DE102009057888B3 - Dämpfungsventil und Luftfeder - Google Patents

Dämpfungsventil und Luftfeder Download PDF

Info

Publication number
DE102009057888B3
DE102009057888B3 DE200910057888 DE102009057888A DE102009057888B3 DE 102009057888 B3 DE102009057888 B3 DE 102009057888B3 DE 200910057888 DE200910057888 DE 200910057888 DE 102009057888 A DE102009057888 A DE 102009057888A DE 102009057888 B3 DE102009057888 B3 DE 102009057888B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
housing
valve body
openings
damping
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200910057888
Other languages
English (en)
Inventor
Bernhard Miller
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.)
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge 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 Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH, Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority to DE200910057888 priority Critical patent/DE102009057888B3/de
Priority to PCT/EP2010/069240 priority patent/WO2011070097A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102009057888B3 publication Critical patent/DE102009057888B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/34Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/0472Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by comprising a damping device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

Dämpfungsventil, mit folgenden Merkmalen:
einem Außengehäuse, mit einem Gehäuseboden (211), einer inneren Ventilöffnung (217), die dem Gehäuseboden gegenüberliegend angeordnet ist und einer umlaufenden Gehäusewand (213) die zwischen dem Gehäuseboden und der inneren Ventilöffnung angeordnet ist und eine Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen (215) aufweist, die in unterschiedlichen Abständen zu der inneren Ventilöffnung angeordnet sind;
einem Ventilkörper (221, 223), der eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (229) aufweist und innerhalb des Außengehäuses als Masseschwinger beweglich angeordnet ist, wobei die Mehrzahl von Durchgangsöffnungen so angeordnet sind, dass die äußeren Ventilöffnungen durch den Ventilkörper verschlossen sind, wenn sich der Ventilkörper in der Ruheposition befindet und sich die äußeren Ventilöffnungen und die Durchgangsöffnungen zumindest teilweise überlappen, so dass ein Fluidstrom (373, 473) zwischen der inneren Ventilöffnung und der Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen möglich ist, wenn sich der Ventilkörper in einer in Richtung des Gehäusebodens ersten ausgelenkten Position oder einer in Richtung der inneren Ventilöffnung zweiten...

