DE4135607C1

DE4135607C1 - Controllable shock absorber for motor vehicle - has bypass duct opening and closing by piston rod and cylinder rotary motion

Info

Publication number: DE4135607C1
Application number: DE19914135607
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 5828 Ennepetal De Gruen; Ludwig Dipl.-Ing. Southfield Mich. Us Hilvert; Reinhard Dr. 4796 Salzkotten De Hoelscher; Thomas Dipl.-Ing. 5828 Ennepetal De Sasse
Original assignee: August Bilstein & Co Kg 5828 Ennepetal De GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1993-05-19
Anticipated expiration: 2011-10-30

Abstract

The controllable vibration damper for a vehicle comprising a cylinder (10) filled with a damping fluid, with a piston rod (6) and a piston (9) which divides the cylinder interior into two working chambers (11,12). Bypass channels (16,17) are provided which can be more or less closed by a position element (20), with a bypass opening (21) which is acted upon by the rotational movement between the piston rod and the cylinder. ADVANTAGE - Damper where the damping action is influenced by the movement of the vehicle wheel on negotiating a curve.

Description

Die Erfindung betrifft einen regelbar Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a controllable vibration damper for Motor vehicles according to the preamble of patent claim 1.

Um das Fahrverhalten eines Kraftfahrzeuges den unterschiedlichen Fahrbedingungen besser anpassen zu können, ist es bekannt, bei Kurvenfahrten in Abhängigkeit von Lenkeinschlag die Dämpfung zu beeinflussen. So beschreibt die Deutsche Patentschrift DE-PS 9 07 055 eine Einstellvorrichtung, bei der bei Kurvenfahrten mit Hilfe des Lenkrades eine hydraulisch wirkende Drossel eines Schwingungsdämpfers durch ein an einem Schwenkhebel des Drossel organs angreifendes Lenkgestänge verstellt wird, wobei der Schwingungsdämpfer zwischen dem oberen Lenker und dem Fahrzeugaufbau angeordnet ist und keine Radführungs funktion übernimmt.To the driving behavior of a motor vehicle the different It is known to be able to better adapt driving conditions at Cornering depending on the steering lock to influence. This is how the German patent describes DE-PS 9 07 055 an adjusting device when cornering with the help of the steering wheel a hydraulic throttle one Vibration damper by a on a pivot lever of the throttle organs attacking steering linkage is adjusted, the Vibration damper between the top Handlebar and the vehicle body is arranged and no wheel guides takes over.

Bei der Lösung aus der deutschen Auslegeschrift DE-AS 11 38 646 wird zur Verbesserung der Kurvenlage des Fahrzeuges ein Drehstab stabilisator mit veränderlicher Wirkung eingesetzt, wobei wäh rend der Kurvenfahrt starke und während der Geradeausfahrt schwache oder gar keine Rückstellkräfte auf die Räder übertragen werden. Die Wirkung des Stabilisators wird über den Lenkradein schlag durch eine verdrehbare Drosselanordnung in der Verbindung des Stabilisators mit dem Fahrzeugchassis eingestellt, de ren Durchgangsöffnungen bei Geradeausfahrt offen sind und bei Lenkbewegungen schnell geschlossen werden, um den Stabilisator einzukoppeln, und bei weiteren Lenkbewegungen geschlossen blei ben, so daß die hydraulische Ankopplung des Stabilisators dann stets starr ist. In the solution from the German design specification DE-AS 11 38 646 becomes a torsion bar to improve the cornering of the vehicle Stabilizer with variable effect used, where weh strong when cornering and when driving straight ahead weak or no restoring forces are transmitted to the wheels will. The effect of the stabilizer is on the steering wheel blow set by a rotatable throttle assembly in the connection of the stabilizer to the vehicle chassis, de through openings are open when driving straight ahead and at Steering movements are quickly closed to the stabilizer engage and remain closed for further steering movements ben, so that the hydraulic coupling of the stabilizer is always rigid.

