DE1455461C3

DE1455461C3 - Frequency-dependent hydraulic telescopic shock absorber for vehicles

Info

Publication number: DE1455461C3
Application number: DE19631455461
Authority: DE
Inventors: Takashi Tokio Chano
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1963-07-18
Filing date: 1963-07-18
Publication date: 1973-01-04
Also published as: GB1048072A; DE1455461A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen frequenzabhängigen hydraulischen Teleskop-Stoßdämpfer für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einem flüssigkeitsgefüllten Dämpferzylinder und einem darin verschiebbar gelagerten, von einer Kolbenstange getragenen Dämpferkolben, der den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und getrennte, durch Ventilfedern geschlossen gehaltene Dämpfungsventile für einen gedrosselten Flüssigkeitsdurchtritt in beiden Strömungsrichtungen aufweist, von denen wenigstens das Dämpfungsventil für eine Strömungsrichtung in Schließrichtung zusätzlich durch den Druck in einem Gegendruckraum belastet ist, der mit dem in Strömungsrichtung vor dem Dämpfungsventil liegenden Arbeitsraum über eine Drossel verbunden ist, so daß der Schließdruck dieses Dämpfungsventils mit zunehmender Frequenz abnimmt.The invention relates to a frequency-dependent hydraulic telescopic shock absorber for vehicles, in particular motor vehicles, with a liquid-filled damper cylinder and one displaceable therein mounted damper piston, carried by a piston rod, which forms the damper cylinder Divided into two working spaces and separate damping valves kept closed by valve springs for a throttled liquid passage in both directions of flow, of which at least the damping valve for a flow direction in the closing direction additionally through the Pressure in a counterpressure chamber is loaded, which corresponds to that in the direction of flow upstream of the damping valve lying working space is connected via a throttle, so that the closing pressure of this damping valve decreases with increasing frequency.

Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 037 209 ein hydraulischer Stoßdämpfer der genannten Gattung bekannt, der eine Dämpfung von Bewegungen bewirkt, die eine bestimmte Amplitude überschreiten. Er besteht aus einem Zylinder, in dem ein Kolben bewegbar ist, durch den zwei Druckkammern im Zylinder gebildet werden. Im Kolben sind zwei Ventile angeordnet, die die Strömung des Öls zwischen den beiden Druckkammern regeln und steuern. Die Ventile bestehen aus einem Hülsenteil mit einem konischen Endteil und sind im Kolben gelagert. Zwischen dem Kolben und dem Hülsenteil befindet sich eine Dämpfkammer. Zusätzlich zur Feder sind die Ventile auf ihrer Rückseite durch den Druck der Flüssigkeit belastet, der auf ihrer Vorderseite herrscht, wobei die Verbindung von der Vorderseite zu der Gegendruckkammer auf der Rückseite über eine Drosselbohrung erfolgt. Der Schließdruck des Ventils und damit die Dämpfkraft nimmt mit zunehmender Frequenz ab und wird beeinflußt durch die Veränderung des Drosselquerschnitts oder des Volumens der Gegendruckkammer.It is from the German Auslegeschrift 1 037 209 a hydraulic shock absorber of the type mentioned known, which causes a damping of movements that exceed a certain amplitude. It consists of a cylinder in which a piston can be moved through the two pressure chambers in the Cylinders are formed. In the piston there are two valves that regulate the flow of oil between regulate and control the two pressure chambers. The valves consist of a sleeve part with a conical end part and are mounted in the piston. Located between the piston and the sleeve part a steam chamber. In addition to the spring, the valves are on their back by the pressure of the Liquid charged, which prevails on its front, with the connection from the front to the counter-pressure chamber on the back via a throttle hole. The closing pressure of the Valve and thus the damping force decreases with increasing frequency and is influenced by the change in the throttle cross-section or the volume of the back pressure chamber.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Teleskop-Stoßdämpfer zu schaffen, der für eine niedrige Erregungsfrequenz eine Dämpfkraft erzeugt, die der des bekannten Stoßdämpfers ■ entspricht, während für eine höhere Erregerfrequenz eine wesentlich kleinere Dämpfkraft erzeugt wird, so daß , die Beschleunigung der gefederten Masse vermindert und die wirksame Stoßfestigkeit des Wagenaufbaues erhöht werden kann.The invention has for its object to provide a telescopic shock absorber for a low excitation frequency generates a damping force which corresponds to that of the well-known shock absorber ■, while a much smaller damping force is generated for a higher excitation frequency, so that, the acceleration of the sprung mass is reduced and the effective shock resistance of the car body can be increased.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gegendruckraum über einen durch eine Feder in Richtung auf den Gegendruckraum zu belasteten Trennkolben auch mit dem in Strömungsrichtung hinter dem Dämpfungsventil liegenden Arbeitsraum in Verbindung steht.This object is achieved according to the invention in that the counterpressure chamber has a through a Spring in the direction of the counterpressure chamber to be loaded separating piston also with the piston located behind the damping valve in the direction of flow Workspace communicates.

