FR2828254A1

FR2828254A1 - "SHOCK ABSORBER ACCORDING TO THE PRINCIPLE OF A SINGLE TUBE"

Info

Publication number: FR2828254A1
Application number: FR0209858A
Authority: FR
Inventors: Dieter Lutz
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2003-02-07
Anticipated expiration: 2022-08-02
Also published as: DE10138195C1; FR2828254B1

Abstract

Un amortisseur comprend un cylindre rempli de fluide d'amortissement, dans lequel est disposée de manière axialement mobile, une tige de piston avec un piston équipé de soupapes d'amortissement pour les deux directions de mouvement, une chambre de compensation précontrainte en pression étant prévue en combinaison avec les chambres de travail séparées par le piston, et étant pour sa part séparée de l'une des deux chambres de travail par une paroi intermédiaire équipée d'une soupape d'amortissement agissant en supplément de la soupape de piston. Entre la chambre de compensation 17 et la chambre de travail voisine 11, en-dehors de la première soupape d'amortissement 23, dans la paroi intermédiaire, est disposée une seconde soupape d'amortissement 25 agissant en fonction de la vitesse, et dont la force d'amortissement est limitée à une plage de force d'amortissement, à partir de laquelle la première soupape d'amortissement 23 dans la paroi intermédiaire 21, devient active.A damper comprises a cylinder filled with damping fluid, in which is arranged axially movably, a piston rod with a piston equipped with damping valves for both directions of movement, a prestressing pressure compensation chamber being provided. in combination with the working chambers separated by the piston, and being for its part separated from one of the two working chambers by an intermediate wall equipped with a damping valve acting in addition to the piston valve. Between the compensation chamber 17 and the neighboring working chamber 11, outside the first damping valve 23, in the intermediate wall, is disposed a second damping valve 25 acting according to the speed, and the damping force is limited to a damping force range, from which the first damping valve 23 in the intermediate wall 21 becomes active.

Description

L'invention concerne un amortisseur comprenant un cylindre rempli de fluide d'amortissement, dans lequel est disposée de manière axialement mobile, une tige de piston avec un piston équipé de soupapes d'amortissement pour les deux directions de mouvement, une chambre de compensation précontrainte en pression étant prévue en combinaison avec les chambres de travail séparées par le piston, et étant pour sa part séparée de l'une des deux chambres de travail par une paroi intermédiaire équipée d'une soupape d'amortissement agissant en supplément de la soupape de piston. The invention relates to a shock absorber comprising a cylinder filled with damping fluid, in which is axially movable, a piston rod with a piston equipped with damping valves for both directions of movement, a prestressed compensation chamber. in pressure being provided in combination with the working chambers separated by the piston, and being for its part separated from one of the two working chambers by an intermediate wall equipped with a damping valve acting in addition to the pressure valve piston.

Des amortisseurs selon le principe à un seul tube, sont connus depuis fort longtemps. Dans un amortisseur à un seul tube, un volume d'amortissement comprimé, lors de la rentrée de la tige de piston, s'appuie sur une chambre de compensation précontrainte. Shock absorbers according to the principle of a single tube have been known for a very long time. In a shock absorber with a single tube, a compressed damping volume, during the retraction of the piston rod, is supported by a prestressed compensation chamber.

Il en résulte forcément que la force d'amortissement pouvant être obtenue, est fonction du niveau de pression de la chambre de compensation, parce que dans le cas d'une force plus élevée, le volume comprimé n'est pas refoulé à travers une soupape de piston, mais est, dans le cas extrême, déplacé complètement à l'encontre de la chambre de compensation, ce qui est lié à des forces de suspension élevées. It necessarily follows that the damping force which can be obtained is a function of the pressure level of the compensation chamber, because in the case of a higher force, the compressed volume is not discharged through a valve piston, but is, in the extreme case, moved completely against the compensation chamber, which is linked to high suspension forces.