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dämpfungsventil und auf eine Luftfeder, die beispielsweise bei einer Luftfederung eines Fahrzeugs eingesetzt werden können.
  • Luftfedern können zur Dämpfung von Fahrzeugachsen eingesetzt werden. Dabei kann ein Luftstrom innerhalb der Luftfeder durch ein Dämpfungsventil gesteuert werden.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Dämpfungsventil und eine verbesserte Luftfeder zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Dämpfungsventil gemäß Anspruch 1 und 11 sowie eine Luftfeder gemäß Anspruch 12 gelöst.
  • Kern der Erfindung ist eine Ventilvariante eines Dämpfungsventils in Form eines Masseschwingers. Das Dämpfungsventil zeichnet sich durch einen großen schaltbaren Querschnitt aus, der durch eine Vielzahl von Ventilöffnungen realisiert wird, die gleichzeitig geschaltet werden können. Dadurch, dass viele Ventilöffnungen vorgesehen werden, kann ein geringer Aussteuerweg für eine volle Ventilöffnung realisiert werden. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Ansatzes liegen in einer reibungsfreien Masseaufhängung, einem reibungsarmen, druckneutralen Ventilschalten und einer hohen Robustheit, die eine hohe Anzahl von Schaltzyklen ermöglicht.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Dämpfungsventil, mit folgenden Merkmalen: einem Außengehäuse, mit einem Gehäuseboden, einer inneren Ventilöffnung, die dem Gehäuseboden gegenüberliegend angeordnet ist und einer umlaufenden Gehäusewand die zwischen dem Gehäuseboden und der inneren Ventilöffnung angeordnet ist und eine Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen aufweist, die in unterschiedlichen Abständen zu der inneren Ventilöffnung angeordnet sind; einem Ventilkörper, der eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist und innerhalb des Außengehäuses als Masseschwinger beweglich angeordnet ist, wobei die Mehrzahl von Durchgangsöffnungen so angeordnet sind, dass die äußeren Ventilöffnungen durch den Ventilkörper verschlossen sind, wenn sich der Ventilkörper in der Ruheposition befindet und sich die äußeren Ventilöffnungen und die Durchgangsöffnungen zumindest teilweise überlappen, so dass ein Fluidstrom zwischen der inneren Ventilöffnung und der Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen möglich ist, wenn sich der Ventilkörper in einer in Richtung des Gehäusebodens ersten ausgelenkten Position oder einer in Richtung der inneren Ventilöffnung zweiten ausgelenkten Position befindet; und mindestens einer Biegefeder, die mit dem Außengehäuse und dem Ventilkörper verbunden ist, um den Ventilkörper aus der ersten und der zweiten ausgelenkten Position in die Ruheposition zurückzuführen.
  • Das Dämpfungsventil weist eine große Anzahl von äußeren Ventilöffnungen auf, die durch eine Bewegung des Ventilkörpers relativ zu dem Außengehäuse gleichzeitig geöffnet bzw. geschlossen werden können. Durch die große Anzahl von äußeren Ventilöffnungen kann bei bereits kleiner Ventilbewegung ein großer Verbindungsquerschnitt geschaltet werden.
  • Das Dämpfungsventil kann im Zusammenhang mit einer Luftfeder eingesetzt werden. Somit kann es sich bei dem Fluid, das durch die innere und die äußeren Ventilöffnungen strömen kann um ein Gas und insbesondere um Luft handeln. Die Gehäusewand kann zylinderförmig sein, wobei ein erster Endbereich durch den Gehäuseboden verschlossen ist, ein zweiter Endbereich dagegen die innere Ventilöffnung aufweist und somit offen ist. Über die innere Ventilöffnung kann das Fluid in einen von der Gehäusewand umschlossenen Innenraum des Dämpfungsventils strömen. Die äußeren Ventilöffnungen können gleichmäßig oder ungleichmäßig über eine Fläche der Gehäusewand verteilt sein. Dabei können mehrere äußere Ventilöffnungen sowohl entlang einer Höhe der Gehäusewand als auch entlang eines Umfangs der Gehäusewand benachbart zueinander angeordnet sein. Die äußeren Ventilöffnungen können eine beliebige geeignete Form aufweisen. Dabei können alle äußeren Ventilöffnungen dieselbe Form oder unterschiedliche Formen aufweisen. Die Abstände zwischen benachbarten äußeren Ventilöffnungen können gleich groß sein. Der Ventilkörper kann so ausgeformt sein, das eine äußere Fläche des Ventilkörpers mit einer inneren Fläche der Gehäusewand abschließt. Dabei können sich die äußere Fläche des Ventilkörpers und die inneren Fläche der Gehäusewand direkt oder über eine oder mehrere Gleitflächen berühren. Der Ventilkörper und die Gehäusewand sind so ausgebildet und so angeordnet, dass sich der Ventilkörper und die Gehäusewand möglichst reibungsfrei relativ zueinander bewegen können. Die Durchgangsöffnungen des Ventilkörpers sind gegenüberliegend zu den äußeren Ventilöffnungen der Gehäusewand angeordnet. Dabei kann ein Anordnungsmuster der Durchgangsöffnungen einem Anordnungsmuster der äußeren Ventilöffnungen entsprechen, wobei die Durchgangsöffnungen und die äußeren Ventilöffnungen versetzt zueinander angeordnet sind, wenn sich der Ventilkörper in der Ruheposition befindet. Somit sind die äußeren Ventilöffnungen durch den Ventilkörper verschlossen, wenn sich dieser in der Ruheposition befindet. Wenn sich der Ventilkörper relativ zu der Gehäusewand um eine vorbestimmte Strecke in Richtung der inneren Ventilöffnung bewegt hat, so überlappen sich die äußeren Ventilöffnungen mit jeweils in Richtung des Gehäusebodens benachbart angeordneten Durchgangsöffnungen, so dass das Fluid aus dem Inneren des Ventilkörpers durch die äußeren Ventilöffnungen, oder umgekehrt strömen kann. Wenn der Ventilkörper sich soweit in Richtung der inneren Ventilöffnung bewegt hat, dass er die zweite ausgelenkte Position einnimmt, können die äußeren Ventilöffnungen maximal geöffnet sein. Wenn sich der Ventilkörper relativ zu der Gehäusewand in entsprechender Weise um eine vorbestimmte Strecke in Richtung des Gehäusebodens bewegt hat, so überlappen sich die äußeren Ventilöffnungen mit jeweils in Richtung der inneren Ventilöffnung benachbart angeordneten Durchgangsöffnungen, so dass das Fluid wiederum aus dem Inneren des Ventilkörpers durch die äußeren Ventilöffnungen, oder umgekehrt strömen kann. Wenn der Ventilkörper sich soweit in Richtung des Gehäusebodens bewegt hat, das er die erste ausgelenkte Position einnimmt, können die äußeren Ventilöffnungen wiederum maximal geöffnet sein. Der Ventilkörper kann zumindest im Bereich der inneren Ventilöffnung eine Öffnung oder einen Hohlraum aufweisen, die mit den Durchgangsöffnungen des Ventilkörpers verbunden sind, so dass das Fluid über die innere Ventilöffnung zu den Durchgangsöffnungen, bzw. umgekehrt, strömen kann. Somit kann der Ventilkörper einen Hohlkörper darstellen. Eine zur Funktion des Dämpfungsventils erforderliche Schwingmasse kann auf einen Außenbereich des Ventilkörpers verteilt sein oder im Inneren des Ventilkörpers angeordnet sein.
  • Das Dämpfungsventil kann eine Druckfeder aufweisen, die mit dem Außengehäuse und dem Ventilkörper verbunden ist, um den Ventilkörper in der Ruheposition auszubalancieren. Die Druckfeder kann eine in Richtung der inneren Ventilöffnung wirkende Kraft auf den Ventilkörper ausüben und eine in Richtung des Gehäusebodens wirkende Gewichtskraft des Ventilkörpers ausgleichen. Die Druckfeder kann als Schraubenfeder ausgebildet sein.
  • Ferner kann das Dämpfungsventil eine erste Biegefeder aufweisen, die ein Inneres der umlaufenden Gehäusewand auf einer der inneren Ventilöffnung zugewandten Seite überspannt. Die erste Biegefeder kann mit einem ersten Ende des Ventilkörpers verbunden sein. Ferner kann das Dämpfungsventil eine zweite Biegefeder aufweisen, die das Innere der umlaufenden Gehäusewand auf einer dem Gehäuseboden zugewandten Seite überspannt. Die zweite Biegefeder kann mit einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Ventilkörpers verbunden sein. Die Biegefedern können als Scheiben-Spiralfedern ausgebildet sein. Mittels der Biegefedern kann der Ventilkörper innerhalb des Außengehäuses gehalten werden. Dazu kann der Ventilkörper beidseitig jeweils an einem Mittelpunkt der Biegefedern befestigt sein.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der Ventilkörper einen Massekörper und eine umlaufende Innenwand mit der Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweisen, wobei der Massekörper von der umlaufenden Innenwand umringt und über mindestens ein Verbindungselement mit der umlaufenden Innenwand verbunden ist. Auf diese Weise kann die als Masseschwinger erforderliche Schwungmasse mittig innerhalb des Ventilkörpers angeordnet werden. Die umlaufende Innenwand kann in diesem Fall dünnwandig und aus einem leichten Material ausgeführt sein. Zwischen der umlaufenden Innenwand und dem Massekörper kann ein Hohlraum bestehen, der eine Verbindung zwischen den Durchgangsöffnungen und der inneren Ventilöffnung bildet.
  • Das Dämpfungsventil kann eine Trennwand aufweisen, die benachbart zu dem Gehäuseboden angeordnet sein kann. Die Trennwand kann eine zwischen dem Gehäuseboden und dem Ventilkörper angeordnete Dämpferkammer schaffen. In der Dämpferkammer kann eine Dämpferscheibe beweglich angeordnet sein. Die Dämpferscheibe kann über einen Dämpferbolzen durch die Trennwand hindurch mit dem Ventilkörper verbunden sein. Dadurch kann ein Luftdämpfer ausgebildet werden, der eine Bewegung des Ventilkörpers in Richtung der inneren Ventilöffnung sowie in Richtung des Gehäusebodens dämpfen kann.
  • Dabei kann der Gehäuseboden eine der Dämpferscheibe gegenüberliegende Vertiefung aufweisen, die so ausgeformt ist, dass ein Durchbiegen der Dämpferscheibe in Richtung des Gehäusebodens ermöglicht wird. Das Durchbiegen kann dann erfolgen, wenn zumindest ein Randbereich der Dämpferscheibe den Gehäuseboden berührt und sich der Ventilkörper weiter in Richtung des Gehäusebodens bewegt. Durch das Durchbiegen der Dämpferscheibe kann die Bewegung des Ventilkörpers abgebremst werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann die Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen in mehreren Spalten und mehreren Reihen in der Gehäusewand angeordnet sein. Auf diese Weise können sehr viele äußere Ventilöffnungen auf der zur Verfügung stehenden Fläche der Gehäusewand angeordnet werden. Eine große Anzahl von äußeren Ventilöffnungen erhöht zum einen die Schaltgeschwindigkeit des Dämpfungsventils und zum anderen die Durchflussmenge des Fluidstroms.
  • Erfindungsgemäß können sich aneinandergrenzende Oberflächen der Gehäusewand und des Ventilkörpers über mindestens eine gemeinsame Gleitfläche berühren. Durch die Gleitfläche kann ein Reibungswiderstand zwischen der Gehäusewand und dem Ventilkörper verringert werden. Die Gehäusewand und der Ventilkörper können so nahe aneinandergrenzen, dass kein oder nur ein sehr geringer Leckstrom zwischen der Gehäusewand und dem Ventilkörper fließen kann, wenn die äußeren Ventilöffnungen durch den Ventilkörper verschlossen sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist ein Abstand zwischen einer der inneren Ventilöffnung am nächsten und einer der inneren Ventilöffnung am entferntest angeordneten äußeren Ventilöffnung mindestens zehnmal so groß, wie ein Abstand zwischen der ersten und der zweiten ausgelenkten Position. Dadurch können sehr viele äußere Ventilöffnungen durch eine, in Bezug auf eine Ausdehnung des Dämpferventils, kleine Auslenkung des Ventilkörpers geschaltet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Dämpfungsventil eine Sperreinrichtung aufweisen, die mit dem Ventilkörper gekoppelt ist. Über die Sperreinrichtung kann eine Bewegung des Ventilkörpers relativ zu dem Außengehäuse verhindert werden. Die Sperreinrichtung kann durch eine Ventilbewegung oder durch eine ventilexterne Ansteuerung gesteuert werden.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Dämpfungsventil, mit folgenden Merkmalen: einem Außengehäuse, mit einem Gehäuseboden, einer inneren Ventilöffnung, die dem Gehäuseboden gegenüberliegend angeordnet ist und einer umlaufenden Gehäusewand die zwischen dem Gehäuseboden und der inneren Ventilöffnung angeordnet ist und eine Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen aufweist, die in unterschiedlichen Abständen zu der inneren Ventilöffnung angeordnet sind; einem Ventilkörper, der eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist und innerhalb des Außengehäuses als Masseschwinger beweglich angeordnet ist, wobei die Mehrzahl von Durchgangsöffnungen so angeordnet sind, dass die äußeren Ventilöffnungen durch den Ventilkörper verschlossen sind, wenn sich der Ventilkörper in einer in Richtung des Gehäusebodens ersten ausgelenkten Position oder einer in Richtung der inneren Ventilöffnung zweiten ausgelenkten Position befindet, und sich die äußeren Ventilöffnungen und die Durchgangsöffnungen zumindest teilweise überlappen, so dass ein Fluidstrom zwischen der inneren Ventilöffnung und der Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen möglich ist, wenn sich der Ventilkörper in der Ruheposition befindet; und mindestens einer Biegefeder, die mit dem Außengehäuse und dem Ventilkörper verbunden ist.
