DE19712895A1 - Schwingungsdämpfer mit richtungsabhängigem Voröffnungsquerschnitt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem Dämpfventil, dessen Voröffnungsquerschnitte richtungsabhängig wirksam sind.

Die DE 44 10 996 C1 beschreibt einen Schwingungsdämpfer, dessen Zylinder­ rohr durch einen an einer Kolbenstange befestigten Kolben in zwei Arbeitsräume unterteilt wird, wobei der Kolben einen Kolbenkörper umfaßt, mit Flüssigkeits­ durchtrittskanälen, die von Ventilscheiben auf Auflagekörpern mit Ventilauflage­ flächen abgedeckt werden, und der Kolbenkörper mittels mindestens eines Kol­ benringes in Gleitverbindung mit dem Zylinderrohr und scheibenförmig ausgeführt ist, wobei ausgehend von einem Kolbengrundkörper erhabenen Kolbenkörperbe­ reiche ausgeformt sind, die die Ventilauflageflächen bilden. Eine Möglichkeit für einen richtungsabhängigen Voröffnungsquerschnitt wird nicht beschrieben.

In der DE 195 23 397 wird ein Dämpfventil entsprechend der DE 44 10 996 C1 mit einem richtungsabhängigen Voröffnungsquerschnitt vorgeschlagen, wobei die Richtungsabhängigkeit durch einen schaltbaren Kolbenring erreicht wird.

Die DE 25 47 322 beschreibt in der Fig. 5 eine Ventilbaugruppe, die eine schwimmend gelagerte, ringförmige Scheibe aufweist, die mit einem Abstandhal­ ter größerer Scheibendicke zusammenwirkt, wodurch sich die Scheibe in axialer Richtung bewegen kann. Bei geringen Drücken kann die Scheibe abheben und eine geringe Ölmenge durch den Kolben überströmen lassen.

Die DE 40 25 115 A1 beschreibt ein Dämpfventil, umfassend einen Dämpfventil­ körper, wobei ausgehend von einem Dämpfventilgrundkörper erhabene Dämpf­ ventilkörperbereiche ausgeformt sind, die Ventilauflageflächen bilden, mit Durch­ trittskanälen, die von Ventilscheiben abgedeckt werden, wobei auf den Ventilauf­ lageflächen mindestens eine ringförmige Ventilscheibe angeordnet ist, die minde­ stens einen Voröffnungsquerschnitt aufweist, der in Überdeckung mit einem Durchtrittskanal steht, wobei der Voröffnungsquerschnitt von einer Rückschlag­ scheibe abgedeckt wird, die bei Anströmung aus dem Durchtrittskanal in Achs­ richtung des Ventilkörpers von der Ventilscheibe abheben kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein anderes Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer zu realisieren, dessen Voröffnungsquerschnitt richtungsab­ hängig schaltbar sein und die Bauhöhe des Dämpfventils auf ein Minimum be­ schränkt bleiben soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die Ventilscheibe Füh­ rungssegmente aufweist, die in Zwischenräume eingreifen, die von den erhabe­ nen Dämpfventilkörperbereichen gebildet werden. Eine fehlerhafte, d. h. unorien­ tierte Montage der Ventilscheibe ist ausgeschlossen. Vorteilhafterweise ist der Kolben von dieser Maßnahme nicht betroffen, so daß ein identischer Kolben für ein Dämpfventil mit oder ohne richtungsabhängige Voröffnung eingesetzt werden kann.

Bei einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, daß die Führungssegmente aus abgewinkelten Partien der Ventilscheibe gebildet werden. Die Führungssegmente lassen sich durch einen Stanzarbeitsschritt sehr präzise herstellen. Folglich ist die Güte der orientierten Einbauposition entsprechend.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Ventilscheibe blattartige Ventil­ segmente auf, die auf den erhabenen Dämpfventilkörperbereichen aufliegen. Vor­ teilhafterweise werden die Zuströmquerschnitt der Dämpfkanäle der Gegenrich­ tung nicht verringert.

