DE102018208918B4 - Method of vibration damping - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Schwingungsdämpfung bei einem frequenzabhängigem oder amplitudenabhängigem oder geschwindigkeitsabhängigem Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem verformten Endanschlagbauteil, ab dem Umkehrpunkt (0), welcher den Übergang von einer Einfederung (B) zu einer Ausfederung (A) des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers markiert, bei einem Beginn der Ausfederungsbewegung (1) die Dämpfungskraft (FD) des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers stark progressiv ansteigt, während der weiteren Relaxation (4) des Endanschlagbauteils über einen Streckenabschnitt (2) im Wesentlichen linear verläuft und dann stark degressiv abfällt.Method for vibration damping in a frequency-dependent or amplitude-dependent or speed-dependent motor vehicle vibration damper, characterized in that, in the case of a deformed end stop component, from the reversal point (0), which marks the transition from a deflection (B) to a rebound (A) of the motor vehicle vibration damper, at a beginning the rebound movement (1) the damping force (FD) of the motor vehicle vibration damper rises strongly progressively, while the further relaxation (4) of the end stop component runs essentially linearly over a section (2) and then falls sharply degressively.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for vibration damping according to the preamble of claim 1.

Das Komfortempfinden des Fahrers eines Kraftfahrzeugs gewinnt immer mehr an Bedeutung. Um einen möglichst hohen Komfort zu gewährleisten wird der Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer derart eingestellt, dass dieser ab etwa der Mitte der möglichen Einfederungsbewegung des Schwingungsdämpfers sein optimales Verhalten aufweist. In diesem Bereich sind die Federkräfte und Federraten deutlich niedriger als in den Grenzbereichen, wie beispielsweise bei einem maximalen Ausfahren oder einem maximalen Einfahren des in der Regel als eine Kolbenstange ausgeführten Trägers, in den Zylinder des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers.The sense of comfort of the driver of a motor vehicle is becoming more and more important. In order to ensure the greatest possible comfort, the motor vehicle vibration damper is set in such a way that it exhibits its optimal behavior from approximately the middle of the possible deflection movement of the vibration damper. In this area, the spring forces and spring rates are significantly lower than in the limit areas, such as with a maximum extension or maximum retraction of the carrier, which is usually designed as a piston rod, into the cylinder of the motor vehicle vibration damper.

Um die Anschlagkräfte bei einem maximalen Einfahren des Trägers in den Zylinder aufzufangen und die Bewegung abzubremsen wird üblicherweise ein Endanschlagbauteil in Form einer Schraubenfeder oder eines elastischen Puffers eingesetzt, welcher mit dem Träger fest verbunden ist und ab einer definierten Einfahrhöhe zumindest mittelbar an dem Zylinder zur Anlage kommt. Weiterer Verlauf der Bewegung wird dadurch abgebremst, indem das Endanschlagbauteil reversibel verformt wird. Dabei leitet das Endanschlagbauteil eine, der Einfahrbewegung entgegenwirkende Federkraft in den Zylinder ein. Je größer die Anschlagkraft desto stärker ist die Verformung des Endanschlagbauteils und desto größer ist die zumindest mittelbar, beispielsweise über eine Kolbenstangenführung in den Zylinder eingeleitete Federkraft, die ebenfalls als Rückstellkraft bezeichnet werden kann.
Darüber hinaus ist die Geschwindigkeit des Trägers relativ zu dem Zylinder an den Umkehrpunkten der Grenzbereiche einer Schwingung, also dort, wo die Einfahrbewegung aufhört und die Ausfahrbewegung beginnt und umgekehrt, bei den gattungsbildenden Kraftfahrzeugschwingungsdämpfern gleich null. Bei diesen Betriebszuständen wird kein Dämpfmittelfluss verursacht und somit auch keine Dämpfkraft generiert.
In order to absorb the stop forces with a maximum retraction of the carrier into the cylinder and to brake the movement, an end stop component in the form of a helical spring or an elastic buffer is usually used, which is firmly connected to the carrier and, from a defined entry height, at least indirectly to the cylinder comes. The further course of the movement is slowed down in that the end stop component is reversibly deformed. The end stop component introduces a spring force counteracting the retraction movement into the cylinder. The greater the stop force, the greater the deformation of the end stop component and the greater the spring force introduced into the cylinder at least indirectly, for example via a piston rod guide, which can also be referred to as the restoring force.
In addition, the speed of the carrier relative to the cylinder at the reversal points of the boundary areas of an oscillation, i.e. where the retraction movement ends and the extension movement begins and vice versa, is zero in the case of the generic motor vehicle vibration dampers. In these operating states, no damping agent flow is caused and therefore no damping force is generated either.

