DE3939814C1

DE3939814C1 - Vehicle hydraulic suspension damper - has pair of parallel actuated electromagnets and valve forming magnet armature

Info

Publication number: DE3939814C1
Application number: DE19893939814
Authority: DE
Inventors: Bernd 5249 Hamm De Moser; Stefan 5208 Eitorf De Ahr
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2009-12-02

Abstract

The hydraulic vibration damper has a cylinder divided into two spaces by its piston and produces damping force by a controlled valve whose two parallel-actuated electromagnets are energised independently and each have a wound coil and spring armature to control the section of the flow connection. One valve (4) should be designed as a magnet aramture and is loaded by two coils. The control coil (5) is used to control travel and the other coil (6) to produce an electrical spring rating. ADVANTAGE - Damper travel and spring rating can be adjusted to suit duty using separate magnet coils.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, bei dem ein an einer Kolbenstange befestigter Kolben einen Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei zur Erzeugung von Dämpfungskräften mindestens eine regelbare Dämpfungs ventileinrichtung vorgesehen ist, die mindestens zwei parallel ansteuerbare Elektromagnete umfaßt, die parallel und unabhängig voneinander ansteuerbar sind und jeweils eine Spule mit einer Wicklung aufweisen und einen federbeaufschlagten Anker, der den Querschnitt einer Strömungsverbindung beeinflußt.The invention relates to a hydraulic Vibration damper, one on a piston rod attached piston a working cylinder in two Workrooms divided, with the generation of Damping forces at least one controllable damping valve device is provided, the at least two includes electromagnets that can be controlled in parallel, the can be controlled in parallel and independently of one another and each have a coil with a winding and a spring-loaded anchor, the cross section influenced a flow connection.

Es sind Schwingungsdämpfer bekannt (z. B. DE-PS 38 00 288), bei denen eine Dämpfungsventileinrichtung zur Steuerung einer veränderbaren Durchflußmenge min destens zwei Elektromagnete umfaßt, wobei die Elektro magnete parallel und unabhängig voneinander ansteuerbar sind und jeweils einen Spulenkörper mit einer Wicklung und einem Anker aufweisen, der den Querschnitt der Strömungsverbindung beeinflußt. Jedem federbeauf schlagten Anker ist dabei eine Spule zugeordnet, so daß je nach Schaltzustand der Anker sich entweder in Offen- und Schließstellung befindet. Vibration dampers are known (e.g. DE-PS 38 00 288) in which a damping valve device to control a variable flow rate min comprises at least two electromagnets, the electro magnets can be controlled in parallel and independently of each other are and each have a coil former with a winding and have an anchor that has the cross section of Flow connection affected. Everyone feather struck anchor, a coil is assigned so that depending on the switching state of the armature either open and closed position.

Des weiteren ist ein regelbarer Schwingungsdämpfer (z. B. DE-OS 36 35 894) bekannt, bei dem innerhalb der Kolben stange eine Steueröffnung mittels eines Steuerschiebers verstellbar ist. Der Steuerschieber wirkt gleichzeitig als Anker einer, mit zwei Spulen versehenen, elektro magnetischen Stelleinrichtung. Bei Erregung der Spulen wicklungen wird der Steuerschieber aus seiner Normallage ausgelenkt, während bei nicht erregten Spulenwicklungen der Steuerschieber über Federn in einer mittleren Position gehalten wird.Furthermore, an adjustable vibration damper (e.g. DE-OS 36 35 894) is known, in which within the piston rod a control opening by means of a control slide is adjustable. The control spool works simultaneously as the anchor of one, provided with two coils, electro magnetic actuator. When the coils are excited The spool will wind from its normal position deflected while the coil windings are not excited the control spool via springs in a middle Position is held.

Die Anwendung von Magnetankern in Schwingungsdämpfern (z. B. FR-PS 11 30 621) ist generell bekannt, wobei eine Spule einen, einen Strömungsquerschnitt verstellenden Magnetanker in einer Richtung auslenkt. Die Grund position des Magnetankers bei nicht erregter Spule wird dabei durch eine Feder erzeugt.The use of magnetic armatures in vibration dampers (e.g. FR-PS 11 30 621) is generally known, one Coil one that adjusts a flow cross section Magnetic armature deflects in one direction. The reason position of the magnet armature when the coil is not excited generated by a spring.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dämpfungsventil einrichtung für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer zu schaffen, bei dem der Magnetanker proportional ansteuerbar ist und bei unterschiedlichen Anwendungs fällen eingesetzt werden kann, wobei der Dynamikbereich sowie der jeweilige Hub je nach Anwendungsfall einstell bar bzw. variierbar ist.The object of the invention is a damping valve device for a hydraulic vibration damper to create where the magnetic armature is proportional is controllable and for different applications cases can be used, the dynamic range as well as the respective stroke depending on the application cash or variable.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorge sehen, daß ein Ventilkörper als Magnetanker ausgebildet und von zwei Spulen beaufschlagt wird, wobei die Steuerspule der Hubverstellung und eine Spule zur Erzeugung einer elektrischen Federrate dient.To solve this problem, the invention provides see that a valve body is designed as a magnet armature and is acted upon by two coils, the Control coil of the stroke adjustment and a coil for Generation of an electrical spring rate is used.

