DE4302624C1 - Lightweight piston for motor vehicle hydraulic damper - is made from pressed sheet metal and includes supports for damping valves and piston sliding seals - Google Patents

Lightweight piston for motor vehicle hydraulic damper - is made from pressed sheet metal and includes supports for damping valves and piston sliding seals

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Abstract

The main part of the piston is made from pressed metal and supports a central circular plate (2) which has two ducts (4a,4b) for the two way valve action. The pressed shape is extended into a cylindrical section (3) which supports the piston sliding seal and into a rolled over end (25) which locates one of the sprung valve seals (24). The other valve seal is located on the central plate. Both ducts have similar flow capability at low flow rates. The rolled over end has ports (23) for the flow from one of the sets of valves. ADVANTAGE - The lightweight construction piston is simple to produce and provides a responsive damping action.

Description

Hydraulischer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Dämpferzylinder, in dem ein an einem Ende einer Kolbenstange befestigter Dämpfungskolben mit einem Kolbenring gleitet, der den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und zwei Gruppen von axial verlaufenden Durchtrittskanälen auf­ weist, deren austrittsseitige Mündungen durch Ventilschei­ ben ganz oder teilweise abgedeckt sind und die Durch­ trittskanäle für die Druck- und Zugstufe auf verschiedenen Durchmessern angeordnet sind, wobei die radial außen liegenden Durchtrittskanäle sich ausgehend von der Austrittsöffnung axial über einen Teil der Gesamtlänge des Kolbenkörpers erstrecken und radial von den an der Außenfläche des Kolbenkörpers angeordneten Eintrittsöff­ nungen angeströmt werden.Hydraulic vibration damper for motor vehicles with a damper cylinder containing damping fluid, in which one attached to one end of a piston rod Damping piston with a piston ring that slides the Damper cylinder divided into two work rooms and two Groups of axially extending passage channels points, the outlet-side mouths by valve sheave ben are fully or partially covered and the through tread channels for compression and rebound on different Diameters are arranged, the radially outside through ducts starting from the Exit opening axially over part of the total length of the Piston body extend and radially from the at the Outside surface of the piston body arranged inlet opening flows.

Ein hydraulischer Teleskop-Schwingungsdämpfer mit einem derartigen Dämpfungskolben ist aus der DE 38 20 307 C1 be­ kannt, wobei der an der Kolbenstange befestigte Kolbenkör­ per aus einem massiven Material durch Gießen oder Sintern mit nachfolgender spanender Bearbeitung gefertigt ist. Ein solcher Kolbenkörper bedingt neben einem hohen Herstel­ lungsaufwand auch einen hohen Masseanteil für den Schwin­ gungsdämpfer.A hydraulic telescopic vibration damper with one Such damping piston is from DE 38 20 307 C1 knows, the piston body attached to the piston rod per from a solid material by casting or sintering with subsequent machining. A such a piston body requires not only a high manufacture a high proportion of mass for the pig dampers.

In der europäischen Patentschrift DE 1 60 275 B1 ist eine pneumatische Feder-Dämpfer-Einheit mit einem Dämpferzylin­ der und einem mit einer Kolbenstange verbundenen, im Dämpferzylinder gleitenden Kolben beschrieben. Der Kolben besteht aus zwei axial gegeneinander angeordneten Stanz­ blechteilen, die auf einer Ringfläche miteinander verbun­ den sind. Zur Bildung der beidseitig anströmbaren Durch­ laßkanäle weist das eine Kolbenteil auf seinem Umfang ver­ teilte Öffnungen auf, die mit einer mittig angeordneten Öffnung des anderen Kolbenteils in Verbindung stehen. Das einzige, die Dämpfungskennlinie erzeugende Drosselorgan liegt dabei zwischen beiden Kolbenteilen mit seinem Innenrand auf dem einen und mit seinem Außenrand auf dem anderen der Kolbenteile auf.In European patent DE 1 60 275 B1 there is one pneumatic spring-damper unit with a damper cylinder the and one connected to a piston rod, in Damper cylinder sliding piston described. The piston  consists of two axially arranged punch sheet metal parts that join together on a ring surface they are. To form the flow through on both sides lasskanäle ver the one piston part on its circumference divided openings with a central one Connect the opening of the other piston part. The only throttle element producing the damping characteristic lies between the two piston parts with his Inner edge on one and with its outer edge on other of the piston parts.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Dämpfungskolben für einen Schwingungsdämpfer zu schaffen, dessen Kolbenkörper einfach her­ stellbar ist, dessen Masseanteil am Schwingungsdämpfer ge­ ring ist und bei dem die Durchtrittskanäle einen geringe­ ren Strömungswiderstand bei gleichem Querschnitt aufwei­ sen.The object of the invention is a damping piston for a vibration damper to create its piston body just forth is adjustable, the mass fraction of the vibration damper ge is ring and in which the passage channels have a small flow resistance with the same cross-section sen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausbildun­ gen der Erfindung dar.The object is achieved by the features of the patent claim solved. The subclaims provide advantageous training represents the invention.

