DE19624897A1 - Dämpfventil mit veränderbarer Dämpfkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dämpfventil mit veränderbarer Dämpfkraft entspre­ chend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein solches Dämpfventil ist aus der DE 42 08 886 A1 bekannt. Der wesentliche Vorteil des Ventils liegt darin, daß als Notbetriebseinstellung auch eine von der maximal harten Einstellung abweichende Dämpfkraftkennlinie vorgesehen sein kann. Bei den beschriebenen Dämpfventilen besteht aber das Problem, daß die Größe des Durchflußquerschnitts bei der Notbetriebseinstellung deutlich von den Toleranzen einiger Bauteile abhängig, wo bei sich die Toleranzen in ihrer Auswir­ kung addieren.

Ein Dämpfventil nach der Bauart der DE 39 17 064 A1 weist dieses Problem nicht auf. Bei diesem Dämpfventil wurde ein separater Bypass vorgesehen, der in der Notbetriebseinstellung wirksam wird. Die Notbetriebseinstellung wird durch zwei Sitzventile definiert, wobei ein Ventilsitz in seiner Wirkung als ein hydrauli­ scher Schalter betrachtet werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Lösung für die beschrie­ bene Problematik zu finden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem für die Ventilposition der Notbetriebseinstellung ein Anschlag vorgesehen ist, über dessen Lage relativ zum Anker ein Durchlaßquerschnitt für die Notbetriebseinstellung definierbar ist. Ein separater Anschlag bietet eine individuelle Notbetriebseinstellung. Im Gegen­ satz zum aufgezeigten Stand der Technik müssen die eingesetzten Ventile nicht unbedingt in der Sitzventilbauform ausgeführt sein. Mit dem Anschlag wird ein Bypass überflüssig.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Anschlag axial verschiebbar, bei­ spielsweise mittels einer Stellschraube. Damit ergibt sich eine stufenlose Einstel­ lung des Notbetriebsventilteils. Toleranzen bei den Einzelbauteilen lassen sich gänzlich kompensieren.

Es ist vorgesehen, daß das Dämpfventil innerhalb eines Gehäuse einer Absperr­ ventileinrichtung angeordnet ist, wobei die Stellschraube das Gehäuse durch­ dringt, so daß ein Zugang von außerhalb der Absperrventileinrichtung möglich ist. Aufgrund dieser konstruktiven Maßnahme kann die Justierung noch vorgenom­ men werden, wenn das gesamte Ventil bereits montiert ist.

Nach einem vorteilhaften Unteranspruch weist der Anker ein Notbetriebsventilteil und ein Normalbetriebsventilteil weist, die wechselseitig mit jeweils einer Steuer­ kante zusammenwirken. Für eine wegunabhängige Größe der Notbetriebseinstel­ lung weist der Notbetriebsventilteil eine Notbetriebskonstantdrossel auf, wobei die Notbetriebskonstantdrossel kleiner ist als ein sich der Notbetriebskonstantdrossel anschließender Durchtrittsquerschnitt an der Steuerkante des Normalbetriebsven­ tilteils.

Dabei ist der maximale Durchmesser des Ankers höchstens so groß wie der Durchmesser der Stellschraube und der Ventilteil des Ankers, der jenseits beider Steuerkanten liegt, ist als ein Schieberventil ausgeführt, so daß der Anker nach Entfernen der Stellschraube aus dem Dämpfventil entnommen werden kann. Für eine unabhängige Einstellung der Notbetriebseinrichtung liegt zwischen der Stellschraube und dem der Stellschraube zugewandten Ende des Ankers in der Notbetriebseinstellung ein axialer Abstand vor. Der Abstand bildet den Einstellbe­ reich des Anschlags.

Des weiteren weist die Stellschraube eine Lagerstelle für den Anker auf. Zusam­ men mit einer weiteren Lagerstelle am anderen Ende des Ankers ergibt sich eine sehr gute Führung.

Des weiteren weist der Anschlag Schnapphaken auf, die eine Anschlagdichtung vorspannen, die einen Ankerrückraum zur Umgebung des Dämpfventils abdichtet.

Alternativ zum verstellbaren Anschlag ist der Anschlag als ein Einlegering ausge­ führt, der in Bewegungsrichtung des Ankers bei der Notbetriebseinstellung des Dämpfventils angeordnet ist. Gerade bei Großserien ergibt sich eine Standardein­ stellung, die angestrebt wird. Für diese Standardeinstellung läßt sich mit gutem Erfolg auch ein in seiner Höhe abgestimmter Anschlag verwenden.

Im Hinblick auf einen geringen Verschleiß sowie zur Vermeidung unliebsamer Ge­ räusche besteht der Anschlag aus einem elastischen Werkstoff. Dabei soll der Anschlag aus einem Werkstoff mit niedriger relativer Permeabilität bestehen, damit ein magnetischer Fluß bzw. die daraus resultierende Kraftwirkung kein Haf­ ten des Ankers am Anschlag mit sich bringt. Als angestrebte Größe ist für die relative Permeabilität ≈1 anzusehen.

