richtung eines seiner Endanschläge, so vergrößert sich das Volumen der einen Dämpferkammer, während sich das Volumen der anderen Dämpferkammer verringert. Erfindungsgemäß liegt nun zumindest eine der Mündungsstellen der Verstell-Leitung in einer Dämpferkammer in einer solchen Höhe in der Zylinderwand des Dämpferzylinders, dass nach einer signifikanten Verringerung des Volumens der sich verkleinernden Dämpferkammer in dieser (sich verkleinernden) Dämpferkammer keine Mündungsstelle mehr vorliegt, sondern dass - nachdem sich der Dämpferkolben danach noch ein gewisses Maß weiter bewegt hat - beide Mündungsstellen in der sich vergrößernden Dämpferkammer liegen. Dies hat zur Folge, dass unabhängig vom aktuellen Zustand oder Betriebszustand der in der Verstell-Leitung vorgesehenen Verstelleinrichtung das sich noch in der sich verkleinernden Dämpferkammer befindliche Dämpferfluid stark komprimiert wird, da dieses ja nicht entweichen kann (ausgenommen über Dämpferventile im Dämpferkolben). Diese starke Kompression des Dämpferfluids in der sich verkleinernden Dämpferkammer kommt in der Wirkung einer Zuganschlagfeder gleich, sodass eine solche gegebenenfalls überhaupt nicht benötigt wird.Unlike in the known conventional art, at least one of the mouth points of the adjustment line is placed in the damper cylinder at such a position of the cylinder wall of the damper cylinder or is provided at such a point that the damper piston in the course of its possible displacement movement in Dämpfzlinder and in particular with Approaching an end stop sweeps across this mouth, ie this happens. Starting from the middle position of the damper piston in the damper cylinder, therefore, in each case initially an orifice point can be located in one of the (two) damper chambers, alternatively, as already explained, there is a compensation chamber. Now moves the damper piston in the direction of one of its end stops, so the volume of a damper chamber increases while reduces the volume of the other damper chamber. According to the invention, at least one of the discharge points of the adjustment line in a damper chamber is at such a height in the cylinder wall of the damper cylinder that, after a significant reduction in the volume of the decreasing damper chamber, there is no more orifice in this (decreasing) damper chamber. after the damper piston has moved to a certain extent thereafter - both mouths are located in the enlarging damper chamber. This has the consequence that regardless of the current state or operating state of the adjusting device provided in the adjusting the still located in the decreasing damper chamber damper fluid is strongly compressed, since this can not escape (except damper valves in the damper piston). This strong compression of the damper fluid in the decreasing damper chamber is equal in the effect of a Zuganschlagfeder, so that such may not be needed at all.

Vorzugsweise ist diejenige Mündungsstelle, die der Dämpferkolben passiert, solchermaßen ausgebildet bzw. gefertigt, dass der Kolben bzw. dessen Dichtung(en) beim Überstreichen der Mündungsstelle keinen Schaden nimmt bzw. nehmen. Die entsprechende Bohrung sollte ohne scharfe Kante gefertigt und vorzugsweise von innen (d.h. vom Innenraum des Dämpferzylinders ausgehend) nach außen geformt sein. Alternativ ist selbstverständlich auch eine geeignete Nacharbeit der Mündungsstelle möglich.Preferably, the point of discharge that passes through the damper piston, designed or manufactured in such a way that the piston or its seal (s) takes no damage or take when sweeping the mouth point. The corresponding bore should be made without a sharp edge and preferably formed outwardly from the inside (i.e., starting from the interior of the damper cylinder). Alternatively, of course, a suitable reworking of the discharge point is possible.