  • Bei dieser Ausführungsform kann ein unerwünschtes Resonanzverhalten des Dämpfungsventils im Betrieb verhindert werden. Dazu kann das Dämpfungsventil so ausgelegt sein, dass einer Bewegung der beweglichen Masse eine Reibung entgegengesetzt wird, die größer als eine Rückstellkraft der in ihrer Gesamtheit wirkenden Federn ist. Eine Schraubenfeder mit kleiner Federkonstante kann zum Ausbalancieren eines Eigengewichts des Ventilkörpers ausgelegt sein. Die Minimierung der Federkonstante kann erreicht werden, indem die Schraubenfeder verglichen zum Bewegungsweg des Ventils eine große Baulänge einnimmt während die weitere Biegefeder 231 ebenfalls eine geringe Federkonstante besitzt. Die Reibung kann durch eine Berührung zwischen der Gehäusewand und dem Ventilkörper hervorgerufen werden. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens ein Reibelement vorgesehen sein, das zwischen der Gehäusewand und dem Ventilkörper angeordnet ist und an dem sich der Ventilkörper entlang bewegt, wenn er eine Relativbewegung zu dem Außengehäuse durchführt. Das Reibelement kann sich über eine gesamte Länge zwischen der ersten und der zweiten ausgelenkten Position erstrecken oder auch nur in den Randbereichen angeordnet sein, die den ausgelenkten Positionen entsprechen.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Luftfeder, mit folgenden Merkmalen: einem ersten Luftvolumen und einem zweiten Luftvolumen; und einem Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das so angeordnet ist, dass die innere Ventilöffnung mit dem ersten Luftvolumen und die Mehrzahl der äußeren Ventilöffnungen mit dem zweiten Luftvolumen verbunden sind. Die Luftfeder kann beispielsweise einen Federbalg und ein Speichervolumen aufweisen und das Dämpfungsventil kann zwischen dem Federbalg und dem Speichervolumen angeordnet sein.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Darstellung von Schaltvorgängen eines Dämpfungsventils;
  • 2 eine Darstellung eines Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 3 eine Darstellung von Durchgangsöffnungen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 4 eine weitere Darstellung des Dämpfungsventils;
  • 5 eine weitere Darstellung des Dämpfungsventils;
  • 6 eine Darstellung eines Dämpfungsventils, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 7 eine Darstellung eines Dämpfungsventils, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 8 eine Darstellung einer Biegefeder, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 9 eine Draufsicht auf ein Dämpfungsventil, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in 2 bis 7 dargestellt;
  • 10 eine Schnittdarstellung eines Dämpfungsventils, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie in 11 bis 15 dargestellt;
  • 11 eine weitere Darstellung eines Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 12 eine weitere Darstellung von Schaltvorgängen eines Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 13a eine Darstellung eines Dämpfungsventils mit einer Sperreinrichtung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 13b eine weitere Darstellung des in 13a gezeigten Dämpfungsventils;
  • 13c eine weitere Darstellung des in 13a gezeigten Dämpfungsventils;
  • 14 eine Darstellung eines Dämpfungsventils mit einer Sperreinrichtung, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 15 eine weitere Darstellung des in 14 gezeigten Dämpfungsventils;
  • 16 eine Darstellung einer Biegefeder, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 17 eine Darstellung einer Biegefeder, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
  • 1 zeigt eine prinzipielle Funktionsweise des erfindungsgemäßen Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Dämpfungsventil steuert gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Luftstrom zwischen einem Luftfederbalg und einem externen Speicher einer Luftfeder. Gezeigt ist eine Kennlinie 101, die einen Einfederweg x der Luftfeder aufgetragen über die Zeit t darstellt. Maximalwerte und Minimalwerte der Kennlinie 101, die durch einen Ring gekennzeichnet sind, stellen reale Öffnungsvorgänge bzw. reale Schließvorgänge des Dämpfungsventils dar.
  • Das Dämpfungsventil fungiert als Schaltventil nach dem Prinzip des Masseschwingers, so dass die Ventilöffnung nach dem Wirkprinzip der Massenträgheit oder der Masseverzögerung bzw. Massebeschleunigung erfolgt. Während einer konstanten Einfederweggeschwindigkeit ist das Ventil geschlossen und öffnet erst zum Zeitpunkt eines Richtungswechsels des Einfederwegs. Das als Kennlinie 101 abgebildete Einfederwegsignal veranschaulicht einen solch typischen zeitlichen Verlauf des Einfederwegs. Ziel für eine maximale Dämpfungsarbeit ist es, das Ventil lediglich im kurzen Zeitraum des Wegmaximums oder Minimums, die den in 1 eingekreiste Signalspitzen der Kennlinie 101 entsprechend, zu schalten, um dadurch einen Druckausgleich zwischen dem Luftfederbalg und dem externen Speicher zu ermöglichen.
  • 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Dämpfungsventils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Dämpfungsventil ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwischen einem Innenraum 202 einer Luftfeder und einem Zusatzvolumen 204, beispielsweise eines externen Speichers angeordnet. Mittels des Dämpfungsventils kann ein Fluidstrom zwischen dem Innenraum 202 und dem externen Speicher 204 ermöglicht oder verhindert werden.
  • Das Dämpfungsventil weist ein Außengehäuse, mit einem Gehäuseboden 211 und einer umlaufenden Gehäusewand 213 auf. Die Gehäusewand 213 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen auf, die äußere Ventilöffnungen 215 ausbilden. Die äußeren Ventilöffnungen 215 können als kreisrunde Durchgangsschlitze realisiert sein. Die äußere Gehäusewand kann zylinderförmig sein. Ein dem Gehäuseboden 211 gegenüberliegender offener Endbereich der umlaufenden Gehäusewand 213 kann eine innere Ventilöffnung 217 ausbilden, durch die ein Fluid aus dem Innenraum 202 in das Dämpfungsventil einströmen oder ausströmen kann. Der Gehäuseboden 211 kann eine Unterseite und die innere Ventilöffnung 217 eine Oberseite des Dämpfungsventils ausbilden.
  • Das Dämpfungsventil weist ferner einen Masseschwinger in Form eines Ventilkörpers auf. Der Ventilkörper weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine umlaufende Innenwand 221, einen Massekörper 223 und Führungsbleche 225 auf. Der Massekörper 223 ist über die Führungsbleche 225 starr mit der umlaufenden Innenwand 221 verbunden, so dass der Massekörper 223, die Führungsbleche 225 und die umlaufende Innenwand 221 eine Einheit bilden. Die umlaufende Innenwand 221 kann eine Form aufweisen, die an eine Form der Gehäusewand 213 angepasst ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die umlaufende Innenwand 221 als ein zylindrischer Ventilkörper ausgebildet und weist einen Außendurchmesser auf, der geringfügig geringer als ein Innendurchmesser der Gehäusewand 213 ist. Auf diese Weise kann der Ventilkörper so innerhalb der Gehäusewand 213 angeordnet werden, das durch den Pfeil 227 angedeutete Relativbewegungen des Ventilkörpers parallel zu einer Längsausdehnung der Gehäusewand 213, also in Richtung zu dem Gehäusebodens 211 oder in Richtung zu der inneren Ventilöffnung 217, möglich ist. Die umlaufende Innenwand 221 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 229 auf.
  • Das Dämpfungsventil weist ferner zwei Biegefedern 231, 233 auf. Die erste Biegefeder 231 überspannt eine Öffnung der Gehäusewand 213 auf der dem Innenraum 202 zugewandten Seite und die zweite Biegefeder 233 überspannt ein Inneres des Außengehäuses auf einer dem Gehäuseboden 211 zugewandten Seite. Der Ventilkörper ist zwischen den Biegefedern 231, 233 angeordnet und mit diesen verbunden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Endabschnitt des Massekörpers 223 mit der ersten Biegefeder 231 und ein gegenüberliegender zweiter Endabschnitt des Massekörpers 223 mit der zweiten Biegefeder 233 verbunden. Die erste Biegefeder 231 überspannt die erste Ventilöffnung 217 und weist Durchgangsöffnungen auf, so dass ein Fluidstrom zwischen dem Innenraum 202 und einem Inneren des Dämpfungsventils, also einem Inneren des Ventilkörpers, ermöglicht wird.
  • Das Dämpfungsventil weist ferner eine Druckfeder 235 auf. Die Druckfeder 235 ist zwischen dem Massekörper 223 und dem Außengehäuse angeordnet und mit beiden gekoppelt, so dass die Druckfeder eine Kraft zwischen dem Massekörper 223 und dem Außengehäuse übertragen kann. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Druckfeder mit einem Zwischenboden 241 verbunden. Alternativ kann die Druckfeder 235 mit dem Gehäuseboden 211 verbunden sein.
  • Das Dämpfungsventil weist ferner eine Dämpfungseinrichtung auf, die eine durch den Zwischenboden 241, den Gehäuseboden 211 sowie die Gehäusewand 213 abgegrenzte Kammer aufweist, in der eine Luftdämpferscheibe 243 beweglich angeordnet ist. Der Zwischenboden 241 überspannt ein Inneres des Außengehäuses zwischen dem Gehäuseboden 211 und der zweiten Biegefeder 233. Der Zwischenboden 241 kann parallel zu der zweiten Biegefeder 233 und dem Gehäuseboden 211 angeordnet sein. Die Luftdämpferscheibe 243 ist durch eine Öffnung des Zwischenbodens 241 hindurch starr mit dem Ventilkörper, hier dem Massekörper 223 verbunden. Die Luftdämpferscheibe 243 ist parallel zu dem Zwischenboden 241 angeordnet und weist einen Durchmesser auf, der geringer ist als der Innendurchmesser der Gehäusewand 213. Eine Bewegung des Ventilkörpers bewirkt eine Bewegung der Luftdämpferscheibe 243. Ein innerhalb der Dämpfungseinrichtung angeordnetes Fluid, beispielsweise Luft, strömt bei einer Bewegung der Luftdämpferscheibe 243 an deren Rändern entlang, wie es durch Pfeile angedeutet ist, um einen Druckausgleich zwischen beiden Seiten der Luftdämpferscheibe 243 zu schaffen. Dies bewirkt eine Dämpfung der Bewegung der Luftdämpferscheibe 243 und somit des Ventilkörpers.
  • Die Gehäusewand 213 weist eine Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen 215 auf. Dabei sind über eine Höhe oder eine Länge der Gehäusewand 213 mehrere äußere Ventilöffnungen 215 benachbart zueinander angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind auf jeder Seite der Gehäusewand 213 fünfzehn äußere Ventilöffnungen 215 vorgesehen. Weitere äußere Ventilöffnungen 215 sind in nicht gezeigten Bereichen der Gehäusewand 213 angeordnet.
  • Die Innenwand 221 weist eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 229 auf. Dabei sind über eine Höhe oder eine Länge der Innenwand 221 mehrere Durchgangsöffnungen 229 benachbart zueinander angeordnet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind auf jeder Seite der Innenwand 221 vierzehn Durchgangsöffnungen 229 vorgesehen. Weitere Durchgangsöffnungen 229 sind in nicht gezeigten Bereichen der Innenwand 221 angeordnet. Die Durchgangsöffnungen 229 können eine Schlitzbreite 251 von 2 mm aufweisen. Zwischen benachbarten Durchgangsöffnungen 229 können Stege der Innenwand 221 eine Stegbreite 252 von 4 mm und einen Stegabstand von 6 mm aufweisen. Daraus kann sich ein Verstellweg 254 von 3 mm ergeben.
  • Wenn sich der Ventilkörper in einer Ruheposition befindet, in der die Biegefedern 231, 233 entspannt sein können, ist die Innenwand 221 gegenüber der Gehäusewand 213 so ausgerichtet, dass die äußeren Ventilöffnungen 215 durch die Stege der Innenwand 221 verschlossen sind. Die Durchgangsöffnungen 229 befinden sich somit jeweils in einem Bereich zwischen zwei äußeren Ventilöffnungen 215. Somit ist kein Fluidstrom zwischen dem Innenraum 202 der Luftfeder und dem Innenraum 204 des Zusatzvolumens durch die äußeren Ventilöffnungen 215 und die Durchgangsöffnungen 229 möglich.