Diese Lösungen weisen neben dem Nachteil, daß das Fahrverhalten des Fahrzeuges nicht über die Bewegung des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau gesteuert wird, auch den Nachteil auf, daß die Ungenauigkeit des Lenkradeinschlages in die Anpassung einge bracht wird.These solutions have the disadvantage that the driving behavior of the vehicle does not have the movement of the wheel against the Vehicle body is controlled, also has the disadvantage that the Inaccuracy of the steering wheel lock in the adjustment is brought.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen steuerbaren Schwingungsdämpfer zu finden, bei dem die Bypaßverstellung zur Beeinflussung der Dämpfung bei Kurvenfahrten durch die Bewegung des Rades gegenüber dem Fahrzeugaufbau erfolgt.The invention has for its object a controllable Find vibration damper in which the bypass adjustment to Influencing the damping when cornering through the movement of the wheel in relation to the vehicle body.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen werden in den Patentansprüchen 2 bis 8 be schrieben.Advantageous further training and configurations are in claims 2 to 8 be wrote.

Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß mit wenigen, einfachen Bauteilen eine direkte Regelung des Bypasses und damit des Dämpfungsverhaltens von Schwingungsdämpfern in radführenden Feder- oder Dämpferbeinen an gelenkten Rädern vorgenommen werden kann. Weiterhin vorteilhaft arbeitet diese Regelung, da sie mechanisch verstellt wird, unab hängig von anderen Bauteilen und von der Funktion des elektri schen Bordnetzes des Kraftfahrzeuges.The advantages of the invention are in particular that with few, simple components direct control of the bypass and thus the damping behavior of vibration dampers in wheel-guiding spring or damper legs steered wheels can be made. Also advantageous this regulation works independently since it is mechanically adjusted dependent on other components and on the function of the electri electrical system of the motor vehicle.

Bei der Ausbildung nach den Ansprüchen 7 und 8 wird die Bypass kennung darüber hinaus vorteilhaft zusätzlich abhängig von der Einfederung der einzelnen Räder je nach Beladung des Fahrzeuges oder bei Wank- oder Nickbewegungen verändert.In the training according to claims 7 and 8, the bypass identification also advantageous depending on the Suspension of the individual wheels depending on the load on the vehicle or changed during roll or pitch movements.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it

Fig. 1 die systematische Darstellung eines regelbaren Schwin gungsdämpfers, Fig. 1, the systematic representation of a variable oscillations supply damper,

Fig. 2 die Verstelleinrichtung zur Veränderung des Bypassquer schnittes und Fig. 2 shows the adjustment device for changing the bypass cross section

Fig. 3 eine andere Ausbildung der Verstelleinrichtung für den Bypassquerschnitt. Fig. 3 shows another embodiment of the adjustment device for the bypass cross section.

Fig. 1 zeigt ein Zwei-Rohr-Federbein eines lenkbaren Vorder rades der Mc -Pherson-Bauart. Dieses Federbein weist ein Außen rohr 1 auf. Das Außenrohr dient neben seiner Aufgabe als äußere Hülle des Schwingungsdämpfers dazu über einen Federteller 2, den unteren Teil der nicht dargestellten Feder aufzunehmen und über eine Befestigungslasche 3 den ebenfalls nicht dargestellten Rad träger abzustützen. Fig. 1 shows a two-tube strut of a steerable front wheel of the Mc-Phherson type. This strut has an outer tube 1 . The outer tube serves in addition to its task as the outer shell of the vibration damper via a spring plate 2 to accommodate the lower part of the spring, not shown, and to support the wheel carrier, also not shown, via a fastening tab 3 .

