DE4034632A1 - Hydraulic shock absorber with piston - has two operating chambers, with axial piston rod, blocking piston, holes and connecting ducts - Google Patents

Abstract

The hydraulic sock absorber (1) has a piston (5) dividing the container (2) into two operting compartments (3,4). The piston (5) is connected to an axially movable piston-rod (6) possessing a cavity (15,16) in which a spring-loaded stepped piston is held tightly for regulating the shock absorption. A blocking piston (7) forms a bypass locking valve with the piston rod (6), and encloses an annular compartment (13). The piston rod (6) has piston-rod connecting holes (12) between two annular compartments (11,13). One operating compartment (3) is joined by connecting ducts (10) to the one annular compartment (11). ADVANTAGE - Above a certain threshold value, the damping face possesses constant force.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Dämpfelement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a hydraulic damping element according to the Preamble of claim 1.

Hydraulische Schwingungsdämpfer verdrängen ein Dämpfmedium durch Ventile oder Drosseleinrichtung und nutzen die dabei auf­ tretenden Kräfte zur Dämpfung. Prinzipiell verhalten sich Strö­ mungsgeschwindigkeit und Dämpfkraft proportional. Bei einigen Anwendungen von Dämpfelementen besteht der Wunsch nach einer gleichmäßigen Dämpfkraft, die ab einem bestimmten Schwellwert nicht mehr ansteigt. Als Beispiel ist die Motorlagerung zu nen­ nen, bei der die in die Karosserie einzuleitenden Kräfte einen Grenzwert nach Herstellerangabe nicht überschreiten dürfen.Hydraulic vibration dampers displace a damping medium through valves or throttling devices and use them forces for damping. In principle, Strö behave speed and damping force proportional. With some There is a desire for applications of damping elements uniform damping force, which exceeds a certain threshold no longer increases. The motor mounting is an example in which the forces to be introduced into the body unite Limit value according to the manufacturer's specifications must not be exceeded.

Die deutsche Patentschrift Nr. 9 65 003 beschreibt eine Dämpf­ einrichtung, die einen federbelasteten Stufenkolben zur Selbst­ regulierung der Dämpfkräfte besitzt. Als Nachteil dieser Kon­ struktion ist der große Raumbedarf des Kolbens anzusehen. Des­ weiteren verfügt diese Dämpfeinrichtung über eine Dämpfkraft­ kennlinie, die ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit nur einen flacheren Verlauf einnimmt. Eine Einrichtung, die sich völlig abriegelt, stellt sie jedoch nicht dar.German Patent No. 9 65 003 describes a damping device that has a spring loaded stepped piston to self has damping force regulation. As a disadvantage of this Kon the large space requirement of the piston can be seen. Des this damping device also has a damping force characteristic curve that starts at a certain flow velocity only takes a flatter course. A facility that locks itself off completely, but does not represent it.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein hydraulisches Dämpfelement zu schaffen, das ab einem bestimmten Schwellwert der Dämpfkraft ein kraftkonstantes Dämpfverhalten besitzt.The object of the present invention is a hydraulic Damping element to create that from a certain threshold the damping force has a force-constant damping behavior.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem ein Sperrkolben mit der Kolbenstange ein Bypass-Sperrventil dar­ stellt.According to the invention the object is achieved by a Locking piston with the piston rod is a bypass check valve poses.