  • Wenn der Ventilkörper aus der Ruheposition heraus eine Bewegung 227 ausführt, so wird die Innenwand 221 gegenüber der Gehäusewand 213 verschoben. Während eines minimalen Verschiebeweges können die äußeren Ventilöffnungen 215 weiterhin durch die Stege der Innenwand 221 verschlossen sein. Überschreitet die Verschiebung den minimalen Verschiebeweg, so beginnen sich in Bezug auf die Richtung der Bewegung 227 jeweils benachbarte der Durchgangsöffnungen 229 und der äußeren Ventilöffnungen 215 zu überlappen. Bei einem vorbestimmten Aussteuerweg, der einer maximal möglichen Verschiebung entsprechen kann, kann eine maximale Überlappung der Durchgangsöffnungen 229 und der äußeren Ventilöffnungen 215 bestehen, so dass ein maximaler Öffnungsquerschnitt des Dämpfungsventils erreicht wird. Wenn sich die Durchgangsöffnungen 229 und die äußeren Ventilöffnungen 215 überlappen, so ist ein Fluidstrom zwischen dem Innenraum 202 der Luftfeder und dem Innenraum 204 des Zusatzvolumens durch die äußeren Ventilöffnungen 215 und die Durchgangsöffnungen 229 hindurch möglich.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Innenräume 202, 204 durch Trennflächen 219 fluiddicht voneinander abgetrennt. Die Trennflächen 219 weisen eine Öffnung auf, in der das Dämpfungsventil angeordnet ist. Das Dämpfungsventil ist über mindestens einen senkrechten Außengehäusesteg 261 mit den Trennflächen verbunden. Der Außengehäusesteg 261 erstreckt sich über eine äußere Längsseite der Gehäusewand 213. An einem Ende ist der Außengehäusesteg 261 über eine Schraubverbindung mit einer der Trennflächen verbunden. An einem weiteren Ende ist der Außengehäusesteg 261 beispielsweise über eine weitere Schraubverbindung mit dem Gehäuseboden 211 verbunden. Anstelle der Schraubverbindung kann eine andere trennbare Verbindung des Bauteils Ventil mit dem Luftfedergehäuse eingesetzt werden. Die Gehäusewand 213 ist so angeordnet, dass eine fluiddichte Verbindung zwischen den Trennflächen und einem den Trennflächen zugewandten Ende der Gehäusewand 213 besteht. Die Biegefedern 231, 233 können als Scheibenspiralfedern realisiert sein. Die erste Biegefeder 231 liegt mit einem Randbereich auf einem den Trennflächen 219 zugewandten Ende der Gehäusewand 213 auf, so der Randbereich der ersten Biegefeder 231 zwischen den Trennflächen und der Gehäusewand 213 angeordnet ist. Der Massekörper 223 ist z. B. über eine Schraubverbindung, die durch einen Mittelpunkt der ersten Biegefeder 231 geführt ist, mit der ersten Biegefeder 231 verbunden. Der Massekörper 223 weist einen Zentralbereich auf, der sich über die Länge des Ventilkörpers erstreckt. Der Zentralkörper ist von einem kegelförmigen Mantel umgeben, der sich in Richtung der ersten Biegefeder 231 verjüngt. Somit entsteht ein maximaler Querschnitt für die sich zwischen dem Innenraum 202 und dem Zusatzvolumen 204 austauschende Luft im kurzen Zeitraum des Ventilschaltens. An einem der zweiten Biegefeder 233 zugewandten Ende des kegelförmigen Mantels sind zumindest zwei gegenüberliegende Führungsbleche 225 angeordnet, die eine in vertikaler Bewegungsrichtung starre Verbindung zwischen dem Massekörper 223 und der Innenwand 221 bereitstellen. Bezüglich eventueller horizontaler Querbewegungen bilden die beiden Führungsbleche 225 eine elastische Verbindung, so dass keine Reibungsquerkräfte von der Innenwand 221 des Ventils auf die Innenseite der Gehäusewand 213 drückt. Zwischen der Innenwand und dem Massekörper 223 ist ein Hohlraum ausgebildet, der über Öffnungen der ersten Biegefeder 231 mit dem Innenraum 202 verbunden ist. Der Massekörper 223 weist auf dem der zweiten Biegefeder 233 zugewandten Ende eine zylindrische Aussparung auf. Der Aussparung gegenüberliegend ist eine Federauflage 237 angeordnet. In der Aussparung ist die Druckfeder 235 angeordnet, welche außerhalb der Aussparung auf der Federauflage 237 aufliegt und welche das Gewicht des Massekörpers 223 trägt um im Ruhezustand eine vertikale Mittelposition einzunehmen. Die Federauflage 237 ist durch die zweite Biegefeder 233 hindurchgeführt und stützt sich auf dem Zwischenboden 241 ab. Dazu kann die zweite Biegefeder 233 entsprechende Öffnungen aufweisen. Die Biegefedern 231, 233 sowie der Zwischenboden 241 können parallel zueinander ausgerichtet sein. Der Massekörper 223 ist über eine Schraubverbindung, die durch einen Mittelpunkt der zweiten Biegefeder 231 geführt ist, mit der zweiten Biegefeder 233 verbunden. Über dieselbe Schraubverbindung kann der Luftdämpfer 243 mit dem Massekörper verbunden sein. Dazu kann zwischen dem Luftdämpfer 243 und der zweiten Biegefeder 233 eine Verbindungshülse angeordnet sein. Durch die Befestigung an den Biegefedern 231, 233 und die Abstützung des Eigengewichts durch die Druckfeder 235 kann der Ventilkörper mittig innerhalb der äußeren Gehäusewand 213 in einer Art schwebendem Zustand gehalten werden.
  • Als besondere Ventilmerkmale weist das Dämpfungsventil einen sehr großen schaltbaren Öffnungsquerschnitt für kurze mögliche Ventilöffnungszeiten und einen geringen Aussteuerweg für einen vollen Öffnungsquerschnitt, der bereits bei 3 mm Aussteuerung anliegt, auf. Eine reibungsfrei gelagerte Masse 223 ermöglicht eine leichtgängige, querkraftarme Innenzylinderbetätigung. Dadurch entsteht eine hohe Robustheit auch für hohe Betätigungszahlen. Auch ist ein kraftneutrales Ventilschalten nach dem Prinzip des Ventilschiebers gegeben. Das Dämpfungsventil weist zudem einen einfachen Aufbau auf, wodurch sich eine preisgünstige Fertigung ergibt.
  • Im Folgenden wird der wesentliche Ventilaufbau des in 2 gezeigten Dämpfungsventils gemäß einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
  • Das äußere Ventilgehäuse 213 besitzt eine große Anzahl kreisförmig übereinander angeordneter Nutöffnungen 215, während an seiner Innenfläche ein leichtgängig vertikal beweglicher zylindrischer Ventilkörper 221 ebenfalls eine Vielzahl horizontal verlaufender Langlöcher 229 besitzt. Ein zentrisch zwischen zwei Scheibenspiralfedern 231, 233 angeordneter Massekörper 223 lässt sich reibungsfrei in Abhängigkeit vertikaler Achsbeschleunigungen bewegen. Die Druckfeder 235 sorgt für eine vertikale Ausbalancierung des Massekörpergewichts. Mittels eines senkrecht angeordneten Führungsblechs 225 wird die durch Massenträgheit angeregte Vertikalbewegung 227 des Massekörpers 223 auf den Ventilkörper 221 übertragen.
  • Wird das Dämpfungsventil im Zusammenhang mit einer Fahrzeugdämpfung eingesetzt, so kann durch eine Einfederung einer Fahrzeugachse die Vertikalbeschleunigung des Ventilgehäuses 221 in eine Ventilschaltbewegung umgesetzt werden.
  • Anhand von 2 wird ferner eine Bewegungsdämpfung des Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Zur vertikalen Wegdämpfung und -begrenzung des Massekörpers 223 bei größeren Einfederwegen ist auf der Ventilunterseite ein Luftdämpfer 243 platziert.
  • Bei vertikaler Bewegung 227 verdrängt eine bewegungsfest mit dem Massekörper 223 verbundene Blechscheibe 243 die Luft unter bzw. oberhalb der Scheibe 243. Abhängig von der Größe des Luftspalts zwischen Außenrand der Blechscheibe 243 und der Zylinderwand 213, kann das Dämpfverhalten angepasst werden, so dass im Bereich der Achseigenfrequenz, die einem typischen Ventilbewegungsablauf entspricht, eine überwegfreie weiche Bewegungsbegrenzung des Massekörpers 223 und damit des Ventilkörpers 221 erreicht wird. Da praktisch der gesamte Luftinhalt oberhalb bzw. unterhalb der Luftdämpferscheibe 243 verdrängt wird, entsteht eine gute Dämpfleistung. Um ein eventuelles unterdruckbedingtes „Hängenbleiben” der Scheibe 243 nach Bodenberührung zu vermeiden, kann die Scheibe 243 zusätzlich mit kleinen Durchgangslöchern versehen werden.
  • Als Wegbegrenzung im Falle großer Einfederwegamplituden dient die Blechscheibe 243 des Luftdämpfers in ihrer Eigenschaft als Tellerfeder. Im Falle eines großen Bewegungsablaufs in Richtung der oberen Scheibenspiralfedern 231 berührt die Luftdämpferscheibe 243 ganzflächig den Zwischenboden 241 und stoppt durch ihre gemeinsame Tellerfedercharakteristik den Überweg.
  • Im Falle eines großen Bewegungsablaufs in Richtung des Gehäusebodens 211 berührt die Luftdämpferscheibe 243 mit seinem äußeren kreisrunden Rand den Gehäuseboden und stoppt ebenfalls durch ihre Tellerfedercharakteristik den Überweg. Zur Verhinderung eines ganzflächigen Aufsetzens der Luftdämpferscheibe 243 auf dem Gehäuseboden 211 besitzt dieser Boden eine kegelförmige Vertiefung.
  • Ein Ausschnitt 264 der Innenwand 221, die den zylindrischen Ventilkörper, beispielsweise in Form eines V2A-Rohres, bildet, wird anhand von 3 näher beschrieben
  • 3 zeigt eine Anordnung einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 229 in der Innenwand 221, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der gezeigte Ausschnitt der Innenwand 221 zeigt 12 Durchgangsöffnungen 229, von denen jeweils drei nebeneinander in einer Reihe und jeweils vier untereinander in einer Spalte angeordnet sind. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die Durchgangsöffnungen 229 als Langlöcher ausgebildet, die rundum in dem Ventilkörper 221 angeordnet sind. Eine Längsausdehnung der Durchgangsöffnungen 229 kann sich parallel zu einer Umfangslinie der umlaufenden Innenwand 221 erstrecken.
  • Die äußeren Ventilöffnungen können in entsprechender Weise ausgeführt und angeordnet sein. Diese äußeren Ventilöffnungen können auch aus durchgängigen kreisrunden Durchgangsschlitzen bestehen.
  • 4 zeigt eine weitere Darstellung des in 2 dargestellten Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem sich der Massekörper 223 relativ zu der Gehäusewand 213 in Richtung des Innenraums 202 der Luftfeder verschoben hat. Dadurch sind die Biegefedern 231, 233 entsprechend der Auslenkung 227 des Massekörpers 223 nach oben, also in Richtung des Innenraums 202, verschoben. Ein alternativ oder ergänzend zur Luftdämpferscheibe oberer Anschlag 371 verhindert eine weitergehende Auslenkung 227. Der Luftdämpfer 243 hat sich in Richtung des Zwischenbodens 241 verschoben. Ein Fluidstrom 373 strömt ausgehend von dem Innenraum 202 durch die Durchgangsöffnungen 229 und die äußeren Ventilöffnungen 215 in das Zwischenvolumen 204.
  • Anhand von 4 wird die Ventilfunktion des Dämpfungsventils gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Während der Einfederungsphase einer Fahrzeugachse erhöht sich der Federbalgdruck einer Luftfeder. Kurz vor dem oberen Wegwendepunkt verzögert sich Bewegungsgeschwindigkeit, so dass sich der Massekörper 223 bezüglich des Ventilgehäuses 213 nach oben bewegt. Dadurch wird der zylindrische Ventilkörper 221 ebenfalls nach oben bewegt und öffnet somit alle Durchgangsöffnungen 229. Bereits ab einer Masseauslenkung von nur 3 mm (bei Nutbreite 2 mm) ist der Ventilschaltquerschnitt voll geöffnet, was bei einem Zylinderdurchmesser von 100 mm mit einer Höhe 100 mm einer wirksamen Ventilöffnungsfläche von 95 cm2 oder einem Lochdurchmesser von 11 cm entspricht. Ein großer Öffnungsquerschnitt ist nötig, um während der nur kurzen Öffnungszeit im oberen bzw. unteren Bewegungswendepunkt einen weitgehenden Druckausgleich der Luftfeder zwischen Innenraum 202 und dem Zusatzvolumen 204 herzustellen.
  • 5 zeigt eine weitere Darstellung des in 2 dargestellten Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem sich der Massekörper 223 relativ zu der Gehäusewand 213 in Richtung des Gehäusebodens 211 verschoben hat. Dadurch sind die Biegefedern 231, 233 entsprechend der Auslenkung 227 des Massekörpers 223 nach unten, also in Richtung des Gehäusebodens 211, verschoben. Ein alternativ oder ergänzend zur Luftdämpferscheibe unterer Anschlag 471 verhindert eine weitergehende Auslenkung 227. Der Luftdämpfer 243 hat sich in Richtung des Gehäusebodens 211 verschoben und liegt mit Randbereichen auf dem Gehäuseboden 211 auf. Der Gehäuseboden 211 weist eine kegelförmige Vertiefung auf, die in der Mitte des Gehäusebodens 211 eine größte Tiefe aufweist. Dies ermöglicht eine Durchbiegung der Dämpferscheibe 243 in Richtung des Gehäusebodens 211. Der Gehäuseboden 211 weist ferner eine Aussparung auf, in die sich ein Endbereich der Schraubverbindung absenken kann, mit der die Dämpferscheibe 243 mit dem Massekörper 223 verbunden ist. Eine Hülse 245 ist in ihrer Bauhöhe so ausgelegt, dass gleichzeitig mit dem Berühren des Außenrandes der Dämpferscheibe 243 auf dem Gehäuseboden 211 die Unterkante des Massekörpers 223 auf dem Zwischenboden 241 aufliegt. Damit ergibt sich für den oberen und unteren Anschlag die gleiche Federsteifigkeit und damit ein gleichartiges Begrenzungsverhalten. Ein Fluidstrom 473 strömt ausgehend von dem Zwischenvolumen 204 durch die Durchgangsöffnungen 229 und die äußeren Ventilöffnungen 215 in den Innenraum 202.
  • Anhand von 5 wird die Ventilfunktion des Dämpfungsventils gemäß einem Ausführungsbeispiel weitergehend beschrieben. Während des Ausfederns durch Achsbewegung nach unten, verringert sich der Federbalgdruck verglichen mit dem Druck im Zusatzvolumen 204. Kurz vor dem unteren Wegtotpunkt verzögert sich der Bewegungsgsablauf, so dass sich der Massekörper 223 bezüglich des Ventilgehäuses 213 nach unten bewegt. Dadurch wird auch der zylindrische Ventilkörper 221 nach unten bewegt und öffnet somit alle Nutöffnungen 215. Nach lediglich 3 mm Masseverschiebung ist auch in dieser Bewegungsphase der Schaltquerschnitt des Ventils voll geöffnet.
  • Zur Vermeidung von Überhub während des Ausfederns kann die Tellerscheibe 243 des Luftdämpfers als Auslenkungsbegrenzung verwendet werden. Durch ihre tellerfederartige Biegung kann damit eine weitere Auslenkung des Ventils verhindert werden, so dass ein Überhub des Massekörpers 223 und damit des zylindrischen Ventilkörpers 221 vermieden wird. Gegebenenfalls kann der zylindrische Ventilkörper 221 ergänzend oder alternativ dazu einen eigenen elastischen Bewegungsanschlag besitzen, wie es bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
