DE102010011688A1 - Gas spring damper device for motor vehicle, has resilience point comprising energy storage for storing portion of hydraulic energy, where energy is provided during insertion movement along path portion of spring path - Google Patents
Gas spring damper device for motor vehicle, has resilience point comprising energy storage for storing portion of hydraulic energy, where energy is provided during insertion movement along path portion of spring path Download PDFInfo
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- F16F9/061—Mono-tubular units
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- F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
- F16F13/005—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a wound spring and a damper, e.g. a friction damper
- F16F13/007—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a wound spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Gasfederdämpfervorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Arbeitszylinder, einem innerhalb des Arbeitsraums entlang eines Federwegs verschieblich gelagerten und den Arbeitskolben in einen mit einem Hydraulikmedium gefüllten oder befüllbaren ersten Arbeitsraum und einen mit dem Hydraulikmedium gefüllten oder befüllbaren zweiten Arbeitsraum teilenden Arbeitskolben, einer dem Arbeitskolben fest zugeordneten und in den ersten Arbeitsraum eintauchenden Kolbenstange mittels der entlang des Federwegs bei einer Eintauchbewegung hydraulische Energie in die Gasfederdämpfervorrichtung einbringbar ist und einer zumindest einem der Arbeitsräume hydraulisch zugeordneten und einen mit einem kompressiblen Medium gefüllten oder befüllbaren Gasausgleichsraum aufweisenden Nachgiebigkeitsstelle mittels der zumindest eine Teilmenge der bei der Eintauchbewegung einbringbaren hydraulischen Energie wandelbar, insbesondere mittels des kompressiblen Mediums speicherbar, ist.The The invention relates to a gas spring damper device, in particular for a motor vehicle, with a working cylinder, a displaceable within the working space along a spring travel stored and the working piston in one with a hydraulic medium filled or fillable first working space and one filled or filled with the hydraulic medium second working space dividing working piston, one of the working piston firmly assigned and immersed in the first working space piston rod by means of along the spring travel in a plunge motion hydraulic energy in the gas spring damper device can be introduced and a at least one of the work spaces hydraulically assigned and one filled with a compressible medium or Fillable gas compensation space having yield point means the at least a subset of the recoverable during the immersion movement hydraulic energy convertible, in particular by means of the compressible Medium is storable, is.
Gasfederdämpfervorrichtungen für Kraftfahrzeuge sind bekannt. Diese können beispielsweise als sogenannte Ein-Rohr-Dämpfer oder Zwei-Rohr-Dämpfer ausgeführt sein. Beide Funktionsprinzipien basieren darauf, dass ein mit einem kompressiblen Medium, das unter Druck steht, gefüllter Gasausgleichsraum Kompressionskräfte auf ein in zwei Arbeitskammern befindliches Hydraulikmedium überträgt. Mittels eines Arbeitskolbens, der die zwei Arbeitsräume voneinander abtrennt und einer diesem zugeordneten Kolbenstange können Federdämpfungskräfte übertragen werden, wobei eine Dämpfung mittels Ventilen, die ein Überströmen des Hydraulikmediums zwischen den Arbeitsträumen ermöglicht vorgebbar und/oder einstellbar ist. Ferner ist bekannt, am Ende eines Federwegs des Arbeitskolbens Energie absorbierende Puffer vorzusehen.Gas spring damper devices for motor vehicles are known. these can for example, as so-called single-pipe damper or two-pipe damper be executed. Both principles are based on that one with a compressible medium that is under pressure, filled gas compensation chamber compression forces transfers to a located in two working chambers hydraulic medium. By means of a working piston, the two working spaces separated from each other and a piston rod associated therewith can transmit spring damping forces be, with a damping by means of valves that overflow allows the hydraulic medium between the working spaces can be predetermined and / or adjustable. It is also known in the end a spring travel of the working piston energy absorbing buffer provided.
Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Gasfederdämpfervorrichtung bereitzustellen, insbesondere eine Gasfederdämpfervorrichtung mit einer stark progressiven Kennlinie im Bereich eines Endes eines Federwegs.task The invention is an improved gas spring damper device to provide, in particular a gas spring damper device with a strongly progressive characteristic in the area of one end of a Suspension travel.
