Die Erfindung betrifft eine Dämpfeinrichtung entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a damping device according to the preamble of PaClaim 1.
Aus der US 5,277,281 ist ein Schwingungsdämpfer mit einer magnetrheologischen Dämpfflüssigkeit bekannt, bei der durch Anlegen eines Magnetfeldes die Dämpfwirkung des Schwingungsdämpfers verändert werden kann. Dazu verfügt der Schwingungsdämpfer über eine Dämpfeinrichtung, die mindestens eine Durchflußöffnung aufweist, die im Bereich von Feldkräften, in diesem Fall Magnetfeldkräften, liegt. Der gesamte Volumenstrom, der beim Betrieb des Schwingungsdämpfers verdrängt wird, fließt durch die besagten Durchflußöffnungen und wird von den Feldkräften in dem Sinne beeinflußt, daß eine Veränderung der Viskosität der Dämpfflüssigkeit eintritt.From US 5,277,281 is a vibration damper with a magnetic rheologicalDamping liquid is known in which the damping effect by applying a magnetic fieldof the vibration damper can be changed. To do this, the vibrationdamper via a damping device which has at least one flow opening,which is in the range of field forces, in this case magnetic field forces. The wholeVolume flow that is displaced during operation of the vibration damper flows throughthe said flow openings and is influenced by the field forces in the senseflows that a change in the viscosity of the damping fluid occurs.
Der grundsätzliche Vorteil eines Schwingungsdämpfers mit magnetrheologischer oder auch elektrorheologischer Dämpfflüssigkeit liegt darin, daß die Dämpfkraftänderung im Vergleich zu einer Ventileinrichtung mit einem Schrittmotor oder einem Hubmagneten ohne bewegliche Teile erreicht werden kann. Auf der anderen Seite ist die Dämpfkraftansteuerung noch nicht so feinfühlig steuerbar, wie es wünschenswert wäre. Insbeson dere entspricht der Dämpfkraftkennlinienverlauf einer Ventileinrichtung mit magnetorheologischen Dämpfflüssigkeiten nicht den Wünschen hinsichtlich der Dämpfkraftabstimmung bei einem Fahrzeug. Im stromlosen Zustand wird eine äußerst geringe Dämpfkrafteinstellung erreicht, wobei die Dämpfkraftkennlinie aufgrund rein hydraulischer Gesetzmäßigkeiten eine Ursprungsfunktion aufweist, d. h. durch den Punkt 0/0 in einem Dämpfkraftdiagramm mit der Funktion Dämpfkraft FD = f(VD). Schon bei geringsten Strömen ist eine deutliche Dämpfkraftsteigerung zu verzeichnen, so daß bei einer sehr geringen Dämpfergeschwindigkeit VD schon eine sehr deutliche Dämpfkraft zu messen ist, was sich bei einem Fahrzeug als sehr unkomfortabel auswirken würde.The basic advantage of a vibration damper with magnetic rheological or electrorheological damping fluid is that the change in damping force can be achieved in comparison to a valve device with a stepper motor or a solenoid without moving parts. On the other hand, the damping force control cannot yet be controlled as sensitively as it would be desirable. In particular, the characteristic curve of the damping force of a valve device with magneto-rheological damping fluids does not correspond to the wishes with regard to the damping force in a vehicle. In the de-energized state, an extremely low damping force setting is achieved, the damping force characteristic curve having an original function due to purely hydraulic laws, ie through the point 0/0 in a damping force diagram with the damping force function FD = f (VD ). Even at the lowest currents there is a significant increase in damping force, so that at a very low damper speed VD a very clear damping force can be measured, which would have a very uncomfortable effect on a vehicle.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannte Schwierigkeit der Dämpfkräfte bei geringen Dämpfergeschwindigkeiten zu beheben.The object of the present invention is that known from the prior artDifficulty of damping forces to solve at low damper speeds.