Gattungsbildende Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer sind beispielsweise aus der DE 10 2010 020 052 A1 , DE 199 08 606 C1 , oder auch aus der DE 28 06 541 C2 bekannt.Generic motor vehicle vibration dampers are, for example, from DE 10 2010 020 052 A1 , DE 199 08 606 C1 , or from the DE 28 06 541 C2 known.

Aus der DE 10 2010 020 052 A1 ist es bekannt, die Zug- und Druckstufendämpfung zweistufig auszulegen, wobei der Arbeitskolben im Bereich der Endlage an einem Anschlag anliegt und der Anschlag einen Einlass eines Fluidpfades im Arbeitskolben teilweise verschließt.From the DE 10 2010 020 052 A1 It is known to design the rebound and compression damping in two stages, the working piston resting against a stop in the region of the end position and the stop partially closing an inlet of a fluid path in the working piston.

Bei der DE 199 08 606 C1 überfährt der Kolben einen Bypass, sodass sich bei einer Bewegung des Dämpferkolbens in die ausgefederte Endlage ohne eine Veränderung der Dämpferkennlinie eine stärkere Dämpfung ergibt.In the DE 199 08 606 C1 The piston travels over a bypass so that when the damper piston moves into the rebounded end position, there is greater damping without changing the damper characteristic.

Die DE 10 2010 020 052 A1 sieht vor, die Zusatzdämpfung des Zuganschlags auch bei einer hohen Ausfahrgeschwindigkeit der Kolbenstange relativ weich einzustellen.the DE 10 2010 020 052 A1 provides for the additional damping of the cable stop to be set relatively softly even at a high extension speed of the piston rod.

Da die gattungsbildenden Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer aufgrund der hohen Komfortanforderungen üblicherweise nicht wegabhängig dämpfen, sondern auf eine Amplituden-, Frequenz- oder Geschwindigkeitsselektive Arbeitsweise ausgelegt sind, wodurch sich die Dämpfkraft zeitverzögert aufbaut, können sie die Rückstellkraft nicht früh genug kompensieren, sodass diese im Kraftfahrzeug von dem Fahrer als störend wahrgenommen werden kann.Since the generic motor vehicle vibration dampers, due to the high comfort requirements, usually do not damp path-dependently, but are designed for an amplitude, frequency or speed-selective mode of operation, whereby the damping force builds up with a time delay, they cannot compensate the restoring force early enough so that it is in the motor vehicle by the driver can be perceived as annoying.

Ausgehend von der vorstehend geschilderten Problematik liegt die Aufgabe dieser Erfindung darin, ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer mit einer frequenzselektiven und/oder amplitudenselektiven und/oder geschwindigkeitsselektiven Dämpfungscharakteristik anzugeben, welches die Rückstellkraft minimiert oder kompensiert.Based on the problems outlined above, the object of this invention is to provide a method for vibration damping for a motor vehicle vibration damper with a frequency-selective and / or amplitude-selective and / or speed-selective damping characteristic that minimizes or compensates for the restoring force.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in dem abhängigen Anspruch, den Figuren sowie der Beschreibung angegeben.Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claim, the figures and the description.

