DE10205269C1 - Motor vehicle vibration damper has an actuator attached to the outer wall surface of the damper cylinder tube, which can be initiated to generate vibrations through the cylinder wall and prevent the piston sticking within the tube - Google Patents
Motor vehicle vibration damper has an actuator attached to the outer wall surface of the damper cylinder tube, which can be initiated to generate vibrations through the cylinder wall and prevent the piston sticking within the tubeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung von Reibung in Schwingungsdämpfern eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for reducing Friction in vibration dampers of a motor vehicle according to the Preamble of claim 1.
Gattungsgemäße Schwingungsdämpfer werden in Kraftfahrzeugen re gelmäßig eingesetzt, um Schwingungen zwischen den das Fahrzeug rad führenden Bauteilen und dem Fahrzeugaufbau zu dämpfen.Generic vibration damper re in motor vehicles used regularly to create vibrations between the vehicle wheel-leading components and the vehicle body.
Ein in der einfachsten Form als zylindrisches Rohr ausgebilde ter Dämpfungszylinder ist an einem Ende mit der Radaufhängung des Fahrzeugs verbunden und nimmt in seinem Inneren eine Kol benstange auf, an der an einem Ende ein Kolben gehaltert ist, der durch die zylindrische Innenform des Rohres in axialer Richtung geführt wird. Am anderen Ende des Dämpfungszylinders weist das Rohr eine Führung für die Kolbenstange auf, so dass die Kolbenstange nahezu ohne zu verkanten koaxial in das zy lindrische Rohr geschoben werden kann. Das andere Ende der Kol benstange ist mit dem Fahrzeugaufbau verbunden.A in the simplest form as a cylindrical tube fancy The damping cylinder is at one end with the suspension connected to the vehicle and takes in its interior a col rod on which at one end a piston is held, through the cylindrical inner shape of the tube in the axial Direction is led. At the other end of the damping cylinder The tube has a guide for the piston rod, so that the piston rod almost without tilting coaxial in the zy lindrische pipe can be pushed. The other end of the col rod is connected to the vehicle body.
Der Kolben trennt das Innere des Rohres in zwei Kammern, die beispielsweise mit einem Öl befüllt sind. Wird die Kolbenstange im Rohr axial verschoben, so muss Öl durch im Kolben vorhandene Bohrungen verdrängt werden. Diese Bohrungen stellen Drosseln dar, die zusammen mit der Zähigkeit des Öls die Dämpfungswir kung erzeugen.The piston separates the interior of the tube into two chambers, the for example, are filled with an oil. Will the piston rod axially displaced in the pipe, so oil must be present in the piston Drilling be displaced. These holes provide chokes which, together with the toughness of the oil, the damping effect kung generate.
Wenn der Kolben bzw. die Kolbenstange gegenüber dem Rohr keine Relativbewegung ausführt, wirkt zwischen dem Kolben und dem Rohr bzw. zwischen der Kolbenstange und der Kolbenstangen führung des Rohrs eine Haftreibung. Erst, wenn eine Kraft am Schwingungsdämpfer angreift, die größer ist als die zwischen Kolben und dem Rohr bzw. zwischen der Kolbenstange und der Kol benstangenführung des Rohrs herrschende Haftreibung, wird sich die Kolbenstange relativ zum Rohr bewegen können. Diese benö tigte Kraft wird Losbrechkraft genannt.If the piston or the piston rod against the pipe no Performs relative movement, acts between the piston and the Tube or between the piston rod and the piston rods guide the tube a stiction. Only when a force on Vibration damper attacks, which is greater than the between Piston and the tube or between the piston rod and the Kol rod guide of the tube prevailing stiction, will become can move the piston rod relative to the pipe. These benö force is called breakout force.
Die Losbrechkraft steigt mit Verringerung der Spaltmaße zwi schen den gegeneinander beweglichen Bauteilen. Insbesondere ei ne beispielsweise in das Dämpferrohr eingebrachte Querkraft kann zu leichtem Dejustieren der Kolbenstange gegenüber dem Dämpferrohr führen. Mit steigender Losbrechkraft wird ein Fahr komfort von Passagieren im Fahrgastraum als zunehmend unangenehm empfunden.The breakout force increases with reduction of the gap between rule the mutually movable components. In particular ei For example, in the damper tube introduced lateral force Can easily misalignment of the piston rod against the Guide damper tube. With increasing breakout force is a driving comfort of passengers in the passenger compartment as increasingly unpleasant felt.