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Dämpfeinrichtung mindestens eine weitere Drosselstelle aufweist, deren Dämpfkraft unabhängig von der ersten Drosselstelle ist. Die Dämpfkraft der weiteren Drosselstelle überlagert sich mit der Dämpfkraft der ersten Drosselstelle, die den Feldkräften unterliegt. Damit kann bei kleinen Dämpfkräften die rein hydraulische Wirkung der weiteren Drosselstelle ausgenutzt werden, die in der Anwendung bei einem Schwingungsdämpfer für einen gesteigerten Komfort sorgt. Die weitere Drosselstelle sorgt dafür, daß auch bei einer kleinen Strömungsgeschwindigkeit der Dämpfflüssigkeit und wirksamen Feldkräften, die eine Viskositätssteigerung der Dämpfflüssigkeit innerhalb der ersten Drosselstelle bewirken, eine geringe Gesamtdämpfkraft vorliegt, da die Dämpfflüssigkeit stets den Strömungsweg des geringsten Widerstandes zurücklegt.According to the invention the object is achieved in that the damping deviceat least has a further throttle point, the damping force of which is independent of the firstThrottling point is. The damping force of the other throttle point is superimposed on theDamping force of the first throttle point, which is subject to the field forces. With kleidamping forces exploited the purely hydraulic effect of the other throttle pointbe used in a vibration damper for an increasedComfort ensures. The further throttle point ensures that even with a small currentspeed of the damping fluid and effective field forces that a Viscause an increase in the damping fluid within the first throttle pointthe total damping force is low, since the damping fluid is always the flow pathof least resistance.
Ein besonders einfacher Aufbau der Dämpfeinrichtung ergibt sich dann, wenn die weitere Drosselstelle zu der ersten Drosselstelle hydraulisch parallel geschaltet ist. Des weiteren kann die Gesamtdämpfkraft gut abgeschätzt werden, wenn die Einzelkennlinien der Drosselstellen bekannt sind.A particularly simple structure of the damping device is obtained when the whitetere throttle point is hydraulically connected in parallel to the first throttle point. The farThe total damping force can be estimated well if the individual characteristics of theThrottling points are known.
Im Hinblick auf besondere Anwendungsfälle, wie beispielsweise bei einem Schwingungsdämpfer ist vorgesehen, daß die weitere Drosselstelle ein strömungsrichtungsabhängiges Durchlaßventil aufweist. Man stellt mit der ersten Drosselstelle, deren Dämpfkraft, wie bereits ausgeführt wurde, veränderlich ist, eine gewünschte Dämpfkraftkenn linie ein und überlagert diese Dämpfkraftkennlinie strömungsrichtungsabhängig mit einer weiteren Drosselstelle für eine bestimmte Strömungsrichtung, beispielsweise in Zug- oder Druckrichtung bei einem Schwingungsdämpfer.With regard to special applications, such as a Schwinsupply damper is provided that the further throttle point a flow directionhas a pendulum valve. One sets with the first throttle point, its dampingforce, as already explained, is variable, a desired damping force characteristic line and superimposes this damping force characteristic on the flow directiona further throttle point for a specific flow direction, for example inPulling or pushing direction with a vibration damper.
Der zur Verfügung stehende Bauraum ist bei den meisten Dämpfeinrichtung äußerst knapp bemessen. Deshalb umschließt mindestens ein Rückschlußkörper den Spulenkörper, wobei der Rückschlußkörper mindestens eine Aussparung aufweist, die zusammen mit dem Spulenkörper die erste Drosselstelle bildet. Zudem bildet der Rückschlußkörper mit Teilen seiner Außenmantelfläche und mit Teilen einer Innenwandung eines Gehäuses der Dämpfeinrichtung mindestens eine Anschlußverbindung zu der/den weitere(n) Drosselstellen. Die Teilezahl beschränkt sich auf ein Minimum. Der Rückschlußkörper kann als Strangpreßprofil sehr leicht hergestellt werden. Ein Querschnitt durch die Dämpfeinrichtung in Höhe des Spulenkörpers zeigt daß man mit dem Gehäuse, dem Rückschlußkörper und dem Spulenkörper nur drei Bauteile benötigt, um eine funktionierende Dämpfeinrichtung zu schaffen.The space available is extreme for most damping devicesclose calculated. Therefore at least one yoke body encloses the bobbinper, wherein the yoke body has at least one recess, which togetherforms the first choke point with the coil former. In addition, the inference body formswith parts of its outer surface and with parts of an inner wall of a housingses the damping device at least one connection to the other (s)Throttling points. The number of parts is limited to a minimum. The inference bodycan be manufactured very easily as an extruded profile. A cross section through theDamping device at the level of the bobbin shows that with the housing, theInference body and the coil body only three components needed to have a functiocreating damper.
