DE1909884A1

DE1909884A1 - Federscheibenventil,insbesondere damit ausgeruesteter Stossdaempferkolben

Info

Publication number: DE1909884A1
Application number: DE19691909884
Authority: DE
Inventors: Carbon Christian Bourcier De
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1969-10-02
Also published as: ES364680A1; FR1563215A; US3605801A

Description

34, Chemin des Cottages

ffedersoheibenventil. insbesondere damit ausgerüsteter Stoßdämpf erfcolb en.

Die Erfindung betrifft ein ]?ederscheibenventil, das generell für hydraulische Schwingungsdämpfer oder auch hydropneumatisch^ Abstützungen bestimmt ist, insbesondere aber einen' damit ausgerüsteten Stoßdämpferkolben für Fahrzeugs to ß- bzw. -schwingungsdämpfer.

JiS sind bereits Stoßdämpferkolben mit einem in beiden Richtungen wirkenden tfedersciieibenventil bekannt, das eine oder mehrere paketartig angeordnete kreisringförmige Ventilfederscheiben besitzt, die durch einfache Randabstutzung zwischen zwei konzentrisch angeordneten Ventilsitzflächen gehalten sind und den J'lüssigkeitsdurchlaß in beiden Richtungen dadurch steuern, daß sie sich dabei mit ihrem entsprechenden Rand entweder von der einen oder anderen Ventilsitzfläche unter entsprechender Durchbiegung abheben. Weiterhin ist dabei auch ein permanenter JTlüssigkeitsdurchlas vorgesehen, der aus mehreren, in die äußere Ventilsitzflache eingearbeiteten Kerben oder ifuten oder aber auch aus in den Ventilfederringseheiben vorgesehenen Bohrungen besteht.

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Solche Stoßdämpferkorben.mit einem derartigen in beiden -.■:■■; Richtungen-wirkenden Federscheibenventil haben sich in der Praxis bereits hervorragend bewährt, zumal sie einen guten Fahrkomfort gewährleisten.

Ausgehend von diesem vorbekannten Sederscheibenventil bzw. damit ausgerüsteten Sto.ßdämpferkolben liegt der ^: Erfindung die Aufgabe zugrunde,- diese in Bezug auf die Ausbildung ihres permanenten Flüssigkeitsdurchlasses sowie auch hinsichtlich der Beanspruchung der Ventilfederscheiben noch wesentlich zu verbessern. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung vor, daß der permanente Flüssigkeitsdurchlaß aus einem schmalen, ringsum entweder durchgehend oder unterbrochen verlaufenden Ringspalt besteht, der zwischen dem Innenumfangsrand der Yentilfederringscheibe und dem Außenumfangsrand einer zentral angeordneten, dünnen Rondelle liegte Auf diese Weise kann der permanente Flüssigkeltsdurchlaß nicht nur auf sehr einfache Weise erzeugt werden_s sondern es hat sich darüber hinaus gezeigt, daß sich ein derart beschaff ener permanenter Flüssigkeitsdurchlaß auch außerordentlich günstig auf das betriebliche Verhalten des Stoßdämpfers und damit den Fahrkomfort auswirkt.

Nach einem weiteren für die vorliegende Erfindung sehr wesentlichen Merkmal -ist nur eine einzige Ventilfederring- ...; scheibe vom Außendurchmesser D vorgesehen und diese auf einem Kreis mit dem Durchmesser d an der äußeren Ventilsitzfläche so abgestützt, daß der Quotient -^- größer oder gleich 15$> ist. Dadurch kann, wie weiter unten noch dargelegt wird,

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der Ermüdungs- und Bruchneigung der Ventilfederscheibe wirksam begegnet und eine entscheidende Verbesserung ihrer Lebensdauer erzielt werden.

Weitere Merkmale nach der/Erfindung seien anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei zeigen

Pig. 1 die Unteransicht eines Ötoßdämpferfcolbenkör-

pers, der zu dem in den

Mg. 2 und 3 im Schnitt dargestellten StoBdämpferkorben 'gehört,
Fig. 4 und 5 die Schnittansicht bzw. Draufsicht

auf eine Kolben-Stützplatte bestimmter Ausführungsform, während " · .Pig. 6 und 7 die entsprechenden Ansichten auf eine

Kolben-Stützplatte abgeWandelter Ausführungsform wiedergeben.

Der dargestellte, mit einem erfindungsg'emäß beschaffenen hydraulisch arbeitenden Federscheibenventil versehene Stoßdämpferkolben besteht im wesentlichen aus den vier folgenden, auf dem abgesetzten Ende TV der KoLbenstange P zentrisch angeordneten Teilen: \

1* dem festen scheibenförmigen Kolbenkörper P, der von den großen Durchtrittsöffnungen 0 für den freien Durchlaß der Dämpfungsflüssigkeit (Öl) durchdrungen ist und einen axial . vorspringenden zylindrischen Randflänsch J aufweist, der die äußere Ventilsitzfläche für die kreisringförmige Ventilfederscheibe C bildet, die sich daran mit dem äußeren Teil

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ihrer Oberseite abzustützen vermag, wie das "E±g. 3 zeigt}

2. dem zentral angeordneten Stützkörper A, der die innere Ventilsitzfläche bildet, auf der die Ventilfederscheibe C mit dem Innenumfang ihrer Unterseite etwa gemäß. Fig. 2 aufzuliegen vermag; . ■ "..-'■

3'. der kreisringförmigen, aus Lederstahl bestehenden Ventilfedersoheibe G und ·

4. der Rondelle R, die zwischen dem Kolbenkörper P und dem Stützkörper A eingespannt ist und einen Außendurchmesser besitzt, der kleiner ist als die zentrale Öffnung in der Ventilfederscheibe C. Die Scheibendicke der Rondelle R ist 'vorzugsweise geringer als die der Ventilfederscheibe Cy. damit letztere mit gewisser Vorspannung zwischen dem Kolben^- körperflansch J und dem Stützkörper A eingespannt gehalten werden kann. Die Rondelle R wird vorzugsweise durch einfaches Ausstanzen aus einem entsprechend dünnen Blech hergestellt»

Der Kolbenkörper P, die Rondelle R und der Stütskörper A werden zusammen mit der Ventilfederscheibe 0 auf dem abgesetzten Kolbenstangenende T' durch .die Schraubmutter M sicher W gehalten. - - . ,.-.-.-.

Die Arbeitsweise dieses Stoßdämpferkolbens veranschau=> liehen die Fig. 2 und 3» Während der Kompressionsbewegung · des Kolbens (Fig. 2) stützt sich die Ventilfederscheibe C ■; mit der Unterseite ihres Innenumfangsrandes auf dem Stützkprper A ab, wobei sie sich konisch durchbiegt und dadurch , zwischen ihrer Oberseite- und dem Kolbenkörperflansch J den notwendigen freien Drosselquerschnitt für die Durchströmung des Öls liefert. Während der Ausfahrbewegung der Kolbenstange

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T (Fig/3) stützt sich, die Ventilfederscheibe C an dem Kolbenkörperflansch J ab, biegt sicli dadurch nach oben konisch auf und gibt somit zwischen ihrer Unterseite und den benachbarten Randflächen der Rondelle R sowie des Stütz- - ' _ körpers A den entsprechenden Flüssigkeitsdurchlaß-Querschnitt frei. ' -

Nach einem ersten, für die vorliegende Erfindung wesentlichen Merkmal wird für die Schaffung des im Hinblick auf den Fahrkomfort notwendigen permanenten Flüssigkeitsdurchlasses das zwischen dem Innendurchmesser der Ventilfederscheibe C und dem Außendurchmesser der Rondelle R vorhandene Spiel, d.h. der hler befindliche Ringspalt S ausgenutzt. Der permanente Flüssigkeitsdurchlaß wird also von dem verhältnismäßig schmalen Ringspalt S zwischen der Rondelle R und der Ventilfederscheibe G gebildet, wobei die Richtung der diesen Ringspalt S passierenden Ölstrahlen praktisch parallel zur Kolbenachse verläuft. Eine solche Technik wirkt sich außerordentlich günstig; für den Fahrkomfort aus und bietet darüber hinaus den Vorteil, daß der permanente Flüssigkeitsdurchlaß sehr einfach zu realisieren ist.