Aus der DE 43 02 261 A1 ist eine Vorrichtung zur Reibkraftredu zierung bei einem Schwingungsdämpfer bekannt. Dabei ist an bzw. in der Kolbenstange eine Schwingungskörper angeordnet, der über Körperschall eine Relativbewegung zwischen dem Kolben und dem Zylinderrohr des Schwingungsdämpfers erzeugt.From DE 43 02 261 A1 discloses a device for Reibkraftredu tion at a vibration damper known. It is on or arranged in the piston rod, a vibration body over Structure-borne sound a relative movement between the piston and the Cylinder tube of the vibration produced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, die Reibung in einem Schwingungsdämpfer mit einem geringeren kon struktiven Aufwand zu reduzieren.Object of the present invention is in contrast, the Friction in a vibration damper with a lower con reduce structural effort.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt.This object is achieved by the features of claim 1.
Grundlegender Gedanke der Erfindung ist, mittels eines Aktua tors Relativschwingungen zwischen zwei in Kontakt befindlichen Bauteilen - hier Dämpferrohr und Kolben bzw. Kolbenstange - zu erzeugen, um so bei Relativverschiebung der Bauteileflächen ge geneinander die benötigten Losbrechkräfte, also die Haftreibung zu reduzieren. Basic idea of the invention is, by means of an Aktua tors relative oscillations between two in contact Components - here damper tube and piston or piston rod - too generate, so ge at relative displacement of the component surfaces to each other the required breakaway forces, so the static friction to reduce.
Bauteile, die sich permanent in radialer Relativbewegung zuein ander befinden, weisen bei axialer Relativbewegung keine bzw. nur sehr geringe Haftreibung aneinander auf.Components that are permanently in radial relative movement zuein are located, have no axial relative movement or only very little stiction on each other.
Diese Tatsache wird dadurch erreicht, dass ein Aktuator Schwin gungen auf ein erstes Bauteil überträgt und dieses somit eben falls in Schwingung gerät. Die Frequenz der Schwingung des Bau teils ist dabei u. a. abhängig von der Erregerfrequenz des Aktu ators, von der Bauteilmasse, von dem Material des Bauteils und dessen Form bzw. Struktur. Durch den Aktuator wird das Bauteil lokal zu Schwingungen angeregt, diese setzen sich aber über den Körperschall im Bauteil fort, so dass im gesamten Bauteil Schwingungen vorliegen. An unterschiedlichen Stellen des Bau teils können diese Schwingungen unterschiedlich stark gedämpft auftreten, abhängig von der Entfernung des Ortes zu der Stelle der Schwingungserregung und von der lokalen Materialstärke.This fact is achieved by having an actuator Schwin tions on a first component transmits and thus this just if it vibrates. The frequency of the vibration of the construction partly it is u. a. depending on the excitation frequency of the Aktu ator, the component mass, the material of the component and its shape or structure. The actuator becomes the component locally excited to vibrate, but these settle on the Structure-borne noise in the component continues, so that throughout the component Vibrations are present. At different points of the construction some of these vibrations can be damped to different degrees occur, depending on the distance of the place to the place the vibration excitation and the local material thickness.
Dabei ist vorgesehen, den Aktuator an der Außenseite des Dämp ferrohres zu befestigen. Der Aktuator kann am Dämpferrohr an liegen, in dieses teilweise eingelassen sein oder bereits bei der Herstellung des Dämpferrohres in dieses eingegossen werden. Zur Erhöhung der in das Dämpferrohr eingebrachten Kraft kann am Aktuator eine Zusatzmasse vorgesehen werden.It is provided, the actuator on the outside of Dämp to fasten the ferrohres. The actuator can be connected to the damper tube lie in this partially embedded or already at the production of the damper tube are poured into this. To increase the force introduced into the damper tube can on Actuator be provided an additional mass.
Die Erfindung sieht vor, dass der Aktuator als ein Piezo- Aktuator ausgeführt ist. Vorteil eines solchen Aktuatortyps ist, dass Piezo-Aktuatoren recht klein sind, somit wenig Bau raum beanspruchen und heutzutage in großer Stückzahl herge stellt werden, so dass der Stückpreis relativ gering ist. Somit kann die Erfindung recht kostengünstig und ohne große Bauraum veränderungen verwirklicht werden.The invention provides that the actuator is designed as a piezoelectric Actuator is executed. Advantage of such an actuator type is that piezo actuators are quite small, so little construction claim space and herge in large quantities today be placed so that the unit price is relatively low. Thus The invention can be quite inexpensive and without much space changes are realized.