Das Außenrohr 1 ist am unteren Ende durch einen Boden 4 gas- und öldicht verschlossen. Das obere Ende weist einen Deckel 5 auf, der mit einer Öffnung versehen ist, durch den längsverschieblich eine Kolbenstange 6 eintauchen kann. Zwischen Deckel und Kolben stange sind Dichtungen 7 vorgesehen. Am unteren Ende der Kolben stange ist ein mit nicht dargestellten Dämpfventilen versehener Kolben 9 angeordnet, der mit seinem Außendurchmesser an einem zentrisch im Außenrohr angeordneten Zylinder 10 gleitet und den Zylinderinnenraum in zwei Arbeitsräume 11, 12 unterteilt. Der zwischen Zylinder 10 und Außenrohr 1 sich ergebende Ringraum 13 ist in seinem unteren Bereich ebenso wie die Arbeitsräume 11, 12 mit Dämpfflüssigkeit gefüllt. Lediglich im oberen Bereich des Ringraumes ist ein Gasvolumen 14 vorgesehen, das mehr oder min der komprimierbar ist und dadurch einen Volumenausgleich für die mehr oder minder eintauchende Kolbenstange 6 ermöglicht. Ein Zwischenflansch 8 stützt den oberen Rand des Zylinders 10 gegen über dem Außenrohr 1 ab. Der untere Arbeitsraum 12 und der Ring raum 13 sind hydraulisch über ein Bodenventil 15 verbunden, daß wie der Kolben 9 mit Öffnungen versehen ist, die durch vorge spannte Ventilfedern verschlossen sind. Durch die Ventile im Kolben 9 und durch das Bodenventil 15 wird die erforderliche Dämpfungsarbeit im Schwingungsdämpfer beim Ein- oder Ausfahren der Kolbenstange 6 erzeugt.The outer tube 1 is closed at the lower end by a bottom 4 gas and oil tight. The upper end has a cover 5 , which is provided with an opening through which a piston rod 6 can be displaced longitudinally. Between the cover and piston rod seals 7 are provided. At the lower end of the piston rod is provided with a damping valves, not shown, piston 9 which slides with its outer diameter on a cylinder 10 arranged centrally in the outer tube and divides the cylinder interior into two working spaces 11 , 12 . The annular space 13 resulting between the cylinder 10 and the outer tube 1 is filled with damping liquid in its lower region, just like the working spaces 11 , 12 . A gas volume 14 is provided only in the upper region of the annular space, which volume can be compressed to a greater or lesser extent and thereby enables a volume compensation for the more or less immersing piston rod 6 . An intermediate flange 8 supports the upper edge of the cylinder 10 against the outer tube 1 . The lower work chamber 12 and the ring chamber 13 are hydraulically connected via a bottom valve 15 that, like the piston 9 , is provided with openings which are closed by pre-tensioned valve springs. The valves in the piston 9 and the bottom valve 15 generate the required damping work in the vibration damper when the piston rod 6 is extended or retracted.

Die Arbeitsräume 11, 12 sind durch einen Bypasskanal verbunden. Dieser Bypasskanal erstreckt sich von einer seitlichen Boh rung 16 in eine zentrale Öffnung 17 der Kolbenstange 6 und wei ter durch eine hohle, den Kolben 9 durchdringende Steuerstan ge 18 bis zu einem Drehschieber 19, welches als Stellelement 20 mit einer Öffnung 21 zusammenwirkt. Die Kolbenstange 6 ist mit ihrem oberen Ende mit einem Befestigungsblech 22 des Fahrzeug aufbaues verbunden.The work rooms 11 , 12 are connected by a bypass channel. This bypass channel extends from a lateral Boh tion 16 in a central opening 17 of the piston rod 6 and Wei ter through a hollow, the piston 9 penetrating Steuerstan ge 18 to a rotary valve 19 , which cooperates as an actuator 20 with an opening 21 . The piston rod 6 is connected at its upper end to a mounting plate 22 of the vehicle structure.

Bei einer Lenkbewegung des an der Befestigungslasche 3 angebun denen Rades gegenüber der Karosserie, an der die Kolbenstange 6 befestigt ist, ergibt sich zwangsläufig eine Verdrehung zwischen Außenrohr 1 und Kolbenstange 6 und somit auch zwischen Zylin der 10 und Kolbenstange 6. Wenn, wie im vorgeschriebenen Ausfüh rungsbeispiel eine Steuerstange 16 längsverschieblich aber dreh fest in einer Öffnung der Kolbenstange 6 angeordnet ist und über den Kolben 9 hinausgehend mit einem Stellelement 20 in einem Drehschieber 19 verbunden ist, wobei das Stellelement 20 über das Gehäuse 24 drehfest mit dem Zylinder 10 verbunden ist, so kann die Drehbewegung zwischen Kolbenstange 6 und Zylinder 10 zum Verändern der Bypassöffnung 21 genutzt werden. Vorzugsweise ist die Öffnung 21 bei Geradeausfahrt geöffnet, was eine weiche Kennung des Schwingungsdämpfers zur Folge hat. Bei Lenkeinschlag der Räder nach rechts oder nach links wird die Öffnung 21 durch das Stellelement 20 nach vorgegebenen Kriterien mehr oder weni ger geschlossen, wodurch dann bei Kurvenfahrt eine härtere Ken nung des Schwingungsdämpfers erzielt wird.During a steering movement of the wheel attached to the mounting bracket 3, relative to the body to which the piston rod 6 is attached, there is inevitably a rotation between the outer tube 1 and the piston rod 6 and thus also between the cylinder 10 and the piston rod 6 . If, as in the prescribed exemplary embodiment, a control rod 16 is arranged in a longitudinally displaceable but rotationally fixed manner in an opening of the piston rod 6 and is connected via the piston 9 to an actuating element 20 in a rotary slide valve 19 , the actuating element 20 being rotatably connected to the housing 24 via the housing Cylinder 10 is connected, the rotary movement between the piston rod 6 and cylinder 10 can be used to change the bypass opening 21 . The opening 21 is preferably opened when driving straight ahead, which results in a soft identifier of the vibration damper. When the wheels turn to the right or to the left, the opening 21 is closed more or less by the actuating element 20 according to predetermined criteria, as a result of which a harder characteristic of the vibration damper is achieved when cornering.

