DE1817392C3

DE1817392C3 - Drosselventil für die Erzeugung des Dämpfungswiderstandes in einem hydraulischen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE1817392C3
Application number: DE19681817392
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1968-12-30
Publication date: 1976-04-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Drosselventil für die Erzeugung des Dämpfunsgwiderstandes in einem hydraulischen Schwingungsdämpfer, das in einem Ventilkörper Durchflußöffnungen 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 vermisch-Λ°^οι Mineralöl. Da Kraftfahrzeuge bei Außentemperaturen von —30 bis +40°C benützt 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 noch vertretbares Maß absinken kann.

Durch die DT-PS 9 42 674 ist eine von außen verstellbare Ventilanordnung für Teleskopstoßdämpfer mit an den Stirnflächen oder in Ausnehmungen des Arbeitskolbens angeordneten, unter der Wirkung von Federn stehenden Hoch- und Niederdruckventilen bekannigeworden, auf die ein oder mehrere mit öffnungen versehene Gewindestellringe einwirken, in deren öffnungen bei einer Endlage des Kolbens feststehende Ansätze eingreifen zwecks Regelung der Dämpfungswirkung durch Änderung der Spannung der Ventilfedem beim Verdrehen des Kolbens um seine Achse, wobei in die öffnungen der Stellringe bei herausgezogener Kolbenstange Zapfen eingreifen, die an der Innen

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45 seite der der Betätigungsseite zugekehrten Dampfungszylinder-Stirnwand angeordnet sind.

Mit einer solchen von außen verstellbaren Ventilanordnung wäre es zwar theoretisch möglich, die temperaturbedingten Viskositätsveränderungen der Dämp fungsflüssigkeit so zu kompensieren, daß der Däinpfungswiderstand gleich bleibt, aber das hierfür erforderliche Betätigen des Verstellmechanismus könnte dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges nicht zugemutet

werden.

Durch die deutsche Auslegeschrift 11 48 142 ist ein hydraulischer Schwingungsdämpfer, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekanntgeworden, bei dem /wischen dem Kolben und der Zylinderbohrung ein Durchfluüspalt für das Dämpfungsmedium vorgesehen ist, der von Plattenventilen gesteuert wird, wobei die Plattenventile unter dem Einfluß eines Schaumpolsters mit in sich geschlossenen Poren stehen, und zwar derart, daß diese SchaumpoJster bei Temperaiuränderungcn des Dämpfungsmediums die Vorspannung der Ventilplatten in einer solchen Weise beeinflußt, daß bei gleichem Staudruck mit steigender Temperatur der von den Plattenventilen gesteuerte Kanalquerschnitt verkleinert wird.

Bei Verwendung einer solchen Verrichtung wäre es zwar theoretisch möglich, die temperaturbedingten Viskositätsveränderungen der Dämpfungsflüssigkeit selbsttätig so zu kompensieren, daß der Dämpfungswiderstand gleich bleibt, aber eine solche Vorrichtung kann wegen der bis jetzt noch unerfüllbaren Anforderungen an die Eigenschaften des Werkstoffes für 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 Fig. 3 der deutschen Auslegeschrift 11 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 Teleskopschwingungsdämpu.r von Kleinwagen und Motorrädern eingebaut werden kann, und dessen Funktionstüchtigkeit auch nach vieljähriger starker Beanspruchung nicht nachläßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, 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 Volumenzunahme durch Quellung erfährt, dann ist es sogar möglich, die Verluste auszugleichen, die im Laufe dieser Jahre durch die unvermeidbaren Abnützungen am Außendurchmesser des Dämpfungskolbcns und am Arbeitszylinder auftreten. Hierdurch ist es möglich, die Gesüintlebensdauer von hydraulischen Schwingungsdämpfer^ die bis jetzt noch weit unter der Gesamtlebensdauer des Kraftfahrzeuges liegt, wesentlich zu erhöhen. Ein Drosselventil gemäß der Erfindung benötigt

to wenig Linbauraum. daß es auch in die kleinsten hydraulischen Schwingungsdämpfer von Kleinwagen und Motorrädern eingebaut werden kann.

