DE2413833B2 - Ventilanordnung für einen Teleskopschwingungsdämpfer für die Radaufhängung von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Dämpfer dieser Art, d.h. mit für die beiden Strömungsrichtungen getrennten Strömungskanälen im Kolben und/oder in der Bodenventilanordnung, bieten gegenüber einem anderen bekannten Prinzip, bei dem derselbe Strömungskanal abwechselnd zum rühren der Strömung des Dämpfungsmediums in beiden Richtungen ausgenutzt wird, den Vorteil, daß bei jeder Kolbenbewegung das sich im Bereich der Ventile in den Kanälen befindliche Dämpfungsmedium zusammen mit eventuell gebildeten Gasblasen entfernt wird. Derartige Gasblasen können gerade im Bereich der Ventile bekanntlich die Kennung des Dämpfers in unerwünschter Weise verändern.

Auf der anderen Seite können aber gerade bei mit den einzelnen Strömungsrichtungen getrennt zugeordneten Kanälen ausgerüsteten Dämpfern Schwierigkeiten auftreten, wenn man sie zur Erzielung einer bestimmten Kennung auslegt. In Abhängigkeit von der Masse der Ventilkörper und der Auslegung der ihnen zugeordneten Ventilfedern zeigt sich dann bei Bewegungsumkehr des Kolbens eine mit Geräuschentwicklung verbundene Hysterese, so daß sich dem gewünschten ausschließlich geschwindigkeitsabhängigen Verlauf der Kennung des Dämpfers Unregelmäßigkeiten überlagern.

Eine Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs ist aus der DE-PS 8 33 574 in der Weise bekannt, daß in Strömungsrichtung des hydraulischen Dämpfungsmediums ein stärkeres und ein schwächeres Ventil aufeinanderfolgen, wobei das stärkere Ventil mit Voröffnungen ausgestattet ist. Dabei wird zunächst die Kennung der Anordnung bestimmt durch das Zusammenwirken des schwächeren Ventils mit den Voröffnungen, und erst in einem zweiten Bereich der Kennung, d. h. bei höheren Drücken des Dämpfungsmediums, öffnet das erste Ventil. Als gleichwertig sind dieser Patentschrift aber auch Ventilkonstruktionen zu entnehmen, bei denen das schwächere Ventil das in Strömungsrichtung erste und das stärkere, mit Voröffnungen versehene Ventil das in Strömungsrichtung zweite Ventil ist. Im Rahmen der bekannten Anordnung kommt es nur auf die Reihenschaltung der Voröffnungen und des schwächeren Ventils in der Weise an, daß dieses die Ventilanordnung bei einer Strömungsrichtung des Dämpfungsmediums sperrt, ohne daß die Reihenfolge der beiden Ventile bezüglich der Strömungsrichtung von Bedeutung ist. Damit vermeidet die bekannte Konstruktion also zwar die Nachteile, die bei in beiden Strömungsrichtungen kennungsbestimmenden Ventilanordnungen auftreten, jedoch nicht die Ursachen für die mit einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens verbundene Geräuschentwicklung.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, die Ventilanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs so auszubilden, daß sie unter Wahrung ihrer r Vorteile — gute Umwälzung des Dämpfungsmediums, Auslegung der Ventile im Hinblick auf die Auslegung zur Erzielung einer vorbestimmten Kennung — bei ίο Umkehr der Strömungsrichtung möglichst geräuschlos arbeitet

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.

Das erfindungsgemäß vorgesehene Rückschlagventil hat also nicht die Aufgabe, an der Gewinnung einer bestimmten Kennung des Dämpfers mitzuwirken, sondern es sorgt bei Bewegungsumkehr des Kolbens dafür, daß unabhängig von der zu bewegenden Masse und der Stärke der Feder des ersten Ventils, das demgemäß allein im Hinblick auf die Erzielung der gewünschten Kennung ausgelegt werden kann, der die beiden Ventile enthaltende Kanal gesperrt wird. Umgekehrt öffnet das Rückschlagventil, das demgemäß nur eine sehr kleine bewegte Masse besitzt, bei entgegengesetzten Kolbenbewegungen gleichzeitig mit dem ersten Ventil, so daß die Arbeitsweise desselben und damit di«; durch dieses Ventil erzielte Kennung des Dämpfers in keiner Weise durch das zweite Ventil μ beeinflußt wird.

Verständlicherweise wird man, vor allem bei Einrohr-Schwingungsdämpfern, beide Strömungskanäle mit der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ausrüsten.

Durch das schnelle Sperren der Strömungskanäle in JS dem Kolben, wie es durch das erfindungsgemäß vorgesehene und ausgelegte zweite Ventil erzielt wird, bei Bewegungsumkehr des Kolbens wird also die sonst vorhandene, vor allem auf die Auslegung des die Kennung bestimmenden Ventils zurückzuführende to Hysterese zumindest weitgehend verringert, ohne daß auf den Vorteil einer guten Umwälzung des Dämpfungsmediums verzichtet werden muß.

