DE102012214713A1 - Hydraulische Kolben-/Zylindereinheit - Google Patents
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- F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
- F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
- F16F9/3485—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features of supporting elements intended to guide or limit the movement of the annular discs
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit mit einem Zylinder 1, der mit einem Dämpffluid gefüllt und durch einen Kolben 2 in eine erste Zylinderkammer 3 und eine zweite Zylinderkammer 4 unterteilt ist. Mit einer einseitig an dem Kolben 2 angeordneten Kolbenstange 5, die durch die erste Zylinderkammer 3 hindurch und abgedichtet nach außen geführt ist. Mit mehreren Verbindungskanälen 8, 9 in dem Kolben 2 zum Verbinden der beiden Seiten des Kolbens 2 miteinander, wobei die eine austrittsseitige Mündung 11 des zumindest einen Ventilkanals 8 an einer Ventilsitzfläche 10 des Kolbens 2 von einer Ventilscheibe 12 weitestgehend abdeckbar ist, die eine radial innen an der Kolbenstange 5 oder dem Kolben zentriert angeordnete Federscheibe ist und mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende nierenförmige Aussparung 14 aufweist sowie einen radial außenliegenden Teil 16 gegenüber einem radial innenliegenden Teil 15 elastisch verformen und ab einem bestimmten Staudruck im Verbindungskanal 8 gegen die Federvorspannung der Ventilscheibe 12 teilweise und bei einer gegenüber dem bestimmten Staudruck im Verbindungskanal 8 höheren Staudruck gegen die Kraft einer an der Kolbenstange 5 oder dem Kolben abgestützten Feder von der Ventilsitzfläche 10 vollständig abheben läßt. Dabei ist die Federvorspannung der Ventilscheibe 12 kleiner ist als die Federvorspannung der Feder und die Ventilscheibe 12 ist von der Feder bezogen auf den Teilkreisdurchmesser 25 des Verbindungskanals 8 radial versetzt beaufschlagt ist. Der axiale Abhebweg des teilweise von der Ventilsitzfläche 10 abgehobenen radial außenliegenden Teils 16 der Ventilscheibe 12 ist auf einen maximal möglichen Abhebweg 24 begrenzt.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit mit einem Zylinder, der mit einem Dämpffluid gefüllt und durch einen Kolben in eine erste Zylinderkammer und eine zweite Zylinderkammer unterteilt ist, mit einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die durch die erste Zylinderkammer hindurch und abgedichtet nach außen geführt ist, mit mehreren Verbindungskanälen in dem Kolben zum Verbinden der beiden Seiten des Kolbens miteinander, wobei die eine austrittsseitige Mündung des zumindest einen Ventilkanals an einer Ventilsitzfläche des Kolbens von einer Ventilscheibe weitestgehend abdeckbar ist, die eine radial innen an der Kolbenstange oder dem Kolben zentriert angeordnete Federscheibe ist und mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende nierenförmige Aussparung aufweist sowie einen radial außenliegenden Teil gegenüber einem radial innenliegenden Teil elastisch verformen und ab einem bestimmten Staudruck im Verbindungskanal gegen die Federvorspannung der Ventilscheibe teilweise und bei einer gegenüber dem bestimmten Staudruck im Verbindungskanal höheren Staudruck gegen die Kraft einer an der Kolbenstange oder dem Kolben abgestützten Feder von der Ventilsitzfläche vollständig abheben lässt, wobei die Federvorspannung der Ventilscheibe kleiner ist als die Federvorspannung der Feder und die Ventilscheibe von der Feder bezogen auf den Teilkreisdurchmesser des Verbindungskanals radial versetzt beaufschlagt ist.
