DE10312225A1 - Ventilanordnung für einen Schwingungsdämpfer - Google Patents

Ventilanordnung für einen Schwingungsdämpfer Download PDF

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DE10312225A1
DE10312225A1 DE2003112225 DE10312225A DE10312225A1 DE 10312225 A1 DE10312225 A1 DE 10312225A1 DE 2003112225 DE2003112225 DE 2003112225 DE 10312225 A DE10312225 A DE 10312225A DE 10312225 A1 DE10312225 A1 DE 10312225A1
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    • 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
    • F16F9/348Throttling 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
    • F16F9/3485Throttling 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

Abstract

Eine Ventilanordnung für einen Schwingungsdämpfer umfaßt einen Grundkörper (3), ein erstes Ventil (4) und ein in Gegenrichtung wirkendes, zweites Ventil (10), wobei die Ventile (4, 10) jeweils mindestens einen eigenen Überströmkanal (5, 11) absperren bzw. freigeben. Ein Ventil wirkt in Druckrichtung. Das andere Ventil wirkt in Zugrichtung. Weiterhin ist an dem Grundkörper (3) ein Überdruckventil (21) vorgesehen, das einem der beiden erstgenannten Ventile in gleicher Richtung wirkend zugeordnet ist. Das Überdruckventil (21) umfaßt ein Schließorgan (22), das gegen einen an dem Grundkörper (3) feststehenden Ventilsitz (23) vorgespannt ist und mindestens einen Überdruckkanal (24) absperrt bzw. freigibt, der bei Öffnen des Überdruckventils (21) in den mindestens einen Überströmkanal (11) des in gleicher Richtung öffnenden Ventils (10) mündet. Dies gewährleistet einen zuverlässig wirkenden Überdruckschutz ohne Beeinflussung der Ventilparameter für den unteren Geschwindigkeitsbereich. Insbesondere bleiben alle Ventile voneinander unabhängig und ermöglichen damit eine hohe Variabilität der Dämpferkennung.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Grundkörper, ein erstes Ventil, ein in Gegenrichtung wirkendes, zweites Ventil, wobei die Ventile jeweils mindestens einen eigenen Überströmkanal absperren bzw. freigegeben und wobei ein Ventil in Druckrichtung und das andere Ventil in Zugrichtung des Schwingungsdämpfers wirkt, und ein Überdruckventil an dem Grundkörper, das einem der beiden erstgenannten Ventile in gleicher Richtung wirkend zugeordnet ist. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf einen Schwingungsdämpfer in Form eines Zweirohrdämpfers mit einer solchen Ventilanordnung.
  • Ein guter Fahrkomfort sowie eine hohe Fahrsicherheit besitzen in modernen Kraftfahrzeugen einen großen Stellenwert. Mitentscheidend hierfür sind die Federung und Dämpfung des Fahrzeugs. Dabei muß zum einen für einen guten Kontakt zur Fahrbahn gesorgt werden, damit die Räder die für die Fahrsicherheit notwendigen Seitenführungs-, Brems- und Beschleunigungskräfte übertragen können. Zum anderen sind die durch Fahrbahnunebenheiten verursachten Anregungen zu absorbieren, um einen guten Fahrkomfort zu gewährleisten.
  • Die Dämpfung wird üblicherweise durch hydraulische Schwingungsdämpfer übernommen. Diese wandeln einen Teil der kinetischen Energie aus der Vertikalbewegung des jeweiligen Rades in Wärmeenergie um. Die Größe der Energieumwandlung wird dabei von der Auslegung der Ventile im Schwingungsdämpfer bestimmt.
  • Da die Anregungen in bezug auf die Frequenz und Amplitude sehr stark schwanken, wird angestrebt, die Dämpferkennlinie möglichst so zu gestalten, daß sowohl Schwingungen mit geringen Geschwindigkeiten (niederfrequente Schwingungen) und niedrigen Volumenströmen als auch Schwingungen mit hohen Geschwindigkeiten (hochfrequente Schwingungen) gut gedämpft werden. Zudem soll die Einstellung der Dämpferkennung möglichst variabel gestaltbar sein, um den Schwingungsdämpfer an unterschiedliche Fahrzeuge und Fahranforderungen anpassen zu können.