Zur Erzielung derselben Vorteile kann die erfindungsgemäße Ventilanordnung — gegebenenfalls in Kombination mit ihrer beschriebenen Anwendung auf den Kolben des Dämpfers — auch als zylinderfeste Bodenventilanordnung eingesetzt werden, die bekanntlich zur Herstellung eines Strömungsweges zwischen dem eigentlichen Arbeitsraum im Zylinder einerseits und einem Vorratsraum für das Druckmedium andererseits dient. Diese Verbindung soll nur bei sich an diese Ventilanordnung annäherndem Kolben hergestellt werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele für beide Anwendungsfälle der Erfindung anhand der Figuren erläutert, von denen die F i g. 2 und 3 jeweils in einem Längsschnitt zwei Ausführungsbeispiele für die Anwendung der Erfindung auf den Kolben, dagegen Fig.3 ebenfalls in einem Längsschnitt, ein Konstruktionsbeispiel für die Anwendung der Erfindung auf das Bodenventil zeigen.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so ist dort von dem Schwingungsdämpfer lediglich der Zylinder 1 teilweise sowie der Kolben 2 dargestellt, der durch die aus dem Zylinder t in bekannter Weise herausragende Kolbenstange 3 entgegen den Druckverhältnissen eines hydraulischen Druckmediums im Zylinder 1 verschoben werden kann.

Im Kolben 2 sind für die bei den beiden möglichen Bewegungsrichtungen des Kolbens 2 auftretenden Strömungen unterschiedliche Strömungskanäle vorgesehen, von denen der Kanal 4 infolge entsprechender Polung des Ventils 5 nur bei Bewegungen des; Kolbens 2 in Richtung in Fig. 1 nach unten eine Strömung zuläßt, während der andere Kanal 6 nur bei Kolbenbewegungen in Richtung nach oben eine Strömung fahrt; diese Richtungsselektivität wird ebenfalls durch die in ihm vorhandenen Ventile 7 und 8 gewährleistet ι ο

Wie ersichtlich, folgt in dem Kanal 6 in der zugeordneten Strömungsrichtung auf das erste Ventil 7 erfindungsgemäß das zweite Ventil 8, das im Gegensatz zum ersten Ventil 7 als einfaches Rückschlagventil ausgebildet ist, während das Ventil 7 im Hinblick auf die ' gewünschte Kennung des Dämpfers dimensioniert ist Dies ist in der Figur dadurch angedeutet, daß das Ventil 7 außer dem Ventilkörper 9 die Ventilfeder 10 enthält die infolge des erfindungsgemäßen Einsatzes eines einfachen Rückschlagventils 8 gleichsam in Reihe mit dem ersten Ventil 7 aliein im Hinblick auf die Erzielung der gewünschten Kennung ausgelegt ist. Nimmt man zunächst an, daß das zweite Ventil 8 nicht vorhanden ist, so erfordert es im oberen Umkehrpunkt der Kolbenbewegung eine von der Auslegung des ersten Ventils 7 abhängige Zeit bis dieses Ventil geschlossen ist. Eine hierdurch bedingte Hysterese in der Kennung des Dämpfers und eine dadurch bedingte Geräuschen, wicklung sind erfindungsgemäß durch das zweite Ventil dadurch ausgeschlossen, daß dieses nur als einfaches Rückschlagventil, d. h. ohne zu der Kennung beizutragen, ausgelegt ist Unabhängig von der Geschwindigkeit des Schließens des ersten Ventils 7 schließt das zweite Ventil 8 sehr schnell, so daß jede Strömung in entgegengesetzter Richtung nach Bewegungsumkehr » des Kolbens mit Sicherheit vermieden ist. Bei Umkehr der Bewegungsrichtung des Kolbens in einer Tiefstellung desselben dagegen behindert das zweite Ventil 8 ebenfalls infolge seiner Auslegung als massearmes und daher schnell arbeitendes Ventil die Arbeitsweise des *< > ersten Ventils 7 nicht

Da nach wie vor unterschiedliche Kanäle für die beiden Strömungsrichtungen des Dämpfungsmediums vorhanden sind, treten keine Schwierigkeiten durch Gasblasenbildung im Bereich der Ventile auf, denn es erfolgt bei jeder Kolbenbewegung das Durchspülen eines der Kanäle.

Betrachtet man nun das Ausführungsbeispiel nach F i g. 2, so findet sich ebenfalls ein innerhalb des Zylinders 20 mittels einer Kolbenstange 21 verschiebbarer Kolben 22. Auch hier sind getrennte Kanäle mit individuellen Ventilen für die beiden Strömungsrichtungen vorgesehen. Bei Bewegung des Kolbens 22 in F i g. 2 nach unten ist der Kanal 23 wirksam, da dann die ihm zugeordnete Ventilplatte 24 entgegen der Wirkung der Feder 25 abhebt. Bei Bewegungen des Kolbens 22 in F i g. 2 nach oben erfolgt dagegen die Strömung durch den Kanal 26, da die Platte 24 für diesen an der oberen Stirnfläche des Kolbens 22 eine Ausnehmung besitzt, und da ferner jetzt das Tellerfederpaket 27 unter der ^b0 Wirkung des Drucks des Dämpfungsmediums und der Führungsfeder 28 sich so durchgebogen hat, daß sich zwischen Druckplatte 29, Federpaket 27 und Kolbenstange 21 Strömungswege ausbilden, die Bestandteile des Kanals 26 sind. Die durch die Teile 21,27,28 und 29 gebildete Anordnung ist für sich bekannt

Erfindußgsgemäß liegt in Richtung der gewünschten Strömung durch den Kanal 26 hinter diesem durch die genannten Teile gebildeten, die Kennung bestimmenden ersten Ventil ein nur als Rückschlagventil ausgebildetes zweites Ventil das als beweglichen Bestandteil lediglich die Federscheibe 30 enthält die sich im geschlossenen Zustand gegen die in Fig.2 untere Randpartie des ringförmigen Teils 31 legt Zusammen mit dem Ringzylinder 32 bildet das ringförmige Teil 31 eine Art Kammer für das erste Ventil 27, 28, 29. Durch das Rückschlagventil 30 ist auch bei Vorsehen einer starken Führungsfeder 28, wie sie zur weiteren Verringerung der Hysterese erforderlich sein mag, sichergestellt, daß in einem oberen Umkehrpunkt der Bewegung des Kolbens der Kanal 26 sehr schnell gesperrt wird, also eine Strömung entgegen der gewünschten Strömungsrichtung durch diesen Kanal unterbunden ist

F i g. 3 zeigt denjenigen Bereich eines Dämpfers, der mit einer Bodenventilanordnung 40 ausgerüstet ist. Die Ventilanordnung ist fest mit dem Zylinder 41 des Dämpfers verbunden. Innerhalb des Zylinders 41 befindet sich das Rohr 42 mit Abstand, so daß der Ringraum 43 entsteht, der, gefüllt mit dem Dämpfungsmedium, eine Vorrats- oder Ausweichkammer für dieses bildet.

Sobald der in der Figur nicht dargestellte Kolben, der wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt ausgebildet sein kann, sich in Fig.3 nach oben bewegt, öffnet das Rückschlagventil 44, so daß ein Strömungsweg über die Ausnehmungen 45 und 46 im Bodenbereich des Zylinders 41 zu der Vorratskammer 43 geschaffen wird. Sobald sich dagegen der Kolben in der Figur nach unten bewegt, schließt das Rückschlagventil 44 und das erste Ausströmventil 46 öffnet. Es besitzt den beweglichen Ventilkörper 47, der gegen die Kraft der Feder 48 in der Figur nach unten gedrückt wird. Die Masse des Ventilkörpers 47 und die Feder 48 sind so dimensioniert, daß sie zu der gewünschten Kennung beitragen.

Wäre das erfindungsgemäß vorgesehene einfache Rückschlagventil 49 nicht vorhanden, so bestünde die Gefahr, daß bei Bewegungsumkehr des Kolbens aus einer Tiefstellung kurzzeitig das erste Ausströmventil 47 noch geöffnet ist, und zwar für eine Zeit, die durch seine Dimensionierung und damit letztlich durch die gewünschte Kennung des Dämpfers gegeben ist. Dem wirkt das Rückschlagventil 49 entgegen, das so diemensioniert ist, daß es nicht nur etwa gleichzeitig mit dem ersten Ausströmventil 46 öffnet, sondern auch schneller schließt, so daß sofort nach Beendigung der abwärts gerichteten Kolbenbewegung der über die Ventile 46 und 49 führende Kanal gesperrt ist.

Wenn es auch zweckmäßig ist, das erfindungsgemäße einfache Rückschlagventil sowohl am Kolben als auch im Bereich der Bodenventilanordnung vorzusehen, können doch Fälle auftreten, in denen die Anwendung dieser Maßnahme entweder beim Kolben oder beim Bodenventil zum gewünschten Erfolg führt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Ventilanordnung für einen Teleskopschwingungsdämpfer für die Radaufhängung von Kraftfahrzeugen, die nur einer Strömungsrichtung des Dämpfungsmedium zugeordnet ist und in dieser Strömungsrichtung aufeinanderfolgend ein im Hinblick auf die gewünschte Kennung des Dämpfers ausgelegtes erstes Ventil und dahinter ein bypaßfreies, schwächer ausgelegtes zweites Ventil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (8) als massearmes Rückschlagventil ausgelegt ist