DE19842155A1 - Ventileinrichtung - Google Patents

Abstract

Ventileinrichtung, umfassend einen Ventilkörper, der die Durchströmung einer Fluidenverbindung der Ventileinrichtung beeinflußt, indem der Ventilkörper eine Ventilbewegung ausführt, bei der sich der Abstand zwischen einer Ventilfläche und dem Ventilkörper ändert, wobei der Ventilkörper mit einer seine Ventilbewegung entgegenwirkenden Dämpfeinrichtung in Wirkverbindung steht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventileinrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein grundsätzliches Problem bei einer Ventileinrichtung ist darin zu sehen, daß Strö­ mungs- oder Schaltgeräusche auftreten. Bei Dämpfventilen hat man Beruhigungskanäle eingeführt, die einen plötzlichen Druckunterschied zwischen der An- und Abströmseite verhindern.

Des weiteren ist bei schaltbaren Dämpfventilen bekannt, daß der Schaltvorgang nur dann vorgenommen wird, wenn ein Höchstdruck im Schwingungsdämpfer unterschrit­ ten wird, da ansonsten ebenfalls Schaltgeräusche spürbar sind. In diesem Zusammen­ hang wurden auch Versuche unternommen, den Betriebsweg des Ventilkörpers zu be­ grenzen, damit keine Schaltgeräusche auftreten können.

Aufgabe der vorliegenden Verbindung ist es, eine Ventileinrichtung zu erhalten, die möglichst keine Schaltgeräusche verursacht, eine geringe innere Reibung aufweist und unter allen Betriebszuständen eine vorgesehene Betriebsbewegung ausführt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Dämpfeinrichtung verhindert eine zu rasche Öffnungsbewegung der Ventileinrich­ tung, die einerseits Strömungsgeräusche des Strömungsmediums oder auch Schaltge­ räusche aufgrund der Masse des Ventilkörpers hervorrufen kann.

In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung ist die Dämpfeinrichtung geschwindigkeitsab­ hängig wirksam. Damit besteht eine direkte Abhängigkeit zwischen dem Staudruck als Betriebskraft und der Gegenmaßnahme der Dämpfeinrichtung, die ebenfalls geschwin­ digkeitsabhängig arbeitet. Auf eine komplizierte Elektronik, die denselben Effekt liefern könnte, kann man verzichten.

Dazu weist die geschwindigkeitsabhängige Dämpfeinrichtung einen Verdränger auf, der in eine mit einem Druckmedium gefüllte Dämpfkammer bewegbar ist. Als Druckmedium dient dasselbe Medium, das auch durch die Ventileinrichtung strömt.

Des weiteren weist die Dämpfeinrichtung mindestens einen Drosselquerschnitt auf. Es können auch mehrere Drosselquerschnitte eingesetzt werden, so daß eine hubabhängi­ ge Dämpfwirkung möglich wird. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird die Dämp­ fungskammer von einem becherförmigen Gehäuse gebildet, in das der Verdränger ein­ taucht.

Der Drosselquerschnitt der Dämpfeinrichtung ist relativ klein bemessen. Damit der Spalt zwischen dem Verdränger und dem Gehäuse keinen Einfluß auf die Dämpfwirkung ausübt, ist der Verdränger zur Dämpfungskammer abgedichtet.

Gemäß einem Unteranspruch ist vorgesehen, daß der Ventilkörper axial beweglich ist und von einem Schieber bei seiner Betriebsbewegung unterstützt wird, wobei der Schieber eine Baueinheit mit dem Verdränger bildet.

Im Hinblick auf eine einfache Herstellung weist die Dämpfungskammer eine gestufte Innenkontur auf, wobei ein Längenabschnitt der Dämpfungskammer eine Laufbahn für den Verdränger darstellt. Dadurch muß nicht die gesamte Innenwandung der Dämp­ fungskammer mit einer größeren Genauigkeit hergestellt werden.

Als weitere Maßnahme zur Beeinflussung der Betriebsbewegung des Ventilkörpers ist vorgesehen, daß die Dämpfungskammer eine Rasteinrichtung aufnimmt, die aus Rast­ mitteln und Gegenrastmitteln besteht, wobei die Rastmittel mit dem Ventilkörper in Wirkverbindung stehen und mindestens eine Betriebsstellung des Ventilkörpers definie­ ren.

So bestehen die Rastmittel aus radial beweglichen Stützmitteln für den Ventilkörper, wobei die Rastmittel in Gegenrastmittel eingreifen.

Im Hinblick auf eine einfache Montage bilden die Rastmittel mit dem Schieber eine Baueinheit. Praktisch stellen die Rastmittel eine hülsenförmige Verlängerung des Schie­ bers dar, wobei die Verlängerung Axialschlitze aufweist, die die radiale Beweglichkeit der Stützmittel ermöglicht.

