EP0611422A1 - Vibration damper - Google Patents

Vibration damper

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Publication number
EP0611422A1
EP0611422A1 EP92923357A EP92923357A EP0611422A1 EP 0611422 A1 EP0611422 A1 EP 0611422A1 EP 92923357 A EP92923357 A EP 92923357A EP 92923357 A EP92923357 A EP 92923357A EP 0611422 A1 EP0611422 A1 EP 0611422A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
vibration damper
spring
valve body
damper according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP92923357A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Rudolf Höbel
Johannes Hufnagl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HOEBEL, RUDOLF
HUFNAGEL JOHANNES
Original Assignee
HUFNAGEL Johannes
IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUFNAGEL Johannes, IABG Industrieanlagen Betriebs GmbH filed Critical HUFNAGEL Johannes
Publication of EP0611422A1 publication Critical patent/EP0611422A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/44—Means on or in the damper for manual or non-automatic adjustment; such means combined with temperature correction
    • F16F9/446—Adjustment of valve bias or pre-stress

Definitions

  • the invention relates to a vibration damper according to the preamble of claim 1.
  • a hydraulic vibration damper such as that (as a telescopic shock absorber)
  • Vibration or shock absorbers are used in vehicles in connection with the suspension to dampen the shocks or vibrations caused by uneven roads as far as possible in a controlled manner.
  • the purpose is to send as few road impulses as possible to the sprung mass of the vehicle Pass on few road impulses to the sprung mass of the vehicle (frame, chassis, body), but without the wheels losing grip.
  • damping systems vary greatly according to the different areas of application, which range from (soft-sprung) comfort cars to (hard) racing vehicles.
  • the requirements for the damping system are determined by the type and nature of the slopes, but also by vehicle-side parameters such as vehicle mass, mass distribution, wheel suspension, tires and much more, up to the outside and operating temperature, which in particular affects the oil viscosity. flows.
  • damping characteristics of a vibration damping system are usually described in a damping characteristic diagram. 9 shows, by way of example, linear and progressive relationships between the deflection speed v (m / s) and the associated pressure damping force F (kN), as are customary for simple applications. Vibration damping systems with such damping characteristics can only be used to a very limited extent for high-performance vehicles (or driving parts).
  • Vibration dampers are customary, in which a piston in a cylindrical tube in oil continuously dampens both compressive and tensile forces (compressive and rebound stages) by oil flowing through a bore under impact loads, as a result of which the compressive or tensile pulse is broken down.
  • Another function in addition to damping during compression (compression) and rebound (rebound) is the suspension itself, which is usually done by spring elements or air cushions.
  • Such a shock absorber is known from DE-A 32 14 599, in which the bore is closed off by spring elements. The damping characteristics that can be achieved in this way depend on the rigidity of the spring elements used.
  • Damping characteristics designed operating conditions is constant and can only be changed with considerable effort (by installing completely different systems).
  • higher-quality vehicles, in particular high-performance vehicles, as described at the beginning it is, however, required that the damping characteristics can be flexibly adapted to the respective conditions of use.
  • the invention is based on the object of further developing a vibration damper of the type mentioned at the outset such that its damping characteristic can be easily adapted to the specified conditions without significantly increasing the unsprung masses. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
  • An important point of the invention is that adjustment devices are provided, by means of which the force with which the spring acts on the valve body in the direction of the valve seat (with the valve flowing through) can be set from the outside, that is to say without replacing the vibration damper . This allows each vehicle to be adapted to changing circumstances in a very simple manner.
  • the valve body preferably comprises a conical section and (adjacent to the side of the larger diameter) a cylindrical section, the diameter of which is smaller than that of the valve seat.
  • the valve body lies with its cylindrical section inside the valve seat.
  • valve body and / or the spring are preferably designed to be exchangeable.
  • installation kits 11 are used, which are color-coded so that it can be seen from the outside which valve body or which spring is inserted, so that the damping characteristic of the system can be recognized from the outside.
  • the valve body is slidably mounted on a valve pin. arranges who carries a feather seat. One end of the spring rests on the spring seat, and the other end rests on the valve body.
  • the valve pin is preferably adjustable in the direction of the valve body via a thread. In this way, in the case of a valve whose valve body rests on the valve seat under contact in the idle state, the point from which the valve releases an opening can be determined. If the valve described above is used with a conical and a cylindrical section which releases a certain flow cross-section from the beginning, the screw-in depth determines the point (with respect to v) at which the flow cross-section begins to increase. Furthermore, the characteristic in this area of high flow velocities v is also determined at the same time.
  • the valve body is designed as a control needle, which is adjustable in the direction of the valve seat (likewise preferably via a thread).
  • the valve seat is held so that it can slide against the spring.
  • a kinematic reversal of the previously shown embodiment of the invention which is particularly suitable for the case in which the valve is formed in the piston. You can then lead the control needle through the entire length of the piston to the outside.
  • a bypass valve to the valve described above is provided, which has a flow cross section that can be adjusted from the outside.
  • This valve thus represents a purely throttle bore and is particularly preferred for the case in which the valve closes completely in the idle state by engaging the valve body with the valve seat.
  • a throttle valve is provided in series with the aforementioned valve or the assembly consisting of the aforementioned valve and the associated bypass valve for setting the damping force curve in the region of high deflection speeds.
  • This - hydraulically - serially arranged throttle valve represents a - in terms of force - parallel-connected damping element. Particularly advantageous is the fact that the damping properties with respect to high deflection speeds can be set almost independently of the damping properties at low deflection speeds.
  • a further damper with a second piston or second cylinder can be provided parallel to the first damper (with its valves) with this throttle valve for setting the damping force curve in the region of high deflection speeds.
  • This embodiment is particularly suitable for motorcycles in which two dampers are assigned to one wheel.
  • This embodiment of the invention is particularly inexpensive and simple.
  • scales are preferably provided for reading the setting status in addition to the color or graphic markings for the valve type.
  • valve described above the damping properties of which can be adjusted via the control needle, is particularly suitable for the rebound stage, while the other valves are preferably installed in the compression stage.
  • FIG. 2-5 detailed representations corresponding to the sections II-V of Fig. 1,
  • FIG. 7 shows a modified embodiment of the invention relating to the valve shown in FIG. 4,
  • FIG. 8 shows the representation of a double shock absorber systems similar to that of FIG. 1,
  • the vibration damper 1 shown in FIG. 1 comprises a first telescopic shock absorber 1 ′ and a second telescopic shock absorber 11 . These belong to a first shock absorber 8 or a second shock absorber 8 *, which can be used, for example, on the front wheel of a motorcycle (or also on the rear wheel).
  • the telescopic shock absorber 1 comprises a piston 2 which is slidably received in an oil-filled cylinder 3 in a manner known per se. On the outside, the arrangement is enclosed by a damper bar 9.
  • first valve 4 for setting the basic hardness
  • second valve 5 which is arranged as a bypass valve to the first valve 4, for Adjustment of the damping provided at low deflection speeds.
  • the telescopic shock absorber 1 '' also has a cylinder 3 'and a piston 2 1 , in the piston plate 23 fixed
  • the damper l 1 'further comprises a valve 6 which is externally adjustable, being adjustable about this valve 6 of the damping force characteristic in the large Einfederungs Anlagenen.
  • the telescopic shock absorber 1 is • *, which corresponds to 4 in terms of forces parallel to the telescopic shock absorber 1 • a hydraulic series circuit of the valve (with the bypass valve 5) to the valve. 6
  • valve 17 In the piston 2 of the telescopic shock absorber l 1 is a valve hen 17 vorgese ⁇ to adjust the damping behavior in the rebound, located at what in hydraulic parallel circuit a wei ⁇ teres valve merit ⁇ through holes 10 with it, the spring-loaded valve plate is defined. 11
  • the valve 17 represents a fourth adjustable valve, which is also adjustable from the outside by means of a control needle 16. This is also explained in more detail below.
  • the valve 4 shown in more detail in FIG. 2a comprises a valve pin 26 which is held by a thread 29 in a valve holder 18 which is attached to the damper bar 9.
  • the valve pin 26 also has a spring seat 15 on which a spring 14 is supported with one end. The other end of the spring 14 rests on the rear side of a valve cone 13, which carries a conical section 21 at its front end. With this conical gate 21, the valve cone 13 is seated in the bore of a flow disc 27, which thus forms a valve seat.
  • a cylindrical section 20 is provided between the conical section 21 and the rear end of the valve cone 13.
  • a flow occurs only at a pressure which is sufficient to lift the valve cone 13 out of its seat on the flow disk 27 with respect to the force of the spring 14. This point can be shifted towards higher values by screwing the valve pin 26 in deeper, by prestressing the spring 14 more.
