DE2109398C3

DE2109398C3 - Stoßdämpferventil mit kontinuierlichem Übergang

Info

Publication number: DE2109398C3
Application number: DE19712109398
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 8720 Schweinfurt Lutz
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1971-02-27
Filing date: 1971-02-27
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2109398B2; DE2109398A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßdämpferkolben mit Durchflußöffnungen, die in Ringgräben münden, die ihrerseits jeweils im wesentlichen von mindestens einer über einen an der Kolbenstange angeordneten Einspannring gegen den Kolben gedrückten Tellerfeder abgedeckt sind.

Ein derartiger Stoßdämpferkolben ist durch das DE-GM 19 41 188 bekannt, wobei in die konzentrisch zur Kolbenmittenbohrung angeordneten Ringgräben schräg zur Kolbenachse verlaufende Durchflußöffnungen münden. Jeder Ringgraben ist durch ein Tellierfederpaket abgedeckt, während Voröffnungen an der jeweils den Ringgraben abdeckenden Tellerfeder vorgesehen sind, die bei kleinen Kolbengeschwindigkeiiten den Durchflußquerschnitt bilden. Nachteilig bei einer derartigen Anordnung ist, daß beim Übergang der Kolbengeschwindigkeit von Voröffnungsdämpfung zu Ventilöffnungsdämpfung je nach Federsteifigkeit der Ventil-Tellerfedern ein mehr oder weniger scharfer Knick in der Dämpfungskennlinie entsteht. Auch kann es vorkommen, daß die Tellerfedern zum öffnen der Durchlaßöffnungen mit einer höheren Krall, beaufschlagt werden müssen, als es ihrer Federsteifigkeit entspricht. Dies ist auf das sog. Kleben der Tellerfedern auf der ebenen Unterlage zurückzuführen. Bei raschem Wechsel zwischen Zug- und Druckbelastung steigt diese Krafterhöhung unvorteilhaft an und kann neben unkomfortablem verspätetem Ansprechen zum Bruch und damit zur Funktionsuntauglichkeit der Tellerfedern führen.

Zum Ausgleich der durch die Herstellung und das Material bedingten Spannungsunterschiede innerhalb der Tellerfederscheiben ist es durch die DE-PS 10 27 479 bekannt, eine vorzugsweise elliptische Stützscheibe zu verwenden. Durch diese Stützscheibe ist die Änderung des Anpreßdruckes von Tellerfeder-Ventilplatten möglich, der derart ausgeführt wird, daß die Spannungsunterschiedc ausgeglichen werden, um ein gleichmäßiges Abheben der Tellerfederscheiben zu erreichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein im Aufbau einfaches Stoßdämofcrventil zu schaffen, das bei jeder Beanspruchung eine einwandfreie Funktion ergibt und einen kontinuierlichen Anstieg der Dämpfkraft bei zunehmender Kolbengeschwindigkeit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ringgräben exzentrisch zur inneren Auflagefläche der Tellerfeder angeordnet sind, oder dadurch, daß die Tellerfeder exzentrisch zum ihr zugeordneten Ringgraben angeordnet ist. Auf diese Weise wird der kontinuierliche Anstieg der Dämpfkraft bei zunehmen-

lu der Kolbengeschwindigkeit erzielt, denn die Tellerfeder hebt zuerst an einer vorbestimmten Stelle ab und von dort ausgehend kontinuierlich über ihren gesamten Umfang. Ein derartiges allmähliches Öffnen des Stoßdämpferventils verhindert mit Sicherheit einen

is Knick in der Dämpfungskennlinie.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beispielsweise gezeigten Ausführungsformen. Es zeigt

Fig. 1 den Schnitt durch einen Kolben mit erfindungsgemäßen Mitteln als Ringgraben, Tellerfederpaket und Einspannring;

Fig. 2 die Draufsicht auf die Anordnung erfindungsgemäßer Mittel als Ringgraben mit konzentrischer Tellerfeder und exzentrischem Einspannring;

F i g. 3 die schematische Draufsicht auf die Anordnung erfindungsgemäßer Mittel als Tellerfeder mit konzentrischem Ringgraben;

Fig.4 die schematische Draufsicht auf die Anordnung erfindungsgemäßer Mittel als Tellerfeder und Ringgraben;

Fig.5 das Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm der erfindungsgemäßen Ventilanordnung im Vergleich zur herkömmlichen Anordnung mit konzentrischem Ring-

a kanal.