Im Hinblick auf eine definierte Schließposition des Ventilkörpers ist der Schieber von ei­ ner innerhalb der Dämpfungskammer angeordneten Schließfeder vorgespannt.

Zur Verbesserung der Ventilkörperführung umfaßt der Ventilkörper einen Ventilschie­ ber, der innerhalb der Fluidenverbindung zusammen mit einem Gehäuse der Ventilein­ richtung einen Staudruckraum bildet, wobei der Staudruckraum von einer Dichtung ab­ gedichtet wird, die in Grenzen radial beweglich ausgeführt ist. Um das Reibungspro­ blem im Zusammenhang mit der Betriebsbewegung des Ventilkörpers zu minimieren, ist die Dichtung in einer Nut gekammert, wobei die Dichtung einen Freigang zum Nut­ grund aufweist. Es besteht nur eine geringe Vorspannung der Dichtung im Staudruck­ raum. Die eigentliche Dichtwirkung wird von der Vorspannung des Staudrucks erzeugt.

Um einen Staudruck bei einer Einfahrbewegung des Ventilschiebers zu verhindern, weist der Staudruckraum eine Druckausgleichsverbindung auf. Zur Bauraumeinsparung ist die Druckausgleichsverbindung im Ventilschieber angeordnet.

Zusätzlich weist der Druckausgleichsraum eine weitere Druckausgleichsverbindung auf, die von einer Dichtungseinheit angesteuert wird, die das Gehäuse der Ventileinrichtung abdichtet, wobei das Gehäuse zwei Arbeitsräume voneinander trennt und im Betrieb der Ventileinrichtung axial bewegt wird, wobei die Dichtungseinheit einen ersten äuße­ ren Dichtring aufweist, der im Hinblick auf eine geringe Reibung ausgeführt ist und ein innerer Dichtring den äußeren radial vorspannt und in Abhängigkeit seiner Stellung in­ nerhalb einer Ringnut im Gehäuse die weitere Druckausgleichsverbindung ansteuert.

Der Staudruckraum weist eine zusätzliche Druckausgleichsverbindung im Ventilschieber auf, die unabhängig von anderen Druckausgleichsverbindungen den Stauraum mit ei­ nem Arbeitsraum verbindet. Damit stehen maximal drei Druckausgleichsverbindungen zur Verfügung, so daß auch bei einer Fehlfunktion einer der Druckausgleichsverbindun­ gen eine gesicherte Ventilschieberbewegung möglich ist.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Beispielhafte Einbausituation.

Fig. 2a-2d Eine Ausführungsvariante der Erfindung im Schnitt.

Fig. 3 Dämpfkolben in Verbindung mit der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt stilisiert ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Fahrzeugheckklappe 3, die um eine quer zur Fahrzeuglängsachse ausgerichtete Schwenkachse 5 beweglich angeordnet ist. Zur Unterstützung der Öffnungsbewegung ist zwischen einer Fahrzeugkarosserie und der Fahrzeugheckklappe ein Kolben-Zylinderaggregat 7 über Anschlußorgane 9; 11 be­ weglich angelenkt. Das Kolben-Zylinderaggregat umfaßt einen Zylinder 13 und eine darin axial beweglich Kolbenstange 15, wobei jeweils ein Bauteil an der Fahrzeugkaros­ serie und ein Bauteil an der Fahrzeugheckklappe angreift, so daß eine Bewegung der Fahrzeugheckklappe synchron mit einer Ein- oder Ausfahrbewegung der Kolbenstange abläuft. Der Einsatz des Kolben-Zylinderaggregates beschränkt sich nicht nur auf Fahr­ zeugheckklappen, sondern kann auf andere Anwendungen, z. B. Fahrzeugtüren, über­ tragen werden.

Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 2a bis 2d dargestellt, wobei sich die Darstellungen der Fig. 2b bis 2d auf den Teil des Kolben-Zylinderaggregats 7 be­ schränkt, der einen Kolben 17 an der Kolbenstange 15 aufweist.

