DE1817392B2

DE1817392B2 - Drosselventil für die Erzeugung des Dämpfu ngswiderstandes in einem hydraulischen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE1817392B2
Application number: DE1817392A
Authority: DE
Inventors: Leopold F. 7000 Stuttgart Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-12-30
Filing date: 1968-12-30
Publication date: 1975-09-18
Also published as: GB1292347A; DE1817392A1; US3621951A; FR2027397A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Drosselventil für die Erzeugung des Dämpfunsgwiderstandes in einem hydraulischen Schwingungsdämpfer, das in einem Ventilkörper Dun. hflußöffnungen aufweist, die unter Beeinflussung eines elastomeren. in einer ringförmigen Vertiefung eingebetteten Formkörpers von Ventilplatten derart gesteuert sind, daß bei gleichem Staudruck mit steigender Temperatur der von den Ventilplatten gesteuerte Durchflußöffnungsquerschnitt verkleinert wird.

Die Dämpfungsflüssigkeit von hydraulischen Schwingungsdämpfern zur Dämpfung der Schwingungen des Aufbaus und der Räder von Kraftfahrzeugen besteht in der Regel aus dünnflüssigem, mit Zusätzen vermischtem Mineralöl. Da Kraftfahrzeuge bei Außentemperaturen von - 30 bis +40⁰C benutzt werden, und da sich die Dämpfungsflüssigkeit bei schneller Fahrt über unebene Fahrbahnen stark erhitzt, kann die Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit zwischen -30 und +160° C schwanken. Infolge der großen hierbei auftretenden Viskositätsunterschiede verändert sich der Dämpfungswiderstand stark. Die heute allgemein in Kraftfahrzeugen verwendeten hydraulischen Schwingungsdämpfer haben unmittelbar nach Antritt der Fahrt, nachdem das Fahrzeug beispielsweise über Nacht bei großer Kälte im Freien stand, einen so großen Dämpfungswiderstand, daß eine nicht nur den Fahrkomfort, sondern auch die Fahrsicherheit stark beeinträchtigende Verhärtung der Fahrzeugfederung eintritt. Hingegen wird bei schneller Fahrt über schlechte Wegstrecken an einem heißen Sommmertag die Dämpfungsflüssigkeit so dünn, daß der Dämpfungswiderstand unter ein für die Fahrsicherheit .och vertretbares Maß absinken kann.

Durch die DT-PS 9 42 674 ist eine von außtn versteMbare Ventilanordnung für Teleskopstoßdämpfer mit an den Stirnflächen oder in Ausnehmungen des Arbeitskolbens angeordneten, unter der Wirkung von Federn stehenden Hoch- und Niederdruckventilen bekanntgeworden, auf die ein oder mehrere mit Öffnungen versehene Gewindestellringe einwirken, in deren öffnungen bei einer Endlage des Kollbens feststehende Ansätze eingreifen zwecks Regelung der Dampfungswirkung durch Änderung der Spannung der Ventilfedem beim Verdrehen des Kolbens um seine Achse, wobei in die öffnungen der Stellringe bei herausgezogener Kolbenslange Zapfen eingreifen, die an der Innender der Betätigungsseite zugekehrten DämpzytinderStwnwand angeordnet smd.
t einer solchen von außen verstellbaren Ventdan r wäre es zwar theoretisch möglich, die tempe Viskositätsveränderungen der Dämpso zu kompensieren, daß der Dämp_iaBSSw««c.u».d gleich bleibt, aber das Werfür erforderliche Betätigen des Verstellmechamsmus konnte dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges nicht zugemutet

^M * öS* die deutsche Auslegeschrift Π 48 142 ist ein hydraulischer Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekanntgeworden, bei dem zwischen dem Kolben and der Zyünderbohrung ein Durchfluß-

K soalt for das Dämpfungsmedium vorgesehen ist, der von Plattenventilen gesteuert wird, wobei die Plattenventile unter dem BnHuB eines Schaumpolsters mit in sich geschlossenen Poren stehen, und zwar derart, daß diese Schaumpolster bei Temperaturändeningen des

