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BEREICH DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Stoßdämpfer im Fahrzeugbereich. Insbesondere
betrifft die vorliegende Offenbarung Ventilanordnungen, die die
Eigenschaften des Fluidflusses für
den Stoßdämpfer steuern.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Ausführungen
in diesem Abschnitt stellen lediglich eine Hintergrundinformation
zur vorliegenden Offenbarung dar und können nicht als Stand der Technik
gesehen werden.
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Stoßdämpfer werden
in Verbindung mit Fahreug-Aufhängungssystemen
und anderen Aufhängungssystemen
verwendet, um ungewollte Vibrationen, die während der Bewegung des Aufhängungssystems
entstehen, zu absorbieren. Um diese ungewollten Vibrationen zu absorbieren,
werden Fahrzeugstoßdämpfer üblicherweise
zwischen der gefederten (Chassis) und der ungefederten (Aufhängung/Chassis)
Masse des Fahrzeugs verbunden.
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Für Fahrzeuge
ist der verbreiteteste Stoßdämpfer ein Öldämpfer (dashpot
type), der entweder in Einrohrausführung oder in Doppelrohrausführung vorliegen
kann. Bei der Einrohrausführung
ist ein Kolben innerhalb eines Druckrohrs angeordnet und mit der
gefederten Masse des Fahrzeugs über
eine Kolbenstange verbunden. Das Druckrohr ist mit der ungefederten
Masse des Fahrzeugs verbunden. Der Kolben teilt das Druckrohr in
eine obere Arbeitskammer und eine untere Arbeitskammer. Der Kolben
umfasst eine Kompressions-Ventilsteuerung,
die dem Fluss des Dämpfungsfluids
von der oberen Arbeitskammer in die untere Arbeitskammer während eines Druckstoßes (Einfederung)
begrenzt und eine Ausfederungs-Ventilsteuerung, die dem Fluss des
Dämpfungsfluids
von der oberen Arbeitskammer in die untere Arbeitskammer während einer
Ausfederung bzw. eines Ausfederungshubs begrenzt. Da die Kompressions-Ventilsteuerung
und die Ausfederungs-Ventilsteuerung in der Lage sind, den Fluss
des Dämpfungsfluids
zu begrenzen, kann der Stoßdämpfer eine
Dämpfungskraft
erzeugen, die den Vibrationen, die andernfalls von der ungefederten
Masse auf die gefederte Masse übertragen
würden,
entgegenwirkt.
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Bei
einem Stoßdämpfer mit
Doppelrohr ist zwischen dem Druckrohr und dem Ausgleichsrohr, das
um das Druckrohr angeordnet ist, ein Fluidbehälter bestimmt. Eine Basisventilanordnung
ist zwischen der unteren Arbeitskammer und dem Fluidbehälter angeordnet,
um den Fluss des Dämpfungsfluids
zu steuern. Die Kompressions-Ventilsteuerung des Kolbens ist zu
der Basisventilanordnung versetzt und durch eine Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung
ersetzt. Zusätzlich
zu der Kompressions-Ventilanordnung umfasst die Basisventilanordnung
eine Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung.
Die Kompressions-Ventilsteuerung
der Basisventilanordnung erzeugt die Dämpfungskraft während eines Druckstoßes und
die Ausfederungs-Ventilanordnung des Kolbens erzeugt eine Dämpfungskraft
während einer
Ausfederung bzw. eines Ausfederungs hubs. Sowohl die Kompressions-
als auch die Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung ermöglichen
einen Fluidfluss in eine Richtung, verhindern jedoch den Fluidfluss
in die entgegengesetzte Richtung; beide sind jedoch derart gestaltet,
dass sie keine Dämpfungskraft
erzeugen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf einen Stoßdämpfer gerichtet, bei dem die
Rückschlagventilanordnungen
des Stoßdämpfers vollständig versetzt werden
(full displacement design valving). Die Rückschlagventilanordnungen sind
derart ausgestaltet, dass sie ausreichend Fluidfluss gewährleisten
und gleichzeitig die benötigte
Haltbarkeit für
die Stoßdämpferanordnungen
bewahren.
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Weitere
Anwendungsgebiete werden aus der Beschreibung dieser Anmeldung ersichtlich.
Es versteht sich, dass die Beschreibung und spezielle Beispiele
nur zum Zwecke der Erläuterung
und nicht zur Einschränkung
des Umfangs der vorliegenden Offenbarung gedacht sind.