Für kleine Stückzahlen bieten es sich an, wenn der Rückschlußkörper zweiteilig ausgeführt ist und die einzelnen Rückschlußkörper einen im wesentlichen u-förmigen Querschnitt aufweisen, wobei Außenflächen der Stege der Rückschlußkörper zusammen mit der Wandung des Gehäuses der Dämpfeinrichtung die mindestens eine Anschlußverbindung zu der/den weitere(n) Drosselstellen bildet/bilden. Mit dieser weiteren vom Rückschlußkörper übernommenen Funktion kann die Teilezahl der Dämpfeinrichtung klein gehalten werden. Im übrigen läßt sich der zweiteilige Rückschlußkörper sehr leicht herstellen, da der Raum im Rückschlußkörper für den Spulenkörper offen liegt.For small quantities, it is advisable if the yoke body consists of two partsleads and the individual yoke body a substantially U-shaped crosshave cut, with outer surfaces of the webs of the yoke body together withthe wall of the housing of the damping device, the at least one connection verforms a bond to the other throttle points. With this further fromInference body assumed function can be the number of parts of the damping devicebe kept small. In addition, the two-part yoke body can be very easilyproduce because the space in the yoke body is open for the bobbin.
Damit das Dämpfmedium bei einer Durchströmung der Dämpfeinrichtung die erste Drosselstelle möglichst direkt erreicht, weist das Gehäuse der Dämpfeinrichtung ein Bodenstück auf, auf dem sich der Spulenkörper abstützt, wobei der Spulenkörper einen Sammelraum für das durch die erste Drosselstelle strömende Dämpfmedium aufweist. Unter dem Begriff erste Drosselstelle ist die Zusammenfassung auch mehrerer Einzeldrosselstellen zu verstehen, die den Feldkräften des Spulenkörpers unterliegen. Gerade bei mehreren Teildrosselstellen sorgt der Sammelraum für eine gleichmäßige Durchströmung.So that the damping medium is the first when it flows through the damping deviceThrottle point reached as directly as possible, the housing of the damping device has a Bothe piece on which the bobbin is supported, the bobbin oneHas collecting space for the damping medium flowing through the first throttle point.The term first throttling point is also the combination of several individual onesunderstand throttling points that are subject to the field forces of the coil former. StraightIf there are several partial throttling points, the collecting space ensures an even throughflow.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Sammelraum trichterförmig ausgebildet und weist eine in Richtung des Spulenkörpers sich vergrößernde Ausdehnung auf. Die Trichterform sorgt für eine drosselfreie Zuströmung des Dämpfmediums zu der ersten Drosselstelle. Dabei deckt eine Auflagescheibe den trichterförmigen Sammelraum teilweise ab, damit der Spulenkörper eine ausreichende Abstützung erhält.In a further advantageous embodiment, the collecting space is funnel-shapedand has an enlargement in the direction of the coil body. TheFunnel shape ensures a throttle-free inflow of the damping medium to the firstThrottling point. A support plate partially covers the funnel-shaped collecting spacerejects so that the bobbin receives sufficient support.
Zusätzlich weist die Auflagescheibe Strömungsverbindungen zwischen der ersten Drosselstelle und dem Sammelraum auf. Diese werden nach Möglichkeit den Aussparungen im Rückschlußkörper angepaßt, so daß wiederum dafür gesorgt ist, daß keine zusätzlichen Drosselstellen schwer erfaßbarer Größe im Bereich der ersten Drosselstelle auftreten.In addition, the support disc has flow connections between the first Drosselstelle and the collecting room. If possible, these will be the recessesadjusted in the yoke body, so that again it is ensured that no additionalChen throttle points difficult to detect size in the area of the first throttle pointten.
