DE102022204125A1

DE102022204125A1 - Adjustable damping valve device

Info

Publication number: DE102022204125A1
Application number: DE102022204125.9A
Authority: DE
Inventors: Jörg Rösseler; Aleksandar Knezevic
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2022-04-28
Publication date: 2022-12-01

Abstract

Verstellbare Dämpfventileinrichtung, umfassend einen Aktuator zur Ansteuerung eines Hauptstufenventils, wobei dem Hauptstufenventil hydraulisch in Reihe ein passives Dämpfventil zugeordnet ist, das mit zunehmender Anströmgeschwindigkeit ausgehend von einer Schließposition eine Durchlassposition einnimmt, und ein weiteres passives Dämpfventil mit zunehmender Anströmgeschwindigkeit ausgehend von einer Durchlassposition in eine Drosselstellung übergeht, wobei das weitere Dämpfventil hinsichtlich seines Ansprechverhaltens derart ausgelegt ist, dass es bereits eine Schließbewegung ausführt, wenn das Hauptstufenventil über den Aktuator eingestellt noch eine weiche Dämpfkrafteinstellung aufweist.Adjustable damping valve device, comprising an actuator for controlling a main stage valve, with the main stage valve being assigned a passive damping valve hydraulically in series, which assumes an open position with increasing inflow speed, starting from a closed position, and a further passive damping valve with increasing inflow speed, starting from an open position into a throttle position goes over, wherein the further damping valve is designed in terms of its response behavior such that it already performs a closing movement when the main stage valve set via the actuator still has a soft damping force setting.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Dämpfventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to an adjustable damping valve device according to the preamble of patent claim 1.

Die DE 10 2015 223 932 A1 beschreibt eine verstellbare Dämpfventileinrichtung, die ein passives Dämpfventil für eine weiche Dämpfkraftkennlinie aufweist, bei der ein elektromagnetischer Aktuator zur Verstellung der Dämpfventileinrichtung minimal bestromt ist und sich zur weiteren Komfortsteigerung ein Hauptstufenventil der Dämpfventileinrichtung in einer Abhubposition befindet. Bei einer Umstellung der Dämpfkraftcharakteristik auf ein höheres Dämpfkraftniveau muss das Hauptstufenventil erst geschlossen werden. Dabei bestimmen interne Schaltzeiten und Massenträgheiten das Ansprechverhalten der Dämpfventileinrichtung.the DE 10 2015 223 932 A1 describes an adjustable damping valve device that has a passive damping valve for a soft damping force characteristic, in which an electromagnetic actuator for adjusting the damping valve device is minimally energized and a main stage valve of the damping valve device is in a lifting position to further increase comfort. When changing the damping force characteristics to a higher damping force level, the main stage valve must first be closed. Internal switching times and mass inertia determine the response behavior of the damping valve device.

Aus der DE 10 2004 054 474 B3 ist eine verstellbare Dämpfventileinrichtung bekannt, der hydraulisch in Reihe ein passives Dämpfventil zugeordnet ist, das bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten ausgehend von einer Durchlassstellung in eine Schließposition übergeht. Das Dämpfventil ist derart ausgelegt, dass es erst bei sehr hohen Belastungen eines Schwingungsdämpfers einsetzt, um die Dämpfventileinrichtungen zu schützen. Im Normalbetrieb des Schwingungsdämpfers ist das Dämpfventil nicht wirksam.From the DE 10 2004 054 474 B3 an adjustable damping valve device is known, to which a passive damping valve is assigned hydraulically in series, which at higher flow velocities proceeds from an open position to a closed position. The damping valve is designed in such a way that it only kicks in when a vibration damper is subjected to very high loads, in order to protect the damping valve devices. The damping valve is not effective during normal operation of the vibration damper.

Die DE 39 17 064 A1 beschreibt eine Dämpfventileinrichtung, die ein passives Dämpfventil enthält, das nur dann einsetzt, wenn ein verstellbares Dämpfventil von der Stromversorgung abgeschnitten wird. Das passive Dämpfventil ist ein reines Notbetriebsventil. Bei dem Notbetriebsventil kann es sich um eine Konstantdrossel oder um ein Dämpfventil mit einer elastischen Ventilscheibe handeln, die bei einer Betriebsbewegung von einer Ventilsitzfläche abhebt.the DE 39 17 064 A1 describes a damping valve assembly that includes a passive damping valve that operates only when a variable damping valve is de-energized. The passive damping valve is purely an emergency operation valve. The emergency operating valve can be a constant throttle or a damping valve with an elastic valve disk that lifts off a valve seat surface during an operating movement.

Die DE 10 2016 210 790 A1 offenbart ein passives Dämpfventil, das radial aufweitbares ringförmiges Ventilelement aufweist, das zusammen mit einer Strömungsleitfläche eine Drosselstelle bildet, deren Querschnitt bei Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Drosselstelle ausgehend von einer Durchlassstellung in eine Drosselstellung übergeht. Auch dieses Dämpfventil ist tendenziell für höhere Dämpfkräfte bei höheren Belastungen ausgelegt, wobei dem schließenden Dämpfventil hydraulisch in Reihe ein konventionelles Dämpfventil zugeordnet ist.the DE 10 2016 210 790 A1 discloses a passive damping valve which has a radially expandable annular valve element which, together with a flow guide surface, forms a throttle point whose cross-section changes from an open position to a throttle position as the flow velocity within the throttle point increases. This damping valve tends to be designed for higher damping forces at higher loads, with the closing damping valve being associated hydraulically in series with a conventional damping valve.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verstellbare Dämpfventileinrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, sodass einerseits über einen weiten Anregungsbereich eine komfortable Dämpfkrafteinstellung vorliegt und dennoch auch bei plötzlichen Anregungen eine schnelle Dämpfkraftanhebung möglich ist.The object of the present invention is to further develop an adjustable damping valve device so that on the one hand there is a comfortable setting of the damping force over a wide range of excitation and yet a rapid increase in the damping force is possible even in the event of sudden excitation.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das weitere Dämpfventil hinsichtlich seines Ansprechverhaltens derart ausgelegt ist, dass es bereits eine Schließbewegung ausführt, wenn das Hauptstufenventil über den Aktuator eingestellt noch eine weiche Dämpfkrafteinstellung aufweist.The object is achieved in that the additional damping valve is designed with regard to its response behavior in such a way that it already performs a closing movement when the main stage valve is set via the actuator and still has a soft damping force setting.