  • the effect of the setting of the valve 4 is indicated in Fig. 10.
  • valve 4 1 shown in FIG. 2b differs from that according to FIG. 2a in that the cylindrical section 20 has a smaller diameter than the bore in the flow disc 27 '. This creates an annular gap between the cylindrical part 20 of the valve cone 13 and the opening in the flow disc 27 'in the stationary state of the damper. A type of bypass valve is thus formed which determines the course of the damping force in the region of low deflection speeds.
  • valve 4 1 ' which again consists of a valve pin 26 *' with a valve cone 13 '' thereon,
  • the spring 14 ′′ and spring seat 15 ′′ exist can be completely removed from the valve holder 18.
  • the valve pin 26 '* is screwed with its thread 29 •' into a screw-in holder 19, which in turn is screwed into the valve holder 18 via a thread 19 '.
  • a shut-off device 33 is provided which is the space in which the valve 4' can separate 'is from übri ⁇ gen interior of the system.
  • bypass valve 5 is provided (hydraulically) parallel to the valve 4. This is drawn in detail in FIG. 3.
  • This bypass valve 5 has an externally adjustable valve needle 34, which is held in the damper spar 9 via a thread 31.
  • the valve needle 34 has a conical front end which more or less exposes a bore 35 depending on the screwing depth.
  • valve 6 fitted in the second telescopic shock absorber l 1 is shown in more detail in FIG. 4.
  • This comprises a valve needle 36, which is attached via a thread 32 in a valve holder 18 * and has a cone 37 which projects into a bore 38.
  • the bore 38 is more or less closed by the cone 37.
  • the throughflow and thus the damping force curve are set in the region of high deflection speeds by means of the valve 6 (see FIG. 10).
  • Valves 4, 5 and 6 are advantageously designed as prefabricated valve cartridges in order to enable rational series production by being pressed in or screwed in (see FIG. 2 c) in corresponding receiving bores of the respective damper cylinder or valve holder. Depending on the damper type and intended use, 4, 5 and 6 can be used for each valve
  • Valve cartridges with different flow characteristics are used.
  • the valve cartridges 4, 5 and 6 are designed in such a way that they cannot be mixed up during assembly, e.g. due to different diameters, each valve identifies its type and performance class through distinctive labeling (e.g. color markings).
  • valves 4, 5 and 6 are designed as exchangeable valve inserts (see FIG. 2c) in order to make it possible to extend the setting ranges beyond the setting range of the currently installed valves by means of valves of other performance classes.
  • the valve 4 is used to adjust the basic hardness, the throttle valve 5 lying parallel to it to adjust the response behavior.
  • a shock introduced by a bump in the road causes the damper spar 9 to deflect at an initial speed V A.
  • the damper oil flows up through the bore 10.
  • the spring-loaded valve cone 13 in the valve 4 opens up an additional cross section, this cross section being controllable via a precisely defined cone shape depending on the deflection.
  • the valve 4 is preferably interchangeable such that a plurality of valve cones 13 with different cone shapes and springs 14 of different hardness can be used.
  • the valve cone 13 and the spring 14 should be easy to replace without dismantling the strut.
  • the bias of the spring 14 can be easily adjusted from the outside.
  • the cone 13 rests on the flow disc 27 in the idle state, so that the oil flow only flows after the spring preload, which can be set by turning the valve pin 26 (which is axially displaced by the thread 29), is overcome .
  • the spring pretension which occurs when the cone 13 emerges from the flow disc 27 is influenced by turning the valve pin 26 'or 26''.
  • the bypass valve 5 enables an effective cross section to be released in addition to the valve 4 'or 4' 'or also to the valve 4. It is thus possible to set the response behavior of the valve 4.
  • the effective bypass cross section of valve 5 is also easily adjustable from the outside.
  • the valve 6, which is shown in FIG. 4, is used to set the rapid deflection behavior and differs from the valve 5 in spite of similarities in principle with regard to FIG.
  • valve 5 forms an independent functional unit with the valve 4.
  • Valve 6 acts in addition to the combined functional unit of valve 5 and valve 4.
  • Valve 6 throttles the oil flow at high deflection speeds with a cross-section that is fixed in operation, but continuously variable.
  • the adjustable valve 17 is provided, in which a sleeve 24, which is biased by a spring 25 against the piston plate 23, is displaced relative to the control needle 16 by the flow forces of the oil when it is pulled.
  • the control needle 16 is held by a thread 30 and provided at its lower end with a conical section 21 and an overlying cylindrical section 20.
  • the diameter of the cylindrical section 20 is denoted by d2 in FIG. 5, the diameter at the slender end of the cone 21 is denoted by d3.
  • the inside diameter of the sleeve 24 is denoted by dl in FIG. 5.
  • the length of the cone is indicated by h, while the immersion depth of the conical section in the interior of the sleeve 24 is designated by t.
  • the flow is determined with a constant inner diameter of the sleeve 24 by the diameter of the control needle 16, by its screw-in depth t and by the cone shape.
  • the depth of the control needle 16 with respect to the sleeve 24 can be changed from the outside by turning (and thus by adjusting the thread 30) without opening the shock absorber.
  • the depth of adjustment of the control needle 16 in connection with the shape of the conical section 21 determines the oil flow when rebounding.
  • a corresponding family of characteristic curves is given in FIG. 6.
  • the control needle 16 is preferably replaced without removing the telescopic shock absorber 1 by opening a closure cap 22 provided there.
  • the control needle 16 inserted is unscrewed without influencing the oil filling, and another (preferably color-coded) control needle 16 with one another shape of the conical portion 21 is screwed in.
  • the changeable effective parameters are on the rebound stage side the diameter d2 of the control needle, the setting depth t in relation to the sleeve 24 and the cone shape. These parameters influence the characteristic curves on the rebound side, as indicated in FIG. 6.
  • the vibration damper according to the invention shown here can be supplied and assembled as a unit in known combinations with a resilient element, such as a coil spring or an air cushion (see FIG. 7).
  • the usual form of use will be the single-rod damper with valves 4, 5, 6 and 17.
  • simplified versions can be useful, for example those which are only equipped with valves 4, 5 and 17.
  • the shock absorber at the upper end is designed such that the control needle 16 can still be replaced or at least adjusted in a controlled manner after the shock absorber has been installed.
  • valves 4, 5, 6 and 17 On the front wheel of high-performance motorcycles, the two bars with damping / suspension are usually equipped symmetrically with valves 4, 5, 6 and 17. In order to reduce costs as well as to reduce mass, an asymmetrical arrangement of the valves can be useful, as shown in FIG. 1. One can also equip a shock absorber with valves 4, 5 and 17, the others with valves 6 and 17. The desired effect then only results from the coordinated interaction of all elements. In fact, tests with sufficiently rigid wheel axles and axle suspension prove that such an asymmetrical system works properly.
  • valves 4, 5 and 17 are metrically distributed on the spring legs of the front wheel of a motorcycle.
  • valves 4, 5, 6 and 17 are, for example, by means of transmission elements known per se, e.g. adjustable from the dashboard of a motor vehicle. It is also advantageous if the setting status of the valves can be read numerically.
  • Scales are useful for angles of rotation below 360 °. In the case of larger angles of rotation, scaling of the setting depth is preferred.
  • FIG. 7 shows the principle of a gas pressure shock absorber known per se, in which a gas cushion 20 is provided.

Landscapes

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  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Habituellement, le système d'amortissement d'un véhicule automobile est déterminé pour toute la durée de vie conformément aux conceptions constructives. L'invention propose, pour des véhicules haut de gamme, notamment pour les voitures sportives, de prévoir des soupapes réglables de l'extérieur (4, 5, 6, 17) permettant de régler librement la caractéristique d'amortissement de l'amortisseur de vibrations.Usually, the damping system of a motor vehicle is determined for the entire service life in accordance with the constructive designs. The invention proposes, for top-of-the-range vehicles, in particular for sports cars, to provide valves adjustable from the outside (4, 5, 6, 17) allowing the damping characteristic of the shock absorber to be freely adjusted. vibration.

Description

Schwingungsdämpfer Vibration damper
Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a vibration damper according to the preamble of claim 1.
Insbesondere handelt es sich hier um einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, wie er (als Teleskopstoßdämpfer) inIn particular, it is a hydraulic vibration damper, such as that (as a telescopic shock absorber)
Kraftfahrzeugen, aber auch bei Flugzeugen (insbesondere bei deren Fahrgestellen) sowie zum Dämpfen von Maschinenbewegun¬ gen Verwendung findet.Motor vehicles, but also in aircraft (in particular in their chassis) and for damping machine movements.
