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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung, insbesondere
ein Rückschlagventil,
für einen
Stoßdämpfer eines
Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Im
heutigen Fahrzeugbau ist es üblich,
Stoßdämpfer in
Einfeder- bzw. Ausfederrichtung unterschiedlich stark zu dämpfen, wofür üblicherweise Ventileinrichtungen
vorgesehen werden, die eine Dämpfungscharakteristik
sowohl in Einfedereinrichtung als auch in Ausfederrichtung beeinflussen.
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Aus
der
EP 0 395 565 B1 ist
eine Ventileinrichtung für
einen Stoßdämpfer eines
Kraftfahrzeugs bekannt mit zumindest einem scheibenförmigen Ventilkörper und
einem zugehörigen
Ventilsitz. Der Ventilsitz weist dabei zwei ringförmig vorspringende Steuerkanten
mit jeweils einer ringförmig
ausgebildeten und dem Ventilkörper
zugewandten Anlagefläche auf,
an welcher der Ventilkörper
bei geschlossener Ventileinrichtung flächig und dicht anliegt. Dabei
sind die Steuerkanten spitz zulaufend in Richtung des Ventilkörpers ausgebildet.
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Aus
der
DE 198 46 460
A1 ist ein Kolbenventil für Stoßdämpfer mit einem scheibenförmigen Teil bekannt,
das in einem Zylinder eines Stoßdämpfers anordenbar
ist und Durchgangskanäle
aufweist, welche durch Ventileinrichtungen öffen- und schließbar sind.
Das scheibenförmige
Teil weist mittig eine Durchgangsöffnung auf, die durch Prägen und
Stanzen von einer Seite derart erzeugt ist, dass die Durchgangsöffnung an
der anderen Seite des Teils einen als Lagerbuchse über die
andere Seite des Teil hervorstehenden Bereich aufweist. Hierdurch
soll erreicht werden, dass das Kolbenventil im wesentlichen durch
wenige, einfache Präge-,
Stanz- und Schleifoperationen herstellbar ist.
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Generell
kann es bei derartigen Ventileinrichtungen durch Adhäsion zwischen
dem Ventilkörper und
dem Ventilsitz zu Störungen
kommen, welche die Funktion der Ventileinrichtung und damit des
Stoßdämpferverhaltens
beeinträchtigen.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, für
eine Ventileinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder
zumindest eine andere Ausführungsform
anzugeben, welche sich insbesondere durch eine hohe Funktionszuverlässigkeit
auszeichnet.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
den Gegenstand des unabhängigen
Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen
Ventilkörper
der gattungsgemäßen Ventileinrichtung
derart zu gestalten, dass er an einer der beiden Anlagenflächen der
Steuerkanten des Ventilsitzes vollflächig anliegt, während er
die andere Anlagefläche
nur teilweise überdeckt und
an dieser nur teilflächig
anliegt. Durch diese teilflächige
Anlage bzw. teilweise Überdeckung
des Ventilkörpers
an einer der beiden ringförmig
vorspringenden Steuerkanten wird eine Kontaktfläche zwischen Ventilsitz und
Ventilkörper,
d.h. die Anlagefläche,
reduziert, was zu einer Verringerung der Adhäsion zwischen Ventilkörper und
Ventilsitz führt
und dadurch die Funktionsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung
verbessert. Gleichzeitig wird aber im Unterschied zum Stand der
Technik an beiden ringförmig
vorspringenden Steuerkanten jeweils noch eine Anlagefläche vorgesehen,
wodurch ein zuverlässiges
und dichtes Schließen
der Ventileinrichtung möglich
ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lösung weist
der Ventilsitz eine ringförmig
vorspringende innere und eine ringförmig vorspringende äußere Steuerkante
mit einer ringartig ausgebildeten und dem Ventilkörper zugewandten
inneren und äußeren Anlagefläche auf.
Dabei liegt der Ventilkörper
bei geschlossener Ventileinrichtung an der inneren Anlagefläche vollflächig, d.h.
diese voll überdeckend
an, während
er die äußere Anlagefläche nur
teilweise überdeckt
und an dieser auch nur teilflächig
anliegt. Hierdurch ist es möglich,
den scheibenförmigen
Ventilkörper
kostengünstig
und einfach seiner radialen Ausdehnung zu reduzieren und danach
in üblicherweise
zu montieren. Alle anderen Bauteile, insbesondere der Ventilsitz,
können
somit unverändert
bleiben, wodurch die erfindungsgemäße Ventileinrichtung mit ihrer
gesteigerten Funktionszuverlässigkeit,
lediglich durch die Anordnung eines leicht modifizierten Ventilkörpers realisiert
werden kann.