Mit dieser Auslegung der Dämpfventileinrichtung und des weiteren Dämpfventils wird einerseits erreicht, dass ein nennenswerter Anteil der Dämpfarbeit der Dämpfventileinrichtung von passiven Dämpfventilen erzeugt wird. Dadurch kann der Energieverbrauch der Dämpfventileinrichtung für das Hauptstufenventil gesenkt, aber anderseits die Reaktionsfähigkeit der Dämpfventileinrichtung auf einen höheren Dämpfkraftbedarf gesteigert werden.With this design of the damping valve device and the additional damping valve, it is achieved on the one hand that a significant portion of the damping work of the damping valve device is generated by passive damping valves. As a result, the energy consumption of the damping valve device for the main stage valve can be reduced, but on the other hand the responsiveness of the damping valve device to a higher damping force requirement can be increased.

Bevorzugt weist das weitere Dämpfventil ein ringförmiges Ventilelement auf, das innerhalb einer Ringnut geführt ist und mit einer Strömungsleitfläche zusammenwirkt, wobei das Ventilelement und die Strömungsleitfläche eine Drosselstelle des weiteren Dämpfventils bilden. Als Strömungsleitfläche dient beispielsweise die Innenwandung eines Zylinders innerhalb eines Schwingungsdämpfers. Damit ist das weitere Dämpfventil räumlich unabhängig von dem vorhandenen passiven Dämpfventil platzierbar.The further damping valve preferably has an annular valve element which is guided within an annular groove and interacts with a flow guide surface, the valve element and the flow guide surface forming a throttle point of the further damping valve. The inner wall of a cylinder within a vibration damper, for example, serves as a flow guide surface. The additional damping valve can thus be placed spatially independently of the existing passive damping valve.

Zur Unterstützung der Betriebsbewegung des weiteren Dämpfventils bilden die Ringnut und eine Mantelfläche des Ventilelements eine Druckkammer, die über mindestens eine Anschlussöffnung mit Dämpfmedium versorgt wird. Damit steht ein weiterer Parameter zur Aktivierung des weiteren Dämpfventils zur Verfügung.To support the operating movement of the further damping valve, the annular groove and a lateral surface of the valve element form a pressure chamber which is supplied with damping medium via at least one connection opening. A further parameter is thus available for activating the further damping valve.

Optional kann das weitere Dämpfventil auch mindestens zwei Betriebsstufen aufweisen, wobei eine erste Betriebsstufe bei weichster Dämpfkrafteinstellung des Hauptstufenventils wirksam ist und eine zweite Betriebsstufe bei einem über den Aktuator aktiviertem Hauptstufenventil wirksam ist. Diese Bauform ermöglicht das Zuschalten eines weiteren Dämpfventils für beide Betriebsformen des Aktuators, um schnell auf eine erhöhte Dämpfkraftanforderung reagieren zu können.Optionally, the further damping valve can also have at least two operating stages, with a first operating stage being effective with the softest damping force setting of the main stage valve and a second operating stage being effective with a main stage valve activated via the actuator. This design enables an additional damping valve to be switched on for both operating modes of the actuator in order to be able to react quickly to an increased damping force requirement.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass das weitere Dämpfventil über die axiale Schaltposition des Hauptstufenventils angesteuert wird. Man kann damit eine hydraulische „Und-Verknüpfung“ zwischen dem Hauptstufenventil und dem weiteren Dämpfventil erreichen, um das weitere Dämpfventil noch gezielter wirksam werden zu lassen.There is also the possibility that the additional damping valve is activated via the axial switching position of the main stage valve. A hydraulic “AND link” can thus be achieved between the main stage valve and the further damping valve in order to make the further damping valve more effective.

Beispielsweise kann ein Hauptstufenventilkörper des Hauptstufenventils eine Anschlussöffnung des weiteren Dämpfventils ansteuern und dadurch die Kraftkomponente der Druckkammer beeinflussen.For example, a main stage valve body of the main stage valve can control a connection opening of the further damping valve and thereby influence the force component of the pressure chamber.

In einer besonders einfachen Bauform bilden der Hauptstufenventilkörper und die Anschlussöffnung ein Schieberventil.In a particularly simple design, the main stage valve body and the connection opening form a spool valve.

Eine Ausführungsform der Ansteuerung kann darin bestehen, dass das weitere Dämpfventil bei maximal geschlossenem Hauptstufenventil eine maximal geöffnete Anschlussöffnung aufweist. Wenn die Anschlussöffnung in Zuflussrichtung wirksam ist, dann ist auch das weitere Dämpfventil bei dieser Wirkprinzip maximal wirksam.One embodiment of the control can consist in the further damping valve having a maximum open connection opening when the main stage valve is closed to the maximum. If the connection opening is effective in the inflow direction, then the further damping valve is also maximally effective with this operating principle.