Für die Anordnung der weiteren Drosselstelle in der Dämpfeinrichtung gibt es verschiedene Möglichkeiten. So können die weiteren Drosselstellen beispielsweise im Bodenstück des Gehäuses ausgeführt sein. Wenn man einen Rückschlußkörper mit der ersten Drosselstelle und einer Anschlußöffnung für die weitere Drosselstelle ausführen kann, so läßt sich im Bodenstück sicherlich auch die weitere Drosselstelle anordnen, wie Versuchsträger bewiesen haben. Dabei bringt die Trichterform des Sammelraums zusätzliche nutzbare Bauräume im Bodenstück.There are various options for the arrangement of the further throttle point in the damping deviceopportunities. For example, the other throttling points in the floorpiece of the housing to be executed. If you have a yoke with the firstThrottle point and a connection opening for the further throttle point can run, sothe other throttling point can also be arranged in the base piece, like an experimenthave proven. The funnel shape of the collecting space brings additionalusable space in the base.
Man kann die weitere(n) Drosselstellen auch in einem vom Gehäuse unabhängigen Ventilkörper ausführen. Dann kann man vorsehen, daß das Gehäuse mit der Wandung des Arbeitsraumes einen Spalt bildet, wobei der Spalt eine Anschlußverbindung zu der weiteren Drosselstelle bildet. Die Geometrie des Rückschlußkörpers und der radiale Bauraumbedarf für das Gehäuse der Dämpfeinrichtung verringern sich.The other throttling point (s) can also be installed in an independent of the housingRun the valve body. Then you can provide that the housing with the wallof the working space forms a gap, the gap being a connection connection to theforms another throttle. The geometry of the yoke body and the radial constructionspace requirements for the housing of the damping device are reduced.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:The invention will be explained in more detail with the aid of the following description of the figures.It shows:
Fig. 1 Ventileinrichtung mit einer RechteckspuleFig. 1 valve device with a rectangular coil
Fig. 2 Draufsicht derFig. 2Fig. 2 plan view ofFIG. 2
Fig. 3 Ventileinrichtung mit einer TororidspuleFig. 3 valve device with a toroidal coil
Fig. 4 Draufsicht derFig. 3Fig. 4 top view ofFIG. 3
Fig. 5 DämpfkraftkennfeldFig. 5 damping force map
DieFig. 1 zeigt eine Dämpfeinrichtung1 innerhalb eines von einer Wandung begrenzten Arbeitsraums, beispielsweise eines Schwingungsdämpfers, wobei der Arbeitsraum in diesem Ausführungsbeispiel von einem Gehäuse3 der Dämpfeinrichtung in zwei einzelne Arbeitsräume5;7 unterteilt wird und mit einer Dämpfflüssigkeit gefüllt ist, deren Viskosität in Abhängigkeit von Feldkräften veränderbar ist. Als Verdränger fungiert das Gehäuse3, in dem ein Spulenkörper9 in Verbindung mit einem Spulenkern11 angeordnet ist. Bei der Spule handelt es sich um eine Rechteckspule. Parallel zu zwei Seiten der Rechteckspule sind gegenüberliegend zwei Rückschlußkörper13;15 angeordnet, die einen u-förmigen Querschnitt aufweisen und mit ihren Stegen13a;13b;15a;15b den Spulenkörper einrahmen. An ihren Innenseiten weisen die Rückschlußkörper Aussparungen17;19 auf, die mit dem Spulenkörper9 erste Drosselstelle bilden, deren Dämpfwirkung in Abhängigkeit des Spulenstroms veränderbar ist. Die ersten Drosselstellen erstrecken sich über die ganze Länge des Spulenkerns, wobei in einem Gehäusedeckel21 Durchtrittsquerschnitte23;25 ausgeführt sind. An der Unterseite der Spule ist eine Auflagescheibe27 montiert, die sich auf einem Bodenstück29 des Gehäuses abstützt und damit die Spule trägt. Wie in der Zusammenschau derFig. 