Die in F i g. 1 dargestellte Ausführungsform besteht aus dem Kolben 2, der mittels einer als Mutter ausgebildeten Befestigungsvorrichtung 17 an der Kolbenstange 1 befestigt und im Behälterrohr 16 axial

in verschiebbar angeordnet ist. Der Behälter wird dabei in einen oberen Arbeitsraum 3 und in einen unteren Arbeitsraum 4 aufgeteilt. Der Kolben ist mit Zug-Durchflußöffnungen 5, die in den unteren Ringgraben münden, und mit Druck-Durchflußöffnungen 9, die in den oberen Ringgraben 10 münden, versehen. Eine Kolbendichtung 14 dichtet den Kolben gegenüber der Behälterinnenwand ab. Der obere Ringgraben 10 ist exzentrisch um den Betrag »e« versetzt dargestellt und wird von dem konzentrisch 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

Vj das obere Tellerfederpaket 12 gegen die innere Auflagefläche 18. Das untere Tellerfederpaket 7 wird durch den konzentrisch ausgebildet dargestellten unteren Einspannring 8 gehalten. Zur Dämpfung leichter Schwingungen ist der Ringgraben 6 mit einer Voröffnung 15 versehen und von einer exzentrisch angeordnet dargestellten Tellerfeder 11 abgedeckt.

In F i g. 2 ist der exzentrisch angeordnete Ringgraben 10 in der Draufsicht dargestellt, der von einer konzentrischen Tellerfeder 11 abgedeckt wird. Der Ringgraben 10 ist dabei um den Betrag »e« exzentrisch nach rechts versetzt, während der obere Einspannring 13 als zusätzliche Variante um den Betrag »E« exzentrisch nach links versetzt ist.

F i g. 3 zeigt eine exzentrisch angeordnete Tellerfeder 11, die von der Befestigungsvorrichtung 17 mittels eines nicht gezeigten Einspanriringes gegen die innere Anlagefläche 18 des Kolbens 2 gehalten wird. Die innere Anlagefläche 18 wird durch den Ringgraben 6 begrenzt.

Fig.4 zeigt die Kombination des exzentrischen Ringgrabens 10 mit der exzentrisch angeordneten Tellerfeder 11 in der Normallage und in um 180° gedrehter Lage 11'. Dabei ist die druckbeaufschlagte Fläche 19 schraffiert dargestellt; der äußere Berührungskreii 20 des Ringgrabens 10 mit der Tellerfeder 11 ist dabei vorteilhafterweise ständig von dieser bedeckt Die Tellerfeder 11 wird vom inneren Einspannring 8 gegen die innere Auflagefläche 18 gehalten.

In Fig.5 ist der Verlauf der Dämpfungslinie im Kraft-Geschwindigkeits-Diagramm gezeigt Dabei entspricht die Kennlinie gemäü dem Kurvenstück 21a dem Verlauf der Voröffnungsdämpfung und gemäß dem Kurvenstück 21 der Vemtilöffnungsdämpfung. Der Punkt 216 entspricht dem Übergang der Kolbengeschwindigkeit von Voröffnungsdämpfung zu Ventilöffnungsdämpfung, wie er bei herkömmlicher Ventilanordnung mit konzentrischen Ringgräben und konzentrischer Tellerfeder erfolgt Kurvenstück 22 zeigt den Verlauf einer Stoßdämpferkennlinie nach Einsatz der erfindungsgemäßen Mittel ;iur kontinuierlichen öffnung der Ventileinrichtung. Der Übergangsknick 216 fällt durch diese Anordnung weg. Kurvenstück 23 zeigt eine weiche Stoßdämpferkennlinie, wie sie durch Drehung der erfindungsgemäßen exzentrischen Tellerfeder 11 in die Lage 11' eingestellt werden kann.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Stoßdämpferventils näher beschrieben:

Bewegt sich die Kolbenstange 1 nach oben, d. h., Zugbeanspruchung des Kolbens 2, so gelangt die im Behälterrohr 16 enthaltene Dämpfflüssigkeit vom oberen Arbeitsraum 3 durch die Zug-Durchflußöffnungen 5 in den unteren Ringgraben 6 und über die Voröffnung IJ 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 größerer Hebelannes — da hier gegenüber dem kürzeren Hebelarm die f.eringere 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 Druckbelastung gelangt die Dämpfflüssigkeil vom unleren Arbeitsraum 4 zunächst in umgekehrter Richtung durch die Voröffnung 15 in den unteren Ringgraben 6 und die Zug-Durchflußöffnungen 5 in den oberen Arbeitsraum 3. Bei weiterem Druckanstieg gelangt die Dämpfflüssigkeit vom unteren Arbeitsraum 4 durch die Druck-Durchflußöffnungen 9 in den oberen Ringgraben 10 und bewirkt ein Abheben des oberen Tellerfederpaketes IZ Das kontinuierliche Öffnen wird hierbei durch die exzentrische Anordnung des Ringgrabens 10 und der damit verbundenen unterschiedlichen Hebellänge der beaufschlagten Tellerfeder erreicht (F i g. 1 und F i g. 2).
Besteht die Ventileinrichtung aus mehr als einer Tellerfeder, so werden diese Tellerfedern vorteilhafterweise konzentrisch aufeinandergeschichtet und das gesamte Tellerfederpaket exzentrisch eingespannt. Es ist jedoch auch eine zentrische Einspannung der ersten Tellerfeder mit exzentrischer Lagerung der nachfolgenden Tellerfedern möglich. In diesem Falle ergibt sich eine ähnliche Wirkung wie bei der Verwendung eines exzentrischen Einspannringes. In Verbindung mit einem exzentrischen Ringgraben läßt sich auch bei dieser Ventil-Tellerfederanordnung die Dämpferkennung beeinflussen.

Bei exzentrischer Ausbildung der Tellerfeder Il und

μ des Ringgrabens 10 — wie in F i g. 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 Tellerfederlage II'. Beim Drehen der Tellerfeder 11 muß gewährleistet sein, daß die druckbeaufschlagte Fläche 19 ständig bedeckt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß der Durchmesser des äußeren Berührungskreises 20 des Ringgrabens 10 kleiner ist als der Durchmesser der Tellerfeder 11. Der

■ίο Durchmesser der Tellerfeder U muß dafür um die Exzentrizitäten »e« (des Ringgrabens) und »E« (der Tellerfeder) größer sein als der Durchmesser des Ringgrabens 10. Die Exzentrizität der Tellerfeder 11 kann dabei größer, gleich oder kleiner der Exzentrizität

ί > des Ringgrabens 10 sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stoßdämpferkolben mit Durchflußöffnungen, die in Ringgräben münden, die ihrerseits jeweils im wesentlichen von mindestens einer über einen an der Kolbenstange angeordneten Einspannring gegen den Kolben gedrückten Tellerfeder abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringgräben (6,10) exzentrisch zur inneren Auflagefläche (18) der Tellerfeder (11) angeordnet sind.

2. Stoßdämpferkolben mit Durchflußöfinungen, die in Ringgräben münden, die ihrerseits jeweils im wesentlichen von mindestens einer über einen an der Kolbenstange angeordneten Einspannring gegen den Kolben gedrückten Tellerfeder abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (11) exzentrisch zum ihr zugeordneten Ringgraben (6, 10) angeordnet ist.

3. Stoßdämpferkolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (U) exzentrisch zu ihrer inneren Auflagefläche (18) und dem ihr zugeordneten Ringgraben (6,10) angeordnet ist.