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ZEICHNUNGEN
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Die
hierin beschriebenen Zeichnungen dienen zum Zwecke der Veranschaulichungen
und beschränken
den Offenbarungsumfang in keiner Weise.
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1 ist
eine schematische Darstellung eines typischen Automobils, das die
einzigartige Basisventilanordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung
beinhaltet;
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2 ist
eine seitliche Schnittansicht eines Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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3 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Kolbenanordnung gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer Basisventilanordnung gemäß der vorliegenden
Offenbarung;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des Zwischenstücks für die in den 2 bis 4 dargestellten
Ventilanordnungen; und
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6A–6C sind
perspektivische Ansichten von den in den 2 bis 4 dargestellten verschiedenen
Ausführungsformen
der Zwischenscheibe.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die
folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und soll
die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht beschränken.
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Bezugnehmend
auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder
zugehörige Teile
in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, ist in 1 ein
Fahrzeug dargestellt, das ein Aufhängungssystem mit dem Stoßdämpfern gemäß der vorliegenden
Offenbarung beinhaltet und das im Allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet
ist. Das Fahrzeug 10 umfasst eine hintere Aufhängung 12,
eine vordere Aufhängung 14 und
ein Chassis 16. Die hintere Aufhängung 12 hat ein sich
quer erstreckendes hinteres Achsbauteil (nicht gezeigt), das angepasst
ist, ein Paar Hinterräder 18 des
Fahrzeugs 10 operativ zu tragen. Die hintere Achsanordnung
ist operativ an dem Chassis 16 durch ein paar Stoßdämpfer 20 und
ein paar Schraubenfedern 22 verbunden. Ähnlich umfasst die vordere
Aufhängung 14 ein
sich quer erstreckendes vorderes Achsbauteil (nicht gezeigt), um
operativ ein Paar Vorderräder 24 des
Fahrzeugs zu tragen. Das vordere Achsbauteil ist operativ an dem
Chassis 16 über
ein zweites Paar Stoßdämpfer 26 und
ein Paar Schraubenfedern 28 befestigt. Stoßdämpfer 20 und 26 dienen
dazu, die Relativbewegungen der ungefederten Masse (d. h. jeweils
der vorderen und hinteren Aufhängung 12 und 14)
und der gefederten Masse (d. h. Chassis 16) des Fahrzeugs 10 zu
dämpfen.
Auch wenn das Fahrzeug 10 als ein PKW mit vorderen und
hinteren Achsbauteilen gezeigt ist, können die Stoßdämpfer 20 und 26 auch
in Verbindung mit anderen Fahrzeugtypen und in anderen Anwendungsgebieten
verwendet werden, wie beispielsweise in Fahrzeugen mit unabhängigen vorderen
und/oder unabhängigen
hinteren Aufhängungssystemen.
Des weiteren ist der Begriff „Stoßdämpfer”, wie er
hier verwendet wird, so zu verstehen, dass es sich auf Dämpfer im
Allgemeinen bezieht und daher auch Mc-Pherson-Federbeine einschließt.
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Bezugnehmend
auf 2 ist der Stoßdämpfer 20 detaillierter
dargestellt. Auch wenn 2 lediglich den Stoßdämpfer 20 zeigt,
versteht sich, dass auch der Stoßdämpfer 26 die nachstehend
für den Stoßdämpfer 20 beschriebene
Ventilanordnung umfasst. Der Stoßdämpfer 26 unterscheidet
sich von dem Stoßdämpfer 20 lediglich
in der Art und Weise, wie er angepasst ist, an die gefederten und
ungefederten Massen des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden.
Der Stoßdämpfer 20 umfasst
ein Druckrohr 30, eine Kolbenanordnung 32, eine
Kolbenstange 34, ein Ausgleichsrohr 36 und eine
Basisventilanordnung 38.
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Das
Druckrohr 30 bestimmt eine Arbeitskammer 42. Die
Kolbenanordnung 32 ist gleitend innerhalb des Druckrohrs 30 angeordnet
und teilt die Arbeitskammer 42 in eine obere Arbeitskammer 44 und eine
untere Arbeitskammer 46. Eine Dichtung 48 ist zwischen
der Kolbenanordnung 32 und dem Druckrohr 30 angeordnet,
um die gleitende Bewegung der Kolbenanordnung 32 bezüglich des
Druckrohrs 30 zu ermöglichen,
ohne übermäßige Reibungskräfte zu erzeugen,
und um die obere Arbeitskammer 44 von der unteren Arbeitskammer 46 abzudichten.
