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Federscheibenventil, insbesondere für Stoßdämpfer Die Erfindung bezieht
sich auf ein insbesondere für Stoßdämpferkolben bestimmtes Federscheibenventil,
das aus einer oder mehreren übereinanderliegenden, die Drosselöffnungen des Kolbens
ganz oder zum Teil abdeckenden, vorzugsweise im Durchmesser abgestuften, selbsttätig
arbeitenden Ventilfederscheiben besteht, die auf dem den Kolben durchdringenden
Ende der Kolbenstange aufgesteckt und unter Zwischenschaltung einer Einspannscheibe
mittels einer Kontermutter befestigt sind.
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Bei bekannten Federscheibenventilen obiger Art ist die zwischen den
Ventilfederscheiben und der Kontermutter befindliche Einspannscheibe zumeist als
runde Flachscheibe ausgebildet, die in dem durch ihre Längsabmessungen gegebenen
Einspannbereich die Ventilfederscheiben fest gegen die Kolbenoberfläche drückt.
Im Betriebszustand des Stoßdämpfers werden die Ventilfederscheiben durch die die
Drosselöffnungen des Stoßdämpferkolbens passierende Dämpfungsflüssigkeit von ihren
die Drosselöffnungen umgebenden Ventilsitzflächen mehr oder weniger weit abgehoben
und dabei auf Biegung beansprucht. Der Biegewiderstand der Ventilfederscheiben,
der somit von wesentlichem Einfluß auf die Drossel- bzw. Dämpfungscharakteristik
des Stoßdämpfers ist, hängt nicht nur von der Werkstoffbeschaffenheit und der Gestalt
der Federscheiben, sondern auch von der voraufgegangenen Verformungsbearbeitung,
insbesondere der Walzrichtung der Federbleche ab. Daher bereitet die Montage solcher
Federventilscheiben im Hinblick auf die Einstellung einer bestimmten Dämpfungscharakteristik
vielfach nicht unerhebliche Schwierigkeiten. Um diese zu vermeiden, ist es bekannt,
an Stelle runder Einspannscheiben solche von elliptischer oder dreieckförmiger Gestalt
zu verwenden, die innerhalb eines bestimmten Einstellbereiches die Federcharakteristik
der Ventilfederscheiben zu ändern erlauben, und zwar dadurch, daß man die elliptischen
oder dreieckförmigen Einspannscheiben in eine bestimmte Drehlage zu den Ventilfederscheiben
bringt und sie danach durch Anziehen der Kontermutter in dieser Stellung festlegt.
Es hat sich nun aber gezeigt, daß bei den bekannten Federscheibenventilen mit runder
oder elliptischer oder dreieckförmiger Einspannscheibe die Ventilfederscheiben den
bei der Stoßdämpferarbeit auftretenden Dauerbeanspruchungen nicht gewachsen sind,
vielmehr häufig zu Bruch gehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere fürStoßdämpfer
bestimmtes Federscheibenventil zu schaffen, das die vorerwähnten Mängel nicht aufweist
und sich vor allem dadurch auszeichnet, daß es bei verhältnismäßig einfachem Aufbau
sowohl eine verhältnismäßig lange Lebensdauer der Ventilfederscheiben gewährleistet
als auch zugleich die Möglichkeit der Feineinstellung des Federscheibenventils zwecks
Erzielung einer bestimmten Dämpfungscharakteritstik bietet. Das wird erfindungsgemäß
im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Einspannscheibe als Tellerringfeder ausgebildet
ist, deren außerhalb des Einspannbereichs der Kontermutter gelegenen, gewölbten
Umfangsteile durch eine auf der Kontermutter sitzende überwurfmutter mit einstellbar
veränderlichem Auflagebereich gegen die benachbarte Ventilfederringscheibe zu pressen
sind. Auf diese Weise kann also durch mehr oder weniger weites Aufschrauben der
überwurfmutter auf die Kontermutter die als Tellerringfeder ausgebildete Einspannscheibe
in einem kleineren oder größeren Durchmesserbereich mit den Ventilfederringscheiben
zur festen Anlage gebracht werden, wodurch deren Biege-bzw. Dämpfungscharakteristik
im gewünschten Sinne verändert werden kann, zugleich aber die Gewähr dafür gegeben
ist, daß die Ventilfederringscheiben sich während der Dämpfungsarbeit, also während
ihrer Biegeverformung, gleichmäßiger um die Wölbfläche der Tellerringfeder herumbiegen
bzw. sich hier besser anschmiegen können. Dadurch werden die
sonst
an den scharfen Kanten der Einspannscheiben auftretenden Spitzenbeanspruchungen
der Ventilfederscheiben sicher vermieden.