Damit der Ringspalt S als permanenter Durchlaß arbeiten kann, müssen im Stützkörper A entsprechende Flüssigkeits- .. durchtrittsöffnungen vorgesehen-werden. Eine bevorzugte Ausführungsform dafür ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt., wo im Stützkörper A ein dem permanenten Ringspalt' S zugewandt liegender Ringkanal G- vorgesehen ist, der auf seiner dem Ringspalt S abgewandten Seite in mehrere Einzelkanäle G· übergeht* Diese können, wie Fig. 5 zeigt, vorzugsweise trapez-

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BADORIQiNAU,

förmigen Querschnitt.-besitzen. Die einzelnen; Kanäle G¹ sind\ ,:· .hier durch die fortlaufenden Nummern T^-bis 8 bezeichnet«

Eine andere Ausführungsmöglichkeit für die im Stützkörper A Torhandenen Plüssigkeitsdurohtrittsöffnungen ist in den Pig* 6 und 7 dargestellt, wo.sie aus zahlreichen auf einem gemeinsamen Kreis liegenden Einaalbohrungen H besteh®n. Der permanente llüssigkeitsdurchlaß zwischen der Hondelle E und der Ventilfederscheibe C wird in diesem Falle also nicht von einem ringsum durchgehend verlaufenden■■ Ringspalt gebildet sondern von einer Anzahl jeweils unterbrochener s'chmaler\. Ringschlitze, die zwischen dem Ringspalt S und den ihm"zugewandten Mündungen der Kanäle H liegen. ^

Die vorbeschriebene Technik für die Ausbildung des permanenten Flüssigkeitsdurchlasses läßt eine sehr beachtliche Steigerung des Fahrkomforts erzielen. Sie gewährleistet, aber dann keinen permanenten Durchlaß von exakt vorbestiMmtem Querschnitt, wenn das Federventil G aus mehreren paketartig übereinanderliegenden Ventilfederscheiben besteht j weil dann die Ventilfederscheiben nicht immer streng zueinander zentriert bleiben. Um diese Schwierigkeit₉ die sich aus der erwähnten unkontrollierten Veränderung des permanenten iTüssigkeitsdurchlaßguerschnittes ergeben kann-₉. zu vermeiden^ ist es daher von Vorteil, nur eine einzige Ventilfederscheibe G zu verwenden. Wenn man nun aber nur eine einzige Ventilfe- ..--.-■ derscheibe dafür behutzt,so isf deren Ermüdungsgefahr relativ groß und es kann zu VentilfederScheibenbrüchen kommen, sofern man nicht besondere Maßnahmen ergreift, beispielsweise besonde-

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BAD ORIGINAt

re Endanschläge für die Begrenzung der Ventilscheibendurchbiegung vorsieht.

Hier kommt nun ein weiteres erfinderisches Merkmal zur Anwendung, das die Ermüdungsgefahr der Ventilfederscheibe beträchtlich verringert und seine Bruchneigung reduziert, ohE. das man zu entsprechenden Begrenzungsanschlägen'greifen müßte. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß man für die Außenabstutzung der Ventilfederscheibe 0 an dem vorspringenden Randflansch J des Kolbenkörpers P einen Abstützkreis wählt, dessen Durchmesser d wesentlich kleiner als

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der Außendurchmesser D der Ventilfederscheibe ist.