  • Das Dämpfungsventil ermöglicht ein reibungsarmes Ventilschalten. Damit die Ventilschaltfläche mit ihren Schlitzen 215, 229 trotz einer hohen möglichen Betätigungszahl keine Verschleißausfälle zu befürchten hat, kann eine Bewegungsentkopplung zwischen dem schwingenden Massekörper 223 und dem zylindrischen Rohr 213 vorgenommen werden. Dies bedeutet, dass mit Hilfe des Führungsblechs 225 lediglich vertikale Bewegungskräfte von der elastischen reibungsfreien Aufhängung der Masse 223 zum Ventilschaltelement 221 übertragen werden, während leichte Horizontal- und Kippbewegungen der Masse 223 durch die Biegebewegung des Führungsblechs 225 sowie dessen kardanischer elastischer Aufhängung verhindert werden, wie es anhand von 7 beschrieben wird.
  • Eine bezogen auf das Eigengewicht vergleichsweise große Gleitfläche des zylindrischen Ventilelements 221 minimiert die Gefahr von Beschädigungen. Eine weitere Maßnahme zur Reibungsverminderung kann das Anbringen von Gleit- bzw. Führungsbändern 675 sein, welche ein direktes Berühren der Ventilschaltflächen verhindert. Falls benötigt, kann ein zusätzlicher elastischer Höhenanschlag des zylindrischen Rohres Verschleißbeschädigungen verhindern.
  • 6 zeigt ein Dämpfungsventil gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Ruheposition. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsventil weist das Dämpfungsventil nur eine Biegefeder 233 zur Fixierung des Massekörpers 223 auf. Die Biegefeder 233 kann wiederum als Scheibenspiralfeder ausgeführt sein. Der Massekörper 223 ist als kompakter zylinderförmiger Block ausgeführt und weist eine Aussparung für die Druckfeder auf. Der Massekörper ist in der unteren Hälfte der Innenwand 221 angeordnet. Als weiteren Unterschied weist das Dämpfungsventil einen oberen elastischen Höhenanschlag 371 und einen unteren elastischen Höhenanschlag 471 auf. Der Höhenanschlag 371 ist am oberen Ende der Gehäusewand 213 angeordnet und bildet einen ins Innere ragenden Fortsatz, der eine Bewegung der Innenwand 221 nach oben begrenzt. Der Höhenanschlag 471 ist auf einer der Innenwand zugewandten Seite der Biegefeder 233 angeordnet bildet einen schräg in Richtung der Innenwand 221 ragenden Fortsatz, der eine Bewegung der Innenwand 221 nach unten begrenzt. Ferner weist die Innenwand 221 auf einer der Gehäusewand 213 zugewandten Seite Gleitbänder oder Führungsbänder 675 auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist jeweils ein Gleit- oder Führungsband 675 an einem oberen und einem unteren Ende der Innenwand 221 angeordnet. Aus 6 ist ersichtlich, dass die Durchgangsöffnungen 229 in Form von Langlöchern in mehreren Reihen und Spalten über eine Höhe und einen Umfang der Innenwand 221 verteilt sind.
  • Als mögliche Rationalisierungsmaßnahmen bietet sich ein Entfall einer der beiden in 2 gezeigten Scheibenspiralfedern an. 6 zeigt beispielsweise eine Einsparung der oberen Spiralfeder bei entsprechender Verstärkung der unteren Spiralfeder 233 sowie einem niedrigem Schwerpunkt des Massekörpers 223.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Massekörper in das Ventilrohr 221 integriert werden. Dies führt zu einem Massekörper in Form des Rohres 221 mit einer dicken Wandstärke für den Fall, dass keine Beschädigungen an den Ventildichtflächen infolge häufiger Ventilbetätigungen auftreten.
  • Als mögliche Serienlösung können das Gehäuse 211 und der Ventilschieber 221 aus Aluminium oder Kunststoff gefertigt werden. Ventilöffnungsschlitze 215, 229 können dadurch gespritzt werden.
  • Um eine vergleichsweise geringe Undichtheit im geschlossenen Zustand des Ventils zu erreichen, soll die Ventilschaltfläche nur so groß wie nötig ausgelegt werden.
  • 7 zeigt das in 6 gezeigte Dämpfungsventil bei einer maximalen Einfederung. Die Innenwand 221 hat sich relativ zu der Gehäusewand 213 soweit nach oben bewegt, dass eine obere Kante der Innenwand 221 an dem oberen elastischen Höhenanschlag 371 anliegt.
  • 8 zeigt eine Scheibenspiralfeder 233 zur Massekörperfixierung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in Draufsicht. Die Scheibenspiralfeder 233 weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf, durch die ein Fluidstrom möglich ist. Ferner Weist die Scheibenspiralfeder 233 eine mittige Befestigungsöffnung auf.
  • 9 zeigt eine Draufsicht auf ein Ventil, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Ventil kann es sich um eines der in den vorangehenden. Figuren gezeigten Dämpfungsventile mit einem dünnwandigen zylindrischen Rohr 221 handeln. Gezeigt ist ein zylindrisches Außengehäuse 213 mit umlaufenden Nutöffnungen, ein Führungsblech 225, ein zylindrisches Rohr 221 mit Langlöchern, eine Mehrzahl von senkrechten Außengehäusestegen 261, die verteilt um das Außengehäuse 213 angeordnet sind, eine untere Scheibenspiralfeder 233 bzw. ein Zwischenboden und ein Massekörper 223. Das Führungsblech 225 kann aus zwei Teilen bestehen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Massekörpers 223 angeordnet sind und jeweils an gegenüberliegenden Stellen mit dem Massekörper 233 verbunden sind. Endbereich der beiden Führungsbleche können zusammengeführt und an zwei gegenüberliegenden Stellen mit dem Rohr 221 verbunden sein. Ferner ist in 9 eine Schnittlinie A gezeigt, die den Schnittdarstellungen der 2, 4 bis 7 entspricht.
  • 10 zeigt eine Draufsicht auf einen Innenbereich eines Dämpfungsventils, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind ein zylindrisches Außengehäuse 213 mit umlaufenden Nutöffnungen, ein Massekörper 223, ein senkrechter Innengehäusesteg 221 und ein senkrechter Außengehäusesteg 261. Ein zylindrisch runder Innenventilköper als Ring 221 kann in dieser Ausbildungsform aus dickerem Kunststoff hergestellt sein, anstelle eines gelochten dünnwandigen Stahlrohrs, wie es beispielsweise bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden kann. Ferner sind der Verbindungsstab 1181 und die Schnittlinie A gezeigt.
  • 11 zeigt eine Seitenansicht des in 10 gezeigten Dämpfungsventils entlang der Schnittlinie A. Gezeigt ist auch eine Schnittlinie B, die der in 10 gezeigten Schnittdarstellung entspricht. Der Massekörper 223 ist über einen Verbindungsstab 1181 zur Ventilschieberbetätigung mit einer Mehrzahl von senkrechten Innengehausestegen 225 verbunden. Die Innengehäusestege 221 sind an einem oberen Ende des Verbindungsstabs 1181, im Bereich eines oberen Endes der Innenwand 221, mit demselben verbunden. Die Innengehäusestege 221 können über eine gesamte Länge der Innenwand 221 mit derselben verbunden sein. Eine Bewegung der Innenwand 221 nach oben kann durch obere Begrenzungen begrenzt werden. An einem oberen und einem untern Endbereich kann die Innenwand 221 jeweils ein Gleit- und/oder Führungsband aufweisen. Der senkrechte Außensteg 261 kann eine Einheit mit der Gehäusewand und dem Ventilgehäuseboden 211 bilden. Es kann nur eine Biegefeder 233, die als Scheibenspiralfeder ausgebildet sein kann, im unteren Ventilbereich zur Massefixierung eingesetzt werden. Der Verbindungsstab 1181 kann über ein unteres Ende der Innenwand und des Massekörpers 223 herausragen und durch den Zwischenboden 241 hindurchgeführt sein. Eine Befestigung des Massekörpers 223 an dem Verbindungsstab 1181 kann über eine elastische Unterlage 1183 für eine Biegeentkopplung zum Verbindungsstab 1181 erfolgen. Die Dämpferscheibe 243 des Luftdämpfers ist mit einem unteren Endbereich des Verbindungsstabs 1181 verbunden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Feder 235 zur Gewichtsausbalancierung zwischen dem Ventilgehäuseboden 211 und der Dämpferscheibe 243 angeordnet. Der Ventilgehäuseboden 211 weist eine entsprechende mittig angeordnete Vertiefung auf, die die Feder 235 aufnehmen und führen kann. Der zylindrisch runde Innenventilköper 221 mit den Innengehausestegen 221 kann aus dickerem Kunststoff bestehen.
  • 12 zeigt eine prinzipielle Funktionsweise des erfindungsgemäßen Dämpfungsventils, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Dämpfungsventil ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel zur Dämpfung eines Fahrzeugaufbaus geeignet. Das Dämpfungsventil kann einen Luftstrom zwischen einem Luftfederbalg und einem externen Speicher einer Luftfeder steuern. Gezeigt ist ein Diagramm, bei dem auf der Abszisse die Zeit t in Sekunden und auf der Ordinate der Einfederweg x aufgetragen ist. Gezeigt ist eine Kennlinie 101, die den Einfederweg x der Luftfeder, mit 12 Hz Achsschwingen, aufgetragen über die Zeit t darstellt. Ferner ist ein Aufbauschwingen 1202 mit einer Frequenz von 1 Hz über die Zeit aufgetragen. Das Aufbauschwingen 1202 stellt eine Schwingung des Fahrzeugaufbaus dar. Ferner sind ein Mittelwert 1204 der Höhe des Fahrzeugaufbaus und eine Sperrschwelle 1206 für ein Ventilschalten des Dämpfungsventils gezeigt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel findet ein Ventilschalten 1208 des Dämpfungsventils nur dann statt, wenn sich der Fahrzeugaufbau in einer Höhe befindet, die oberhalb oder zumindest in der Nähe der Sperrschwelle 1206 liegt. Befindet sich der Fahrzeugaufbau unterhalb der Sperrschwelle 1206, so wird ein Ventilschalten zumindest während des Zeitraums der unteren Richtungsumkehr der Achsschwingungen verhindert.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist es zur besseren Dämpfung des Fahrzeugaufbaus hilfreich, die Schwingungen 101 der Achseigenfrequenz nur in einer Bewegungsrichtung durch Öffnen des Ventils zu bedämpfen. Dies mindert zwar die Dämpfleistung der Achseigenanregung, verstärkt andererseits jedoch die Dämpfleistung der Fahrzeugaufbauschwingungen.
  • Mittels den in den folgenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen eines Dämpfungsventils ist es möglich, ein unerwünschtes Öffnen des Dämpfungsventils zu verhindern. Beispielsweise kann das Öffnen abhängig von einer Position des Fahrzeugaufbaus verhindert oder ermöglicht werden.
  • 13a zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des in 10 gezeigten Dämpfungsventils entlang der Schnittlinie A in Ruhestellung geschlossen. Gezeigt ist auch eine Schnittlinie B, die der in 10 gezeigten Schnittdarstellung entspricht. Das in 13a gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht dem in 11 gezeigten Ausführungsbeispiel mit den Unterschieden, dass der Zwischenboden 241 gemäß diesem Ausführungsbeispiel beweglich gelagert ist und das Dämpfungsventil zusätzlich eine Sperreinrichtung 1391, 1393, 1395, 1397 aufweist. Die Sperreinrichtung 1391, 1393, 1395, 1397 ist zwischen dem Gehäuseboden und dem Massekörper 223 angeordnet und mit der Gehäusewand verbunden.
  • Die Sperreinrichtung weist zwei gekrümmte Tellerfedern 1391 auf, die mit Schlitzen versehen sind, so dass ein Fluidstrom durch die Tellerfedern 1391 hindurch möglich ist. Durch die Schlitze wird zudem eine zur Durchbiegung der Tellerfedern 1391 erforderliche Biegekraft reduziert. Die Tellerfedern 1391 sind zwischen der Biegefeder 233 zur Fixierung des Massekörpers 223 und dem Zwischenboden 241 angeordnet. An ihrem äußeren Rand sind die Tellerfedern 1391 starr mit der Gehäusewand des Außengehäuses verbunden. Die Tellerfedern 1391 weisen mittig eine Durchgangsöffnung auf, in der eine Gleitbuchse 1393 angeordnet ist, die mit den Tellerfedern 1391 verbunden ist. Die beiden Tellerfedern 1391 können sich im Bereich der Gleitbuchse 1393 berühren, so dass die Tellerfedern 1391 in einer Ruhestellung jeweils zueinander hin gebogen sind. Die Gleitbuchse 1393 umschließt einen über ein unteres Ende des Massekörpers 223 herausragenden Abschnitt des Verbindungsstabs 1181 oder eine den Verbindungsstab 1181 umschließende Hülse, die fest mit dem Verbindungsstab 1181 oder den Massekörper 223 verbunden ist. Wenn sich die Tellerfedern 1391 in der Ruhestellung befinden, kann sich der Verbindungsstab 1181 relativ zu der Gleitbuchse 1393 bewegen. Es besteht ein leichtes Spiel zwischen der Gleitbuchse 1393 und dem Verbindungsstab 1181. Befinden sich die Tellerfedern 1391 dagegen in einer gestreckten Position, so drücken sie gegen die Gleitbuchse 1393, wodurch ein Verklemmen der Gleitbuchse 1393 gegenüber dem Verbindungsstab 1181 bewirkt wird, so dass eine Bewegung des Verbindungsstabs 1181 relativ zu der Gleitbuchse 1393 verhindert wird. Die Gleitbuchse 1393 kann geschlitzt mit einer Klemmmöglichkeit ausgeführt sein, das auf einem selbsthemmenden Keileinzugsprinzip basiert. Zwischen den Tellerfedern 1391 ist ein Zwischenstück 1395 angeordnet. Das Zwischenstück 1395 ist mit einem Ende starr mit der Gehäusewand verbunden und erstreckt sich in den von der Gehäusewand umschlossenen Innenraum hinein. Das Zwischenstück 1395 kann ringförmig ausgeführt sein. Das Zwischenstück 1395 kann sich ausgehend von der Gehäusewand verjüngen, so dass die Tellerfedern 1391 ausgehend von einer Ruhestellung jeweils in Richtung des Zwischenstücks 1395 durchgebogen werden können und dadurch gestreckt werden können, so