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Zweckmäßig ist
eine erste Federeinrichtung vorgesehen, welche den ersten Ventilkörper gegen die
Anlagefläche
des ersten Ventilsitzes vorspannt. Eine derartige Federeinrichtung
kann beispielsweise in einer konstruktiven einfachen und kostengünstig herzustellenden
Schraubenfeder realisiert werden, wodurch die Ventileinrichtung
insgesamt kostengünstig
und einfach herzustellen ist.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist
die Ventileinrichtung einen zweiten Ventilkörper und einen zweiten Ventilsitz
auf, wobei die Durchlassrichtung des zweiten Ventilkörpers/Ventilsitzes
entgegengesetzt zur Durchlassrichtung des ersten Ventilkörpers/Ventilsitzes
gerichtet ist. Dies ermöglicht eine
in beide Durchgangsrichtungen durchlässige Ventileinrichtung als
Einheit auszubilden, welche einerseits die Teilevielfalt reduziert
und andererseits kompakt baut und dadurch nur wenig Bauraum erfordert.
Insbesondere ist bei einer derartigen Ventileinrichtung auch ein
Montageaufwand deutlich geringer wie bei zwei separaten Ventileinrichtungen.
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Zweckmäßig ist
auch eine zweite Federeinrichtung vorgesehen, welche den zweiten
Ventilkörper
gegen die Anlagefläche
des zweiten Ventilsitzes vorspannt, wobei die erste Federeinrichtung
eine zur zweiten Federeinrichtung unterschiedliche Federkonstante
aufweist. Durch die unterschiedlichen Federkonstanten kann erreicht
werden, dass eine Einfedercharakteristik unterschiedlich zu einer
Ausfedercharakteristik des Stoßdämpfers ist.
Dies ermöglicht
es Einfluss auf die Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges zu nehmen
und insbesondere eine genaue Fahrwerksabstimmung durchzuführen. In
Abhängigkeit
der Federkonstante wird dabei ein unterschiedlich hoher hydraulischer
Druck benötigt,
um die Ventileinrichtung in die jeweilige Durchgangsrichtung zu öffnen.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 einen
Stoßdämpfer mit
einer erfindungsgemäßen Ventileinrichtung,
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2 eine
Detailskizze eines Teils der Ventileinrichtung, die in 1 mit
II bezeichnet ist,
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3 eine
Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Ventilkörper.
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Entsprechend 1 weist
ein Stoßdämpfer 1 für ein Kraftfahrzeug üblicherweise
eine Dämpfungseinrichtung 2 in
der Art eines Kolbenzylinderaggregates sowie eine nicht dargestellte
Federeinrichtung in der Art einer Schraubenfeder auf. Um Einfluss auf
ein Federungs- bzw. Dämpfungsverhalten
des Stoßdämpfers 1 nehmen
zu können,
weisen insbesondere moderne Stoßdämpfer zumindest
eine Ventileinrichtung 3 auf, welche insbesondere in der
Art eines Rückschlagventils
ausgebildet ist und mit Hilfe welcher insbesondere unterschiedliche
Einfeder- und Ausfedercharakteristiken erzeugen lassen. Die Ventileinrichtung 3 ist
dafür üblicherweise
in zwei Richtungen für
Hydraulik medium durchlässig,
wobei oftmals ein Durchlasswiderstand in der einen Richtung größer oder
kleiner ist als ein Durchlasswiderstand in der anderen Durchlassrichtung.
Wie der 1 zu entnehmen ist, sitzt die
erfindungsgemäße Ventileinrichtung 3 am
Fuß des
Stoßdämpfers 1,
also radseitig, und steht mit einem Zylinderraum 4 der
Dämpfereinrichtung 2 kommunizierend
in Kontakt.
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Gemäß der Detailskizze
in 2 weist die Ventileinrichtung 3 zumindest
einen scheibenförmigen
Ventilkörper 5 und
zumindest einen Ventilsitz 6 auf. Im Ventilsitz 6 ist
ein Durchgangskanal 7 angeordnet, welcher von dem Ventilkörper 5 in
Richtung des Zylinderraumes 4 verschlossen ist. Darüber hinaus
sind am Ventilsitz 6 zwei ringförmig vorspringende Steuerkanten 8, 8' mit jeweils
einer ringförmig ausgebildeten
und dem Ventilkörper 5 zugewandten Anlagefläche 9, 9' vorgesehen.
An diesen Anlageflächen 9, 9' liegt der Ventilkörper 5 bei
geschlossener Ventileinrichtung 3 flächig und dicht an.
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Darüber hinaus
ist eine erste Federeinrichtung 10 vorgesehen, welche den
Ventilkörper 5 gegen
die Anlageflächen 9, 9' der beiden
Steuerkanten 8, 8' am
Ventilsitz 6 vorspannt und dadurch die Ventileinrichtung 3 im
gezeigten Bereich lediglich in Pfeilrichtung 11 durchgängig macht.
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Gemäß der 2 ist
lediglich ein Teil der Ventileinrichtung 3 gezeigt, wobei
die Ventileinrichtung 3 im nicht gezeigten Teil einen zweiten
Ventilkörper 5' und einen zweiten
Ventilsitz aufweist und wobei die Durchlassrichtung des zweiten
Ventilkörpers 5' bzw. des zweiten
Ventilsitzes entgegengesetzt zur Durchlassrichtung des ersten Ventilkörpers 5 bzw. des
ersten Ventilsitzes 6 gerichtet ist. Zum Schließen des
zweiten Ventilkörpers 5' ist eine zweite
Federeinrichtung 10' vorgesehen,
welche den zweiten Ven tilkörper 5' gegen die nicht
gezeigten Anlagefläche
des zweiten Ventilsitzes vorspannt. Dabei sind die beiden Federeinrichtung 10, 10' in der Ausführungsform nach 2 als
Schraubenfedern ausgebildet und weisen aufgrund eines unterschiedlichen
Durchmessers der einzelnen Schraubenwindungen vorzugsweise eine
unterschiedliche Federkonstant auf. Die unterschiedliche Federkonstante
bewirkt dabei, dass die Ventileinrichtung 3 in eine Durchgangsrichtung 11 leichter
durchgängig
ist als in die entgegengesetzte Durchgangsrichtung.