Des weiteren ist vorgesehen daß das veränderbare Dämpfventil von einem Vor­ stufenventil angesteuert wird, indem das Dämpfventil über eine Öffnung mit ei­ nem Steuerraum in Verbindung steht, wobei über den Druck im Steuerraum eine Schließkraft auf den Absperrventilkörper ausgeübt wird und der Druck im Steuer­ raum von der Größe eines Drosselquerschnitts abhängt, der mittels des Aktuators in seiner Größe veränderbar ist, wobei der Drosselquerschnitt des Vorstufenven­ tils für das Dämpfventil den Voröffnungsquerschnitt beeinflußt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Schwingungsdämpfer in Gesamtdarstellung,

Fig. 2 Schnitt durch eine Absperrventileinrichtung,

Fig. 3 Schnitt durch das Vorstufenventil der Absperrventileinrichtung,

Fig. 4 Absperrventileinrichtung mit festem Anschlag für die Notbetriebseinstel­ lung,

Fig. 5 Vorstufenventil mit wegunabhängiger Notbetriebseinstellung,

Fig. 6 Dämpfkraftkennlinienfeld der Absperrventileinrichtung,

Fig. 7 Dämpfkraftkennlinien des Einlaufventils.

In Fig. 1 weist ein Schwingungsdämpfer einen Zylinder 1 auf, in dem eine Kol­ benstange 3 axial beweglich angeordnet ist. Eine Führungs- und Dichtungsein­ heit 7 führt die Kolbenstange 3 aus dem oberen Ende des Zylinders heraus. In­ nerhalb des Zylinders 1 ist an der Kolbenstange 3 eine Kolbeneinheit 9 mit einer Kolbenventilanordnung 11 befestigt. Das untere Ende des Zylinders 1 ist durch eine Bodenplatte 13 mit einer Bodenventilanordnung 15 abgeschlossen. Der Zy­ linder 1 wird von einem Behälterrohr 17 umhüllt. Das Behälterrohr 17 und ein Zwischenrohr 5 bilden einen Ringraum 19, der eine Ausgleichskammer darstellt. Der Raum innerhalb des Zylinders 1 ist durch die Kolbeneinheit 9 in eine erste Arbeitskammer 21a und eine zweite Arbeitskammer 21b unterteilt. Die Arbeits­ kammern 21a und 21b sind mit Druckflüssigkeit gefüllt. Die Ausgleichskam­ mer 19 ist bis zu dem Niveau 19a mit Flüssigkeit und darüber mit Gas gefüllt. Innerhalb der Ausgleichskammer 19 ist eine erste Leitungsstrecke, nämlich eine Hochdruckteilstrecke 23, gebildet, welche über eine Bohrung 25 des Zylinders 1 mit der zweiten Arbeitskammer 21b in Verbindung steht. An diese Hoch­ druckteilstrecke schließt sich eine seitlich an dem Behälterrohr 17 angebaute Ab­ sperrventileinrichtung 27 an. Von dieser führt, nicht dargestellt, eine zweite Lei­ tungsstrecke, nämlich eine Niederdruckteilstrecke, in die Ausgleichskammer 19.

Fährt die Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 nach oben aus, verkleinert sich die obere Arbeitskammer 21b. Es baut sich in der oberen Arbeitskammer 21b ein Überdruck auf, der sich nur durch die Kolbenventilanordnung 11 in die untere Ar­ beitskammer 21a abbauen kann, solange die Absperrventileinrichtung 27 ge­ schlossen ist. Wenn die Absperrventileinrichtung 27 geöffnet ist, so fließt gleich­ zeitig Flüssigkeit von der oberen Arbeitskammer 21b durch die Hochdruckteil­ strecke 23 und die Absperrventileinrichtung 27 in die Ausgleichskammer 19. Die Dämpfcharakteristik des Schwingungsdämpfers beim Ausfahren der Kolbenstan­ ge 3 ist also davon abhängig, ob die Absperrventileinrichtung 27 mehr oder we­ niger offen oder geschlossen ist. Dabei kann die Einstellbarkeit der Absperrventi­ leinrichtung gestuft oder stufenlos erfolgen.

Wenn die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 einfährt, so bildet sich in der unteren Arbeitskammer 21a ein Überdruck. Flüssigkeit kann von der unteren Arbeits­ kammer 21a durch die Kolbenventilanordnung 11 nach oben in die obere Arbeits­ kammer 21b übergehen. Die durch das zunehmende Kolbenstangenvolumen in­ nerhalb des Zylinders 1 verdrängte Flüssigkeit wird durch die Bodenventilanord­ nung 15 in die Ausgleichskammer 19 ausgetrieben. In der oberen Arbeitskam­ mer 21b tritt, da der Durchflußwiderstand der Kolbenventilanordnung 11 geringer ist als der Durchflußwiderstand der Bodenventilanordnung 15, ebenfalls ein stei­ gender Druck auf. Dieser steigende Druck kann bei geöffneter Absperrventilein­ richtung 27 durch die Hochdruckteilstrecke 23 wiederum in den Ausgleichs­ raum 19 überfließen. Dies bedeutet, daß bei geöffneter Absperrventileinrich­ tung 27 der Stoßdämpfer auch beim Einfahren dann eine weichere Charakteristik hat, wenn die Absperrventileinrichtung 27 geöffnet ist und eine härtere Charak­ teristik, wenn die Absperrventileinrichtung geschlossen ist, genauso wie beim Ausfahren der Kolbenstange. Festzuhalten ist, daß die Strömungsrichtung durch die Hochdruckteilstrecke 23 des Bypasses immer die gleiche ist, unabhängig da­ von, ob die Kolbenstange ein- oder ausfährt.