Für die weitere Beschreibung sind die Fig. 2a und 2b heranzuziehen. Der Kolben 17 bil­ det das Gehäuse für eine Ventileinrichtung 19, die die stufenlose, hydraulische Blockie­ rung des Kolben-Zylinderaggregates 7 ermöglicht, indem eine Fluidenverbindung 21 zwischen den durch den Kolben mit dem Kolbenring 17b separierten Arbeitsräu­ men 23; 25 willkürlich geschaltet werden kann. Dazu verfügt die Ventileinrichtung über ein erstes Schließventil 27, das einen Ventilkörper 29, im weiteren Ventilschließkör­ per 29 genannt, aufweist, der von einem Ventilring gebildet wird und in einer Ventilhül­ se 31, die einen Abschnitt des Kolbens bildet, axial beweglich gelagert ist. Dabei liegt der Ventilschließkörper zwischen zwei Halteflächen 33; 33' der Ventilschieber 35; 35' an. Die Ventilschieber sind auf der Kolbenstange 15 axial beweglich angeordnet und werden unter Zwischenschaltung eines Schiebers 37; 37' von einer Schließfeder 39; 39' axial vorgespannt. Die Schließfeder wiederum stützt sich an einem Boden 41a; 41a' ab, der Teil eines Gehäuses 41 ist, die eine Dämpfungskammer 55 bildet. Das Gehäuse 41 weist eine gestufte Innenkontur auf, die eine Laufbahn 41b; 41b' für einen Verdrän­ ger 37a; 37a' bildet. Der Verdränger 37a; 37a' ist Teil des Schiebers 37; 37'. In dem Ge­ häuse 41; 41' ist mindestens ein Drosselquerschnitt 41c; 41c' eingearbeitet. Man kann mehrere Drosselquerschnitte vorsehen, die in Abhängigkeit der Hublage des Verdrän­ gers 37a; 37a' wirksam sind. Alternativ kann bei entsprechendem Bauraum der Drossel­ querschnitt auch im Verdränger ausgeführt sein. Der Verdränger 37a; 37a' ist durch eine Ringdichtung 37b; 37b' zur Dämpfungskammer 55; 55' abgedichtet, damit Leckströme die Dämpfwirkung nicht beeinflussen können.

Innerhalb der Dämpfungskammer ist eine Rasteinrichtung 129; 129' angeordnet, die aus Rastmitteln 131; 131' und Gegenrastmitteln 133; 133' besteht. Die Rastmittel 129; 129' stehen über den Schieber 39; 39' mit dem ersten Ventilschließkörper 29 in Wirk­ verbindung und bestehen aus radial beweglichen Stützmitteln, die in eine Raststufe der Gegenrastmittel eingreifen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Rastmittel, der Schieber und der Verdränger als eine Baueinheit ausgeführt. Eine Ringfe­ der 135; 135' sorgt neben der Eigenspannung der Stützmittel für eine radiale Vor­ spannkraft zwischen den Stützmittel und der jeweiligen Raststufe, von denen es minde­ stens zwei gibt. Alternativ kann die Schließfeder 39; 39' auch zwischen dem Gehäu­ se 41; 41' und den Stützmitteln angeordnet sein, sofern die Bauraumverhältnisse es zu­ lassen.

Die Ventileinrichtung 19 ist spiegelbildlich zum ersten Ventilschließkörper 29 aufgebaut, so daß eine Blockierfunktion für beide Durchströmungsrichtungen der Fluidenverbin­ dung 21 möglich ist. Um die Figuren nicht mit Bezugsziffern zu überfrachten, wurden einige Bezugsziffern nur in einer Hälfte der spiegelbildlichen Ventileinrichtung eingezeichnet.

Die Fig. 2b zeigt die Ventileinrichtung in der Blockierstellung. Beide Arbeitsräume 23; 25 haben denselben Betriebsdruck. Der Ventilschließkörper 29 des ersten Schließventils 27 befindet sich im mittleren Teil der Ventilhülse 31, einem Dichtflächenbereich 43. Aus­ gehend von dem Dichtflächenbereich schließt sich eine Drosseleinrichtung 45; 45' auf einer Abströmseite des ersten Schließventils 27 an. Die Drosseleinrichtung besteht aus einer Anzahl von Nuten 45, 45' unterschiedlicher Länge, um mit zunehmendem Ver­ stellweg des Ventilschließkörpers 29 einen größeren Durchströmungsquerschnitt freizu­ geben.

Die Ventileinrichtung 19 umfaßt zwei Schließventile 27; 47 bzw. 27; 47' die in Reihe angeordnet sind, wobei das zweite Schließventil 47; 47' erst dann öffnet, wenn das er­ ste schon auf Durchlaß geschaltet ist. Auch das zweite Schließventil 47; 47' verfügt über einen Ventilschließkörper 49; 49', der als eine radial elastische Dichtung ausgeführt ist. Die elastische Dichtung ist in einer Nut 51; 51' gekammert und kann sich radial bis auf einen Nutgrund 53; 53' des Ventilschiebers 35; 35' des zweiten Einzelventils 47; 47' ver­ formen. Damit verfügt der zweite Ventilschließkörper 49; 49' nur über eine sehr geringe Vorspannung, so daß auch nur eine geringe Reibkraft vom Ventilschließkörper 49; 49' ausgeht.

