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Stoßdämpferventil mit kontinuierlichem Ubergang Die @rfindung betrifft
einen Stoßdämpferkolben mit Ringgraben und Ventileinrichtung, bei dem die Ventileinrichtung
aus mindestens einer Tellerfeder besteht, welche den Ringgraben abdeckt und mittels
einem an der Kolbenstange angeordneten Einsparing gegen den Kolben gehalten wird.
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Stoßdämprerkolben, welche an einer Kolbenstange befestigt und in einem
zylindrischen Rohr beweglich angeordnet sind, dienen mit der auf innen angeordneten
Ventileinrichtung der Dämpfung von Schwingungen. Sie sind dafür mit Bohrungen versehen,
die entsprechend der Bewegung einem in dem Zylinder befindlichen Dämpfmedium den
Durchtritt gestatten. Diese Bohrungen werden im allgemeinen durch einen kreisförmigen
Ringgraben oder durch Ringsegmente miteinander verbunden, Es wurde bereits vorgeschlagen,
diese Bohrungen bzw. Ringgräben mittels Tellerfedern bzw. Teillerfederpaketen abzudeckeni
um 80 eie höhere Dämpfwirkung zu erzielen, FUr kleine Kolbengeschwindigkeiten werden
an Stoßdkmpferkolben oder an den Tellerfedern sog. Vordffnungen vorgesehen, die
ain Durchstrdmen des Dämpfmediums auch bei geschlossener Tellerfeder-Ventileinrichtung
gestatten. Nachteilig bei derartigen Anordnungen ist, daß,beim uebergang der Kolbengeschwindigkait
von Voröffnungsd@mpfung zu Ventllöffnarugsdämpfung je nach Redersteifigkeit der
Ventil-Tellerfedern ein mehr oder weniger scharfer Knlok in der D&mpfungskennlinie
besteht. Auch kann es vorkommen, daß die Tellerfedern zum Öffnen der Durchlaßöffnungen
mt einer höheren Kraft beaufschlagt werden müssen, als es ihrer Federsteifigkeit
entspricht; dies Lst auf das Boq. Klchen der Tellerfedern aur ebener
Unterlage
zurückzuführen. Bei raschem-Wechsel zwischen Zug- und Druckbelastung steigt diese
Krafterhöhung unvorteilhaft an und kann neben unkomfortablem verspäteten Ansprechen
zum -Bruch und damit zur Funktionsuntauglichkeit der Tellerfedern fuhren Der Erfindung
liegt die Aurgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Einrichtung zu schaffen,
die bei Jener Beanspruchung eine einwandfreie Funktion des Stoßdämpferventiles gewährleistete
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß daduroh gelöst, daß an dem Kolben Mittel vorgesehen
sind, die die Tellerfeder an einer vorher bestimmten Stelle zuerst und dann von
dort ausgehend kontinuierlich nachfolgend an ihrem gesamten Unfang abheben. Dies
wird in vorteilhafter Weise daduroh erreicht, daß die Mittel durch einen exzentrisch
zur inneren Auflage fläche der Tellerfeder angeordneten Ringgraben dargestellt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Mittel durch eine exzentrisch zu ihrer inneren
Aurlagefläche und/oder dem Ringgraben angeordnete Tellerfeder dargestellt werden.
Fernerist es vorteilhaft, daS die Mittel durch einen exzentrisch zur Kolbenstange
angeordneten Elnspannring dargestellt werden. Durch diese erfindungsgemäßen vorteilhaften
Ausbildungen wird erreicht, daß die Ventile sich allmählich öffnen und nicht pldtzlich
am gesamten Umfang bestrebt sind, abzuheben.
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Zur Ausführung des Ventiles ist vorgesehen, daß die Ventileinrichtung
in an sich Gekannter Weise aus einem Paket konzentrisch geschichteter, mit; unterschiedlichen
Durchmessern versehener Tellerfedern besten.
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Weitere Merkmale uiid Vorteile der Erfindung ergeben sich sus der
nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beispielsweise gezeigten AusfUhrung£ormen.
Es zeigen: Fig, L den Schnitt duroh einen Kolben mit erfindungsgemäßen Mitteln als
flinggraben, Telterfedarpaket und Einspannring; Fig. 2 schematisene Draufs@cht auf
die Anordnung erfindungsgemä-Ber Mittel als Ringgraben mit konzentrischer Tellerfeder
und
exzentrischem Einspannring ; Fig. 3 schematische Draufsicht auf die Anordnung erfindurgsgemU-Ber
Mittel als Tellerfeder mit konzentrischem Ringgraben ; Fig. 4 schematische Draufsicht
auf die Anordnung erfindungsgemä-Ber Mittel als Tellerfeder und Ringgraben; Fig.
