DE10324479A1

DE10324479A1 - Vibration damper has piston consisting of flexible ring mounted between lower support plate and upper clamping plate, adjusting screw moving clamping plate to adjust degree of compression of ring and its radial expansion

Info

Publication number: DE10324479A1
Application number: DE2003124479
Authority: DE
Inventors: Florian Reinke
Original assignee: ContiTech Vibration Control GmbH
Current assignee: ContiTech Vibration Control GmbH
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2004-12-16

Abstract

The vibration damper has a piston which consists of a flexible ring (3) mounted between a lower support plate (2) and an upper clamping plate (4). An adjusting screw (1) moves the clamping plate to adjust the degree of compression of the ring and its radial expansion.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer, bestehend aus einem mit Dämpfungsmedium gefüllten Behälter, in dem ein Kolben mit einer Kolbenstange axial verschieblich angeordnet ist, wobei der Kolben den Behälter in zwei Druckräume unterteilt.The Invention relates to a vibration damper consisting of a with damping medium filled Container, in which a piston with a piston rod is axially displaceable where the piston is the container in two pressure rooms divided.

Aus der DE 40 41 375 A1 ist ein gefedertes Fahrrad bekannt, das über eine Dämpfungseinrichtung verfügt, die eine sowohl antriebskraftabhängig wie auch manuell verstellbare Dämpfungswirkung ermöglicht. Die Dämpfungskraft kann dabei in Einfederungsrichtung bis zur völligen Blockierung eingestellt werden. Dabei wird das Durchlassventil des Dämpferkolbens einseitig verschlossen, so dass der Dämpferbehälter als geschlossener Druckraum wirkt und eine Einfederung aufgrund der Inkompressibilität des Dämpfermediums vollständig verhindert.From the DE 40 41 375 A1 a sprung bicycle is known which has a damping device which enables a damping effect which is both dependent on the driving force and manually adjustable. The damping force can be adjusted in the direction of deflection until it is completely blocked. The passage valve of the damper piston is closed on one side, so that the damper container acts as a closed pressure chamber and completely prevents deflection due to the incompressibility of the damper medium.

Diese Konstruktion hat den Nachteil, dass bei impulsartigen hohen Belastungen bei geschlossenem Dämpferventil der Behälter platzen kann bzw. das Dämpferöl, ggf. unter Zerstörung der Dichtungen, zwischen Kolben und Behälterwand hindurchgepresst wird. Neben der zerstörenden Wirkung kommt es dabei noch zu einer gefährlichen schlagartigen einfederung des Fahrzeugs. Ausserdem ist, bedingt durch die schleifende Dichtung zwischen Kolben und Wandung, ein Losbrechmoment zu überwinden, das das Ansprechverhalten der Federung verschlechtert.This Construction has the disadvantage that with impulsive high loads with the damper valve closed the container can burst or the damper oil, if necessary under destruction the seals are pressed between the piston and the container wall. In addition to the destructive The effect is a dangerous sudden deflection of the vehicle. In addition, due to the sliding seal to overcome a breakaway torque between the piston and the wall, that worsens the response of the suspension.

Diesem letztgenannten Nachteil unterliegen auch Dämpfersysteme, wie sie z.B. aus DE 695 17 221 T2 , DE 197 22 216 C2 oder DE 43 33 379 A1 bekannt sind, da auch diese ge nannten Systeme über eine schleifende Abdichtung zwischen Kolben und Behälterwand verfügen.This latter disadvantage is also subject to damper systems, such as those from DE 695 17 221 T2 . DE 197 22 216 C2 or DE 43 33 379 A1 are known since these systems called ge have a sliding seal between the piston and the container wall.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stufenlos verstellbaren Schwingungsdämpfer der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der ein gegenüber den bekannten Lösungen verbessertes Ansprechverhalten aufweist.The The invention has for its object a continuously adjustable Vibration damper of the to create the kind described above, one against the known solutions has improved responsiveness.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass der Kolben mindestens ein kompressibles elastisches Element, eine untere Stützplatte, eine obere Klemmplatte und eine Verstelleinrichtung aufweist,
dass das mindestens eine elastische Element zwischen der unteren Stützplatte und der oberen Klemmplatte unter radialer Ausdehnung zusammendrückbar ist und
dass das mindestens eine elastische Element mit dem umgebenden Behälter einen Ringspalt bildet, über den die beiden Druckräume miteinander in Wirkverbindung stehen.According to the invention, this object is achieved by
that the piston has at least one compressible elastic element, a lower support plate, an upper clamping plate and an adjusting device,
that the at least one elastic element between the lower support plate and the upper clamping plate is compressible under radial expansion and
that the at least one elastic element forms an annular gap with the surrounding container, via which the two pressure spaces are operatively connected to one another.