Auch dem zweiten Schließventil 47; 47' ist auf der Abströmseite eine Drosseleinrichtung nachgeschaltet, die aus Schlitzen 57; 57' im Rohrkörper 17a des Kolbens besteht. Damit soll verhindert werden, daß der volle Staudruck, der auf das zweite Schließventil ein­ wirkt, ungehindert über das zweite Schließventil 47; 47' strömen und Geräusche verur­ sachen kann.

Bei der Ventileinrichtung 19 soll aus Gründen des Bedienungskomforts eine gestufte Ventilauslösekraft eingesetzt werden. Dazu sind an den beiden Schließventi­ len 27; 47; 47' unterschiedlich große, druckbeaufschlagte Flächen vorgesehen. Bei dem ersten Schließventil 27 ist die druckbeaufschlagte Fläche dem Flächeninhalt des ersten Ventilschließkörpers 29 gleichzusetzen, im folgenden A_Ring genannt. Das zweite Schließ­ ventil 47; 47' verfügt über eine wesentlich größere, druckbeaufschlagbare Fläche, die sich aus dem Kreisring des Ventilschiebers 35; 35' mit dem Ventilschließkörper 49; 49' ergibt, im weiteren A_{Ventilschieber} bezeichnet. Die Fläche A_{Ventilschieber} ist deutlich größer, so daß die wirksamen Offenhaltungskräfte am zweiten Schließventil um ein Vielfaches hö­ her sind als die Betätigungskräfte am ersten Schließventil, wobei die Betätigungskräfte nur einen kurzen Moment aufgebracht werden müssen und dann eine komfortable Be­ nutzung vorliegt.

Die Öffnungskräfte werden nicht nur von der Schließfeder 39; 39', sondern in Überlage­ rung mit der Rasteinrichtung 129; 129' bestimmt.

Ein grundsätzliches Problem bei Ventilschiebern liegt immer dann vor, wenn diese in einen Hohlraum der Fluidenverbindung 21 eingeschoben oder herausbewegt werden. Es sollte vermieden werden, daß ein Staudruck oder ein Unterdruck entsteht, der die Ventilschieberbewegung hemmt. Deshalb verfügt die Ventileinrichtung 19 über ein Rückschlagventil 67; 67', das eine Druckausgleichsverbindung 69; 69' zu- oder abschal­ tet. Das Rückschlagventil wird von dem Kolbenring 17b des Kolbens gebildet, der die beiden Arbeitsräume 23; 25 hydraulisch trennt. Der Kolbenring ist innerhalb einer Kol­ benringnut 71 geführt, wobei die Kolbenringnut einen Schaltweg 73; 73' aufweist, in den die Druckausgleichsverbindungen 69; 69' münden. Der Kolbenring 17b ist als eine Dichtungseinheit anzusehen, die aus einem inneren Dicht- und Vorspannring 17ba und einem äußeren Dicht- und Gleitring 17bb besteht. Der äußere Gleitring 17bb ist vor­ nehmlich auf einen geringen Reibungskoeffizienten zum Zylinder 13 ausgelegt und kann beispielsweise aus Teflon bestehen. Im Gegensatz dazu ist der innere Vorspannring aus einem Elastomer hergestellt.

Als weitere Maßnahme für die Funktion "Vermeidung von Unterdruck in der Fluiden­ verbindung" 21, 21' dient eine weitere Druckausgleichsverbindung 87; 87', die im Ventil­ schieber 35; 35' ausgeführt ist und ein zur Fluidenverbindung 21; 21' hin öffnendes Rückschlagventil in Form einer Kippscheibe 89; 89' aufweist, die zwischen zwei Begren­ zungsanschlägen am Ventilschieber durch Druckbeaufschlagung geschaltet wird.

In der Ruhestellung ist das erste Schließventil 27 und die beiden zweiten Schließventi­ le 47; 47' sowie die Rückschlagventile mit der Kippscheibe 89; 89' zwischen der Fluiden­ verbindung 21; 21' und den Arbeitsräumen 23; 25 geschlossen. Die erste Druckaus­ gleichsverbindung 69; 69', die vom Kolbenring geschaltet wird, ist in der Ruhestellung geöffnet.