Alternativ weist das weitere Dämpfventil bei maximal geschlossenem Hauptstufenventil eine minimal geöffnete Anschlussöffnung auf.Alternatively, when the main stage valve is maximally closed, the further damping valve has a minimally opened connection opening.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird das Hauptstufenventil von einem Vorstufenventil angesteuert, wobei das Schieberventil dem Vorstufenventil hydraulisch parallelgeschaltet ist. Der Vorteil dieser Bauform besteht darin, dass das weitere Dämpfventil unabhängig von dem Betriebszustand des Vorstufenventils wirksam wird.In a further advantageous embodiment, the main stage valve is controlled by a pilot valve, the slide valve being connected hydraulically in parallel with the pilot valve. The advantage of this design is that the additional damping valve becomes effective independently of the operating state of the pilot valve.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention is to be explained in more detail on the basis of the following description of the figures.

Es zeigt:

1 Dämpfventileinrichtung mit einem weiteren passiven Dämpfventil
2 Weiteres geschwindigkeitsabhängig schließendes Dämpfventil
3 Detaildarstellung zur 2
4 Zweistufig geschwindigkeitsabhängig schließendes Dämpfventil
5 Dämpfkraftkennlinien der Dämpfventileinrichtung nach den 1 bis 4
6 u. 7 Dämpfventileinrichtung mit einem vom Hauptstufenventil angesteuerten geschwindigkeitsabhängig schließenden passiven Dämpfventil

It shows:

1 Damping valve device with a further passive damping valve
2 Another damping valve that closes depending on the speed
3 Detail view for 2
4 Two-stage speed-dependent damping valve
5 Damping force characteristics of the damping valve device according to 1 until 4
6 & . 7 Damping valve device with a passive damping valve that closes as a function of speed and is controlled by the main stage valve

Die 1 zeigt eine verstellbare Dämpfventileinrichtung 1 an einer Kolbenstange 3 eines Schwingungsdämpfers 5 beliebiger Bauart. Grundsätzlich ist die Erfindung nicht an die dargestellte Bauform gebunden. In einem Gehäuse 7 der Dämpfventileinrichtung 1 ist ein Aktuator 9 angeordnet, der eine Magnetspule 11 und einen axial beweglichen Anker 13 umfasst. Der Anker 13 wird von einer Federanordnung 15 in eine definierte Ausgangsposition vorgespannt, die bei stromloser Magnetspule eingenommen wird.the 1 shows an adjustable damping valve device 1 on a piston rod 3 of a vibration damper 5 of any type. In principle, the invention is not tied to the design shown. In a housing 7 of the damping valve device 1, an actuator 9 is arranged, which includes a magnet coil 11 and an axially movable armature 13. The armature 13 is biased by a spring assembly 15 into a defined starting position, which is assumed when the magnet coil is de-energized.

Ein Vorstufenventil 17 wird von dem Anker 13 angesteuert. Mit dem Vorstufenventil 17 wird ein Druckniveau in einem Steuerraum 19 eingestellt, wobei mit dem Druck in dem Steuerraum 19 eine Schließkraft auf ein Hauptstufenventil 21, insbesondere einem Hauptstufenventilkörper 23 ausgeübt wird.A pilot valve 17 is activated by the armature 13 . A pressure level in a control chamber 19 is set with the pilot valve 17 , with the pressure in the control chamber 19 exerting a closing force on a main stage valve 21 , in particular a main stage valve body 23 .

Des Weiteren umfasst die Dämpfventileinrichtung 1 ein passives Dämpfventil 25; 27, wie es auch als Kolbenventil bei Standardschwingungsdämpfern eingesetzt wird. Das passive Dämpfventil 25; 27 ist zu dem Hauptstufenventil hydraulisch in Reihe angeordnet. Ein Ventilgrundkörper 29 des passiven Dämpfventils 25; 27 ist an dem Gehäuse 7 der verstellbaren Dämpfventileinrichtung 1 befestigt und unterteilt einen Zylinder 31 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 33; 35 des Schwingungsdämpfers 5. Diese grundsätzliche Ausgestaltung der Dämpfventileinrichtung 1 ist dem Fachmann aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt, so dass auf eine noch detaillierte Beschreibung verzichtet werden kann.Furthermore, the damping valve device 1 comprises a passive damping valve 25; 27, as is also used as a piston valve in standard vibration dampers. The passive damping valve 25; 27 is arranged hydraulically in series with the main stage valve. A valve body 29 of the passive damping valve 25; 27 is fastened to the housing 7 of the adjustable damping valve device 1 and divides a cylinder 31 into a working chamber 33 on the piston rod side and a working chamber 33 remote from the piston rod; 35 of the vibration damper 5. This basic configuration of the damping valve device 1 is known to the person skilled in the art from numerous publications, so that a more detailed description can be dispensed with.

Des Weiteren verfügt die Dämpfventileinrichtung über ein weiteres passives Dämpfventil 37, das bei höheren Anströmungsgeschwindigkeiten ausgehend von einer Durchlassposition in eine Drosselstellung übergeht. Das weitere Dämpfventil 37 weist ein ringförmiges Ventilelement 39 auf, das innerhalb einer Ringnut 41 geführt ist und mit einer Strömungsleitfläche 43 zusammenwirkt, wobei das Ventilelement 39 und die Strömungsleitfläche 43 eine Drosselstelle 45 des weiteren Dämpfventils bilden. In der 2 ist das weitere Dämpfventil 37 als Baugruppe vergrößert dargestellt.Furthermore, the damping valve device has a further passive damping valve 37 which, at higher inflow speeds, changes from an open position to a throttle position. The further damping valve 37 has an annular valve element 39 which is guided within an annular groove 41 and interacts with a flow guide surface 43, the valve element 39 and the flow guide surface 43 forming a throttle point 45 of the further damping valve. In the 2 the further damping valve 37 is shown enlarged as an assembly.