Die Fig. 2 beschränkt sich in ihrer Darstellung auf die Absperrventileinrich­ tung 27. Diese ist durch einen Rohrstutzen 29 mit einem Anschlußstutzen 31 des Behälterrohres 17 verbunden. Die Hochdruckteilstrecke 23 wird von dem Zwischenrohr 5 gebildet, das eine Verbindungsöffnung zur Absperrventileinrich­ tung 27 aufweist. Die Verbindungsöffnung des Zwischenrohres 5 verfügt über einen eingeklipsten Zwischenring 35, der eine Anbindung an ein Hauptstufen­ ventil 37 bildet.

Das Hauptstufenventil 37 umfaßt innerhalb eines Hauptstufenventilgehäuses 39 eine Feder 41, die einen Absperrventilkörper 43 gegen einen Absperrventilsitz 45 vorspannt. Der Absperrventilsitz 45 ist Bestandteil eines Scheibenkörpers 47, der das Hauptstufenventilgehäuse 39 endseitig begrenzt. Die Feder 41 stützt sich an einer Rückwand 49 des Hauptstufenventilgehäuses 39 ab, wobei die Rückwand mit dem Hauptstufenventilgehäuse 39 und dem Scheibenkörper 47 einen Steuer­ raum 51 bilden. Die Auslegung der druckbeaufschlagten Flächen am Hauptstu­ fenventil 37 erfolgt nach dem Grundsatz, daß die ventilöffnenden Flächen größer sein müssen als die ventilschließenden. Folglich muß bei einer Anströmung des Hauptstufenventils 37 über einen Zentralkanal 53 innerhalb des Zwischenroh­ res 5 stets eine Abhubbewegung des Absperrventilkörpers 43 ausgeführt wer­ den, wenn die Federkraft der Feder 41 überschritten ist. Das Hauptstufenventil­ gehäuse 39 stellt eine unabhängige Montageeinheit dar, die einer eigenständigen Überprüfung unterzogen werden kann.

Innerhalb des Zentralkanals 53 ist ein Einlaufventil 55 angeordnet. Das Einlauf­ ventil 55 besteht aus einem Einlaufquerschnitt 57, der von mindestens einer Ventilscheibe 59 abgedeckt wird. In der Darstellung wurde eine Schnittebene durch einen Einlaufquerschnitt und einen Steg des Einlaufventils gelegt. Es kön­ nen mehrere Einlaufquerschnitte zur Anwendung kommen, die von den Ste­ gen 55a im Einlaufventil getrennt werden. Mit dem Einlaufventil wird in Zug- und in Druckrichtung bei einem Geschwindigkeitsbereich des Dämpfmediums, bei dem das Hauptstufenventil und/oder das Vorstufenventil geöffnet ist/sind, eine Dämpfkraft erzeugt, so daß insgesamt die Dämpfkraftkennlinie in diesem Ge­ schwindigkeitsbereich tendenziell auf eine größere Dämpfkraft angehoben wird, ohne daß am Kolben- und am Bodenventil zusätzlich Anstrengungen unternom­ men werden müssen, da wie beschrieben die Absperrventileinrichtung für beide Bewegungsrichtungen der Kolbenstange wirksam ist.

Die Ventilscheibe(n) wird/werden von einem an sich bekannten Niet 61 am Ein­ laufventil gehalten. Dazu bilden die Stege 55a eine Öffnung 55b. Die Stege ver­ fügen im Bereich der Öffnung über keine Verbindung in Umfangsrichtung. Prak­ tisch zentrieren die Stirnflächen der Stege den Niet 61, wobei anstelle eines Niets auch eine Schraube eingesetzt werden kann. Über eine Veränderung der Schir­ mung der Ventilscheibe(n) kann die Dämpfkraftkennlinie des Einlaufventils den Erfordernissen angepaßt werden. Es kann auch ein Voröffnungsquerschnitt 57a oder eine Vordrossel mittels einer zusätzlichen Vordrosselscheibe 59a für einen progressiven Dämpfkraftkennlinienbereich des Einlaufventils ausgeführt sein. Für die Ventilscheibe(n) ist eine vom Absperrventilkörper 43 unabhängige Ventilsitz­ fläche 63 in den Scheibenkörper eingearbeitet.