Bei einer alternativen Variante werden die Führungssegmente von Sicken der Ventilscheiben gebildet. Die Sicken haben eine versteifende Wirkung auf die Ventilscheibe. Die Ventilscheibe ist ein stark druckbeanspruchtes Bauteil und kann deshalb bei einer Festigkeitserhöhung einer größeren Belastung ausgesetzt oder aus einem dünneren Material hergestellt werden.

Dabei sind die Sicken in Umfangsrichtung der Ventilscheibe ausgerichtet.

Ein häufiges Problem bei aufliegenden Scheiben, die mit einer Flüssigkeit in Kon­ takt treten liegt darin, daß ein Klebeeffekt auftritt. Diesem Klebeeffekt wirkt man durch entgegen, indem die Rückschlagscheibe Federzungen aufweist, deren Kraftwirkung in Abhubrichtung von der Ventilscheibe gerichtet sind.

Mit den Federzungen kann ein "Flattern" und damit verbundene Geräuschent­ wicklung und eine unstetige Funktion vermieden werden. Weiter kann es vorteil­ haft sein, wenn eine bestimmte Öffnungskraft notwendig ist, damit das Voröff­ nungsventil wirksam werden kann. Da die Federzungen am Innendurchmesser der Rückschlagscheibe angeordnet sind, können sie diese auch zentrieren.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Dämpfventil mit Führungssegmenten der Ventilscheibe in Schnitt­ darstellung;

Fig. 2 Draufsicht des Dämpfventils nach Fig. 1;

Fig. 3 Detaildarstellung des Dämpfventils nach Fig. 1;

Fig. 4 Ventilscheibe nach Fig. 1;

Fig. 5 Rückschlagscheibe nach Fig. 1;

Fig. 6 Dämpfventil mit Sicken in der Ventilscheibe;

Fig. 7 Draufsicht des Dämpfventils nach Fig. 6;

Fig. 8 Detailansicht des Dämpfventils nach Fig. 6;

Fig. 9 Alternative zu Fig. 7.

Die Fig. 1 zeigt ein Schwingungsdämpferventil 1 an einer Kolbenstange 3. Das Schwingungsdämpferventil ist in einem Kolben 5 ausgeführt, der über eine zen­ trale Bohrung 7 an einem Kolbenstangenzapfen 9 befestigt ist. Das Dämpfventil ist als ein Präge-Stanzteil scheibenförmig ausgeführt und wird von einem Kolben­ ring 11 umfaßt. Ein nur abschnittsweise dargestelltes Zylinderrohr 13 wird von dem Dämpfventil in zwei Arbeitsräume 13a; 13b unterteilt. Ventilscheiben 15 für jede Durchströmungsrichtung trennen Durchtrittskanäle 5a; 5b ab, die in Abhän­ gigkeit von der Hubbewegung der Kolbenstange 3 Dämpfmedium von einem Ar­ beitsraum in den anderen überströmen lassen, wobei eine Dämpfkraft wirksam ist.

Grundsätzlich möchte man bei geringen Volumenströmen im Dämpfventil eine in Zug- und in Druckrichtung unabhängige Dämpfwirkung erzielen, um das Anspre­ chen des Dämpfers in Zug- und Druckrichtung exakt nach dem Bedarf einstellen zu können. Für diese geringen Volumenströme verfügt das Dämpfventil über ei­ nen Voröffnungsquerschnitt 15a, der von der Ventilscheibe 15 in Verbindung mit einer Rückschlagscheibe 17 gebildet wird. Die Rückschlagscheibe ist konzen­ trisch zur Ventilscheibe angeordnet.

Auf der Rückschlagscheibe 17 ist eine Deckscheibe 19 mittels einer Feder 21 verspannt. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Tellerfeder dargestellt, doch können auch andere Bauformen eingesetzt werden. In der Deckscheibe sind Übertrittsquerschnitte 23 für die axiale und Schlitze 25 für die radiale Strö­ mungsverbindung eingebracht.