Schwingungs- bzw. Stoßdämpfer dienen bei Fahrzeugen in Ver¬ bindung mit der Federung dazu, die durch Straßenunebenheiten verursachten Stöße oder Schwingungen soweit wie möglich in gesteuerter Weise wegzudämpfen. Der Zweck ist es, möglichst wenig Fahrbahnimpulse an die abgefederte Masse des Fahrzeugs wenig Fahrbahnimpulse an die abgefederte Masse des Fahrzeugs (Rahmen, Chassis , Karosserie) weiterzugeben, jedoch ohne daß die Räder die Bodenhaftung verlieren.Vibration or shock absorbers are used in vehicles in connection with the suspension to dampen the shocks or vibrations caused by uneven roads as far as possible in a controlled manner. The purpose is to send as few road impulses as possible to the sprung mass of the vehicle Pass on few road impulses to the sprung mass of the vehicle (frame, chassis, body), but without the wheels losing grip.
Die Forderungen an die Betriebscharakteristik von Dämfpungs- syste en variieren stark entsprechend den unterschiedlichen Anwendungsbereichen, die von (weich gefederten) Komfortwagen zu (harten) Rennsportfahrzeugen reicht. Innerhalb eines Anwendungsbereichs, z.B. bei Tourensportwagen, werden die Anforderungen an das Dämpfungssystem bestimmt durch Art und Beschaffenheit der Pisten, aber auch von fahrzeugseitigen Parametern wie Fahrzeugmasse, Massenverteilung, Radaufhän¬ gung, Bereifung und vieles andere mehr bis hin zur Außen- und Betriebstemperatur, die insbesondere die Ölviskosität beein- flußt.The demands placed on the operating characteristics of damping systems vary greatly according to the different areas of application, which range from (soft-sprung) comfort cars to (hard) racing vehicles. Within an application area, e.g. In touring sports cars, the requirements for the damping system are determined by the type and nature of the slopes, but also by vehicle-side parameters such as vehicle mass, mass distribution, wheel suspension, tires and much more, up to the outside and operating temperature, which in particular affects the oil viscosity. flows.
Die Dämpfungschrakteristik eines Schwingungsdämpfungssystems wird üblicherweise in einem Dämpfungs-Kennlinien-Diagramm beschrieben. Fig. 9 zeigt beispielhaft lineare und progres- sive Zusammenhänge zwischen der Einfederungsgeschwindigkeit v (m/s) und der dazugehörigen Druckdämpfungskraft F(kN), wie sie für einfache Anwendungen üblich sind. Schwingungsdämp- fungssysteme mit derartiger Dämpfungscharakteristik sind aber nur sehr bedingt für Hochleistungsfahrzeuge (bzw. -fahr- gesteile) verwendbar.The damping characteristics of a vibration damping system are usually described in a damping characteristic diagram. 9 shows, by way of example, linear and progressive relationships between the deflection speed v (m / s) and the associated pressure damping force F (kN), as are customary for simple applications. Vibration damping systems with such damping characteristics can only be used to a very limited extent for high-performance vehicles (or driving parts).
Üblich sind Schwingungsdämpfer, bei denen ein Kolben in einem zylindrischen Rohr in Öl laufend sowohl Druck- wie auch Zug¬ kräfte (Druck- und Zugstufe) dämpft, indem bei Stoßbelastun- gen durch eine Bohrung Öl fließt, wodurch der Druck- bzw. Zugi puls abgebaut wird. Eine weitere Funktion neben der Dämpfung beim Einfedern (Druckstufe) und beim Ausfedern (Zugstufe) ist die Federung selbst, die üblicherweise durch Federelemente oder durch Luftpolster erfolgt. Aus der DE-A 32 14 599 ist ein derartiger Stoßdämpfer bekannt, bei welchem die Bohrung über Federelemente abge¬ schlossen ist. Die so erzielbaren Dämpfungskennlinien hängen damit von der Steifigkeit der verwendeten Federelemente ab.Vibration dampers are customary, in which a piston in a cylindrical tube in oil continuously dampens both compressive and tensile forces (compressive and rebound stages) by oil flowing through a bore under impact loads, as a result of which the compressive or tensile pulse is broken down. Another function in addition to damping during compression (compression) and rebound (rebound) is the suspension itself, which is usually done by spring elements or air cushions. Such a shock absorber is known from DE-A 32 14 599, in which the bore is closed off by spring elements. The damping characteristics that can be achieved in this way depend on the rigidity of the spring elements used.
Aus der DE-U 19 67 943 ist es bekannt, daß man zusätzlich zu einer festen Bohrung ein Ventil anbringen kann, das ab einer bestimmten Geschwindigkeit v einen zusätzlichen Querschnitt für den Ölfluß freigibt.From DE-U 19 67 943 it is known that in addition to a fixed bore, a valve can be attached which, from a certain speed v, releases an additional cross-section for the oil flow.
Eine ähnliche Anordnung ist aus der DE-A 35 44 474 Cl bekannt. Dort wird ein federbelaεteter Ventilkörper beschrie¬ ben, der aufgrund seiner speziellen Konusform eine besondere Kennlinie im Übergangsbereich von niedrigen zu hohen Einfederungsgeschwindigkeiten ermöglicht.A similar arrangement is known from DE-A 35 44 474 Cl. There, a spring-loaded valve body is described, which, due to its special cone shape, enables a special characteristic curve in the transition area from low to high deflection speeds.
Die vorgenannten Dämpfungssysteme sind in ihren Kennlinien entsprechend den konstruktiven Auslegungsdaten für die gesamte Lebensdauer festgelegt, von Verschleißeffekten abge- sehen. Dies heißt, daß die auf die mittleren erwartetenThe characteristics of the aforementioned damping systems are defined in accordance with the design data for the entire service life, apart from wear effects. This means that the expected on the middle
Betriebsbedingungen ausgelegte Dä fpungscharakteristik kon¬ stant ist und nur mit erheblichem Aufwand (durch Einbau ganz anderer Systeme) geändert werden kann. Bei höherwertigen Fahrzeugen, insbesondere bei Hochleistungsfahrzeugen, wie sie eingangs beschrieben wurden, wird jedoch gefordert, daß die Dämpfungscharakteristik flexibel auf die jeweiligen Einsatz¬ bedingungen abgestimmt werden kann.Damping characteristics designed operating conditions is constant and can only be changed with considerable effort (by installing completely different systems). In the case of higher-quality vehicles, in particular high-performance vehicles, as described at the beginning, it is, however, required that the damping characteristics can be flexibly adapted to the respective conditions of use.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungs- dämpfer der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubil¬ den, daß seine Dämpfungscharakteristik in einfacher Weise den vorgegebenen Bedingungen anpaßbar ist, ohne dabei die ungefe¬ derten Massen wesentlich zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs l angegebenen Merkmale gelöst.The invention is based on the object of further developing a vibration damper of the type mentioned at the outset such that its damping characteristic can be easily adapted to the specified conditions without significantly increasing the unsprung masses. This object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß Ein- Stelleinrichtungen vorgesehen sind, über welche die Kraft, mit der die Feder den Ventilkörper in Richtung auf den Ven¬ tilsitz (bei durchströmtem Ventil) beaufschlagt, von außen, also ohne Austausch des Schwingungsdämpfers einstellbar ist. Dadurch kann in sehr einfacher Weise jedes Fahrzeug auf sich ändernde Gegebenheiten angepaßt werden.An important point of the invention is that adjustment devices are provided, by means of which the force with which the spring acts on the valve body in the direction of the valve seat (with the valve flowing through) can be set from the outside, that is to say without replacing the vibration damper . This allows each vehicle to be adapted to changing circumstances in a very simple manner.
Vorzugsweise umfaßt der Ventilkörper einen konischen Abschnitt und (an die Seite des größeren Durchmessers angren¬ zend angesetzt) einen zylindrischen Abschnitt, dessen Durch- messer geringer ist als der des Ventilsitzes. Im Ruhezustand liegt somit der Ventilkörper mit seinem zylindrischen Abschnitt innerhalb des Ventilsitzes. Durch die Durchmesser¬ unterschiede zwischen dem zylindrischen Abschnitt und dem Ventilsitz ist also eine Durchflußöffnung definiert, die von Anfang an (also bei V = 0) wirksam ist. Steigt die Durchflu߬ geschwindigkeit v und bewegt sich somit der Ventilkörper, so bleibt aufgrund des zylindrischen Abschnitts zunächst der Durchflußquerschnitt gleich. Erst bei höheren Geschwindigkei¬ ten v wird der konische Abschnitt des Ventilkörpers wirksam, so daß dann der durchströmbare Querschnitt steigt.The valve body preferably comprises a conical section and (adjacent to the side of the larger diameter) a cylindrical section, the diameter of which is smaller than that of the valve seat. In the idle state, the valve body lies with its cylindrical section inside the valve seat. The difference in diameter between the cylindrical section and the valve seat thus defines a flow opening which is effective from the beginning (ie at V = 0). If the flow velocity v increases and the valve body thus moves, the flow cross-section initially remains the same due to the cylindrical section. Only at higher speeds v does the conical section of the valve body become effective, so that the cross section through which flow can then increase.