Das hydraulische Dämpfelement besteht aus einem Kolben als Ven­ tileinrichtung, der in einem Behälter an einer Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist. Die konventionelle Ventilein­ richtung verfügt über Drosselbohrungen, deren Ausgänge von Fe­ derscheiben abgedeckt sind. In den Hohlraum der Kolbenstange ist ein Sperrventil integriert, das einen Bypass zwischen den Arbeitsräumen beeinflußt. Der Bypass wird gemäß einem Unter­ anspruch aus schräg zur Dämpferhauptachse verlaufenden Verbin­ dungskanälen gebildet, die in einen Ringraum zwischen Kolben und Kolbenstange aus laufen. Dieser Ringraum ist mit dem Sperr­ ventil über Bohrungen verbunden. Der Sperrkolben wird beider­ seits durch Federn in Position gehalten.The hydraulic damping element consists of a piston as a Ven tileinrichtung in a container on a piston rod is axially movable. The conventional valve direction has throttle bores, the outputs of Fe the discs are covered. In the cavity of the piston rod A check valve is integrated, which bypasses between the Working spaces influenced. The bypass is made according to a sub claim from the connection running obliquely to the main damper axis tion channels formed in an annular space between pistons and piston rod run out. This annulus is with the lock valve connected via holes. The locking piston becomes both partly held in position by springs.

Ab einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit steigt die Druck­ kraft des Dämpfmediums an der Druckfläche des Sperrkolbens. Dieser verändert seine Lage und verbindet die beiden Arbeits­ räume über die Verbindungskanäle im Kolben, dem Ringraum und dem Kolbenstangenhohlraum durch die Überströmbohrungen, so daß kein weiterer Anstieg der Dämpfkraft vorliegt. Diese sich selbst steuernde Bypasseinrichtung läßt sich vorteilhafter­ weise in einem Seriendämpfer integrieren. Als weiterer positi­ ver Effekt ist das kraftkonstante Dämpfverhalten anzusehen, das zu genau bestimmten Kräften in den Anschlußteilen des Dämpf­ elementes führt. Durch die großen Entlüftungsbohrungen im Hohl­ raum für den Sperrkolben arbeitet das Sperrventil praktisch trägheitsfrei. Die Federn, die den Sperrkolben halten, erlauben vorteilhafterweise eine zug- und druckabhängige Dämpfkraftaus­ legung.The pressure rises above a certain flow velocity force of the damping medium on the pressure surface of the locking piston. This changes its position and connects the two work spaces over the connecting channels in the piston, the annular space and the piston rod cavity through the overflow holes so that there is no further increase in the damping force. This yourself self-controlling bypass device can be more advantageous integrate wisely in a series damper. As another positi The effect is the force-constant damping behavior, which to precisely defined forces in the connecting parts of the steam element leads. Through the large ventilation holes in the hollow The lock valve works practically for the lock piston inertia-free. The springs that hold the locking piston allow advantageously a tensile and pressure-dependent damping force laying.

Anhand der folgenden Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit ihren Vorteilen näher erläutert werden. Based on the following drawing, an embodiment of the Invention with its advantages are explained in more detail.  

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt im Kolbenbereich des Dämpfelemen­ tes. Das Dämpfelement 1 besitzt in seinem mit Dämpfmedium ge­ füllten Behälter 2 einen Kolben 5, der den Behälter 2 in die Arbeitsräume 3, 4 aufteilt. Der Kolben 5, der den gleichen Durchmesser wie die konventionelle Ausführung besitzt, und man her vorteilhafterweise den Serienbehälter verwenden kann, ist mit einer Kolbenstange 6 verbunden, die einen sacklochartigen Hohlraum 15, 16 aufweist, der von der Schließkappe 23 an seinem offenen Ende begrenzt wird. In dem Hohlraum 15, 16 ist ein Sperrkolben 7 zwischen zwei Federn 17, 18 verspannt. Der Sperr­ kolben 7 besitzt einen abgesetzten Schaftbereich mit geringerem Durchmesser, der mit dem Hohlraum 15, 16 einen Hohlraum 13 bil­ det. Desweiteren besitzt der Hohlraum 15, 16 eine Anströmboh­ rung 14 über die Schließkappe 23 im druckseitigen Arbeitsraum 3 und Überströmbohrungen 21 bzw. Entlüftungsbohrungen 22 zum Ar­ beitsraum 4 in zugseitiger Arbeitsrichtung. Fig. 1 shows a section in the piston area of the damping element. The damping element 1 has in its container 2 filled with damping medium a piston 5 which divides the container 2 into the working spaces 3 , 4 . The piston 5 , which has the same diameter as the conventional version and can advantageously be used in the series container, is connected to a piston rod 6 which has a blind hole-like cavity 15 , 16 which is delimited by the closure cap 23 at its open end . A locking piston 7 is clamped between two springs 17 , 18 in the cavity 15 , 16 . The locking piston 7 has a stepped shaft region with a smaller diameter, the cavity 15 , 16 with a cavity 13 bil det. Furthermore, the cavity 15 , 16 has an Anströmmboh tion 14 via the closure cap 23 in the pressure-side working chamber 3 and overflow holes 21 or ventilation holes 22 for Ar beitsraum 4 in the pull-side working direction.