Comme cela a déjà été longuement exposé dans le document DE 38 40 352 Al, un niveau de pression élevé dans la chambre de compensation entraîne des inconvénients considérables. En-dehors des pertes élevées par frottement, il faut tenir compte d'une force de sortie fortement sensible à la température. De ce fait, l'on a déjà mis en #uvre, d'après le document DE 11 50 289 ou 25 51 516 B2, une soupape de fond entre la chambre de travail éloignée de la tige de piston et As already explained at length in document DE 38 40 352 A1, a high pressure level in the compensation chamber causes considerable disadvantages. In addition to the high friction losses, an output force highly sensitive to temperature must be taken into account. Therefore, we have already implemented, according to document DE 11 50 289 or 25 51 516 B2, a bottom valve between the working chamber remote from the piston rod and

la chambre de compensation. Suivant la manière dont on présélectionne les forces d'ouverture au niveau de la soupape de fond, il est possible de réduire la précontrainte dans la chambre de compensation. Malgré la mise en #uvre de la soupape de fond, l'on doit améliorer le confort de suspension dans le cas d'un amortisseur à un seul tube. Pour une soupape de fond fermée dans sa position initiale, l'amortissement minimal est déterminé par la force d'ouverture minimum de la soupape de fond. the clearing house. Depending on how the opening forces are preselected at the bottom valve, it is possible to reduce the preload in the compensation chamber. Despite the implementation of the bottom valve, the suspension comfort must be improved in the case of a shock absorber with a single tube. For a bottom valve closed in its initial position, the minimum damping is determined by the minimum opening force of the bottom valve.

Il en résulte que l'on a certes pu réduire les problèmes de frottement et l'influence de la force de sortie dépendant de la température, mais qu'il n'a pas été possible d'atteindre dans la mesure souhaitée, l'exigence de confort imposée à un amortisseur à un seul tube. As a result, it was certainly possible to reduce the friction problems and the influence of the temperature-dependent output force, but it was not possible to achieve to the desired extent, the requirement comfort imposed on a single tube shock absorber.

Le but de la présente invention consiste à optimiser un amortisseur selon le principe à un seul tube, sur le plan de la force de sortie dépendant de la température et sur le plan du comportement relatif au confort. The object of the present invention is to optimize a damper according to the principle of a single tube, in terms of the output force depending on the temperature and in terms of behavior relating to comfort.

Conformément à l'invention, ce but est atteint par le fait qu'entre la chambre de compensation et la chambre de travail voisine, en-dehors de la première soupape d'amortissement, dans la paroi intermédiaire, est disposée une seconde soupape d'amortissement agissant en fonction de la vitesse, et dont la force d'amortissement est limitée à une plage de force d'amortissement, à partir de laquelle la première soupape d'amortissement dans la paroi intermédiaire, devient active. According to the invention, this object is achieved by the fact that between the compensation chamber and the neighboring working chamber, outside the first damping valve, in the intermediate wall, is disposed a second relief valve. damping acting as a function of speed, and whose damping force is limited to a range of damping force, from which the first damping valve in the intermediate wall becomes active.

L'utilisation de trois soupapes d'amortissement dont la seconde soupape d'amortissement fait office d'élément de commutation pour la première The use of three damping valves, the second damping valve of which acts as a switching element for the first

soupape d'amortissement à l'intérieur de la paroi intermédiaire, permet que jusqu'à une vitesse de course de déplacement définie du piston, seule la soupape de piston engendre une force d'amortissement, parce que la section de passage ouverte de la seconde soupape d'amortissement a été choisie d'une grandeur appropriée correspondante. Dans cette plage de force d'amortissement, il est également nécessaire de ne disposer que d'une faible précontrainte dans la chambre de compensation. En cas de nécessité d'une force d'amortissement très élevée, la soupape de piston et la première soupape d'amortissement dans la paroi intermédiaire coopèrent l'une avec l'autre. Globalement, on obtient la possibilité de combinaison d'une faible pression dans la chambre de compensation avec un large éventail de la force d'amortissement. damping valve inside the intermediate wall, allows that up to a defined stroke travel speed of the piston, only the piston valve generates a damping force, because the open passage section of the second damping valve was chosen of a corresponding appropriate size. In this damping force range, it is also necessary to have only a small prestress in the compensation chamber. If a very high damping force is required, the piston valve and the first damping valve in the intermediate wall cooperate with each other. Overall, the possibility is obtained of combining a low pressure in the compensation chamber with a wide range of damping force.

Selon la configuration la plus simple, la seconde soupape d'amortissement agissant en fonction de la vitesse, est formée par une section de passage constante. La section de passage constante est dimensionnée de façon nettement plus grande qu'une section de passage de pré-ouverture connue d'après la littérature, et qui en règle générale est formée par une très petite encoche dans le siège de soupape ou une petite ouverture correspondante dans un disque de recouvrement. In the simplest configuration, the second damping valve acting as a function of speed, is formed by a constant passage section. The constant passage section is dimensioned significantly larger than a pre-opening passage section known from the literature, and which as a rule is formed by a very small notch in the valve seat or a small opening corresponding in a cover disc.