In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Aktuator so angeordnet, dass die Kolbenstangenführung zu Schwingungen erregt wird. Da mit kann die Haftreibung zwischen Kolbenstange und Abstützung gegenüber dem Dämpfungsrohr vermindert werden. In an embodiment of the invention, an actuator is arranged so that the piston rod guide is excited to vibrate. because with can the static friction between piston rod and support be reduced compared to the damping tube.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, mehrere Ak tuatoren am Dämpfungsrohr zu befestigen. So ist an der Stelle auf der Außenseite des Dämpfungsrohres ein Aktuator befestigt, die der Position des Kolbens an der Innenseite des Dämpfungs rohres gegenüberliegt, in der sich der Schwingungsdämpfer in im Fahrzeug eingebauter, unbetätigter Lage befindet. Im Falle der Betätigung des Schwingungsdämpfers verschieben sich Kolbenstan ge und Kolben gegenüber dem Dämpfungsrohr aus dieser Position in Längsrichtung, kehren aber nach Dämpfung einer vorhandenen Schwingung wieder in diese Ausgangslage zurück. Zwischen dieser Ausgangslage des Kolbens und den Positionen der Maximalaus schläge des Kolbens im Dämpfungsrohr werden weitere Aktuatoren am Dämpfungsrohr befestigt. Günstig ist eine Montage an den Stellen, an denen der Kolben im Rohrinneren eine Bewegungsum kehr in Längsrichtung erfährt. Denn dabei besteht im Umkehr punkt kurzfristig keine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Kolben und dem Dämpfungsrohr, so dass ohne relativer Schwingung zwischen diesen beiden Bauteilen Haftreibung entstehen würde.A further embodiment of the invention provides, several Ak to mount the tuatoren on the damping tube. So is in the place attached to the outside of the damping tube an actuator, the position of the piston on the inside of the damping opposite pipe, in which the vibration damper in the Vehicle installed, unconfirmed position is located. In case of Actuation of the vibration damper shifts piston rod ge and piston against the damping tube from this position in the longitudinal direction, but return after damping of an existing Oscillation back to this starting position. Between this Initial position of the piston and the positions of the maximum Strikes of the piston in the damping tube are other actuators attached to the damping tube. Conveniently, a mounting to the Locations where the piston in the interior of the tube causes a movement sweeping in the longitudinal direction. Because there is a reversal point in the short term no relative speed between the Piston and the damping tube, so that without relative vibration Stiction would arise between these two components.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, einen Aktu ator am oder im Kolben bzw. an oder in der Kolbenstange zu be festigen. Hierdurch würden die vom Aktuator erzeugten Schwin gungen vom Kolben auf die Wand des Dämpfungsrohres übertragen. In jedem Punkt der Längsbewegungsumkehr des Kolbens läge somit die gewünschte Stärke der Relativschwingungen nahezu ungedämpft vor.A further embodiment of the invention provides an actuator ator in or on the piston or on or in the piston rod consolidate. This would cause the generated by the actuator Schwin transferred from the piston to the wall of the damping tube. At each point of the longitudinal movement reversal of the piston would thus be the desired strength of the relative vibrations almost unattenuated in front.