  • Hohe Anforderungen an die Kennliniengestaltung des Schwingungsdämpfers im niedrigen Geschwindigkeitsbereich bedingen bei herkömmlichen Schwingungsdämpfern hohe Dämpferkräfte im hohen Geschwindigkeitsbereich. Hierbei kommt es dann zu mitunter extremen Belastungen an den Komponenten der Dämpferventile.
  • Bei solchen extremen Belastungen treten große Dämpferkräfte in der Zugrichtung auf. Aus dem Stand der Technik ist in diesem Zusammenhang bekannt, zur Minderung der Belastungen der Ventilkomponenten ein Überdruckventil vorzusehen, das bei hochfrequenter Anregung, d. h. bei hohen Geschwindigkeiten am Dämpfer einen degressiven Verlauf der Dämpferkennlinie ermöglicht.
  • Aus der DE 43 21 903 A1 ist in diesem Zusammenhang ein Schwingungsdämpfer mit einer Ventilanordnung der eingangs genannten Art bekannt. Das dort vorgesehene Überdruckventil wird in dem in der jeweiligen Belastungsrichtung nicht durchströmten Überströmkanal angeordnet. Ein Ausführungsbeispiel zeigt einen Kolben mit zwei Ventilen, die jeweils mit einer Ventilscheibe ausgerüstet sind. Dabei öffnet eines der Ventile in Zugrichtung und das andere der Ventile in Druckrichtung. Um einen Überlastschutz für die Zugstufe zu bewirken, ist das Überdruckventil in dem Überströmkanal des in Druckrichtung öffnenden Ventils angeordnet. Es verschließt eine Bypass-Öffnung, die in der Ventilscheibe des in Druckrichtung öffnenden Ventils ausgebildet ist. Besteht also in der Zugstufe eine Überlastgefahr, so bleibt zwar das in Druckrichtung öffnende Ventil geschlossen, jedoch wird durch das Überlastventil die in ersterem ausgebildete Bypass-Öffnung zur Entlastung geöffnet und damit die Dämpferkennlinie zu höheren Geschwindigkeiten hin weicher gestaltet.
  • Problematisch hierbei ist die Beeinträchtigung des Öffnungsverhaltens des Ventils in der Zugstufe durch das Überdruckventil, da sich dieses im Bereich der Bypass-Öffnung gegen dessen Ventilscheibe abstützt. Damit aber gestaltet sich die Kennlinieneinstellung im niedrigen Geschwindigkeitsbereich schwierig.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art mit einem Überdruckventil dahingehend fortzubilden, daß ein zuverlässig wirkender Überdruckschutz ohne Beeinflussung der Ventilparameter für den unteren Geschwindigkeitsbereich erzielt wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Ventilanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß das Überdruckventil ein Schließorgan umfaßt, das gegen einen an dem Grundkörper feststehenden Ventilsitz vorgespannt ist und mindestens einen Überdruckkanal absperrt bzw. freigibt, der bei Öffnen des Überdruckventils in den mindestens einen Überströmkanal des in gleicher Richtung öffnenden Ventils mündet.
  • Dies ermöglicht eine völlig getrennte Einstellung der Ventilparameter an den einzelnen Ventilen, weil die Ventile einander gegenseitig nicht beeinflussen. Insbesondere läßt sich der Öffnungspunkt des Überdruckventils sehr frei wählen, da hierfür nicht auf die weiteren Ventile Rücksicht genommen werden muß. So läßt sich eine variable Einstellung des Beginns der Reduzierung der maximalen Dämpferkraft bei hohen Geschwindigkeiten realisieren.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Schließorgan des Überdruckventils als Ventilscheibe ausgebildet. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise insbesondere dann, wenn auch das zugehörige, in gleicher Richtung öffnende Ventil als Schließorgan eine Ventilscheibe aufweist.
  • Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ventilscheibe des Überdruckventils mit einem Abschnitt an dem Grundkörper festgelegt. Mit einem weiteren Abschnitt ist die Ventilscheibe gegen den Ventilsitz an dem Grundkörper vorgespannt. Damit wird eine vollständige Trennung von den anderen Ventilen sichergestellt. Über die Vorspannkraft zwischen der Einspannung und dem Ventilsitz wird das Öffnungsverhalten ab einem bestimmten Druckniveau vorgegeben.
  • Zusätzlich läßt sich die Vorspannkraft durch die Dicke der Ventilscheibe des Überdruckventils einstellen. Dadurch ist es möglich, bei gleichbleibenden geometrischen bzw. räumlichen Gegebenheiten das Öffnungsverhalten des Überdruckventils zu verändern.
  • Zur Einstellung der Vorspannkraft des Überdruckventils kann außerdem zwischen der Überdruckventilscheibe und dem Grundkörper eine Distanzscheibe eingebaut sein. Auf diese Weise lassen sich bei gleichbleibender Grundkörpergeometrie unterschiedliche Vorspannkräfte verwirklichen bzw. Dickenunterschiede der Ventilscheibe des Überdruckventils ausgleichen.
  • Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das in gleicher Richtung wirkende Ventil eine Ventilscheibe auf, die koaxial zu der Überdruckventilscheibe angeordnet ist, wobei die Steuerkanten der beiden Ventilscheiben radial versetzt zueinander angeordnet sind. Dies ist insbesondere für eine kompakte Bauweise vorteilhaft. Zudem läßt sich eine günstige Anströmung der Ventilscheiben gewährleisten.
  • Zur Festlegung der Überdruckventilscheibe kann ein Spannorgan vorgesehen werden. Mit diesem wird die Überdruckventilscheibe dann gegen den Grundkörper verspannt. Vorzugsweise dient das Spannorgan gleichzeitig der radialen Festlegung des in gleicher Richtung wirkenden Ventils.
  • Vorzugsweise sind der Ventilsitz und der bzw. die Überströmkanäle des in gleicher Richtung wirkenden Ventils an dem Grundkörper ausgebildet, wobei der Ventilsitz dieses Ventils und der Ventilsitz des Überdruckventils an der gleichen Seite des Grundkörpers liegen und axial versetzt zueinander angeordnet sind. Dies ist für die Montage vorteilhaft. So können die Ventilscheiben des Überdruckventils und des in gleicher Richtung wirkenden Ventils von der gleichen Seite montiert werden.
  • Prinzipiell läßt sich die vorstehend erläuterte Ventilanordnung sowohl als Kolbenventil als auch als Bodenventil eines Schwingungsdämpfers einsetzen. In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Ventilanordnung an einem Dämpferkolben vorgesehen, wobei das Überdruckventil in Zugrichtung öffnend wirkt, um bei hochfrequenter Anregung, d. h. im hohen Geschwindigkeitsbereich den Anstieg der Dämpferkennlinie auf der Zugseite abzuschwächen.
  • Bevorzugt wird ein mit einer solchen Ventilanordnung versehener Dämpferkolben in einem Zweirohrdämpfer eingesetzt, bei dem das nicht in Richtung des Überdruckventils wirkende Ventil einen Voröffnungsquerschnitt aufweist. Das Öffnungsverhalten dieses Ventils ist von dem Überdruckventil unabhängig. Der Voröffnungsquerschnitt läßt sich beispielsweise durch eine zusätzliche Voröffnungsscheibe oder eine oder mehrere kleine Ausnehmungen an dem Ventilsitz oder sonstigen, das Überströmen zwischen den Arbeitskammern des Schwingungsdämpfers verhindernden oder absperrenden Elementen vorsehen.