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An dieser Stelle sei erwähnt, daß Stoßdämpfer mit selbsttätig arbeitenden
Drosselventilen bekannt gewesen sind, bei denen die zum Teil als Tellerringfedern
und zum Teil als Kegelfedern ausgebildeten Ventilschließfedern zur Veränderung der
Schließkraft mittels auf der Kolbenstange angeordneter Muttern verstellbar sind,
ohne daß hierzu der Stoßdämpfer ausgebaut werden müßte. Dabei handelt es sich ,aber
bezüglich der die Drosselöffnungen abdeckenden Verschlußstücke nicht um fest am
Kolben eingespannte, federnde Ventilscheiben, sondern um lose auf den Drosselöffnungen
aufsitzende Ventilplatten; die mit Hilfe der durch die Muttern mehr oder weniger
stark vorzuspannenden Teller- oder Kegelfedern mit regelbarem Anpreßdruck gegen
die Drosselöffnungen bzw. Ventilsitzflächen gedrückt werden können. Im Gegensatz
dazu besteht die Aufgabe und deren Lösung bei der vorliegenden Erfindung darin,
das am Kolben fest eingespannte, aus einem oder mehreren federnden Blättchen bestehende
Verschlußstück eines Drosselventils dadurch gegen Bruch zu schützen, daß es sich
bei der Öffnungsbewegung auf der konvexen Seite der als Einspannscheibe dienenden
gewölbten Tellerringfeder abwälzt, die gleichzeitig zur Veränderung des Einspannbereichs
und damit auch der Eigenfederung des Verschlußstückes mehr oder weniger stark gegen
dieses preßbar ist.
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Die als Einspannscheibe dienende Tellerringfeder ist vorzugsweise
rund ausgebildet und liegt mit ihrem von den Ventilfederringscheiben abgebogenen
Rand unmittelbar an der überwurfmutter an. Dabei empfiehlt es sich, die Kontermutter
als mit Innen- und Außengewinde versehene Ringmutter auszubilden, die an ihrer den
Ventilfederscheiben abgewandten Stirnseite Schlitze zum Ansetzen eines Schlüssels
aufweist, während die überwurfmutter zweckmäßig als Sechskantmutter ausgebildet
ist. Ein solches Federscheibenventil kann sehr einfach montiert werden, da man hierzu
lediglich dieVentilfederscheiben und dieTellerringfeder auf das Kolbenstangenende
aufzusetzen hat, danach die Kontermutter aufschraubt und schließlich durch entsprechend
weites Aufschrauben der überwurfmutter auf die Kontermutter die außerhalb des Einspannbereichs
der Kontermutter gelegenen Umfangsteile der Tellerringfeder in einem mehr oder weniger
großen Durchmesserbereich an der benachbartenVentilfederringscheibe zur festenAnlage
bringt.
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Ein Ausführungsbeispiel des neuen Federscheibenventils ist in der
Zeichnung dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 das auf einem Stoßdämpferkolben montierte
Federscheibenventil in axialem Längsschnitt, Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende
Darstellung, jedoch mit stärker vorgespannter Tellerringfeder, und Fig. 3 einen
Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.
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In dem zylindrischen Gehäuse 1 eines mit Dämpfungsflüssigkeit und
vorzugsweise auch mit Druckgas gefüllten Stoßdämpfers ist der auf der Kolbenstange
2 befestigte Dämpfungskolben 3 axial verschieblich geführt. Der Kolben 3 ist mit
Drosselöffnungen 4 für die Dämpfungsflüssigkeit versehen, die im vorliegenden Fall
aus je einem zylindrischen Bohrungsabschnitt 4' und einer im Querschnitt etwa nierenförmigen
Erweiterung 4" bestehen. Die Drosselöffnungen 4 sind jeweils: durch mehrere übereinanderliegende,
im Durchmesser abgestufte Ventilfederringscheiben 5a, 5b, 5c und 5d ganz
oder auch nur teilweise abgedeckt. Die Ventilfederscheiben sind zu beiden Seiten
des Kolbens 3 auf dem im Durchmesser abgesetzten Ende 2' der Kolbenstange 2 angeordnet.