Vorzugsweise gestaltet man den Ventilkörper und/oder die Feder auswechselbar. Hierbei werden "Einbausätze11 verwendet, welche farblich gekennzeichnet sind, so daß man schon von außen sehen kann, welcher Ventilkörper bzw. welche Feder ein¬ gesetzt ist, so daß die Dämpfungscharakteristik des Systems von außen erkennbar wird.The valve body and / or the spring are preferably designed to be exchangeable. Here "installation kits 11 are used, which are color-coded so that it can be seen from the outside which valve body or which spring is inserted, so that the damping characteristic of the system can be recognized from the outside.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilkörper gleitverschieblich auf einem Ventilzapfen ange- ordnet, der einen Federsitz trägt. Auf dem Federsitz sitzt die Feder mit einem Ende auf, mit ihrem anderen Ende liegt sie auf dem Ventilkörper auf. Der Ventilzapfen ist in Rich¬ tung auf den Ventilkörper vorzugsweise über ein Gewinde ver- stellbar. Dadurch kann bei einem Ventil, dessen Ventilkörper im Ruhezustand auf dem Ventilsitz unter Kontakt aufliegt, der Punkt bestimmt werden, ab welchem das Ventil eine Öffnung freigibt. Wenn das oben beschriebene Ventil mit einem koni¬ schen und einem zylindrischen Abschnitt verwendet wird, welches von Anfang an einen gewissen Durchflußguerschnitt freigibt, so bestimmt die Einschraubtiefe den Punkt (bezüglich v) , bei welchem der Strömungsguerschnitt zu stei¬ gen beginnt. Weiterhin wird dadurch gleichzeitig die Kenn¬ linie in diesem Bereich hoher Strömungsgeschwindigkeiten v mitbestimmt.In a preferred embodiment of the invention, the valve body is slidably mounted on a valve pin. arranges who carries a feather seat. One end of the spring rests on the spring seat, and the other end rests on the valve body. The valve pin is preferably adjustable in the direction of the valve body via a thread. In this way, in the case of a valve whose valve body rests on the valve seat under contact in the idle state, the point from which the valve releases an opening can be determined. If the valve described above is used with a conical and a cylindrical section which releases a certain flow cross-section from the beginning, the screw-in depth determines the point (with respect to v) at which the flow cross-section begins to increase. Furthermore, the characteristic in this area of high flow velocities v is also determined at the same time.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ventilkörper als Steuernadel ausgebildet, welche in Richtung auf den Ventilsitz (ebenfalls vorzugsweise über ein Gewinde) verstellbar ist. Der Ventilsitz ist in diesem Fall gleitverschieblich von der Feder beaufschlagt gehalten. Hier liegt also eine kinematische Umkehr zu der zuvor gezeigten Ausführungsform der Erfindung zugrunde, die sich besonders für den Fall eignet, in welchem das Ventil im Kolben ausge- bildet ist. Man kann dann die Steuernadel durch die gesamte Länge des Kolbens nach außen führen.In another preferred embodiment of the invention, the valve body is designed as a control needle, which is adjustable in the direction of the valve seat (likewise preferably via a thread). In this case, the valve seat is held so that it can slide against the spring. Here is therefore a kinematic reversal of the previously shown embodiment of the invention, which is particularly suitable for the case in which the valve is formed in the piston. You can then lead the control needle through the entire length of the piston to the outside.
Alternativ oder zusätzlich wird bei einer bevorzugten Ausfüh¬ rungsform ein Bypass-Ventil zum vorbeschriebenen Ventil vor- gesehen, welches einen von außen einstellbaren Strömungsquer¬ schnitt aufweist. Dieses Ventil stellt somit eine reine Dros¬ selbohrung dar und ist insbesondere für den Fall bevorzugt einzusetzen, in welchem das Ventil im Ruhezustand durch Ein¬ griff des Ventilkörpers mit dem Ventilsitz vollständig schließt. Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Einstellung des Dämpfungskraftverlaufs im Bereich großer Einfederungsgeschwindigkeiten ein Drosselven¬ til in Serie zum vorgenannten Ventil bzw. zur Baugruppe bestehend aus dem vorgenannten Ventil und dem dazugehörigen Bypass-Ventil vorgesehen. Dieses - hydraulisch gesehen - seriell angeordnete Drosselventil stellt ein - kräftemäßig - parallel geschaltetes Dämpfungsglied dar. Besonders vorteil¬ haft hierbei ist der Umstand, daß die Dämpfungseigenschaften in bezug auf große Einfederungsgeschwindigkeiten nahezu unab¬ hängig von den Dämpfungseigenschaften bei niedrigen Einfederungsgeschwindigkeiten einstellbar sind.As an alternative or in addition, in a preferred embodiment, a bypass valve to the valve described above is provided, which has a flow cross section that can be adjusted from the outside. This valve thus represents a purely throttle bore and is particularly preferred for the case in which the valve closes completely in the idle state by engaging the valve body with the valve seat. In a further particularly preferred embodiment of the invention, a throttle valve is provided in series with the aforementioned valve or the assembly consisting of the aforementioned valve and the associated bypass valve for setting the damping force curve in the region of high deflection speeds. This - hydraulically - serially arranged throttle valve represents a - in terms of force - parallel-connected damping element. Particularly advantageous is the fact that the damping properties with respect to high deflection speeds can be set almost independently of the damping properties at low deflection speeds.
Alternativ hierzu kann ein weiterer Dämpfer mit einem zweiten Kolben bzw. zweiten Zylinder parallel zum ersten Dämpfer (mit seinen Ventilen) mit diesem Drosselventil zur Einstellung des Dämpfungskraftverlaufs im Bereich großer Einfederungsge¬ schwindigkeiten vorgesehen sein. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Motorräder, bei welchen einem Rad zwei Dämpfer zugeordnet sind. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders kostengünstig und einfach.As an alternative to this, a further damper with a second piston or second cylinder can be provided parallel to the first damper (with its valves) with this throttle valve for setting the damping force curve in the region of high deflection speeds. This embodiment is particularly suitable for motorcycles in which two dampers are assigned to one wheel. This embodiment of the invention is particularly inexpensive and simple.
Zur Einstellung der Ventile sind vorzugsweise Skalen zum Ablesen des Einstellstandes neben den farblichen oder schriftbildlichen Kennzeichnungen für den Ventiltyp vorgese¬ hen.For setting the valves, scales are preferably provided for reading the setting status in addition to the color or graphic markings for the valve type.
Das oben beschriebene Ventil, dessen Dämpfungseigenschaften über die Steuernadel einstellbar sind, ist insbesondere für die Zugstufe geeignet, während die übrigen Ventile vorzugs¬ weise in der Druckstufe angebracht werden.The valve described above, the damping properties of which can be adjusted via the control needle, is particularly suitable for the rebound stage, while the other valves are preferably installed in the compression stage.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung anhand von Abbildungen. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einem Doppel-Stoßdämpfersystem,Preferred embodiments of the invention result from the subclaims and the following description with reference to figures. Here show: 1 shows a first embodiment of the invention with a double shock absorber system,
Fig.2-5 Detaildarstellungen entsprechend den Ausschnitten II-V aus Fig. 1,Fig. 2-5 detailed representations corresponding to the sections II-V of Fig. 1,
Fig. 6 Kennlinien zur Ausführungsform der Erfindung nachFig. 6 characteristics of the embodiment of the invention
Fig. 5,Fig. 5,
Fig. 7 eine modifizierte Ausführungsform der Erfindung betreffend das in Fig. 4 gezeigte Ventil,7 shows a modified embodiment of the invention relating to the valve shown in FIG. 4,
Fig. 8 die Darstellung eines Doppel-Stoßdä pfersystems ähnlich dem nach Fig. 1,8 shows the representation of a double shock absorber systems similar to that of FIG. 1,
Fig. 9 Kennlinien von herkömmlichen Stoßdämpfersystemen undFig. 9 characteristics of conventional shock absorber systems and
Fig. 10 Kennlinien eines Stoßdämpfersystems nach Fig. 1.10 characteristic curves of a shock absorber system according to FIG. 1.