Durch die Verstelleinrichtung, z.B. eine Schraube eine hydraulische Einrichtung oder eine elektrische Verstellung, sind die untere Stützplatte und die obere Klemmplatte gegeneinander verstellbar. Wird der Abstand zwischen der Stützplatte und der Klemmplatte kleiner als die Dicke des mindestens einen elastischen Elementes, wölbt sich das mindestens eine elastische Element nach außen. Je stärker der Abstand verringert wird, desto stärker ist die Auswölbung des elastischen Elementes.By the adjustment device, e.g. a screw a hydraulic device or an electrical adjustment, are the lower support plate and the upper clamping plate adjustable against each other. Will the distance between the support plate and the clamping plate is smaller than the thickness of the at least one elastic Element, arches the at least one elastic element faces outwards. ever stronger the Distance is reduced, the greater the bulge of the elastic element.

Dieser Effekt ist reversibel, d.h. bei Vergrößerung des Abstandes der beiden erwähnten Platte nimmt auch die Auswölbung des mindestens einen elastischen Elementes wieder ab. Damit ist der Ringspalt zwischen Behälterwand und Kolben proportional zur durch die Verstelleinrichtung bestimmbare Lage der erwähnten Platten zueinander veränderbar, wodurch der Durchfluss des Dämpferöls vom einen Druckraum des Behälters in den anderen Druckraum bestimmt wird. Dadurch ist eine Einstellbarkeit der Dämpfungswirkung des Schwingungsdämpfers gegeben. Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung entfallen die in den bekannten Lösungen häufig vorhandenen Durchflusskanäle im Kolben.This The effect is reversible, i.e. when the distance between the two increases mentioned Plate also takes the bulge of the at least one elastic element. So that is the annular gap between the container wall and piston proportional to the determinable by the adjusting device Location of the mentioned Plates mutually changeable, whereby the flow of the damper oil from one Pressure chamber of the container is determined in the other pressure chamber. This makes it adjustable the damping effect of the vibration damper given. In this solution according to the invention, the known ones are eliminated Solutions often existing Flow channels in the piston.

Vorteilhaft an dieser Anordnung ist, dass der Ringspalt den Durchfluss des Dämpferöls im Normalbetrieb in Abhängigkeit vom Außendurchmesser des elastischen Elementes bestimmt, ohne die Wand des Behälters zu berühren oder an dieser zu schleifen. Damit entsteht an dieser Stelle entgegen den bisher bekannten Lösungen keine Reibung und damit auch kein Losbrechmoment, was das Ansprechverhalten des Dämpfers erheblich verbessert.Advantageous with this arrangement is that the annular gap is the flow of the damper oil in normal operation dependent on from the outside diameter of the elastic element without determining the wall of the container touch or to grind on it. This arises at this point the previously known solutions no friction and therefore no breakaway torque, which affects the response behavior of the damper significantly improved.