Bei einer derartigen Ausführungsform ist von Vorteil, daß die mechanische Federrate durch eine elektrisch steuerbare Federrate ersetzt wird. Die elektrische, steuerbare Federrate wird dabei durch die Spule ausgeführt. Die Federwirkung erfolgt durch die vektorielle Addition der permanentmagnetischen und elektromagnetischen Feldkomponenten. Die Richtung der resultierenden Kraft und somit der wirksamen Federkraft kann sowohl durch die Anordnung des Permanentmagneten als auch durch die Richtung des Stromes in der Spule festgelegt werden. Zur Hubverstellung des Ventilkörpers wird die Steuerspule in einem definierten Abstand zur ersten Spule angeordnet, wobei die Hubvariation durch Beströmung der Steuerspule erfolgt. Durch die Variation der wesentlichen Systemparameter, Federrate und Steuer strom, kann das Drosselventil an die unterschiedlichsten Betriebszustände in einem Steuer- oder Regelkreis ange paßt werden. Darüber hinaus kann mit Vorteil durch die Verwendung geeigneter Lösungsalgorithmen die System dynamik entscheidend verbessert werden.In such an embodiment, it is advantageous that the mechanical spring rate by an electrical controllable spring rate is replaced. The electrical, controllable spring rate is through the coil executed. The spring action takes place through the vectorial addition of the permanent magnetic and electromagnetic field components. The direction of the resulting force and thus the effective spring force can both by the arrangement of the permanent magnet as well as the direction of the current in the coil be determined. For stroke adjustment of the valve body the control coil is at a defined distance from the arranged first coil, the stroke variation by The control coil is energized. Through the variation the main system parameters, spring rate and tax current, the throttle valve can be connected to a wide variety Operating states in a control or regulating circuit be fit. It can also benefit from the Using suitable solution algorithms the system dynamics are decisively improved.

In besonders günstiger Ausführungsform ist der Ventilkörper symmetrisch zu den Spulenmittelpunkten der Spule und der Steuerspule angeordnet.In a particularly favorable embodiment, the Valve body symmetrical to the coil centers of the Coil and the control coil arranged.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß der Ventilkörper verschiebbar und quer zum Durch flußkanal angeordnet ist. Dabei ist mit Vorteil der Ventilkörper im Bereich des Durchflußkanales mit einer ringförmigen Nut oder einer Bohrung versehen.According to another essential feature, that the valve body is slidable and transverse to the through river channel is arranged. It is an advantage of Valve body in the area of the flow channel with a provided annular groove or a bore.

Darüber hinaus sieht eine Ausführungsform vor, daß der Ventilkörper mit einer seiner Stirnflächen den Durch flußkanal beaufschlagt.In addition, an embodiment provides that the Valve body with one of its end faces through river channel acted upon.

Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigtEmbodiments according to the invention are shown schematically in the drawings. It shows

Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer mit einer regelbaren Dämpfungsventileinrichtung im Kolben, Fig. 1 shows a vibration damper with an adjustable damping valve means in the piston,

Fig. 2 eine regelbare Dämpfungsventileinrichtung zur seitlichen Anflanschung an einen Schwingungsdämpfer. Fig. 2 is a controllable damping valve device for lateral flange mounting on a vibration damper.

Der in Fig. 1 dargestellte Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus dem Arbeitszylinder 1, in dem ein an einer Kolbenstange 2 befestigter Kolben 3 den Arbeits zylinder 1 in zwei Arbeitsräume unterteilt. Der Kolben 3 bzw. die Kolbenstange 2 enthält die regelbare Dämpfungs ventileinrichtung, welche aus einem Ventilkörper 4, einer Steuerspule 5 und einer Spule 6 besteht. Der als Magnetanker ausgebildete Ventilkörper 4 dient der Steuerung des Querschnittes der Strömungsverbindung 7. Die nähere Funktionsweise der Ventileinrichtung ist in der Fig. 2 näher beschrieben.The vibration damper shown in Fig. 1 consists essentially of the working cylinder 1 , in which a piston 3 attached to a piston rod 2 divides the working cylinder 1 into two working spaces. The piston 3 or the piston rod 2 contains the controllable damping valve device, which consists of a valve body 4 , a control coil 5 and a coil 6 . The valve body 4 designed as a magnet armature serves to control the cross section of the flow connection 7 . The more detailed functioning of the valve device is described in more detail in FIG. 2.