  • Die Position der Voröffnung kann auch im Zugstufenpaket liegen, und zwar ohne Auswirkung auf die Voröffnungsfunktion.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 eine Teilschnittansicht einer Ventilanordnung für einen Dämpferkolben eines Schwingungsdämpfers nach der Erfindung, und in
  • 2 den Dämpferkraftverlauf des Schwingungsdämpfers über der Dämpfergeschwindigkeit für die Zugseite (oben) und Druckseite (unten).
  • Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen nicht näher dargestellten Zweirohrdämpfer für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. In dem Zweirohrdämpfer ist ein Dämpferkolben 1 angeordnet, der mit einer Kolbenstange 2 verbunden ist.
  • An dem Dämpferkolben 1 ist die nachstehend näher erläuterte Ventilanordnung vorgesehen. Diese Ventilanordnung umfaßt zunächst einen Grundkörper 3 als Träger für die weiteren Komponenten, der gleichzeitig einen Zylinderraum in dem Schwingungsdämpfer in zwei Arbeitskammern trennt. Der Grundkörper 3 ist weiterhin mit einer Vielzahl von Überströmkanälen und Ventilsitzen ausgebildet. Durch ein Öffnen und Absperren der Überströmkanäle werden die Arbeitkammern je nach dem Bewegungsverhalten des Dämpferkolbens 1 getrennt oder miteinander verbunden. Durch Drosseleffekte an den Überströmkanälen bzw. Ventilsitzen wird eine richtungsabhängige Dämpfung bewirkt. 2 zeigt den Verlauf der Dämpferkraft F in Abhängigkeit der Geschwindigkeit v des Dämpferkolbens 1. Dabei stellt die obere Kurve in dem Diagramm die Dämpferkraft für die Zugseite und die untere Kurve die Dämpferkraft für die Druckseite dar.
  • An dem Grundkörper 3 des Dämpferkolbens 1 ist ein erstes Ventil 4 vorgesehen, das nachfolgend auch als Schließventil bezeichnet wird. Das Schließventil 4 sperrt diesem zugeordnete Überströmkanäle 5 ab, die durch den Grundkörper 3 verlaufen. In der Druckstufe öffnet das erste Ventil 4 bei mittleren Kolbengeschwindigkeiten bzw. einer Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern, welche die Vorspannkraft des Schließventils 4 übersteigt. Bei niedrigen Kolbengeschwindigkeiten bleibt das Ventil 4 hingegen geschlossen. Geeignete Voröftnungsquerschnitte beispielsweise im Bodenventilermöglichen den Austausch kleiner Volumenströme zwischen den Arbeitskammern. Diese Voröffnungsquerschnitte können als Ausnehmungen prinzipiell an beliebiger Stelle an das Überströmen verhindernden bzw. absperrenden Komponenten ausgebildet sein. Beispielsweise ist es möglich, entsprechende Ausnehmungen an dem zugehörigen Ventilsitz 6 an dem Grundkörper 3 auszubilden (hier für die Zugstufe). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch eine separate Voröffnungsscheibe 7 vorgesehen, welche mittels einer Schließscheibe 8 und einer Schließfeder 9 gegen den Ventilsitz 6 gedrückt wird. Das Öffnungsverhalten des Ventils 4 ist von den weiter unten noch näher erläuterten, weiteren Ventilen der Ventilanordnung unabhängig. Insbesondere läßt sich über den Voröftnungsquerschnitt das Dämpfungsverhalten bei niedrigen Geschwindigkeiten sehr genau einstellen.