Bei einer Kolbenstangenbewegung in Pfeilrichtung strömt das Medium aus dem Arbeits­ raum 25 größtenteils zum Ventilschieber 35. Das einströmende Medium wird in Rich­ tung des Innendurchmessers des Schiebers 35 abgelenkt und mittels Längskanälen 79 in Richtung des ersten Schließventils 27 weitergeleitet. Am Schieber 35 ist die dem Schließkörper 29 des ersten Schließventils 27 zugewandte Stirnfläche 33 schräg ausge­ bildet, damit der Schließkörper eine definierte Betriebsstellung einnimmt, aber auf der anderen Seite eine Ringkammer 81 vorliegt, in der sich ein Staudruck aufbauen kann, der den Ventilschließkörper 29 des ersten Schließventils 27 axial verschieben kann.

Zu Beginn der Öffnungsbewegung des ersten Schließventils 27 und des zweiten Schließventils 47 stellt sich eine Situation ein, wie sie in der Fig. 2c erkennbar ist. Es strömt ein geringerer Teil des Mediums in den Spalt 83' zwischen dem Rohrkörper 17a und dem Zylinder 13 bis zum Kolbenring 17b. Der Schaltweg 71' zwischen der Dich­ tungseinheit und der Dichtungsnut ist geschlossen. In dem Moment, wenn der Kolben­ ring 17b die Druckentlastungsverbindungen 69' gesperrt hat, der Ventilschließkörper 29 des ersten Schließventils 27 die Nuten 45' nach dem Ventildichtbereich 43 noch nicht erreicht hat, würde sich in der Fluidenverbindung 21 ein Unterdruck aufbauen. Dieser Unterdruck wäre für das Öffnungsverhalten des zweiten Schließventils 47' nachteilig. Deshalb öffnet das Rückschlagventil 87'; 89' der weiteren Druckausgleichsverbin­ dung 89' in diesem Moment und läßt Medium vom Arbeitsraum 23 in die Fluidenver­ bindung 21' einströmen. Sobald das erste Schließventil 27 einen Mediumübertritt zu­ läßt, verschließt der Staudruck in der Fluidenverbindung 21' aufgrund der unterschied­ lich großen, druckbeaufschlagten Flächen wieder das Rückschlagventil 87'; 89'. Dabei ist es für die Funktion des linken zweiten Schließventils 47' unerheblich, ob das Rück­ schlagventil am rechten Ventilschieber 35 geöffnet oder geschlossen ist.

Bei einem sich öffnenden, ersten Schließventil 27 kann das über die Nuten 45' im Rohr­ körper 17a in die Fluidenverbindung 21 einströmende Medium einen zweiten kleineren Staudruck auf das zweite Schließventil 47' aufbauen. Es entsteht kein nennenswerter Leckverlust. Der zweite Ventilschließkörper 49', der einen Freigang zum Nutgrund 53' aufweist, wird dabei axial gegen die linke Nutseitenwand und gegen die Innenwandung des Rohrkörpers 17a hydraulisch vorgespannt. Der auf die druckbeaufschlagte Fläche A_{Ventilschieber} wirksame Staudruck bewegt den Ventilschieber 35' gegen die Kraft der Schließfeder 39' und der Rasteinrichtung 129' zusammen mit dem Ventilschließkör­ per 49' in den Bereich der Schlitze 57'. Damit öffnet sich auch das zweite Schließven­ til 47', wobei ein weiterer Druckabbau durch die als Drosseleinrichtung ausgelegten Schlitze 57' vorgenommen wird, um all zu große Drucksprünge und damit Geräusche zu vermeiden.

Der Verschiebeweg des Schiebers 37' und des Ventilschiebers 35' führt gegen die Halte­ kraft der Rasteinrichtung 129' zu einer Bewegung des Verdrängers 37a' des Schie­ bers 37' in die Dämpfungskammer 55'. Das in der Dämpfungskammer befindliche Me­ dium wird über die Drosselquerschnitte 41c' verdrängt, was eine dynamische Druckkraft zur Folge hat, die der Betriebsbewegung des Schiebers 37' und damit des ersten und des zweiten Ventilschließkörpers 29; 49' entgegenwirkt. In Abhängigkeit der Staudruck­ größe wird eine Dämpfung erzeugt, die eine zu rasche Öffnungsbewegung des Ventil­ schiebers 35' und damit eine Geräuschbildung verhindert (Fig. 2d).