- Bei einer derartigen bekannten hydraulischen Kolben-/Zylindereinheit erzeugt der Staudruck in dem Verbindungskanal eine Kraft, die idealisiert auf den Teilkreisdurchmesser des Verbindungskanals wirksam ist. Die Stützkraft der Feder in Verbindung mit der Kraft des bestimmten Staudrucks bewirkt zunächst ein Biegemoment auf den radial außenliegenden Teil der Ventilscheibe, deren Biegeverformung den zunächst geöffneten Öffnungsquerschnitt bestimmt. Wird die Kraft des bestimmten Staudrucks überschritten, wird auch die Kraft der Feder überschritten, mit der diese die Ventilscheibe in Anlage an der Ventilsitzfläche hält, so dass der radial äußere Teil der Ventilscheibe vollkommen von der austrittsseitigen Mündung des Verbindungskanals abheben kann und der Durchtrittsquerschnitt weiter vergrößert wird.
- Dieses stufenweise Öffnen der austrittsseitigen Mündung des Verbindungskanals führt zu einer wesentlichen Reduzierung der dabei erzeugten Geräusche.
- Aufgabe der Erfindung ist es eine hydraulische Kolben-/Zylindereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau zu einer weiteren Reduzierung beim Öffnen der austrittsseitigen Mündung des Austrittskanals führt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der axiale Abhebweg des teilweise von der Ventilsitzfläche abgehobenen radial außenliegenden Teils der Ventilscheibe auf einen maximal möglichen Abhebweg begrenzt ist.
- Bisher war der Abhebeweg des teilweise von der Ventilsitzfläche abgehobenen radial außenliegenden Teils der Ventilscheibe in seiner Endposition vor dem gesamten Abheben von der Mündung des Verbindungskanals toleranzabhängig undefiniert, so dass je nach dieser Endposition unterschiedlich große Geräusche erzeugt wurden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird nun dieser axiale Abhebeweg des radial äußeren Teils der Ventilscheibe genau definiert, so dass auch die Druckstufen, unter denen zunächst nur eine Teilöffnung und anschließend ein vollständige Öffnung der Mündung des Verbindungskanals erfolgt, ebenfalls genau vorherbestimmt werden können. Eine maximal mögliche Teilöffnung ist dann auf ein Maß begrenzbar, bei dem keine störenden Geräusche erzeugt werden.
- Die Ventilscheibe kann von der Feder bezogen auf den Teilkreisdurchmesser des Verbindungskanals radial nach innen versetzt beaufschlagt sein, so dass der radial äußere Teil der Ventilscheibe zunächst radial außen stärker abhebt als radial innen.
- Vorzugsweise ist aber die Ventilscheibe von der Feder bezogen auf den Teilkreisdurchmesser des Verbindungskanals radial nach außen versetzt beaufschlagt und der radial innere Teil der Ventilscheibe hebt zunächst radial innen stärker ab als radial außen.
- Ist dabei die Feder eine Tellerfeder, die zentriert radial innen an der Kolbenstange oder dem Kolben abgestützt ist und radial außen die Ventilscheibe beaufschlagt, bildet sich nach der ersten Teilöffnung ein Staudruck unter der Tellerfeder, der nach der Anlage des außenliegenden Teils der Ventilscheibe diese dann schnell von der Ventilsitzfläche abheben lässt.
- Eine einfach ausgebildete Begrenzung des maximal möglichen Abhebewegs des außenliegenden Teils der Ventilscheibe besteht darin, dass der axiale Abhebweg des radial außenliegenden Teils der Ventilscheibe durch einen an der Kolbenstange oder an dem Kolben fest angeordneten Anschlag begrenzt ist, an dem der radial außenliegende Teil der Ventilscheibe bei Erreichen des maximal möglichen Abhebwegs in Anlage ist.
- Ohne Beachtung einer bestimmten Einbaulage und damit montagefreundlich kann der Anschlag eine zentrisch zur Kolbenstange angeordnete Anschlagscheibe sein.
- Um den maximal möglichen Öffnungsgrad je nach Bedarf variieren zu können und damit bei ansonsten gleichem Aufbau kostengünstig unterschiedliche erste Druckstufen erhalten zu können, kann der maximal mögliche Abhebweg variabel einstellbar sein.
