DE2910381C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einem Ventilkörper, an dem Ringscheiben vorgesehen sind, die mit entspre­ chenden Ventilsitzen zusammenwirken, die die Mündungen von Durchlässen im Ventilkörper für das Dämpfmittel ver­ schließen, wobei der Verschluß, der an den Durchlässen des Ventilkörpers angebracht ist, aus einem Paket ring­ förmiger Scheiben besteht, wobei eine erste Scheibe, welche sich am nächsten an den Auslässen der Durchlässe befindet, mit ihrem äußeren Bereich mit einem Sitz zu­ sammenwirkt, der die Durchlässe umgibt.

Die zuvor beschriebene Anordnung ist die eines kon­ ventionellen hydraulischen Stoßdämpfers der "Zwei-Rohr"-Art, in der der Zwischenraum dazu dient, die Volumenverminderung des inneren Zylinders infolge des Vorhandenseins der Stange in der ersten Kammer auszu­ gleichen.

In konventionellen "Zwei-Rohr"-Stoßdämpfern bestehen die Verschlüsse zum größten Teil aus einem Paket von zwei oder mehr ringförmigen Scheiben, welche elastisch ver­ formbar oder auch axial gleitend und einseitig von einer Feder gegen den Sitz beaufschlagt sind. In jedem Fall sind in der am nächsten am Sitz befindlichen Scheibe ein oder mehrere äußere Ausschnitte, welche einen "Mindest-Durchfluß"-Durchlaß festlegen, so daß hydraulische Flüssigkeit bei geringen Kolbenge­ schwindigkeiten hindurchtreten kann, für die die von der Flüssigkeit aufgebrachte Kraft zur Überwindfung der Vorspannung nicht ausreicht.

Der Fluß hydraulischer Flüssigkeit durch den "Mindest-Durchfluß"-Durchlaß bei geringen Geschwindig­ keiten des Stoßdämpfers führt zu einem Anstieg eines charakteristischen Geräuschs oder "Zischens". Bei Kraft­ fahrzeugen, in welchen der Stoßdämpfer außerhalb des Per­ sonenraums montiert ist, d. h. im Fall, daß der hintere Stoßdämpfer im vom Personenraum getrennte Gepäckraum montiert ist, ist das "Zischen" für die Passagiere kaum wahrnehmbar und stellt deshalb keinen Nachteil dar. Auf der anderen Seite ist dieses "Zischen" für die Passagiere wahrnehmbar und kann störend sein bei Fahrzeugen, in wel­ chen der hintere Stoßdämpfer in das Innere des Fahrzeug­ raums hineinragt, z. B. in sogenannten Kombi-Kraftfahr­ zeugen oder in Kraftfahrzeugen mit Hecktür.

In der GB-PS 13 87 150 wird dieses Problem ebenfalls auf­ gegriffen und eine Konstruktion vorgeschlagen, die im we­ sentlichen aus zwei Ringscheiben mit entsprechenden Durchlässen besteht, wobei die eine Scheibe eine Erhebung im Bereich des Durchlasses aufweist. Zur Realisierung dieser Erhebung ist ein zusätzlicher Produktionsschritt notwendig, der in nicht unerheblicher Weise zur Verteuerung des Ventils beiträgt.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, ein Ventil für einen hydraulischen Stoßdämpfer der obengenannten Art zu schaf­ fen, das geräuscharm arbeitet. Des weiteren soll das Ven­ til so gestaltet sein, daß eine preiswerte Herstellung möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die erste Scheibe in bezug auf die Durchlässe radial innen eine Öffnung hat, und wobei eine zweite Scheibe, die an die erste Scheibe angrenzt, eine radial innere Öffnung aufweist, die derjenigen der ersten Scheibe ähn­ lich ist und mit dieser fluchtet, und mindestens einen peripheren Ausschnitt hat, und daß eine längsverschieb­ bare, federkraftbeaufschlagte Kappe vorgesehen ist, die einen erhabenen, ringförmigen, äußeren Bereich hat, der mit dem äußeren Bereich der zweiten Scheibe in Verbindung ist und im wesentlichen mit dem ringförmigen Sitz fluchtet, so daß ein ringförmiger Raum entsteht, der von der zweiten Scheibe, der Kappe und dem erhabenen äußeren Bereich begrenzt ist.