Die Steuerung des Hauptstufenventils 37 übernimmt ein Vorstufenventil 65. Da­ zu fließt das Dämpfmedium durch eine Öffnung 43a des Absperrventilkörpers 43 in Richtung des Vorstufenventils. Die Öffnung 43a und der Einlaufquerschnitt 57 sind radial beabstandet, um den Staudruck des aus dem Hauptstufenventil aus­ strömenden Dämpfmediums nicht voll auf das Vorstufenventil wirken zu lassen. Das Vorstufenventil ist in der Fig. 3 vergrößert dargestellt. Dieses Vorstufenventil wird von einem Aktuator in Form einer Magnetspule 67 in Verbindung mit einem Anker 69 in seiner Einstellposition verändert. Der Anker besteht aus einem ma­ gnetisch leitfähigen Ringkörper 71, in dem ein nichtmagnetisierbarer Achskör­ per 73 angeordnet ist. Der Achskörper ist als ein Rohr ausgeführt, so daß der Anker als hydraulisch druckausgeglichen betrachtet werden kann. An dem dem Hauptstufenventil zugewandten Ende des Achskörpers ist das eigentliche Vorstu­ fenventil ausgeführt. Das Vorstufenventil verfügt über einen Ventilteil 75 für den Normalbetrieb und einen Ventilteil 77 für den Notbetrieb der Absperrventileinrich­ tung. Der Normalbetriebsventilteil 75 kann wahlweise als ein Sitz- oder Schieber­ ventil ausgeführt sein. Der Notbetriebsventilteil 77 ist als ein Schieberventil aus­ gebildet und wirkt mit einer Steuerkante 79 zusammen, wobei die Steuerkan­ te 79 einem Ventilsitz 81 für den Normalbetriebsventilteil gegenüber liegt. Daraus folgt, daß in dem Maße, wie sich der Durchtrittsquerschnitt vom Notbetriebsven­ tilteil verkleinert, muß sich der Durchtrittsquerschnitt des Normalbetriebsventilteils vergrößern. Ein Mindestdurchtrittsquerschnitt für den Notbetrieb kann durch eine Kerbe 79a in der Steuerkante oder im Notbetriebsventilteil 77 bestimmt werden. Man muß bei dieser Betrachtung berücksichtigen, daß ab einer bestimmten Größe des Durchtrittsquerschnitts für den Normalbetriebsventilteil keine Änderung in der Vorsteuerwirkung mehr eintritt. Diese Größe wird durch den Hubweg bestimmt. Daraus folgt, daß man über den Hubweg die beiden Ventilteile 75; 77 in ihrer Wirkung unabhängig gestalten kann. Dazu bedient man sich eines Federsat­ zes 83, der in diesem Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgeführt ist. Man könnte auch eine einteilige Feder verwenden, wenn diese Feder eine unlineare Federrate aufweist, d. h., daß mit zunehmendem Federweg die Federrate ansteigt. Bei der vorliegenden Version hat man die beschriebene unlineare Federrate durch zwei Federn realisiert, die deutlich unterschiedliche Einzelfederraten aufweisen. Eine längere Feder mit einer kleinen Federrate liegt stets am Achskörper an und spannt diesen gegen die Magnetkraft oder im Notbetrieb gegen einen An­ schlag 85 vor. Die kürzere Feder wirkt nur, wenn sich der Anker im Normalbe­ trieb befindet. Ansonsten besteht zwischen dem Achskörper und der kürzeren Feder kein Kontakt. Der Anschlag 85 definiert durch seine Stellung den Durch­ trittsquerschnitt beim Notbetrieb, da sich der Ringkörper 71 mit seiner Rückseite am Anschlag abstützt. Der Anschlag besteht aus einem nichtleitenden Werkstoff mit einer relativen Permeabilität ≈1, so daß keine Verluste für den magnetischen Fluß und kein Verkleben des Ankers mit dem Anschlag auftreten. Hinter dem An­ schlag ist eine Anschlagdichtung 87 ausgeführt, die einen Ankerrückraum 89 zur Umgebung abdichtet. Des weiteren besteht der Anschlag bevorzugt aus einem elastischen Werkstoff.

Hinter dem Anschlag 85 ist eine Stellschraube 91 angebracht, die sich über ein Gewinde zusammen mit dem Anschlag axial zum Ringkörper verstellen läßt. Mit Hilfe dieser Stellschraube kann bei einer fertigmontierter Absperrventileinrichtung der Durchtrittsquerschnitt für den Notbetrieb stufenlos eingestellt werden, ohne daß dadurch das Normalbetriebsventilteil nennenswert beeinflußt wird, da die Ventilteile über den Hub in Verbindung mit den besonderen Federn 83 getrennt sind. Dazu liegt zwischen der Stellschraube 91 und dem der Stellschraube zuge­ wandten Ende des Ankers ein axialer Abstand 91a vor. Zwischen der Stell­ schraube und dem Anschlag ist mittels Schnapphaken 85a eine Verbindung her­ gestellt, die die Anschlagdichtung 87 vorspannt. Alternativ kann auch eine Schraub- oder Preßverbindung verwendet werden.