1 und 2 erkennbar ist, bilden die zueinander ausgerichteten Stege13a;13b,15a;15b der Rückschlußkörper13;15 mit ihren dem Gehäuse zugewandten Außenflächen Anschlußverbindungen31;33, die außerhalb der wirksamen Feldkräfte liegen. In der Auflagescheibe27 sind für die ersten Drosselstellen der Aussparungen17;19 und für die Anschlußverbindungen31;33 Strömungsverbindungen35;37;39;41 ausgeführt. Die radial innenliegenden ersten Drosselstellen werden von einem Sammelraum43 im Bodenstück29 zu einem Strom vereinigt. Die Strömungsverbindungen35 und41 münden in weitere Drosselstellen45;47, die mit richtungsabhängigen Durchlaßventilen49;51 versehen sind.Fig. 1 shows a damping device1 within a wall of a th work space, for example a vibration damper, the work space in this embodiment of a housing3 of the damping device in two individual ne work spaces5 ;7 is divided and filled with a damping liquid, the viscosity of which can be changed as a function of field forces. The displacer acts as the housing3 , in which a coil former9 is arranged in connection with a coil core11 . The coil is a rectangular coil. Parallel to two sides of the rectangular coil are two yoke bodies13 ;15 arranged, which have a U-shaped cross section and with their webs13 a;13 b;15 a;15 b frame the bobbin. On their insides, the yoke body from savings17 ;19 , which form first choke point with coil body9 , the damping effect of which can be changed as a function of the coil current. The first Drosselstel len extend over the entire length of the coil core,21 in a housing cover21 passage cross-sections23 ;25 are executed. On the underside of the coil, a washer27 is mounted, which is supported on a base piece29 of the housing and thus carries the coil. As can be seen in the overview ofFIGS. 1 and 2, the mutually aligned webs13 a;13 b,15 a;15 b of the yoke by13 ;15 with their housing surfaces facing the outer connection connections31 ;33 , which are outside the effective field forces. In the support disc27 for the first throttling points of the recesses17 ;19 and the connections31 ;33 flow connections35 ;37 ;39 ;41 executed. The radially inner lying first throttling points are combined from a collecting space43 in the base piece29 to form a stream. The flow connections35 and41 open into further throttle points45 ;47 , which with directional passage valves49 ;51 are provided.
Beim Dämpfbetrieb strömt die Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum5 durch die Durchtrittsquerschnitte23 gleichzeitig in die Aussparungen17;19 und die Anschlußverbindungen31;33, die räumlich und hydraulisch parallel geschaltet sind. Die Dämpfflüssigkeit wird von den Feldkräften des Spulenkörpers9 bei entsprechender Bestromung in ihrer Viskosität verändert. Die parallelen Anschlußverbindungen unterliegen nicht dem Einfluß der Feldkräfte, so daß an dieser Stelle keine Viskositätsänderungen auftreten und rein hydraulische Strömungszustände vorliegen. Sobald das Dämpfmedi um die weitere Drosselstelle45 erreicht hat, sperrt das richtungsabhängige Durchlaßventil den weiteren Durchfluß. Damit kann die Drosselstelle45 keine Drosselwirkung entfalten. An der Drosselstelle47 öffnet das richtungsabhängige Durchlaßventil51 den Strömungsweg, so daß diese weitere Drosselstelle unabhängig von der Dämpfwirkung in den Aussparungen eine zusätzliche Dämpfwirkung ausübt. Die Gesamtdämpfwirkung ergibt sich aus der Überlagerung der beiden Drosselstellen Aussparungen17;19 und Drosselstelle47 für diese Durchströmungsrichtung. In derFig. 5 ist dieser Zusammenhang dargestellt.In the steaming mode, the damping liquid flows out of the working space5 through the passage cross sections23 into the cutouts17 ;19 and the connection connections31 ;33 , which are connected spatially and hydraulically in parallel. The damping liquid is changed by the field forces of the coil bobbin9 with appropriate Besro tion in their viscosity. The parallel connection connections are not subject to the influence of the field forces, so that there are no changes in viscosity at this point and there are purely hydraulic flow conditions. As soon as the damping medium has reached the further throttle point45 , the direction-dependent passage valve blocks the further flow. The throttle point45 can therefore not develop a throttling effect. At the throttle point47 , the direction-dependent passage valve51 opens the flow path, so that this further throttle point exerts an additional damping effect in the recesses regardless of the damping effect. The total damping effect results from the superimposition of the two throttling points, recesses17 ;19 and throttle point47 for this flow direction. InFIG. 5, this combination is shown hang.
