DE3923512A1 - Daempfventil mit stark progressiv verlaufender daempfkraftkennlinie, insbesondere fuer lenkungsdaempfer fuer motorraeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil, insbesondere für einen Lenkungsdämpfer für Motorräder, das in einem fluid­ gefüllten Zylinder an einer ein- und ausfahrbaren Kolben­ stange befestigt ist, den Zylinder in einen unteren Arbeits­ raum und einen oberen Arbeitsraum unterteilt, wobei dem unteren Arbeitsraum ein Ausgleichsraum für das von der ein­ fahrenden Kolbenstange verdrängte Fluid zugeordnet ist, das Dämpfventil Durchlaßbohrungen zur Strömungsverbindung zwi­ schen dem unteren Arbeitsraum und dem oberen Arbeitsraum aufweist und den Durchlaßbohrungen die Strömungsverbindung steuernde Ventilfedern zugeordnet sind.

Derartige Lenkungsdämpfer, wie sie beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung P 38 12 402 bekannt sind, dienen dazu, ungewollte, beispielsweise durch Fahrbahnunebenheiten angeregte Lenkerausschläge eines Einspurfahrzeuges, zu dämpfen. Dabei darf der durch die Dämpfung hervorgerufene Lenkwiderstand nicht so groß werden, daß die Zielgenauig­ keit des Fahrzeugs darunter leidet. Bei geringen Anströ­ mungsgeschwindigkeiten des Dämpfmediums an den Kolbenventi­ len, d. h. bei langsamen Lenkerausschlägen, soll möglichst keine Dämpfung erfolgen. Dagegen ist bei hohen Anströmge­ schwindigkeiten, also bei starken und schnellen Lenkeraus­ schlägen eine möglichst hohe Dämpfung zur Steigerung des Fahrkomforts und der Fahrsicherheit erwünscht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dämpfventil der eingangs beschriebenen Art für einen Lenkungsdämpfer zu schaffen, das in Abhängigkeit von der Anströmungsgeschwin­ digkeit eine progressive Dämpfkraft aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Durchlaßbohrun­ gen in Axialrichtung durchgehende Führungen der Ventil­ federn sind, die Durchlaßbohrungen beidseitig zumindest teilweise mit Ventilscheiben verschließbar sind und die Ventilscheiben an den Ventilfedern gegeneinander abgestützt sind. Durch diese Maßnahme wird ein Dämpfventil geschaffen, das bei langsamen Anströmungsgeschwindigkeiten relativ große Überströmöffnungen und damit eine geringe Dämpfkraft auf­ weist. Bei entsprechend höherer Anströmgeschwindigkeit, d. h. bei hoher Ein- und Ausfahrgeschwindigkeit der Kolben­ stange werden die als Überströmöffnungen dienenden Durch­ laßbohrungen gegen den Druck der Ventilfeder fast schlag­ artig geschlossen. Dadurch steigt der Strömungswiderstand und damit die Dämpfung im erforderlichen Umfang an.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeich­ nung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigt:

Fig. 1 den Schnitt durch einen Lenkungsdämpfer, mit in ei­ nem Arbeitsraum hin und her bewegbaren, erfindungs­ gemäßen Dämpfventil;

Fig. 2 den Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Dämpfventil, mit durchgehenden Durchlaßbohrungen und in den Durchlaßbohrungen geführten, als Schraubendruck­ federn ausgebildeten Ventilfedern zur Abstützung der die Durchlaßbohrungen steuernden Ventilscheiben;

Fig. 3 ein Dämpfkraft-Geschwindigkeits-Diagramm, mit der Darstellung der Dämpfkraftkennlinien verschiedener Dämpfventile.