dass sie gegen die Gleitbuchse 1393 drücken können. Gemäß einer Ausführungsform muss der von der Waagrechen Ebene abweichende Winkel, bezogen auf den Reibwert der Gleitbuche 1393 gegenüber der Hülse 245, als überkritischer Keilwinkel und damit selbstblockierend wirken. An einem der Gehäusewand gegenüberliegendem freien Ende weist das Zwischenstück 1395 umlaufend mehrere Durchgangsöffnungen auf, in denen Verriegelungssstifte 1397 beweglich angeordnet sind. Die Verriegelungssstifte 1397 sind jeweils durch die Tellerfedern 1391 hindurchgeführt und weisen an ihren Enden Mitnahmeeinrichtungen, beispielsweise in Form von Verdickungen auf. Die Verriegelungssstifte 1397 sind parallel zu einer Bewegungsrichtung des Massekörpers 223 ausgerichtet. Bewegen sich die Verriegelungssstifte 1397 nach unten, also in Richtung des Gehäusebodens, so nehmen sie die obere der Tellerfedern 1391, also die der Biegefeder 233 zugewandte der Tellerfedern 1391 mit und drücken diese nach unten zu dem Zwischenstück 1395 hin. Dadurch wird die obere Tellerfeder 1391 gestreckt und drückt gegen die Gleitbuchse 1393, wodurch eine Reibung gegenüber der Hülse 245 entsteht. Durch den überkritischen Abstützungswinkel der gestreckten Tellerfeder 1391 entsteht im weiteren Bewegungsablauf ein selbstblockierendes Geschlossen halten des Ventils. Bewegen sich die Verriegelungssstifte 1397 nach oben, so nehmen sie die untere der Tellerfedern 1391 mit und drücken diese nach oben zu dem Zwischenstück 1395 hin. Dadurch wird die untere Tellerfeder 1391 gestreckt und drückt gegen die Gleitbuchse 1393, wodurch auch hierbei eine Selbstblockierung und damit Verriegelung des Verbindungsstabs 1181 bewirkt wird. Dem beweglichen Zwischenboden 241 zugewandte Enden der Verriegelungssstifte 1397 können mit dem Zwischenboden 241 fest verbunden sein, so dass sie von dem Zwischenboden 241 sowohl Druck- als auch Zugkräfte aufnehmen können. Durch eine Bewegung des beweglichen Zwischenbodens 241 nach oben können die Verriegelungssstifte 1397 ebenfalls nach oben bewegt werden. Durch eine Bewegung des beweglichen Zwischenbodens nach unten können die Verriegelungssstifte 1397 nach unten bewegt werden.
  • Der bewegliche Zwischenboden 241 kann sich bewegen, um einen Druckunterschied auszugleichen, der auf beiden Seiten des Zwischenbodens 241 besteht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Druckunterschied zwischen dem in dem Innenraum 202 herrschenden Druck und dem mittleren Druck, der in der Luftdämpferkammer besteht, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch den Zwischenboden 241, die Gehäusewand und den Gehäuseboden begrenzt wird. Da der Zwischenboden 241 lediglich kleine Luftaustauschöffnungen gegenüber dem Innenraum 202 besitzt, enthält dieser Raum unterhalb des Zwischenbodens 241 den mittleren Druck und entspricht damit einer mittleren Aufbauhöhe 1204. Alternativ kann eine entsprechende Referenzkammer an einer anderen Stelle des Dämpfungsventils angeordnet sein. Ist der Druck in der Referenzkammer geringer als der Druck in dem Innenraum 202, so wird der Zwischenboden 241 nach unten gedrückt. Ist der Druck in der Referenzkammer dagegen größer als der Druck in dem Innenraum 202, so wird der Zwischenbodens 241 nach oben gedrückt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Dämpfungsventil ausgebildet sein, um eine Achsbewegung eines Fahrzeugs zu dämpfen. Dazu kann das Dämpfungsventil auf eine Achseigenfrequenz, beispielsweise 12 Hz, abgestimmt sein. Durch eine Bewegung eines Fahrzeugaufbaus, kann die Achsbewegung von einer Bewegung des Aufbaus überlagert werden. Eine Aufbauschwingung kann beispielsweise eine Frequenz von 1 Hz aufweisen. Durch eine Bewegung des Aufbaus aus einer Mittelstellung heraus kann sich ein momentaner Druck in dem Innenraum 202 bezogen auf einen mittleren Druck verändern. Bleibt das Dämpfungsventil in einem solchen Fall geschlossen, so wirkt der Luftfederbalg als reine Feder. Dadurch kann der Aufbau schnell in die Mittelstellung zurückkehren. Durch die Sperreinrichtung 1391, 1393, 1395, 1397 kann für diesen Fall ein unerwünschtes Öffnen des Dämpfungsventils verhindert werden.
  • 13b zeigt das in 13a gezeigte Dämpfungsventil in einer Stellung, in der die Gleitbuchse 1393 eine Abwärtsbewegung des Verbindungsstabs 1181 zur Verschieberbetätigung verhindert. Aus 13b ist ersichtlich, dass der bewegliche Zwischenboden 241 angehoben ist. Dadurch sind die Verriegelungssstifte nach oben verschoben und die untere der beiden Tellerfedern 1391 gestreckt. Die Streckung der Tellerfedern 1391, insbesondere der unteren der Tellerfedern 1391, bewirkt eine durch Pfeile angedeutete Kraft, die durch die Tellerfedern 1391 auf die Gleitbuchse ausgeübt wird und eine Verriegelung der Gleitbuchse 1393 bewirkt.
  • In 13b ist eine Bewegungsrichtung 1399 gezeigt, die eine Bewegungsrichtung einer Fahrzeugachse anzeigt, die durch das Dämpfungsventil gedämpft werden kann. Die Fahrzeugachse bewegt sich in diesem Fall nach unten. Dadurch wird der Druck p1 in dem Innenraum 202, beispielsweise einem Federbalg, geringer als in dem Referenzraum zwischen dem beweglichen Zwischenboden 241 und dem Gehäuseboden. Dies führt zu einem Druck an die Decke, also den beweglichen Zwischenboden 241, wodurch sich dieser nach oben bewegt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel herrscht in dem Innenraum 202 ein Druck p1 und im Zusatzvolumen 204 ein Druck p2, wobei der Druck p1 kleiner als der Druck p2 ist.
  • 13c zeigt das Dämpfungsventil aus 13b, wobei in diesem Fall eine Bewegungsrichtung 1399 der Achse nach oben gerichtet ist. Dadurch erhöht sich der Druck p1 im Innenraum 202. Dies bewirkt ein Absenken des beweglichen Zwischenbodens 241, um einen Druckausgleich zu schaffen.
  • 14 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform des in 10 gezeigten Dämpfungsventils entlang der Schnittlinie A in Ruhestellung geschlossen. Das in 14 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht dem in 12 gezeigten Ausführungsbeispiel mit den Unterschieden, dass der Zwischenboden 241 gemäß diesem Ausführungsbeispiel starr ist und das Zwischenstück der Sperreinrichtung keine Verriegelungsstifte, dafür jedoch eine elektrische Spule 1495 aufweist. Die elektrische Spule 1495 kann eine Mehrzahl von Wicklungen aufweisen, die kreisförmig gewickelt und damit parallel zu der Gehäusewand geführt sein können. Somit kann sich der Verbindungsstab 1181 im Mittelpunkt der elektrischen Spule 1495 befinden. In der in 14 gezeigten Stellung ist die elektrische Spule 1495 nicht stromdurchflossen. Die Gleitbuchse 1393 ist nicht verriegelt und lässt somit eine Bewegung des Verbindungsstabs 1181 zu.
  • 15 zeigt das in 14 gezeigte Dämpfungsventil in einer Stellung, in der die Gleitbuchse 1393 jegliches Ventilöffnen verhindert. Aus 15 ist ersichtlich, dass die Tellerfedern 1391 an dem Zwischenstück anliegen und dadurch gestreckt sind. Die Streckung der Tellerfedern 1391 bewirkt eine durch Pfeile angedeutete Kraft, die durch die Tellerfedern 1391 auf die Gleitbuchse ausgeübt wird, und eine Verriegelung der Gleitbuchse 1393 bewirkt. Durch die elektrische Spule fließt ein Strom, wodurch ein Magnetfeld um die Wicklungen der Spule aufgebaut wird, dessen Feldlinien durch die Tellerfedern 1391 führen. Dadurch werden die Tellerfedern 1391 zu dem Zwischenstück hingezogen und somit gestreckt. Durch den überkritischen Winkel der gestreckten Tellerfedern 1391 wird dabei eine selbsstblockierende Wirkung erzielt welche eine vergleichsweise geringe Zuspannkaft der Tellerfedern auf die Gleitbuchse 1393 benötigt. Das Dämpfungsventil kann elektrische Kontakte zum Bereitstellen des Stroms an die elektrische Spule aufweisen. Der Strom durch die elektrische Spule kann durch ein Steuergerät gesteuert werden, das beispielsweise einen Druck in dem Innenraum 202 überwacht. Beispielsweise kann der Strom durch die Spule bereitgestellt werden, wenn der Druck in dem Innenraum 202 von einem mittleren Druck abweicht.
  • Die 16 und 17 zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Biegefedern 233. 16 zeigt ein Federflapplayout mit einer mäanderförmigen Anordnung mit der Möglichkeit einer linearen Biegung. Dies ermöglicht eine Vermeidung einer Tellerfedercharakteristik. 17 zeigt ein Federflapplayout mit einer großen Steglänge bei einer maximalen Stegbreite für eine minimale Biegebelastung.
  • Indem die Tellerfedern, ausgehend von einem umlaufenden Randbereich, in Richtung Mitte verlaufende Schlitze aufweisen, wird eine zum Durchbiegen der Tellerfedern erforderliche Biegekraft deutlich reduziert.
  • Dasselbe Wirkprinzip gilt auch für die Gleitbuchs, wobei hier ein unterer umlaufender Rand mit nach oben verlaufenden Schlitzen aufweist.
  • Jede der Federn der Dämpfungsventile weist eine Eigenfrequenz auf. Daraus resultiert eine Resonanzfrequenz des Ventilkörpers der gezeigten Dämpfungsventile. Die Resonanzfrequenz des Ventilkörpers kann bei einem Einsatz zur Fahrzeugdämpfung so eingestellt sein, dass sie zwischen einer Achsfrequenz und einer Aufbaufrequenz liegt. Die Resonanzfrequenz kann durch eine Reibung zwischen dem Ventilkörper und beispielsweise dem Außengehäuse beeinflusst werden.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Dämpfungsventil in einer Betriebsart betrieben, in der keine Resonanz einer Bewegung des Ventilkörpers auftritt. Das Dämpfungsventil kann einen Aufbau aufweisen, wie es in den Figuren gezeigt ist, mit dem Unterschied, dass das Dämpfungsventil geöffnet ist, wenn es sich der Ventilkörper in der Mittelstellung, die der Ruheposition der anderen Ausführungsbeispiele entspricht, befindet. Demgegenüber kann das Dämpfungsventil geschlossen sein, wenn sich der Ventilkörper in der ersten oder der zweiten ausgelenkten Position, also am jeweiligen unteren oder oberen Anschlag, befindet. Die Federhärten der eingesetzten Federn werden so gewählt, dass eine Reibkraft oder Haftreibung zwischen dem Ventilkörper und dem Außengehäuse größer ist, als eine durch die Federn hervorgerufene Rückstellkraft. Die Reibung zwischen dem Ventilkörper und dem Außengehäuse kann durch Führungsbänder eingestellt werden, die zwischen dem Ventilkörper und dem Außengehäuse angeordnet sind. Die Reibung ist so groß, dass die bewegliche Masse des Ventilkörpers erst am Wendepunkt einer Einfederbewegung in Bewegung relativ zum Außengehäuse gerät. Um eine geeignete Federrate zu erzielen kann die Feder eine große Länge aufweisen, wohingegen der Federhub in Bezug auf die Länger der Feder sehr gering ist.
  • Befindet sich der Ventilkörper in einer ausgelenkten Position, so verbleibt er aufgrund der hohen Reibkraft in dieser Position. Erst wenn nach einer konstanten Einfederweggeschwindigkeit ein Richtungswechsel des Einfederwegs erfolgt, wird die Reibkraft überwunden und der Ventilkörper bewegt sich durch die Mittelstellung, in der das Ventil geöffnet ist, hindurch bis zum gegenüberliegenden Anschlag. In dieser Position verbleibt der Ventilkörper während der darauf folgenden entgegengesetzt gerichteten konstanten Einfederweggeschwindigkeit. Erst bei einem erneuten Richtungswechsel des Einfederwegs bewegt sich der Ventilkörper wieder durch die Mittelstellung hindurch bis zum wiederum gegenüberliegenden Anschlag. Somit geht der Ventilkörper bei gleicher Beschleunigung, aufgrund der Reibung, nicht zurück in die Mittelstellung. Erst bei Erreichen des nächsten Totpunkts des Beschleunigungsverlaufs wird die Reibung überwunden und der Ventilkörper erreicht die Mittelstellung, in der das Ventil geöffnet wird.
  • Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. Auch kann das Dämpfungsventil für andere Einsatzgebiete vorgesehen sein. Genannte Maße sind nur beispielhaft genannt und können entsprechend den jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 101
    Kennlinie
    202
    Innenraum
    204
    Zusatzvolumen
    211
    Gehäuseboden
    213
    Gehäusewand
    215
    äußere Ventilöffnungen
    217
    innere Ventilöffnung
    219
    Trennfläche
    221
    Innenwand
    223
    Massekörper
    225
    Führungsblech (zur Vertikalkraftkopplung)
    226
    Ventilkörperversteifung (In 1, 13a, 13b, 13c, 14, 15 als 225 bezeichnet)
    227
    Bewegung
    229
    Durchgangsöffnung
    231, 233
    Biegefedern
    235
    Druckfeder
    237
    Federauflage
    241
    Zwischenboden
    243
    Luftdämpferscheibe
    245
    Hülse
    261
    Außengehäusesteg
    262
    Federauflage
    264
    Ausschnitt
    371, 471
    Anschläge
    373, 473
    Fluidströme
    675
    Gleitband
    1181
    Verbindungsstab (zur Vertikalkraftkopplung, ähnlich wie 225)
    1202
    Aufbauschwingen
    1204
    mittlere Aufbauhöhe
    1206
    Ventilschaltschwelle
    1208
    Ventilschalten
    1391
    Tellerfedern
    1393
    Gleitbuchse
    1395
    Zwischenstück
    1397
    Verriegelungssstift
    1399
    Bewegungsrichtung
    1495
    elektrische Spule