Die für besondere Fahrsituationen des zu dämpfenden Fahrzeuges wünschenswerte Blockierbarkeit des Dämpfers ist durch die Erfindung dadurch besonders vorteilhaft möglich, dass durch entsprechend starke Kompression des elastischen Elementes dieses so stark radial ausdehnbar ist, dass es an die Behälterwand stößt. Der Ringspalt ist dann geschlossen, der Dämpfer blockiert. Durch die jetzt gewollte Reibung zwischen dem elastischen Element und der Wand des Behälters entsteht eine kraftschlüssige Verbindung von Kolben und Behälter. Damit werden unvorteilhafte Druckspitzen beim Blockieren des Dämpfers in den Behälterräumen stark abgemildert.The for special Driving situations of the to be damped Vehicle desirable Lockability of the damper is particularly advantageously possible by the invention that by correspondingly strong compression of the elastic element this is so radially expandable that it hits the container wall encounters. The The annular gap is then closed, the damper is blocked. Through the now wanted friction between the elastic element and the Wall of the container creates a non-positive Connection of piston and container. This eliminates disadvantageous pressure peaks when the damper is locked in the container spaces strong mitigated.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung weicht von der bisher üblichen zylindrischen Bauform des Dämpferbehälters mit konstantem Querschnitt ab. Dadurch, dass durch die Erfindung zwischen Kolben und der Behälterwand keine kontinuierlich im Eingriff befindliche, schleifende Dichtung mehr erforderlich ist, ist der Behälter längs der Hauptachse in variablen Querschnitten ausführbar, z.B konisch oder mit örtlichen Ausbauchungen. Diese Bauweise ermöglicht es, die Dämpfung abhängig vom Einfederungsweg des Fahrzeuges variabel zu gestalten und damit den gewünschten Dämpfungscharakteristiken, z.B. Endlagendämpfung bzw. verringerte Dämpfung um die Nulllage, anzupassen.Another embodiment of the invention deviates from the previously customary cylindrical design of the damper container with a constant cross section. Because the invention between col ben and the container wall is no longer required continuously engaged, sliding seal, the container can be carried out along the main axis in variable cross-sections, for example conical or with local bulges. This design makes it possible to make the damping variable depending on the deflection path of the vehicle and thus to adapt it to the desired damping characteristics, for example end position damping or reduced damping around the zero position.

Anhand der Zeichnungen werden im Folgenden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigt:Based The drawings are two exemplary embodiments of the invention below explained. It shows:

1 Eine Schnittdarstellung eines Schwingungsdämpfers mit einstellbarer Dämpfungswirkung 1 A sectional view of a vibration damper with adjustable damping effect

2 Eine Detailansicht des Kolbens des Schwingungsdämpfers in verspanntem Zustand 2 A detailed view of the piston of the vibration damper in the tensioned state

Der in 1 dargestellte Schwingungsdämpfer besteht aus einer Verstellschraube 1, einer unteren Stützplatte 2, einem elastischen Element 3, welches zwischen der unteren Stützplatte 2 und einer oberen Klemmplatte 4 eingespannt ist und einem Dämpferrohr, das die beiden Druckräume 7 und 8 aufnimmt und sich über eine Anbindevorrichtung 11 gegen ein hier nicht gezeigtes erstes Fahrzeugteil abstützt. Die Druckräume 7 und 8 werden durch den aus den beiden Platten 2 und 4 und dem dazwischen eingespannten elastischen Element 3 bestehenden Dämpferkolben 9 voneinander getrennt. Dieser Kolben stützt sich über eine hohle Kolbenstange 10 und eine Anbindevorrichtung 12 an einem ebenfalls hier nicht gezeigten zweiten Fahrzeugteil ab und ist mit der Verstellschraube gekoppelt. Der Kolben 9 ist von einem Ringspalt 6 umgeben, der ein Durchströmen des in den Druckräumen 7 und 8 vorhandenen Dämpferöls von einem Druckraum in den anderen gestattet.The in 1 The vibration damper shown consists of an adjusting screw 1 , a lower support plate 2 , an elastic element 3 which is between the lower support plate 2 and an upper clamp 4 is clamped and a damper tube that the two pressure chambers 7 and 8th picks up and over a tether 11 against a first vehicle part, not shown here. The pressure rooms 7 and 8th are made by the from the two plates 2 and 4 and the elastic member clamped between them 3 existing damper pistons 9 separated from each other. This piston is supported by a hollow piston rod 10 and a tether 12 on a second vehicle part, also not shown here, and is coupled to the adjusting screw. The piston 9 is from an annular gap 6 surrounded by a flow through the in the pressure rooms 7 and 8th existing damper oil allowed from one pressure chamber to the other.