Das Ventilelement 39 kann als radial elastischer Ring, z. B. als Elastomerring, oder auch als geschlitzter Ring ausgeführt sein. Als Strömungsleitfläche 43 dient die Innenwandung des Zylinders 31, so dass die Wirkung der Drosselstelle 45 unabhängig ist von der Hublage des Gehäuses 7 innerhalb des Zylinders 31.The valve element 39 can be designed as a radially elastic ring, e.g. B. be designed as an elastomer ring, or as a slotted ring. The inner wall of the cylinder 31 serves as the flow guide surface 43, so that the effect of the throttle point 45 is independent of the stroke position of the housing 7 within the cylinder 31.

Bei einer hohen axialen Kolbenstangengeschwindigkeit stellt sich zwischen dem Ventilelement 39 und der Strömungsleitfläche 43 ein Druckabfall ein, der zu einer radialen Aufweitbewegung des Ventilelements 39 in Richtung der Strömungsleitfläche 43 führt. Bevorzugt kommt das Ventilelement 39 nicht in direkten Kontakt mit der Strömungsleitfläche 43, um keine zusätzliche Reibung zu erzeugen. Zwingend ist diese Auslegung jedoch nicht. Es soll jedoch zwischen dem Ventilelement 39 und der Strömungsleitfläche 43 ein Drosselquerschnitt bestehen, der für eine Dämpfkraft sorgt.At a high axial piston rod speed, a pressure drop occurs between the valve element 39 and the flow guide surface 43 , which leads to a radial expansion movement of the valve element 39 in the direction of the flow guide surface 43 . The valve element 39 preferably does not come into direct contact with the flow guide surface 43 in order not to generate any additional friction. However, this interpretation is not mandatory. However, there should be a throttle cross section between the valve element 39 and the flow guide surface 43, which ensures a damping force.

Zusätzlich können die Ringnut 41 und eine Mantelfläche 47 des Ventilelements eine Druckkammer 49 bilden, die über mindestens eine Anschlussöffnung 51; 53 mit Dämpfmedium versorgt wird. Bevorzugt ist die Druckkammer 49 über zwei Anschlussöffnungen 51; 53 beiderseits des Ventilelements 39 mit dem zugehörigen Arbeitsraum 33 oder 35 verbunden. Dadurch kann ein Druckaufbau innerhalb der Druckkammer 49 zur Unterstützung der Aufweitfunktion des Ventilelements 39 genutzt werden. In der 2 ist die Anschlussöffnung 51 an einen Radialkanal 55 zwischen dem Gehäuse 7 und einem Gehäuse 57 des weiteren Dämpfventils 37 angeschlossen. So dass in jeder Seitenwand 59; 61 des Gehäuses 57 mindestens eine Anschlussöffnung 51; 53 vorliegt.In addition, the annular groove 41 and a lateral surface 47 of the valve element can form a pressure chamber 49, which has at least one connection opening 51; 53 is supplied with damping medium. The pressure chamber 49 is preferably connected via two connection openings 51; 53 on both sides of the valve element 39 with the associated working chamber 33 or 35 connected. As a result, a pressure build-up within the pressure chamber 49 can be used to support the expansion function of the valve element 39 . In the 2 the connection opening 51 is connected to a radial channel 55 between the housing 7 and a housing 57 of the further damping valve 37 . So that in each side wall 59; 61 of the housing 57 has at least one connection opening 51; 53 is present.

Das Ventilelement 39 kann aufgrund einer Eigenspannung bei Strömungsstillstand wieder seine Ausgangslage einnehmen. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch eine zusätzliche Rückstellfeder 63 verwendet werden, die auf das Ventilelement 39 einwirkt. In der 3 ist ein Querschnitt durch das Gehäuse 57 des weiteren Dämpfventils 37 dargestellt. Beispielhaft wird hier das ringförmige Ventilelement 39 von mindestens zwei um ein Gelenk 65 schwenkbeweglichen Schenkeln 39A; 39B gebildet, die sich in Richtung der Strömungsleitfläche 43 bewegen können. Zur Vermeidung eines größeren Leckspalts 67 liegt zwischen den beiden Schenkel 39A; 39B eine axiale Überlappung 69 vor.The valve element 39 can assume its starting position again due to its own stress when the flow stops. Alternatively or additionally, however, an additional return spring 63 can also be used, which acts on the valve element 39 . In the 3 a cross section through the housing 57 of the further damping valve 37 is shown. By way of example, the annular valve element 39 is here supported by at least two legs 39A; 39B formed, which can move in the direction of the flow guide surface 43. To avoid a larger leakage gap 67 is between the two legs 39A; 39B an axial overlap 69 before.