In den Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, istIn the drawings showing two embodiments of the invention

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Zweimassen-Schwingsystems mit Stoßdämpfer,F i g. 1 is a schematic representation of a two-mass oscillating system with shock absorber,

F i g. 2 ein Schaubild mit den Kennlinien der Beschleunigung der gefederten Masse in Abhängigkeit von der Erregerfrequenz,F i g. 2 shows a diagram with the characteristics of the acceleration of the sprung mass as a function from the excitation frequency,

F i g. 3 ein Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stoßdämpfer und .F i g. 3 shows a longitudinal section through a shock absorber according to the invention and.

F i g. 4 ein ähnlicher Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform der Erfindung.F i g. 4 is a similar longitudinal section through another embodiment of the invention.

Bei einem Zweimass.en-Schwingsystem (Fig. 1) wirken gewöhnlich zwei "verschiedene Resonanz-Schwingungen auf einen in einem Kraftfahrzeug vorgesehenen Stoßdämpfer ein, wenn das Fahrzeug über eine wellige oder unebene Straße fährt, nämlich eine Resonanz der gefederten Masse, die durch die gefederte Masse SW, die sich beispielsweise aus Fahrgestell und Karosserie zusammensetzt, und eine Resonanz der ungefederten Masse, die durch die ungefederte Masse UW, beispielsweise ein Rad mit Aufhägungsteilen, entsteht. Eine Verminderung der Aufbaubeschleunigung im Bereich dieser Resonanzen ist bis zu einem gewissen Grade durch die Anwendung eines Stoßdämpfers SA in diesem System möglich, der jedoch nur im Bereich der Resonanzen verwendet werden sollte. In F i g. 2 ist dieser Bereich mit den Kennlinien der Beschleunigungen der gefederten Masse schaubildlich dargestellt. Die Kurve A zeigt das Verhalten eines Systems ohne Stoßdämpfer, also mit einer Dämpfungskraft gleich Null. Die Kurve B zeigt das Verhalten eines Systems, bei dem die gefederte und die ungefederte Masse verbunden sind, wobei die Dämpfkraft unendlich ist. Die Kurve C zeigt das Verhalten eines Systems mit einem bekannten Stoßdämpfer und die Kurve D das Ver-In a two-mass oscillation system (Fig. 1), two "different resonance oscillations usually act on a shock absorber provided in a motor vehicle when the vehicle drives over an undulating or uneven road, namely a resonance of the sprung mass caused by the sprung mass SW, which is composed, for example, of the chassis and body, and a resonance of the unsprung mass, which arises from the unsprung mass UW, for example a wheel with suspension parts The use of a shock absorber SA is possible in this system, but should only be used in the area of the resonances. This area is shown graphically with the characteristics of the accelerations of the sprung mass in Fig. 2. Curve A shows the behavior of a system without Shock absorbers, i.e. with a damping force equal to zero. Curve B shows the Ver holding a system in which the sprung and unsprung masses are connected, with the damping force being infinite. Curve C shows the behavior of a system with a known shock absorber and curve D shows the

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halten eines Systems mit einem Stoßdämpfer gemäß kammer C besteht aus einem gleitend im Anschluß-holding a system with a shock absorber according to chamber C consists of a sliding in the connection

der Erfindung. Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Be- stück 6 gelagerten Trennkolben 13, der unter derthe invention. From Fig. 2 it can be seen that the piece 6 mounted separating piston 13, which is under the

schleunigung der gefederten Masse im Erregungs- Wirkung einer Feder 14 ständig nach oben gedrücktacceleration of the sprung mass in the excitation effect of a spring 14 is constantly pushed upwards

bereich von P bis Q oder jenseits von R entsprechend wird, aber durch entsprechenden Druck in der Öl-range from P to Q or beyond R , but by corresponding pressure in the oil

vermindert wird, wenn die Dämpfkraft gering ist. 5 kammer C gegen die Kraft der Feder 14 abwärtsis decreased when the damping force is small. 5 chamber C against the force of the spring 14 downwards

Dieser Nachteil geht besonders klar aus dem Bereich bewegt werden kann, um so das Volumen der Öl-This disadvantage is particularly clear from the area that can be moved so as to reduce the volume of the oil

jenseits von R hervor, in dem die Beschleunigung kammer C zu verändern.beyond R emerges in which the acceleration chamber C change.

der gefederten Masse durch den Stoßdämpfer be- Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Teleskop-the sprung mass through the shock absorber.