Das Studium der Verteilung der hydrodynamischen Drücke über die Oberfläche der Ventilfederscheibe während der Kolbenbewegungen zeigt in der Tat, daß für den gleichen Widerstandskoeffizienten des. Kolbens und für die gleiche auf die Kolbenstange ausgeübte Kraft die Ermüdung-s neigung der Ventilfederscheibe C sehr schnell abnimmt ,,sofern man den Durchmesser d des auf dem Kolbenkörperflansch J vorhandenen Stützkreises verringert bei konstant 'bleibendem Ventil-... scheiben-Außendurchmesser D. Dieses ist sowohl bei der |

Kompressionsbewegung des Kolbens als auch bei dessen Expansionsbewegung der Fall. Erfindungsgemäß soll daher die Abstützung der Ventilfederringscheibe G vom Außendurchmesser D, auf dem Stützkreis mit dem Durchmesser-d des Kolbenflansches J bzw. der äußeren Ventilsitzflache so

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gewählt werden, daß der Quotient ; -^y- größer oder gleich 157° ist. . .

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Claims

Ϊ909884 Patentansprüche 8 ' . ;

1.jFederscheibenventil, insbesondere damit ausgerüsteter Stoßdämpferkolben, mit mindestens einer kreisrlngförmigen Ventil-■ federscheibe, die durch einfache Randabstutzung zwischen zwei konzentrisch angeordneten Ventilsitzflächen gehalten ist und den Flüssigkeitsdurchlaß in beiden Richtungen dadurch steuert, daß sie sich dabei mit ihrem entsprechenden Rand entweder ^₁' von der einen oder anderen Ventilsitzfläche unter entsprechender Durchbiegung abhebt, wobei weiterhin ein permanenter Flüssigkeitsdurchlaß vorgesehen ist, da d u r ο h ge kennzeichnet, daß der permanente Fltissigkeitsdurchlaß aus einem schmalen, ringsum entweder durchgehend oder unterbrochen verlaufenden Ringspalt (S) besteht ₉ der zwischen dem Innenumfangsrand der Ventilfederringscheibe, (σ) und dem Außenumfangsrand einer zentral angeordneten, dünnen Rondelle (R) liegt.

2. Federscheibenventil j insbesondere damit ausgerüsteter Stoß« ■ dämpf erkolben nach Anspruch 1, d ad u r c h g e k e η η *-."■■■ zeichnet , daß eine einzige Ventilfederringechsibe : (0) vom Außendurchmesser (D) vorgesehen und diese auf einem Kreis mit dem Durchmesser (d) der äußeren Ventilsitzfläche (J) so abgestützt ist, daß'der Quotient ■ T größer·oder • . gleich 15^ ist. :

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3. Stoßdämpferkolben nach den Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus einem mit FlüssigkeitsdurchlaßÖffnungen sowie einem axial, vorspringenden, die äußere Ventilsitzfläche "bildenden Randflansch versehenen Kolbenkörper, der zusammen mit einer Rondelle und einem die innere Yentilsitzflache bildenden sowie die Venti-lfederringscheibe tragenden Stützkörper auf dem äußeren abgesetzten Ende einer Stoßdämpfer-Kolbenstange fest,verschraubt ist, d a d ure h g e k e η η ζ e i c h net, daß der Stützkörper (A) mit in Höhe des permanenten Flüssigkeits-Ringspaltes (S) ausmündenden FlüssigkeitsäurchtrittsÖffnungen (G- bzw. H) versehen ist.

4. Stoßdämpferkolben nach Anspruch 3, da du roh g e kenn ζ e i c h η e t , daß die Flüssigkeitsdurchtrittsöffnungen im Stützkörper (A) aus einem dem permanenten Ringspalt zugewandt liegenden Ringkanal (Gr) bestehen, der auf ■seiner abgewandten Seite in mehrere z.Bo trapezförmige Binzelkanäle (G-' ) übergeht_o

5« Stoßdämpferkolben nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkeitsdurchtritts-Öffnungen im Stützkörper (A) aus zahlreichen, auf einem gemeinsamen Kreis -liegenden Einzelbohrungen (H) bestehen.

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