- Zur einfachen Bestimmung des maximal möglichen Abhebewegs des radial außenliegenden Teils der Ventilscheibe kann die Anschlagscheibe über einen Abstandshalter axial an dem radial inneren Bereich der Ventilscheibe abgestützt sein.
- Ist dabei als Abstandshalter einer von mehreren unterschiedliche axiale Dicke aufweisenden Abstandshaltern anordenbar, so ist auf einfache Weise der maximal mögliche Öffnungsgrad der ersten Druckstufe variierbar.
- Die als Tellerfeder ausgebildete Feder kann mit ihrem radial inneren Bereich axial an einer an der Kolbenstange oder dem Kolben angeordnete Stützscheibe abgestützt sein.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
-
1 einen Längsschnitt eines Ausschnitts einer Kolben-/Zylindereinheit -
2 eine Draufsicht einer Ventilscheibe der Kolben-/Zylindereinheit nach1 . - Die dargestellte Kolben-/Zylindereinheit ist ein Schwingungsdämpfer mit einem Zylinder
1 . In dem mit einem Dämpffluid gefüllten Zylinder1 ist ein Kolben2 axial verschiebbar angeordnet, der den Zylinder1 in eine erste Zylinderkammer3 und eine zweite Zylinderkammer4 unterteilt. An dem Kolben2 ist einseitig eine Kolbenstange5 befestigt, die koaxial durch die erste Zylinderkammer3 hindurchgeführt ist und mit ihrem freien Ende aus dem Zylinder herausragt. - An ihrem kolbenseitigen Ende ist die Kolbenstange
5 mit einem koaxialen Zapfen6 geringeren Durchmessers versehen, der in eine Koaxialbohrung7 des Kolbens2 ragt und durch den die Kolbenstange5 fest mit dem Kolben2 verbunden ist. - In dem Kolben
2 sind auf einem ersten Teilkreisdurchmesser25 ein erster Verbindungskanal8 und auf einem davon verschiedenen zweiten Teilkreisdurchmesser26 ein zweiter Verbindungskanal9 ausgebildet, durch die die beiden Zylinderkammern3 und4 miteinander verbindbar sind. Der erste Verbindungskanal8 ist von dem Dämpffluid von der zweiten Zylinderkammer4 zur ersten Zylinderkammer3 durchströmbar. Auf der der ersten Zylinderkammer3 zugewandten Seite besitzt der Kolben2 eine radial gerichtete Ventilsitzfläche10 , an der der erste Verbindungskanal8 mit einer austrittsseitigen Mündung11 mündet. - Auf der Ventilsitzfläche
10 liegt eine ebene Ventilscheibe12 mit Vorspannung auf, die eine Federscheibe ist und eine konzentrisch zur Längsachse13 des Zylinders1 sich über etwa 300° erstreckende, schlitzartige nierenförmige Aussparung14 aufweist. - Im Bereich der Aussparung
14 ist die Ventilscheibe12 in einen radial innenliegenden Teil15 und einen radial außenliegenden Teil16 unterteilt. - Mit dem der Lücke
17 zwischen den Enden der Aussparung14 diametral gegenüberliegenden Bereich deckt der außenliegende Teil der Ventilscheibe12 die Mündung11 ab und verschließt sie in der dargestellten Normalstellung. - Auf der dem Kolben
2 abgewandten Seite der Ventilscheibe12 liegt konzentrisch ein ringförmiger Abstandshalter18 auf, auf dem wiederum eine Anschlagscheibe19 konzentrisch angeordnet ist, die radial bis über den radial inneren Bereich des außenliegenden Teils16 der Ventilscheibe12 ragt. - Auf der Anschlagscheibe
19 liegt konzentrisch wiederum ein Zwischenring20 und auf diesem eine Stützscheibe21 größeren Außendurchmessers auf. Die Stützscheibe21 liegt axial an einer Ringschulter27 am Übergang von dem Zapfen6 zur Kolbenstange5 an. Mit ihrem Innendurchmesser umschließt eine Tellerfeder22 den Zwischenring20 und ist axial an der Stützscheibe21 abgestützt. - Mit ihrem radial umlaufenden äußeren Rand
23 liegt die Tellerfeder22 auf dem radial äußeren Bereich der Ventilscheibe12 an und beaufschlagt diese mit Vorspannung gegen die Ventilsitzfläche10 . - Wird durch Bewegung des Kolbens