Zur Einstellung des Normalbetriebsventilteils dient eine Federstützplatte 93, die ebenfalls über ein Gewinde in ihrer axialen Lage verändert werden kann. Es wird zwar auch die Feder für den Notbetriebsventilteil verändert, doch hat das, wie be­ reits mehrfach beschrieben, aufgrund der geringen Federrate kaum Einfluß auf das Ventilverhalten des Notbetriebsventilteils 75.

Als weiteres Mittel für die Einstellung des Vorstufenventils dient eine Einstellein­ richtung in der Ausführung eines magnetischen Leitkörpers 95, der im Bereich einer magnetischen Engstelle 97 angeordnet ist. In dem Maße wie der Leitkörper in Richtung des Ringkörpers 91 mittels eines Gewindes 95a verschoben wird, um so weniger wird die magnetische Engstelle wirksam. Durch diese Maßnahme kann der magnetische Fluß mit seiner Kraftauswirkung auf den Ringkörper gegen die Kraft der Feder 83 zielgerichtet angepaßt werden, so daß sich Toleranzen, die die Kraftwirkung auf den Anker beeinflussen könnten, kompensieren lassen.

Zur besseren Einstellbarkeit verfügt der Leitkörper über Werkzeugflächen 99, in die ein Einstellwerkzeug eingeführt werden kann. Damit verfügt die gesamte Ab­ sperrventileinrichtung über drei unabhängige Einstellmittel, die das Betriebsverhal­ ten des Vorstufenventils und damit der Absperrventileinrichtung beeinflussen können.

Die gesamte Absperrventileinrichtung 27 ist, wie Fig. 2 zeigt, innerhalb eines Ge­ häuses 101 angeordnet, das u. a. einen Deckel 103 und eine topfförmige Auf­ nahme 105 aufweist. Dabei bildet das Gehäuse einen Teil des Rückschlußkörpers für den magnetischen Fluß, dessen Kraft zur Einstellung des Ankers genutzt wird. Die Aufnahme bildet einen Teil des Steuerraums 51 sowie einen Abfluß 107 des Steuerraums in die Ausgleichskammer 19. Des weiteren stellt die Aufnahme die Gewindeverbindung für die Federstützplatte 93 und eine erste Lagerstelle 109 für den Achskörper 73. Eine zweite Lagerstelle 111 enthält die Stellschraube 91, die im Deckel eingeschraubt ist. Die beiden Lagerstellen liegen in Relation zur Ge­ samtgröße des Vorstufenventils weit auseinander, so daß die Zentrierfunktion der beiden Lagerstellen als ausgesprochen gut bewertet werden kann. Der Ringkörper des Ankers befindet sich etwa in der Mitte des Achskörpers 73. Unvermeidliche Querkräfte wirken sich gleichmäßig auf beide Lagerstellen aus. Zu dem sind die Durchmesser der Lagerstellen eher klein ausgeführt, damit die Reibungskräfte auf einem besonders niedrigen Niveau liegen.

Die Kräfte des magnetischen Flusses sind so gerichtet, daß sie den Anker gegen den Federsatz 83 nach unten in Richtung des Hauptstufenventils verschieben. Dazu ist an der Aufnahme 105 ein optimierter Übergang an dem der ersten La­ gerstelle 109 zugewandten Ende des Ringkörpers ausgeführt. Damit die Wirkung des magnetischen Flusses ausschließlich der Kraftentfaltung auf den Anker zu Gute kommt, ist zur Vermeidung eines magnetischen Kurzschlusses ein Isola­ tor 113 unmittelbar an der Aufnahme im Bereich der ersten Lagerstelle angeord­ net. Der Isolator besteht aus einem nichtleitenden Werkstoff und verhindert da­ mit einen Übertritt des magnetischen Flusses von der Aufnahme auf einen Hül­ senabschnitt 115 des Deckels 103. Zwischen dem Hülsenabschnitt und dem Ringkörper 71 des Ankers liegt ein größerer Spalt 71a vor, der die Führung ein­ deutig auf die beiden Lagerstellen 109; 113 beschränkt. Ein Kontakt zwischen dem Anker und dem Hülsenabschnitt ist ausgeschlossen. Für einen guten Über­ gang des magnetischen Flusses steht aber eine relativ große Umfangsfläche am Ringkörper 71 zur Verfügung. Der Isolator umfaßt u. a. eine erste Dich­ tung 113a, die zur Aufnahme 105 gerichtet ist. Es schließt sich der eigentliche Isolator 113b an, dem eine zweite Dichtung zum Hülsenabschnitt beigefügt ist. Es werden zwei Dichtungen 113c verwendet, da bei Verwendung einer einzigen Dichtung die Möglichkeit besteht, daß aufgrund der Vorspannung und der damit verbundenen Verformung der Dichtung ein Kontakt mit dem Ringkörper des An­ kers auftritt. Der eigentliche Isolator 113b verfügt über einen kleineren Innen­ durchmesser als der Ringkörper 71. Damit ist ein Kontakt zwischen einer der Dichtungen und dem Ringkörper ausgeschlossen. Auch die Magnetspule 67 wur­ de dem Isolator angepaßt. So verfügt die Magnetspule über einen nasenförmigen Ansatz 67a, der garantiert, daß die Dichtung 113c keinesfalls in einen gedachten Spalt zwischen der Magnetspule und der Aufnahme 105 verdrängt werden kann, da versetzte Kontaktflächen vorliegen. Längenänderungen der Spule oder inner­ halb der Verspannungskette aus Hülsenabschnitt 115 und dem Isolator 113 in­ folge von Wärmedehnungen werden ohne Entstehung eines Spaltes ausgegli­ chen.