Bei der umgekehrten Anströmrichtung, wenn Dämpfflüssigkeit aus dem Raum7 in das Gehäuse der Dämpfeinrichtung1 einströmt, vollzieht sich der entsprechende Vorgang. Einerseits kann durch die Sperrwirkung des Durchlaßventils51 nur die Drosselstelle45 hydraulisch wirksam werden und andererseits wird Dämpfmedium aus dem Sammelraum43 in die Aussparungen17;19 verdrängt, wo die Feldkräfte je nach Stromeinstellung an der Spule eine mehr oder weniger starke Viskositätsänderung vornehmen. Der Austritt der gesamten Dämpfflüssigkeit erfolgt über die Durchtrittsquerschnitte23;25.The corresponding process takes place in the reverse flow direction, when damping fluid flows from the space7 into the housing of the damping device1 . On the one hand, only the throttle point45 can act hydraulically due to the blocking action of the passage valve51 and, on the other hand, damping medium from the collecting space43 into the recesses17 ;19 displaces where the field forces make a more or less strong change in viscosity depending on the current setting on the coil. The entire damping liquid emerges via the passage cross sections23 ;25th
Die Beschreibung beschränkt sich nicht auf die Anwendung bei einem Schwingungsdämpfer, sondern ist auch bei anderen hydraulischen Aggregaten einsetzbar, beispielsweise Gummilager o. ä.The description is not limited to use in a vibrationdamper, but can also be used with other hydraulic units, for examplewise rubber bearings or similar
DieFig. 3 und 4 zeigen eine Variante der Erfindung, bei der der Spulenkörper als Toroid ausgeführt ist. Funktional bestehen keine Unterschiede zu der Ausführung nach denFig. 1 und 2. Es soll verdeutlicht werden, daß die weiteren Drosselstellen45;47 in einem separaten Ventilkörper53 angeordnet sein können und anstelle der Anschlußverbindungen31;33 ganz einfach ein Ringspalt55 zwischen dem Gehäuse3 und einer die Arbeitsräume5;7 begrenzenden Wandung57 ausgenutzt werden kann.FIGS. 3 and 4 show a variant of the invention, wherein the coil body is designed as a toroid. Functionally there are no differences from the embodiment according toFIGS. 1 and 2. It should be clarified that the further throttle points45 ;47 can be arranged in a separate valve body53 and connections31 ;33 quite simply an annular gap55 between the housing3 and one of the working spaces5 ;7 limiting wall57 can be used.
Die Aufgaben der Aussparungen19,21 werden von Schlitzen59 (Fig. 4) im Spulenkörper übernommen.The tasks of the recesses19 ,21 are taken over by slots59 (FIG. 4) in the bobbin.
Die Entscheidung für oder gegen eine der beiden Varianten ergibt sich aus dem Bauraum und den Herstellmöglichkeiten beim Spulenkörper.The decision for or against one of the two variants results from the constructionspace and the manufacturing options for the bobbin.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1998116549DE19816549A1 (en) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Adjustable damping arrangement used with variable viscosity fluid |
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| DE1998116549DE19816549A1 (en) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Adjustable damping arrangement used with variable viscosity fluid |
| Publication Number | Publication Date |
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| DE19816549A1true DE19816549A1 (en) | 1999-06-17 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
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