Die 4 zeigt das weitere Dämpfventil 37 nach dem Wirkprinzip der 2 und 3, das zwei Betriebsstufen aufweist. Eine erste Betriebsstufe und damit ein erster grö-ßerer Drosselquerschnitt ist dann erreicht, wenn das Ventilelement 39 in seiner Gesamtheit im Rahmen seiner radialen Durchmesseränderung einen ersten Radialanschlag 71 erreicht, der von dem Gehäuse 57 gebildet wird. Tendenziell ist der Einfluss der Druckkammer 49 auf die Aufweitbewegung direkter und reaktionsschneller als der Einfluss der Druckverminderung aufgrund der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Drosselstelle 45. Deshalb wird das Ventilelement 39, das axial zweigeteilt ist, in seiner Gesamtheit in Richtung der Strömungsleitfläche 43 bewegt. Dazu dient ein zweiter Anschlag 73 eines ersten Ventilelements 39.1, an dem sich ein zweites Ventilelement 39.2 axial und radial abstützt. Die Rückstellfeder 63 spannt das zweite Ventilelement 39.2 gegen den zweiten Anschlag 73 vor. Wenn das erste Ventilelement 39.1 den ersten Anschlag 71 erreicht hat, dann bewirkt der Betriebsdruck innerhalb der Druckkammer 49 nur noch eine Radialbewegung beim zweiten Ventilelement 39.2, das zudem eine kleinere druckbeaufschlagte Mantelfläche 47.2 in Richtung der Druckkammer 49 aufweist und deshalb auch erst bei einem höheren Druckniveau innerhalb der Druckkammer 49 eine Radialbewegung ausführt. Ein dritter Anschlag 75 an dem ersten Ventilelement 39.1 begrenzt die maximale Durchmessererweiterung des zweiten Ventilelements 39.2. Dieser dritte Anschlag 75 kann alternativ auch an dem Gehäuse 57 ausgeführt sein, beispielsweise an der Nutseitenwand 59.the 4 shows the further damping valve 37 according to the principle of action 2 and 3 , which has two stages of operation. A first operating stage and thus a first larger throttle cross section is reached when the valve element 39 in its entirety within the scope of its radial change in diameter reaches a first radial stop 71 which is formed by the housing 57 . The influence of the pressure chamber 49 on the expansion movement tends to be more direct and more reactive than the influence of the pressure reduction due to the flow velocity within the throttle point 45. Therefore, the valve element 39, which is divided into two axially, is moved in its entirety in the direction of the flow guide surface 43. This is done by a second stop 73 of a first valve element 39.1, on which a second valve element 39.2 is supported axially and radially. The restoring spring 63 prestresses the second valve element 39.2 against the second stop 73. When the first valve element 39.1 has reached the first stop 71, the operating pressure within the pressure chamber 49 only causes a radial movement in the second valve element 39.2, which also has a smaller pressurized lateral surface 47.2 in the direction of the pressure chamber 49 and therefore only at a higher pressure level within the pressure chamber 49 performs a radial movement. A third stop 75 on the first valve element 39.1 limits the maximum increase in diameter of the second valve element 39.2. This third stop 75 can alternatively also be implemented on the housing 57, for example on the groove side wall 59.

Die 5 zeigt eine vereinfachte Dämpfkraftkennlinie der Dämpfventileinrichtung 1 s. Seite 6A. In der einfachsten Ausführung ist das weitere Dämpfventil 37 hinsichtlich seines Ansprechverhaltens derart ausgelegt, dass es bereits eine Schließbewegung ausführt, wenn das Hauptstufenventil 21, über den Aktuator 9 eingestellt, noch eine weiche Dämpfkrafteinstellung aufweist. Das Hauptstufenventil 21 muss nicht zwangsläufig eine Durchlassposition einnehmen. In diesem Betriebszustand arbeitet die Dämpfventileinrichtung 1 mit minimalem Energieeinsatz. Das passive Dämpfventil 25; 27 und das weitere Dämpfventil 37 sorgen für eine bedarfsgerechte Dämpfkrafterzeugung des Schwingungsdämpfers 5. Bei einem Ausweichmanöver eines Fahrzeugs, bei dem zwar eine höhere Dämpfkraft sinnvoll ist, um das Fahrzeug gefühlt eher direkt reagieren zu lassen. Diesen Dämpfkraftbeitrag kann das weitere Dämpfventil 37 leisten, da durch die höhere Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Drosselstelle 45 und die Druckerhöhung innerhalb der Druckkammer 49 das weitere Dämpfventil 37 eine Schließbewegung in Richtung der Strömungsleitfläche 43 ausführt. Ein Eingriff über den Aktuator 9 auf das Hauptstufenventil 21 ist nicht notwendig.the 5 shows a simplified damping force characteristic of the damping valve device 1, see page 6A. In the simplest embodiment, the additional damping valve 37 is designed in terms of its response behavior in such a way that it already performs a closing movement when the main stage valve 21, set via the actuator 9, still has a soft damping force setting. The main stage valve 21 does not necessarily have to assume an open position. In this operating state, the damping valve device 1 works with minimal use of energy. The passive damping valve 25; 27 and the further damping valve 37 ensure that the vibration damper 5 generates a damping force as required. During an evasive maneuver by a vehicle, in which a higher damping force makes sense in order to let the vehicle react more directly. The additional damping valve 37 can make this contribution to the damping force, since the additional damping valve 37 performs a closing movement in the direction of the flow guide surface 43 due to the higher flow velocity within the throttle point 45 and the pressure increase within the pressure chamber 49 . An intervention via the actuator 9 on the main stage valve 21 is not necessary.

Ein Eingriff über den Aktuator 9 zur Verstellung der Dämpfkraft wäre z. B. dann sinnvoll, wenn man für einen Bremsvorgang die Radaufstandskräfte an den Rädern einer Achse erhöhen will und gleichzeitig eine sehr ebene Fahrbahn ohne Anregungen und ggf. eine Geradeausfahrt vorliegt, so dass das weitere Dämpfventil 37 ggf. noch nicht reagiert.An intervention via the actuator 9 to adjust the damping force would be z. B. makes sense if you want to increase the wheel contact forces on the wheels of an axle for a braking process and at the same time there is a very flat road surface without excitations and possibly driving straight ahead, so that the further damping valve 37 may not yet react.