Die Kolbenstange 34 ist an der Kolbenanordnung 32 angeordnet
und erstreckt sich durch die obere Arbeitskammer 44 und
durch eine obere Abschlusskappe 50, die das obere Ende
des Druckrohrs 30 schließt. Ein Dichtungssystem dichtet
die Grenzfläche
zwischen der Abschlusskappe 50, dem Ausgleichsrohr 36 und
der Kolbenstange 34. Das der Kolbenanordnung 32 gegenüber liegende
Ende der Kolbenstange 34 ist angepasst, an der gefederten
Masse des Fahrzeugs 10 befestigt zu werden. Die Ventilsteuerung (valving)
innerhalb der Kolbenanordnung 32 steuert die Bewegung des
Fluids zwischen der oberen Arbeitskammer 44 und der unteren
Arbeitskammer 46 während
der Bewegung der Kolbenanordnung 32 innerhalb des Druckrohrs 30.
Da sich die Kolbenstange 34 nur durch die obere Arbeitskammer 44 und
nicht durch die untere Arbeitskammer 46 erstreckt, erzeugt die
Bewegung der Kolbenanordnung 32 bezüglich des Druckrohrs 30 einen
Unterschied der Menge, die in der oberen Arbeitskammer 44 verlagert
wird und der Menge, die in der unteren Arbeitskammer 46 verlagert
wird. Der Unterschied der verlagerten Flüssigkeitsmengen ist als „Stangenvolumen” bekannt,
das durch die Bodenventilanordnung 38 fließt.
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Das
Ausgleichsrohr 36 umgibt das Druckrohr 30, um
eine zwischen den Rohren 30 und 36 angeordnete
Ausgleichskammer 52 zu bilden. Das untere Ende des Ausgleichsrohrs 36 ist
durch eine Endkappe 54 geschlossen, die angepasst ist,
an die ungefederte Masse des Fahrzeugs 10 befestigt zu
werden. Das obere Ende des Ausgleichsrohrs 36 ist an der oberen
Abschlusskappe 50 befestigt. Die Basisventilanordnung 38 ist
zwischen der unteren Arbeitskammer 46 und der Ausgleichskammer 52 angeordnet, um
den Fluss des Fluids zwischen den Kammern 46 und 52 zu
steuern. Wenn der Stoßdämpfer 26 der Länge nach
ausfährt,
wird aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” in der
unteren Arbeitskammer 46 ein zusätzliches Fluidvolumen benötigt. Deshalb
wird das Fluid von der Ausgleichskammer 52 zu der unteren
Arbeitskammer 46 durch die Basisventilanordnung 38,
wie unten näher
beschrieben, fließen.
Wenn der Stoßdämpfer 26 der
Länge nach
zusammengedrückt
wird, muss aufgrund des „Stangenvolumen-Konzepts” ein Überfluss
an Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 entfernt werden.
Deshalb wird das Fluid von der unteren Arbeitskammer 46 durch die
Bodenventilanordnung 38 zu der Ausgleichskammer 52,
wie unten näher
beschrieben, fließen.
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Bezugnehmend
auf 3 umfasst die Kolbenanordnung 32 einen
Ventilkörper 60,
eine Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 und
eine Ausfederungs-Ventilanordnung 64. Die Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 ist
an einer Schulter 66 auf der Kolbenstange 34 montiert.
Der Ventilkörper 60 ist
an der Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 und
die Ausfederungsventilanordnung 64 ist an dem Ventilkörper 60 montiert.
Eine Mutter 68 sichert diese Komponenten an der Kolbenstange 34.
Der Ventilkörper 60 be stimmt eine
Vielzahl von Kompressionsdurchlässen 70 und eine
Vielzahl von Ausfederungsdurchlässen 72.
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Die
Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 umfasst
eine Haltescheibe 84, eine Biege-Vorspannungs-Scheibe 86,
eine oder mehrere Ventilscheiben 88, eine Zwischenscheibe 90,
ein Zwischenstück 92,
eine Einlass-Ventilscheibe 94 und eine optionale Lenden-Scheibe 96.