Die beigefügte einzige Figur zeigt in einem Prinzipschnitt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei trägt ein Dämpferkolben die Bezugsziffer 1 und ist in einem Dämpferzylinder 2 in Zylinderachsrichtung verlagerbar geführt. Eine sich längs der Zylinderachse erstreckende Kolbenstange 3 ragt aus dem Dämpferzylinder 2 und aus einem den Dämpferzylinder 2 umgebenden Außenzylinder 4 hinaus. Diese Kolbenstange 3 durchdringt eine oberhalb des Dämpferkolbens 1 liegende obere Dämpferkammer 5, welche mit einem Dämpferfluid befüllt ist. Eine weitere Dämpferkammer 7 befindet sich in der Figurendarstellung, welche im Wesentlichen dem Einbauzustand im Fahrzeug entspricht, unterhalb des Dämpferkolbens 1. Über im Boden des Dämpferzylinders 2 vorgesehene (und somit der unteren Dämpferkammer 7 zugeordnete) Bodenventile 6 kann in dem Fachmann bekannter Weise eine gewisse Menge von Dämpferfluid aus der unteren Dämpferkammer 7 in den Außenzylinder 4 (und aus diesem zurück in die untere Dämpferkammer 7) gelangen, wobei ein Teil des Volumens des Außenzylinders 4 als Ausgleichsraum für das von der Kolbenstange 3 in der oberen Dämpferkammer 5 verdrängte Dämpferfluid fungiert. Vorliegend handelt es sich somit um einen Schwingungsdämpfer der Zweirohrbauart.The attached single figure shows in a schematic section an embodiment of the invention. A damper piston carries the reference number 1 and is in a damper cylinder 2 guided displaceable in Zylinderachsrichtung. A piston rod extending along the cylinder axis 3 protrudes from the damper cylinder 2 and from a damper cylinder 2 surrounding outer cylinder 4 out. This piston rod 3 penetrates one above the damper piston 1 lying upper damper chamber 5 , which is filled with a damper fluid. Another damper chamber 7 is in the figure representation, which essentially corresponds to the installed state in the vehicle, below the damper piston 1 , Over in the bottom of the damper cylinder 2 provided (and thus the lower damper chamber 7 assigned) bottom valves 6 may in the art known manner, a certain amount of damper fluid from the lower damper chamber 7 in the outer cylinder 4 (and from this back into the lower damper chamber 7 ), wherein a part of the volume of the outer cylinder 4 as a compensation chamber for that of the piston rod 3 in the upper damper chamber 5 displaced damper fluid acts. In the present case, it is thus a vibration damper of the two-pipe type.

Vorgesehen ist ferner eine außerhalb des Dämpferzylinders 2 liegende Verstell-Leitung 8, in welcher eine hier lediglich durch einen Kreis dargestellte Verstelleinrichtung 9 zur Beeinflussung des freien Durchflussquerschnitts der Verstell-Leitung 8 vorgesehen ist. Über eine obere Mündungsstelle 10 mündet diese - vorliegend teilweise innerhalb des Außenzylinders 4 verlaufende - Verstell-Leitung 8 in der oberen Dämpferkammer 5 und über eine untere Mündungsstelle 11 mündest diese Verstell-Leitung 8 innerhalb des Außenzylinders 4 unweit der Bodenventile 6. (Unter Zwischenschaltung dieser Bodenventile 6 kann die Mündungsstelle 11 somit letztlich mit der unteren Dämpferkammer 7 in Verbindung stehen).Also provided is an outside of the damper cylinder 2 lying adjustment line 8th in which an adjustment device shown here only by a circle 9 for influencing the free flow cross section of the adjustment line 8th is provided. Over an upper estuary 10 this opens - in this case partially within the outer cylinder 4 running - adjustment line 8th in the upper damper chamber 5 and over a lower mouth point 11 This is the adjustment line 8th inside the outer cylinder 4 near the bottom valves 6 , (With interposition of these bottom valves 6 can the estuary 11 thus ultimately with the lower damper chamber 7 stay in contact).

Der Dämpferkolben 1 inklusive seiner Kolbenstange 3 ist in zwei verschiedenen Positionen dargestellt, nämlich in durchgezogenen Linien in seiner Mittenlage bzw. Neutralstellung und in gestrichelter Darstellung (mit den Bezugsziffern 1', 3') in der Nähe seines oberen Endanschlags. Wie ersichtlich ist die Mündungsstelle 10 in der in der Neutralstellung des Dämpferkolbens 2 oberen Dämpferkammer 5 so positioniert, dass der Dämpferkolben 2 diese mit Annäherung an seinen oberen Endanschlag passiert, d.h. an dieser Mündungsstelle 10 vorbei streicht.The damper piston 1 including its piston rod 3 is shown in two different positions, namely in solid lines in its center position or neutral position and in dashed lines (with the reference numerals 1' . 3 ' ) near its upper end stop. As can be seen, the confluence site 10 in the neutral position of the damper piston 2 upper damper chamber 5 positioned so that the damper piston 2 this happens with approach to its upper end stop, ie at this point of confluence 10 sweep over.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014208320 A1 [0001]

Claims

Vibration damper, in particular in the chassis of a motor vehicle, with a damper piston (1) displaceably guided in a damper cylinder (2), which delimits damper chambers (5, 7) on both sides, and with an adjustment duct (8) lying outside the damper cylinder (2), which directly or indirectly connects the two damper chambers (5, 7) and in which an adjusting device (9) is provided for influencing the damper characteristic , characterized in that an outlet point (10) of the adjusting duct (8) is at least in a damper chamber ( 5) is arranged in such a way that the damper piston (1) passes this approaching its end stop.

Vibration damper after Claim 1 , wherein the damper piston (1) as it approaches the end stop of the rebound stage sweeps over the discharge point (10).

Vibration damper after Claim 1 or 2 , wherein the cylinder inner wall in the region of the mouth point (11) is machined in such a way that the damper piston (1) takes no damage when passing or sweeping.