_M Dämpfungsmediums die Vorspannung der Ventifpiat ten in einer solchen Weise beeinflußt, daß bei gleichem Staudruck mit steigender Temperatur der von den Plat tenveiitilen gesteuerte Kanalquerschniti verkleinert

wird. , ,,

Bei Verwendung einer solchen Vorricmung ware es zwar theoretisch möglich, die temptraturbedingten Viskositätsveränderungen der Dämpfungsflüssigkeit selbsttätig so zu kompensieren, daß der Dämpfungs widerstand gleich bleibt, aber eine solche Vorrichtung kann wegen der bis jetzt noch unerfüllbaren Anforde rungen an die Eigenschaften des Werkstoffes fur die Ventilplatten nicht verwirklicht werden. Selbst der beste und teuerste bis jetzt bekannte Federstahl läßt sich im elastischen Bereich nicht annähernd so verformen, wie es für eine ausreichende Temperaturkompensation notwendig wäre und wie es in F i g. 3 der deutschen Auslegeschrift Π 48 142 dargestellt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Drosselventil für die Erzeugung des Dämpfungswiderstandes in einem hydraulischen Schwingungsdämpfer zu schaffen, dessen Dämpfungswiderstand durch die Viskositätsunterschiede der Dämpfungsflüssigkeit nicht oder nur wenig verändert wird, dessen Raumbedarf so klein ist, daß es auch in Teleskopschwingungsdämpfer von Kleinwagen und Motorrädern eingebaut werden kann, und dessen Funktionstüchtigkeit auch nach vieljähriger starker Beanspruchung nicht nachläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ventilplatten zwischen dem Ventilkörper und einem Halter für die Ventilplatten angeordnet sind, in dem der elastomere Formkörper vorgesehen ist.

Der mit der Erfindung erzielte Hauptvorteil besteht insbesondere darin, daß nur zwei einfache und in Großserie billig herstellbare Teile aufgewendet werden müssen, um einen selbsttätigen Temperaturkompensator von einer großen Funktionstüchtigkeit und einer langen Lebensdauer zu schaffen. Wenn man für den elastomeren Formkörper einen Werkstoff wählt, der im Laufe der Jahre eine geringfügige und kalkulierbare ^olumen^iÄne·durch QueHüng erfährt* dann ist es sogar rtiögncn, die Verhisie auszugleichen, die im Laufe dieser Jähre durch die unvermeidbaren Abnützungen am AUBendurchlfoesser des Dämpfungskölbens und am Arbeiiszyluider auftreütn. Hierdurch ist es möglich, die Gesamtlebensdauer von hydraulischen Schwingungsdämpfern, die bis jetzi noch weit unter der Gesamtlebensdaüer des Kraftfäferzteuges liegt, wesentlich zu erhöhen, Ein Drosselventil gemäß der Erfindung benötigt

(die

!»■> wenig Efabaurauni. daS es auch in|die kleinsten hydraulischen Schwingungsdämpfer von Kleinwagen und Motorrädern eingebaut werden kann.

In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausfühnuigsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgen- s den näher beschrieben werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein Drosselventil gemäß der Erfindung, welches der Hochdruckstufe zugeordnet ist und sich am Kolben eines hydraulischen Schwingungsdämpfers für Kraftfahrzeuge in einer sogenannten Zweirohrausführung befindet Der als Regelorgan verwendete Formkörper beeinflußt die Abstützverhältnisse fur die federnden Ventilplatten bei gleichbleibendem Abstützradius nur in Höhenrichtung. Die Darstellung zeigt die Verhältnisse bei einer Tempeniuir der Dämpfungsflüssigkeit von -30⁰C,

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Drosselventil gemäß F i g. 1, jedoch mit den Verhältnissen, die bei einer Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von + 160⁰C gegeben sind.

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Drosselventils gemäß der Erfindung, welches ebenfalls der Hochdruckstufe zugeordnet ist und sich am Kolben eines hydraulischen Schwingungsdämpfers für Kraftfahrzeuge in einer sogenannten Zweirohrausführung befindet. Der als Regelorgan verwendete Formkörper beeinflußt die Abstützverhältnisse für die federnden Ventillplatten sowohl in Hcken richtung als auch in radialer Richtung. Die Darstellung des Formkörpers auf der Hinken Seite entspricht einer Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von - 30⁰C. während die Darstellung auf der rechten Seite einer Temperatur von + 160°C entspricht.