Die Haltescheibe 84 ist über ein Gewinde oder gleitend
auf der Kolbenstange 34 aufgenommen und zwischen dem Ventilkörper 60 und
der Schulter 66 angeordnet. Die Mutter 68 hält den Ventilkörper 60 und
die Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62,
wobei beim Anziehen der Mutter 68 gewährleistet ist, dass die Biege-Vorspannungs-Scheibe 86,
die Ventilscheiben 88, die Zwischenscheibe 90,
das Zwischenstück 92,
die Einlassventilscheibe 94 und die Lochscheibe 96 nicht zusammengedrückt werden.
Die Haltescheibe 84 ist an der Schulter 66 angeordnet,
wobei durch eine oder mehrere Abstandsscheiben 80, die
zwischen der Haltescheibe 84 und dem Ventilkörper 60 angeordnet
sind, eine festgelegte Menge an Vorspannung für die Ventilscheiben 88 und
die Zwischenscheiben 90 bestimmt ist. Das Zwischenstück 92,
die Einlass-Ventilscheibe 94 und die Lochscheibe 96 können sich
in axialer Richtung bezüglich
der Haltescheibe 84 und der Kolbenstange 34 frei
bewegen, um die Kompressionsdurchlässe 70 zu öffnen und
zu schließen,
während
die Ausfederungsdurchlässe 72 offen gelassen
werden. Der Fluidfluss zu den Ausfederungsdurchlässen 72 wird durch
die Gestalt der Zwischenscheiben 90 und/oder die Gestalt
des Zwischenstücks 92,
das wie in 5 dargestellt eine Vielzahl
von Vorsprüngen 100 aufweist,
gewährleistet.
Die axiale Bewegung dieser Komponenten beseitigt die Notwendigkeit,
dass diese Komponenten gebogen werden, um die Kompressionsdurchlässe 70 zu öffnen, und
gewährleistet
dadurch eine Ventilscheibe mit vollständiger Versetzung für die Ventilanordnung
(full displacement valve disc). Die Lochscheibe 96 umfasst
mindestens eine Aussparung 102, die eine begrenzte Menge
eines Ablaufflusses erlaubt, der an der Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 vorbeifließt. Auch
wenn die Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 mit
Lochscheibe 96 dargestellt ist, liegt es innerhalb des
Bereichs der vorlie genden Erfindung, die Lochscheibe 96 wegzulassen
und keinen Ablauffluss zu gewährleisten,
die Lochscheibe 96 wegzulassen und den Dichtsteg auf dem
Ventilkörper 60 mit
der mindestens einen Aussparung 102 zu gewährleisten,
oder, die Lochscheibe 96 wegzulassen und den Ablauffluss
in der Ausfederungs-Ventilanordnung 64, wie nachstehend
beschrieben, zu gewährleisten.
Während
eines Kompressionsstoßes
wird das Fluid in der unteren Arbeitskammer 46 unter Druck
gesetzt, wodurch der Fluiddruck gegen die Einlass-Ventilscheibe 94 und die
Lochscheibe 96 wirkt. Wenn der Fluiddruck gegen die Einlass-Ventilscheibe 94 und
die Lochscheibe 96 die Vorspannungskraft der Zwischenscheibe 90 übersteigt,
bewegen sich die Einlass-Ventilscheibe 94, die Lochscheibe 96 und
das Zwischenstück 92 in
axialer Richtung bezüglich
der Haltescheibe 84, um die Kompressionsdurchlässe 70 zu öffnen und den
Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 zu der oberen
Arbeitskammer 44 zu ermöglichen.
Während
eines Ausfederungshubs sind die Kompressionsdurchlässe 70 durch
die Einlass-Ventilscheibe 94 und die Lochscheibe 96 geschlossen.
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Die
Ausfederungs-Ventilanordnung umfasst ein Zwischenstück 108,
eine Vielzahl von Ventilscheiben 110 und eine Feder 112.
Die Ventilscheiben 110 liegen an dem Ventilkörper 60 an
und schließen
die Ausfederungsdurchlässe 72,
während
sie die Kompressionsdurchlässe 70 offen
lassen. Die Feder 112 ist zwischen dem Zwischenstück 108 und
der Mutter 68 angeordnet, um die Ventilscheiben 110 gegen
den Ventilkörper 60 vorzuspannen.
Wie gezeigt, umfassen die Vielzahl der Ventilscheiben 110 eine
Ablauf-Ventilscheibe 114, die an dem Ventilkörper 60 anliegt.