Wenn die Kolbenstange 15 nicht mehr bewegt wird, sinkt auch der Staudruck auf das zweite Schließventil 47', bis die Kraft der Schließfeder 39' größer ist als die Öffnungs­ kraft des Staudrucks und die Haltekraft der Rasteinrichtung 129', wobei die Stützmittel der Rastmittel 131' eine radiale Aufweitbewegung ausführen und in die erste Raststel­ lung übergeführt werden. Das Rückschlagventil 87; 89' der zweiten Druckentlastungs­ verbindung 89' ist dabei geschlossen, hingegen die erste Druckentlastungsverbin­ dung 69' mit dem vom Kolbenring 17b gebildeten Rückschlagventil geöffnet, so daß der Ventilschieber 35' kontrolliert in die Fluidenverbindung 21 einfahren kann, bis die Ruhestellung wieder eingenommen ist. Zusätzlich wird eine dritte Druckausgleichsver­ bindung 35a' wirksam, die radial im Ventilschieber, möglichst nahe an einem An­ schlag 35b' des Ventilschiebers 35' ausgeführt ist. Die dritte Druckausgleichsverbindung verbindet die Fluidenverbindung 21 über die Längskanäle 79 mit der Dämpfungskam­ mer 55', die wiederum über den mindestens einen Drosselquerschnitt 41c' mit dem Ar­ beitsraum 25 verbunden ist. Dadurch kann sich in der Fluidenverbindung 21 kein unge­ wollter Staudruck einschließen.

Da beide Ventilschieber 35; 35' identisch ausgeführt sind, ist eine Blockierung nach ei­ ner Kolbenstangenbewegung in entgegengesetzter Richtung mit dem rechten, zweiten Schließventil 47 exakt nachzuvollziehen, wie bereits beschrieben. Man kann aber unter­ schiedliche Federkräfte bei den Schließfedern 39; 39' vorsehen, um die notwendigen Staudruckkräfte den Erfordernissen anzupassen.

Es gibt Anwendungen, bei denen die Blockierfunktion in einem bestimmten Bereich mit sehr großer Wahrscheinlichkeit nicht genutzt wird. Dafür weist der Zylinder mindestens eine Bypassnut 91 oder eine Durchmessererweiterung auf, die eine Verbindung zwi­ schen den beiden Arbeitsräumen 23; 25 unabhängig von der Betriebsstellung der Venti­ leinrichtung 19 zulassen.

Die weitere Beschreibung bezieht sich auf die Fig. 2a. Der gesamte Kolben 17 kann mit seinen Innenbauteilen als eine Baueinheit unabhängig von der Kolbenstange 13 vor­ montiert werden. Die Befestigung des Kolbens erfolgt über ringförmige Halteelemen­ te 93; 95, die in den Bereich jeweils einer Sicke 97; 99 innerhalb der Kolbenstange 15 gebracht werden. Zwischen den beiden Sicken in der Kolbenstange ist der Kolben aus­ gerichtet. Wenn die gewünschte Lage des Kolbens eingenommen ist, werden die bei­ den Halteelemente in eine Formschlußverbindung mit der jeweiligen Sicke verpresst. Damit ist die axiale Lage des Kolbens festgelegt.

Es ist zu berücksichtigen, daß beispielsweise bei einem Unfall die Blockierfunktion der Ventileinrichtung aus unerfindlichen Gründen nicht zu lösen ist. Deshalb wurde das Hal­ teelement 95, das beispielsweise die Abstützung übernimmt, wenn die Klappe geöffnet werden muß, abreißen, wenn eine oberhalb der annehmbaren Betätigungskraft angrei­ fende Losreißkraft eingeleitet wird. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel ist es das Halteelement 95 zwischen dem Kolben 17 und einem Trennkolben 101.

Der Trennkolben 101 wird von einer Schraubendruckfeder 103 vorgespannt. Es ist aber durchaus sinnvoll, wenn der Raum 105 zwischen dem Trennkolben und einem Bo­ den 107 des Kolben-Zylinderaggregates mit einem Druckgas vorgespannt ist, so daß auf eine Stirnfläche der Kolbenstange ein Betriebsdruck einwirkt, der die Kolbenstange in Ausfahrrichtung bewegt.

Das Kolben-Zylinderaggregat 7 verfügt zusätzlich zur Ventileinrichtung 19 über einen mechanisch-hydraulischen Druckanschlag 111, der eine Anschlaghülse 113 aufweist, die sich über eine Druckanschlagfeder 115 an einer Kolbenstangen-Führungseinheit 117 abstützt.

Die Anschlaghülse weist einen umlaufenden Flansch 119 auf, in dem ein Dichtungs­ ring 121 eingelegt ist, der einen Spalt zwischen der Anschlaghülse 113 und dem Zylin­ der 13 abdichtet. Die Innenwandung der Anschlaghülse ist gestuft ausgeführt, wobei eine Stirnfläche 123 ab dem Einsatzpunkt des Druckanschlages 111 mit einem Flansch 125 des Halteelementes 93 in Berührung kommt.