Erfindungsgemäß besteht der Kolbenkörper aus zwei fest miteinander verbundenen, aus Blech geformten Ringformtei­ len, wobei das erste Ringformteil die axial verlaufenden Durchtrittskanäle für beide Druckrichtungen aufweist und den Ventilsitz für die Ventilscheiben für das Druck- oder Zugstufenventil bildet. Das zweite Ringformteil nimmt das erste Ringformteil umgebend den am Dämpferzylinder gleitenden Kolbenring auf und ist mit dem ersten Ringform­ teil an dessen Außenseite und einer Stirnseite zwischen den radial außen- und radial innenliegenden Durchtrittska­ nälen fest verbunden. Gleichzeitig bildet das Ringformteil den Ventilsitz für die Ventilscheiben des jeweils anderen Ventils und weist an seinem die Außenfläche des Kolbenkör­ pers bildenden Teil die Einströmöffnungen der radial außen liegenden Durchtrittskanäle auf.According to the piston body consists of two fixed interconnected, molded sheet metal ring len, the first ring molding the axially extending Has passage channels for both pressure directions and the valve seat for the valve disks for the pressure or Rebound valve forms. The second ring molding takes that first ring molding surrounding the damper cylinder sliding piston ring on and is with the first ring shape part on the outside and an end face between the radially outer and radially inner passage ka neln firmly connected. At the same time, the ring molding forms the valve seat for each other's valve disks  Valve and has on its the outer surface of the piston body pers forming part of the inflow openings of the radially outside through channels.

In einer vorteilhaften Ausbildung des Kolbenkörpers ist das zweite Ringformteil derart ausgebildet, daß der Durchmesser der flüssigkeitsbeaufschlagten Fläche der auf dem zweiten Ringformteil aufliegenden Ventilscheibe mindestens die Größe des Durchmessers aufweist, auf dem die äußere Gruppe von Durchtrittskanälen angeordnet ist. Durch die damit erreichte Vergrößerung des Abstützdurch­ messers der Ventilscheiben wird auch bei Kolben geringen Durchmessers eine relativ große Biegelänge der Ventil­ scheiben erreicht, die neben einer geringen Toleranzab­ hängigkeit der Dämpfungskennlinie auch die Bruchsicherheit der Ventilscheiben erhöht. In an advantageous embodiment of the piston body the second molded ring part is designed such that the Diameter of the area exposed to the liquid the second ring shaped part of the valve disc has at least the size of the diameter on which the outer group of passage channels is arranged. Due to the enlargement of the support through The diameter of the valve discs is also low for pistons Diameter a relatively large bending length of the valve discs achieved, in addition to a low tolerance dependency of the damping characteristic also the break resistance the valve disks increased.  

Zur Bildung von Bypaßkanälen kann das zweite Ringformteil des Kolbenkörpers Strömungskanäle aufweisen, die nicht von den Ventilscheiben abgedeckt werden. Vorteilhafterweise werden diese Strömungskanäle durch Ausnehmungen im Ventilsitz und/ oder Durchlässe im zweiten Ringformteil gebildet.To form bypass channels, the second ring molding of Piston body have flow channels that are not of the Valve disks are covered. Advantageously these flow channels through recesses in the valve seat and / or passages formed in the second ring molding.