Somit wird ein Verfahren zur Schwingungsdämpfung bei einem frequenzabhängigem oder amplitudenabhängigem oder geschwindigkeitsabhängigem Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer angegeben, wonach bei einem verformten Endanschlagbauteil, ab dem Umkehrpunkt von einer Einfederungsbewegung zu einer Ausferungsbewegung des Kraftfahrzeug-schwingungsdämpfers, bei einem Beginn der Ausfederungsbewegung die Dämpfungskraft des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers stark progressiv an-steigt, während der weiteren Relaxation des Endanschlagbauteils über einen Streckenabschnitt im Wesentlichen linear verläuft und dann stark degressiv abfällt.Thus, a method for vibration damping in a frequency-dependent or amplitude-dependent or speed-dependent motor vehicle vibration damper is specified, according to which, in the case of a deformed end stop component, from the reversal point from a compression movement to an extension movement of the motor vehicle vibration damper, the damping force of the motor vehicle vibration damping increases progressively at the beginning of the rebound movement , during the further relaxation of the end stop component runs essentially linearly over a section and then drops sharply degressively.

Durch ein starkes progressives Ansteigen und darauffolgenden linearen Verlauf der Dämpfungskraft wird der Rückstellkraft des Endanschlagbauteils entgegengewirkt. Dies hat zur Folge, dass die Rückstellkraft durch die hohe Dämpfungskraft kompensiert wird, wodurch als unangenehm empfundene durch die Rückstellkraft bewirkte Bewegungen des Trägers aufgehalten werden.The restoring force of the end stop component is counteracted by a strong progressive increase and subsequent linear course of the damping force. As a result, the restoring force is compensated for by the high damping force, which makes it uncomfortable perceived movements of the wearer caused by the restoring force are stopped.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die Dämpfungskraft des Kraftfahrzeugschwingungsdampfers bei dessen Einfederungsbewegung bis zum Umkehrpunkt zur Ausfederungsbewegung ab dem Beginn der reversiblen Verformung des Endanschlagbauteils progressiv ansteigt, während der weiteren Komprimierung des Endanschlagbauteils, über einen Streckenabschnitt im Wesentlichen linear verläuft und dann, an dem Umkehrpunkt stark abfällt.According to an advantageous embodiment variant, it can be provided that the damping force of the motor vehicle vibration damper increases progressively during its compression movement up to the point of reversal to the rebound movement from the beginning of the reversible deformation of the end stop component, while the further compression of the end stop component runs essentially linearly over a section and then on drops sharply at the turning point.

Durch die Wahl der Höhe der Dämpfungskraft kann die Festigkeit des Endanschlagbauteils definiert werden. Somit kann bei einer entsprechenden definierten hohen Dämpfungskraft ein aus einem weichen und günstigen Material hergestellt Endanschlagbauteils verwendet werden, wessen Rückstellkraft der Art klein ausfällt, dass diese keine unangenehm empfundenen Rückbewegungen des Trägers bewirken kann.The strength of the end stop component can be defined by choosing the level of the damping force. Thus, with a correspondingly defined high damping force, an end stop component made of a soft and inexpensive material can be used, the restoring force of which is small such that it cannot cause any unpleasant back movements of the wearer.

Anhand folgender Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with the aid of the following figures.

Es zeigen:

  • 1 Teil A: eine Darstellung des Verlaufs der Dämpfungskraft sowie der Rückstellkraft ab dem Umkehrpunkt von einer Einfederungsbewegung zu einer Ausferungsbewegung des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers,
  • 1 Teil B: Darstellung des Verlaufs der Dämpfungskraft sowie der Rückstellkraft bis zu dem Umkehrpunkt von einer Einfederungsbewegung zu einer Ausferungsbewegung des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers.
Show it:
  • 1 part A. : a representation of the course of the damping force and the restoring force from the point of reversal from a compression movement to an extension movement of the motor vehicle vibration damper,
  • 1 part B. : Representation of the course of the damping force and the restoring force up to the point of reversal from a compression movement to an extension movement of the motor vehicle vibration damper.

Die 1 zeigt ein Diagramm, welches den Verlauf der Dämpfungskraft des Schwingungsdämpfers, sowie der Rückstellkraft des Endanschlagbauteils während der Einfederung B des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers über den Umkehrpunkt 0 zu der Ausfederung A, sowie während der Ausfederung A darstellt.the 1 shows a diagram showing the course of the damping force of the vibration damper, as well as the restoring force of the end stop component during the deflection B. of the motor vehicle vibration damper via the reversal point 0 to the feather A. , as well as during the rebound A. represents.