Der Durchmesser der Stufe von der Eingangsseite der Anschlaghülse ist im Verhältnis zum Durchmesser des Halteelementes 93 derart ausgelegt, daß sich keine nennenswerte Drosselung einstellt. Die eigentliche Drosselung wird von einer Dämpföffnung 127 in der Anschlaghülse übernommen. Diese Dämpföffnung verbindet die Rückseite der An­ schlaghülse mit der Zuströmseite in den Kolben 17.

Die Darstellung der Fig. 2a ist in Bezug auf die Baulänge des Kolben-Zylinderaggregates komprimiert. Selbstverständlich setzt der Druckanschlag nicht unmittelbar an der Bypassnut 91 an. Der Abstand zwischen der Bypassnut und dem Einsatzpunkt des Druckanschlages ist auf den jeweiligen Einsatzfall abzustimmen.

Bei einer Kolbenstangenbewegung, bei der sich der Arbeitsraum 23 verkleinert, bewegt sich das Halteelement 93 ab einer definierten Hublage in die gestufte Innenwandung mit einer nahezu konstanten Geschwindigkeit. Das im Arbeitsraum 23 befindliche Me­ dium, wie bereits beschrieben in der Regel ein hydraulisches Fluid, kann durch die ge­ öffneten Ventile 27; 47 des Kolbens strömen. Sobald die Stirnfläche 125 des Halteele­ mentes 93 an der Stirnfläche 123 anliegt, baut sich aufgrund der Dämpföffnung 127 eine Dämpfkraft auf, die die Geschwindigkeit des Kolbens reduziert. Der Flansch 125 und die Absatzfläche bilden dann eine zumindest dynamisch wirksame Dichtung. Die Dämpfwirkung wird damit gezielt ausschließlich durch den Querschnitt der Dämpföff­ nung bestimmt.

Es kann weiterhin Fluid in den Kolben einströmen, da beim Einsetzpunkt des Druckan­ schlages 111 immer noch ein Abstand zwischen dem Boden 41a' und der Anschlaghül­ se 113 vorhanden ist.

Mit abnehmender Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens verringert sich auch die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids durch den Kolben und damit die Staudrücke an den Ventilen 27; 47; 47'. Ist ein Schwellwert für die Staudrücke unterschritten, so gehen die Ventile 27; 47; 47' in die Blockierstellung (s. Fig. 2b). Zwangsläufig bleibt der Kol­ ben, die Kolbenstange und damit auch die Fahrzeugtür stehen, wobei der gesamte Vor­ gang nicht abrupt, sondern durch die Dämpfwirkung der Dämpföffnung so kontinuier­ lich abläuft, daß die Krafteinleitung in die Fahrzeugkarosserie ein sicher beherrschbares Niveau einnimmt. Die sich in Blockierstellung befindlichen Ventile 27; 47; 47' verhindern auch, daß die Fahrzeugtür zurückschnellen kann. In diesem Zusammenhang soll festge­ stellt werden, daß die Federkraft der Druckanschlagfeder 115 nur so gering ist, daß der Druckanschlag gegen die Reibkräfte zwischen der Dichtung 121 und dem Zylinder 13 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt werden kann, aber keine nennenswerte Kraft auf die Kolbenstange ausüben kann.

Die Fig. 3 zeigt einen Kolben 17 eines Schwingungsdämpfers, wie er beispielsweise in einem Kraftfahrzeugfahrwerk eingesetzt wird und aus der DE 34 29 473 A1 bekannt ist. Funktional gleiche Teile wurden mit den Bezugsziffern entsprechend den Fig. 2a bis 2d verwendet.

Bei einer Kolbenstangenbewegung in Richtung des Arbeitsraums 23 strömt Dämpfme­ dium in die Fluidenverbindung 21 und trifft auf einen Ventilkörper in der Ausführung mindestens einer Ventilscheibe. Ein kleiner Voröffnungsquerschnitt 29a ist bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten wirksam. Bei größeren Geschwindigkeiten hebt der Ven­ tilkörper von einer Ventilsitzfläche 17c des Kolbens ab. Je nach Auslegung des Verdrän­ gers zum Gehäuse 41 taucht der Verdränger 37a in die Dämpfungskammer 55 ein, wo­ durch die Betriebsbewegung des Ventilkörpers 29 gebremst wird. Der Ventilkörper 29 kann zwar genauso weit von der Ventilsitzfläche abheben, doch ist die Abhubge­ schwindigkeit begrenzt. Man könnte die Federkraft der Schließfeder 39 reduzieren und die Dämpfwirkung der Dämpfungskammer bei der Auslegung des Kolbenventils heran­ ziehen.