Der in Fig. 1 gezeigte Schwingungsdämpfer 1 umfaßt einen ersten Teleskopstoßdämpfer 1' und einen zweiten Teleskopsto߬ dämpfer l11. Diese gehören zu einem ersten Federbein 8 bzw. einem zweiten Federbein 8*, welche z.B. beim Vorderrad eines Motorrads (oder auch beim Hinterrad) Anwendung finden können.The vibration damper 1 shown in FIG. 1 comprises a first telescopic shock absorber 1 ′ and a second telescopic shock absorber 11 . These belong to a first shock absorber 8 or a second shock absorber 8 *, which can be used, for example, on the front wheel of a motorcycle (or also on the rear wheel).
Der Teleskopstoßdämpfer 1' umfaßt einen Kolben 2, der in einem ölgefüllten Zylinder 3 in an sich bekannter Weise ver- schiebbar aufgenommen ist. Außenseitig wird die Anordnung von einem Dämpferholm 9 umschlossen.The telescopic shock absorber 1 'comprises a piston 2 which is slidably received in an oil-filled cylinder 3 in a manner known per se. On the outside, the arrangement is enclosed by a damper bar 9.
Im unteren Bereich des Dämpferholms 9 sind ein erstes Ventil 4 zum Einstellen der Grundhärte und ein zweites Ventil 5, das als Bypass-Ventil zum ersten Ventil 4 angeordnet ist, zum Einstellen der Dämpfung bei niedrigen Einfederungsgeschwin¬ digkeiten vorgesehen.In the lower region of the damper spar 9 are a first valve 4 for setting the basic hardness and a second valve 5, which is arranged as a bypass valve to the first valve 4, for Adjustment of the damping provided at low deflection speeds.
Der Teleskopstoßdämpfer 1' ' weist ebenfalls einen Zylinder 3' sowie einen Kolben 21 auf, in dessen Kolbenplatte 23 festeThe telescopic shock absorber 1 '' also has a cylinder 3 'and a piston 2 1 , in the piston plate 23 fixed
Bohrungen 10 vorgesehen sind. Der Dämpfer l1 ' weist weiterhin ein Ventil 6 auf, welches von außen einstellbar ist, wobei über dieses Ventil 6 der Dämpfungskraftverlauf im Bereich großer Einfederungsgeschwindigkeiten einstellbar ist. Bei der hier gezeigten Anordnung liegt der Teleskopstoßdämpfer 1• * kräftemäßig parallel zum Teleskopstoßdämpfer 1• , was einer hydraulischen Serienschaltung des Ventils 4 (mit dem Bypass- Ventil 5) zum Ventil 6 entspricht.Bores 10 are provided. The damper l 1 'further comprises a valve 6 which is externally adjustable, being adjustable about this valve 6 of the damping force characteristic in the large Einfederungsgeschwindigkeiten. In the arrangement shown here of the telescopic shock absorber 1 is • *, which corresponds to 4 in terms of forces parallel to the telescopic shock absorber 1 • a hydraulic series circuit of the valve (with the bypass valve 5) to the valve. 6
Im Kolben 2 des Teleskopstoßdämpfers l1 ist ein Ventil 17 zum Einstellen des Dämpfungsverhaltens in der Zugstufe vorgese¬ hen, zu welchem in hydraulischer Parallelschaltung ein wei¬ teres Ventil sitzt, das durch Bohrungen 10 mit darauf liegen¬ der, federbelasteter Ventilplatte 11 definiert ist. Das Ven- til 17 stellt ein viertes einstellbares Ventil dar, welches durch eine Steuernadel 16 ebenfalls von außen einstellbar ist. Dies wird ebenfalls weiter unten näher erläutert.In the piston 2 of the telescopic shock absorber l 1 is a valve hen 17 vorgese¬ to adjust the damping behavior in the rebound, located at what in hydraulic parallel circuit a wei¬ teres valve liegen¬ through holes 10 with it, the spring-loaded valve plate is defined. 11 The valve 17 represents a fourth adjustable valve, which is also adjustable from the outside by means of a control needle 16. This is also explained in more detail below.
Das in Fig. 2a näher gezeigte Ventil 4 umfaßt einen Ventil- zapfen 26, der über ein Gewinde 29 in einem Ventilhalter 18, der am Dämpferholm 9 angebracht ist, gehalten ist. Der Ven¬ tilzapfen 26 weist weiterhin einen Federsitz 15 auf, auf wel¬ chem sich eine Feder 14 mit ihrem einen Ende abstützt. Mit ihrem anderen Ende liegt die Feder 14 auf der Hinterseite eines Ventilkonus 13 auf, der an seinem vorderen Ende einen konischen Abschnitt 21 trägt. Mit diesem konischen Anschnitt 21 sitzt der Ventilkonus 13 in der Bohrung einer Durchflu߬ scheibe 27, welche somit einen Ventilsitz bildet. Zwischen dem konischen Abschnitt 21 und dem hinteren Ende des Ventil- konus 13 ist ein zylindrischer Abschnitt 20 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform des Ventils 4 tritt eine Durch¬ strömung erst bei einem Druck auf, der ausreicht, den Ventil¬ konus 13 gegenüber der Kraft der Feder 14 aus seinem Sitz auf der Durchflußscheibe 27 abzuheben. Dieser Punkt kann durch tieferes Einschrauben des Ventilzapfens 26 zu höheren Werten hin verschoben werden, indem die Feder 14 stärker vorgespannt wird. Die Wirkung der Einstellung des Ventils 4 ist in Fig. 10 angedeutet.The valve 4 shown in more detail in FIG. 2a comprises a valve pin 26 which is held by a thread 29 in a valve holder 18 which is attached to the damper bar 9. The valve pin 26 also has a spring seat 15 on which a spring 14 is supported with one end. The other end of the spring 14 rests on the rear side of a valve cone 13, which carries a conical section 21 at its front end. With this conical gate 21, the valve cone 13 is seated in the bore of a flow disc 27, which thus forms a valve seat. A cylindrical section 20 is provided between the conical section 21 and the rear end of the valve cone 13. In this embodiment of the valve 4, a flow occurs only at a pressure which is sufficient to lift the valve cone 13 out of its seat on the flow disk 27 with respect to the force of the spring 14. This point can be shifted towards higher values by screwing the valve pin 26 in deeper, by prestressing the spring 14 more. The effect of the setting of the valve 4 is indicated in Fig. 10.
Die in Fig. 2b gezeigte Ausführungsform des Ventils 41 unter¬ scheidet sich von der nach Fig. 2a dadurch, daß der zylindri¬ sche Abschnitt 20 einen geringeren Durchmesser hat als die Bohrung in der Durchflußscheibe 27'. Dadurch entsteht im stationären Zustand des Dämpfers ein Ringspalt zwischen dem zylindrischen Teil 20 des Ventilkonus 13 und der Öffnung in der Durchflußscheibe 27'. Somit ist eine Art Bypass-Ventil gebildet, das den Dämfpungskraftverlauf im Bereich niedriger Einfederungsgeschwindigkeiten bestimmt.The embodiment of the valve 4 1 shown in FIG. 2b differs from that according to FIG. 2a in that the cylindrical section 20 has a smaller diameter than the bore in the flow disc 27 '. This creates an annular gap between the cylindrical part 20 of the valve cone 13 and the opening in the flow disc 27 'in the stationary state of the damper. A type of bypass valve is thus formed which determines the course of the damping force in the region of low deflection speeds.
Die in Fig. 2c gezeigte Ausführungsform der Erfindung unter¬ scheidet sich von denjenigen nach den Figuren 2a und 2b da¬ durch, daß das Ventil 41', welches wieder aus einem Ventil¬ zapfen 26* ' mit darauf befindlichem Ventilkonuε 13 ' ' , Feder 14' ' und Federsitz 15' ' besteht, vollständig aus dem Ventil¬ halter 18 herausgenommen werden kann. Um dies zu erreichen, ist der Ventilzapfen 26' * mit seinem Gewinde 29• ' in einen Einschraubhalter 19 eingeschraubt, der wiederum über ein Ge¬ winde 19' in den Ventilhalter 18 eingeschraubt ist. Um beim Auswechseln des Ventils 4 ' • Ölverlust zu vermeiden bzw. zu minimieren, ist eine Absperreinrichtung 33 vorgesehen, welche den Raum, in welchem sich das Ventil 4'' befindet, vom übri¬ gen Innenraum des Systems abtrennen kann. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist (hydraulisch) parallel zum Ventil 4 das Bypass-Ventil 5 vor¬ gesehen. Dieses ist in Fig. 3 im Detail gezeichnet. Dieses Bypass-Ventil 5 weist eine von außen einstellbare Ventilnadel 34 auf, die über ein Gewinde 31 im Dämpferholm 9 gehalten ist. Die Ventilnadel 34 weist ein konisches Vorderende auf, welches eine Bohrung 35 je nach Einεchraubtiefe mehr oder weniger freigibt.The embodiment of the invention shown in FIG. 2c differs from that according to FIGS. 2a and 2b in that the valve 4 1 ', which again consists of a valve pin 26 *' with a valve cone 13 '' thereon, The spring 14 ″ and spring seat 15 ″ exist, can be completely removed from the valve holder 18. In order to achieve this, the valve pin 26 '* is screwed with its thread 29 •' into a screw-in holder 19, which in turn is screwed into the valve holder 18 via a thread 19 '. At 4 when replacing the valve 'to avoid or minimize loss of oil • a shut-off device 33 is provided which is the space in which the valve 4' can separate 'is from übri¬ gen interior of the system. In the embodiment of the invention shown in FIG. 1, the bypass valve 5 is provided (hydraulically) parallel to the valve 4. This is drawn in detail in FIG. 3. This bypass valve 5 has an externally adjustable valve needle 34, which is held in the damper spar 9 via a thread 31. The valve needle 34 has a conical front end which more or less exposes a bore 35 depending on the screwing depth.