Selon un développement conséquent, la section de passage constante fait partie d'une soupape antiretour, de sorte que cette seconde soupape d'amortissement n'est active que dans une seule direction. L'écoulement de retour à partir de la chambre de compensation en direction de la chambre de travail, n'est pas entravé et le risque de cavitation est réduit. According to a consequent development, the constant passage section is part of a non-return valve, so that this second damping valve is active in only one direction. Return flow from the clearing chamber to the working chamber is unimpeded and the risk of cavitation is reduced.

Selon un mode de réalisation, la soupape antiretour comprend un disque de soupape avec la section de passage constante, et ce disque de soupape, dans la direction d'ouverture, se soulève d'un siège de soupape. According to one embodiment, the non-return valve comprises a valve disc with the constant passage section, and this valve disc, in the opening direction, is lifted from a valve seat.

En variante, il est possible que la seconde soupape d'amortissement soit formée par un disque de soupape, qui est précontraint dans la direction d'ouverture par un ressort, et, à partir d'une pression dynamique à l'intérieur de la chambre de travail voisine de la chambre de compensation, est précontraint dans la direction de fermeture. Alternatively, it is possible that the second damping valve is formed by a valve disc, which is prestressed in the opening direction by a spring, and, from a dynamic pressure inside the chamber next to the clearing house, is prestressed in the closing direction.

Dans l'optique de l'espace d'implantation disponible, le ressort est formé par une rondelleressort qui commande la liaison de la chambre de travail en direction de la chambre de compensation. Il est ici prévu que la rondelle-ressort vienne s'appuyer sur une surface de siège de soupape et commande la liaison de la chambre de travail vers la chambre de compensation. La rondelle-ressort représente elle-même un disque de soupape. In view of the available installation space, the spring is formed by a spring washer which controls the connection of the working chamber towards the compensation chamber. It is here provided that the spring washer comes to rest on a valve seat surface and controls the connection from the working chamber to the compensation chamber. The spring washer itself represents a valve disc.

L'invention va être explicitée plus en détail dans la suite au regard de la description des figures des dessins annexés, qui montrent : Fig. 1 une représentation d'ensemble d'un amortisseur, Fig. 2 la paroi intermédiaire en tant que vue éclatée, Fig. 3 la paroi intermédiaire en coupe, Fig. 4 une représentation d'un détail de la figure 3. The invention will be explained in more detail below with regard to the description of the figures in the appended drawings, which show: FIG. 1 an overall representation of a shock absorber, FIG. 2 the intermediate wall as an exploded view, FIG. 3 the intermediate wall in section, FIG. 4 a representation of a detail of FIG. 3.

La figure 1 montre un amortisseur selon le principe à un seul tube, qui comprend une tige de piston Figure 1 shows a single tube shock absorber which includes a piston rod

3 axialement mobile, en commun avec un piston 5, à l'intérieur d'un cylindre 7. Pour l'invention, il n'est pas important qu'il s'agisse d'un amortisseur à un ou deux tubes selon le principe de l'amortisseur à un tube, c'est à dire qu'une chambre de compensation se trouve sous une précontrainte en pression. Le piston 5 divise le cylindre 7 en une chambre de travail 9 située du côté tige de piston, et une chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston, ces deux chambres de travail étant remplies complètement d'un fluide d'amortissement, en règle générale une huile. Entre les chambres de travail, dans le piston sont réalisées des liaisons ou communications d'écoulement qui représentent des parties de soupapes d'amortissement 13,15. 3 axially movable, in common with a piston 5, inside a cylinder 7. For the invention, it is not important that it is a shock absorber with one or two tubes according to the principle from the shock absorber to a tube, that is to say that a compensation chamber is under a prestress in pressure. The piston 5 divides the cylinder 7 into a working chamber 9 located on the piston rod side, and a working chamber 11 remote from the piston rod, these two working chambers being completely filled with a damping fluid, in generally an oil. Between the working chambers, in the piston are made connections or flow communications which represent parts of damping valves 13,15.