  • Weiterhin umfaßt die Ventilanordnung ein in Gegenrichtung wirkendes, zweites Ventil 10, das ebenfalls mehrere eigene, sich durch den Grundkörper 3 hindurch erstreckende Überströmkanäle 11 absperrt bzw. bei Anliegen eines entsprechenden Druckniveaus freigibt. Dieses zweite Ventil 10 weist als Schließorgan eine Ventilscheibe 12 auf, die mit einem radial außenliegenden Abschnitt 13 gegen einen ringförmigen Ventilsitz 14 an dem Grundkörper 3 vorgespannt ist. Der radial innenliegende Abschnitt 15 der Ventilscheibe 12 ist relativ zu dem Grundkörper 3 festgelegt. Der innenliegende Abschnitt 15 ist hier zwischen zwei gegebenenfalls federelastischen Scheibenpaketen 16 und 17 aufgenommen, die axial gegen eine Stirnseite des Grundkörpers 3 gedrückt sind.
  • Wie 1 zeigt, stützen sich die Scheibenpakete 16 und 17 axial gegen einen Ventilfederteller 18, der seinerseits in Richtung des Grundkörpers 3 mit einer Kolbendruckfeder 19 belastet ist. Die Ventilscheibe 12 sowie die Kolbendruckfeder 19 sind dabei in Reihe geschaltet. Sowohl der Ventilfederteller 18 als auch die Scheibenpakete 16 und 17 und die Ventilscheibe 12 sind radial innenseitig an einer Ventilführung geführt, die gleichzeitig das Spannorgan 20 für die Festlegung des weiter unten noch näher erläuterten Überdruckventils darstellt. Das Spannorgan 20 dient außerdem dazu, den Grundkörper 3 und damit den Dämpferkolben 1 an der Kolbenstange 2 zu befestigen.
  • Das Ventil 10 ist in Zugrichtung wirkend angeordnet, das heißt es öffnet bei einem von der Vorspannkraft der Ventilscheibe 12 abhängenden Druckniveau bei einer Zugbewegung der Kolbenstange z. Bei niedrigen Kolbengeschwindigkeiten bleibt das Ventil 10 geschlossen.
  • Zu der Ventilanordnung zählt schließlich das Überdruckventil 21, das an dem Grundkörper 3 einem der beiden erstgenannten Ventile, hier dem Ventil 12 in gleicher Richtung wirkend zugeordnet ist, folglich in Zugrichtung öffnet. Allerdings liegt, wie aus dem Verlauf der oberen Kurve in 2 zu erkennen ist, das Druckniveau für das Öffnen des Überdruckventils 21 über dem Druckniveau für das Öffnen des in gleicher Richtung wirkenden Ventils 10.
  • Das Überdruckventil 21 weist ein Schließorgan auf, das hier beispielhaft als Ventilscheibe 22 ausgebildet ist. Dieses Schließorgan ist gegen einen an dem Grundkörper 3 feststehenden Ventilsitz 23 vorgespannt. Zudem ist für das Überdruckventil 21 mindestens ein eigener Überdruckkanal 24 vorgesehen, der in dem Grundkörper 3 ausgebildet, z. B. eingesintert oder gebohrt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft der Überdruckkanal 24 zwischen dem Grundkörper 3 und der Kolbenstange 2. Der Überdruckkanal 24 wird durch die Ventilscheibe 22 absperrt bzw. freigegeben. Wie 1 entnommen werden kann, ist der Überdruckkanal 24 derart angeordnet, daß dieser beim Öffnen des Überdruckventils 21 in den mindestens einen Überströmkanal 11 des in gleicher Richtung öffnenden Ventils 10 mündet. Auf diese Weise ist das Überdruckventil 21 dem in gleicher Richtung wirkenden Ventil 10 parallelgeschaltet.
  • Die ringförmige Ventilscheibe 22 des Überdruckventils 21 ist mit einem radial innenliegenden Abschnitt 25 an dem Grundkörper 3 festgelegt und mit einem weiteren, radial außenliegenden Abschnitt 26 gegen den Ventilsitz 23 an dem Grundkörper 3 vorgespannt ist. Wie oben bereits erwähnt, erfolgt die Befestigung des Überdruckventils 21 bzw. der Ventilscheibe 22 desselben mittels des Spannorgans 20.