1 ist der Arbeitszylinder eines hydraulischen Schwingungsdämpfers für ein Kraftfahrzeug, der mit einem Rad verbunden ist, und 7 ist die mit dem Aufbau des Kraftfahrzeuges verbundene Kolbenstange. Der mit Drosselbohrungen 3 versehene Dämpfungskolben 2 ist über das Bett 5, welches als Mutter ausgebildet ist, fest mit der Kolbenstange 7 verbunden. Der Dämpfungs- » derstand des hydraulischen Schwingungsdämpfers kommt durch das Zusammenwirken der Drosselbohrungen 3 mit den federnden Ventilplatten 9. 10, 11 zustande. Um zu erreichen, daß der Dämpfungswiderstand durch die Viskositätsunterschiede der Dämpfungsfiüssigkeit nicht oder nur wenig verändert wird, ist als Regelorgan der elastomere Formkörper 6 vorgesehen, der auch aus einem ölbeständigen Gummi gefertigt sein kann. Er hat ein rhomboidförmiges Profil, dessen obere Spitze die Ventilplatten abstützt Der Formkörper 6 ist am Innendurchmesser, am Außendurchmesser und an der den federnden Ventilplatten 9,10,11 abgewandten Seite vom Bett 5 umschlossen, so daß durch eine Volumenveränderung des Formkörpers 6, die bei einer Veränderung der Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit als Folge der verhältnismäßig großen Wärmeausdehnung seines elastisch verformbaren Werkstoffes auftritt, eine Veränderung der Abstützverhältnisse für die federnden Ventilplatten 9, 10. U zustandekommt, wodurch sich die Federcharakteristik derselben verändert. Diese Veränderung der Federcharakteristik ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt. Der Foimkörper 6 ist in F i g. 1 entsprechend der Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von -30⁰C um das Maß 8 von der untersten federnden Ventilplatte 9 abgerückt, so daß der große Drosselspalt 4 zustandekommt, wenn sich die Kolbenstange mit der Geschwindigkeit des ausfedernden Rades in Pfeilrichtung 13 bewegt. In F i g. 2 hat der Formkörper 6 entsprechend der Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von +160° C ein größeres Volumen, und die Ventilplatten 9,10, H werden so fest an den Dämpfungskolben 2 gedrückt, daß der kleine Drosselspalt 12 zustandekommt. Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2, bei der sich eine Volumenveränderung des Formkörpers 6 auf die Abstützverhältnisse für die federnden Ventilplatten 9, 10. 11 bei gleichbleibendem Abstützradius R nur in Höhenrichtung 8 auswirken kann, ist der in F i g. 3 dargestellte Formkörper 18 nur am Innendurchmesser und an der den federnden Ventilplatten 9,10,11 abgewandten Seite vom Bett 19 umschlossen, so daß eine Volumenveränderung des Formkörpers 18 die Abstützverhältnisse für die federnden Venulplatten 9, 10. 11 sowohl in Höhenrichtung 15 als auch in radialer Richtung 16. 17 verändern kann. Das auf der linken Seite der F i g. 3 dargestellte Profil des Formkörpers 18 entspricht einer Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von - 30⁰C, während das rechts dargestellte Profil bei einer Temperatur von +16O⁰C zustandekommt In Fig.3 sind die federnden Ventilplatten 9, 10, 11 sowohl links als auch rechts in der Lage gezeichnet, die sie beim Einfedern des Rades — das entspricht einer Bewegung der Kolbenstange 7 in Pfeilrichtung 14 — einnehmen. Während des Einfederns des Rades arbeitet das Drosselventil der Niederdruckstufe, das beim sogenannten Zweirohrdämpfer als Bodenventil ausgebildet ist und sich am Boden des Arbeitszylinders befindet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Drosselventil für die Erzeugung des Oämpfungswidemandes in «nein hydraulischen Schwingungsdämpfer, das in einem Venulkörper Durchflußöffnungen aufweist, die unter Beeinflussung eines elastomeren, in einer ringförmigen Vertiefung eingebetteten Formkörpers von Ventilplatten derart ges&tim sind, daß bei gleichem Staudruck mit steigender Temperatur der von den Ventiiplatten gesteuerte Durchflußöffnungsquerschailt verkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatten (9.10, H) zwischen dem Ventiflcörper (2) und einem Halter (5, 19) für die Ventilplatten angeordnet sind, in dem der elcstomere Formkörper {6, 18} vorgesehen ist