Über die Stellschraube 1 lässt sich die Klemmplatte 4 gegen die untere Stützplatte 2 ziehen. Dabei wird das Element 3 elastisch verformt, wie in 2 gezeigt wird. Je stärker die Platte 2 gegen die Platte 4 gezogen wird, desto stärker wölbt sich das Element 3 zwischen den Platten nach außen. Der Ringspaltquerschnitt wird dabei verringert, die Dämpfungskraft steigt an. Wenn das Element 3 an die Wand des Behälters 5 anstößt, ist kein Öldurchfluss mehr möglich, der Dämpfer blockiert. Erhöht man durch weiteres Anziehen der Klemmplatte 4 den Anpressdruck des Elementes 3 gegen die Wand des Behälters 5, kommt es zu einer kraftschlüssigen festen Verbindung zwischen Kolben 9 und Behälter 5. Dadurch werden bei impulsartiger hoher Belastung des Dämpfers unerwünschte Druckspitzen in den Druckräumen 7 und 8 stark abgemildert.About the set screw 1 the clamping plate 4 against the lower support plate 2 pull. The element 3 elastically deformed, as in 2 will be shown. The stronger the plate 2 against the plate 4 is pulled, the more the element bulges 3 between the plates to the outside. The annular gap cross-section is reduced, the damping force increases. If the item 3 on the wall of the container 5 oil flow is no longer possible, the damper blocks. One increases by further tightening the clamping plate 4 the contact pressure of the element 3 against the wall of the container 5 , there is a non-positive connection between the pistons 9 and containers 5 , This causes undesirable pressure peaks in the pressure chambers when the damper is subjected to high impulses 7 and 8th severely softened.

Durch Lösen der Stellschraube 1 kann dieser Vorgang rückgängig gemacht werden. Damit ist die Dämpferkraft über die Stellschraube 1 stufenlos bis zur völligen Blockierung des Dämpfers einstellbar.By loosening the set screw 1 this process can be undone. So the damper force is over the set screw 1 continuously adjustable until the damper is completely blocked.

11: Stellschraubescrew
22: Untere StützplatteLower support plate
33: Elastisches Elementelastic element
44: Obere KlemmplatteUpper clamp
55: Behältercontainer
66: Ringspaltannular gap
77: Oberer DruckraumOberer pressure chamber
88th: Unterer Druckraumlower pressure chamber
99: Dämpferkolbendamper piston
1010: Kolbenstangepiston rod
1111: Anbindevorrichtung an KarosserieTying on body
1212: Anbindevorrichtung an AchseTying on axis

Claims

Vibration damper, consisting of a container filled with damping medium ( 5 ) in which a piston ( 9 ) with a piston rod ( 10 ) is axially displaceable, the piston ( 9 ) the container ( 5 ) in two pressure rooms ( 7 . 8th ) divided, characterized in that the piston ( 9 ) at least one compressible elastic element ( 3 ), a lower support plate ( 2 ), an upper clamping plate ( 4 ) and an adjustment device ( 1 ) has that the at least one elastic element ( 3 ) between the lower support plate ( 2 ) and the upper clamping plate ( 4 ) can be compressed under radial expansion and that the at least one elastic element ( 3 ) with the surrounding container ( 5 ) an annular gap ( 6 ) over which the two pressure chambers ( 7 . 8th ) are in active connection with each other.

Vibration damper according to claim 1, characterized in that by correspondingly strong compression of the at least one elastic element ( 3 ) this is so radially expandable that by bumping the at least one elastic element ( 3 ) to the container wall ( 5 ) the annular gap ( 6 ) is closable and by friction between the at least one elastic element ( 3 ) and the wall of the container ( 5 ) a positive connection of pistons ( 9 ) and container ( 5 ) can be produced.

Vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that the container ( 5 ) has a non-constant cross-section along the main axis.

vibration according to claim 3, characterized in that the damping along the damper path a predetermined, non-constant, non-linear characteristic equivalent.