  • Die sich dabei an der Ventilscheibe 22 einstellende Vorspannkraft, welche den Öffnungspunkt des Überdruckventils 21 bestimmt, hängt u. a. von der Höhe des Absatzes des Ventilsitzes 23 über der Anlagefläche ab. Sie kann zudem durch die Dicke der Ventilscheibe 22 reguliert werden, ohne daß hierzu die Geometrie an dem Grundkörper 3 verändert werden müßte.
  • Weiterhin ist es möglich, zur Einstellung der Vorspannkraft zwischen der Überdruckventilscheibe 22 und dem Grundkörper 3 eine Distanzscheibe 27 einzubauen. Auch durch die Verwendung unterschiedlicher Distanzscheiben 27 läßt sich das Öffnungsverhalten des Ventils 21 beeinflussen.
  • Das Scheibenpaket 16 stellt dabei sicher, das sich die Ventilscheibe 22 des Überdruckventils 21 und die Ventilscheibe 12 des Ventils 10 gegenseitig nicht beeinträchtigen. Die Ventilscheiben 22 und 12 sind koaxial zueinander angeordnet. Dabei sind die zugehörigen Steuerkanten 28 und 29 radial zueinander versetzt. Außerdem ist zwischen den Ventilsitzen 23 bzw. 14 des Überdruckventils 21 und des Ventils 10 ein axialer Versatz vorgesehen. Dies erlaubt bei Verwendung von Ventilscheiben als Schließorgane eine besonders kompakte Bauweise.
  • Montagetechnisch günstig liegen die beiden Ventilscheiben 12 und 22 an der gleichen Seite des Grundkörpers 3, so daß diese von der gleichen Seite montierbar sind.
  • Nachfolgend soll nun die Wirkungsweise der Ventilanordnung für unterschiedliche Geschwindigkeitsbereiche näher erläutert werden. Die Beeinflussung der Dämpferkennlinie kann im wesentlichen durch die Bereiche Voröffnung (kleine Geschwindigkeiten), Ventil (mittlere Geschwindigkeiten) und Hauptdrossel (hohe Geschwindigkeiten) verändert werden. Durch die Integration des Überdruckventils 21 läßt sich überdies eine Beeinflussung für sehr hohe Geschwindigkeiten vornehmen.
  • Bei niedrigen Volumenströmen, d. h. kleinen Relativgeschwindigkeiten sind die Schließscheibe 8, die Ventilscheiben 12 und 22 sowie die Kolbendruckfeder 19 im geschlossenen Zustand. Es kommt folglich lediglich der Voröffnungsquerschnitt im Schließventil 4 zum Tragen. Die Voröffnungsscheibe 7 beeinflußt mit ihrem Durchflußquerschnitt die Dämpferkennlinie bei kleinen Geschwindigkeiten bis etwa 0,13 m/s. In 2 ist dieser Bereich mit a gekennzeichnet. Die Drosselwirkung des Voröffnungsquerschnitts führt zu einem quadratischen Anstieg der Kennlinie und wird mit geringer werdendem Durchflußquerschnitt immer steiler.
  • Bei mittleren Geschwindigkeiten nehmen die Volumenströme zu. Die Scheibenpakete 16 und 17 geben bei Erreichen einer bestimmten statischen Druckdifferenz einem größeren Querschnitt frei. Der statische Druck, bei dem die Scheibenpakete 16 und 17 öffnen, ist dabei abhängig von der aufgebrachten Scheibenvorspannung bzw. Vorlast. Diese bestimmt sich durch das Absatzmaß am Grundkörper. Je größer dieses Absatzmaß ist, desto höher muß die statische Druckdifferenz sein, um das Scheibenpaket zu öffnen. Ab einer bestimmten Druckdifferenz werden die Scheibenpakete 16 und 17 durch Anschlagen an den Ventilfederteller 18 gestützt, so daß die Kolbendruckfeder 19 als Widerstand mitwirkt. Die Scheibenpakete 16 und 17 einschließlich der Ventilscheibe 12 und die Kolbendruckfeder 19 sind in Reihe geschaltet, wobei für diese generell auch eine einzige Ersatzfeder denkbar ist. Vereinfacht wird dieses Ventil 10 einen linearen Kennlinienverlauf zeigen, wie er in 2 mit dem Bereich b bezeichnet ist. Zusätzlich ist die Steifigkeit der Scheibenpakete 16 und 17, der Ventilscheibe 12 und der Kolbendruckfeder 19 für das Verhalten bestimmend. Je höher deren Steifigkeit ist, desto stärker steigt die Kurve zu hohen Geschwindigkeiten hin an.