Die Ablauf-Ventilscheibe 114 umfasst eine oder mehrere
Ablauf-Aussparungen 116, die eine begrenzte Menge eines
Ablaufflusses vorbei an der Ausfederungs-Ventilanordnung 64 ermöglichen. Auch
wenn die Ausfederungs-Ventilanordnung 64 mit einer Ablauf-Ventilanordnung 114 dargestellt
ist, liegt es innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung,
die Ablauf-Ventilscheibe 114 wegzulassen
und keinen Ablauffluss zu haben, die Ablauf-Ventilscheibe 114 wegzulassen
und den Dichtsteg auf dem Ventilkörper 60 mit der einen
oder den mehreren Aussparungen 116 zu gewährleisten
oder, die Ablauf-Ventilscheibe 114 wegzulassen und den
Ablauffluss in der Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62,
wie oben beschrieben, zu gewährleisten.
Eine der beiden oder beide der Lochscheibe 96 und Ablauf-Ventilscheibe 114 werden
verwendet, falls ein Ablauffluss zu gewährleisten ist. Während eines
Ausfederungshubs wird Fluid in der oberen Arbeitskammer 44 unter
Druck gesetzt, wobei ein Fluiddruck gegen die Ventilscheiben 110 wirkt.
Wenn der Fluiddruck gegen die Ventilscheiben 110 die Biegekraft
der Ventilscheiben 110 und die Vorspannungskraft der Feder 112 übersteigt,
trennen sich die Ventilscheiben 110 von dem Ventilkörper 60,
um die Ausfederungsdurchlässe 72 zu öffnen und
den Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 44 in die untere
Arbeitskammer 46 zu ermöglichen.
Während
eines Kompressionsstoßes sind
die Ausfederungsdurchlässe 72 durch
die Ventilscheiben 110 geschlossen.
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Wie
in 5 dargestellt, umfasst das Zwischenstück 90 die
Vielzahl der Vorsprünge 100,
die ausgebildet sind, an der Einlass-Ventilscheibe 94 anzuliegen.
Die Vielzahl der Vorsprünge
gewährleisten ein
gleichförmiges
Aufbringen der Vorspannungskraft auf die Einlass-Ventilscheibe 94 und
ermöglicht
den Fluidfluss zwischen dem Zwischenstück 92 und der Einlass-Ventilscheibe 94,
um die Kompressions-Durchlässe 70 zu
erreichen. Die 6A zeigt die Zwischenscheibe 90,
die einen ringförmigen
Zentralbereich 104 und eine Vielzahl von Abschnitten 106 aufweist.
Die Anzahl und die Breite der Abschnitte 106 kann derart
gewählt
werden, dass die spezifischen Dämpfungseigenschaften
des Stoßdämpfers 20 gewährleistet
sind. Wie in 6A dargestellt haben die Vielzahl
der Abschnitte 106 alle die gleiche Breite und sind symmetrisch
um den Zentralbereich 104 angeordnet. Der Fluidfluss ist
somit zwischen den Abschnitten 106 gewährleistet, um die Kompressions-Durchlässe 70 zu
erreichen. Die 6B zeigt eine Zwischenscheibe 90', bei der die
Vielzahl der Abschnitte 106 nicht dieselbe Breite aufweisen
und nicht symmetrisch um den Zentralbereich 104 angeordnet
sind, so dass ein asymmetrisches Design geschaffen ist. Dieses asymmetrische
Design kann verwendet werden, um die Dämpfungskurve des Stoßdämpfers 20 abzustimmen.
Die 6C zeigt eine Zwischenscheibe 90'' als ringförmige, volle Scheibe ohne Abschnitte 106.
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Bezugnehmend
auf 4, in der die Basisventilanordnung 38 einen
Ventilkörper 120,
eine Einlass- oder Ausfederungs-Ventilanordnung 122, eine Kompressions-Ventilanordnung 124,
einen Haltebolzen 126 und eine Haltemutter 128 umfasst.
Der Ventilkörper 120 ist
an dem Druckrohr 30 und an der Endkappe 54 durch
einen Preßsitz
oder andere, in der Technik bekannte Mittel befestigt. Die Endkappe 54 ist
an dem Ausgleichsrohr 36 befestigt und bestimmt eine Vielzahl
von Fluiddurchlässen 130,
die eine Verbindung zwischen der Ausgleichskammer 52 und
der Basisventilanordnung 38 gewährleisten. Der Ventilkörper 120 bestimmt
eine Vielzahl von Einlass- oder Ausfederungs-Fluiddurchlässen 132,
eine Vielzahl von Kompressions-Fluiddurchlässen 134 und eine Zentralbohrung 138.