Le volume de la tige de piston qui rentre et sort, est compensé par une chambre de compensation 17. Il est possible qu'un piston de séparation ou d'isolement soit agencé par rapport à une chambre de gaz, ou bien comme dans ce cas, un réservoir de pression tel qu'il est par exemple connu d'après le document DE 198 35 222 Al. The volume of the piston rod which enters and leaves, is compensated by a compensation chamber 17. It is possible that a separation or isolation piston is arranged in relation to a gas chamber, or else as in this case , a pressure tank as it is for example known from the document DE 198 35 222 Al.

Entre la chambre de compensation 17 et la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston, un disque ou une paroi intermédiaire 21 est relié axialement de manière fixe au cylindre 7. Dans la paroi intermédiaire 21 sont réalisées, en plus de la soupape de piston 15, une première soupape d'amortissement 23 active, une seconde soupape d'amortissement 25 agissant en fonction de la vitesse, et une soupape anti-retour 27. Between the compensation chamber 17 and the working chamber 11 remote from the piston rod, a disc or an intermediate wall 21 is axially fixedly connected to the cylinder 7. In the intermediate wall 21 are produced, in addition to the pressure valve. piston 15, a first damping valve 23 active, a second damping valve 25 acting as a function of speed, and a non-return valve 27.

Les figures 2 et 3 montrent le mode de construction concret de la paroi intermédiaire 21. Dans la paroi intermédiaire 21 sont réalisés de manière Figures 2 and 3 show the concrete construction method of the intermediate wall 21. In the intermediate wall 21 are made so

concentrique, deux groupes de canaux de liaison ou de communication 29,31, entre la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston et la chambre de compensation 17. Les canaux de liaison 29 situés radialement à l'intérieur sont recouverts au niveau de leur ouverture de sortie, par au moins un disque de soupape 33, qui forme la première soupape d'amortissement 23. A partir du côté de la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston, sur un siège de soupape 35 repose un disque de soupape 37 qui, selon une première exécution, présente au moins une section de passage constante 39 orientée de manière à être en recouvrement avec les canaux de liaison extérieurs 31. concentric, two groups of connecting or communication channels 29, 31, between the working chamber 11 remote from the piston rod and the compensation chamber 17. The connecting channels 29 located radially inside are covered at their outlet opening, by at least one valve disc 33, which forms the first damping valve 23. From the side of the working chamber 11 remote from the piston rod, on a valve seat 35 rests a disc valve 37 which, according to a first embodiment, has at least one constant passage section 39 oriented so as to be overlapped with the external connecting channels 31.

En variante, la section de passage constante peut également être réalisée indépendamment du disque de soupape, directement à l'intérieur du disque ou de la paroi intermédiaire, ou dans la zone de contact de la paroi intermédiaire et de la paroi intérieure du cylindre. As a variant, the constant passage section can also be produced independently of the valve disc, directly inside the disc or the intermediate wall, or in the contact zone of the intermediate wall and the internal wall of the cylinder.

Cette section de passage constante 39 est adaptée, quant à sa grandeur, à la soupape de piston 15, de façon telle que pour une vitesse de tige de piston inférieure à une valeur de seuil, de par exemple 1 m/s relativement au mouvement de suspension d'une roue de véhicule, il n'apparaisse pas de force d'amortissement notable au niveau de cette section de passage constante 39, qui forme la seconde soupape d'amortissement 25. Audessus d'une valeur de seuil, il s'établit dans la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston, une pression dynamique qui produit l'ouverture de la soupape d'amortissement 23. This constant passage section 39 is adapted, as regards its size, to the piston valve 15, so that for a piston rod speed below a threshold value, for example 1 m / s relative to the movement of suspension of a vehicle wheel, there is no significant damping force at this constant passage section 39, which forms the second damping valve 25. Above a threshold value, there is establishes in the working chamber 11 remote from the piston rod, a dynamic pressure which produces the opening of the damping valve 23.

Dans le cas d'une variante d'exécution, entre le disque de soupape et le siège de soupape est placée une rondelle-ressort 41 qui agit sur le disque de In the case of an alternative embodiment, between the valve disc and the valve seat is placed a spring washer 41 which acts on the disc of

soupape 37 dans la direction d'ouverture. Il en résulte, comme le laisse entrevoir la figure 4, un interstice 43 entre le disque de soupape et le siège de soupape, qui, à nouveau en-dessous d'une valeur de seuil, laisse s'écouler avec le moins de frottement possible, à travers les canaux de liaison extérieurs 31, le volume de fluide d'amortissement refoulé dans la direction de rentrée de la tige de piston. valve 37 in the opening direction. As a result, as shown in FIG. 4, there is a gap 43 between the valve disc and the valve seat, which, once again below a threshold value, lets it flow with the least possible friction , through the external connecting channels 31, the volume of damping fluid discharged in the direction of retraction of the piston rod.