Es kann auch sinnvoll sein, wenn das weitere Dämpfventil 37 mindestens zwei Betriebsstufen v37.1; v 37.2 aufweist, wobei z.B. eine erste Betriebsstufe v 37.1 unterhalb der weichsten Dämpfkrafteinstellung des Hauptstufenventils 21 wirksam ist und eine zweite Betriebsstufe v37.2 bei einem über den Aktuator 9 aktiviertem Hauptstufenventil 21 wirksam ist. Die zweite Betriebsstufe v37.2 unterstützt die Wirkung des Hauptstufenventils 21 unmittelbar, da für die zweite Betriebsstufe v37.2 keine Signalauswertung eines Steuergeräts o. ä. notwendig ist.It can also be useful if the additional damping valve 37 has at least two operating stages v37.1; v 37.2, with e.g. a first operating stage v 37.1 being effective below the softest damping force setting of the main stage valve 21 and a second operating stage v37.2 being active when the main stage valve 21 is activated via the actuator 9. The second operating stage v37.2 directly supports the action of the main stage valve 21, since no signal evaluation of a control device or the like is necessary for the second operating stage v37.2.

In der Ausführung nach 1 ist das weitere Dämpfventil 37 z. B. an der Kolbenstange 3 angeordnet. Es muss kein direkter Kontakt mit dem Gehäuse 7 der Dämpfventileinrichtung 1 bestehen. Die 6 und 7 zeigen Varianten der Erfindung, bei denen das weitere Dämpfventil 37 über die axiale Schaltposition des Hauptstufenventils 21 angesteuert wird.In execution after 1 is the other damping valve 37 z. B. on the piston rod 3 is arranged. There does not have to be any direct contact with the housing 7 of the damping valve device 1 . the 6 and 7 show variants of the invention in which the additional damping valve 37 is activated via the axial switching position of the main stage valve 21 .

Die Ansteuerung des weiteren Dämpfventils 37 wird dadurch erreicht, dass der Hauptstufenventilkörper des Hauptstufenventils 21 die Anschlussöffnung 53 des weiteren Dämpfventils 37 ansteuert. Dabei bilden der Hauptstufenventilkörper 23 und die Anschlussöffnung 53 ein Schieberventil 77.The control of the further damping valve 37 is achieved in that the main stage valve body of the main stage valve 21 controls the connection opening 53 of the further damping valve 37 . The main stage valve body 23 and the connection opening 53 form a slide valve 77.

In den 6 und 7 wird das Hauptstufenventil 21 von dem Vorstufenventil 17 angesteuert, wobei das Schieberventil 77 dem Vorstufenventil 17 hydraulisch parallelgeschaltet ist. Bei einer Kompression des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums 33 wird Dämpfmedium in einen Vorstufenventilanschluss 79 verdrängt, der in den Steuerraum 19 mündet.In the 6 and 7 the main stage valve 21 is controlled by the preliminary stage valve 17, the slide valve 77 being hydraulically connected in parallel with the preliminary stage valve 17. When the working chamber 33 on the piston rod side is compressed, damping medium is displaced into a pilot valve connection 79 which opens into the control chamber 19 .

Eine Ringfläche 81 des Hauptstufenventilkörpers 23 bildet eine druckbeaufschlagte Fläche des Steuerraums 19. Über den Abfluss von Dämpfmedium mittels des Vorstufenventils 17 wird der Druck innerhalb des Steuerraums 19 beeinflusst. Je stärker die Magnetspule 11 bestromt wird, umso größer ist die elektromagnetische Schließkraft auf das Vorstufenventil und umso größer ist der Druck Steuerraum 19 bzw. die Schließkraft auf den Hauptstufenventilkörper 23.An annular surface 81 of the main stage valve body 23 forms a pressure-loaded surface of the control chamber 19. The outflow of damping medium by means of the pilot valve 17 influences the pressure within the control chamber 19. The stronger the magnetic coil 11 is energized, the greater the electromagnetic closing force on the preliminary stage valve and the greater the pressure in the control chamber 19 or the closing force on the main stage valve body 23.

Das Dämpfmedium aus dem Steuerraum 19 kann über einen rückwärtigen Raum 83 des Hauptstufenventilkörpers 23 und mindestens einen Durchlasskanal 85 im Hauptstufenventilkörper 23 in Richtung des passiven Dämpfventils 27 fließen. In der Ausführung nach 6, ist die Anschlussöffnung 53 des weiteren Dämpfventils 37 bei maximal geschlossenem Hauptstufenventil 21 maximal geöffnet. Bei einer Anströmung der Dämpfventileinrichtung 1 wird der Querschnitt dieser Anströmöffnung 53 unabhängig von der Anströmrichtung bei einer Abhubbewegung bzw. Öffnungsbewegung des Hauptstufenventils 21 tendenziell verkleinert.The damping medium from the control chamber 19 can flow in the direction of the passive damping valve 27 via a rear chamber 83 of the main stage valve body 23 and at least one passage 85 in the main stage valve body 23 . In execution after 6 , the connection opening 53 of the further damping valve 37 is opened to the maximum when the main stage valve 21 is closed to the maximum. When there is a flow towards the damping valve device 1 , the cross section of this flow opening 53 tends to be reduced independently of the direction of flow during a lifting movement or opening movement of the main stage valve 21 .