In der Fig. 2 ist eine Draufsicht des Dämpfventils nach der Fig. 1 dargestellt, wo­ bei die Schnittebene auf der Rückschlagscheibe 17 liegt. Die Rückschlagscheibe ist kreisringförmig ausgebildet. Am Innendurchmesser sind Federzungen 17a ausgeführt, die die Rückschlagscheibe einerseits zentrieren und andererseits eine geringe Abhubkraft bewirken, sowie ein sicheres Schließen bei Bewegungsrich­ tungsumkehr ermöglichen.

Die Fig. 3 stellt ein Detail der Fig. 1 dar. Sie zeigt eine abgewinkelte Partie der Ventilscheibe 15, die als Führungssegment 15b dient und zwischen den erhabe­ nen Dämpfventilkörperbereichen eingreift. Die Ventilscheibe ist blattartig mit Ventilsegmenten 15e ausgebildet. Freistiche 15c und Freischnitte 15d ermögli­ chen die abgewinkelten Führungssegmente (s. Fig. 4). In Umfangsrichtung kann die Ventilscheibe nur in einer orientierten Einbauposition montiert werden, bei der die Voröffnungsquerschnitte 15a über einem Durchtrittskanal 5b liegt. Ein fehler­ hafter Einbau ist durch die Führungssegmente ausgeschlossen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen zum besseren Verständnis die Ventilscheibe mit ihren blattartigen Ventilsegmenten und die Rückschlagscheibe als Einzelteil.

Bei einer Kolbenbewegung in Richtung des Arbeitsraums 13b strömt Dämpfme­ dium in die Durchtrittskanäle 5b und beaufschlagt die Ventilscheibe 15. Über die Voröffnung 15a wird gleichzeitig die Rückschlagscheibe druckbelastet. Aufgrund der sehr geringen Federkraft der Federzungen 17a (s. Fig. 2 oder Fig. 5) hebt die Rückschlagscheibe sofort von der Ventilscheibe ab und gibt den Voröffnungs­ querschnitt frei. Das Dämpfmedium tritt in einen Sammelraum 27 über, der von der Deckscheibe 19 gebildet wird. Aus dem Sammelraum kann das Dämpfmedi­ um in die Übertrittsquerschnitte 23 und die radialen Schlitze 25 in den Arbeits­ raum 13a abfließen. Der maximale Abhubweg der Rückschlagscheibe wird durch die Höhe des Sammelraums bestimmt.

Liegt eine höhere Kolbengeschwindigkeit in derselben Bewegungsrichtung vor, so wird die gesamte Ventilbestückung, bestehend aus Ventilscheibe 15, Rück­ schlagscheibe 17, Deckscheibe 19 gegen die Kraft der Feder 21 vom Ventilkör­ per abgehoben, bis die Feder in der Extremstellung an einer Anschlagscheibe 29 zur Anlage kommt.

Bewegt sich der Kolben in Richtung des Arbeitsraums 13a, also in Zugrichtung, so kann Dämpfmedium über die Schlitze und die Übertrittsquerschnitte in den Sammelraum 27 eindringen. Der weitere Strömungsweg wird aber durch die Rückschlagscheibe verhindert. Der Voröffnungsquerschnitt steht somit nur in Ein­ fahr- oder Druckrichtung zur Verfügung.

Die Fig. 6 zeigt ein Dämpfventil, das hinsichtlich seiner Funktion der Ausführung nach Fig. 1 entspricht. Abweichungen ergeben sich aus der Ausgestaltung der Ventilscheibe, die in den Fig. 7 und 8 zu erkennen sind.

Die Ventilscheiben nach den Fig. 7 und 8 verfügen über Sicken 31, die in Um­ fangsrichtung der Ventilscheibe ausgerichtet sind und in Zwischenräume eingrei­ fen, die von den erhabenen Dämpfventilkörperbereichen gebildet werden. Es ent­ steht ein Formschluß zwischen der Ventilscheibe und dem Dämpfventilkörper, der eine orientierte Einbaulage der Ventilscheibe erzwingt. Die Voröffnungen 15a der Ventilscheibe müssen im Querschnitt der Durchtrittskanäle 5a oder 5b liegen.

Die Formgestaltung der Sicken kann relativ frei bestimmt werden. Maßgeblich ist, daß sich die Enden der Sicken möglichst in Umfangsrichtung am Dämpfventilkör­ per abstützt. Die Federzungen 17a der Rückschlagscheibe 17 entsprechen den Ausführungen nach der Fig. 5.

Bei einer Einfahrbewegung des Kolbens 5 strömt Dämpfmedium in die Durch­ trittskanäle 5b ein trifft auf die Ventilscheibe, die von einer beliebig gestalteten Feder 21 mittels einer Deckscheibe 19 vorgespannt ist. Die Rückschlagscheibe kann unter dem Druck des Dämpfmediums von der Ventilscheibe abheben und das Dämpfmedium in den Sammelraum abfließen lassen. Die Übertrittsquer­ schnitte 23 und radiale Schlitze 25 sorgen für die weitere Strömungsverbindung zum Arbeitsraum 13a.

Strömt das Dämpfmedium vom Arbeitsraum 13a in das Dämpfventil, so kann zwar über die radialen Schlitze und dem Übertrittsquerschnitt der Sammelraum erreicht werden, doch liegt die Rückschlagscheibe auf der Ventilscheibe und ver­ schließt die Voröffnung 15a, so daß ein richtungsabhängiger Voröffnungsquer­ schnitt wirksam ist.

Die Fig. 9 zeigt eine Abwandlung der Fig. 7, bei der die Sicken 31 radial innerhalb der Teilkreise der Durchströmungsquerschnitte 5a; 5b liegen und der Kontur der erhabenen Dämpfventilbereiche in Umfangsrichtung angepaßt sind. Eine Über­ deckung zwischen einer Sicke und einem Durchströmungsquerschnitt liegt nicht vor, so daß der Querschnitt nicht eingeschränkt wird. Es können auch relativ größere Sicken ausgeformt werden, wodurch sich die Ventilscheibe verfestigt.

In der Beschreibung wird stets ein zuschaltbarer Voröffnungsquerschnitt für die Druckrichtung beschrieben. Selbstverständlich kann der schaltbare Voröffnungs­ querschnitt auch in Zugrichtung oder bei einer entsprechenden Bestückung des Dämpfventils auch für beide Richtungen genutzt werden.

Claims (7)

1. Dämpfventil, umfassend einen Dämpfventilkörper, wobei ausgehend von einem Dämpfventilgrundkörper erhabene Dämpfventilkörperbereiche ausgeformt sind, die Ventilauflageflächen bilden, mit Durchtrittskanälen, die von Ventilscheiben abgedeckt werden, wobei auf den Ventilauflageflächen mindestens eine ring­ förmige Ventilscheibe angeordnet ist, die mindestens einen Voröffnungsquer­ schnitt aufweist, der in Überdeckung mit einem Durchtrittskanal steht, wobei der Voröffnungsquerschnitt von einer Rückschlagscheibe abgedeckt wird, die bei Anströmung aus dem Durchtrittskanal von der Ventilscheibe abheben kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (15) Führungssegmente (15b; 31) aufweist, die in Zwi­ schenräume eingreifen, die von den erhabenen Dämpfventilkörperbereichen gebildet werden.

2. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssegmente (15b) aus abgewinkelten Partien der Ventilschei­ be (15) gebildet werden.

3. Dämpfventil nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (15) blattartige Ventilsegmente (15e) aufweist, die auf den erhabenen Dämpfventilkörperbereichen aufliegen.

4. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungssegmente von Sicken (31) der Ventilscheiben (15) gebildet werden.

5. Dämpfventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (31) in Umfangsrichtung der Ventilscheibe (15) ausgerichtet sind.

6. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagscheibe (17) Federzungen (17a) aufweist, deren Kraftwir­ kung in Abhubrichtung von der Ventilscheibe (15) gerichtet sind.

7. Dämpfventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzungen (17a) am Innendurchmesser der Rückschlagscheibe (17) angeordnet sind und die Rückschlagscheibe zentrieren.