Si la pression de travail augmente dans la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston, cette pression agit à l'encontre de la force de la rondelle-ressort 41, en produisant la venue en appui de cette rondelle-ressort 41 sur le siège de soupape 35 et la fermeture des canaux de liaison extérieurs 31. La première soupape d'amortissement 23, qui s'ouvre, est ainsi disponible en tant que liaison entre la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston et la chambre de compensation 17. La seconde soupape d'amortissement 25 agit, dans cette variante, comme un commutateur qui d'une part interrompt les canaux de liaison extérieurs 31, mais qui en raison des conditions de pression dans la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston, laisse devenir active la soupape d'amortissement 23. If the working pressure increases in the working chamber 11 remote from the piston rod, this pressure acts against the force of the spring washer 41, producing the abutment of this spring washer 41 on the valve seat 35 and the closing of the external connection channels 31. The first damping valve 23, which opens, is thus available as a connection between the working chamber 11 remote from the piston rod and the compensation 17. The second damping valve 25 acts, in this variant, as a switch which on the one hand interrupts the external connecting channels 31, but which due to the pressure conditions in the working chamber 11 remote from the rod piston, allows the damping valve 23 to become active.

Les deux variantes permettent une précontrainte en pression faible dans la chambre de compensation 17 par rapport à un amortisseur à un seul tube sans soupape supplémentaire dans le disque intermédiaire ou la paroi intermédiaire, ainsi qu'un large éventail de la force d'amortissement dans la direction de rentrée de la tige de piston. Dans la direction de la sortie, le disque de soupape 37 et, le cas échéant, la rondelle-ressort 41, se soulèvent du siège de soupape 35, à l'encontre de la force d'un ressort de fermeture 45 de la soupape anti-retour 27, de Both variants allow a low pressure prestress in the compensation chamber 17 compared to a single tube damper without additional valve in the intermediate disc or the intermediate wall, as well as a wide range of damping force in the direction of retraction of the piston rod. In the direction of the outlet, the valve disc 37 and, if applicable, the spring washer 41, are lifted from the valve seat 35, against the force of a closing spring 45 of the anti-valve -back 27, from

sorte que la soupape anti-retour 27 permet l'écoulement en retour de la chambre de compensation 17 vers la chambre de travail 11 éloignée de la tige de piston, avec seulement une faible perte d'étranglement. so that the non-return valve 27 allows the return flow from the compensation chamber 17 to the working chamber 11 remote from the piston rod, with only a small loss of throttling.

Claims

CLAIMS.

1. Damper comprising a cylinder filled with damping fluid, in which is disposed axially movably, a piston rod with a piston equipped with damping valves for both directions of movement, a prestressing pressure compensation chamber being provided in combination with the working chambers separated by the piston, and being for its part separated from one of the two working chambers by an intermediate wall equipped with a damping valve acting in addition to the piston valve, characterized in that between the compensation chamber (17) and the neighboring working chamber (11), outside the first damping valve (23), in the intermediate wall, is disposed a second damping valve ( 25) acting as a function of speed, and whose damping force is limited to a range of damping force, from which the first damping valve (23) in the the intermediate wall (21) becomes active.

2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that the second damping valve (25) is formed by a constant passage section (39).

3. Damper according to claim 2, characterized in that the constant passage section (39) is part of a non-return valve (27), so that this second damping valve (25) is only active in one direction.

4. Shock absorber according to claim 3, characterized in that the non-return valve (27) comprises a valve disc (37) with the constant passage section (39), and this valve disc (37), in the direction opening, is lifted from a valve seat (35).

5. Shock absorber according to claim 1, characterized in that the second damping valve (25) is formed by a valve disc (37), which is prestressed in the opening direction by a spring (41), and, from a dynamic pressure inside the working chamber (11) adjacent to the compensation chamber (17), is prestressed in the closing direction.

6. Shock absorber according to claim 5, characterized in that the spring is formed by a spring washer (41) which controls the connection of the working chamber (11) in the direction of the compensation chamber (17).

7. Shock absorber according to claim 6, characterized in that the spring washer (41) comes to rest on a valve seat surface (35) and controls the connection from the working chamber (11) to the compensation chamber (17).