Das gesamte Gehäuse der Absperrventileinrichtung 27 wird durch eine Verrol­ lung 119 oder durch einen Sicherungsring 121 zusammengehalten. Diese Bau­ einheit stützt sich auf einem Absatz des Rohrstutzens 29 ab. Zur axialen Fixie­ rung des Gehäuses dient ein weiteren Sicherungsring 123, der in eine Rast­ nut 125 des Rohrstutzens eingreift und damit eine Schnappverbindung bildet. In der rechten Ausführungsform des Sicherungsringes ist eine Demontage nicht möglich. Die linke Variante des Sicherungsringes verfügt über einen Betätigungs­ bügel 127, dessen Enden in eine Aussparung des Gehäuses 101 bringbar sind, so daß eine willkürliche Öffnung der Absperrventileinrichtung möglich ist.

In diesem Zusammenhang ist interessant, daß die Durchmesser des Leitkör­ pers 95 und der Stellschraube 91 geringfügig größer sind als der Außendurch­ messer des Ringkörpers 71. Des weiteren ist zu beachten, daß der Durchmesser des eigentlichen Vorstufenventils nicht größer ist als der der ersten Lagerstel­ le 109 und das Notbetriebsventil 77 als ein Schieberventil ausgeführt ist. Damit kann der Anker aus der Absperrventileinrichtung entfernt werden, ohne daß das gesamte Ventil geöffnet und zerlegt werden muß. Die getrennte Einstellbarkeit der Vorstufenventilteile wird u. a. dadurch vereinfacht, daß die beiden auf den Anker einwirkenden Spannmittel jeweils an verschiedenen Enden wirksam sind. Der Anschlag 85 wird an dem der Magnetspule zugewandten Ende und die Fe­ derstützplatte an dem der Hauptstufe zugewandten Ende eingestellt. Die äußere Feder kann auch nicht aus der Absperrventileinrichtung herausfallen, da die Steu­ erkante 79 einen Anschlag darstellt.

In der Fig. 4 ist eine im Vergleich zur Fig. 2 vereinfachte Ausführung dargestellt, die anstelle einer Stellschraube einen festen Anschlag 85 aufweist, der als ein Einlegering nicht einstellbar ist, sehr wohl aber für eine Fahrzeugserie auf eine bestimmte Höhe abgewandelt werden kann. Ein Vorteil der Ausführung der Fig. 4 zur Fig. 2 ist darin zu sehen, daß der Deckel 103 den Ankerrückraum 89 voll­ ständig abschließt. Der Deckel umfaßt auch den Bereich, der ansonsten von der Stellschraube 91 abgedeckt wird. Folglich benötigt man keine Anschlagdich­ tung 87 wie in Fig. 2. Die Einstellbarkeit hinsichtlich des Normalbetriebs des Vor­ stufenventils 65 sowie des Leitkörpers 95 ist völlig identisch mit der Funktion nach Fig. 2.

Die Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt aus den Fig. 3 oder 4, da diese Ausgestaltung des Querschnitts für die Notbetriebseinstellung unabhängig von der Art des An­ schlags für den Anker 69 ist. Die Steuerkante 79 stellt zusammen mit dem Rohr­ körper des Ankers 69 ein Sperrventil in Schieberbauweise dar. Sobald die schwä­ chere Feder des Federsatzes 83 den Anker in die Notbetriebsstellung verschoben hat, geht der Anker mit der Steuerkante 79 in Überdeckung, so daß dieser Strö­ mungsweg blockiert ist. Dafür steht eine Notbetriebskonstantdrossel 77a zur Ver­ fügung, deren Querschnitt kleiner ist als der sich der Notbetriebskonstantdrossel anschließender Querschnitt an der Steuerkante 81 des Normalbetriebsventils 75. Der große Vorteil dieser Lösung für das Notbetriebsverhalten liegt darin, daß un­ vermeidliche Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Ventilteile ausgeglichen werden kann, da als Ausgleichsweg 77b die Überdeckung von der Steuerkante 79 bis zum Ausgang der Notbetriebskonstantdrossel zur Verfügung steht.