Die Fig. 2 zeigt eine regelbare Ventileinrichtung, die zur seitlichen Anflanschung an einen Schwingungsdämpfer vorgesehen ist. Die eigentliche Ventileinrichtung entspricht jedoch im Prinzip der in Fig. 1 bereits gezeigten. FIG. 2 shows a controllable valve device which is provided for flange-mounting on the side of a vibration damper. In principle, however, the actual valve device corresponds to that already shown in FIG. 1.

Ausgehend vom Arbeitszylinder 1 ist ein Kanal 8 vor gesehen, durch den das Dämpfungsmittel vorbei am Ventilkörper 4 über die Ausnehmungen 9 und den Abström kanal 10 fließen kann. Der Ventilkörper 4 ist mit einem Außenteil 11 verbunden, welches als Magnetanker ausge bildet ist. Das Außenteil 11 besteht entweder aus einem magnetisch leitfähigen oder aus einem magnetisch nicht leitfähigen Material, wobei im Innenraum Permanent magnete 12-17 angeordnet sind. Das als Magnetanker ausgebildete Außenteil befindet sich im Hohlraum einer Steuerspule 18 und einer Spule 19. Durch die Spule 19 wird eine elektrische, steuerbare Federrate auf den Ventilkörper 4 aufgebracht, während zur Hubverstellung des Ventilkörpers 4 die Steuerspule 18 bestromt wird. Die Federwirkung erfolgt durch die vektorielle Addition der permanentmagnetischen und elektromagnetischen Feld komponenten, wobei die Richtung der resultirenden Kraft auf den Ventilkörper 4 und somit der wirksamen Feder kraft sowohl durch die Anordnung der Permanentmagneten 12-17 als auch durch die Richtung des Stromes in der Spule 19 festgelegt wird.Starting from the working cylinder 1 , a channel 8 is seen through which the damping agent can flow past the valve body 4 via the recesses 9 and the outflow channel 10 . The valve body 4 is connected to an outer part 11 which is formed as a magnet armature. The outer part 11 consists either of a magnetically conductive or of a magnetically non-conductive material, permanent magnets 12-17 being arranged in the interior. The outer part designed as a magnet armature is located in the cavity of a control coil 18 and a coil 19 . An electrical, controllable spring rate is applied to the valve body 4 by the coil 19 , while the control coil 18 is energized to adjust the stroke of the valve body 4 . The spring action is carried out by the vectorial addition of the permanent magnetic and electromagnetic field components, the direction of the resulting force on the valve body 4 and thus the effective spring force both by the arrangement of the permanent magnets 12-17 and by the direction of the current in the coil 19th is set.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 - Arbeitszylinder
2 - Kolbenstange
3 - Kolben
4 - Ventilkörper
5 - Steuerspule
6 - Spule
7 - Strömungsverbindung
8 - Kanal
9 - Ausnehmungen
10 - Abströmkanal
11 - Außenteil
12-17 - Permanentmagnete
18 - Steuerspule
19 - Spule 1 - working cylinder
2 - piston rod
3 - piston
4 - valve body
5 - control coil
6 - spool
7 - flow connection
8 -channel
9 - recesses
10 - discharge channel
11 - outer part
12-17 - permanent magnets
18 - control coil
19 - coil

Claims

1. Hydraulic vibration damper, in which a piston attached to a piston rod divides a working cylinder into two working spaces, wherein at least one controllable damping valve device is provided for generating damping forces, which comprises at least two parallel controllable electro magnets that can be controlled in parallel and independently of each other and each have a coil with a winding and a spring-loaded armature which influences the cross section of a flow connection, characterized in that a valve body ( 4 ) is designed as a magnet armature and is acted upon by two coils, the control coil of the stroke adjustment and a coil for generating an electrical spring rate is used.

2. Vibration damper according to claim 1, characterized, that the valve body is symmetrical to the coils centers of the coil and the control coil is arranged.

3. Vibration damper according to claim 1, characterized, that the valve body slidably and transversely to Flow channel is arranged.

4. Vibration damper according to claim 2, characterized, that the valve body in the area of the flow channel ver with an annular groove or a bore see is.

5. Vibration damper according to claim 1, characterized, that the valve body with one of its end faces acted on the flow channel.