  • Für sehr hohe Geschwindigkeiten größer 1,5 m/s soll das Überdruckventil 21 in Funktion treten. Die Vorspannung bzw. Vorlast der Überdruckventilscheibe 22, die beispielsweise über Distanzscheiben 27 eingestellt werden kann, sorgt für die Definition des gewünschten Einsatzpunktes. Mit zunehmender Vorlast auf die Überdruckventilscheibe 22 wird der Einsatzpunkt zu höheren Geschwindigkeiten verschoben. Wichtig ist hierbei das Verspannen der Überdruckventilscheibe zwischen dem Grundkörper 3 des Dämpfungskolbens 1 und der Ventilführung bzw. dem Spannorgan 20. Hierdurch wird ein kurzer Hebelarm zwischen der Überdrucksteuerkante 29 und der Einspannung erreicht. Mit der Steifigkeit, die z. B. über die Überdruckscheibendicke einstellbar ist, und der Größe des Querschnitts des Überdruckkanals 24 ist die Steigerung der Kennlinie ab dem Wirken des Überdruckventils 21 zu beeinflussen.
  • Bei dem in 2 dargestellten Kurveverlauf machen sich im Bereich c zunächst Drosseleffekte bemerkbar, die zu hohen Geschwindigkeiten hin zunehmen. Die unterbrochene Linie zeigt den Dämpferkraftanstieg ohne Überdruckventil. Wie anhand der nicht unterbrochenen Linie ersichtlich ist, führt die Zuschaltung des Überdruckventils 21 mit dem Beginn des Bereiches d zu einer Minderung des Anstiegs und damit zu einem degressiven Verlauf zu sehr hohen Geschwindigkeiten hin. Dadurch werden die Komponenten der Ventile gegen Überlastung geschützt.
  • Die vorstehend erläuterte Ventilanordnung ermöglicht damit einen zuverlässig wirkenden Überdruckschutz ohne Beeinflussung der Ventilparameter für den unteren Geschwindigkeitsbereich. Insbesondere bleiben alle Ventile voneinander unabhängig und ermöglichen damit eine hohe Variabilität der Dämpferkennung. Zudem bleibt der Aufbau kompakt. Außerdem ist das Ventil leicht zu montieren. Weiterhin läßt sich der gewünschte Verlauf der Dämpferkennung durch sehr einfache Maßnahmen abstimmen.
  • Die Erfindung wurde vorstehend im Zusammenhang mit einem Dämpferkolben 1 eines Zweirohrdämpfers erläutert. Eine entsprechende Ventilanordnung läßt sich aber auch ohne weiteres an einem Bodenventil eines Zweirohrdämpfers einsetzen. Darüber hinaus ist es denkbar, die Ventilanordnung an einem Dämpferkolben eines Einrohrdämpfers zu verwenden.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel und die erläuterten Abwandlungen beschränkt, sondern umfaßt vielmehr alle in den Patentansprüchen angegebenen Lösungen.