Wird das Hauptstufenventil über passive Dämpfventile 25 angeströmt, dann wirkt sich die Abhubbewegung des Hauptstufenventils 21 als dämpfkraftsteigernd für das weitere Dämpfventil 37 aus, da dann die Anschlussöffnung 51 an einem Hauptkanal 87 der Dämpfventileinrichtung 1 ihre Querschnittsgröße behält, jedoch die Anströmöffnung 53 als Teil des Schieberventils 77 ihre Querschnittsgröße verringert. Je größer das Querschnittsverhältnis von Zuström- zu Abströmquerschnitt ist, umso größer ist die Reaktionsgeschwindigkeit des weiteren Dämpfventils 37, d. h. die Dämpfkraft des weiteren Dämpfventils 37 setzt schon bei einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Drosselstelle 45 bzw. der Sprung von der Dämpfkraftkennlinie V₂₅ zu V_V37 verlagert sich in dem Dämpfkraftdiagramm nach links.If the flow to the main stage valve is via passive damping valves 25, then the lifting movement of the main stage valve 21 has the effect of increasing the damping force for the further damping valve 37, since the connection opening 51 on a main channel 87 of the damping valve device 1 then retains its cross-sectional size, but the inflow opening 53 remains part of the slide valve 77 reduced their cross-sectional size. The greater the cross-sectional ratio of the inflow to the outflow cross-section, the greater the reaction speed of the further damping valve 37, i.e. the damping force of the further damping valve 37 already sets in at a lower flow speed within the throttle point 45 or the jump from the damping force characteristic V ₂₅ to V _V37 shifts to the left in the damping force diagram.

Bei einer Anströmung über den komprimierten Arbeitsraum 33 dringt das Dämpfmedium über die Anschlussöffnung 53 in die Druckkammer 49 des weiteren Dämpfventils 37. Ein Abhubbewegung des Hauptstufenventils 21 wird den Einströmquerschnitt der Anschlussöffnung 53 im Verhältnis zur Anschlussöffnung 51 verkleinern und damit die Wirkung des weiteren Dämpfventils 37 mit zunehmender Abhubbewegung des Hauptstufenventilkörpers 23 vermindern. Dieser Effekt kann durchaus sinnvoll sein, wenn das weitere Dämpfventil 37 sowohl bei einer besonders weichen wie auch bei einer besonders harten Dämpfkrafteinstellung des Hauptstufenventils 21 wirksam sein soll.With an inflow over the compressed working chamber 33, the damping medium penetrates via the connection opening 53 into the pressure chamber 49 of the further damping valve 37. A lifting movement of the main stage valve 21 will reduce the inflow cross section of the connection opening 53 in relation to the connection opening 51 and thus the effect of the further damping valve 37 increasing lifting movement of the main stage valve body 23 decrease. This effect can make sense if the further damping valve 37 is to be effective both when the damping force of the main stage valve 21 is set particularly softly and when it is set particularly hard.

In der 7 ist das Schieberventil 77 mit der gegenteiligen Verstellfunktion ausgeführt, indem das weitere Dämpfventil 37 bei maximal geschlossenem Hauptstufenventil 21 eine minimal geöffnete Anschlussöffnung 53 aufweist. Eine Abhubbewegung des Hauptstufenventils bewirkt demnach eine Verstärkung der Reaktionsgeschwindigkeit bei einer Anströmung der Dämpfventileinrichtung über den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 33 und eine Reduzierung der Reaktionsgeschwindigkeit bei einer Anströmung über das passive Dämpfventil 25, da auch hier die Regel gilt, dass das Querschnittsverhältnis von Zuström- zu Abströmquerschnitt die Reaktionsgeschwindigkeit des weiteren Dämpfventils bestimmt. Ein großes Querschnittsverhältnis bewirkt eine große Reaktionsgeschwindigkeit.In the 7 the slide valve 77 is designed with the opposite adjustment function, in that the further damping valve 37 has a minimally opened connection opening 53 when the main stage valve 21 is maximally closed. A lifting movement of the main stage valve therefore causes an increase in the reaction speed when there is a flow against the damping valve device via the working chamber 33 on the piston rod side and a reduction in the reaction speed when there is a flow via the passive damping valve 25, since the rule also applies here that the cross-sectional ratio of the inflow to the outflow cross section is the Response speed of the other damping valve determined. A large aspect ratio causes a large response speed.

BezugszeichenlisteReference List

11: Dämpfventileinrichtungdamping valve device
33: Kolbenstangepiston rod
55: Schwingungsdämpfervibration damper
77: Gehäuse der DämpfventileinrichtungHousing of the damping valve device
99: Aktuatoractuator
1111: Magnetspulemagnetic coil
1313: Ankeranchor
1515: Federanordnungspring assembly
1717: Vorstufenventilpilot valve
1919: Steuerraumcontrol room
2121: Hauptstufenventilmain stage valve
2323: Hauptstufenventilkörpermain stage valve body
2525: passives Dämpfventilpassive damping valve
2727: passives Dämpfventilpassive damping valve
2929: Ventilgrundkörpervalve body
3131: Zylindercylinder
3333: kolbenstangenseitiger Arbeitsraumworking space on the piston rod side
3535: kolbenstangenferner Arbeitsraumworking space away from the piston rod
3737: weiteres Dämpfventilanother damping valve
3939: Ventilelementvalve element
4141: Ringnutring groove
4343: Strömungsleitflächeflow control surface
4545: Drosselstellethrottle point
4747: Mantelflächelateral surface
4949: Druckkammerpressure chamber
5151: Anschlussöffnungport opening
5353: Anschlussöffnungport opening
5555: Radialkanalradial canal
5757: Gehäuse des weiteren DämpfventilsHousing of the further damping valve
5959: SeitenwandSide wall
6161: SeitenwandSide wall
6363: Rückstellfederreturn spring
6565: Gelenkjoint
6767: Leckspaltleakage gap
6969: Überlappungoverlap
7171: erster Radialanschlagfirst radial stop
7373: zweiter Anschlagsecond stop
7575: dritter Anschlagthird stop
7777: Schieberventilslide valve
7979: Vorstufenventilanschlusspilot valve port
8181: Ringflächering surface
8383: rückwärtiger Raumback room
8585: Durchlasskanalpassageway