Der Haltebolzen 126 erstreckt sich durch die Zentralbohrung 138 und
steht über
ein Gewinde in Eingriff mit der Haltemutter 128, um sowohl
die Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 als
auch die Kompressions-Ventilanordnung 124 an
dem Ventilkörper 120 zu
befestigen. Auch wenn 4 einen Haltebolzen 126 und
eine Haltemutter 128 zeigt, können auch andere Halter, wie
ein Ventilstift (valve pin), ohne dies hierauf zu begrenzen, verwendet
werden.
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Die
Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 umfasst
eine Haltemutter 128, eine Biege-Vorspannungs-Scheibe 86,
die Vielzahl von Ventilscheiben 88, eine Zwischenscheibe 90,
ein Zwischenstück 92,
eine Einlass-Ventilscheibe 94 und eine Lochscheibe 96.
Der Haltebolzen 126 hält
den Ventilkörper 120 und
die Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122,
wobei das Anziehen der Haltemutter 128 ermöglicht wird,
ohne die Biege-Vorspannungs-Scheibe 86, die Ventilscheiben 88, die
Zwischenscheiben 90, das Zwischenstück 92, die Einlass-Ventilscheibe 94 oder
die Lochscheibe 96 zu verpressen. Die spezifische Vorspannungsmenge wird
für die
Ventilscheiben 88 und die Zwischenscheibe 90 unter
Verwendung von einer oder mehreren Abstandsscheiben 98,
die zwischen der Haltemutter 128 und dem Ventilkörper 120 angeordnet
sind, gewährleistet.
Das Zwischenstück 92,
die Einlass-Ventilscheibe 94 und die Lochscheibe 96 können sich
in axialer Richtung frei bezüglich
der Haltemutter 128 bewegen, um die Ausfederungs-Abschnitte 132 zu öffnen und
zu schließen,
während die
Kompressions-Fluidabschnitte 134 offen bleiben. Der Fluidfluss zu
den Kompressions-Fluiddurchlässen 134 ist
durch die Ausgestaltung der Zwischenscheibe 90 und/oder der
Ausgestaltung des Zwischenstücks 92,
welches die Vielzahl der Vorsprünge 100 umfasst,
wie in 5 dargestellt, gewährleistet. Die axiale Bewegung
dieser Komponenten vermeidet die Notwendigkeit, diese Komponenten
zu biegen, um die Ausfederungs-Abschnitte 132 zu öffnen und
gewährleistet
somit eine Ventilscheibe mit vollständiger Versetzung für die Ventilanordnung.
Die Lochscheibe 96 umfasst die mindestens eine Aussparung 102,
die eine begrenzte Menge eines Ablaufflusses um die Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 ermöglicht. Auch
wenn die Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 mit
einer Blendenscheibe 96 dargestellt ist, liegt es innerhalb
des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, die Lochscheibe 96 wegzulassen und
keinen Ablauffluss zu haben, die Lochscheibe 96 wegzulassen
und den Dichtsteg auf dem Ventilkörper 120 mit mindestens
einer Aussparung 102 zu gewährleisten oder die Lochscheibe 96 wegzulassen und
den Ablauffluss in der Kompressions-Ventilanordnung 124,
wie nachstehend beschrieben, zu gewährleisten.
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Die
Kompressions-Ventilanordnung 124 umfasst eine Vielzahl
von Ventilscheiben 140 und einen Haltebolzen 126.
Die Ventilscheiben 140 sind gegen die untere Fläche des
Ventilkörpers 120 durch
den Haltebolzen 126 und die Haltemutter 128 vorgespannt.
Die Ventilscheiben 140 schließen die Vielzahl der Kompressions-Fluiddurchlässe 134,
wobei die Ausfederungs-Durchlässe 132 offen
bleiben. Wie dargestellt, umfasst die Vielzahl der Ventilscheiben 140 eine
Ablauf-Ventilscheibe 142, wie die an dem Ventilkörper 120 anliegt.
Die Ablauf-Ventilscheibe 142 umfasst
eine oder mehrere Ablaufaussparungen 144, die eine begrenzte
Menge eines Ablaufflusses um die Kompressions-Ventilanordnung 124 herum ermöglicht.
