DE102018209211B4 - Damping valve arrangement for a motor vehicle vibration damper and motor vehicle vibration damper - Google Patents
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Abstract
Dämpfventilanordnung (1) für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer, mit einem aus mehreren an einem Träger (11; 20) angeordneten und axial gegeneinander verspannten Bauteilen zusammengesetzten Dämpferkolben (15), wobei die Bauteile umfassen:- einen Kolbenkörper (2) mit zumindest einem Fluidkanal (3), sowie- mindestens einer, mindestens zwei Ventilscheiben (16) umfassenden Ventilscheibenanordnung (4), welche den Fluidkanal (3) axial abdeckt, wobei die Ventilscheibenanordnung (4) eine in Richtung des Fluidkanals (3) wirkende Federkraft (F1) auf den Kolbenkörper (2) ausübt, wobei die Dämpfventilanordnung (1) ferner eine Drosselscheibe (5) umfasst, welche zwischen dem Kolbenkörper (2) und der Ventilscheibenanordnung (4) angebracht ist und mindestens einen Drosselscheibendurchbruch (6) aufweist, welcher den Fluidkanal (3) mit der zum Fluidkanal (3) zugewandten Oberfläche (7) der Ventilscheibenanordnung (4) verbindet, wobei die Dämpfventilanordnung (1) ferner eine Vorspanneinrichtung (8) aufweist, welche innerhalb der Ventilscheibenanordnung (4) zwischen den Ventilscheiben (16) positioniert ist und die in Richtung des Fluidkanals (3) wirkende Federkraft (F1) erhöht, wobei die Vorspanneinrichtung (8) mindestens ein erstes Scheibenbauteil (9) und ein zweites Scheibenbauteil (10) umfasst, welche im montierten Zustand der Dämpfventilanordnung (1) koaxial zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Scheibenbauteil (9) radial mittig angebracht ist und den Träger (20) unmittelbar in Umfangsrichtung umgreift und das zweite Scheibenbauteil (10) unter Einschluss eines Ringspaltes (12) das erste Scheibenbauteil (9) in Umfangsrichtung umgibt, wobei das erste Scheibenbauteil (9) eine kleinere axiale Erstreckung (h1) aufweist als die axiale Erstreckung (h2) des zweiten Scheibenbauteils (10).Damping valve arrangement (1) for a motor vehicle vibration damper, with a damper piston (15) composed of several components arranged on a carrier (11; 20) and braced axially against one another, the components comprising:- a piston body (2) with at least one fluid channel (3) , and- at least one valve disk arrangement (4) comprising at least two valve disks (16) and covering the fluid channel (3) axially, the valve disk arrangement (4) exerting a spring force (F1) acting in the direction of the fluid channel (3) on the piston body ( 2), the damping valve arrangement (1) also comprising a throttle disk (5) which is fitted between the piston body (2) and the valve disk arrangement (4) and has at least one throttle disk opening (6) which connects the fluid channel (3) to the to the fluid channel (3) facing surface (7) of the valve disk assembly (4), wherein the damping valve assembly (1) also has a biasing device (8). which is positioned within the valve disk arrangement (4) between the valve disks (16) and increases the spring force (F1) acting in the direction of the fluid channel (3), the prestressing device (8) having at least a first disk component (9) and a second disk component (10) which are arranged coaxially to one another in the assembled state of the damping valve arrangement (1), characterized in that the first disk component (9) is attached radially in the center and directly surrounds the carrier (20) in the circumferential direction and the second disk component (10) surrounding the first disk component (9) in the circumferential direction, including an annular gap (12), the first disk component (9) having a smaller axial extent (h1) than the axial extent (h2) of the second disk component (10).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfventilanordnung für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1, sowie auf einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer mit einer erfindungsgemäßen Dämpfventilanordnung.The invention relates to a damping valve arrangement for a motor vehicle vibration damper according to the preamble of
Gattungsbildende Dämpfventilanordnungen für einen Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer sind in der Kraftfahrzeugindustrie weit verbreitet. Diese umfassen in der Regel einen Dämpferkolben, welcher aus mehreren an einem Träger angeordneten und axial gegeneinander verspannten Bauteilen zusammengesetzt ist. Die Bauteile umfassen dabei zumindest einen Kolbenkörper mit mindestens einen Fluidkanal, sowie eine, mindestens zwei Ventilscheiben umfassende Ventilscheibenanordnung, welche den Fluidkanal axial abdeckt. Die Ventilscheibenanordnung übt dabei eine in Richtung des Fluidkanals wirkende Federkraft auf den Kolbenkörper aus.Generic damping valve assemblies for an automotive vibration damper are widely used in the automotive industry. These generally include a damper piston, which is composed of a plurality of components which are arranged on a carrier and are braced axially against one another. The components include at least one piston body with at least one fluid channel, as well as a valve disk arrangement comprising at least two valve disks, which axially covers the fluid channel. The valve disk arrangement exerts a spring force acting in the direction of the fluid channel on the piston body.