In Fig. 6 ist der Einfluß der Einstellungen auf die Dämpfkraftkennlinien verdeut­ licht. Die dargestellte Dämpfkraftkennlinienschar ist typisch für diese Absperr­ ventileinrichtung. Der Bereich vom Ursprung der Kennlinienschar bis zu den Knickpunkten wird vom Vorstufenventil beeinflußt. Bei der Justierung des Vor­ stufenventils werden zunächst bei einer geringen und einer großen Bestromung Meßpunkte Q/p vorgegeben, die für die gewünschte Einstellung signifikant sind. Beispielsweise wird zuerst der Meßpunkt M_P1 überprüft. Wird die angestrebte Kennlinie über- oder unterschritten, so läßt sich der Meßpunkt durch axiales Ver­ schieben der Federstützplatte 93 bezogen auf den vorgegebenen Q-Wert anheben oder absenken bzw. bei einem vorgegebenen p-Wert parallel zur Ordinate ver­ schieben. Damit werden sämtliche Vorstufenkennlinien beeinflußt. Es kann sein, daß der Meßpunkt M_P2 bei I_max eine zu große Kraftwirkung erkennen läßt. Durch Herausdrehen des Leitkörpers 95 kann der magnetische Fluß und damit die Kraf­ tentfaltung auf den Anker abgesenkt werden. Damit wird eine Verlagerung des Meßpunktes von der Richtungsänderung wie bei der Einstellung der Federstütz­ platte erreicht, wobei die Verlagerung bei den verschiedenen Kennlinien in Ab­ hängigkeit der Stromwerte der einzelnen Vorstufenkennlinien unterschiedlich aus­ fällt. Prinzipiell gilt, daß bei einer großen Bestromung die Änderung der Vorstu­ fenkennlinie deutlicher ausfällt als bei einer Kennlinie mit einer kleineren Bestrom­ ung. Daraus folgt, daß mit dem Leitkörper eine Spreizung des gesamten Vorstu­ fenkennfeldbereichs vorgenommen werden kann. Diese Art der Einstellung zwi­ schen dem Leitkörper und der Federstützplatte muß ggf. wiederholt werden, da ein gegenseitiger Einfluß dieser beiden Einstellungen vorliegt.

Nachdem die Einstellungen für den Normalbetrieb abgeschlossen sind, kann durch ein Verdrehen der Stellschraube 91 die Notbetriebseinstellung vorgenom­ men werden. Dazu wird über die Stellschraube der Anschlag 85 verschoben, bis eine gewünschte Kennlinie erreicht ist. Diese Kennlinie kann nach Belieben einge­ stellt werden, beispielsweise eine mittlere, aber auch eine, die eher in Richtung hart oder weich tendiert.

Man darf sich durch die Bezeichnung I=0 innerhalb des Kennfeldes nicht irritie­ ren lassen, denn die Kennlinie I=0 kann natürlich auch vom Normalbetriebsventil erreicht werden. Es ist zu beachten, daß die Kennlinie dann von verschiedenen Ventilteilen innerhalb des Vorstufenventilteils erzeugt wird. Die Einstellung I=0 hat keinen Einfluß auf die bestromten Kennlinien.

Die Fig. 7 zeigt realisierbare Dämpfkraftkennlinien des Einlaufventils unabhängig vom Hauptstufenventil. Die Dämpfkennlinie kann durch eine entsprechende Aus­ gestaltung sehr variabel gehalten werden. So ist zum Beispiel der Einfluß des Voröffnungsquererschnitt 57a deutlich ausgeprägt, wobei der Steigungswinkel durch eine entsprechend größere Öffnung flacher gehalten werden kann. Es schließt sich dem Kennlinienteil des Voröffnungsquerschnitt ein eher degressiv verlaufender Kennlinienast an. Dieser Kennlinienteil ist einzig von der Art der Vor­ spannung der Ventilscheiben abhängig, sowie von der Kraftkennlinie der Ventil­ scheibe, sofern sie als eine Tellerfeder ausgelegt ist. Man kann selbstverständlich bei Bedarf auch eine im wesentlichen linear verlaufende Kennlinie erhalten, wenn man auf einen Voröffnungsquerschnitt verzichtet und die Ventilscheiben 59 praktisch plan einbaut. Die gestrichelte Kennlinie zeigt den Einfluß der Vordros­ selscheibe 59a, die bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten einen starken An­ stieg der Dämpfkraft bewirkt.