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Aufgrund
von Adhäsionskräften, welche durch
eine Klebewirkung des Hydraulikmediums zwischen dem Ventilkörper 5 und
den Anlageflächen 9, 9' resultiert,
kann es unter Umständen
zu einer Beeinträchtigung
der Funktion der Ventileinrichtung 3 kommen. Um dem entgegen
zu wirken, liegt der Ventilkörper 5 bei
geschlossener Ventileinrichtung 3 an einer der beiden Anlageflächen, hier
der Anlagefläche 9,
vollflächig
an, während
er die andere Anlagefläche,
hier die Anlagefläche 9', nur teilweise überdeckt
und nur teilflächig
an dieser anliegt. Die so stark verminderte Kontaktfläche zwischen
Ventilkörper 5 und
Ventilsitz 6 bzw. Steuerkanten 8, 8', verringert
die Adhäsionskraft
zwischen dem Ventilkörper 5 und
dem Ventilsitz 6 und erhöht dadurch die Funktionssicherheit
der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 3.
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Bei
der Ventileinrichtung 3 gemäß der Ausführungsform nach 2 weist
der Ventilsitz 6 eine ringförmig vorspringende innere Steuerkante 8 und eine
ringförmig
vorspringende äußere Steuerkante 8' mit einer ringartig
ausgebildeten und dem Ventilkörper 5 zugewandten
inneren und äußeren Anlagefläche 9, 9' auf, wobei
der Ventilkörper 5 bei
geschlossener Ventileinrichtung 3 an der inneren Anlagefläche 9 vollflächig anliegt
und an der äußeren Anlagefläche 9' lediglich teilweise.
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Um
die Adhäsionskräfte weiter
senken zu können
und dadurch die Funktionsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung 3 weiter
steigern zu können,
sind die radialen Dicken der Steuerkanten 8, 8' und damit die
Größe der beiden
Anlageflächen 9, 9' möglichst
klein, zumindest aber kleiner als eine radiale Dicke des durch die
beiden Steuerkanten 8, 8' begrenzten Durchgangs-/Hydraulikkanals 7.
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Wie
in 3 gezeigt, weist der Ventilkörper 5 eine kreisförmige Scheibengestalt
auf und besitzt fünf
radial zum Mittelpunkt 12 gerichtete Finger 13, die
in Umfangsrichtung symmetrisch voneinander beabstandet angeordnet
sind. Zwischen den einzelnen Fingern 13 liegen vorzugsweise
gleichgroße Ausnehmungen 14,
wobei jeder Finger 13 vorzugsweise ein Kreissegment von
ca. 20° abdeckt,
während
jede Ausnehmung 14 vorzugsweise ein Kreissegment von 52° abdeckt.
Dabei ist sowohl die Anordnung als auch die Größe der Finger 13 bzw.
der Ausnehmungen 14 rein exemplarisch zu verstehen, so dass
von der Erfindung auch Ventilkörper 5 mit
einer anderen Anzahl oder Anordnung von Fingern 13 bzw. Ausnehmungen 14 umfasst
sein sollen.
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Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt
charakterisieren:
Die Erfindung sieht eine Ventileinrichtung 3 für einen Stoßdämpfer 1 eines
Kraftfahrzeugs vor, wobei eine Kontaktfläche zwischen dem Ventilkörper 5 und
dem Ventilsitz 6 möglichst
klein gehalten werden soll, um Adhäsionskräfte zwischen Ventilkörper 5 und
Ventilsitz 6 zu minimieren. Hierzu wird vorgeschlagen, dass
der Ventilkörper 5 bei
geschlossener Ventileinrichtung 3 an der Anlagefläche 9 vollflächig anliegt, während er
an der anderen Anlagefläche 9' lediglich teilweise
anliegt bzw. diese lediglich teil weise überdeckt, so dass eine die
Adhäsionskraft
beeinflussende Kontaktfläche
verkleinert werden kann.
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- 1
- Stoßdämpfer
- 2
- Dämpfereinrichtung
- 3
- Ventileinrichtung
- 4
- Zylinderraum
der Dämpfereinrichtung 2
- 5
- Ventilkörper
- 6
- Ventilsitz
- 7
- Durchgangs-/Hydraulikkanal
- 8
- Steuerkante
- 9
- Anlagefläche
- 10
- Federeinrichtung
- 11
- Durchgangsrichtung
- 12
- Mittelpunkt
des Ventilkörpers 5
- 13
- Finger
- 14
- Ausnehmung