Das im zweiten Teleskopstoßdämpfer l1 angebrachte Ventil 6 ist in Fig. 4 näher gezeigt. Dieses umfaßt eine über ein Gewinde 32 in einem Ventilhalter 18* angebrachte Ventilnadel 36 mit einem Konus 37, der in eine Bohrung 38 ragt. Je nach Einschraubtiefe der Ventilnadel 36 (über ihr Gewinde 32) wird die Bohrung 38 mehr oder weniger durch den Konus 37 ver¬ schlossen. Mittels des Ventils 6 wird die Durchströmung und damit der Dämpfungskraftverlauf im Bereich hoher Einfederungsgeschwindigkeiten eingestellt (siehe Fig. 10) .The valve 6 fitted in the second telescopic shock absorber l 1 is shown in more detail in FIG. 4. This comprises a valve needle 36, which is attached via a thread 32 in a valve holder 18 * and has a cone 37 which projects into a bore 38. Depending on the screwing depth of the valve needle 36 (via its thread 32), the bore 38 is more or less closed by the cone 37. The throughflow and thus the damping force curve are set in the region of high deflection speeds by means of the valve 6 (see FIG. 10).
Die Ventile 4, 5 und 6 sind vorteilhafterweise als vorgefer¬ tigte Ventilpatronen ausgestaltet, um durch Einpressen oder Einschrauben (siehe Fig. 2c) in entsprechende Aufnahmebohrun- gen des jeweiligen DämpferZylinders bzw. Ventilhalters eine rationelle Serienfertigung zu ermöglichen. Je nach Dämpfertyp und Einsatzzweck können für jedes Ventil 4, 5 und 6 jeweilsValves 4, 5 and 6 are advantageously designed as prefabricated valve cartridges in order to enable rational series production by being pressed in or screwed in (see FIG. 2 c) in corresponding receiving bores of the respective damper cylinder or valve holder. Depending on the damper type and intended use, 4, 5 and 6 can be used for each valve
Ventilpatronen mit abgestuft unterschiedlichen Durchflußkenn¬ werten (Leistungsklassen) zum Einsatz kommen. Die Ventilpa¬ tronen 4, 5 und 6 werden so ausgeführt, daß ein Verwechseln untereinander bei der Montage ausgeschlossen ist, z.B. durch unterschiedliche Durchmesser, jedes Ventil weist durch unver¬ wechselbare Kennzeichnung (z.B. Farbmarkierungen) seinen Typ und seine Leistungsklasse aus.Valve cartridges with different flow characteristics (performance classes) are used. The valve cartridges 4, 5 and 6 are designed in such a way that they cannot be mixed up during assembly, e.g. due to different diameters, each valve identifies its type and performance class through distinctive labeling (e.g. color markings).
Im Gegensatz zu Dämpfern aus der Großserie mit eingepreßten Ventilpatronen werden bei Dämpfern für Sport- und Hochlei- stungsfahrzeuge die Ventile 4, 5 und 6 als auswechselbare Ventileinsätze ausgebildet (siehe Fig. 2c) , um über den Ein¬ stellbereich der momentan eingebauten Ventile hinaus erwei¬ terte Einstellbereiche durch Ventile anderer Leistungsklassen zu ermöglichen.In contrast to dampers from the large series with pressed-in valve cartridges, dampers for sports and high performance In vehicles, valves 4, 5 and 6 are designed as exchangeable valve inserts (see FIG. 2c) in order to make it possible to extend the setting ranges beyond the setting range of the currently installed valves by means of valves of other performance classes.
Im folgenden wird der druckεeitige Ablauf unter Einbeziehung der Ventile 4, 5 und 6 näher erläutert.The sequence on the pressure side is explained in more detail below, including valves 4, 5 and 6.
Das Ventil 4 dient zur Einstellung der Grundhärte, das dazu parallel liegende Drosselventil 5 zur Einstellung des Ansprechverhaltenε. Das in Serienanordnung liegende Ventil 6 dient zum Einstellen deε Einfederungεverhaltens im Bereich hoher Einf derungsgeschwindigkeiten.The valve 4 is used to adjust the basic hardness, the throttle valve 5 lying parallel to it to adjust the response behavior. The valve 6, which is arranged in series, serves to set the deflection behavior in the region of high compression speeds.
Ein von einer Fahrbahnunebenheit eingeleiteter Stoß bewirkt ein Einfedern des Dämpferholms 9 mit einer Anfangsgeschwin¬ digkeit VA. Das Dämpferöl fließt durch die Bohrung 10 nach oben. Bei stärkeren Stoßimpulsen wird der federbelastete Ven- tilkonus 13 im Ventil 4 einen zusätzlichen Querschnitt frei¬ geben, wobei dieser Querschnitt über eine genau festgelegte Konusform in Abhängigkeit von der Einfederung steuerbar ist. Vorzugsweise ist das Ventil 4 derart auswechselbar, daß meh¬ rere Ventilkonusse 13 mit unterschiedlichen Konusformen und Federn 14 unterschiedlicher Härte einsetzbar sind. Der Ven¬ tilkonus 13 und die Feder 14 sollen hierbei leicht und ohne Demontage des Federbeins ausgewechselt werden können. Die Vorspannung der Feder 14 kann einfach von außen eingestellt werden.A shock introduced by a bump in the road causes the damper spar 9 to deflect at an initial speed V A. The damper oil flows up through the bore 10. In the event of stronger shock pulses, the spring-loaded valve cone 13 in the valve 4 opens up an additional cross section, this cross section being controllable via a precisely defined cone shape depending on the deflection. The valve 4 is preferably interchangeable such that a plurality of valve cones 13 with different cone shapes and springs 14 of different hardness can be used. The valve cone 13 and the spring 14 should be easy to replace without dismantling the strut. The bias of the spring 14 can be easily adjusted from the outside.
Bei der in Fig. 2a gezeigten Ausführungεfor der Erfindung liegt im Ruhezuεtand der Konuε 13 auf der Durchflußεcheibe 27 auf, so daß der Ölstrom erst nach Überwinden der durch Drehen des Ventilzapfens 26 (der durch das Gewinde 29 axial verscho- ben wird) einstellbaren Federvorspannung fließt. Bei der anderen, in den Figuren 2b und 2c gezeigten Ausführungsform wird durch Drehen des Ventilzapfens 26' bzw. 26' ' die Feder¬ vorspannung, die beim Austritt des Konus 13 aus der Durch¬ flußscheibe 27 auftritt, beeinflußt.In the embodiment of the invention shown in FIG. 2a, the cone 13 rests on the flow disc 27 in the idle state, so that the oil flow only flows after the spring preload, which can be set by turning the valve pin 26 (which is axially displaced by the thread 29), is overcome . In the In another embodiment shown in FIGS. 2b and 2c, the spring pretension which occurs when the cone 13 emerges from the flow disc 27 is influenced by turning the valve pin 26 'or 26''.
Das Bypass-Ventil 5 ermöglicht es, einen wirksamen Quer¬ schnitt zusätzlich zum Ventil 4' oder 4' ' oder auch zum Ven¬ til 4 freizugeben. Damit ist es möglich, das Ansprechverhal¬ ten des Ventils 4 einzustellen. Der wirksame Bypass-Quer- schnitt des Ventils 5 ist ebenfalls leicht von außen ein¬ stellbar.The bypass valve 5 enables an effective cross section to be released in addition to the valve 4 'or 4' 'or also to the valve 4. It is thus possible to set the response behavior of the valve 4. The effective bypass cross section of valve 5 is also easily adjustable from the outside.