In einem erfindungsgemäßen Ventil, bei geringer Kolben­ geschwindigkeit, wenn der Verschluß nicht entgegen der Vorspannung von seinem Sitz wegbewegt wird, fließt die hydraulische Flüssigkeit, welche aus den gedrosselten Durchlässen herausfließt (aus dem Kolben im Verlauf des Auseinanderfahrens des Stoßdämpfers und/oder aus dem Ven­ tilkörper, während der Stoßdämpfer zusammengepreßt wird), zuerst durch die Öffnung der ersten Scheibe, fließt dann in den peripheren Ausschnitt oder die Ausschnitte der zweiten Scheibe, durch welche sie in zentrifugaler Rich­ tung die entsprechende Kammer hinter dem Verschluß er­ reicht.

Es hat sich gezeigt, daß das charakteristische "Zischen" nicht auftritt oder aber so gedämpft ist, daß es kaum wahrnehmbar ist, wenn man die Flüssigkeit den zuvor be­ schriebenen Weg zurücklegen läßt. Die Gründe dafür sind nicht völlig klar, es wird jedoch angenommen, daß dieser beschriebene Weg keine wesentlichen Turbulenzen in der Flüssigkeit erzeugt, die laminar durch die "Minimum-Durchfluß"-Durchlässe fließt, welche aus dem Ausschnitt oder den Ausschnitten der zweiten Scheibe be­ stehen.

Im Gegensatz zum Gegenstand, der in der GB-PS 13 87 150 offenbart ist, wird der Druckmittelstrom beim Anmeldungs­ gegenstand zweimal umgeleitet und passiert insgesamt zwei kleinere Kammern. Es ist daher zu erwarten, daß mit dem Gegenstand der Anmeldung eine weitergehende Geräuschre­ duktion erreicht werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die anhängende Zeichnung anhand eines nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt eines Stoß­ dämpfers gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionszeichnung der Bestandteile des Kolbens des Stoßdämpfers;

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht, teilweise im Längs­ schnitt, des Kolbens und des Ventilelements mit seinen gedrosselten Durchlässen;

Fig. 4 und 5 Draufsichten auf die beiden Scheiben, die den Verschluß in Fig. 3 bilden;

Fig. 6 eine Ansicht, teilweise im Längsschnitt, ähn­ lich der in Fig. 3, jedoch sich auf den Ventil­ körper beziehend.

Bezugnehmend auf Fig. 1 umfaßt ein hydraulischer Stoß­ dämpfer zwei koaxiale Zylinder, einen äußeren, mit 10 be­ zeichneten, und einen inneren, mit 12 bezeichneten. An einem Ende sind die beiden Zylinder 10, 12 von einem ge­ meinsamen Kopf (nicht dargestellt) verschlossen.

Der äußere Zylinder 10 ist an seinem anderen Ende von einer Kappe 14 und der innere Zylinder 12 ist an seinem anderen Ende von einem Ventilkörper 16 verschlossen, wel­ cher der Endkappe gegenüberliegt und mit ihr einen Boden­ raum 18 begrenzt, der mit dem Zwischenraum 20 zwischen den beiden Zylindern 10 und 12 in Verbindung steht.

Innerhalb des inneren Zylinders 12 gleitet ein Kolben 22, der mit einem Dichtring 24 ausgestattet ist.

Innerhalb des Kolbens 22 erstreckt sich in der Mitte der Schaft 26 einer Stange 28, welche abgedichtet durch den Kopf hindurchgeht.

Der Kolben 22 unterteilt den inneren Zylinder 12 in eine erste veränderbare Volumenkammer 30 auf der Seite des Kopfes und eine zweite veränderbare Volumenkammer 32 auf der Seite des Ventilkörpers 16.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 sowie auch auf die Fig. 1 weist der Kolben 22 einen ersten, radial äußeren Ring von axialen Durchlässen 33 auf, die von einem Verschluß ge­ steuert werden, welche aus einer starren, ringförmigen Scheibe 34 besteht, die an einer Muffe entlanggleitet, welche den Schaft 26 umgibt und von einer Sternfeder 38 beaufschlagt ist, welche sich an ihrer anderen Seite an einer starren Scheibe 40 abstützt, die an der Stange 28 befestigt ist. Der Verschluß 34 ermöglicht in konventioneller Weise den Durchtritt von hydraulischer Flüssigkeit durch die Durchlässe 33 von der zweiten Kam­ mer 32 zur ersten Kammer 30, wenn der Stoßdämpfer zusam­ mengepreßt wird, d. h., wenn sich der Kolben 2 dem Ventil­ körper 16 nähert.

Nunmehr wird auf Fig. 3 Bezug genommen, in der im Kolben 22 ein zweiter, radialer innerer Ring von gedrosselten Durchlässen 42 für den Durchtritt der hydraulischen Flüs­ sigkeit in die umgekehrte Richtung während der Ausfahrbe­ wegung des Stoßdämpfers vorhanden ist. Die Durchlässe 42 münden in einen Ringraum 44, der von radial äußeren ring­ förmigen Rippen 46 begrenzt ist, welche als Ventilsitz dienen. Ein aus zwei starren Scheiben 48 ª und 48 b beste­ hendes Paket 48 aus ringförmigen Scheiben wirkt in der gezeigten Ausführungsform als ein Verschluß mit dem Ven­ tilsitz zusammen 46 zusammen. Eine Draufsicht auf die Scheiben 48 ª und 48 b ist in den Fig. 4 bzw. 5 dargestellt.

Ein ringförmiger, erhabener, peripher flacher Bund 50 wirkt mit der Peripherie der Scheibe 48 b zusammen, welche am weitesten vom Sitz 46 entfernt ist, und ist Teil der Kappe 52 und fluchtet im wesentlichen mit dem Sitz 46. Die Kappe 52 ist gleitend bewegbar an einem Kern angeord­ net, der aus einer Muffe 53 besteht, die außerdem den Schaft 26 der Stange 28 umgibt.

Die beiden Scheiben 48 ª, 48 b sind ebenfalls gleitend am Kern oder an der Muffe 53 befestigt.

Die Kappe 52 begrenzt zusammen mit der Scheibe 48 b radial innerhalb des flachen Bundes 50 einen Raum 54, dessen Zweck weiter unten erläutert werden wird.

Die Kappe 52 wird von einer schraubenförmigen Druckfeder 56 beaufschlagt, welche auf ihrer anderen Seite gegen eine Kappe 58 wirkt, die auf einen mit Gewinde versehenen Endabschnitt 59 des Schafts 26 geschraubt ist und gleich­ zeitig die Muffe 53 zwischen sich selbst und dem Kolben 22 einklemmt.

Die Scheibe 48 ª, welche dem Ventilsitz 46 am nächsten liegt, hat eine radial innere Öffnung, welche aus einer kreisförmigen Reihe von bogenförmigen Ausschnitten 60 (Fig. 4) besteht, welche - beginnend an ihrer inneren Kante - in der Scheibe 48 ª vorgesehen und von radialen Vorsprüngen 62 unterteilt sind, welche gleitend mit dem Kern 53 in Verbindung sind. Die andere Scheibe 48 b hat auch eine ähnliche Öffnung, die aus einer kreisförmigen Reihe von bogenförmigen Ausschnitten 64 (Fig. 5) besteht, welche in der Scheibe 48 b - beginnend an deren innerer Kante - vorgesehen und von radialen Vorsprüngen 66 un­ terteilt sind, welche ebenfalls gleitend mit dem Kern 53 in Verbindung sind.

Die Scheibe 48 b hat darüber hinaus eine Anzahl von peri­ pheren Ausschnitten 68.

Wie ersichtlich, besteht zwischen den gedrosselten Durch­ lässen 42 und der zweiten Kammer 32 des Stoßdämpfers durch den Ringraum 44, die radial inneren Ausschnitte 60 und 64 der Scheiben 48 ª und 48 b , den Ringraum 54 und die peripheren Ausschnitte 68 ständig Verbindung. Beim Aus­ fahren des Stoßdämpfers mit geringen Geschwindigkeiten des Kolbens 22 weg vom Ventilsitz 16 entsteht durch den zuvor beschriebenen Weg ein Fluß hydraulischer Flüssig­ keit von der ersten Kammer 30 zur zweiten Kammer 32, wie das in Fig. 3 durch den Pfeil angegeben ist, mit lamina­ rem Fluß durch die peripheren Ausschnitte 68. Natürlich wird diese Art des Flusses stattfinden, bis die Ge­ schwindigkeit des Kolbens einen Anstieg der Kraft der Flüssigkeit bewirkt, die dann ausreicht, um die Feder 56 zusammenzupressen, und das Anheben des Pakets der Scheiben 48 vom Sitz 46 bewirkt.

Es hat sich gezeigt, daß, wenn die Flüssigkeit den oben­ genannten Weg zurücklegt mit laminarem Fluß durch die "Minimum-Durchfluß"-Durchlässe, die aus den peripheren Ausschnitten 68 bestehen, welche durch die Wirkung der Scheibe 48 ª vom Sitz 46 abgehalten sind, das charakteristische Zischen konventioneller Stoßdämpfer nicht auftritt oder kaum bemerkbar ist.

Am Ventilkörper 16 ist eine ähnliche Ventilanordnung an­ gebracht, um das Zischen zu beseitigen oder es auf einem kaum wahrnehmbaren Niveau zu halten. Unter erneuter Be­ zugnahme auf Fig. 1 ist der Ventilkörper 16 mit einem äußeren Ring von Durchlässen 70 versehen für den Durch­ tritt der hydraulischen Flüssigkeit, die vom Zwischenraum 20 und vom Bodenraum 18 zur zweiten Kammer 32 durch den gesamten Stoßdämpfer kommt. Die Durchlässe 70 werden von einem Verschluß mit einer starren Scheibe 72 gesteuert, der dem Verschluß 34 völlig ähnlich gleitend auf einer mittigen Nabe 74 des Ventilkörpers 16 angeordnet ist. Der Verschluß 72 ist von einer Sternkraft 76 beaufschlagt, welche der Feder 38 völlig ähnlich ist und an ihrer an­ deren Seite an einer starren, ringförmigen Scheibe 78 ab­ gestützt ist. Die Feder 76 und die Scheibe 78 sind mit­ tels einer Mutter 80 auf einem Kern 82 gehalten, der sich durch die Mitte des Ventilkörpers 16 erstreckt.

Bezugnehmend auf Fig. 6 als auch auf Fig. 1 hat der Ven­ tilkörper 16 auch einen radial inneren Ring von gedros­ selten Durchlässen 84 für den Durchtritt der hydraulischen Flüssigkeit von der zweiten Kammer 32 zum Bodenraum 18 und von diesem zum Zwischenraum 20 während des Zusammen­ pressens des Stoßdämpfers. Die Durchlässe 84 werden von einem Verschluß 88 gesteuert, der zwei starre Scheiben 88 ª, 88 b umfaßt, welche den Scheiben 48 ª, 48 b der Fig. 4 und 5 völlig ähnlich oder mit diesen identisch sind und die mit einem Ventilsitz zusammenarbeiten, der aus einem ringförmigen Sitz 90 besteht, welcher die Ausgänge des Ringes von Durchlässen 84 peripher umgibt. Die beiden Scheiben 88 ª, 88 b sind gleitend auf dem Kern 82 ange­ bracht. Mit der Scheibe 88 b, welche am weitesten vom Sitz 90 entfernt ist, wirkt der erhabene, peripher flache Bund 92 zusammen, der im wesentlichen mit dem Sitz 90 einer Kappe 94 fluchtet, ebenfalls gleitend auf dem Kern 82 an­ geordnet ist und ähnlich der Kappe 52 am Kolben ange­ bracht ist. Die Kappe 94 ist von einer schraubenförmigen Druckfeder 96 beaufschlagt, welche mit ihrer anderen Seite gegen den Kopf 98 des Kerns 82 wirkt.

Der Verschluß mit den Scheiben 88 ª, 88 b und der ent­ sprechenden Kappe 94 mit ihrem flachen Bund 92 haben die gleiche Anordnung und die gleiche Funktion wie die ähn­ lichen Elemente, die am Kolben 22 angebracht sind, jedoch in zusammengepreßtem Zustand des Stoßdämpfers, d. h. bei geringen Geschwindigkeiten des Kolbens, wenn die von der Flüssigkeit in den Durchlässen 84 ausgeübte Kraft nicht ausreicht, um die Feder 96 zusammenzupressen, folgt die hydraulische Flüssigkeit dem in Fig. 6 von dem Pfeil an­ gegebenen Weg. Sogar in diesem Fall hat es sich gezeigt, daß die Anordnung von "Minimum-Durchlaß"-Durchlässen, bestehend aus peripheren Ausschnitten in der Kappe 88 b unter Einfügung der Peripherie der Scheibe 88 ª zwischen den Ausschnitten und dem Sitz 90, das Zischen völlig be­ seitigt oder auf ein kaum bemerkbares Maß beschränkt.

Claims (3)

1. Ventil für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einem Ventilkörper, an dem Ringscheiben vorge­ sehen sind, die mit entsprechenden Ventilsitzen zu­ sammenwirken, die die Mündungen von Durchlässen im Ventilkörper für das Dämpfmittel verschließen, wobei der Verschluß, der an den Durchlässen des Ventil­ körpers angebracht ist, aus einem Paket ringförmiger Scheiben besteht, wobei eine erste Scheibe, welche sich am nächsten an den Auslässen der Durchlässe be­ findet, mit ihrem äußeren Bereich mit einem Sitz zu­ sammenwirkt, der die Durchlässe umgibt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Scheibe in bezug auf die Durchlässe radial innen eine Öffnung (60) hat, wobei eine zweite Scheibe (48 b , 88 b), die an die erste Scheibe (48 ª, 88 ª) angrenzt, eine radial innere Öffnung (64) aufweist, die derjenigen (60) der ersten Scheibe (48 ª, 88 ª) ähnlich ist und mit dieser fluchtet, und mindestens einen peripheren Ausschnitt (68, 168) hat, und daß eine längsver­ schiebbare, federkraftbeaufschlagte Kappe (52, 94) vorgesehen ist, die einen erhabenen, ringförmigen, äußeren Bereich (50, 92) hat, der mit dem äußeren Be­ reich der zweiten Scheibe (48 b , 88 b) in Verbindung ist und im wesentlichen mit dem ringförmigen Sitz (46, 90) fluchtet, so daß ein ringförmiger Raum (54) entsteht, der von der zweiten Scheibe (48 b , 88 b), der Kappe (52, 94) und dem erhabenen äußeren Bereich (50, 92) begrenzt ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Scheiben (48 ª, 48 b , 88 ª, 88 b) des Pakets und die Kappe (52, 94) frei gleitend an einem mittigen Kern (53, 82) montiert sind, welcher am Ventilkörper (16, 22) befestigt ist, und daß eine schraubenförmige Druckfeder (56, 96) gegen das Paket von Scheiben vorgespannt ist und wobei die Druck­ feder den Kern (53, 82) umgibt und an ihrer anderen Seite an einer fest mit dem Kern verbundenen Halte­ kappe (58, 98) abgestützt ist und daß der ringförmige äußere Bereich von einem flachen Bund gebildet ist.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radial inneren Öffnungen der ersten (48 ª, 88 ª) und der zweiten Scheibe (48 b , 88 b) jeweils aus einer kreisförmigen Folge von bogenförmigen Ausschnitten (60, 64) in der Scheibe bestehen, beginnend an deren inneren Kante und unterteilt durch radiale Vorsprünge, die gleitend mit dem Kern (53, 82) in Verbindung sind.