2 in die zweite Zylinderkammer4 in dieser zweiten Zylinderkammer4 ein gegenüber dem Druck in der ersten Zylinderkammer3 erhöhter Druck erzeugt, wirkt dieser über den ersten Verbindungskanal8 auf den außenliegenden Teil16 der Ventilscheibe12 und hebt diesen an seinem radial inneren Bereich von der der Ventilsitzfläche10 ab, während er an seinem radial äußeren Bereich noch von der Tellerfeder22 in Anlage an der Ventilsitzfläche10 gehalten wird. Das Abheben des inneren Bereichs des außenliegenden Teils16 der Ventilscheibe12 erfolgt bis zur Anlage an der Anschlagscheibe19 , die den maximal möglichen axialen Abhebweg24 begrenzt. - Dadurch erfolgt eine Teilöffnung der Mündung
11 des ersten Verbindungskanals8 und ein Teildruckabbau des Drucks in der zweiten Zylinderkammer4 . - Im weiteren wirkt der Druck des ersten Verbindungskanals
8 auch auf die Unterseite der Tellerfeder22 und verformt diese in einer zweiten Druckstufe elastisch entgegen ihrer Vorspannkraft. Dadurch kann die Ventilscheibe12 auch vollständig von der Ventilfläche10 abheben, so daß in einer zweiten Stufe der Durchgang des ersten Verbindungskanals8 vollständig geöffnet wird und bis zum Ausgleich des Drucks in beiden Zylinderkammern3 und4 Dämpfungsfluid von der zweiten Zylinderkammer4 in die erste Zylinderkammer3 strömt. Danach wird die Ventilscheibe12 durch die Tellerfeder22 und durch ihre eigene Vorspannung wieder zur Auflage auf die Ventilsitzfläche10 bewegt und verschließt die Mündung11 des ersten Verbindungskanals8 . - Durch die stufenweise Öffnung des Durchflußquerschnitts bei exakt definiertem Teildurchflußquerschnitt durch Begrenzung des maximal möglichen Abhebwegs
24 in der ersten Öffnungsstufe werden die dabei erzeugten Geräusche sehr niedrig gehalten. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Zylinder
- 2
- Kolben
- 3
- erste Zylinderkammer
- 4
- zweite Zylinderkammer
- 5
- Kolbenstange
- 6
- Zapfen
- 7
- Koaxialbohrung
- 8
- erster Verbindungskanal
- 9
- zweiter Verbindungskanal
- 10
- Ventilsitzfläche
- 11
- Mündung
- 12
- Ventilscheibe
- 13
- Längsachse
- 14
- Aussparung
- 15
- innenliegender Teil
- 16
- außenliegender teil
- 17
- Lücke
- 18
- Abstandshalter
- 19
- Anschlagscheibe
- 20
- Zwischenring
- 21
- Stützscheibe
- 22
- Tellerfeder
- 23
- Rand
- 24
- Abhebweg
- 25
- erster Teilkreisdurchmesser
- 26
- zweiter Teilkreisdurchmesser
- 27
- Ringschulter
Claims (9)
- Hydraulische Kolben-/Zylindereinheit mit einem Zylinder, der mit einem Dämpffluid gefüllt und durch einen Kolben in eine erste Zylinderkammer und eine zweite Zylinderkammer unterteilt ist, mit einer einseitig an dem Kolben angeordneten Kolbenstange, die durch die erste Zylinderkammer hindurch und abgedichtet nach außen geführt ist, mit mehreren Verbindungskanälen in dem Kolben zum Verbinden der beiden Seiten des Kolbens miteinander, wobei die eine austrittsseitige Mündung des zumindest einen Ventilkanals an einer Ventilsitzfläche des Kolbens von einer Ventilscheibe weitestgehend abdeckbar ist, die eine radial innen an der Kolbenstange oder dem Kolben zentriert angeordnete Federscheibe ist und mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende nierenförmige Aussparung aufweist sowie einen radial außenliegenden Teil gegenüber einem radial innenliegenden Teil elastisch verformen und ab einem bestimmten Staudruck im Verbindungskanal gegen die Federvorspannung der Ventilscheibe teilweise und bei einer gegenüber dem bestimmten Staudruck im Verbindungskanal höheren Staudruck gegen die Kraft einer an der Kolbenstange oder dem Kolben abgestützten Feder von der Ventilsitzfläche vollständig abheben läßt, wobei die Federvorspannung der Ventilscheibe kleiner ist als die Federvorspannung der Feder und die Ventilscheibe von der Feder bezogen auf den Teilkreisdurchmesser des Verbindungskanals radial versetzt beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abhebweg des teilweise von der Ventilsitzfläche (