Das Einlaufventil 55 und das Hauptstufenventil 37 sind hydraulisch in Reihe an­ geordnet. Daraus ergibt sich die Möglichkeit das Hauptstufenventil ganz gezielt zu modellieren. Die durch die Reihenschaltung erzielte Wirkung läßt sich leicht vorhersehen. Man erstellt ein gewünschtes Kennlinienfeld der Absperrventilein­ richtung. In dieses Kennlinienfeld zeichnet man das Kennlinienfeld des Haupt- und des Vorstufenventils ein. Die Dämpfkraftunterschiede müssen von dem Einlauf­ ventil erzeugt werden. Beispielhaft ist der umgekehrte Weg in den Fig. 5 und 6 an einem Punkt mit dem Volumenstrom Q₇ dargestellt. Der Volumenstrom Q₇ in Fig. 6 ergibt den Dämpfkraftbetrag F_Q71. Bei demselben Volumenstrom erhält man mit dem Einlaufventil 55 den Dämpfkraftbetrag F_Q72. Die einfache Addition der beiden Einzeldämpfkraftbeträge ergibt dann den gemeinsamen Dämpfkraftbe­ trag F_Q7 wie in Fig. 6 dargestellt. Der Einsatz des Einlaufventils ist immer dann besonders interessant, wenn die charakteristische Dämpfkraftkennlinien des Vor- und des Hauptstufenventils den Erfordernissen nicht entsprechen, d. h., daß in der Regel ein bestimmter Dämpfkraftwert nicht erreicht wird. Beispielsweise be­ steht der Bedarf nach relativ flachen Hauptstufenkennlinien, die aber bei beson­ ders großen Volumenströmen Q_x eine größere Dämpfkraft erzeugen sollen, um z. B. ein Radflattern zu verhindern. Häufiger wird eine etwas größere Dämpfkraft im Kennlinienbereich des Vorstufenventils gewünscht. In diesem Fall läßt sich sehr gut die in der Fig. 7 dargestellte Dämpfkraftkennlinie verwenden, die gerade bei geringen Volumenströmen eine Dämpfkraftanhebung bewirkt, ansonsten aber die Kennlinien gleichmäßig anhebt.

Man muß sich vor Augen halten, daß mit dem Einlaufventil der Wunsch nach eine härteren Dämpfkraftkennlinie ohne eine größere Bestromung der Magnetspule erzielt werden kann. Je steiler die Kennlinie des Vorstufenventils sein soll, um so stärker muß die Magnetspule bestromt werden, denn die Magnetspule bewirkt mit größerer Bestromung eine Schließbewegung des Vorstufenventils.

Claims (14)

1. Dämpfventil, insbesondere für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen mit Dämpfmedium gefüllten Zylinder, in dem eine Kolbenstange mit einem Kolben axial beweglich ausgeführt ist und der Kolben den Zylinder in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei das Dämpfventil über eine Magnetspule in Verbindung mit einem Anker verstellbar ausgeführt ist und eine Notbe­ triebseinstellung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ventilposition der Notbetriebseinstellung ein Anschlag (85) vorge­ sehen ist, über dessen Lage relativ zum Anker (69) ein Durchlaßquer­ schnitt (77) für die Notbetriebseinstellung definierbar ist.

2. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (85) in seiner Position axial einstellbar ist.

3. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (85) mittels einer Stellschraube (91) in seiner Position ein­ stellbar ist.

4. Dämpfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfventil innerhalb eines Gehäuses (101) einer Absperrventilein­ richtung (27) angeordnet ist, wobei die Stellschraube (91) das Gehäuse durchdringt, so daß ein Zugang von außerhalb der Absperrventileinrichtung möglich ist.

5. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (69) ein Notbetriebsventilteil (77) und ein Normalbetriebsventil­ teil (75) aufweist, die wechselseitig mit jeweils einer Steuerkante (79; 81) zusammenwirken.

6. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Notbetriebsventilteil (77) eine Notbetriebskonstantdrossel aufweist, wobei die Notbetriebskonstantdrossel kleiner ist als ein sich der Notbetriebs­ konstantdrossel anschließender Durchtrittsquerschnitt an der Steuerkante des Normalbetriebsventilteils.

7. Dämpfventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der maximale Durchmesser des Ankers (69) höchstens so groß ist wie der Durchmesser der Stellschraube (91),
daß der Ventilteil (77) des Ankers (69), der jenseits beider Steuerkan­ ten (79; 81) liegt, als ein Schieberventil ausgeführt ist, so daß der Anker nach Entfernen der Stellschraube aus dem Dämpfventil entnommen werden kann.

8. Dämpfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Stellschraube (91) und dem der Stellschraube zugewandten Ende des Ankers (69) in der Notbetriebseinstellung ein axialer Abstand (91a) vorliegt.

9. Dämpfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (91) eine Lagerstelle (111) für den Anker (69) auf­ weist.

10. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (85) Schnapphaken (85a) aufweist, die eine Anschlagdich­ tung (87) vorspannen, die einen Ankerrückraum (89) zur Umgebung des Dämpfventils abdichtet.

11. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (85) als ein Einlegering ausgeführt ist, der in Bewegungs­ richtung des Ankers zur Notbetriebseinstellung des Dämpfventils angeordnet ist.

12. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (85) aus einem elastischen Werkstoff besteht.

13. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (85) aus einem Werkstoff mit niedriger relativer Permeabili­ tät besteht.

14. Dämpfventil Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderbare Dämpfventil (37) von einem Vorstufenventil (65) ange­ steuert wird, indem das Dämpfventil über eine Öffnung (43a) mit einem Steuerraum (51) in Verbindung steht, wobei über den Druck im Steuerraum eine Schließkraft auf den Absperrventilkörper (43) ausgeübt wird und der Druck im Steuerraum von der Größe eines Drosselquerschnitts (75; 77) ab­ hängt, der mittels eines Aktuators (67; 69) in seiner Größe veränderbar ist, wobei der Drosselquerschnitt des Vorstufenventils für das Dämpfventil den Voröffnungsquerschnitt beeinflußt.