Die Aufgabe ist bei einer Gasfederdämpfervorrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Arbeitszylinder, einem innerhalb des Arbeitsraums entlang eines Federwegs verschieblich gelagerten und den Arbeitskolben in einen mit einem Hydraulikmedium gefüllten oder befüllbaren ersten Arbeitsraum und einen mit dem Hydraulikmedium gefüllten oder befüllbaren zweiten Arbeitsraum teilenden Arbeitskolben, einer dem Arbeitskolben fest zugeordneten und in den ersten Arbeitsraum eintauchenden Kolbenstange mittels der entlang des Federwegs bei einer Eintauchbewegung hydraulische Energie in die Gasfederdämpfervorrichtung einbringbar ist und einer zumindest einem der Arbeitsräume hydraulisch zugeordneten und einen mit einem kompressiblen Medium gefüllten oder befüllbaren Gasausgleichsraum aufweisenden Nachgiebigkeitsstelle mittels der zumindest eine Teilmenge der bei der Eintauchbewegung einbringbaren hydraulischen Energie wandelbar, insbesondere mittels des kompressiblen Mediums speicherbar, ist dadurch gelöst, dass die Nachgiebigkeitsstelle einen zusätzlichen Energiespeicher aufweist mittels dem zusätzlich eine weitere Teilmenge der bei der Eintauchbewegung entlang eines Teilwegs des Federwegs einbringbaren hydraulischen Energie speicherbar ist. Vorteilhaft kann entlang des Teilwegs die zusätzliche Teilmenge gewandelt werden. Unter Wandeln kann beispielsweise ein Umwandeln in Wärmeenergie und/oder eine andere wieder zurückgewinnbare Energieform verstanden werden, beispielsweise in Form von Kompressionsenergie, potentieller Energie und/oder Federenergie. Vorteilhaft ist aufgrund der zusätzlichen Energiewandlung entlang des Teilwegs des Federwegs eine erhöhte Kraft zum Einschieben der Kolbenstange erforderlich. Vorteilhaft kann der Teilweg im Bereich einer Endlage des Arbeitskolbens und der Kolbenstange, bei der sich diese im gänzlich eingefederten Zustand befinden, liegen. Vorteilhaft kann also kurz vor Erreichen der Endlage beim Durchlaufen des Teilwegs des Federwegs eine erhöhte Kraft auf die Kolbenstange ausgeübt werden. Vorteilhaft kann dies beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug ausgenutzt werden, um angrenzende, Kräfte der Federdämpfervorrichtung aufnehmende Teile zu schonen, insbesondere dann, wenn ein sogenanntes Durchfedern, also ein Anschlagen aufgrund einer sehr raschen und starken Einfederbewegung zu befürchten ist oder erfolgt. Vorteilhaft kann ein sich dabei ergebender Kraftverlauf so entzerrt werden, dass eine dabei auftretende Maximalkraft reduzierbar ist. Vorteilhaft können die entsprechenden kraftaufnehmenden Teile des Kraftfahrzeugs auf diese reduzierte Maximalkraft, also insgesamt schwächer ausgelegt werden.The Task is with a gas spring damper device, in particular for a motor vehicle, with a working cylinder, a displaceable within the working space along a spring travel stored and the working piston in one with a hydraulic medium filled or fillable first working space and one filled or filled with the hydraulic medium second working space dividing working piston, one of the working piston firmly assigned and immersed in the first working space piston rod by means of along the spring travel in a plunge motion hydraulic energy in the gas spring damper device can be introduced and a at least one of the work spaces hydraulically assigned and one filled with a compressible medium or Fillable gas compensation space having yield point means the at least a subset of the recoverable during the immersion movement hydraulic energy convertible, in particular by means of the compressible Can be stored medium, is solved by the yield point having an additional energy storage means of the In addition, a further subset of the immersion movement along a partial path of the spring travel einbringbaren hydraulic Energy is storable. Advantageously, along the part of the way additional subset be converted. Under walking can For example, a conversion into heat energy and / or a other recoverable forms of energy are understood for example in the form of compression energy, potential energy and / or spring energy. It is advantageous because of the additional Energy conversion along the partial path of the suspension travel increased Force required to insert the piston rod. Advantageous can the partial path in the region of an end position of the working piston and the piston rod, in which they are completely compressed Condition are, lie. Advantageously, so can reach shortly before the end position when passing through the partial travel of the spring travel increased Force be exerted on the piston rod. Advantageous this can be exploited for example in a motor vehicle, around adjacent, forces of the spring damper device spare receiving parts, especially if a so-called Bouncing, so a striking due to a very fast and feared or occurred. Advantageously, a resulting force curve can be equalized be that a maximum force occurring can be reduced. Advantageously, the corresponding force-absorbing parts of the motor vehicle on this reduced maximum force, ie a total be designed weaker.