Die Dämpfventilanordnungen haben meist entweder eine progressive oder eine degressive Dämpfungscharakteristik.The damping valve arrangements mostly have either a progressive or a degressive damping characteristic.
Ein Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer wird in der Regel zwischen einer gefederten und einer ungefederten Masse angeordnet und dämpft die von den Strassenunebenheiten angeregte Schwingungen, indem die Kolbenstange in den mit einem Dämpfmedium gefüllten Dämpferzylinder eintaucht, was einen definierten Dämpfmediumfluss durch die Dämpfventilanordnung verursacht. Den zurückgelegten Weg der Kolbenstange nennt man dabei Hubweg.A motor vehicle vibration damper is usually arranged between a sprung and an unsprung mass and dampens the vibrations caused by the bumps in the road by the piston rod entering the damping cylinder filled with a damping medium, which causes a defined flow of the damping medium through the damping valve arrangement. The distance covered by the piston rod is called the stroke distance.
Bei einer progressiven Dämpfventilanordnung reagiert ein Kraftfahrzeugschwingungsdämpfer anfangs sehr sensibel und dämpft kaum, wobei die Dämpfkraft immer mehr ansteigt, je tiefer die Kolbenstange in den Dämpferzylinder eintaucht.With a progressive damping valve arrangement, a motor vehicle vibration damper initially reacts very sensitively and hardly dampens, with the damping force increasing more and more the deeper the piston rod dips into the damper cylinder.
Bei einer degressiv ausgelegten Dämpfventilanordnung hingegen wird die benötigte Kraft, um den Schwingungsdämpfer zu komprimieren und somit auch der Dämpfungseffekt am Anfang am höchsten und wird umso geringer je mehr Hubweg von der Kolbenstange zurückgelegt wird.In the case of a degressively designed damping valve arrangement, on the other hand, the force required to compress the vibration damper and thus also the damping effect is highest at the beginning and becomes lower the longer the stroke traveled by the piston rod.
Beide vorstehend beschriebenen Auslegungen haben den Nachteil, dass der für die Kolbenstange zur Verfügung stehende Hubweg nicht vollständig - also nicht effektiv ausgenutzt wird.Both of the designs described above have the disadvantage that the stroke path available for the piston rod is not fully utilized, ie not effectively utilized.
Aus dem Aspekt einer möglichst effektiven Hubwegausnutzung ist eine linear abgestimmte Dämpfventilanordnung am besten geeignet. Diese nutzt den zur Verfügung stehenden Hubweg besonders effektiv aus. Zu jedem Hubwegabschnitt ist bei einer linear abgestimmten Dämpfventilanordnung die für die Komprimierung des Schwingungsdämpfers benötigte Kraft gleich hoch.From the point of view of the most effective possible use of the stroke path, a linearly tuned damping valve arrangement is best suited. This uses the available lifting distance particularly effectively. With a linearly tuned damping valve arrangement, the force required for compressing the vibration damper is the same for each stroke section.