sonders stark vergrößert wird. · Stoßdämpfers wird nachfolgend erläutert.but is greatly enlarged. · The shock absorber is explained below.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nach- io Die Größe der Dämpfkraft des StoßdämpfersOne embodiment of the invention is based on the magnitude of the damping force of the shock absorber

stehend an Hand der F i g. 3 beschrieben. hängt von der Öffnung des Dämpfungsventils 9 undstanding on the basis of FIG. 3 described. depends on the opening of the damping valve 9 and

Ein Dämpferkolben 5 ist mittels eines Anschluß- somit von der Menge des hier hindurchfließenden Stückes 6 am vorderen Ende einer in einem Dämpfer- Öls ab, wobei die öffnung des Dämpfungsventils 9 zylinder 1 vorgesehenen Kolbenstange 2 befestigt und im Verhältnis zu dem auf das Dämpfungsventil 9 weist äußere und innere ölkanäle 3 und 4 auf, die 15 wirkenden Druck größer oder kleiner wird, d. h., daß sich in axialer Richtung erstrecken. Am Oberteil des die Öffnungsgröße des Dämpfungsventils 9 im Ver-Dämpferkolbens 5 ist ein Dämpfungsventil 8 vorge- hältnis zu dem zwischen der oberen Druckkammer A sehen, das einen Ventilsitz des ölkanals 3 mittels und dem Gegendruckraum B herrschenden Druckeiner Ventilfeder 7 verschließt, um den Ölfluß von unterschied steht. Der Druck im Gegendruckraum B der Oberseite' zur Unterseite des Dämpferkolbens 5 20 wird durch ein Zusammenwirken der Drossel 12, des abzusperren. Im Ölkanal 4 ist ein Dämpfungsventil 9 Trennkolbens 13 und der Feder 14 bestimmt. Wenn vorgesehen, dessen innerer Umfang mittels des An- die Frequenz der Druckschwankung in der oberen schlußstückes 6 am Unterteil des Dämpferkolbens 5 Druckkammer A größer wird, wird der Druckunterbefestigt ist. Das Dämpfungsventil 9 ist in Ver- schied zwischen der oberen Duckkammer A und dem bindung mit einem Hauptventilhalter 11 betriebs- 35 Gegendruckraum B größer. Damit nehmen der auf fähig, der mittels einer als Schraubenfeder ausge- das Dämpfungsventil 9 wirkende Druckunterschied bildeten Ventilfeder 10, die sich an dem Anschluß- und folglich auch die Öffnungsgröße des Dämpfungsstück 6 abstützt, gegen das Verschlußteil des Dämp- ventils 9 zu, so daß die Dämpfkraft reduziert wird, fungsventils 9 gedrückt wird, um den Ventilsitz des Durch geeignete Wahl der Querschnittsgröße der ölkanals 4 zu verschließen, so daß kein öl von der 30 Drossel 12 und der Federkonstanten kann die Unterseite zur Oberseite des Dämpferkolbens 5 Dämpfkraft für hohe Erregerfrequenzen jenseits der fließen kann. ■ Resonanz der ungefederten Masse somit verringertA damper piston 5 is connected to the quantity of the piece 6 flowing through it at the front end of a damper oil, the opening of the damping valve 9 cylinder 1 being attached to the piston rod 2 provided in relation to the piston rod 2 facing the damping valve 9 outer and inner oil channels 3 and 4, the 15 acting pressure is larger or smaller, that is, that extend in the axial direction. On the upper part of the opening size of the damping valve 9 in the damper piston 5, a damping valve 8 is reserved to the one between the upper pressure chamber A , which closes a valve seat of the oil channel 3 by means of a valve spring 7 prevailing in the counterpressure chamber B , in order to control the flow of oil difference stands. The pressure in the counterpressure chamber B of the top 'to the bottom of the damper piston 5 20 is shut off by the interaction of the throttle 12 of the. A damping valve 9, separating piston 13 and the spring 14 are defined in the oil channel 4. If it is provided, the inner circumference of which is greater by means of the frequency of the pressure fluctuation in the upper connecting piece 6 on the lower part of the damper piston 5 pressure chamber A , the pressure is undermined. The damping valve 9 is, in contrast to the upper pressure chamber A and the connection with a main valve holder 11, operating counter-pressure chamber B larger. In this way, the valve spring 10, which is supported on the connection and consequently also the opening size of the damping piece 6, against the closure part of the damping valve 9, is able to take on the pressure difference acting as a helical spring acting as the damping valve 9, so that the damping force is reduced, fungsventils 9 is pressed to close the valve seat of the oil duct 4, so that no oil can flow from the throttle 12 and the spring constant, the bottom to the top of the damper piston 5 damping force for high excitation frequencies beyond that can flow. ■ This reduces the resonance of the unsprung mass

Über dem Dämpfungsventil 9 ist eine obere Druck- oder ganz aufgehoben werden.Above the damping valve 9 is an upper pressure or completely canceled.

kammer.4 im ölkanal 4 des Dämpferkolbens 5 und Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform unterunter dem Dämpfungsventil 9 ein Gegendruckraum B 35 scheidet sich von der Ausführungsform gemäß F i g. 3 in Verlängerung des Ölkanals 4 im Anschlußstück 6 dadurch, daß die ölkammer C α in dem Anschlußvorgesehen, wobei am Dämpfungsventil 9 die wirk- stück 6 α angeordnet und nicht in der Kolbenstange same Druckfläche der oberen Druckkammer A etwas 2 a vorgesehen ist, wobei sie über einen Kanal D a größer als die Druckfläche des Gegendruckraumes B entlang des Innenumfangs mit dem Gegendruckist. Der Gegendruckraum B steht mit der Oberseite 40 raum B und über die Drossel 12 α mit der oberen des Dämpferkolbens 5 über eine ölkammer C in der Druckkammer .4 in Verbindung steht. Arbeitsweise Kolbenstange 2 in Verbindung und schafft somit und Wirkung sind jedoch die gleichen. Der Kanal D a einen Gegendruck zu dem von der Ventilfeder 10 kann auch die strichpunktiert dargestellte Lage D 6 auf das Dämpfungsventil 9 über den Hauptventil- haben. - _ .
halter 11 ausgeübten Druck. Der Arbeitsraum im 45 Es kann eine einzige auf den Trennkolben 13 Dämpferzylinder 1 oberhalb des Dämpferkolbens 5 wirkende Feder 14 vorgesehen sein, und eine Memsteht über eine radial die Kolbenstange 2 durch- bran, ein Balg oder dergleichen elastische Trennsetzende Bohrung mit einer Drossel 12 mit der öl- elemente können in dem Anschlußstück 6 an Stelle kammer C in Verbindung. Der Boden der öl- des Trennkolbens vorgesehen werden.chamber. 4 in the oil channel 4 of the damper piston 5 and The embodiment shown in FIG. 4 under the damping valve 9, a counterpressure chamber B 35 differs from the embodiment according to FIG. 3 in extension of the oil channel 4 in the connection piece 6 in that the oil chamber C α is provided in the connection, the acting piece 6 α being arranged on the damping valve 9 and not being provided in the piston rod with the same pressure surface of the upper pressure chamber A somewhat 2 a , whereby it is larger than the pressure area of the counterpressure space B along the inner circumference with the counterpressure via a channel D a. The counterpressure chamber B is connected to the top 40 room B and via the throttle 12 α with the upper one of the damper piston 5 via an oil chamber C in the pressure chamber .4. Functioning piston rod 2 in connection and thus creates and effect are however the same. The channel D a can have a counterpressure to that of the valve spring 10 also the position D 6 shown in phantom on the damping valve 9 via the main valve. - _.
holder 11 applied pressure. The working space in the 45. A single spring 14 acting on the separating piston 13, the damper cylinder 1 above the damper piston 5, can be provided, and a membrane protrudes over a radially through the piston rod 2, a bellows or similar elastic separating bore with a throttle 12 with the Oil elements can be in connection piece 6 in place of chamber C in connection. The bottom of the oil piston must be provided.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Frequency-dependent hydraulic telescopic shock absorber for vehicles, especially motor vehicles, with a liquid-filled damper cylinder and a damper piston mounted in it displaceably and carried by a piston rod, which divides the damper cylinder into two working spaces and separate damping valves, kept closed by valve springs, for a throttled fluid passage in both Has flow directions, of which at least the damping valve for one direction of flow in the closing direction is additionally loaded by the pressure in a counterpressure chamber which is connected to the working chamber upstream of the damping valve in the flow direction via a throttle, so that the closing pressure of this damping valve decreases with increasing frequency, characterized in that the counterpressure chamber (B) via a separating piston (13) which is loaded by a spring (14) in the direction of the counterpressure chamber (S) is also connected to the separating piston (13) in the direction of flow behind de m damping valve (9 or 9 a) lying working space in connection.

2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that an oil chamber (C) connected to the counterpressure chamber (B) in the damper piston (5) via a bore in the piston rod (2) containing the throttle (12) with the working chamber above the damper piston Connection. .

3. Shock absorber according to claim 1, characterized in that an oil chamber (C d) connected to the counterpressure chamber (B) communicates with the working chamber above the damper piston (5) via the throttle (12 a) provided in the damping valve (9 a) stands.