Über die Stärke der Relativschwingung zwischen Kolben und Dämp fungsrohr kann das relative Spaltmaß zwischen Kolben und Rohr wandung geringfügig verändert werden. Dieses hat Auswirkung auf den Reibungswiderstand des Kolbens bei Relativverschiebung und somit auf das Dämpfungsverhalten des Schwingungsdämpfers.About the strength of the relative vibration between piston and Dämp the relative gap between the piston and the tube be changed slightly. This has an impact on the frictional resistance of the piston at relative displacement and thus on the damping behavior of the vibration damper.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile sind der Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels zu entnehmen. In der Zeich nung zeigt die einzige Fig. 1 einen schematisch dargestellten Schwingungsdämpfer 1, der einen Dämpferzylinder 2 und eine Kol benstange 3 aufweist. Mit dem in der Fig. 1 dargestellten unte ren Ende der Kolbenstange 3 ist ein um die Längsachse der Kol benstange 3 beweglicher Kolben 4 verbunden. Das obere Ende der Kolbenstange 3 ist über eine Schraubverbindung 5 mit dem nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 6 verbunden. Das untere En de des Dämpfungszylinders 2 ist verschlossen und weist eine Verbindungsvorrichtung 7 auf, über die der Dämpfungszylinder 2 am nicht dargestellten Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. Das obere Ende des Dämpfungszylinders 2 ist mit einem Deckel 8 verschlossen, in dem eine Kolbenstangenführung 9 mittig zentriert angeordnet ist. An der Zylinderaußenwand 18 des Dämpfungszylinders 2 sind Aktuatoren 10 befestigt, die über Steuerleitungen 12 mit einem Steuergerät 11 in Verbindung ste hen.Further embodiments and advantages will be apparent from the description of the following embodiment. In the drawing tion the only Fig. 1 shows a schematically illustrated vibration damper 1 , which has a damper cylinder 2 and a rod 3 Kol. With the unte ren end of the piston rod 3 shown in FIG. 1, a rod 3 about the longitudinal axis of the Kol 3 movable piston 4 is connected. The upper end of the piston rod 3 is connected via a screw 5 with the vehicle body 6 , not shown. The lower En de the damping cylinder 2 is closed and has a connecting device 7 , via which the damping cylinder 2 can be attached to the chassis of a motor vehicle, not shown. The upper end of the damping cylinder 2 is closed with a cover 8 , in which a piston rod guide 9 is arranged centrally centered. On the cylinder outer wall 18 of the damping cylinder 2 actuators 10 are attached, the hen via control lines 12 with a control unit 11 in conjunction.
Der Kolben 4 trennt das Innere des Dämpferzylinders 2 in eine obere Kammer 15 und eine untere Kammer 16. Die im Kolben 4 pa rallel zur Längsachse 14 des Schwingungsdämpfers 1 verlaufenden Bohrungen 13 verbinden die beiden Kammern und stellen für die in den Kammern befindliche Hydraulikflüssigkeit beim Strömen von der einen in die andere Kammer einen Widerstand dar.The piston 4 separates the interior of the damper cylinder 2 into an upper chamber 15 and a lower chamber 16 . The pa in the piston 4 rallel to the longitudinal axis 14 of the vibration damper 1 extending holes 13 connect the two chambers and provide for the hydraulic fluid in the chambers when flowing from one to the other chamber is a resistor.
Werden über das Steuergerät 11 die Aktuatoren aktiviert, so er zeugen diese Vibrationen im Dämpfungszylinder 2. Diese Vibrati onen verteilen sich durch den Körperschall im gesamten Dämpfer zylinder 2. Der an der Zylinderinnenwand 17 anliegende Kolben 4 wird über den Körperschall ebenfalls erregt. Durch das Vibrie ren der Zylinderinnenwand 17 und des Kolbens 4 wird die Bildung von Haftreibung deutlich reduziert.Be activated via the controller 11, the actuators, so he testify these vibrations in the damping cylinder. 2 These vibrations are distributed by the structure-borne noise throughout the damper cylinder 2 . The voltage applied to the cylinder inner wall 17 piston 4 is also excited via the structure-borne noise. By Vibrie ren of the cylinder inner wall 17 and the piston 4 , the formation of static friction is significantly reduced.
Claims (6)
einem Dämpferrohr, das in axialer Richtung eine Kolbenstange zumindest teilweise aufnimmt sowie eine Kolbenstangenführung aufweist und
einem Kolben, der an der Kolbenstange befestigt ist und in dem Rohr axial geführt wird,
zumindest einem Aktuator, durch den Relativschwingungen zwischen dem Dämpferrohr und dem Kolben oder zwischen dem Dämpferrohr und der Kolbenstangenführung initiierbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Aktuator (10) an der Außenwand (18) des Dämpferrohres befestigt ist.1. A device for reducing friction in vibration dampers of a motor vehicle with
a damper tube which at least partially receives a piston rod in the axial direction and has a piston rod guide, and
a piston fixed to the piston rod and axially guided in the tube,
at least one actuator by which relative oscillations between the damper tube and the piston or between the damper tube and the piston rod guide can be initiated,
characterized
in that an actuator ( 10 ) is fastened to the outer wall ( 18 ) of the damper tube.
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Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009049319A1 (en) * | 2009-10-14 | 2011-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Piston rod sealing device, has lip seal separating low pressure side and ambient pressure side and staying in sliding contact with piston rod, and reverses defined displacement path opposite to gap seal with piston rod |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4302261A1 (en) * | 1993-01-28 | 1994-08-04 | Fichtel & Sachs Ag | Reduction of friction in vibration damper |
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2002
- 2002-02-08 DE DE2002105269 patent/DE10205269C1/en not_active Expired - Fee Related
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