Jedoch hat sich eine degressiv ausgelegte Dämpfventilanordnung am weitesten verbreitet und schon aufgrund der großen Anzahl am wirtschaftlichsten.However, a degressively designed damping valve arrangement has become the most widespread and, if only because of the large number, is the most economical.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird daher darin gesehen, eine Dämpfventilanordnung, die grundsätzlich einen degressiven Kennlinienverlauf aufweist derart weiter zu entwickeln, dass damit auch ein linearer Kennlinienverlauf realisierbar ist.The object of the present invention is therefore seen as further developing a damping valve arrangement which basically has a degressive characteristic curve in such a way that a linear characteristic curve can also be implemented.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Dämpfventilanordnung eine Drosselscheibe umfasst, welche zwischen dem Kolbenkörper und der Ventilscheibenanordnung angebracht ist und mindestens einen Drosselscheibendurchbruch aufweist, welcher den Fluidkanal mit der zum Fluidkanal zugewandten Oberfläche der Ventilscheibenanordnung verbindet und dass die Dämpfventilanordnung ferner eine Vorspanneinrichtung aufweist, welche innerhalb der Ventilscheibenanordnung positioniert ist und die in Richtung des Fluidkanals wirkende Federkraft erhöht.This object is achieved according to the invention in that the damping valve arrangement comprises a throttle disk which is fitted between the piston body and the valve disk arrangement and has at least one throttle disk opening which connects the fluid channel to the surface of the valve disk arrangement which faces the fluid channel and that the damping valve arrangement also has a pretensioning device, which is positioned within the valve disc assembly and increases the spring force acting in the direction of the fluid passage.
Durch das Vorschalten einer Drosselscheibe lässt sich die zu dem Fluidkanal zugewandte und im Betrieb mit Druck des Dämpfmediums beaufschlagte Fläche der Ventilscheibe auf die Größe des Drosselscheibendurchbruchs reduzieren, wodurch sich im höheren Geschwindigkeitsbereich (beispielsweise >0,13 m/s) ein linearer Kennlinienverlauf ergibt.By connecting a throttle disk upstream, the surface of the valve disk facing the fluid channel and subjected to the pressure of the damping medium during operation can be reduced to the size of the throttle disk opening, which results in a linear characteristic curve in the higher speed range (e.g. >0.13 m/s).
Um bei einem niedrigeren Geschwindigkeitsbereich (beispielsweise <0,13 m/s) einen linearen Kennlinienverlauf zu erreichen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen zusätzlich eine Vorspanneinrichtung zu verwenden, welche innerhalb der Ventilscheibenanordnung positioniert ist und die in Richtung des Fluidkanals wirkende Federkraft erhöht.In order to achieve a linear characteristic curve at a lower speed range (e.g. <0.13 m/s), it is proposed according to the invention to additionally use a pretensioning device which is positioned within the valve disk arrangement and increases the spring force acting in the direction of the fluid channel.
Selbstverständlich kann die vorstehend angegebene Grenze von 0,13m/s nicht als eine für die vorliegende Erfindung fest definierte Größe angesehen werden, sondern diese dient allein der Erläuterung und Klarstellung der Funktionsweise. Durch die Wahl der Größe, sowie der Anzahl der Drosselscheibendurchbrüche, sowie durch die Ausgestaltung der Vorspanneinrichtung kann diese Geschwindigkeitsgrenze anforderungsabhängig geändert werden.Of course, the limit of 0.13 m/s specified above cannot be regarded as a permanently defined variable for the present invention, but rather serves solely to explain and clarify the mode of operation. This speed limit can be changed as required by the selection of the size and the number of throttle disk openings, as well as by the design of the pretensioning device.
Die erfindungsgemäße Kombination ermöglicht einerseits die Begrenzung des Dämpfmediumdurchflusses auf die definierte Menge, sowie eine ebenfalls definierte Vorspannung der Ventilscheiben, wodurch sich die Steigung des Dämpfkraftverlaufs sowohl im höheren Geschwindigkeitsbereich, als auch im niedrigen Geschwindigkeitsbereich unterschiedlich einstellen lässt.The combination according to the invention enables the damping medium flow rate to be limited to the defined quantity and also a defined prestressing of the valve disks, which means that the slope of the damping force curve can be set differently both in the higher speed range and in the low speed range.
Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen, sowie in den Figuren und der dazugehörigen Beschreibung angegeben.Further advantageous embodiment variants are specified in the dependent claims, as well as in the figures and the associated description.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorspanneinrichtung mindestens ein erstes Scheibenbauteil und ein zweites Scheibenbauteil, wobei das erste Scheibenbauteil eine kleinere axiale Erstreckung aufweist als das zweite Scheibenbauteil. Durch die Wahl der axialen Erstreckung der einzelnen Scheibenbauteile kann die Vorspannung der Ventilscheibe auf eine einfache Weise eingestellt werden.According to the invention, the prestressing device comprises at least a first disk component and a second disk component, the first disk component having a smaller axial extent than the second disk component. By selecting the axial extent of the individual disk components, the prestressing of the valve disk can be adjusted in a simple manner.
Erfindungsgemäß sind im montierten Zustand der Dämpfventilanordnung die Scheibenbauteile koaxial zueinander angeordnet sind, wobei das erste Scheibenbauteil radial mittig, angebracht ist und den Träger unmittelbar in Umfangsrichtung umgreift und wobei das zweite Scheibenbauteil unter Einschluss eines Ringspaltes das erste Scheibenbauteil radial umgibt. Dadurch kann auf eine einfache Weise eine Vorspanneinrichtung realisiert werden, welche die Elastizität der Ventilscheiben nutzt um die in Richtung des Fluidkanals wirkende Federkraft zusätzlich zu erhöhen.According to the invention, the disk components are arranged coaxially to one another in the assembled state of the damping valve arrangement, with the first disk component being attached radially in the center and directly encompassing the carrier in the circumferential direction, and the second disk component radially surrounding the first disk component, including an annular gap. As a result, a prestressing device can be realized in a simple manner, which uses the elasticity of the valve disks to additionally increase the spring force acting in the direction of the fluid channel.
Das zweite Scheibenbauteil umfasst eine Mehrzahl an dem äußeren Umfang verteilte, radial nach außen abragende Führungselemente. Im eingebauten Zustand kann das erste Scheibenbauteil somit am Kolbenstangenzapfen zentriert und das zweite Scheibenbauteil im sogenannten Kolbenhemd koaxial ausgerichtet werden. Unter Kolbenhemd wird eine axial abragende zylindrische Verlängerung des Kolbenkörpers verstanden.The second disc component comprises a plurality of guide elements which are distributed on the outer circumference and protrude radially outwards. In the installed state, the first disk component can thus be centered on the piston rod journal and the second disk component can be aligned coaxially in the so-called piston skirt. A piston skirt is understood to mean an axially protruding cylindrical extension of the piston body.
Gemäß folgenden Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 : eine bekannte Dämpfventilanordnung gemäß dem Stand der Technik; -
2 : eine mögliche Ausführungsvariante einer Dämpfventilanordnung gemäßPatentanspruch 1; -
3 : eine mögliche Ausführungsvariante eines zweiten Scheibenbauteils; -
4 : eine mögliche Ausführungsvariante einer Vorspanneinrichtung; -
5 : eine mögliche Ausführungsvariante einer Drosselscheibe.
-
1 Figure 1: a known damping valve arrangement according to the prior art; -
2 : a possible embodiment variant of a damping valve arrangement according topatent claim 1; -
3 : a possible embodiment variant of a second disk component; -
4 : a possible embodiment variant of a prestressing device; -
5 : a possible design variant of a throttle disk.
