DE102008042251B3 - Steam valve for vibration damper in vehicle, has noise suppression unit formed by annular inertial flow channel that is assigned to passage channel, where flow channel is formed by helical-like pipe - Google Patents

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Abstract

The valve (17) has a body (7) with a passage channel (9) whose outlet is controlled by a valve body (13). A noise suppression unit is formed by an annular inertial flow channel (31) that is assigned to the passage channel. Damping medium flowing through the passage channel flows via the flow channel independent of a valve body position. The flow channel is formed by a helical-like pipe. A collecting area (33) is assigned to the valve and connects the flow channel with the valve. The flow channel is formed at a stop spring i.e. helical compression spring.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The The invention relates to a vibration damper according to the preamble of claim 1.

Ein konventioneller Schwingungsdämpfer setzt kinetische Energie in Wärmeenergie um. Dabei wird Dämpfmedium durch mindestens einen Durchtrittskanal eines Dämpfventils verdrängt, wodurch ein Ventilkörper eine Austrittsöffnung des Durchtrittskanals freigibt. Während des Dämpfbetriebs können insbesondere bei höheren Anregungsfrequenzen Geräusche auftreten, die im Fahrzeuginnenraum deutlich hörbar sind.One conventional vibration damper sets kinetic energy into heat energy around. This is damping medium displaced by at least one passage channel of a damping valve, whereby a valve body an outlet opening the passage opens. During the damping operation, in particular at higher Excitation frequencies noises occur that are clearly audible in the vehicle interior.

Bisher wurden Maßnahmen am Dämpfventil durchgeführt, indem z. B. spezielle Ventilscheiben zum Einsatz kamen. Eine weitere Maßnahme ist z. B. aus der DE 27 27 407 A1 bekannt, bei der ein im Dämpfventil herrschender Hochdruck stufenweise durch eine Reihenschaltung mehrere Ventildrosselstellen abgebaut wurde. Der Nachteil derartiger Ventilkonstruktionen besteht darin, dass man zwar das Geräuschproblem abbauen kann, jedoch Kompromisse in der Dämpfkraftcharakteristik in kauf nehmen muss.So far, measures have been carried out on the damping valve by z. B. special valve discs were used. Another measure is z. B. from the DE 27 27 407 A1 known, in which a prevailing in the damping valve high pressure was gradually reduced by a series connection several valve throttle points. The disadvantage of such valve designs is that, while it is possible to reduce the noise problem, compromises in the damping force characteristic must be accepted.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass man einen frequenzabhängigen Schwingungsdämpfer einsetzt, bei dem eine schwingfähige Masse einen Bypasskanal zum Dämpfventil ansteuert. Beispielhaft wird auf die DE 2 139 942 A verwiesen. Diese Bauweise konnte sich jedoch auch nicht durchsetzen.Another possibility is that one uses a frequency-dependent vibration damper, in which an oscillatable mass drives a bypass channel to the damping valve. Exemplary is on the DE 2 139 942 A directed. However, this construction could not prevail.

Aus der gattungsbildenden DE 81 33 344 U1 ist ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer bekannt, das einen Dämpfventilkörper mit mindestens einem Durchtrittskanal umfasst, dessen Austrittsöffnung von mindestens einem Ventilkörper angesteuert wird. Das Dämpfventil weist Mittel zur Geräuschunterdrückung auf, die von mindestens einem Trägheitsströmungskanal zwischen einem Kolbenhemd und einem topfförmige Körper des Dämpfventils gebildet wird. Der Trägheitskanal ist dem Dämpfventil in Reihe zugeordnet, wobei das gesamte den Durchtrittskanal durchströmende Dämpfmedium unabhängig von der Ventilkörperposition zur Austrittsöffnung auch die gesamte Länge des Trägheitsströmungskanals durchströmt.From the generic DE 81 33 344 U1 a damping valve for a vibration damper is known which comprises a Dämpfventilkörper with at least one passage channel, whose outlet opening is driven by at least one valve body. The damping valve has noise suppression means formed by at least one inertial flow passage between a piston skirt and a cup-shaped body of the damping valve. The inertia channel is associated with the damping valve in series, wherein the entire passage medium flowing through the damping medium, regardless of the valve body position to the outlet opening and through the entire length of the inertial flow passage.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine weitere Variante eines Schwingungsdämpfers mit minimierter Geräuschbildung zu realisieren, wobei die Dämpfkraftcharakteristik des Schwingungsdämpfers möglichst unbeeinflusst bleiben soll.The Object of the present invention is a further variant a vibration damper with minimized noise to realize, with the damping force characteristic of the vibration damper preferably should remain unaffected.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.According to the invention Problem solved by the features of claim 1.

Versuche haben die geräuschunterdrückende Wirkung des Trägheitsströmungskanals bestätigt. Der große Vorteil besteht darin, dass man am Ventilkörper oder an den Ventilscheiben keinerlei Veränderungen durchführen muss, also weiterhin auf bewährte Standardbauteile zurückgreifen kann. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, erst dann, wenn ein Geräuschproblem festgestellt wurde, den Trägheitsströmungskanal zu verwenden.tries have the noise-suppressing effect the inertial flow channel approved. Of the size The advantage is that you on the valve body or on the valve discs no changes carry out must, therefore, continue to be proven Resort to standard components can. This results in the possibility only when a noise problem has been detected, the inertial flow channel to use.

Das wendelförmige Rohr lässt sich sehr einfach an eine Trennscheibe zum Sammelraum befestigten. Diese Trennscheibe kann z. B. an einer Kolbenstange fixiert sein.The helical Tube leaves very easily attached to a cutting disc to the collection room. This blade can z. B. to be fixed to a piston rod.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist dem Dämpfventil in Reihe ein Sammelraum zugeordnet, der den Trägheitsströmungskanal mit dem Dämpfventil verbindet. Der Sammelraum erleichtert die Verwendung eines Standard-Dämpfventils, indem sich der Sammelraum dem Trägheitsströmungskanal anschließt.According to one advantageous subclaim is the damping valve in series a collecting space associated with the inertial flow channel with the damping valve combines. The plenum facilitates the use of a standard damping valve, by the collecting space the inertial flow channel followed.

Eine besonders bauraumsparende Variante zeichnet sich dadurch aus, dass der Trägheitsströmungskanal an einer Anschlagfeder ausgeführt ist. Sollte der Trägheitsströmungskanal aufgrund der Deformation der Anschlagfeder eingeschränkt oder gar ganz verschlossen sein, so spielt dieser Umstand keine Rolle, da bei diesen Anregungen die Wirkung des Trägheitsströmungskanals nicht benötigt wird.A particularly space-saving variant is characterized by the fact that the inertial flow channel executed on a stop spring is. Should the inertial flow channel Limited or due to the deformation of the stop spring even be completely closed, this circumstance does not matter since with these suggestions the effect of the inertial flow channel is not needed.

Der Trägheitsströmungskanal kann in beliebiger Bauform einer Anschlagfeder ausgeführt sein, beispielsweise in einer rohrförmigen Schraubendruckfeder oder auch in einem Elastomerkörper.Of the Inertial flow channel can be designed in any shape of a stop spring, for example in a tubular Helical compression spring or in an elastomer body.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.Based The following description of the figures, the invention will be explained in more detail.

Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1 beliebiger Bauart. In einem Zylinder 3 ist eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt. An der Kolbenstange 5 ist ein Kolben 7 mit Durchtrittskanälen 9; 11 für zwei Durchströmungsrichtungen befestigt. Austrittsöffnungen der Durchtrittskanäle 9; 11 werden von mindestens einer Ventilscheibe 13; 15 als Ventilkörper abgedeckt. Der Kolben 7 stellt einen Dämpfventilkörper für jeweils ein Dämpfventil 17; 19 dar. Grundsätzlich kann das Dämpfventil auch ortsfest zum Zylinder 3 ausgeführt sein, beispielsweise wie ein an sich bekanntes Bodenventil.The 1 shows a section of a vibration damper 1 of any type. In a cylinder 3 is a piston rod 5 guided axially movable. At the piston rod 5 is a piston 7 with passageways 9 ; 11 attached for two flow directions. Outlets of the passageways 9 ; 11 be from at least one valve disc 13 ; 15 Covered as a valve body. The piston 7 represents a Dämpfventilkörper for each a damping valve 17 ; 19 In principle, the damping valve can also be fixed to the cylinder 3 be executed, for example, as a known per se bottom valve.

Der Kolben 7 unterteilt den mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder 3 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 21; 23. Der Ventilkörper 15 im kolbenstangenfernen Arbeitsraum 23 wird von einer Schraubendruckfeder 25 vorgespannt, die sich an einer Kolbenbefestigungsmutter 27 abstützt. Einteilig mit dieser Kolbenbefestigungsmutter 27 ist eine zylindrische Hülse 29 ausgeführt, die zusammen mit der Innenwandung des Zylinders einen ringförmigen Trägheitsströ mungskanal 31 bildet. Die Länge des Trägheitsströmungskanals 31 entspricht dem Vielfachen der Länge der Durchtrittskanäle 9; 11 in den Dämpfventilen 15; 17, aber auch der Breite des Trägheitsströmungskanals bzw. dem Abstand der Hülse 29 zur Innenwandung.The piston 7 divides the filled with damping medium cylinder 3 in a piston rod side and a piston rod remote work space 21 ; 23 , The valve body 15 in the piston rod far Ar beitsraum 23 is from a helical compression spring 25 preloaded, which is attached to a piston nut 27 supported. One-piece with this piston mounting nut 27 is a cylindrical sleeve 29 executed, which mungskanal together with the inner wall of the cylinder an annular Trägheitsströ 31 forms. The length of the inertial flow channel 31 corresponds to the multiple of the length of the passageways 9 ; 11 in the damping valves 15 ; 17 , But also the width of the inertial flow passage or the distance of the sleeve 29 to the inner wall.

Die zylindrische Hülse 29 und der Kolben 7 bilden einen Sammelraum 33, der in Reihe zum Dämpfventil angeordnet ist und den Trägheitsströmungskanal mit dem Dämpfventil verbindet. Damit ist der Trägheitsströmungskanal auch in Reihe zu dem Dämpfventil 15 bzw. zum Durchtrittskanal 9 angeordnet, wobei das gesamte die Durchtrittskanäle 9; 11 durchströmende Dämpfmedium unabhängig von der Ventilkörperposition zur Austrittsöffnung, d. h. Vom Kolben abgehoben oder anliegend, auch die gesamte Länge des Trägheitsströmungskanals 31 durchströmt. In diesem Ausführungsbeispiel ist das den Trägheitsströmungskanal bildende zylindrische Bauteil, nämlich die Hülse 29 der Kolbenbefestigungsmutter im kolbenstangenfernen Arbeitsraum 23 angeordnet.The cylindrical sleeve 29 and the piston 7 form a collection room 33 which is arranged in series with the damping valve and connects the inertial flow passage with the damping valve. Thus, the inertial flow passage is also in series with the damping valve 15 or to the passageway 9 arranged, the entire the passageways 9 ; 11 flowing through damping medium regardless of the valve body position to the outlet opening, ie lifted from the piston or fitting, and the entire length of the inertial flow passage 31 flows through. In this embodiment, the cylindrical member constituting the inertial flow passage is the sleeve 29 the piston mounting nut in the piston rod remote working space 23 arranged.

Bei einer gewöhnlichen Anregungsfrequenz von beispielsweise 15 hz wird Dämpfmedium bei einer Kolbenstangenausfahrbewegung aus dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 23 durch den Durchtrittskanal 11 vorbei am abgehobenen Ventilkörper 15 in den Sammelraum 33 verdrängt. Die Dämpfkraft wird dabei vom Dämpfventil 19 bestimmt. Die Dämpfkraft stützt sich als Reaktionskraft am Kolben 7 und damit an der Kolbenstange 5 ab.At a common excitation frequency of, for example, 15 hz, damping medium in a piston rod extension movement from the piston rod side working space 23 through the passageway 11 past the lifted valve body 15 in the collection room 33 repressed. The damping force is thereby from the damping valve 19 certainly. The damping force is based on reaction force on the piston 7 and thus on the piston rod 5 from.

Bei sehr hohen Frequenzen, z. B. 200 Hz, wirkt sich die Massenträgheit der in dem Trägheitsströmungskanal 31 vorhandenen Dämpfmediummasse aus. Diese Masse übt über die Hülse 29 eine Widerstandskraft F⊤ auf die Kolbenstange 5 aus, die wiederum einer hochfrequenten Eigenschwingung der Kolbenstange entgegenwirkt.At very high frequencies, z. B. 200 Hz, affects the inertia of the inertial flow channel 31 existing damping medium mass. This mass exercises over the sleeve 29 a resistance force F ⊤ on the piston rod 5 out, which in turn counteracts a high-frequency natural vibration of the piston rod.

Es gilt:
Widerstand F⊤ an der Kolbenstange von dem Trägheitsströmungskanal: F⊤ =(2·pi·f·ρ·L/A⊤)·F2

ρ
= Dichte des Dämpfmediums
f
= Frequenz (z. B. 200 hz)
L
= Länge des Trägheitsströmungskanals
A⊤
= Querschnitt des Trägheitsströmungskanals
F
= Querschnitt des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums
The following applies:
Resistance F ⊤ on the piston rod from the inertial flow channel : F ⊤ = (2 * pi * f · ρ · L / A ⊤ ) · F 2
ρ
= Density of the damping medium
f
= Frequency (eg 200 hz)
L
= Length of inertial flow channel
A ⊤
= Cross section of the inertial flow channel
F
= Cross section of the piston rod side working space

Bei einer Kolbenstangeneinfahrbewegung tritt das Dämpfmedium ausgehend vom komprimierten kolbenstangenfernen Arbeitsraum erst in den Trägheitsströmungskanal 31 ein und setzt dann den Weg über den Sammelraum 33 in die Durchtrittskanäle 9; 11 fort. Die Wirkung auf die Kolbenstange 5 ist jedoch dieselbe, so dass die räumliche Zuordnung des Trägheitsströmungskanals 31 zu den Dämpfventilen 17; 19 unwichtig ist.In a piston rod retraction movement, the damping medium, starting from the compressed piston rod remote working space, first enters the inertia flow channel 31 and then sets the path over the collection room 33 in the passageways 9 ; 11 continued. The effect on the piston rod 5 however, it is the same so that the spatial allocation of the inertial flow channel 31 to the damping valves 17 ; 19 is unimportant.

Die Variante nach der 2 folgt dem Wirkprinzip der Ausführung nach 1. Abweichend bildet die Kolbenbefestigungsmutter 27 eine Trennscheibe 35 zum Sammelraum 33, an der in Richtung des kolbenstangenfernen Arbeitsraums ein wendelförmiges Rohr 37 befestigt ist, das den Trägheitsströmungskanal 31 bildet. Das Rohr 37 kann elastisch wie eine Schraubendruckfeder ausgeführt sein und damit die Funktion einer Anschlagfeder ausführen, die sich z. B. an einem nicht dargestellten Boden oder einem Bodenventilkörper des Zylinders abstützt und dadurch eine weitere Kraft auf die Kolbenstange ausübt. Zur Verhinderung einer Leckage zwischen dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 23 und dem Sammelraum 33 ist die Trennscheibe 35 zur Innenwandung des Zylinders 3 mittels einer Ringdichtung 39 abgedichtet.The variant after the 2 follows the operating principle of the execution 1 , Deviating forms the piston mounting nut 27 a cutting disc 35 to the collection room 33 , on the in the direction of the piston rod remote working space a helical tube 37 is attached, the inertial flow channel 31 forms. The pipe 37 can be designed to be elastic as a helical compression spring and thus perform the function of a stop spring, the z. B. on a bottom, not shown, or a bottom valve body of the cylinder and thereby exerts a further force on the piston rod. To prevent leakage between the piston rod side working space 23 and the collection room 33 is the cutting disc 35 to the inner wall of the cylinder 3 by means of a ring seal 39 sealed.

Die 3 zeigt ein hülsenförmiges Bauteil an der Kolbenstange 5, dass eine wendelförmige Nut 41 auf ihrer äußeren Mantelfläche aufweist, wie in der rechten Schnitthälfte erkennbar ist. Das hülsenförmige Bauteil wird ebenfalls von einer Anschlagfeder 43 in der Ausführung eines Elastomerkörpers gebildet. Eine auf einer Ventilstützscheibe 45 aufliegende Unterseite des Elastomerkörpers und die Oberseite des Kolbens 7 bilden den Sammelraum 33.The 3 shows a sleeve-shaped component on the piston rod 5 that a helical groove 41 has on its outer lateral surface, as can be seen in the right half of the section. The sleeve-shaped component is also of a stop spring 43 formed in the execution of an elastomeric body. One on a valve support disk 45 resting bottom of the elastomer body and the top of the piston 7 form the collection room 33 ,

In der linken Schnitthälfte ist die wendelförmige Nut 41 auf einer inneren Mantelfläche des Elastomerkörpers ausgeführt, so dass der Trägheitsströmungskanal zusammen mit der äußeren Mantelfläche der Kolbenstange 5 gebildet wird. Dadurch ergeben sich größere Gestaltungsmöglichkeiten beim Elastomerkörper.In the left half of the cut is the helical groove 41 executed on an inner circumferential surface of the elastomeric body, so that the inertial flow channel together with the outer circumferential surface of the piston rod 5 is formed. This results in greater design options for the elastomer body.

Im normalen Hubbereich und einer hochfrequenten Anregung wirkt der Trägheitsströmungskanal 31 wie in den Ausführungen nach den 1 oder 2. Wenn eine Endanschlagposition erreicht ist, also der Elastomerkörper beispielsweise an einer Unterseite einer nicht dargestellten Kolbenstangenführung anliegt, dann wird die Funktion des Trägheitsströmungskanals 31 nicht benötigt, da sich diese Hublage und eine hochfrequente Anregung gegeneinander ausschließen. Deshalb ist es völlig unkritisch, wenn der Elastomerkörper axial gestaucht und der Querschnitt des Trägheitsströmungskanals 31 ggf. verschlossen wird.In the normal stroke range and a high-frequency excitation of the inertia flow channel acts 31 as in the comments after the 1 or 2 , When an end stop position is reached, so the elastomeric body abuts, for example, on an underside of a piston rod guide, not shown, then the function of the inertial flow passage 31 not needed, since this Hublage and a high-frequency excitation exclude each other. Therefore, it is completely uncritical when the elastomer body axially compressed and the cross section of the inertial flow passage 31 possibly closed.

11
Schwingungsdämpfervibration
33
Zylindercylinder
55
Kolbenstangepiston rod
77
Kolbenpiston
9, 119 11
DurchtrittskanälePassageways
13, 1513 15
Ventilscheibenvalve discs
17, 1917 19
Dämpfventildamping valve
2121
kolbenstangenseitiger Arbeitsraumthe piston rod side working space
2323
kolbenstangenferner Arbeitsraumpiston rod further working space
2525
SchraubendruckfederHelical compression spring
2727
KolbenbefestigungsmutterPiston fastening nut
2929
Hülseshell
3131
TrägheitsströmungskanalInertial flow channel
3333
Sammelraumplenum
3535
Trennscheibecutting wheel
3737
Rohrpipe
3939
Ringdichtungring seal
4141
Nutgroove
4343
Anschlagfederstop spring
4545
VentilstützscheibeValve supporting disc

Claims (6)

Dämpfventil (17; 19) für einen Schwingungsdämpfer (1), umfassend einen Dämpfventilkörper (7) mit mindestens einem Durchtrittskanal (9; 11), dessen Austrittsöffnung von mindestens einem Ventilkörper (13; 15) angesteuert wird, wobei das Dämpfventil (17; 19) Mittel (31) zur Geräuschunterdrückung aufweist, die Mittel von mindestens einem Trägheitsströmungskanal (31) gebildet werden, der dem Durchtrittskanal (9; 11) in Reihe zugeordnet ist, wobei das gesamte den Durchtrittskanal (9; 11) durchströmende Dämpfmedium unabhängig von der Ventilkörperposition zur Austrittsöffnung auch die gesamte Länge des Trägheitsströmungskanals (31) durchströmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägheitsströmungskanal (31) von einem wendelförmigen Rohr (37) gebildet wird.Damping valve ( 17 ; 19 ) for a vibration damper ( 1 ) comprising a damper valve body ( 7 ) with at least one passageway ( 9 ; 11 ), whose outlet opening of at least one valve body ( 13 ; 15 ) is controlled, wherein the damping valve ( 17 ; 19 ) Medium ( 31 ) for noise suppression, the means of at least one inertial flow channel ( 31 ) are formed, which the passageway ( 9 ; 11 ) is associated in series, the entire the passageway ( 9 ; 11 ) flowing through the damping medium regardless of the valve body position to the outlet opening and the entire length of the inertial flow channel ( 31 ), characterized in that the inertial flow channel ( 31 ) of a helical tube ( 37 ) is formed. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dämpfventil (17; 19) in Reihe ein Sammelraum (33) zugeordnet ist, der den Trägheitsströmungskanal (31) mit dem Dämpfventil (17; 19) verbindet.Damping valve according to claim 1, characterized in that the damping valve ( 17 ; 19 ) in a collection room ( 33 ) associated with the inertial flow channel ( 31 ) with the damping valve ( 17 ; 19 ) connects. Dämpfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wendelförmige Rohr (37) an eine Trennscheibe (35) zu einem Sammelraum (33) befestigt ist.Damping valve according to claim 2, characterized in that the helical tube ( 37 ) to a cutting disc ( 35 ) to a collection room ( 33 ) is attached. Dämpfventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägheitsströmungskanal (31) an einer Anschlagfeder (43) ausgeführt ist.Damping valve according to the preamble of claim 1, characterized in that the inertial flow channel ( 31 ) on a stop spring ( 43 ) is executed. Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfeder (43) als Schraubendruckfeder ausgeführt ist.Damping valve according to claim 4, characterized in that the stop spring ( 43 ) is designed as a helical compression spring. Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfeder (43) von einem Elastomerkörper gebildet wird.Damping valve according to claim 4, characterized in that the stop spring ( 43 ) is formed by an elastomeric body.
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