In der Ruhelage des Sperrkolbens 7 besteht über die Kolbenstan­ gen-Verbindungsbohrung 12 eine Verbindung zwischen dem Ring­ raum 13 und dem von der Kolbenstange 6 und dem Kolben 5 gebil­ deten Ringraum 11, der wiederum an schräg zur Dämpferlängs­ achse verlaufenden Verbindungskanälen 10 angeschlossen ist, die in den Arbeitsraum 3 münden. Der Bypasskanal zwischen den Ar­ beitsräumen 3 und 4 ist in dieser Stellung geschlossen.Is in the rest position of the locking piston 7 is about the piston rod gen-connecting hole 12 a connection between the annular space 13 and that of the piston rod 6 and the piston 5 gebil Deten annular space 11, which in turn axis at an angle to the damper longitudinal extending connecting ducts 10 connected, open into work room 3 . The bypass channel between the Ar work rooms 3 and 4 is closed in this position.

Bei der Bewegung des Kolbens 5 in Richtung des Arbeitsraumes 3 strömt das Dämpfmedium durch die Drosselbohrungen 8 vom Ar­ beitsraum 3 in den Arbeitsraum 4. Gleichzeitig füllt sich der Hohlraum 15 über die Anströmbohrungen 14 und das Dämpfmedium übt auf die Druckfläche 19 eine Kraft aus, die den Sperrkolben 7 gegen die Kraft der Feder 18 verschieben will. Mit steigender Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 5 steigt die Dämpfkraft, aber auch der Druck im Hohlraum 15. Bei einem durch die Feder­ raten festgelegten Schwellwert verschiebt sich der Sperrkolben 7 und verbindet erfindungsgemäß über den Ringraum 13 und die Überströmbohrungen 21 die Arbeitsräume 3 und 4.When the piston 5 moves in the direction of the working space 3 , the damping medium flows through the throttle bores 8 from the working space 3 into the working space 4 . At the same time, the cavity 15 fills via the inflow bores 14 and the damping medium exerts a force on the pressure surface 19 , which wants to move the locking piston 7 against the force of the spring 18 . As the speed of movement of the piston 5 increases, the damping force increases, but so does the pressure in the cavity 15 . At a threshold value determined by the spring, the locking piston 7 moves and, according to the invention, connects the working spaces 3 and 4 via the annular space 13 and the overflow bores 21 .

Die Querschnitte des Bypasses sind so ausgelegt, daß von der Sperrventileinrichtung praktisch keine durch Drosselung her­ vorgerufenen Dämpfkräfte erzeugt werden. Zur Vermeidung einer hydraulischen Blockierung des Sperrkolbens 7 fließt das Dämpf­ medium aus dem Hohlraum 16 durch die Entlüftungsbohrungen 22 in den Arbeitsraum 4.The cross sections of the bypass are designed so that practically no damping forces caused by throttling are generated by the check valve device. To avoid hydraulic blocking of the locking piston 7 , the damping medium flows from the cavity 16 through the ventilation holes 22 into the working space 4th