Die Ventilscheiben der äußeren Durchlaßkanäle weisen Strö­ mungsdurchlässe für die radial innenliegenden Durchlaß­ kanäle auf oder sind ringförmig ausgebildet. Die Ven­ tilscheiben der Druck- und/oder Zugstufe können weiter­ hin federbelastet sein.The valve discs of the outer passages have flow diffusers for the radially inner passage channels or are ring-shaped. The Ven compression and / or rebound discs can continue be spring-loaded.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Dämpfungskolbens liegen neben der Verwendung von großen Ventilscheiben, in einem geringen Masseanteil am Schwingungsdämpfer und der geringen axialen Bauhöhe des Dämpfungskolbens.The advantages of the damping piston according to the invention lie in addition to using large valve disks, in one low mass share of the vibration damper and the low axial height of the damping piston.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Aus­ führungsbeispiel näher beschrieben. Die zugehörigen Zeich­ nungen zeigen:The invention is based on a preferred Aus example described in more detail. The associated drawing shows:

Fig. 1 Ausschnitt eines Schwingungsdämpfers mit einem erfindungsgemäßen Dämpfungskolben, Fig. 1 section of a vibration damper according to the invention with a damping piston,

Fig. 2 Schnitt durch den Dämpfungskolben und Fig. 2 section through the damping piston and

Fig. 3 weiterer Schnitt durch den Dämpfungskolben. Fig. 3 further section through the damping piston.

Der in der Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte hydraulische Schwingungsdämpfer besteht im wesentlichen aus einem Dämp­ fungsflüssigkeit enthaltenden Dämpferzylinder 10 und einem mit der Kolbenstange 11 verbundenen, im Dämpferzylinder mit dem Kol­ benring 6 gleitenden Dämpfungskolben 12. Zur Bildung eines Aus­ gleichsraumes 14 für die Kompensation des ein- bzw. aus fahrenden Kolbenstangenvolumens ist um den Dämpferzylinder 10 ein Außen­ zylinder 13 angeordnet. Der Ausgleichsraum 14 ist über ein nicht dargestelltes Bodenventil mit dem unteren Arbeitsraum 20 des Dämpferzylinders 10 verbunden.The hydraulic vibration damper shown in detail in FIG. 1 consists essentially of a damper cylinder containing damping fluid 10 and a connected to the piston rod 11 , in the damper cylinder with the piston benring 6 sliding damping piston 12th To form an equalization space 14 for the compensation of the incoming or outgoing piston rod volume, an outer cylinder 13 is arranged around the damper cylinder 10 . The compensation chamber 14 is connected to the lower working chamber 20 of the damper cylinder 10 via a floor valve, not shown.

Der Dämpfungskolben 12 weist axial verlaufende Durchtritts­ kanäle 4 für jede Druckrichtung auf, deren Austrittsöffnungen durch Ventilscheiben 7a und 7b abgedeckt sind. Die jeweili­ gen Ventilscheiben liegen im drucklosen Zustand auf den Ven­ tilsitzen 5 und 8 auf. Der Zuganschlag 15 trägt einerseits den um die Kolbenstange 11 angeordneten elastischen Puffer 16 und anderseits die Ventilfeder 17 des Druckstufenventils. Die Ventilscheiben 7b des Zugstufenventils sind zusammen mit dem Kolbenkörper 1 über die Kolbenmutter 18 am unteren Ende der Kolbenstange 11 befestigt.The damping piston 12 has axially extending passage channels 4 for each pressure direction, the outlet openings of which are covered by valve disks 7 a and 7 b. The respective valve discs are in the depressurized state on the valve seats 5 and 8 . The pull stop 15 carries on the one hand the elastic buffer 16 arranged around the piston rod 11 and on the other hand the valve spring 17 of the compression valve. The valve disks 7 b of the rebound valve are fastened together with the piston body 1 via the piston nut 18 at the lower end of the piston rod 11 .

Der Kolbenkörper 1 besteht, wie in Fig. 2 näher dargestellt, aus zwei miteinander fest verbundenen, aus Blech geformten Ringformteilen 2 und 3, wobei das erste Ringformteil 2 je­ weils eine Gruppe von axial verlaufenden radial innen lie­ genden und radial außen liegenden Durchtrittskanälen 4b, 4a und den Ventilsitz 5 für die Ventilscheiben 7a des Druckstufenventils aufweist. Das zweite Ringformteil 3 um­ gibt das Ringformteil 2 und ist mit dessen Außenfläche 9 und mit der Stirnfläche 21 zwischen den radial innen und radial außen liegenden Durchtrittskanälen 4a, 4b umlaufend fest verbunden, wobei die Verbindungsfläche zwischen der Stirnfläche des Ringformteils 2 und dem Ringformteil 3 von der Kreisform abweichen kann, indem das Ende des Ring­ formteils 3 wellenförmig ausgebildet ist (Fig. 3).
e
The piston body 1 , as shown in Fig. 2, consists of two firmly connected, formed from sheet metal ring shaped parts 2 and 3 , wherein the first ring shaped part 2 each Weil a group of axially extending radially inner lying and radially outer passage channels 4 b , 4 a and the valve seat 5 for the valve disks 7 a of the compression valve. The second molded ring part 3 gives the molded ring part 2 and is connected with its outer surface 9 and with the end face 21 between the radially inner and radially outer through channels 4 a, 4 b all around, the connecting surface between the end face of the shaped ring part 2 and the shaped ring part 3 can deviate from the circular shape by the end of the ring molding 3 is wave-shaped ( Fig. 3).
e

Das Ringformteil 3 nimmt weiterhin den am Dämpferzylinder 10 gleitenden Kolbenring 6 auf. Zur Bildung der Strömungsverbindung vom unteren Arbeitsraum 20 zum oberen Arbeits­ raum 22 des Schwingungsdämpfers weist das zweite Ringform­ teil 3 an seinem die Außenfläche des Kolbenkörpers bildenden Teil 3a die Einströmöffnungen 23 der radial außenliegenden Durchtrittskanäle 4a auf.The ring-shaped part 3 also receives the piston ring 6 sliding on the damper cylinder 10 . To form the flow connection from the lower working space 20 to the upper working space 22 of the vibration damper, the second ring-shaped part 3 on its part forming the outer surface of the piston body 3 a, the inflow openings 23 of the radially outer passage channels 4 a.

Es bildet außerdem den Ventilsitz 8 für die Ventilscheiben 7b des Zugstufenventils, der derart gekröpft ist, daß Ventil­ scheiben 7b mit einem relativ großen Durchmesser, mindestens der Größe des Durchmessers, auf dem die äußeren Durchtritts­ kanäle 4a angeordnet sind, eingesetzt werden können. Die ent­ sprechenden Bypaßkanäle des Zugstufenventils werden durch Aus­ nehmungen 24 im Ventilsitz 8 oder Durchlässe 25 am nach innen gebogenen Teil des Ringformteils 3, die mit den Einströmöff­ nungen 23 in Verbindung stehen, gebildet.It also forms the valve seat 8 for the valve disks 7 b of the rebound valve, which is cranked such that valve disks 7 b with a relatively large diameter, at least the size of the diameter on which the outer passage channels 4 a are arranged, can be used . The corresponding bypass channels of the rebound valve are formed by recesses 24 in the valve seat 8 or passages 25 on the inwardly bent part of the ring-shaped part 3 , the openings 23 with the inlet openings are in communication.

Claims (8)

