DE3743100C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Ventil für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Schwingungsdämpfer dieser Art (DE-AS 10 16 508) weist die Ventilscheibe mehrere konzentrisch an­ geordnete Ventilsitze unterschiedlichen Durchmessers und da­ zwischenliegend ringförmige Nuten auf, die Entlastungsräume für die eintretende Flüssigkeit darstellen und ein geschmei­ diges und betriebssicheres Arbeiten der Ventilanordnung er­ möglichen sollen.

Bei der Optimierung eines solchen Schwingungsdämpfers sind die Reibungscharakteristiken sowohl des Schwingungsdämpfers selbst als auch diejenigen zwischen den zu dämpfenden Mas­ sen, beispielsweise zwischen der gefederten und ungefederten Masse eines Kraftfahrzeuges, zu berücksichtigen. Diese Rei­ bungscharakteristiken werden durch die Einbaugenauigkeit, die Toleranzen und die Oberflächenbeschaffenheit der aufein­ andergleitenden Teile maßgebend bestimmt.

Als nachteilig erweist es sich nun bei den bekannten Schwin­ gungsdämpfern, daß sie nicht berücksichtigen, daß sich diese Reibungscharakteristiken im Laufe der Zeit in Richtung gerin­ gerer Reibungswerte verändern, da durch Verschleiß Verspan­ nungen abgebaut, Unebenheiten abgeschliffen und die Toleran­ zen vergrößert werden, wodurch die aufeinandergleitenden Tei­ le freier beweglich werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer zu schaffen, dessen Dämpfungseigenschaft sich auf einfache Weise und automatisch der sich durch Verschleiß verändernden Reibungscharakte­ ristik anpaßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Ventilscheibe mit zwei konzentrischen Ventilsitzen mit unterschiedlicher Höhe wird erreicht, daß sich nach Abnutzung des äußeren, höheren Ventilsitzes der innere Ventilsitz an der Mündungsplatte ab­ dichtend anlegt, wodurch die Druckfläche verringert und die Ventilscheibe erst bei einem höheren Druck von der Mündungs­ platte durch das Fluid abgehoben wird. Dadurch werden vor­ teilhafterweise die im Laufe der Zeit durch Verschleiß gerin­ ger werdenden Reibungswerte durch eine höhere Drosselwirkung automatisch ausgeglichen, so daß auch über einen längeren Zeitraum eine konstante Dämpfung des Kraftfahrzeugs aufrecht­ erhalten werden kann.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der äußere Ventilsitz mindestens einen Durchlaß für einen zu­ sätzlichen Strömungsdurchtritt auf, dessen Mündungsfläche durch Verschleiß des Ventilsitzes auf Null reduzierbar ist. Dieser zusätzliche Durchlaß ermöglicht es, daß bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten das aus Öl bestehende Fluid durch den Ventilsitz hindurchtreten kann, ohne daß sich die Ventil­ scheibe von der Mündungsplatte abhebt. Das Abheben der Ven­ tilscheibe von der Mündungsplatte erfolgt erst, wenn durch eine höhere Kolbengeschwindigkeit ein genügend hoher Fluid­ druck erreicht wird, um die Kraft der entgegengesetzt wirken­ den Andruckfeder zu überwinden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung weist der zweite Ventilsitz eine abgeflachte obere ring­ förmige Dichtfläche auf. Durch diese Abflachung der inneren Dichtfläche kann deren Verschleiß sehr gering gehalten wer­ den.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in dieser zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Abschnittes eines hydraulischen Dämp­ fers erfindungsgemäßer Art in Form eines dop­ pelt wirkenden hydraulischen Dämpfers,

Fig. 2 eine vergrößerte Teildarstellung eines Kol­ bens und eines Teils eines Zylinderrohrs des hydraulischen Dämpfers aus Fig. 1, und

Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung der Kolben-Ventil­ anordnung zur Verwendung bei einem Kolben nach Fig. 2, jedoch als Abwandlung eines erfindungsgemäßen hydrau­ lischen Dämpfers.

Aus Fig. 1 ist ein doppeltwirkender hydraulischer Dämpfer 10 für eine Fahrzeugaufhängung ersichtlich, die nicht dargestellte Steuerarme, Steuerarmbüchsen, Federn und zugehörige Bestand­ teile enthalten kann, wie sie beispielsweise in der US-PS 37 27 937 beschrie­ ben sind.

Der hydraulische Dämpfer besitzt eine mit Ventilen versehene Kolbenanordnung 12, die hin- und herbewegbar in einem mit als hydraulisches Dämpfungsfluid wirkendem Öl gefüllten Zylinder­ rohr 14 angebracht ist. Eine Kolbenstange 16 ist mit ihrem unteren Ende an der Kolbenanordnung 12 befestigt und erstreckt sich von dort nach oben durch eine nicht dargestellte Stangenführung, eine obere Dichtung und einen Dichtungsdeckel zu einer üblichen Verbindung mit der gefederten Masse des Fahrzeuges.

Der hydraulische Dämpfer 10 besitzt ein zylindrisches Außen­ rohr 20, das um das Zylinderrohr 14 angeordnet ist und mit diesem zusammenwirkend einen Behälter 22 für das als hydrau­ lisches Dämpfungsfluid wirkende Öl bildet. Das Außen- oder Vorratsrohr ist durch einen unteren schüsselförmigen Deckel 24 abgeschlossen, der an diesem befestigt und mit diesem abgedichtet ist. Ein übliches Basisventil 26 im Boden des Zylinderrohres sitzt in dem unteren schüsselförmigen Deckel und besitzt ein zentral gehaltenes Ventilglied 32, das für eine Strömung des Fluides zwi­ schen dem Zylinderrohr unter der Kolbenanordnung 12 und dem Behälter 22 sorgt, wenn der Kolben seine Hubbewegung im Zylin­ derrohr ausführt. Ein Montagering 34, der an dem untersten Teil des unteren Deckels 24 befestigt ist, bildet ein Befestigungsmittel des hydraulischen Teleskop­ dämpfers an der ungefederten Masse des Fahrzeuges. Ein Staub­ schutzrohr (Steinschlagschutz) 38, von dem nur der untere End­ abschnitt dargestellt ist, umgibt das Außen- oder Vorratsrohr und ist üblicherweise mittels einer Deckplatte an der Kolben­ stange befestigt, so daß es sich mit dieser bewegt.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der in der Kolbenanordnung des hydraulischen Dämpfers vorgesehenen Ventilanordnung. Diese Kolbenanordnung besitzt ein mantelartiges Hauptgehäuse 42 mit darin befind­ lichen Fluidströmungsöffnungen 43, das am unteren Ende der Kolbenstange 16 festgeschweißt ist. Die Kolbenstange 16 be­ sitzt einen darin ausgebildeten Absperrdurchlaß 45, dessen Funktionsweise in der US-PS 36 21 949 beschrieben ist. Das Hauptgehäuse 42 des Kolbens nimmt eine im allgemeinen zylindrische Mündungsplatte 46 auf, die am Umfang innerhalb des Hauptgehäuses zwischen einer inneren ringför­ migen Anschlagschulter 48 und einer eingebördelten unteren Ringschulter 50 befestigt ist. Ein Element 51 bildet eine üb­ liche Ring-Gleitdichtung, die auf den Kolbenmantel aufgezogen ist und dichtend an der Innenwand des Zylinderrohres 14 an­ liegt. Eine Ventilanordnung 53 umfaßt eine Ventilscheibe 55, die gegen die untere Endfläche der Mündungs­ platte 46 vorgespannt ist, um die zentrale Mündungsöffnung 57 unter der Wirkung von zwei Wendelfedern 59 und 61 zu schlie­ ßen. Diese Federn 59 und 61 sitzen in einem hutförmigen Feder­ nest 63, das wiederum durch die eingebördelte Endschulter 50 des Kolbengehäuses, wie in Fig. 2 zu sehen ist, gehalten ist.

Die beim Einfahren wirksame Ventilscheibe 55 besitzt einen konzentrischen Ventilaufbau zur Schaffung eines Verschleißaus­ gleiches, der der Reibungsabnahme der Aufhängungs­ bestandteile entgegenwirkt, wenn sie während des Gebrauchs verschleißen.

Die Ventilscheibe 55 weist einen äußeren ringförmigen Ventilsitz 65 mit größerem Durchmesser auf, der höher als ein innerer ringförmiger Ventilsitz 67 mit kleinerem Durchmesser liegt. Der äußere Ventilsitz 65 er­ gibt anfangs eine ringförmige Dichtanlage an der unteren Fläche der Mündungsplatte 46, um die zentrale Mündungsöffnung 57 zu verschließen, bis ein vorbestimmter Öffnungs-Druckwert erreicht wird. Dieser Ventilsitz verschleißt gleichmäßig auf natürliche Weise während seines Gebrauches, während gleichzeitig die Reibung bei den Aufhängungs­ bestandteilen abnimmt. Wenn der ringförmige äußere Ventil­ sitz 65 mit großem Durchmesser ausreichend verschlissen ist, wird der innere Sitz 67 mit kleinem Durchmesser, der mit einer oberen, für eine lange Verschleißdauer abgeflachten Dichtfläche 69 versehen ist, zum Dichtsitz, wodurch bewirkt wird, daß die Ventilscheibe 55 erst bei einem höheren Fluiddruck von der unteren Fläche der Mündungsplatte 46 abhebt.

Falls erforderlich, können kleine radiale Durchlässe 71, wie in Fig. 3 zu sehen ist, an dem äußeren Ventilsitz 65 vorgesehen werden, um eine Steuerung bei niedriger Geschwindigkeit zu schaffen. Während der äußere Ventilsitz 65 verschleißt, nimmt die durch die Durchlässe 71 geschaffene Mündungsfläche bis zur Öff­ nungsgröße Null hin ab, bei der keine Zusatzströmung mehr durch diese möglich ist.

Zusätzlich zur Zentralöffnung 57 besitzt die Mündungsplatte 46 am Umfang angeordnete Einlässe 75, die durch eine Einlaß­ ventilscheibe 77 gesteuert werden. Diese besitzt eine Zentral­ öffnung 79 und wird normalerweise in eine geschlossene Stel­ lung an konzentrischen Ringventilsitzen 80 und 82 vorgespannt, die an der Mündungsplatte 46 ausgebildet sind. Diese Vorspan­ nung wird durch eine übliche Wellen-Einlaßventilfeder 84 er­ zielt, die auf die Innenflächen des Kolbengehäuses abgestimmt ist, durch die eine Reaktionskraft auf die Feder 84 ausgeübt wird.

Die Dämpfung bei niedriger Geschwindigkeit wird durch kleine ra­ diale Durchlässe 86 am inneren ringförmigen Ventilsitz 82 der Mündungsplatte 46 geschaffen. Das als Dämpfungsfluid für den hydraulischen Dämpfer wirkende Öl strömt durch diese kleinen Durchlässe 86 und erzeugt so einen positiven Fluiddruck und eine daraus sich ergebende Drosselwirkung durch den hydrau­ lischen Dämpfer. Wenn die Kolbengeschwindigkeit zunimmt und der Fluiddruck wächst, zwingt das Fluid die die Auswärtsbewe­ gung steuernde Ventilscheibe 55, gegen die Wirkung der Andruck­ federn 59 und 61 abzuheben.

Claims (3)

1. Ventil für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer mit einer eine durchgehende Öffnung aufweisenden Mündungsplat­ te, einer Ventilscheibe zur Strömungssteuerung durch die Öffnung, Federmitteln zum Vorspannen der Ventilscheibe zu der Öffnung hin, einem ersten, die Öffnung umgebenden, ringförmigen Ventilsitz an der Ventilscheibe mit einem ersten Durchmesser und einer ersten Höhe, der an der Mün­ dungsplatte anliegt und bei Erreichen eines ersten Druck­ wertes von der Öffnung wegdrückbar ist, und mit einem zweiten, die Öffnung umgebenden, ringförmigen Ventilsitz an der Ventilscheibe mit einem zweiten Durchmesser, der kleiner als der erste Durchmesser ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilsitz (67) eine geringere Höhe auf­ weist als die erste Höhe des ersten Ventilsitzes (65) und daß der zweite Ventilsitz (67) mit der Mündungsplatte (46) nach Abnutzung des ersten Ventilsitzes (65) abdich­ tend in Eingriff bringbar ist, wodurch der zweite Ventil­ sitz (67) erst bei einem Druckwert von der Öffnung (57) wegdrückbar ist, der höher als der erste Druckwert ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ventilsitz (65) mindestens einen Durchlaß (71) für einen zusätzlichen Strömungsdurchtritt aufweist, dessen Mündungsfläche durch Verschleiß des äußeren Ventil­ sitzes (65) auf Null reduzierbar ist.

3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilsitz (67) eine abgeflachte obere ringförmige Dichtfläche (69) aufweist.