Das Diagramm ist optisch in zwei Teile unterteilt, wobei der rechte Teil den Verlauf der Dämpfungskraft FD und der Rückstellkraft FR während der Ausfederung A und der linke Teil während der Einfederung B des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers zeigt.The diagram is optically divided into two parts, with the right part showing the course of the damping force F D and the restoring force F R during rebound A. and the left part during compression B. of the motor vehicle vibration damper shows.

Gemäß der Darstellung im rechten Teil der 1 steigt die Dämpfungskraft bei einem verformten Endanschlagbauteil, ab dem Umkehrpunkt 0, welcher den Übergang von einer Einfederung B zu einer Ausfederung A des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers markiert, bei einem Beginn der Ausfederungsbewegung 1 die Dämpfungskraft FD des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers stark progressiv an. Dadurch wird der sehr hohen Rückstellkraft FR des Endanschlagbauteils wirksam entgegengewirkt. Die gesamte Relaxation des Endanschlagbauteils bis zu dessen vollständigen Rückverformung ist mit einem Streckenabschnitt unter der Bezugsziffer 4 abgebildet. Es ist deutlich erkennbar, dass die Dämpfungskraft FD nach dem steilen, stark progressiven Anstieg am Anfang der Ausfederungsbewegung 1 während der weiteren Relaxation 4 des Endanschlagbauteils über einen Streckenabschnitt 2 im Wesentlichen linear verläuft und das Dämpfungskraftniveau im Wesentlichen beibehält. Ab dem Zeitpunkt, an dem die Rückstellkraft FR des Endanschlagbauteils derart niedrig ist, dass diese nicht mehr unangenehm von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs wahrgenommen wird fällt die Dämpfungskraft FD stark degressiv ab.As shown in the right part of the 1 If the end stop component is deformed, the damping force increases from the reversal point 0 , which is the transition from a compression B. to a rebound A. of the motor vehicle vibration damper marked at the beginning of the rebound movement 1 the damping force F D of the motor vehicle vibration damper increases very progressively. This makes the very high restoring force F R of the end stop component effectively counteracted. The entire relaxation of the end stop component up to its complete recovery is indicated by a section under the reference number 4th pictured. It can be clearly seen that the damping force F D after the steep, strongly progressive ascent at the beginning of the rebound movement 1 during further relaxation 4th of the end stop component over a section of the route 2 runs essentially linearly and essentially maintains the damping force level. From the point in time at which the restoring force F R of the end stop component is so low that it is no longer perceived unpleasantly by a driver of the motor vehicle, the damping force falls F D strongly degressive.

Der linke Teil der 1 zeigt den Verlauf der Dämpfungskraft FD , sowie der Rückstellkraft FR während der Einfederung B des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers, bis zum Umkehrpunkt 0, welcher den Übergang zur Ausfederung A markieren soll. In diesem Abschnitt steigt die Dämpfungskraft FD des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers ab dem Beginn der Verformung 5 des Endanschlagbauteils, progressiv an, wobei während der weiteren Verformung 5 des Endanschlagbauteils über einen Streckenabschnitt 7 im Wesentlichen linear verläuftThe left part of the 1 shows the course of the damping force F D , as well as the restoring force F R during compression B. of the motor vehicle vibration damper, up to the point of reversal 0 which is the transition to rebound A. should mark. The damping force increases in this section F D of the motor vehicle vibration damper from the start of the deformation 5 of the end stop component, progressively, while the further deformation 5 of the end stop component over a section of the route 7th is essentially linear