Eine weitere Kennungsänderung des Bypasses kann durch die An ordnung von einer oder mehreren untereinander liegenden radialen Bohrungen 23 an der hohlen Steuerstange 18 erreicht werden, die nacheinander durch das Einfahren des Kolbens 9 in den Zylin der 10 verschlossen bzw. beim Herausfahren geöffnet werden. Da mit wird unabhängig für jeden Schwingungsdämpfer eines jeden Rades erreicht, daß z. B. bei erhöhter Beladung oder bei Ein tauchen des Rades während der Kurvenfahrt (Wankbewegung) oder beim Bremsen (Nickbewegung) automatisch, mechanisch eine härtere Bypasskennung erzielt wird.Another change in the identification of the bypass can be achieved by the arrangement of one or more radial bores 23 located one below the other on the hollow control rod 18 , which are closed one after the other by the retraction of the piston 9 in the cylinder 10 or opened when moving out. Since with is independently achieved for each vibration damper of each wheel that z. B. with increased load or when diving the wheel during cornering (roll motion) or when braking (pitching motion) automatically, a harder bypass detection is achieved mechanically.

Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Stellelemen tes 20. Da die, durch die Lenkbewegung auftretende Verdrehung zwischen Kolbenstange 6 und der drehfest mit ihr verbundenen Steuerstange 16 und Zylinder 10 nur sehr gering ist, wird vor teilhaft diese Drehbewegung durch ein Getriebe vergrößert. Nach Fig. 2 ist hierzu ein Planetengetriebe vorgesehen. Das Außenrad des Planentengetriebes dient gleichzeitig als Gehäuse 24, das in den Zylinder 10 fest eingepreßt ist. Seitliche Längsschlitze 25 ermöglichen das Vorbeiströmen der Dämpfflüssigkeit an diesem Gehäuse. Die sich gegenüber dem Zylinder 10 verdrehende Steuer stange 16 endet in einem Mitnehmer 26, der im Bereich des Ge triebes mit Planetenrädern 27 verbunden ist. Innerhalb des Mit nehmers befindet sich drehbeweglich der Drehschieber 19, der wiederum im Getriebebereich mit einem Sonnenrad 28 ausgebildet ist. Der Mitnehmer 26 ist in seinem oberen Bereich mit einer Öffnung 21 versehen, die durch den Drehschieber 19 mehr oder minder verschlossen wird. Bei Verdrehen des Mitnehmers 26 durch die Steuerstange 16 verdreht sich, hervorgerufen durch das Pla netengetriebe, der Drehschieber 19 um einen demgegenüber mehr fachen Winkel. Der untere Bereich des Bypasses ist wie aus Fi gur 2 ersichtlich gebildet durch die hohle Steuerstange 18, den Drehschieber 19 und die Öffnung 21. Fig. 2 shows an advantageous embodiment of the Stellelemen tes 20th Since the rotation occurring between the piston rod 6 and the control rod 16 and cylinder 10 connected to it in a rotationally fixed manner by the steering movement is only very small, this rotary movement is enlarged before by a gear mechanism. According to Fig. 2 for this purpose a planetary gear is provided. The outer wheel of the planetary gear also serves as a housing 24 which is firmly pressed into the cylinder 10 . Lateral longitudinal slots 25 allow the damping liquid to flow past this housing. The rotated with respect to the cylinder 10 control rod 16 ends in a driver 26 which is connected in the area of Ge transmission with planet gears 27 . Within the participant is rotatably the rotary valve 19 , which in turn is formed in the transmission area with a sun gear 28 . The driver 26 is provided in its upper region with an opening 21 which is more or less closed by the rotary slide 19 . When the driver 26 is rotated by the control rod 16 , caused by the planetary gear, the rotary valve 19 rotates by a more fold angle. The lower region of the bypass is, as can be seen from FIG. 2, formed by the hollow control rod 18 , the rotary valve 19 and the opening 21 .