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102015223932 A1 [0002]DE 102015223932 A1 [0002]
DE 102004054474 B3 [0003]DE 102004054474 B3 [0003]
DE 3917064 A1 [0004]DE 3917064 A1 [0004]
DE 102016210790 A1 [0005]DE 102016210790 A1 [0005]

Claims

Verstellbare Dämpfventileinrichtung (1), umfassend einen Aktuator (9) zur Ansteuerung eines Hauptstufenventils (21), wobei dem Hauptstufenventil (21) hydraulisch in Reihe ein passives Dämpfventil (25; 27) zugeordnet ist, das mit zunehmender Anströmgeschwindigkeit ausgehend von einer Schließposition eine Durchlassposition einnimmt, und ein weiteres passives Dämpfventil (37) mit zunehmender Anströmgeschwindigkeit ausgehend von einer Durchlassposition in eine Drosselstellung übergeht, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfventil (37) hinsichtlich seines Ansprechverhaltens derart ausgelegt ist, dass es bereits eine Schließbewegung ausführt, wenn das Hauptstufenventil (21) über den Aktuator (9) eingestellt noch eine weiche Dämpfkrafteinstellung aufweist.Adjustable damping valve device (1), comprising an actuator (9) for controlling a main stage valve (21), wherein the main stage valve (21) is assigned a passive damping valve (25; 27) hydraulically in series, which moves from a closed position to an open position with increasing inflow speed occupies, and a further passive damping valve (37) with increasing inflow speed starting from an open position into a throttle position, characterized in that the further damping valve (37) is designed with regard to its response behavior such that it is already executing a closing movement when the main stage valve ( 21) set via the actuator (9) still has a soft damping force setting.

Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfventil (37) ein ringförmiges Ventilelement (39) aufweist, das innerhalb einer Ringnut (41) geführt ist und mit einer Strömungsleitfläche (43) zusammenwirkt, wobei das Ventilelement (39) und die Strömungsleitfläche (43) eine Drosselstelle (45) des weiteren Dämpfventils (37) bilden.damping valve device claim 1 , characterized in that the further damping valve (37) has an annular valve element (39) which is guided within an annular groove (41) and interacts with a flow guide surface (43), the valve element (39) and the flow guide surface (43) having one Form throttle point (45) of the further damping valve (37).

Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringnut (41) und eine Mantelfläche (47; 47.1; 47.2) des Ventilelements (37) eine Druckkammer (49) bilden, die über mindestens eine Anschlussöffnung (51; 53) mit Dämpfmedium versorgt wird.damping valve device claim 2 , characterized in that the annular groove (41) and a lateral surface (47; 47.1; 47.2) of the valve element (37) form a pressure chamber (49) which is supplied with damping medium via at least one connection opening (51; 53).

Dämpfventileinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfventil (37) mindestens zwei Betriebsstufen (v37.a; v37.2) aufweist, wobei eine erste Betriebsstufe (v37.1) bei weichster Dämpfkrafteinstellung des Hauptstufenventils (21) wirksam ist und eine zweite Betriebsstufe (v37.2) bei einem über den Aktuator (9) aktiviertem Hauptstufenventil (21) wirksam ist.Damping valve device according to at least one of Claims 1 - 3 , characterized in that the further damping valve (37) has at least two operating stages (v37.a; v37.2), a first operating stage (v37.1) being effective when the damping force setting of the main stage valve (21) is softest and a second operating stage (v37 .2) is effective when the main stage valve (21) is activated via the actuator (9).

Dämpfventileinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfventil (37) über die axiale Schaltposition des Hauptstufenventils (21) angesteuert wird.Damping valve device according to at least one of Claims 1 - 4 , characterized in that the additional damping valve (37) is controlled via the axial switching position of the main stage valve (21).

Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hauptstufenventilkörper (23) des Hauptstufenventils (21) eine Anschlussöffnung (53) des weiteren Dämpfventils (37) ansteuert.damping valve device claim 5 , characterized in that a main stage valve body (23) of the main stage valve (21) controls a connection opening (53) of the further damping valve (37).

Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptstufenventilkörper (23) und die Anschlussöffnung (53) ein Schieberventil (77) bilden.damping valve device claim 6 , characterized in that the main stage valve body (23) and the port (53) form a spool valve (77).

Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfventil (37) bei maximal geschlossenem Hauptstufenventil (21) eine maximal geöffnete Anschlussöffnung (53) aufweist.damping valve device claim 7 , characterized in that the further damping valve (37) has a maximally open connection opening (53) when the main stage valve (21) is maximally closed.

Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Dämpfventil (37) bei maximal geschlossenem Hauptstufenventil (21) eine minimal geöffnete Anschlussöffnung (53) aufweist.damping valve device claim 7 , characterized in that the further damping valve (37) has a minimally opened connection opening (53) when the main stage valve (21) is maximally closed.

Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptstufenventil (21) von einem Vorstufenventil (17) angesteuert wird, wobei das Schieberventil (77) dem Vorstufenventil (17) hydraulisch parallelgeschaltet ist.damping valve device claim 7 , characterized in that the main stage valve (21) is controlled by a pilot valve (17), the slide valve (77) being hydraulically connected in parallel with the pilot valve (17).