Das Ventil 6, das in Fig. 4 gezeigt ist, dient zum Einstellen des schnellen Einfederverhaltens und unterscheidet sich vom Ventil 5 trotz prinzipieller Ähnlichkeiten bezüglich derThe valve 6, which is shown in FIG. 4, is used to set the rapid deflection behavior and differs from the valve 5 in spite of similarities in principle with regard to FIG
Funktion und Wirkungsweise wegen der Wirkungsanordnung "in Serie zu 4 und 5" grundlegend. Das Ventil 5 bildet mit dem Ventil 4 eine in sich selbständige Funktionseinheit. Das Ven¬ til 6 hingegen wirkt zusätzlich zu der kombinierten Funktionseinheit von Ventil 5 und Ventil 4. Das Ventil 6 drosselt nämlich den Ölstro bei hohen Einfederungsgeschwin¬ digkeiten mit einem im Betrieb fixen, jedoch stufenlos verän¬ derbaren Querschnitt.Basic function and mode of action due to the arrangement of effects "in series with 4 and 5". The valve 5 forms an independent functional unit with the valve 4. Valve 6, on the other hand, acts in addition to the combined functional unit of valve 5 and valve 4. Valve 6 throttles the oil flow at high deflection speeds with a cross-section that is fixed in operation, but continuously variable.
Prinzipiell lassen sich alle druckseitigen Regel- und Ein¬ stellelemente auch zugseitig realisieren. Aus Kosten-, Gewichts- und Platzgründen werden bei einer bevorzugten Aus¬ führungsform der Erfindung einfachere Lösungen geboten. Eine solche ist anhand von Fig. 5 dargestellt.In principle, all pressure-side control and setting elements can also be implemented on the train side. For reasons of cost, weight and space, simpler solutions are offered in a preferred embodiment of the invention. Such is shown with reference to FIG. 5.
in der Kolbenplatte 23 ist das einstellbare Ventil 17 vorge¬ sehen, bei welchem eine, von einer Feder 25 gegen die Kolben¬ platte 23 vorgespannt gehaltene Hülse 24 durch die Strömungs¬ kräfte des Öls bei Zug gegenüber der Steuernadel 16 verscho- ben wird. Die Steuernadel 16 iεt über ein Gewinde 30 gehalten und an ihrem unteren Ende mit einem konischen Abschnitt 21 und einem darüber liegenden zylindrischen Abschnitt 20 versehen. Der Durchmesser des zylindrischen Abεchnittε 20 iεt in Fig. 5 mit d2 bezeichnet, der Durchmesser am schlanken Ende des Konuε 21 ist mit d3 bezeichnet. Der Innendurchmesεer der Hülεe 24 iεt in Fig. 5 mit dl bezeichnet. Die Länge des Konus ist mit h angegeben, während die Eintauchtiefe des konischen Abschnitts in den Innenraum der Hülse 24 mit t bezeichnet ist.In the piston plate 23, the adjustable valve 17 is provided, in which a sleeve 24, which is biased by a spring 25 against the piston plate 23, is displaced relative to the control needle 16 by the flow forces of the oil when it is pulled. The control needle 16 is held by a thread 30 and provided at its lower end with a conical section 21 and an overlying cylindrical section 20. The diameter of the cylindrical section 20 is denoted by d2 in FIG. 5, the diameter at the slender end of the cone 21 is denoted by d3. The inside diameter of the sleeve 24 is denoted by dl in FIG. 5. The length of the cone is indicated by h, while the immersion depth of the conical section in the interior of the sleeve 24 is designated by t.
Der Durchfluß wird bei konstantem Innendurchmesεer der Hülse 24 vom Durchmesser der Steuernadel 16, von ihrer Einschraub- tiefe t und von der Konusform bestimmt. Die Steuernadel 16 kann in ihrer Tiefe t in Bezug auf die Hülse 24 von außen durch Drehen (und damit durch Verstellung im Gewinde 30) ohne Öffnen des Stoßdämpfers verändert werden. Die Einstelltiefe der Steuernadel 16 in Verbindung mit der Form des konischen Abschnitts 21 bestimmt den Öldurchfluß beim Ausfedern. Eine entsprechende Schar von Kennlinien ist in Fig. 6 angegeben.The flow is determined with a constant inner diameter of the sleeve 24 by the diameter of the control needle 16, by its screw-in depth t and by the cone shape. The depth of the control needle 16 with respect to the sleeve 24 can be changed from the outside by turning (and thus by adjusting the thread 30) without opening the shock absorber. The depth of adjustment of the control needle 16 in connection with the shape of the conical section 21 determines the oil flow when rebounding. A corresponding family of characteristic curves is given in FIG. 6.
Das Auswechseln der Steuernadel 16 erfolgt vorzugsweise ohne Ausbau des Teleεkopstoßdämpfers l durch Öffnen einer dort vorgesehenen Verschlußkappe 22. Die eingesetzte Steuernadel 16 wird, ohne daß die Ölbefüllung davon beeinflußt wird, herausgeschraubt, und eine andere (farblich vorzugsweise mar¬ kierte) Steuernadel 16 mit einer anderen Form des koniεchen Abschnitts 21 wird eingeschraubt.The control needle 16 is preferably replaced without removing the telescopic shock absorber 1 by opening a closure cap 22 provided there. The control needle 16 inserted is unscrewed without influencing the oil filling, and another (preferably color-coded) control needle 16 with one another shape of the conical portion 21 is screwed in.
Die veränderbaren wirksamen Parameter sind zugstufenεeitig der Durchmesser d2 der Steuernadel, die Einstelltiefe t in bezug zur Hülse 24 sowie die Konusform. Diese Parameter beeinflusεen die zugεtufenεeitigen Kennlinienverläufe, wie in Fig. 6 angegeben. Der hier gezeigte erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer kann in bekannten Kombinationen mit einem federnden Element, wie z.B. einer Schraubenfeder oder einem Luftpolster (siehe Fig. 7) als Einheit geliefert und montiert werden. Die übliche Ein- satzform wird der Einholmdämpfer mit den Ventilen 4, 5, 6 und 17 sein. Bei geringeren Anforderungen können vereinfachte Ausführungen sinnvoll sein, z.B. solche, welche nur mit den Ventilen 4, 5 und 17 ausgestattet sind.The changeable effective parameters are on the rebound stage side the diameter d2 of the control needle, the setting depth t in relation to the sleeve 24 and the cone shape. These parameters influence the characteristic curves on the rebound side, as indicated in FIG. 6. The vibration damper according to the invention shown here can be supplied and assembled as a unit in known combinations with a resilient element, such as a coil spring or an air cushion (see FIG. 7). The usual form of use will be the single-rod damper with valves 4, 5, 6 and 17. In the case of lower requirements, simplified versions can be useful, for example those which are only equipped with valves 4, 5 and 17.
Beim Einbau in die radführende Baugruppe beim Pkw ist darauf zu achten, daß der Stoßdämpfer am oberen Ende konstruktiv so ausgebildet ist, daß die Steuernadel 16 auch nach Einbau des Stoßdämpfers noch ausgewechselt oder zumindest kontrolliert eingestellt werden kann. Das gleiche gilt beim Einbau als Feder-/Dämpferelement für das Hinterrad von Motorrädern.When installing in the wheel-guiding assembly in a car, care must be taken that the shock absorber at the upper end is designed such that the control needle 16 can still be replaced or at least adjusted in a controlled manner after the shock absorber has been installed. The same applies when installing as a spring / damper element for the rear wheel of motorcycles.
Beim Vorderrad von Motorrädern der gehobenen Leistungsklasse werden die beiden Holme mit der Dämpfung/Federung in der Regel symmetrisch mit den Ventilen 4, 5, 6 und 17 ausgerü- stet. Zur Verringerung der Kosten wie auch zur Massenreduzie¬ rung kann eine asymmetrische Anordnung der Ventile sinnvoll sein, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Man kann auch einen Stoßdämpfer nur mit den Ventilen 4, 5 und 17, den anderen mit den Ventilen 6 und 17 ausrüsten. Die gewünschte Wirkung ergibt sich dann erst im abgestimmten Zusammenwirken aller Elemente. Tatsächlich beweisen Tests bei genügend starrer Radachse und Achsaufhängung das einwandfreie Funktionieren eines solchen asymmetrischen Systems.On the front wheel of high-performance motorcycles, the two bars with damping / suspension are usually equipped symmetrically with valves 4, 5, 6 and 17. In order to reduce costs as well as to reduce mass, an asymmetrical arrangement of the valves can be useful, as shown in FIG. 1. One can also equip a shock absorber with valves 4, 5 and 17, the others with valves 6 and 17. The desired effect then only results from the coordinated interaction of all elements. In fact, tests with sufficiently rigid wheel axles and axle suspension prove that such an asymmetrical system works properly.