Fig. 3 zeigt eine andere Ausbildung einer verschließbaren By passöffnung in Stoßdämpferachsrichtung. Dieser Bypass kann bei spielsweise mit dem Stoßdämpferkolben kombiniert werden. Ein scheibenförmiges Gehäuse 29 ist wiederum drehfest mit dem Zylin der 10 verbunden. Durchbrüche 30 im Gehäuse bilden die Bypass verbindung. Die sich gegenüber dem Gehäuse 29 verdrehende Steu erstange 18 ist mit einem Steuerelement 31, beispielsweise einem oder mehreren Steuernocken versehen, welches auf Schieber 32 verdrehend wirkt. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Schieber 32 über Zähne 33 miteinander verbunden, so daß sie eine gleichar tige gegensinnige Bewegung durchführen. Die Schieber 32 ver schließen die Durchbrüche 30 je nach Stellung des Steuerele ments 31. Zur Rückstellung der Schieber 32 ist eine Feder 34 vorgesehen. Fig. 3 shows another embodiment of a closable by pass opening in the shock absorber axis. This bypass can be combined with the shock absorber piston, for example. A disk-shaped housing 29 is in turn non-rotatably connected to the cylinder of FIG. 10 . Openings 30 in the housing form the bypass connection. The control rod 18 , which rotates relative to the housing 29, is provided with a control element 31 , for example one or more control cams, which acts on the slide 32 in a rotating manner. In the exemplary embodiment, two slides 32 are connected to one another via teeth 33 , so that they carry out a movement in the same direction. The slider 32 ver close the openings 30 depending on the position of the Steuerele element 31st A spring 34 is provided to reset the slide 32 .

Eine entsprechende Funktion der Erfindung ist auch gegeben, wenn die Steuerstange 18 beispielsweise über den Boden 4 oder das Bodenventil 15 drehfest mit dem Zylinder 10 verbunden ist und Drehschieber 19 und Stellelement 20 über den Kolben 9 mit der Kolbenstange 6.A corresponding function of the invention is also given if the control rod 18 is connected in a rotationally fixed manner to the cylinder 10 , for example via the base 4 or the base valve 15 , and the rotary slide valve 19 and adjusting element 20 are connected to the piston rod 6 via the piston 9 .

Nicht dargestellte Einrohr-Schwingungsdämpfer lassen sich ent sprechend ausbilden.Single-tube vibration dampers, not shown, can be removed train speaking.

Claims

1.Variable vibration damper for motor vehicles, consisting of a cylinder filled with damping liquid, in which a piston is provided with damping valves and connected to a piston rod, which divides the cylinder interior into two working spaces, and one or more bypass channels connecting the working spaces with each other through an actuator are more or less closed, characterized in that the opening and closing of the bypass channels ( 21 ) by a rotational movement between the piston rod ge ( 6 ) and cylinder ( 10 ) takes place during steering movements.

2. Controllable shock absorber according to claim 1, characterized in that the actuating element (20) towards the bypass channels (21) is rotatable and the adjusting element (20) and the bypass channels (21) component exhibiting each mechanically rotatably connected to the piston rod (6 ) or the cylinder ( 10 ) are connected.

3. Adjustable vibration damper according to claim 2, characterized in that the rotary movement between the piston rod ( 6 ) and cylinder ( 10 ) is increased by a gear.

4. Adjustable vibration damper according to claim 3, characterized ge indicates that the gear is a planetary gear.

5. Adjustable vibration damper according to claim 1, characterized in that the actuating element ( 20 ) is pivotally or displaceably connected with a component having the bypass ducts, which is rotatable about a with the cylinder ( 10 ) or the piston rod ( 6 ) connected control element ( 31 ) is moved.

6. Adjustable vibration damper according to claim 5, characterized in that the control element ( 31 ) is a control cam or a control eccentric.

7. Adjustable vibration damper according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the control rod ( 18 ) one or more the work spaces ( 11 , 12 ) di rectly or indirectly connecting depending on the immersion depth of the piston ( 8 ) in the Cylinder ( 10 ) has open openings ( 23 ).

8. Adjustable vibration damper according to claim 7, characterized in that radial bores ( 23 ) are provided as openings in a hollow control rod th.