In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeig!

Fig.! einen Längsschnitt durch ein Diosselv-ntil gemäß der Erfindung, welches der Hochdrucksuiie 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 Ventilplatten bei gleichbleibendem Absiüt/radius nur in Höhenrichtung. Die Darstellung zeigt die Verhältnisse bei einer Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von — J(C¹C,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch ein Drosselventil gemäß Fig.), jedoch mil den Verhältnissen, die bei einer Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von + 160°C gegeben sind.

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausfuhrungsform 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 Abstüizvcrhältnis se für die federnden Ventilplatten sowohl in Höhenrichtung als auch in radialer Richtung. Die Darstellung des Formkörpers auf der linken Seite entspricht einer Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit von - 30'C. während die Darstellung auf der rechten Seite einer Temperatur von -t- 160^aC entspricht.

1 ist der Arbeitszylinder eines hydraulischen Schwingungsdämpfers i'ür 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 Muller ausgebildet ist, fest mit der Kolbenstange 7 verbunden. Der Dämpfungswiderstand des hydraulischen Schwingungsdämpfers kommt durch das Zusammenwirken der Drosselbohrungcn 3 mit den federnden Ventilplatten 9, 10, 11 zustande. Um zu erreichen, daß der Dämpfungswiderstand durch die Viskositätsunterschiede der Dämpfungsflüssigkeit 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, des-

sen obere Spitze die Vemilplatten abstützt. Der Formkörper 6 ist am Innendurchmesser, am Außendurchmesser und an der den federnde;! 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 \erhältnismälJig großen Wärnieausdehnung seines elastisch verformbaren Werkstoffes auftritt, eine Veränderung der Absiüt/verhältnisse für die federnden Veniilplatten 9. 10, 11 /ustandekommi, wodurch sich die Federcharakierisuk derselben verändert. Diese Veränderung der Fedcrcharakterisiik ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt. Der Formkörper 6 ist in Fig.! entsprechend der Temperatür der Dämpfungsflüssigkeit von - 30 C um das Maß 8 von der untersten federnden Veniiiplatte 9 abgerückt, so daß der große DroS'.elspall 4 /ustandekomnit. wenn sich die Kolbenstange mit der Geschwindigkeit des ausfedernden Rades in Pfeilruhmng IJ beweg!, in F i g. 2 hat der Formkörper 6 entsprechend der "leiiperaiur der Dämpfungsflüssigkeit von + IbO' C ein größeres Volumen, und die Ventilplatten 9. i0. 11 werden so fest an den Dämpfungskolben 2 gedrückt, daß der kleine Drosselspalt 12 zustandekommt. Im Gegensatz /u der Ausführungsform nach den F i g. i und 2, bei der sich eine Volumenveränderung des Fonnkörpers 6 aui die Abstützverhälmis'-e fur die federnden Ventilplatten 9. f0, 11 bei gleichbleibendem Abstutzradius R nur in Höhenrichtung 8 auswirken kann, ist eier in F ι y. 3 dargestellte Formkörper 18 nur am Innendurchmesser und an der den federnden Ventilplaiien 9. 10. 11 a hg·: Wj ι kite n Seite \()in Bett 19 umschlossen, so daß eine Volumenveränderung des Formkörpers 18 die Abstüizw. hältnisse für die federnden Ventilplaiien 9. 10, Il so wohl 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 Formkorpcrs 18 einspricht einer Temperatur der Dämpfungsflüssigkeit \c,p - 30C, während das rechts, dargestellte Profil bei einer Temperatur von +160 C zustandekommt. In F ig ϊ sind die federnden Ventilplatten 9. 10. 11 sowohl links als auch rechts in der Lage gezeichnet, die sie beim Einfedern des Rades — das entsprich! 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 Dämpfungswiderstandes in einem hydraulischen Schwingungsdämpfer, das in einem Ventilkörper Durchflußöffnungen 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatten (9, 10, 11) zwischen dem Ventilkörper (2) und einem Halter (5, 19) für die Ventilplatten angeordnet sind, in dem der elastomere Formkörper (β, it) vorgesehen ist.