Die
Darüber hinaus umfasst die Dämpfventilanordnung 1 einen Kolbenkörper 2 mit mehreren Fluidkanälen 3, welche von Ventilscheibenanordnung 4 axial abgedeckt sind. Die Ventilscheibenanordnung 4 umfasst mehrere, jedoch mindestens 2 Ventilscheiben 16, welche koaxial zueinander an dem Kolbenstangenzapfen 20 des Trägers 11 angeordnet sind. Die Ventilscheibenanordnung 4 ist derart platziert, dass diese aufgrund der axialen Verspannung eine in Richtung des Fluidkanals 3 wirkende Federkraft F1 auf den Kolbenkörper 2 ausübt. Diese Federkraft F1 stellt einen Widerstand für ein im Betrieb des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers den Fluidkanal 3 passierendes Dämpfmedium dar, wodurch die Dämpfwirkung des Kraftfahrzeugschwingungsdämpfers erzeugt wird.In addition, the
Die
Die Drosselscheibe 5 ist zwischen dem Kolbenkörper 2 und der Ventilscheibenanordnung 4 angebracht und weist mindestens einen Drosselscheibendurchbruch 6 auf, welcher den Fluidkanal 3 mit der zum Fluidkanal 3 zugewandten Oberfläche 7 der Ventilscheibenanordnung 4 verbindet. Durch die Anzahl der Drosselscheibendurchbrüche 6 und/oder durch die Wahl der Größe der einzelnen Drosselscheibendurchbrüche 6 können eine Durchflussmenge des Dämpfmediums, sowie die gewünschte Dämpfkraftkennlinie eingestellt werden. Eine mögliche Ausführungsvariante der Drosselscheibe ist in der
Ferner umfasst die Dämpfventilanordnung 1 eine Vorspanneinrichtung 8, welche innerhalb der Ventilscheibenanordnung 4, beispielsweise zwischen den Ventilscheiben positioniert werden kann und derart ausgebildet ist, dass diese die in Richtung des Fluidkanals 3 wirkende Federkraft F1 erhöht.Furthermore, the
In der in
Das erste Scheibenbauteil 9 wird unmittelbar an dem Kolbenstangenzapfen 20 des Trägers 11 angebracht und umgreift den Träger 20 in Umfangsrichtung. Das zweite Scheibenbauteil 10 ist koaxial zu dem ersten Scheibenbauteil 9 angeordnet und umgibt das erste Scheibenbauteil 10 in Umfangsrichtung, wobei zwischen dem ersten Scheibenbauteil 9 und dem zweiten Scheibenbauteil 10 ein Ringspalt 12 durch die beiden Scheibenbauteile 9, 10 radial begrenzt ist.The
Das zweite Scheibenbauteil 10 weist eine Mehrzahl an dessen äußeren Umfangsfläche 13 verteilten, radial nach außen abragenden Führungselemente 14 auf, welche der Zentrierung des zweiten Scheibenbauteils 10 innerhalb des Kolbenkörpers 2 und dessen axialer Führung dienen.The
Die Ventilscheiben 16 stützen sich mit deren äußerem Randabschnitt an dem zweiten Scheibenbauteil 10, und mit deren zu der Mitte zugewandtem Abschnitt an dem ersten Scheibenbauteil 9 axial ab. Aufgrund des Unterschieds in der axialen Erstreckung h1, h2 der beiden Scheibenbauteile 9, 10 werden die Ventilscheiben 16 elastisch verformt, wodurch die in Richtung des Fluidkanals 3 wirkende Federkraft F1 erhöht wird. Durch die Wahl der axialen Erstreckung h1, h2 der Scheibenbauteile 9, 10 kann die Vorspannung der Ventilscheiben 16 und somit auch die Erhöhung der in Richtung des Fluidkanals 3 wirkenden Federkraft F1 eingestellt werden.The
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Dämpfventilanordnungdamping valve assembly
- 22
- Kolbenkörperpiston body
- 33
- Fluidkanalfluid channel
- 44
- Ventilscheibenanordnungvalve disc assembly
- 55
- Drosselscheibethrottle disk
- 66
- Drosselscheibendurchbruchorifice plate breakthrough
- 77
- Oberflächesurface
- 88th
- Vorspanneinrichtungpretensioning device
- 99
- erstes Scheibenbauteilfirst disk component
- 1010
- zweites Scheibenbauteilsecond disc component
- 1111
- Trägercarrier
- 1212
- Ringspaltannular gap
- 1313
- äußere Umfangsflächeouter peripheral surface
- 1414
- Führungselementguide element
- 1515
- Dämpferkolbendamper piston
- 1616
- Ventilscheibevalve disc
- 1717
- Dämpferzylinderdamper cylinder
- 1818
- Trägerdurchbruchcarrier breakthrough
- 1919
- Trägerdurchbruchcarrier breakthrough
- 2020
- Kolbenstangenzapfenpiston rod journal
- 2121
- Schulterabschnittshoulder section
- 2222
- Befestigungsmittelfasteners
- F1F1
- Federkraftspring force
- h1h1
- axiale Erstreckung des ersten Scheibenbauteilsaxial extension of the first disk component
- h2h2
- axiale Erstreckung des zweiten Scheibenbauteilsaxial extension of the second disk component
- LL
- Längsachselongitudinal axis
Claims (3)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |