DE3813402C2 - Dämpfventile mit geschwindigkeitsabhängig wirkender - stark progressiver Dämpfkraft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Dämpfventile für einen hydraulischen Schwingungsdämp­ fer, welche eine geschwindigkeitsabhängige, stark progressive Dämpfkraft auf­ weisen - gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine geschwindigkeitsabhängig wirkende Ventileinrichtung für Schwingungs­ dämpfer ist durch die DE-PS 27 21 933 bekannt, wobei ab einer vorbestimmten Durchflußmenge die Dämpfungskraft sprungartig zunimmt oder der Durchfluß blockiert wird. Hierzu ist ein abgeschlossener Ringraum vorgesehen, der von ei­ ner dicht gegen den Arbeitskolben gedrückten Zwischenscheibe und einer Stütz­ scheibe begrenzt und zwischen diesen Scheiben die Ventilscheibe eingespannt ist. Im Ruhezustand liegt die Ventilscheibe auf den Bohrungen der Zwischen­ scheibe, während ab einer vorgegebenen Kolbengeschwindigkeit sich diese gegen die Zwischenscheibe legt und durch Abdecken der Bohrungen in der Zwischen­ scheibe den Abfluß aus dem Ringraum sperrt und dadurch die blockierende Wir­ kung erzielt wird. Nachteilig bei dieser Ventileinrichtung ist, daß diese nur in einer Bewegungsrichtung des Kolbens wirksam ist und aus einer Vielzahl von präzise hergestellten Teilen besteht. Dementsprechend ist eine aufwendige Fertigung und Montage erforderlich.

Die US 1,028,400 beschreibt einen Schwingungsdämpfer mit progressiver Dämpfkraft, wobei ein Kolben einen flüssigkeitsgefüllten Innenraum eines Zylin­ ders in zwei Arbeitsräume unterteilt, die mittels Dämpfventile in Verbindung ste­ hen, während jedes Dämpfventil mindestens eine zentral mit dem Ventilkörper zusammen eingespannte, federnde Ventilscheibe aufweist, die mit Durchlaßboh­ rungen des Ventilkörpers zusammenwirkt, wobei die federnden Ventilscheiben mit den Durchlaßbohrungen des Ventilkörpers im Ruhezustand des Schwin­ gungsdämpfers einen geöffneten Durchlaßquerschnitt bilden, welcher ab einer vorbestimmten Kolbengeschwindigkeit durch Auflage auf der Ventilscheibe auf den Durchlaßbohrungen verschließbar ist. Bei dem Schwingungsdämpfer nach der US 1,028,400 tritt der Nachteil auf, daß durch die Federn, die auf die Ventil­ scheiben wirken, eine axiale Beweglichkeit der Ventilscheiben nötig und möglich ist, die Geräusche verursachen wird. Dasselbe Problem ist bei der sehr ähnlichen DE-PS 5 45 334 festzustellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Dämpfventile für einen hydrauli­ schen Schwingungsdämpfer zu schaffen, welche eine stark progressive Dämpf­ kraft bewirken, wobei die Dämpfventilkonstruktion einfach in Aufbau und Monta­ ge ist sowie eine lange Lebensdauer bei geringerer Dampfkraftstreuung auf­ weist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Dadurch wird die von den Dämpfventilen und dem Ventilkörper gebildete Venti­ leinrichtung sehr einfach im Aufbau und in der Montage, wobei gleichzeitig eine lange Lebensdauer bei geringer Dämpfkraftstreuung gewährleistet ist. Die Zylin­ derstifte sind dabei etwas länger als die Ventilkörperdicke ausgebildet, so daß die beidseitig des Ventilkörpers befindlichen Ventilplatten im Ruhezustand angehoben sind. Ab einer bestimmten Kolbengeschwindigkeit wird durch die Strömungskräf­ te die Federkraft der Ventilplatte überwunden und diese gegen die Durchlaßboh­ rungen gedrückt, wodurch eine sehr stark progressiver Anstieg der Dämpfkraft einsetzt.

Dadurch, daß merkmalsgemäß jede Durchlaßbohrung des Ventilkörpers in beide Strömungsrichtungen wirksam ist, wird ein im Aufbau sehr einfacher Ventilkörper ermöglicht, wobei dieser Ventilkörper vorzugsweise den mit der Kolbenstange fest verbundenen Kolben bildet.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen wird die Erfin­ dung nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer im Längsschnitt;

Fig. 2 den Kolben gem. Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 eine Dämpfkraftkennlinie.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Schwingungsdämpfer wird der Innen­ raum eines Zylinder 1 von einem mit einer Kolbenstange 3 verbundenen Ventil­ körper 2 in die mit Dämpfflüssigkeit gefüllten Arbeitsräume 4 und 5 unterteilt. Der Ventilkörper 2 bildet den Kolben und ist mit Durchlaßbohrungen 6 versehen, über die die beiden Arbeitsräume 4 und 5 miteinander in Verbindung stehen. Der Arbeitsraum 5 ist über ein Bodenventil 7 mit einem Ausgleichsraum 8 verbunden, wobei eine elastische Trennwand die Flüssigkeitsfüllung von einer Gasfüllung trennt. Beidseitig des Ventilkörpers 2 sind Ventilscheiben 9 und 10 angeordnet und zusammen mit dem Ventilkörper 2 zentrisch auf der Kolbenstange 3 befe­ stigt. Der Ventilkörper 2 weist drei jeweils um 120° versetzt angeordnete Durch­ laßbohrungen 6 auf und besitzt dazwischen nochmals drei Bohrungen, in denen Zylinderstifte 11 axial verschiebbar angeordnet sind. Diese Zylinderstifte 11 sind etwas länger als die Dicke des Ventilkörpers 2 ausgebildet, so daß von den Zy­ linderstiften 11 die Ventilscheibe 9 und auch die Ventilscheibe 10 beaufschlagt und dadurch von der Kolbenstirnfläche abgehoben wird. Auf diese Weise werden im Ruhezustand des Schwingungsdämpfers geöffnete Durchlaßquerschnitte ge­ bildet. Erst ab einer vorbestimmten Kolbengeschwindigkeit wird beispielsweise bei ausfahrender Kolbenstange 3 aus dem Zylinder durch die Strömungskräfte die obere Ventilscheibe 9 gegen die Stirnfläche des Ventilkörpers 2 gedrückt, wobei die untere Ventilscheibe 10, welche als Rückstellfeder über die Zylinderstifte 11 wirkt, weiter geöffnet wird. In der vorbeschriebenen Position der Ventilscheibe 9 ist nur der ständig geöffnete Durchlaß 12 wirksam und somit für die erzielbare Dämpfkraft maßgebend. Entsprechendes gilt bei der Einschubbewegung der Kol­ benstange 3, wobei dann die untere Ventilscheibe 10 ab einer vorbestimmten Geschwindigkeit des Ventilkörpers 2 auf der Stirnseite des Ventilkörpers 2 zur Anlage kommt, wobei lediglich der ständig geöffnete Durchlaß 13 die Dämpfung bewirkt.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform der Dämpfventile ist be­ sonders geeignet, wenn in beiden Bewegungsrichtungen des Ventilkörpers 2 die Vorspannung der oberen Ventilscheibe 9 und die der unteren Ventilscheibe 10 in etwa gleich ist, so daß diese beiden Ventilscheiben 9 und 10 durch die drei über den Umfang verteilten Zylinderstifte 11 in etwa dieselbe Öffnung für den Durch­ laßquerschnitt bilden. Die Durchlaßbohrungen 6 im Ventilkörper 2 werden sowohl für die Druck- als auch Zugstufe bei geöffneten Dämpfventilen durchströmt. Bei Abdeckung der Durchlaßbohrungen 6 kann beispielsweise eine dieser Bohrungen mit einem ständig geöffneten Durchlaß 12 bzw. 13 in Verbindung stehen. Je kleiner der Querschnitt dieses ständig geöffneten Durchlasses ist, um so steiler ist der Dämpfkraftanstieg, wenn eine Ventilscheibe die Durchlaßbohrungen 6 verschließt.

In Fig. 3 ist eine Dämpfkraftkennlinie eines derartigen Schwingungsdämpfers ge­ zeigt. Auf der Ordinate sind die Dämpfkräfte aufgetragen, während die Kolbenge­ schwindigkeit auf der Abszisse eingetragen ist. Ein extrem flacher Dämpfkraftver­ lauf bis zu einer vorbestimmten Geschwindigkeit verschließt das Dämpfventil den Durchlaßquerschnitt und es ist nur ein ständig geöffneter Durchlaß wirksam wo­ durch sich ein stark progressiver Dämpfkraftverlauf ergibt, wie dies das Kennlini­ enstück 17 zeigt. Derartige Schwingungsdämpfer eignen sich insbesondere für den Einsatz als Lenkungsdämpfer in Motorrädern. Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 3 ist durch entsprechende Vorspannung bzw. Steifheit der Ventilscheiben 9 und 10 die Möglichkeit gegeben, ab jeder gewünschten Kol­ bengeschwindigkeit den Einsatz der stark progressiven Dämpfkraft zu steuern. Es ist dabei ohne weiteres möglich, statt einer Ventilscheibe mehrere Scheiben an­ zuordnen, wenn dies der gewünschte Einsatz der progressiven Dämpfwirkung erfordert.

Claims (2)

1. Dämpfventile für einen hydraulischen Schwingungsdämpfer, welcher eine ge­ schwindigkeitsabhängige, stark progressive Dämpfkraft aufweist, wobei die Dämpfventile vorzugsweise als Kolbenventile ausgebildet sind und der mit ei­ ner Kolbenstange verbundene und einen Ventilkörper bildende Kolben einen flüssigkeitsgefüllten Innenraum eines Zylinders in zwei Arbeitsräume unterteilt, die mittels der Dämpfventile miteinander in Verbindung stehen, während jedes Dämpfventil mindestens eine zentral mit dem Ventilkörper zusammen einge­ spannte, federnde Ventilscheibe aufweist, die mit Durchlaßbohrungen des Ventilkörpers zusammenwirkt, wobei die federnden Ventilscheiben mit den Durchlaßbohrungen des Ventilkörpers im Ruhezustand des Schwingungsdämp­ fers einen geöffneten Durchlaßquerschnitt bilden, welcher ab einer vorbe­ stimmten Kolbengeschwindigkeit durch Auflage der Ventilscheiben auf den Durchlaßbohrungen verschließbar ist und dann ggf. ein ventilunabhängiger, ständig geöffneter Durchlaß wirksam ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ventilscheiben (9, 10) angreifende Abstützelemente angeordnet sind, welche im Ruhezustand des Schwingungsdämpfers die Ventilschei­ ben (9, 10) in geöffnete Ventilposition drücken, wobei die Abstützelemente durch in Durchgangsbohrungen des Ventilkörpers (2) angeordnete Zylinderstif­ te (11) gebildet sind, die gleichzeitig an den beidseitig des Ventilkörpers (2) angeordneten Ventilplatten (9, 10) angreifen.

2. Dämpfventile nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß jede Durchlaßbohrung (6) des Ventilkörpers (2) in beiden Strömungsrich­ tungen wirksam ist.