Auch wenn die Kompressions-Ventilanordnung 124 mit
einer Ablaufventilscheibe 142 dargestellt ist, liegt es
innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, die Ablauf-Ventilscheibe 142 wegzulassen
und keinen Ablauffluss zu haben, die Ablauf-Ventilscheibe 142 wegzulassen
und den Dichtsteg auf dem Ventilkörper 120 mit der einen oder
der mehreren Ablauf-Aussparungen 144 zu gewährleisten
oder, die Ablauf-Ventilscheibe 142 wegzulassen und den
Ablauffluss in der Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122,
wie nachstehend beschrieben, zu gewährleisten. Sowohl die Lochscheibe 96 und
die Ablauf-Ventilscheibe 142 oder nur eine der beiden werden/wird
verwendet, wenn der Ablauffluss gewährleistet sein soll. Während eines
Kompressionsstoßes
des Stoßdämpfers 20 steigt
der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 bis der
Fluiddruck innerhalb der Kompressions-Fluiddurchlässe 134 ausreicht,
die Biegekraft der Ventilscheiben 140 zu überwinden.
Wenn die Biegekraft der Ventilscheiben 140 durch den Fluiddruck, der
gegen die Ventilscheiben 140 wirkt, überschritten ist, wird die
Ventilscheibe 140 von dem Ventilkörper 120 weggebogen,
um den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 zu der
Ausgleichskammer 52 zu ermöglichen.
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Wie
in 5 dargestellt, umfasst das Zwischenstück 92 die
Vielzahl der Vorsprünge 100,
die ausgebildet sind, an der Einlass-Ventilscheibe 94 anzuliegen.
Die Vielzahl der Vorsprünge
gewährleistet ein
gleichmäßiges Aufbringen
der Vorspannungskraft auf die Einlass-Ventilscheibe 94 und
ermöglicht
einen Fluidfluss zwischen dem Zwischenstück 92 und der Einlass-Ventilanordnung 94,
um die Ausfederungs-Fluiddurchlässe 132 zu
erreichen.
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Während eines
Kompressionsstoßes
wird das Fluid in der unteren Arbeitskammer 46 unter Druck
gesetzt, wodurch der Fluiddruck gegen die Lochscheibe 96 und
die Einlass-Ventilscheibe 94 der Kompression-Rückschlag-Ventilanordnung 62 wirkt. Wenn
der gegen die Lochscheibe 96 und die Einlass-Ventilscheibe 94 wirkende
Fluiddruck die von den Ventilscheiben 88 und der Zwischenscheibe 90 der
Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 erzeugte
Vorspannungskraft übersteigt,
werden die Ventilscheiben 88 und das Zwischenstück 90 weggebogen
und ermöglichen
eine Axialbewegung des Zwischenstücks 92, der Einlass-Ventilscheibe 94 und der
Lochscheibe 96 der Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62,
wodurch die Kompressions-Durchlässe 70 geöffnet werden,
und den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 zur
oberen Arbeitskammer 44 ermöglichen. Die Stärke der
Ventilscheiben 88 und der Zwischenscheibe 90 und
die Größe der Kompressions-Durchlässe 70 sind
derart gestaltet, eine spezifische Kraftmenge aufzubringen, so dass
die Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 schnell öffnet, um
den Fluidfluss zu ermöglichen,
die Kompressions-Rückschlag-Ventilanordnung 62 trägt jedoch
auch zu den Dämpfungseigenschaften
des Stoßdämpfers 20 bei.
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Aufgrund
des Stangen-Fluss-Konzepts wirkt der Fluiddruck in der unteren Arbeitskammer 46 auch durch
die Kompressions-Fluiddurchlässe 134 gegen die
Ventilscheiben 140. Wenn die Biegekraft der Ventilscheiben 140 durch
den Fluiddruck überschritten ist,
werden sich die Ventilscheiben 140 von dem Ventilkörper 120 wegbiegen,
um den Fluidfluss von der unteren Arbeitskammer 46 zur
Ausgleichskammer 52 zu ermöglichen. Die Gestaltung der
Ventilscheiben 140 und die Größe der Kompressions-Fluiddurchlässe 134 bestimmt
die Dämpfungseigenschaften
für den
Stoßdämpfer 20 während eines
Kompressionsstoßes.