Bei der umgekehrten Kolbenbewegung sorgt die Druckkraft an der Druckfläche 20 des Sperrkolbens 7 im Arbeitsraum 4 dafür, daß sich der Sperrkolben 7 aus der sich bei Ruhestellung ergeben­ den Sperrschaltung bewegt. Nach dem Überschreiten des Dämpf­ kraft-Schwellwertes verschiebt sich der Kolben 7 so weit in Richtung Hohlraum 15, bis sich der Hohlraum 16 an die Kolben­ stangen-Verbindungsbohrung 12 vergrößert. In dieser Position des Sperrkolbens 7 kann das Dämpfmedium erfindungsgemäß über die Überströmbohrungen 21 im Hohlraum 16 und die Kolben-/Kol­ benstangenverbindungen in den Arbeitsraum 3 fließen.In the reverse piston movement, the pressure force on the pressure surface 20 of the locking piston 7 in the working space 4 ensures that the locking piston 7 moves from the locking circuit resulting in the rest position. After exceeding the damping force threshold value, the piston 7 moves so far in the direction of the cavity 15 until the cavity 16 to the piston rod connecting bore 12 increases. In this position of the locking piston 7 , the damping medium can flow according to the invention via the overflow bores 21 in the cavity 16 and the piston / piston rod connections into the working space 3 .

Die Anströmbohrungen 14 sowie die Entlüftungsbohrungen 22 sor­ gen für ein trägheitsfreies Ansprechen des Sperrkolbens 7. Eine entsprechende Wahl der Federraten bietet vorteilhafter­ weise die Möglichkeit, den Schwellwert für die Zug- und Druck­ stufe unterschiedlich zu gestalten. Die gesamte Konstruktion besticht durch ihre kompakte Bauweise, da die Einzelteile oft eine Mehrfachfunktion besitzen. So begrenzt der Schließkör­ per 23 nicht nur den Hohlraum 15 der Kolbenstange 6, sondern verspannt über die Hülse 24 auf die Deckscheiben 25 den Kol­ ben 5 an die Kolbenstange 6.The inflow holes 14 and the vent holes 22 ensure conditions for an inertia-free response of the locking piston 7th A corresponding choice of spring rates advantageously offers the possibility of designing the threshold value for the tension and compression stages differently. The entire construction impresses with its compact design, since the individual parts often have a multiple function. So the limited Schließkör 23 by not only the cavity 15 of the piston rod 6, but the ben clamped Kol over the sleeve 24 to the cover plates 25 to the piston rod 5. 6

Als weiterer Vorteil dieser Erfindung ist die Selbststeuerung des Dämpfelementes ohne Fremdenergie zu nennen, die aufgrund ihrer geringen Anzahl an bewegten Teilen sehr robust ist und zuverlässig arbeitet. Der sich in praktischen Versuchen als sehr exakt ausführbarer Dämpfkraftschwellwert mit kraftkon­ stantem Dämpfverhalten bedeutet für die Anbauteile klare Kraftverhältnisse, so daß sich diese entsprechend sicher ge­ stalten lassen und man Leichtbaumaßnahmen, z. B. bei der PKW- Konstruktion, besser realisieren kann.Another advantage of this invention is self-control of the damping element without naming external energy, which is due to their small number of moving parts is very robust and works reliably. Which turns out to be in practical trials very precise damping force threshold with force con Constant damping behavior means clear for the attachments Force relationships, so that they are safe ge accordingly can be designed and lightweight measures, e.g. B. in the car Construction, can better realize.