Claims (12)

  1. Dämpfungsventil, mit folgenden Merkmalen: einem Außengehäuse, mit einem Gehäuseboden (211), einer inneren Ventilöffnung (217), die dem Gehäuseboden gegenüberliegend angeordnet ist und einer umlaufenden Gehäusewand (213) die zwischen dem Gehäuseboden und der inneren Ventilöffnung angeordnet ist und eine Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen (215) aufweist, die in unterschiedlichen Abständen zu der inneren Ventilöffnung angeordnet sind; einem Ventilkörper (221, 223), der eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (229) aufweist und innerhalb des Außengehäuses als Masseschwinger beweglich angeordnet ist, wobei die Mehrzahl von Durchgangsöffnungen so angeordnet sind, dass die äußeren Ventilöffnungen durch den Ventilkörper verschlossen sind, wenn sich der Ventilkörper in der Ruheposition befindet und sich die äußeren Ventilöffnungen und die Durchgangsöffnungen zumindest teilweise überlappen, so dass ein Fluidstrom (373, 473) zwischen der inneren Ventilöffnung und der Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen möglich ist, wenn sich der Ventilkörper in einer in Richtung des Gehäusebodens ersten ausgelenkten Position oder einer in Richtung der inneren Ventilöffnung zweiten ausgelenkten Position befindet; und mindestens einer Biegefeder (231, 233), die mit dem Außengehäuse und dem Ventilkörper verbunden ist, um den Ventilkörper aus der ersten und der zweiten ausgelenkten Position in die Ruheposition zurückzuführen.
  2. Dämpfungsventil gemäß Anspruch 1, mit einer Druckfeder (235), die mit dem Außengehäuse (211, 213) und dem Ventilkörper (223) verbunden ist, um den Ventilkörper in der Ruheposition auszubalancieren.
  3. Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer ersten Biegefeder (231), die ein Inneres der umlaufenden Gehäusewand (213) auf einer der inneren Ventilöffnung (217) zugewandten Seite überspannt und mit einem ersten Ende des Ventilkörpers (223) verbunden ist und mit einer zweiten Biegefeder (233), die das Innere der umlaufenden Gehäusewand auf einer dem Gehäuseboden (211) zugewandten Seite überspannt und mit einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Ventilkörpers verbunden ist.
  4. Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Ventilkörper einen Massekörper (223) und eine umlaufende Innenwand (221) mit der Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (229) aufweist, wobei der Massekörper von der umlaufenden Innenwand umringt und über mindestens ein Verbindungselement (225) mit der umlaufenden Innenwand verbunden ist.
  5. Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Trennwand (241), die benachbart zu dem Gehäuseboden (211) angeordnet ist, um eine zwischen dem Gehäuseboden und dem Ventilkörper angeordnete Dämpferkammer zu schaffen und mit einer in der Dämpferkammer beweglich angeordneten Dämpferscheibe (243), die über einen Dämpferbolzen durch die Trennwand hindurch mit dem Ventilkörper (223) verbunden ist.
  6. Dämpfungsventil gemäß Anspruch 5, bei dem der Gehäuseboden (211) eine der Dämpferscheibe (243) gegenüberliegende Vertiefung aufweist, die so ausgeformt ist, das ein Durchbiegen der Dämpferscheibe in Richtung des Gehäusebodens ermöglicht wird, wenn zumindest ein Randbereich der Dämpferscheibe den Gehäuseboden berührt.
  7. Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen (215) in mehreren Spalten und mehreren Reihen in der Gehäusewand (213) angeordnet sind.
  8. Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem sich aneinandergrenzende Oberflächen der Gehäusewand (213) und des Ventilkörpers (221) über mindestens eine gemeinsame Gleichfläche berühren.
  9. Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem ein Abstand zwischen einer der inneren Ventilöffnung (217) am nächsten und einer der inneren Ventilöffnung am entferntesten angeordneten äußeren Ventilöffnung (215) mindestens zehnmal so groß ist, wie ein Abstand zwischen der ersten und der zweiten ausgelenkten Position.
  10. Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Sperreinrichtung (1391, 1393, 1395, 1397), die mit dem Ventilkörper (221, 223) gekoppelt ist, um eine Bewegung des Ventilkörpers relativ zu dem Außengehäuse (211, 213) zu verhindern.
  11. Dämpfungsventil, mit folgenden Merkmalen: einem Außengehäuse, mit einem Gehäuseboden (211), einer inneren Ventilöffnung (217), die dem Gehäuseboden gegenüberliegend angeordnet ist und einer umlaufenden Gehäusewand (213) die zwischen dem Gehäuseboden und der inneren Ventilöffnung angeordnet ist und eine Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen (215) aufweist, die in unterschiedlichen Abständen zu der inneren Ventilöffnung angeordnet sind; einem Ventilkörper (221, 223), der eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (229) aufweist und innerhalb des Außengehäuses als Masseschwinger beweglich angeordnet ist, wobei die Mehrzahl von Durchgangsöffnungen so angeordnet sind, dass die äußeren Ventilöffnungen durch den Ventilkörper verschlossen sind, wenn sich der Ventilkörper in einer in Richtung des Gehäusebodens ersten ausgelenkten Position oder einer in Richtung der inneren Ventilöffnung zweiten ausgelenkten Position befindet, und sich die äußeren Ventilöffnungen und die Durchgangsöffnungen zumindest teilweise überlappen, so dass ein Fluidstrom (373, 473) zwischen der inneren Ventilöffnung und der Mehrzahl von äußeren Ventilöffnungen möglich ist, wenn sich der Ventilkörper in der Ruheposition befindet; und mindestens einer Biegefeder (231, 233), die mit dem Außengehäuse und dem Ventilkörper verbunden ist.
  12. Luftfeder, mit folgenden Merkmalen: einem ersten Luftvolumen (202) und einem zweiten Luftvolumen (204); und einem Dämpfungsventil gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das so angeordnet ist, dass die innere Ventilöffnung (217) mit dem ersten Luftvolumen und die Mehrzahl der äußeren Ventilöffnungen (215) mit dem zweiten Luftvolumen verbunden sind.
DE200910057888 2009-12-11 2009-12-11 Dämpfungsventil und Luftfeder Expired - Fee Related DE102009057888B3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910057888 DE102009057888B3 (de) 2009-12-11 2009-12-11 Dämpfungsventil und Luftfeder
PCT/EP2010/069240 WO2011070097A1 (de) 2009-12-11 2010-12-09 Dämpfungsventil und luftfeder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200910057888 DE102009057888B3 (de) 2009-12-11 2009-12-11 Dämpfungsventil und Luftfeder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009057888B3 true DE102009057888B3 (de) 2011-06-01