Sie werden hier unter Zwischenschaltung der erfindungsgemäß als Tellerringfeder
ausgebildeten Einspannscheibe 6 mit Hilfe einer auf das Schraubenzapfenende der
Kolbenstange aufgeschraubten Kontermutter 7 gehalten. Der durch die Kontermutter
7 bestimmte Einspannbereich für die Tellerringfeder 6 sowie die Federventilringscheiben
5a bis 5d ist in Fig. 1 mit x1 bezeichnet. Auf der Kontermutter 7,
die als mit Innen- und Außengewinde versehene Ringmutter ausgebildet ist und an
ihrer den Ventilfederringscheiben 5 angewandten Stirnseite Schlitze 8 zum Ansetzen
eines Steckschlüssels od. dgl. aufweist, sitzt eine LUberwurfmutter 9; die zweckmäßig
als Sechskantmutter ausgebildet ist. Die überwurfmutter 9 drückt mit ihrer unteren
Stirnfläche gegen den äußeren Rand der Tellerringfeder 6. Durch mehr oder weniger
weites Aufschrauben der überwurfmutter 9 auf die Kontermutter 7 hat man es in der
Hand, den Auflagebereich derTellerringfeder6 an der benachbarten Fed'erventilringscheibe
5d mehr oder weniger zu vergrößern, so wie das in Fig. 2 dargestellt ist, in der
der vergrößerte Auflagebereich mit x2 bezeichnet ist.
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Da es bei hydropneumatischen Stoßdämpfern üblich ist, an dem dem Kolbenstangendurchtrittgegenüberliegenden
Ende des Dampferzylinders 1 ein hochgespanntes Druckgaspolster vorzusehen, und dabei
die in der Druckstufe, also bei Einfahren der Kolbenstange2 wirksam werdenden Ventilfederringscheiben
5' regelmäßig weniger beansprucht werden als die in der Zugstufe, also bei ausfahrender
Kolbenstange wirksam werdenden Ventilfederplatten 5a bis 5d, ist es
in diesen Fällen ausreichend, wenn die erfindungsgemäß ausgebildete Tellerringfeder
6 zusammen mit der ihren Anpreßbereich festlegenden Überwurfmutter 9 nur auf der
den Ventilfederscheiben 5a
bis 5d zugewandten Kolbenseite angeordnet
wird. Es versteht sich aber, daß es ebensogut auch möglich ist; eine Tellerringfeder
auf der gegenüberliegenden Kolbenseite, also zwischen den hier befindlichen Federventilplatten
5' und der Stützscheibe 10 vorzusehen und letztere mit einem entsprechend ausgebildeten
Außengewinde für eine hier anzuordnende überwurfmutter zu versehen.
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Während der Stoßdämpferarbeit können sich die Ventilfederringscheiben
5a bis 5d gleichmäßig um die hinter ihnen angeordnete Tellerringfeder 6 aufbiegen
bzw. sich an deren Wölbfläche anschmiegen, wodurch ein völlig gleichmäßiges Anheben
der Ventilfederscheiben gewährleistet wird. Gleichzeitig ermöglicht aber die überwurfmutter
9 die Federcharakteristik der Ventilscheiben im gewünschten Sinne voreinzustellen.
Auch ist es one weiteres möglich, durch vorübergehendes Lockern- der Kontermutter
7 die Ventilfederscheiben 5 a bis 5 d gegenseitig zu verdrehen, um auf diese
Weise etwaige Unterschiede im Biegewiderstandsverhalten der Ventilfederscheiben
ausgleichen zu können. Das erfindungsgemäße Federscheibenventil kann auch bei Stoßdämpfern
mit fest eingebautem Drosselsteg sowie überall dort mit Vorteil verwendet werden,
wo es - wie z. B. bei hydraulischen Anlagen und Leitungssystemen - auf eine dauerhafte,
leicht vorzunehmende Feineinstellung der Drosselung von Flüssigkeitsströmen ankommt.