5 Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm der erfindungsgeiä5en Ventilanordnung in Vergleich
zur herkömmlichen Anordnung mit konzentrischem Ringkanal.
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Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform besteht'aus dem Kolben
2, der mittels einer als Nutter ausgebildeten Befestigungsvorrichtung 17 an der
Kolbenstange 1 befestigt und in den Behälterrohr 16 axial verschiebbar angeordnet
ist. Der Behälter wird dabei in einen oberen Artaitsraum 3 und in einen unteren
Arbeitsraum 4 aufgeteilt. Der Kolben ist mit Zug-Durchflußöffnungen 5, die in den
unteren Ringgraben 6 münden, und mit Druck-Durchflußöffnungen 9, die in den oberen
Ringgraben 10 münden, versehen; eine Kolbendichtung 14 dichtet den Kolben gegenUber
der Behälterinnenwand ab. Der obere Ringgraben 10 ist exzentrisch un den Betrag
"e" versetzt dargestellt und wird von dem konzentriseh dargestellten oberen Tellerfederpaket
12 abgedeckt. Der untere Ringgraben 6 ist konzentrisch dargestellt und wird durch
das um den Betrag "E" versetzte untere Tellerfederpaket 7 exzentrisch abgedeckt.
Der obere Einspannring 13 ist ebenfalls exzentrisch ausgebildet dargestellt und
hält das obere Tellerfederpaket 12 gegen die innere Auflagefläche 18, das untere
Tellerfederpaket 7 wird durch den konzentrisch ausgebildet dargestellten unteren
Einspannring 8 gehalten. Zur DSzpfung leichter Schwingungen ist der Ringgraben 6
mit einer Voröfftung 15 versehen und von einer exzentrisch angeordnet dargestellten
Tellerfeder 11 abgedeckt.
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In Fi. 2 ist als erfindungsgemäßes Mittel ein exzentrisch angeordneter
Ringgraben 10 in der Draufsicht dargestellt, der von einer konzentrischen Tellerfeder
11 abgedeckt wird. Der Ringgraben 10
ist dabei umj den Betrag "e"
exzentrisch nach rechts versetzt, während der obere Einspannring 13 als zusätzliche
Variante um den Betrag "E" exzentrisch nach links versetzt ist.
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In Fig. 3 ist als erfindungsgemäßes Mittel eine exzentrisch angeordnete
Tellerfeder 11 dargestellt, die von der Befestigungsvorrichtung 17 mittels eines
nicht gezeigten',Einspannringes gegen die innere Auflagefläche 18 des Kolbens 2
gehalten wird. Die innere Auflagefläche 18 wird durch den Ringgraben 6 begrenzt.
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Fig. 4 zeigt eine Kombination der erfindungsgemäßen Mittel als exzentrischer
Ringgraben 10 aowie als exzentrisch angeordnete Tellerfeder 11 in Normallage und
in um 1800 gedrehter Lage 11'.
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Dabei ist die druckbeaufschlagte Fläche 19 schraffiert dargestellt,
der äußere BerUhrungukreis 20 des Ringgrabens 10 mit der Tellerfeder 11 ist dabei
vorteilhafterweise ständig von dieser bedeckt. Die Tellerfeder ii wird von dem inneren
Einspannring 8 gegen die innere Auflagefläche 18 gehalten.
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In Fig. 5 wird der Verlauf der DLnpfungskennlinie im Kraft-(Ieschwindigkeits-Diagra
gezeigt. Dabei entspricht die Kennlinie gemaß dem KurvenstUck 21a dem Verlauf der
Vorffnungsdämpfung und gemäß dem KurvenstUck 21 der Ventilffnungsdämpfung. Der Punkt
21b entspricht dem Ubergang der Kolbengeschwindigkeit von Veröffnungsdämpfung zu
Yentilöfihungsdämpfung , wie er bei herkdmmlocher Ventilanordnung mit konzentriSchen
Ringgräben und konzentrischer Tellerfeder erfolgt. Kurvenstilck 22 zeigt den Verlauf
einer Sto'ßdämpferkennlinie nach Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel zur kontinuierlichen
Öffnung der ventileinrichtung. Der obere gangsknick 21b fällt durch diese Anordnung
weg. Kurvensttlck 23 zeigt eine weichere Stoßdämpferkenn1inie, wie sie durch Drehung
der erfindungsgemäßen exzentrischen Tellerfeder 11 in die Lage 11' elngestellt werden
kann.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Mittel zum kontinuierliohen
Abheben von als Tellerfedern ausgebildeten Ventileinrichtungen wird an Hand der
Figuren im nachfolgenden näher beschrieben:
Bewegt sioh die Kolbenstange
1 nach oben, d. h., Zugbeanspruchung des Xolbcns 2, so gelangt die in dem Behälterrohr
t6 enthaltene Dtmpfflilssigkeit vom oberen Arbeitsraum 3 durch die Zug-Durchflußöffnungen
5 in den unteren Ringgraben 6 und Uber die Voröffnung 15 in den unteren Arbeitsraum
4. Bei weiterem Ansteigen des Druckes im oberen Arbeitsraum 3 und damit im unteren
Ringgraben 6 hebt das exzentrisch gelagerte Tellerfederpaket 7 zunächst an der Stelle
des größeren Hebelarmes - da hier gegenüber dem kürzeren Hebelarm die geringere
Vorspannung herrscht - ab und dann von dort ausgehend kontinuierlich nachfolgend
bis am ganzen Umfang ein Ringspalt entsteht. Das Tellerfederpaket wird dabei zunächst
einseitig zylindrisch und später kegelförmig elastisch verformt. Bei Kruckbelastung
gelangt die DämprflUssigkeit vom unteren Arbeitsraum 4 zunächst in umgekehrter Richtung
durch die Voröffnung 15 in den unteren flinggraben 6 und die Zug-Durchflußöffnungen
5 in den oberen Arbeitsraum 3. Bei weiterem Durckanstieg gelangt die Dämpfflüssigkeit
von unteren Arbeitsraum 4 durch die Druck-Durchflußöffnungen 9 in den oberen Ringgraben
10 und bewirkt ein Abheben des oberen Tellerfederpaketes 12. Das kontinuierliche
orfnOn wird hierbei durch die exzentrische Anordnung des Ringgrabens 10 und der
damit verbundenen unterschiedlichen Hebellänge der beaufschlagten Tellerfeder errecht
(Fig. 1. und Fig. 2).
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Die innere Auflage de3 Tellerfederpaketes 12 kann durch den oberen
Etnspannring 13 variiert werden. Durch din in Fig. 2 gezeigte exzOntrische Anordnung
des oberen Einspannringes 13 wird die an sich konzentrische Ventileinrichtung einseitig
stärker vorgespannt und damit in zwei unterschiedliche Hebelarme verwandelt. Ist
dabei der Ringgraben 10 # wie in Fig. 2 gezeigt - ebenfalls exzentrisch versetzt,
ao kann; durch Verdrehen des Einspannringes 1) die Vorapannung der Teller feder
11 variiert werden, d. h., der Verlauf der Dämpferkennlinie 23 in Fig. 5 kann entsprechend
dem geforderten Dämpfungskomfort beeinflußt werden. Die eigentliche Vorspannung
der Teilerfederpakete 7 bzw. 12 geschieht davon unabhängig durch eine Schräge im
Kolben 2.
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Besteht die Ventileinrichtung aus nehr als einer Tellerfeder, so werden
diese Telerfedern vorteilhafterweise konzentrisch aufeinandergeschichtet und das
gesamte Tellerfederpaket exzentrisch eingespannt; es ist jedoch suoh eine zentrische
Einspannung der ersten Tellerfeder mit exzentrischer Lagerung der nschtolgenden
Tellerfedern möglich. In diesen Falle ergibt sioh eine ähnliche Wirkung wie bei
der Verwendung eines exzentrischen Einspannringes.
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In Verbindung mit einen exzentrischen Ringgraben läßt sioh auoh bei
dieser Ventil-Tellerfederanordnung die Dämpferkennung beeinflussen.
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Bei exzentrischer Ausbildung der Tellerreder 11 und des Ringgrabens
10 - wie in Fig. 4 dargestellt - kann die Stoßdämpferkraft ebenfalls im Verhältnis
zur Geschwindigkeit verstellt werden. Dies geschieht bei der Montage durch Verdrehen
der Tellerfeder 11 bis in eine gewünschte Tellerfederlqe 11'. Beim Drehen der Tellerfeder
11 muº gewährleistet sein, daß die druckbeaufsahlagte Fläche 19 ständig bedeckt
wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Durchzesser des äußeren Berührungskreises
20 des Ringgrabens 10 kleiner ist als der Durchmesser der Tellerfeder 11. Der Durchmesser
der Tellerfeder 11 muß dafür um die Exzentrizitäten "e" (des Ringgrabens) und wEw
(der Tellerfeder) größer sein als der Durchmesser des Ringgrabens 10. Die Exzentrizität
der Tellerfeder 11 kann dabei größer, gleich oder kleiner der Kxzentrizität des
Ringgrabene 10 sein.
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Die Erfindung besohrinkt sich nicht nur aur die bispielsweise dargestellten
Ausführungsformen, nondern kann im Rahmen des Erfindungsgedankens auch weiter ausgeführt
werden.