1. Hydraulischer Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einem Dämpfungsflüssigkeit enthaltenen Dämpferzy­ linder, in dem ein an einem Ende einer Kolbenstange befestigter Dämpfungskolben mit einem Kolbenring gleitet, der den Dämpferzylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt und zwei Gruppen von axial verlaufenden Durchtrittskanälen aufweist, deren austrittsseitige Mündungen durch Ventilscheiben ganz oder teilweise abgedeckt sind und die Durchtrittskanäle für die Druck- und Zugstufe auf verschiedenen Durchmessern angeordnet sind, wobei die radial außen liegenden Durchtrittskanäle sich ausgehend von der Austritts­ öffnung axial über einen Teil der Gesamtlänge des Kolbenkörpers erstrecken und radial von den an der Außenfläche des Kolbenkörpers angeordneten Eintritts­ öffnungen angeströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkörper (1) aus zwei fest miteinander ver­ bundenen, aus Blech geformten Ringformteilen (2; 3) besteht, wobei das Ringformteil (2) die axial verlau­ fenden Durchtrittskanäle (4a; 4b) für beide Strömungsrichtungen aufweist und den Ventilsitz (5) für die Ventilscheiben (7a) des Druck- oder Zugstufen­ ventils bildet und das Ringformteil (3) das Ringform­ teil (2) umgebend den Kolbenring (6) aufnimmt, mit dem Ringformteil (2) an dessen Außenseite (9) und ei­ ner Stirnseite zwischen den radial außen- und radial innenliegenden Durchtrittskanälen (4a; 4b) fest ver­ bunden ist und den Ventilsitz (8) für die Ventil­ scheiben (7b) des jeweils anderen Ventils bildet, und daß das Ringformteil (3) an seinem die Außenfläche (9) des Kolbenkörpers (1) bildenden Teil (3a) die Einströmöffnungen (23) der radial außen liegenden Durchtrittskanäle (4a) aufweist.1. Hydraulic vibration damper for motor vehicles with a damping fluid contained Dämpzy cylinder, in which a damping piston attached to one end of a piston rod slides with a piston ring that divides the damper cylinder into two working spaces and has two groups of axially extending passage channels, the outlet-side openings through valve disks entirely or are partially covered and the passage channels for the compression and rebound are arranged on different diameters, the radially outer passage channels extending axially from the outlet opening extending over part of the total length of the piston body and radially from those arranged on the outer surface of the piston body Inlet openings are flowed through, characterized in that the piston body ( 1 ) consists of two ring-shaped parts ( 2 ; 3 ) firmly connected to one another and made of sheet metal, the ring-shaped part ( 2 ) the axially extending passage channels ( 4 a; 4 b) for both flow directions and forms the valve seat ( 5 ) for the valve disks ( 7 a) of the compression or rebound valve and the ring molding ( 3 ) surrounds the ring molding ( 2 ), the piston ring ( 6 ), with the ring molding ( 2 ) on the outside ( 9 ) and egg ner end face between the radially outer and radially inner passage channels ( 4 a; 4 b) is firmly connected and the valve seat ( 8 ) for the valve discs ( 7 b) of the other Valve forms, and that the ring-shaped part ( 3 ) on its the outer surface ( 9 ) of the piston body ( 1 ) forming part ( 3 a) has the inflow openings ( 23 ) of the radially outer passage channels ( 4 a). 2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Ringformteil (3) derart ge­ formt ist, daß der Durchmesser der flüssigkeitsbeauf­ schlagten Fläche der auf dem zweiten Ringformteil (3) aufliegenden Ventilscheiben (7b) mindestens die Größe des Durchmessers aufweist, auf dem die äußere Gruppe von Durchtrittskanälen (4a) angeordnet ist.2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the second ring-shaped part ( 3 ) is shaped such that the diameter of the liquid-loaded surface of the second ring-shaped part ( 3 ) resting valve disks ( 7 b) has at least the size of the diameter , on which the outer group of passage channels ( 4 a) is arranged. 3. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (7a; 7b) der Druck- und/oder Zugstufe federbelastet sind.3. Vibration damper according to one of claims 1 or 2, characterized in that the valve disks ( 7 a; 7 b) of the compression and / or rebound are spring-loaded. 4. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ringform­ teil (3) Strömungskanäle (25; 24) aufweist, die von den Ventilscheiben (7b) nicht abgedeckt werden.4. Vibration damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second ring-shaped part ( 3 ) has flow channels ( 25 ; 24 ) which are not covered by the valve disks ( 7 b). 5. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungskanäle durch Ausnehmungen (24) im Ventilsitz (8) und/oder Durchlässen (25) gebildet sind.5. Vibration damper according to claim 4, characterized in that the flow channels are formed by recesses ( 24 ) in the valve seat ( 8 ) and / or passages ( 25 ). 6. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (7a) der äußeren Durchtrittskanäle (4a) mit den radial in­ nenliegenden Durchlaßkanälen (4b) korrespondierende Strömungsdurchlässe aufweisen. 6. Vibration damper according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve disks ( 7 a) of the outer passage channels ( 4 a) with the radially in the inner passage channels ( 4 b) have corresponding flow passages. 7. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (7a) der äußeren Durchtrittskanäle (4a) ringförmig ausge­ bildet sind.7. Vibration damper according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve disks ( 7 a) of the outer passage channels ( 4 a) are formed out in a ring. 8. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche des Ringformteils (3) zum Ringformteil (2) zwischen den radial innen- und außenliegenden Durchtrittskanälen (4a; 4b) abweichend von der Kreisform ausgebildet ist.8. Vibration damper according to one of claims 1 to 7, characterized in that the contact surface of the molded ring part ( 3 ) to the molded ring part ( 2 ) between the radially inner and outer passage channels ( 4 a; 4 b) is formed differently from the circular shape.
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