10 ) abgehobenen radial außenliegenden Teils (16 ) der Ventilscheibe (12 ) auf einen maximal möglichen Abhebweg (24 ) begrenzt ist. - Kolben-/Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (
12 ) von der Feder bezogen auf den Teilkreisdurchmesser (25 ) des Verbindungskanals (8 ) radial nach außen versetzt beaufschlagt ist. - Kolben-/Zylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Tellerfeder (
22 ) ist, die zentriert radial innen an der Kolbenstange (5 ) oder dem Kolben abgestützt ist und radial außen die Ventilscheibe (12 ) beaufschlagt. - Kolben-/Zylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abhebweg (
24 ) des radial außenliegenden Teils (16 ) der Ventilscheibe (12 ) durch einen an der Kolbenstange (5 ) oder an dem Kolben fest angeordneten Anschlag begrenzt ist, an dem der radial außenliegende Teil (16 ) der Ventilscheibe (12 ) bei Erreichen des maximal möglichen Abhebwegs (24 ) in Anlage ist. - Kolben-/Zylindereinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag eine zentrisch zur Kolbenstange (
5 ) angeordnete Anschlagscheibe (19 ) ist. - Kolben-/Zylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der maximal mögliche Abhebweg (
24 ) variabel einstellbar ist. - Kolben-/Zylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagscheibe (
19 ) über einen Abstandshalter (18 ) axial an dem radial inneren Bereich der Ventilscheibe (12 ) abgestützt ist. - Kolben-/Zylindereinheit nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Abstandshalter einer von mehreren unterschiedliche axiale Dicke aufweisenden Abstandshaltern anordenbar ist.
- Kolben-/Zylindereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Tellerfeder (
22 ) ausgebildete Feder mit ihrem radial inneren Bereich axial an einer an der Kolbenstange (5 ) oder dem Kolben angeordnete Stützscheibe (21 ) abgestützt ist.
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DE102012214713.6A DE102012214713B4 (de) | 2012-08-20 | 2012-08-20 | Hydraulische Kolben-/Zylindereinheit |
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US20180209506A1 (en) * | 2017-01-24 | 2018-07-26 | Beijingwest Industries Co., Ltd. | Twin-tube hydraulic damper with a vibration suppressing device |
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DE3720584A1 (de) * | 1986-07-25 | 1988-01-28 | Toyota Motor Co Ltd | Stossdaempfer |
DE19819754A1 (de) * | 1998-05-04 | 1999-09-09 | Mannesmann Sachs Ag | Dämpfventil mit mindestens einer Ventilscheibe |
DE102011103368A1 (de) * | 2010-06-04 | 2012-03-08 | Mando Corporation | Stosssensitiver Dämpfer |
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2012
- 2012-08-20 DE DE102012214713.6A patent/DE102012214713B4/de active Active
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US10578183B2 (en) * | 2017-01-24 | 2020-03-03 | Beijingwest Industries Co., Ltd. | Twin-tube hydraulic damper with a vibration suppressing device |
Also Published As
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---|---|
DE102012214713B4 (de) | 2015-06-11 |
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