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass der Energiespeicher eine Druckfeder aufweist, an der entlang des Teilwegs der Trennkolben anschlägt, wobei die Druckfeder eine einer auf eine Druckfläche mittels des kompressiblen Mediums wirkenden Kompressionsdruckkraft gleich wirkende Federkraft auf den Trennkolben ausübt. Vorteilhaft kann entlang des Teilwegs die gleich wirkende zusätzliche Federkraft auf den Trennkolben ausgeübt werden, wobei sich im Inneren des zweiten Arbeitsraums ein Druck des Hydraulikmediums erhöht. Dies führt über die von einer Geschwindigkeit des Arbeitszylinders und der Kolbenstange abhängigen Druckdifferenz auch zu einer Erhöhung eines Innendrucks des ersten Arbeitsraums in den die Kolbenstange eintaucht. Vorteilhaft ist aufgrund des erhöhten Drucks eine erhöhte Kraft erforderlich um die Kolbenstange in den ersten Arbeitsraum hineinzudrücken. Dabei wird auch die in die Gasfederdämpfervorrichtung eingebrachte Energiemenge pro zurückgelegtem Weg erhöht. Vorteilhaft kann die entsprechend größere Energiemenge mittels des zusätzlichen Energiespeichers bereits vor Erreichen eines Endanschlags, also sobald der Trennkolben an der Druckfeder anschlägt gewandelt, insbesondere in Form von Federenergie gespeichert werden.at an embodiment of the gas spring damper device it is provided that the energy store has a compression spring, along which strikes the dividing line of the separating pistons, wherein the compression spring on a pressure surface by means of a compressible medium acting compression force equal acting Spring force exerted on the separating piston. Advantageously along the part way to the same acting additional spring force the separating piston are exercised, being inside the second working space increases a pressure of the hydraulic medium. This leads over from a speed the working cylinder and the piston rod dependent pressure difference also to an increase in an internal pressure of the first working space into which the piston rod dips. It is advantageous because of increased pressure required an increased force to push the piston rod into the first working space. In this case, the introduced into the gas spring damper device Increased amount of energy per way traveled. Advantageous can the correspondingly larger amount of energy by means of the additional energy storage already before reaching an end stop, so as soon as the separating piston on the compression spring turns converted, especially in the form of spring energy get saved.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass der Energiespeicher eine Polymerfeder aufweist. Vorteilhaft weisen Polymerfedern eine hohe innere Dämpfung auf, wobei vorteilhaft die gewandelte Energie bei einer Umkehrung der Bewegungsrichtung des Arbeitskolbens und der Kolbenstange nicht vollständig wieder freigegeben wird, so dass vorteilhaft eine Ausschubkraft im Bereich der Endlage kleiner ist als die in diesem Bereich erforderliche Einschubkraft. Bei der Polymerfeder kann es sich um ein beliebiges verformbares Polymer handeln, insbesondere um Polyurethan, beispielsweise ein geschlossen poriger und/oder offenporigen Polyurethanschaum.at a further embodiment of the gas spring damper device it is provided that the energy store has a polymer spring. Advantageous Polymer springs have a high internal damping, wherein Advantageously, the converted energy in a reversal of the direction of movement of the Working piston and the piston rod not completely again is released, so that advantageous a Ausschubkraft in the field the final position is smaller than that required in this area Insertion force. The polymer spring may be any deformable Polymer act, in particular polyurethane, for example a closed porous and / or porous polyurethane foam.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass die Polymerfeder mit der Druckfeder in Reihe geschaltet ist. Vorteilhaft kann der Energiespeicher eine Kombination der Druckfeder und der Polymerfeder aufweisen, wobei vorteilhaft die Polymerfeder und die Druckfeder unterschiedliche Dämpfungsraten aufweisen können, so dass ein Erreichen bzw. ein Anschlagen des Trennkolbens an der Polymerfeder und/oder der Druckfeder gedämpft erfolgen kann, wobei sich eine geringere Änderung einer Steigung einer Dämpferkennlinie der Gasfederdämpfervorrichtung beim Hinzuschalten des Energiespeichers ergibt. Vorteilhaft kann dadurch ein Komfortverhalten der Gasfederdämpfervorrichtung im Bereich des Energiespeichers verbessert werden. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, den Teilweg des Federwegs so auszulegen, dass dieser sich außerhalb eines Bewegungsbereichs der Kolbenstange und des Arbeitskolbens eines normalen Fahrbetriebs befindet. Dadurch kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass während eines normalen Fahrbetriebs die Gasfederdämpfervorrichtung einen hohen Fahrkomfort bietet und nur im Falle von extremen Einfederbewegungen, also extrem tief und/oder mit einer extrem hohen Geschwindigkeit, der zusätzliche Energiespeicher zum Abfangen der dabei auftretenden Energien hinzugeschaltet wird. Da im Bereich der Endlage, insbesondere bei einem Anschlagen bzw. Durchschlagen der Gasfederdämpfervorrichtung ein ohnehin deutlich spürbarer Komfortverlust eintritt, kann dies hingenommen werden, wobei vorteilhaft trotz des Übergangs bzw. des Zuschaltens des zusätzlichen Energiespeichers sich ein vergleichsweise größerer Komfort beim Durchfedern und damit verbunden sich geringere Maximalkräfte ergeben.at a further embodiment of the gas spring damper device it is envisaged that the polymer spring with the compression spring in series is switched. Advantageously, the energy storage a combination the compression spring and the polymer spring, wherein advantageous the polymer spring and the compression spring have different damping rates can, so that reaching or hitting the separating piston damped on the polymer spring and / or the compression spring can, whereby a smaller change of a slope of a Damper characteristic of the gas spring damper device when adding the energy storage results. Advantageously thereby a comfort behavior of the gas spring damper device be improved in the field of energy storage. Alternative and / or In addition, it is possible, the partial travel of the spring travel be interpreted as being outside a range of motion the piston rod and the working piston of a normal driving operation is located. This can be advantageously ensured that during a normal driving operation, the gas spring damper device offers a high level of ride comfort and only in the case of extreme compression movements, So extremely deep and / or with an extremely high speed, the additional energy storage to intercept the case occurring energies is added. Because in the area of the end position, in particular when striking or penetrating the gas spring damper device an already noticeable loss of comfort occurs, This can be tolerated, being beneficial despite the transition or the connection of the additional energy storage a comparatively greater comfort in the Spring deflection and associated lower maximum forces result.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass die Polymerfeder zwischen der Druckfeder und dem Trennkolben angeordnet ist. Vorteilhaft kann ein Anschlagen von vergleichsweise harten Materialien, beispielsweise Metall, des Trennkolbens und der Druckfeder aufeinander verhindert werden. Die dazwischen geschaltete Polymerfeder kann vorteilhaft das Anschlagen dämpfen.at a further embodiment of the gas spring damper device is provided that the polymer spring between the compression spring and is arranged the separating piston. Advantageously, a striking Of comparatively hard materials, such as metal, the Separating piston and the compression spring are prevented each other. The interposed polymer spring can advantageously beating dampen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Gasfederdämpfervorrichtung ist vorgesehen, dass zwischen einem Boden des Arbeitszylinders und der Druckfeder eine Distanzhülse angeordnet ist. Vorteilhaft befinden sich die Druckfeder als auch die Distanzhülse in dem Gasausgleichsraum der Nachgiebigkeitsstelle, wobei mittels der Distanzhülse das Gasvolumen des Gasausgleichsraums eingestellt bzw. vergrößert werden kann, wobei die Druckfeder stärker ausgelegt werden kann ohne dass damit eine zu starke Verringerung des Gasvolumens des Gasausgleichsraums verbunden ist.at a further embodiment of the gas spring damper device is provided that between a bottom of the working cylinder and the compression spring is arranged a spacer sleeve. Advantageous are the compression spring and the spacer sleeve in the gas equalization chamber of the compliance point, by means of the spacer sleeve, the gas volume of the gas compensation chamber can be adjusted or increased, wherein the compression spring can be designed more powerful without thus an excessive reduction of the gas volume of the gas equalization chamber connected is.
Die Aufgabe ist außerdem bei einem Kraftfahrzeug mit einer vorab beschriebenen Gasfederdämpfervorrichtung gelöst. Es ergeben sich die vorab beschriebenen Vorteile.The Task is also in a motor vehicle with a solved previously described gas spring damper device. This results in the advantages described above.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale bilden für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separaten Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die einzigeFurther advantages, features and details will become apparent from the following description, in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Described and / or illustrated features form the subject of the invention, or independently of the claims, either alone or in any meaningful combination, and in particular may additionally be the subject of one or more separate applications. The same, similar and / or functionally identical parts are given the same reference numerals Mistake. The only
Der
Gasausgleichsraum
Die
Kolbenstange
Der
Arbeitskolben
Die
Nachgiebigkeitsstelle
An
der Polymerfeder
Entlang
eines Komfortteilwegs
Falls
die Kolbenstange
Vorteilhaft
wird diese Kraftkomponente, also die Federkraft ebenfalls in einen
Druck, also einen erhöhten Druck, in den Arbeitsräumen
Die
Druckfeder
Vorteilhaft
wird bei hohen Dämpfergeschwindigkeiten bei Einfederbewegungen
zum Einfederwegende, also entlang des Teilwegs
Im
Vergleich zu Gasfederdämpfervorrichtungen, die an einem
Einfederwegende einen Anschlagpuffer aufweisen, findet keine Reduzierung
der Dämpferkräfte statt, da eine Einfedergeschwindigkeit nicht
mittels entsprechenden Puffern reduziert wird. Vielmehr findet vorteilhaft
eine Erhöhung des Innendrucks in den Arbeitsräumen
Die
verrichtete Arbeit, welche bei bekannten Gasfederdämpfervorrichtungen
nur auf einem sehr kleinen Teilweg, im Bereich von wenigen Millimetern, des
Einfederwegs durch Einfederpuffer und/oder Einfederendanschläge
absorbiert wird, wird bei der Gasfeder dämpfervorrichtung
Vorteilhaft
kann eine Minimierung der maximalen Kräfte im Dämpferpfad
erfolgen, also entlang des Einfederwegs und einer Dämpferperipherie
der Gasfederdämpfervorrichtung
Vorteilhaft kann ein überproportionaler Abbau von Energie am Federwegende erreicht werden. Vorteilhaft kann dadurch ein Stoßfaktor am Federwegende erheblich reduziert werden. Vorteilhaft können entsprechend notwendige Puffer schwächer ausgeführt werden und benötigen beispielsweise keine Metallbauchbinde.Advantageous can disproportionate degradation of energy at the end of the spring be achieved. Advantageously, this can be a shock factor be significantly reduced at the end of the spring. Advantageously, accordingly necessary buffers are performed weaker and, for example, do not require a metal girdle.
Vorteilhaft
kann ein der Gasfederdämpfervorrichtung
- 11
- GasfederdämpfervorrichtungGas spring damper device
- 33
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 55
- Augeeye
- 77
- Kolbenstangepiston rod
- 99
- Arbeitskolbenworking piston
- 1111
- Arbeitszylinderworking cylinder
- 1313
- erster Arbeitsraumfirst working space
- 1515
- zweiter Arbeitsraumsecond working space
- 1717
- Trennkolbenseparating piston
- 1919
- GasausgleichsraumGas compensation space
- 2121
- Nachgiebigkeitsstellecompliance point
- 2323
- Federwegtravel
- 2525
- Softanschlagsoft stop
- 2727
- Bodenground
- 2929
- DistanzhülseStand Off
- 3131
- Druckfedercompression spring
- 3333
- Polymerfederpolymer spring
- 3535
- Teilwegpartial route
- 3737
- KomfortteilwegKomfortteilweg
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 3425988 A1 [0003] - DE 3425988 A1 [0003]
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---|---|---|---|
DE201010011688 DE102010011688A1 (en) | 2010-03-17 | 2010-03-17 | Gas spring damper device for motor vehicle, has resilience point comprising energy storage for storing portion of hydraulic energy, where energy is provided during insertion movement along path portion of spring path |
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Publication Number | Publication Date |
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DE (1) | DE102010011688A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3425988A1 (en) | 1984-07-14 | 1986-01-23 | Boge Gmbh, 5208 Eitorf | Adjustable hydraulic shock absorber |
-
2010
- 2010-03-17 DE DE201010011688 patent/DE102010011688A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3425988A1 (en) | 1984-07-14 | 1986-01-23 | Boge Gmbh, 5208 Eitorf | Adjustable hydraulic shock absorber |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
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