Vor dem Wegbiegen der Ventilscheiben 140 fließt eine
bestimmte Menge des Fluidflusses – Ablaufflusses – von der
unteren Arbeitskammer 46 zur Ausgleichskammer 52 durch
die Aussparung 102 in der Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 und/oder
die Ablauf-Aussparungen 144 in der Ablauf-Ventilscheibe 142 in
der Kompressions-Ventilanordnung 124, falls sie vorgesehen
sind.
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Während eines
Ausfederungsstoßes
ist das Fluid in der oberen Arbeitskammer 44 unter Druck gesetzt,
wodurch der Fluiddruck durch die Ausfederungs-Fluiddurchlässe 72 gegen die Ventilscheiben 110 wirkt.
Wenn die Biegekraft der Ventilscheiben 110 und die Vorspannungskraft
der Feder 112 durch den Fluiddruck überschritten sind, biegen sich
die Ventilscheiben 140 weg von dem Ventilkörper 60,
um den Fluidfluss von der oberen Arbeitskammer 44 in die
untere Arbeitskammer 46 zu ermöglichen. Die Gestalt der Ventilscheiben 110,
der Feder 112 und die Größe der Ausfederungs-Fluiddurchlässe 72 bestimmt
die Dämpfungseigenschaften
für den
Stoßdämpfer 20 während eines
Ausfederungsstoßes.
Vor dem Wegbiegen der Ventilscheiben 110 fließt eine bestimmte
Menge des Fluidflusses – Ablaufflusses –, von der
oberen Arbeitskammer 44 zur unteren Arbeitskammer 46 durch
die Aussparung 102 in der Kompressions- Rückschlag-Ventilanordnung 62 und/oder
die Ablauf-Aussparung 116 in der Ablauf-Ventilscheibe 114 in
der Ausfederungs-Ventilanordnung 64, falls sie vorgesehen
sind.
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Aufgrund
des Stangenvolumenkonzepts muss eine zusätzliche Menge des Fluids von
der Ausgleichskammer 52 in die untere Arbeitskammer 46 fließen. Der
Druckanstieg in der oberen Arbeitskammer 44 verursacht
eine Reduzierung des Fluids in der unteren Arbeitskammer 46,
so dass der Fluiddruck im Ausgleichsbehälter 52 den Fluiddruck
in der unteren Arbeitskammer 46 übersteigt. Dieser Fluiddruck
wirkt gegen die Lochscheibe 96 und die Einlass-Ventilscheibe 94 der
Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122.
Wenn der gegen die Lochscheibe 96 und die Einlass-Ventilscheibe 94 wirkende
Fluiddruck die Vorspannungskraft von den Ventilscheiben 88 und
der Zwischenscheibe 90 der Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 übersteigt,
werden die Ventilscheiben 88 und das Zwischenstück weggebogen,
wodurch eine Axialbewegung des Zwischenstücks 92, der Einlass-Ventilscheibe 94 und
der Lochscheibe 96 der Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 ermöglicht ist,
und die Ausfederungs-Durchlässe 132 geöffnet werden,
und den Fluidfluss von dem Ausgleichsbehälter 52 zu der unteren
Arbeitskammer 46 ermöglichen.
Die Stärke
der Ventilscheiben 88 und der Zwischenscheibe 90 und
die Größe der Ausfederungs-Fluiddurchlässe 132 sind
derart gestaltet, eine spezifische Kraftmenge aufzubringen, so dass
die Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung 122 schnell öffnet, um
den Fluidfluss zu ermöglichen;
die Ausfederungs-Rückschlag-Ventilanordnung
trägt jedoch
auch zu den Dämpfungseigenschaften
des Stoßdämpfers 20 bei.
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Zusammenfassung:
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Eine
Scheiben-Ventilanordnung für
Stoßdämpfer öffnet sich
aufgrund axialer Bewegung einer Ventilscheibe. Die Ventilscheibe
ist gegen einen Ventilkörper
durch eine Ventilfeder vorgespannt. Die Ventilfeder ist ausgestaltet,
um eine asymmetrische Kraft in Umfangsrichtung zu erzeugen, die
die Ventilscheibe gegen den Ventilkörper vorspannt. Die Scheiben-Ventilanordnung
kann als Kolben-Ausfederungs-Ventilanordnung, als Kolben-Kompressions-Ventilanordnung,
als Basisventil-Kompressions-Ventilanordnung oder als Basisventil-Ausfederungs-Ventilanordnung
verwendet werden.