Claims (14)

1. Hydraulisches Dämpfelement, dessen Kolben den Behälter in zwei Arbeitsräume unterteilt, der mit einer axial beweg­ lichen Kolbenstange verbunden ist, die einen Hohlraum auf­ weist, in dem ein federbelasteter Stufenkolben zur Dämpf­ kraftregulierung verspannt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Sperrkolben (7) mit der Kolbenstange (6) ein Bypass-Sperrventil darstellt.1.Hydraulic damping element, the piston of which divides the container into two working spaces, which is connected to an axially movable piston rod which has a cavity in which a spring-loaded stepped piston is tensioned for damping force regulation, characterized in that a locking piston ( 7 ) with the piston rod ( 6 ) represents a bypass check valve. 2. Hydraulisches Dämpfelement nach Anspruch 1 , dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sperrkolben (7) mit der Kolbenstange (6) einen Ringraum (13) bildet.2. Hydraulic damping element according to claim 1, characterized in that the locking piston ( 7 ) with the piston rod ( 6 ) forms an annular space ( 13 ). 3. Hydraulisches Dämpfelement nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) Kolbenstangenver­ bindungsbohrungen (12) zwischen dem Ringraum (11) und dem Ringraum (13) aufweist.3. Hydraulic damping element according to claims 1 and 2, characterized in that the piston rod ( 6 ) has Kolbenstangenver connection bores ( 12 ) between the annular space ( 11 ) and the annular space ( 13 ). 4. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Arbeitsraum (3) durch Verbin­ dungskanäle (10) an den Ringraum (11) angeschlossen ist.4. Hydraulic damping element according to claims 1 to 3, characterized in that a working space ( 3 ) by connec tion channels ( 10 ) is connected to the annular space ( 11 ). 5. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Verbindungskanäle (10) am Kolben (5) schräg zur Dämpferhauptachse verlaufen.5. Hydraulic damping element according to claims 1 to 4, characterized in that the connecting channels ( 10 ) on the piston ( 5 ) run obliquely to the main damper axis. 6. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (6) Überström­ bohrungen (21) zwischen Arbeitsraum (4) und Kolbenstangen­ hohlraum (16) besitzt.6. Hydraulic damping element according to claims 1 to 5, characterized in that the piston rod ( 6 ) overflow bores ( 21 ) between the working chamber ( 4 ) and piston rod cavity ( 16 ). 7. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kolbenstangenhohlraum (16) mindestens eine Entlüftungsbohrung (22) aufweist.7. Hydraulic damping element according to claims 1 to 6, characterized in that the piston rod cavity ( 16 ) has at least one vent hole ( 22 ). 8. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Überströmbohrungen (21) in der Kolbenstange (6) zugseitig zum Kolben (5) angeordnet sind.8. Hydraulic damping element according to claims 1 to 7, characterized in that the overflow bores ( 21 ) in the piston rod ( 6 ) on the traction side to the piston ( 5 ) are arranged. 9. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (15, 16) durch eine Schließkappe (23) abgedeckt wird.9. Hydraulic damping element according to claims 1 to 8, characterized in that the cavity ( 15 , 16 ) is covered by a closure cap ( 23 ). 10. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkappe (23) eine Durchströmbohrung (14) aufweist.10. Hydraulic damping element according to claims 1 to 9, characterized in that the closure cap ( 23 ) has a flow-through bore ( 14 ). 11. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkappe (23) in Wirk­ verbindung mit der Feder (17) steht.11. Hydraulic damping element according to claims 1 to 10, characterized in that the closure cap ( 23 ) is in operative connection with the spring ( 17 ). 12. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (17, 18) eine unter­ schiedliche Kraftkonstante besitzen.12. Hydraulic damping element according to claims 1 to 11, characterized in that the springs ( 17 , 18 ) have a different force constant under. 13. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkappe (23) über die Hülse (24) als Befestigungselement des Kolbens (5) an der Kolbenstange (6) ausgebildet ist.13. Hydraulic damping element according to claims 1 to 12, characterized in that the closure cap ( 23 ) via the sleeve ( 24 ) is designed as a fastening element of the piston ( 5 ) on the piston rod ( 6 ). 14. Hydraulisches Dämpfelement nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließkappe (23) durch ein Gewinde an der Kolbenstange (6) befestigt ist.14. Hydraulic damping element according to claims 1 to 13, characterized in that the closure cap ( 23 ) is fastened by a thread on the piston rod ( 6 ).