Aus optischen Gründen oder zur Ausnutzung von Preisvorteilen bei Großserienteilen kann es sinnvoll sein, ein Federbein mit den Ventilen 4, 5 und 17 und ein zweites mit den Ventilen 6 und 17 parallel in das radführende Element einzubauen, z.B. bei Motorrädern mit einseitiger Hinterradaufhängung. In Fig. 8 ist nochmals eine Auεführungεform angegeben, bei welcher die Ventile 4, 5 und 6 aεy metriεch auf die Feder¬ beine des Vorderrads eines Motorrads verteilt sind.For visual reasons or to take advantage of price advantages for large series parts, it may make sense to install a shock absorber with valves 4, 5 and 17 and a second one with valves 6 and 17 in parallel in the wheel-guiding element, for example on motorcycles with one-sided rear wheel suspension. Another embodiment is shown in FIG. 8, in which the valves 4, 5 and 6 are metrically distributed on the spring legs of the front wheel of a motorcycle.
Bei einer weiteren (hier in den Abbildungen nicht geεondert gezeigten) bevorzugten Ausführungssform der Erfindung sind die Ventile 4, 5, 6 und 17 mittels an sich bekannter Übertra¬ gungselemente z.B. vom Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs außen verstellbar. Ferner ist es von Vorteil, wenn der Ein- stellzustand der Ventile zahlenmäßig abgelesen werden kann.In a further preferred embodiment of the invention (not shown separately here in the figures), the valves 4, 5, 6 and 17 are, for example, by means of transmission elements known per se, e.g. adjustable from the dashboard of a motor vehicle. It is also advantageous if the setting status of the valves can be read numerically.
Bei Drehwinkeln unter 360° sind Skalen zweckmäßig. Bei größe¬ ren Drehwinkeln sind Skalierungen der Einstelltiefe vorzuzie¬ hen.Scales are useful for angles of rotation below 360 °. In the case of larger angles of rotation, scaling of the setting depth is preferred.
Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß dieFor the sake of completeness, it should be mentioned that the
Fig. 7 das Prinzip eines an sich bekannten Gasdruckstoßstämp- fers zeigt, bei welchem ein Gaspolεter 20 vorgeεehen ist.FIG. 7 shows the principle of a gas pressure shock absorber known per se, in which a gas cushion 20 is provided.
BezugszeichenlisteReference list
1 Teleskopstoßdämpfer1 telescopic shock absorber
2 Kolben2 pistons
3 Zylinder 4 erstes Ventil (Grundhärte)3 cylinders 4 first valve (basic hardness)
5 zweites Ventil (Bypass-Ventil für niedrige Einfederungsgeεchwindigkeiten5 second valve (bypass valve for low deflection speeds
6 dritteε Ventil (für hohe Einfederungε- geschwindigkeiten)6 third valve (for high deflection speeds)

Claims

- /?-P a t e n t a n s p r ü c h e - /? - Patent claims
1. Schwingungsdämpfer, insbesondere Fahrzeug-Teleskopsto߬ dämpfer, umfassend mindestens ein hydraulisches System mit einem ersten Kolben (2) und einem ersten Zylinder (3) sowie mindestens ein Ventil (4, 17), das bei Bewegung des Kolbens (2) im Zylinder (3) von verdrängtem Hydraulikfluid durchströmbar angeordnet ist, wobei das Ventil (4, 17) einen Ventilkörper (13; 16), einen Ventilsitz (27; 24) sowie eine Feder (14; 25) aufweist, die den Ventilkörper (13, 16) in Richtung auf den Ventilsitz (27; 24) oder umgekehrt mindestens bei durchströmtem Ventil mit einer Kraft beaufschlagt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß von außen betätigbare Einsteileinrichtungen (26, 29; 16, 30) vorgesehen und derart ausgebildet sind, daß die Kraft, mit welcher die Feder (14; 25) den Ventilkörper (13; 16) auf den Ventilsitz (27; 24) bei durchströmtem Ventil (4; 17) beaufschlagt, im wesentlichen beliebig einstellbar ist.1. Vibration damper, in particular vehicle telescopic shock absorber, comprising at least one hydraulic system with a first piston (2) and a first cylinder (3) and at least one valve (4, 17), which moves in the cylinder when the piston (2) moves (3) of displaced hydraulic fluid is arranged through which the valve (4, 17) has a valve body (13; 16), a valve seat (27; 24) and a spring (14; 25) which seals the valve body (13, 16 ) in the direction of the valve seat (27; 24) or vice versa, at least when a valve is flowing through, with a force, characterized in that externally operable adjusting devices (26, 29; 16, 30) are provided and designed in such a way that the force with which the spring (14; 25) acts on the valve body (13; 16) on the valve seat (27; 24) when the valve (4; 17) flows through, can be adjusted essentially as desired.
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ventilkörper (13, 16) einen koniεchen Abschnitt (21) und einen an der großen Seite des konischen Abschnittε (21) angesetzten zylindrischen Abschnitt (20) aufweist, dessen Durchmesser (d2) geringer ist als der des Ventilsitzes (27»; 24) . - n9-2. Vibration damper according to claim 1, characterized in that the valve body (13, 16) has a conical portion (21) and a cylindrical portion (20) attached to the large side of the conical portion (21), the diameter (d2) of which is smaller than that of the valve seat (27 » ; 24). - n9-
3. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ventilkörper (13; 16) und/oder die Feder (14; 25) auswechselbar ist/sind.3. Vibration damper according to one of the preceding claims, that the valve body (13; 16) and / or the spring (14; 25) is / are replaceable.
4. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ventilkörper (13) gleitverschieblich auf einem Ven¬ tilzapfen (26) angeordnet ist, der einen Federsitz (15) trägt, an dem ein Ende der Feder (14) aufliegt, die mit ihrem anderen Ende am Ventilkörper (13) aufliegt, und daß der Ven¬ tilzapfen (26) in Richtung auf den Ventilkörper (13) vorzugs¬ weise über ein Gewinde (29) verstellbar ist.4. Vibration damper according to one of the preceding Ansprü¬ che, characterized in that the valve body (13) is slidably arranged on a Ven¬ tilzapfen (26) which carries a spring seat (15) on which one end of the spring (14) rests, which rests with its other end on the valve body (13), and that the valve pin (26) is preferably adjustable in the direction of the valve body (13) via a thread (29).
5. Schwingungsdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , daß der Ventilkδrper (16) als Steuernadel ausgebildet ist, welche in Richtung auf den Ventilsitz (24) vorzugsweise über ein Gewinde (30) verstellbar ist, und daß der Ventilsitz (24) gleitverschieblich in einer Halterung (23) von der Feder (25) beaufschlagt gehalten ist.5. Vibration damper according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Ventilkδrper (16) is designed as a control needle, which in the direction of the valve seat (24) is preferably adjustable via a thread (30), and that the valve seat (24) is slidably held in a holder (23) acted upon by the spring (25).
6. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Bypass-Ventil (5) zum Ventil (4) , das einen von außen einstellbaren Strömungsquerschnitt aufweist.6. Vibration damper according to one of the preceding claims, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h a bypass valve (5) to the valve (4), which has an externally adjustable flow cross-section.
7. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t, daß ein Drosselventil (6) vorgesehen ist, welches entweder in7. Vibration damper according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t that a throttle valve (6) is provided, which either in
Serie zum Ventil (4) gegenbenenfalls mit seinem Bypass-Ventil -.9-Series with the valve (4) with its bypass valve -.9-
(5) liegt, oder daε in einem zweiten Syεtem, beεtehend auε einem zweiten Kolben (21) und einem zweiten Zylinder (3') angeordnet ist, welches kräftemäßig parallel zum ersten System mit dem ersten Kolben (2) und ersten Zylinder (3) angeordnet ist.(5), or that is arranged in a second system, consisting of a second piston (2 1 ) and a second cylinder (3 '), which is parallel to the first system with the first piston (2) and first cylinder (3 ) is arranged.
8-. Schwingungεdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Ventile (4, 5, 6, 17) auεwechεelbar angeordnet sind.8th-. Vibration damper according to one of the preceding claims, so that the valves (4, 5, 6, 17) are arranged interchangeably.
9. Schwingungsdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß für jedes der Ventile (4, 5, 6, 17) mehrere auswechsel¬ bare Konusteile mit unterschiedlichen Durchflußcharakteristi¬ ken vorhanden sind.9. Vibration damper according to one of the preceding claims, so that there are several interchangeable cone parts with different flow characteristics for each of the valves (4, 5, 6, 17).
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Einsteileinrichtungen, insbesondere Skalen oder derglei¬ chen vorgesehen und derart angebracht sind, daß die Einstell¬ werte der Ventile (4, 5, 6, 17) von außen ablesbar sind. 10. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that adjusting devices, in particular scales or the like are provided and attached such that the setting values of the valves (4, 5, 6, 17) can be read from the outside.
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