Claims (18)

1. Ventileinrichtung, umfassend einen Ventilkörper, der die Durchströmung einer Flui­ denverbindung der Ventileinrichtung beeinflußt, indem der Ventilkörper eine Ven­ tilbewegung ausführt, bei der sich der Abstand zwischen einer Ventilfläche und dem Ventilkörper ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (29; 49; 49') mit einer seine Ventilbewegung entgegenwirken­ den Dämpfeinrichtung in Wirkverbindung steht.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfeinrichtung (37a; 37a'; 41; 41'; 41c; 41c'; 55; 55') geschwindigkeits­ abhängig wirksam ist.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die geschwindigkeitsabhängige Dämpfeinrichtung (37a; 37a'; 41; 41'; 41c; 41c'; 55; 55') einen Verdränger (37a; 37a') aufweist, der in eine mit einem Druckmedium gefüllte Dämpfkammern (55; 55') bewegbar ist.

4. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfeinrichtung (37a; 37a'; 41; 41'; 41c; 41c'; 55; 55') mindestens einen Drosselquerschnitt (41c; 41c') aufweist.

5. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (55; 55') von einem becherförmigen Gehäuse (41; 41') gebildet wird, in das der Verdränger (37a; 37a') eintaucht.

6. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdränger (37a; 37a') zur Dämpfungskammer (55; 55') abgedichtet ist.

7. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (27; 49; 49') axial beweglich ist und von einem Schieber (37; 37') bei seiner Betriebsbewegung unterstützt wird, wobei der Schieber (37; 37') ei­ ne Baueinheit mit dem Verdränger (37a; 37a') bildet.

8. Ventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (55; 55') eine gestufte Innenkontur aufweist, wobei ein Längenabschnitt der Dämpfungskammer eine Laufbahn (41b) für den Verdränger (37a; 37a') darstellt.

9. Ventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungskammer (55; 55') eine Rasteinrichtung (129; 129') aufnimmt, die aus Rastmitteln (131; 131') und Gegenrastmitteln (133; 133') besteht, wobei die Rastmittel (131; 131') mit dem Ventilkörper (29; 49; 49') in Wirkverbindung stehen und mindestens eine Betriebsstellung des Ventilkörpers (29; 49; 49') definieren.

10. Ventileinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel (131; 131') aus radial beweglichen Stützmitteln für den Ventil­ körper (29, 49, 49') bestehen, wobei die Rastmittel (131; 131') in Gegenrastmittel (133; 133') eingreifen.

11. Ventileinrichtung nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel (131; 131') mit dem Schieber (37; 37') eine Baueinheit bilden.

12. Ventileinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (37; 37') von einer innerhalb der Dämpfungskammer (55; 55') an­ geordneten Schließfeder (39; 39') vorgespannt ist.

13. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (29; 49; 49') einen Ventilschieber (35; 35') umfaßt, der inner­ halb der Fluidenverbindung (21; 21') zusammen mit einem Gehäuse der Ventilein­ richtung (19) einen Staudruckraum bildet, wobei der Staudruckraum von einer Dich­ tung (49; 49') abgedichtet wird, die in Grenzen radial beweglich ausgeführt ist.

14. Ventileinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der als Dichtung ausgeführte Ventilkörper (49; 49') in einer Nut (51, 51') ge­ kammert ist, wobei die Dichtung (49; 49') einen Freigang zum Nutgrund (53; 53') aufweist.

15. Ventileinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruckraum eine Druckausgleichsverbindung (87, 87') aufweist, die bei einer Einfahrbewegung des Ventilschiebers (35, 35') in den Staudruckraum das ver­ drängte Arbeitsmedium abführt.

16. Ventileinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsverbindung (87, 87') im Ventilschieber (35, 35') angeordnet ist.

17. Ventileinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruckraum eine weitere Druckausgleichsverbindung (69, 69') aufweist, die von einer Dichtungseinheit (17ba; 17bb) angesteuert wird, die das Gehäuse der Ventileinrichtung (19) abdichtet, wobei das Gehäuse zwei Arbeitsräume (23; 25) voneinander trennt und im Betrieb der Ventileinrichtung axial bewegt wird, wobei die Dichtungseinheit (17ba; 17bb) einen ersten äußeren Dichtring (17bb) aufweist, der im Hinblick auf eine geringe Reibung ausgeführt ist und ein innerer Dichtring (17ba) den äußeren radial vorspannt und in Abhängigkeit seiner Stellung innerhalb einer Ringnut (71) im Gehäuse die weitere Druckausgleichsverbindung (69; 69') an­ steuert.

18. Ventileinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruckraum eine zusätzliche Druckausgleichsverbindung (35a; 35a') im Ventilschieber (35; 35') aufweist, die unabhängig von anderen Druckausgleichsver­ bindungen (87; 87'; 69; 69') den Stauraum mit einem Arbeitsraum (23; 25) verbin­ det.