Somit steigt die Dämpfungskraft FD des Schwingungsdämpfers während der plastischen Verformung des Endanschlagbauteils bis zu einer anforderungsabhängig definierten Höhe und behält diese über einen Streckenabschnitt 7 bei. Die Definition der Höhe der zu erreichenden Dämpfungskraft FD korreliert dabei zumindest mittelbar mit der Wahl des geeigneten Endanschlagbauteils. Durch die Wahl der Höhe der Dämpfungskraft kann somit die Festigkeit des Endanschlagbauteils definiert werden. Umgekehrt, kann die Höhe der Dämpfungskraft FD bei einem vorgegebenem Endanschlagbauteil anhand dessen Eigenschaften, wie beispielsweise der Höhe dessen Rückstellkraft FR definiert werden.Thus, the damping force increases F D of the vibration damper during the plastic deformation of the end stop component up to a requirement-dependent defined height and maintains this over a section of the route 7th at. The definition of the level of the damping force to be achieved F D correlates at least indirectly with the choice of the suitable end stop component. By choosing the level of the damping force, the strength of the end stop component can be defined. Conversely, the amount of damping force can F D for a given end stop component based on its properties, such as the level of its restoring force F R To be defined.

An dem Umkehrpunkt 0 fällt die Dämpfungskraft FD stark ab. Der steile, fast schlagartige Abfall der Dämpfungskraft FD ist durch den Streckenabschnitt 8 dargestellt. Dieser Abfall resultiert daraus, dass die Geschwindigkeit des Trägers relativ zu dem Zylinder an den Umkehrpunkten gleich null ist, wodurch kein Dämpfmittelfluss verursacht und somit auch keine Dämpfkraft generiert wird.At the turning point 0 the damping force falls F D strong. The steep, almost sudden drop in the damping force F D is through the route section 8th shown. This decrease results from the fact that the speed of the carrier relative to the cylinder is equal to zero at the reversal points, as a result of which no damping agent flow is caused and therefore no damping force is generated either.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

0.0.
UmkehrpunktTurning point
11
AusfederungsbewegungRebound movement
22
StreckenabschnittRoute section
33
StreckenabschnittRoute section
44th
RelaxationRelaxation
55
KomprimierungCompression
66th
StreckenabschnittRoute section
77th
StreckenabschnittRoute section
88th
StreckenabschnittRoute section
AA.
AusfederungFeathering
BB.
EinfederungDeflection
FRFR
RückstellkraftRestoring force
FDFD
DämpfkraftDamping force

Claims (2)

Verfahren zur Schwingungsdämpfung bei einem frequenzabhängigem oder amplitudenabhängigem oder geschwindigkeitsabhängigem Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem verformten Endanschlagbauteil, ab dem Umkehrpunkt (0), welcher den Übergang von einer Einfederung (B) zu einer Ausfederung (A) des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers markiert, bei einem Beginn der Ausfederungsbewegung (1) die Dämpfungskraft (FD) des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers stark progressiv ansteigt, während der weiteren Relaxation (4) des Endanschlagbauteils über einen Streckenabschnitt (2) im Wesentlichen linear verläuft und dann stark degressiv abfällt.Method for vibration damping in a frequency-dependent or amplitude-dependent or speed-dependent motor vehicle vibration damper, characterized in that, in the case of a deformed end stop component, from the reversal point (0), which marks the transition from a deflection (B) to a rebound (A) of the motor vehicle vibration damper, at a beginning of the rebound movement (1) the damping force (F D ) of the motor vehicle vibration damper increases strongly progressively, while the further relaxation (4) of the end stop component runs essentially linearly over a section (2) and then drops sharply degressively. Verfahren zur Schwingungsdämpfung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungskraft des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers bei dessen Einfederung (B) bis zu dem Umkehrpunkt (0) zur Ausfederung (A), ab dem Beginn, der Verformung 5 des Endanschlagbauteils, progressiv ansteigt, während der weiteren Verformung 5 des Endanschlagbauteils über einen Streckenabschnitt (7) im Wesentlichen linear verläuft und dann an dem Umkehrpunkt (0) stark abfällt.Method for vibration damping according to Claim 1 , characterized in that the damping force of the motor vehicle vibration damper with its compression (B) up to the reversal point (0) to the rebound (A), from the beginning of the deformation 5 of the end stop component, increases progressively, during the further deformation 5 of the end stop component over a Route section (7) runs essentially linearly and then drops off sharply at the reversal point (0).
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