  • 1
    Dämpferkolben
    2
    Kolbenstange
    3
    Grundkörper
    4
    Ventil bzw. Schließventil
    5
    Überströmkanal (hier für die Druckstufe)
    6
    Ventilsitz
    7
    Voröffnungsscheibe
    8
    Schließscheibe
    9
    Schließfeder
    10
    Ventil
    11
    Überströmkanal (hier für die Zugstufe)
    12
    Ventilscheibe
    13
    radial außenliegender Abschnitt der Ventilscheibe 12
    14
    Ventilsitz
    15
    radial innenliegender Abschnitt der Ventilscheibe 12
    16
    Scheibenpaket
    17
    Scheibenpaket
    18
    Ventilfederteller
    19
    Kolbendruckfeder
    20
    Spannorgan
    21
    Überdruckventil
    22
    Überdruckventilscheibe
    23
    Ventilsitz
    24
    Überdruckkanal
    25
    radial innenliegender Abschnitt der Ventilscheibe 22
    26
    radial außenliegender Abschnitt der Ventilscheibe 22
    27
    Distanzscheibe
    28
    Steuerkante
    29
    Steuerkante

Claims (11)

  1. Ventilanordnung für einen Schwingungsdämpfer, umfassend: – einen Grundkörper (3), – ein erstes Ventil (4), – ein in Gegenrichtung wirkendes, zweites Ventil (10), wobei die Ventile (4,10) jeweils mindestens einen eigenen Überströmkanal (5, 11) absperren bzw. freigegeben und ein Ventil in Druckrichtung und das andere Ventil in Zugrichtung des Schwingungsdämpfers wirkt, und – ein Überdruckventil (21) an dem Grundkörper (3), das einem der beiden erstgenannten Ventile in gleicher Richtung wirkend zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Überdruckventil (21) ein Schließorgan (22) umfaßt, das gegen einen an dem Grundkörper (3) feststehenden Ventilsitz (23) vorgespannt ist und mindestens einen Überdruckkanal (24) absperrt bzw. freigibt, der bei Öffnen des Überdruckventils (21) in den mindestens einen Überströmkanal (11) des in gleicher Richtung öffnenden Ventils (10) mündet.
  2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließorgan des Überdruckventils (21) als Ventilscheibe (22) ausgebildet ist.
  3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (22) des Überdruckventils (21) mit einem Abschnitt (25) an dem Grundkörper (3) festgelegt und dabei mit einem weiteren Abschnitt (26) gegen den Ventilsitz (23) an dem Grundkörper (3) vorgespannt ist.
  4. Ventilanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Überdruckventilscheibe (22) und dem Grundkörper (3) eine Distanzscheibe (27) eingebaut ist.
  5. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in gleicher Richtung wirkende Ventil (10) eine Ventilscheibe (12) aufweist, die koaxial zu der Überdruckventilscheibe (22) angeordnet ist, wobei die Steuerkanten (28, 29) der beiden Ventilscheiben (12, 22) radial versetzt zueinander angeordnet sind.
  6. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannorgan (20) zur Festlegung der Überdruckventilscheibe (22) vorgesehen ist, und die Ventilscheibe (12) des in gleicher Richtung wirkenden Ventils (10) radial an dem Spannorgan (20) festgelegt ist.
  7. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (14) und der bzw. die Überströmkanäle (11) des in gleicher Richtung wirkenden Ventils (10) an dem Grundkörper (3) ausgebildet sind, wobei der Ventilsitz (14) dieses Ventils (10) und der Ventilsitz (23) des Überdruckventils (21) an der gleichen Seite des Grundkörpers (3) liegen und axial versetzt zueinander angeordnet sind.
  8. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben (12, 22) des Überdruckventils (21) und des in gleicher Richtung wirkenden Ventils (10) von der gleichen Seite montierbar sind.
  9. Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung an einem Dämpferkolben (1) vorgesehen ist, wobei das Überdruckventil (21) in Zugrichtung öffnend wirkt.
  10. Zweirohrdämpfer, umfassend einen Dämpferkolben (1) mit einer Ventilanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht in Richtung des Überdruckventils wirkende Ventil (4) einen Voröffnungsquerschnitt aufweist.
  11. Zweirohrdämpfer, umfassend einen Dämpferkolben (1) mit einer Ventilanordnung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Voröffnung in einem Zugstufenpaket vorgesehen ist.
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