Family

ID=43706405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200910057888 Expired - Fee Related DE102009057888B3 (de) 2009-12-11 2009-12-11 Dämpfungsventil und Luftfeder

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102009057888B3 (de)
WO (1) WO2011070097A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB714180A (en) * 1951-12-10 1954-08-25 George Herbert Shepherd Improvements in or relating to hydraulic dampers
DE20115998U1 (de) * 2001-09-28 2001-12-20 Sonnweber Thomas Steuerventil für eine Fahrzeugluftfeder
EP1464866A2 (de) * 2003-04-03 2004-10-06 Vibracoustic GmbH & Co. KG Luftfederanordnung
WO2009124743A1 (de) * 2008-04-08 2009-10-15 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Dämpfer mit kompressiblem fluid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1131684A (fr) * 1955-09-26 1957-02-26 Perfectionnements apportés aux amortisseurs et freins
US3127958A (en) * 1961-06-30 1964-04-07 Ford Motor Co Shock absorber with improved relief valve structure
US5050712A (en) * 1989-04-25 1991-09-24 Enertrols, Inc. Shock absorber
DE19820570A1 (de) * 1998-05-08 1999-11-11 Schenck Ag Carl Schwingungsdämpfer auf Basis elektrorheologischer und/oder magnetorheologischer Flüssigkeiten

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB714180A (en) * 1951-12-10 1954-08-25 George Herbert Shepherd Improvements in or relating to hydraulic dampers
DE20115998U1 (de) * 2001-09-28 2001-12-20 Sonnweber Thomas Steuerventil für eine Fahrzeugluftfeder
EP1464866A2 (de) * 2003-04-03 2004-10-06 Vibracoustic GmbH & Co. KG Luftfederanordnung
WO2009124743A1 (de) * 2008-04-08 2009-10-15 Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Dämpfer mit kompressiblem fluid

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011070097A1 (de) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2904288B1 (de) Dämpfungsventil für einen stossdämpfer
AT412184B (de) Fluiddämpfer
DE19749356B4 (de) Zweistufiger Stoßdämpfer mit hubabhängiger Dämpfung
DE102007017589B3 (de) Dämpfungsvorrichtung mit feldsteuerbarer Flüssigkeit
EP1152166B2 (de) Stossdämpfer mit amplitudenabhängiger Dämpfung
EP1756446B1 (de) Vorrichtung zur dämpfung bzw. abbremsung von beweglichen möbelteilen von möbelstücken
DE102015211891B4 (de) Frequenzabhängige Dämpfventilanordnung
DE102008017705A1 (de) Dämpfvorrichtung
DE102012016929A1 (de) Frequenz-/drucksensitiver Schwingungsdämpfer
EP1215413A2 (de) Regelbarer Schwingungsdämpfer mit einer Dämpfungskraftsteuerung
DE2355254A1 (de) Hydraulischer teleskopstossdaempfer und federungsanordnung mit einem solchen stossdaempfer
DE19800373A1 (de) Dämpfer
WO2007099100A2 (de) Dämpfer für möbel
WO2010124945A1 (de) Dämpfer für möbel
DE102009033300A1 (de) Amplitudenselektiver Stossdämpfer
DE102006061646B4 (de) Hydraulisch gedämpfte Lagereinrichtung
EP4158218A1 (de) Dämpferanordnung und maschine für eine derartige dämpferanordnung
DE19909914B4 (de) Hydraulisches Dämpfungselement
DE102009057888B3 (de) Dämpfungsventil und Luftfeder
DE102010045567B4 (de) Dämpferventil und Luftfeder
EP3158218B1 (de) Hydrolager sowie kraftfahrzeug mit einem derartigen hydrolager
DE3830433A1 (de) Stroemungsmittelgefuellte elastische daempfungsvorrichtung mit anschlagblock zum schliessen einer oeffnung bei einer uebermaessig grossen lastaufbringung
DE102015115853A1 (de) Dämpferventil und Luftfeder
EP1738985B1 (de) Dämpfungsvorrichtung für Zug- und/oder Stosseinrichtungen an Schienenfahrzeugen
DE19951538A1 (de) Stoßdämpfer mit Verriegelungsmechanismus

Legal Events

Date Code Title Description
R020 Patent grant now final

Effective date: 20110902

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee