DE19819754A1 - Dämpfventil mit mindestens einer Ventilscheibe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil entsprechend dem Oberbegriff von Patentan­ spruch 1.

Aus der DE 44 10 996 C1 ist ein Dämpfventil in der Ausführung eines Flachkolbens be­ kannt, umfassend einen Dämpfventilkörper mit zwei Gruppen von Flüssigkeitsdurch­ trittskanälen für zwei Durchströmungsrichtungen, wobei an den Austrittsseiten der Flüssigkeitsdurchtrittskanälen Ventilscheiben angeordnet sind, die in Abhängigkeit der Druckverhältnisse in den Flüssigkeitsdurchtrittskanälen von ihren Auflageflächen am Dämpfventilkörper abheben.

Bei diesem Flachkolben sind die Auflageflächen erhaben ausgehend von einem Kolben­ ventilgrundkörper ausgeführt. Die erhabenen Auflageflächen werden durch Prägestan­ zen hergestellt, wobei bei kleinen Kolbendurchmessern in Verbindung mit relativ großen Kolbenstangendurchmesser das Problem auftreten kann, daß in dem verbleibenden Ringraum auf dem Kolben der radiale Bauraum für die erhabenen Auflageflächen nicht zur Verfügung steht. Des weiteren und zusätzlich kann, wenn man die Flüssigkeits­ durchtrittskanäle auf unterschiedlichen Teil kreisen ausführt, eine für die Kolbenstange notwendige zentrale Bohrung in ihrer Paßgenauigkeit durch die Volumenverdrängung von der einen auf die andere Kolbenseite negativ beeinflußt werden bzw. die Randstege zu schmal werden und nicht mehr prozeßsicher hergestellt werden können. Diesem Ef­ fekt könnte man begegnen, indem man sämtliche Flüssigkeitsdurchtrittskanäle auf ei­ nem Teilkreis anordnet und durch wechselweise öffnende Ventilscheiben für beide Durchströmungsrichtungen nutzt. Dafür sind aber relativ komplizierte und toleranzbe­ haftete Ventilscheibenanordnungen notwendig, die die Dämpfkraft des Dämpfventils nachhaltig beeinflussen und deshalb als Lösungsansatz ausscheiden.

Ein weiterer Effekt der erhabenen Auflageflächen liegt darin, daß die Höhe der Auflage­ flächen bei einem Schwingungsdämpfer einen Verlust an Federweg darstellen. Könnte man auf die Auflageflächen verzichten, würde man umgekehrt einen deutlichen Feder­ wegzuwachs erhalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Flachkolben derart weiterzuentwickeln, daß die aus dem Stand der Technik bekannten Schwierigkeiten der Umformtech­ nik minimiert und ein möglichst flaches Dämpfventil realisiert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest auf einer Seite des Dämpfventilkörpers eine Ventilscheibe angeordnet ist, die eine Gruppe der Flüssigkeits­ kanäle abdeckt und mittels mindestens einer Aussparung einen Teil der anderen Gruppe der Flüssigkeitsdurchtrittskanäle freiläßt, wobei der Flächeninhalt der Aussparung größer oder gleich wie der Gesamtflächeninhalt der freizuhaltenden Flüssigkeitsdurchtrittskanä­ le ist und der Querschnitt und die Lage der mindestens einen Aussparung zu der nicht abgedeckten Gruppe von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen derart ausgeführt ist, daß der wirksame Flüssigkeitsdurchtrittsquerschnitt der freizuhaltenden Flüssigkeitsdurchtrittska­ näle unabhängig von der Einbauposition der Ventilscheibe ist.

Der Vorteil dieser Maßnahme liegt darin, daß auf der Kolbenseite mit der beschriebenen Ventilscheibe keine erhabenen Auflageflächen notwendig sind. Es liegt eine strikte Trennung der Durchströmungswege vor. Damit die Ventilscheibe ohne aufwendige Maßnahmen gesichert in ihre vorgesehene Einbaulage montiert werden kann, ist die Aussparung entsprechend ausgeführt. Egal wie die Ventilscheibe montiert wird, bleibt der Querschnitt der wirksamen Flüssigkeitsdurchtrittskanäle in etwa konstant.

Des weiteren ist vorgesehen, daß die mindestens eine Aussparung von einem in Um­ fangsrichtung verlaufenden Langloch gebildet wird. Bei einem Langloch als Aussparung verbleibt nur ein einzelner Reststeg. Damit kann der Abschnitt der Ventilscheibe, der die eine Gruppe der Flüssigkeitsdurchtrittskanäle abdeckt, als eine Rückschlagventilscheibe angesehen werden.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung sind die Gruppen von Flüssigkeitsdurchtrittskanä­ len auf Teilkreisen unterschiedlicher Größe angeordnet, wobei die Gruppe von Flüssig­ keitsdurchtrittskanälen, die mit der mindestens einen Aussparung in Überdeckung ge­ bracht werden soll, auf einem kleineren Teilkreis angeordnet ist als die andere Gruppe von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen. Bei Bedarf können die erhabenen Auflageflächen in einen Randbereich verlegt werden, so daß beim Prägevorgang keine Verformungen ei­ ner zentralen Bohrung auftreten.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist die Ventilscheibe im Bereich des in Um­ fangsrichtung verlaufenden Langloch zwischen den beiden Langlochenden einen Ab­ stand auf, der in Summe etwa dem Bogenmaß zweier benachbarter Flüssigkeitsdurch­ trittskanäle zuzüglich dem Bogenmaß eines einzelnen Flüssigkeitsdurchtrittskanals be­ zogen auf den Teilkreis der Flüssigkeitsdurchtrittskanäle entspricht.

Um die Federrate des als Rückschlagventils wirkenden Ventilscheibenbereichs zu mini­ mieren, sind die beiden Langlochenden als parallel verlaufenden Geradflächen ausge­ führt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Ausschnitt aus einem Kolben-Zylinderaggregat mit einem erfindungsge­ mäßen Dämpfventil,

Fig. 2 Draufsicht zur Fig. 1,

Fig. 3 Ausführungsvariante der Ventilscheibe.

Die Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Kolben-Zylinderaggregat 1, dessen mit Dämpfmedium gefüllter Zylinder 3 nur symbolisch dargestellt ist. Ein Dämpfventilkörper in der Ausführung eines Kolbens 5 an einer Kolbenstange 7 unterteilt den Zylinder in einen oberen und einen unteren Arbeitsraum 9; 11. Zwischen den Arbeitsräume 9; 11 bestehen Verbindungen durch zwei Gruppen von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen 13; 15, die auf Teilkreisen 17, 19 (Fig. 2) mit unterschiedlichem Durchmessern angeordnet sind. An ihren Austrittsseiten verfügen die Flüssigkeitsdurchtrittskanäle über Auflageflä­ chen 21; 23; 25, die von Ventilscheiben 27; 29; 31 zumindest teilweise abgedeckt werden. Ein seitliches Umspülen des Kolbens wird durch einen Kolbenring 33 verhin­ dert.

Der Kolben 3 ist auf der Oberseite völlig plan ausgeführt, so daß die Auflagefläche 21 unmittelbar von der Oberseite gebildet werden kann. An der Unterseite des Kolbens ist eine erste Ventilscheibe 29 in einem planen Bereich innerhalb von erhabenen Auflage­ flächen 25 angeordnet. Die Ventilscheibe 29 deckt die zweite Gruppe von Flüssigkeits­ durchtrittskanälen 15 teilweise ab und stellt eine Vordrossel zu mindestens einer ge­ schirmt vorgespannten Ventilscheibe 31 dar, deren äußerer Rand auf der erhabenen Auflagefläche(n) 25 aufliegt, dabei die Zutrittsseite für die erste Gruppe der Flüssigkeits­ durchtrittskanäle 13 nicht oder nur vernachlässigbar abdeckt. Die Höhe der Auflageflä­ che 25 bestimmt die Schirmung der Ventilscheibe 31 und damit den Verlauf der de­ gressiven Dämpfkraftkennlinie des Dämpfventils für eine Bewegung des Kolbens in Rich­ tung des oberen Arbeitsraums 9.

Die Ventilscheibe 27, die die Ausstrittsseite der ersten Gruppe der Flüssigkeitsdurch­ trittskanäle 13 abdeckt, kann beispielsweise von einer sternförmigen Tellerfeder 35 vor­ gespannt sein. Eine Stützscheibe 37 begrenzt die Abhubhöhe der Ventilscheibe 27. Sämtliche Scheiben auf der Ober- und an der Unterseite des Kolbens zentrieren sich an der Kolbenstange 7. Damit die Zutrittsseite der zweiten Flüssigkeitsdurchtrittskanäle 15 von der Ventilscheibe 27 nicht abgedeckt werden, verfügt die Ventilscheibe über eine Aussparung 39, die in der Fig. 2 als ein in Umfangrichtung verlaufendes Langloch zu erkennen ist.

Die Ventilscheibe 27 mit ihrer Aussparung 39 ist derart ausgeführt, daß stets eine glei­ che Anzahl oder der gleiche Querschnitt an freibleibenden Flüssigkeitsdurchtrittskanä­ len 15 für eine Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen 9; 11 zur Verfügung steht. Dafür weist die Ventilscheibe 27 einen Reststeg 41 zwischen den beiden Langlo­ chenden 43; 45 auf, dessen Abstand dem Bogenmaß zwischen zwei Flüssigkeitsdurch­ trittskanälen 15 zugleich dem Bogenmaß von einem Flüssigkeitsdurchtrittskanal ent­ spricht. Egal wie die Ventilscheibe 27 auf dem Kolben montiert wird, es bleiben in die­ sem Ausführungsbeispiel stets 3 einzelne Flüssigkeitsdurchtrittskanäle 15 offen.

Bei einer Anströmung der Kolbenunterseite blockieren die Ventilscheiben 31 die Verbin­ dung zwischen den beiden Arbeitsräumen 9; 11 über die zweite Gruppe der Flüssig­ keitsdurchtrittskanäle 15. Die Zutrittsöffnungen der ersten Flüssigkeitsdurchtrittskanä­ le 13 sind offen, so daß das Dämpfmedium auf die Unterseite der Ventilscheibe 27 trifft und dieses in Abhängigkeit der Druckverhältnisse zur Federrate der Tellerfeder 35 und zur Federrate des Reststegs 41 von ihrer Ventilauflagefläche 21 abhebt. Dieses Dämpf­ ventil 27; 41 kann als vollfertiges Dämpfventil oder als einfaches Rückschlagventil einge­ setzt werden. Die Anwendung ist nicht auf ein Kolbenventil beschränkt. Bodenventile in dieser Ausführung sind ebenso denkbar.

In der Fig. 3 ist eine Abwandlung der Ventilscheibe 27 der Fig. 2 dargestellt. Der we­ sentliche Unterschied besteht darin, daß der Reststeg 41 zwischen den beiden Langlo­ chenden 41; 43 von parallel verlaufenden Geradflächen 47; 49 gebildet werden, wo­ durch ein besonders schmaler Reststeg mit einer kleineren Federrate entsteht.

Claims (5)

1. Dämpfventil, umfassend einen Dämpfventilkörper mit zwei Gruppen von Flüssigkeits­ durchtrittskanälen für zwei Durchströmungsrichtungen, wobei an den Austrittsseiten der Flüssigkeitsdurchtrittskanäle Ventilscheiben angeordnet sind, die in Abhängigkeit der Druckverhältnisse in den Flüssigkeitsdurchtrittskanälen von ihren Auflageflächen am Dämpfventilkörper abheben, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest auf einer Seite des Dämpfventilkörpers (5) eine Ventilscheibe (27) an­ geordnet ist, die eine erste Gruppe der Flüssigkeitskanäle (13) abdeckt und mittels mindestens einer Aussparung (39) einen Teil der anderen Gruppe der Flüssigkeits­ durchtrittskanäle (15) freiläßt, wobei der Flächeninhalt der Aussparung (39) größer oder gleich wie der Gesamtflächeninhalt der freizuhaltenden Flüssigkeitsdurchtritts­ kanäle (15) ist und der Querschnitt und die Lage der mindestens einen Ausspa­ rung (39) zu der nicht abgedeckten Gruppe von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen (15) derart ausgeführt ist, daß der wirksame Flüssigkeitsdurchtrittsquerschnitt der freizu­ haltenden Flüssigkeitsdurchtrittskanäle nahezu unabhängig von der Einbauposition der Ventilscheibe (27) ist.

2. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Aussparung (39) von mindestens einem in Umfangsrichtung verlaufenden Langloch gebildet wird.

3. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppen von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen (13; 15) auf Teilkreisen (17; 19) unterschiedlicher Größe angeordnet sind, wobei die Gruppe von Flüssigkeitsdurch­ trittskanälen (15), die mit der mindestens einen Aussparung (39) in Überdeckung ge­ bracht werden soll, auf einem kleineren Teilkreis (19) angeordnet ist als die andere Gruppe von Flüssigkeitsdurchtrittskanälen (13).

4. Dämpfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (27) im Bereich des in Umfangsrichtung verlaufenden Lang­ lochs (39) zwischen den beiden Langlochenden (43, 45) einen Abstand aufweist, der in Summe etwa dem Bogenmaß zweier benachbarter Flüssigkeitsdurchtrittskanä­ le (15) zuzüglich dem Bogenmaß eines einzelnen Flüssigkeitsdurchtrittskanals (15) be­ zogen auf den Teilkreis (19) der Flüssigkeitsdurchtrittskanäle (15) entspricht.

5. Dämpfventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Langlochenden (43; 45) als parallel verlaufenden Geradflä­ chen (47; 49) ausgeführt sind.