Der in der Fig. 1 dargestellte Lenkungsdämpfer, beispiels­ weise für ein Motorrad der oberen Leistungsklasse, besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Zylinder 1, dessen Innenraum das an einer ein- und ausfahrbaren Kolbenstange 3 befestigte erfindungsgemäße Dämpfventil 2 in einen oberen Arbeitsraum 4 und in einen unteren Arbeitsraum 5 unter­ teilt. Der untere Arbeitsraum 5 ist durch ein Bodenventil 7 von einem Ausgleichsraum 8 getrennt, in dem eine elastische Membran 14 zur Aufnahme des durch die einfahrende Kolben­ stange 3 verdrängten Volumens angeordnet ist. Die Arbeits­ räume 4 und 5 sind mit einem Fluid, vorzugsweise mit Dämpföl gefüllt. Das Dämpfventil 2 ist radial außen mit einem Dichtring 19 versehen und gegenüber der Innenober­ fläche des Zylinders 1 abgedichtet.

Wie die Fig. 2 zeigt, weist das Dämpferventil 2 eine Viel­ zahl von axialen Durchlaßbohrungen 6 auf, in denen Schrau­ bendruckfedern als Ventilfedern 11 geführt sind. In beiden axial äußeren Stirnflächen 22 des Dämpfventils 2 sind Aus­ nehmungen 17 vorgesehen, in die ringförmige Ventilscheiben 9 und 10 eingelegt sind. Im dargestellten Ruhezustand schließen die Ventilscheiben 9 bzw. 10 bündig mit den axial äußeren Stirnflächen 22 ab.

Die Ausnehmungen 17 haben eine axiale Tiefe bis zu einem radial durchgängigen Ventilkörper 16, in dem die oben be­ schriebenen Durchlaßbohrungen 6 auf dem Umfang verteilt vorgesehen sind. Die axiale Länge der äußeren Ventilscheibe 9 und der inneren Ventilscheibe 10 ist geringer als die axiale Tiefe der jeweils zugeordneten Ausnehmung 17, so daß axiale Freiräume bleiben, in denen die Durchlaßbohrungen 6 unter den Ventilscheiben 9 und 10 münden.

Die Ventilscheiben 9 und 10 weisen gegenüber der radial innenliegenden Kolbenlauffläche 18 ein radiales Spiel 15 auf und sind an ihrem radial außenliegenden Oberflächen 20 mit axial verlaufenden Nuten 12 versehen. An ihren axial inneren Stirnflächen 21 weisen die Ventilscheiben 9 und 10 radial verlaufende Nuten 13 auf, die radial außen mit den axialen Nuten 12 und radial innen mit axialen Ausnehmungen 23 in Strömungsverbindung stehen. Die axialen Ausnehmungen 23 dienen zugleich der endseitigen Aufnahme und Lagerung der Ventilfedern 11.

Anhand des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels wird die Funktion des erfindungsgemäßen Dämpfventils 2 nachfolgend beschrieben. Bei geringer Anströmgeschwindigkeit des Fluids, d. h. bei geringer Geschwindigkeit der Kolbenstan­ genbewegung, werden die beiden Ventilscheiben 9 und 10 von den Ventilfedern 11 bündig mit den äußeren Stirnflächen 22 abschließend in der in der Fig. 2 dargestellten Position gehalten. Das Dämpföl durchströmt das Dämpfventil 2 über die axialen Nuten 12, den Ringspalt 15 und durch die Durch­ laßbohrungen 6, die so groß bemessen sind, daß ein sehr geringer Strömungswiderstand und damit eine sehr geringe Dämpfung des Dämpfventils 2 auftritt.

Erhöht sich die Anströmgeschwindigkeit, d. h. fährt die Kol­ benstange 3 aufgrund schnellerer Lenkerausschläge mit er­ höhter Geschwindigkeit in den Zylinder 1 ein und aus, so entsteht jeweils in Bewegungsrichtung vor den Ventilschei­ ben 9 bzw. 10 ein Staudruck. Dieser Staudruck bewirkt bei einem durch die Federsteifigkeit und die Vorspannung der Ventilfedern 11 vorbestimmbaren Kraftbetrag eine axiale Verschiebung der jeweils vorne liegenden Ventilscheibe 9 oder 10, wodurch die Durchlaßbohrungen 6 weitgehend ge­ schlossen werden. Als einzige Strömungsverbindung verbleibt jetzt der Weg über die axialen Nuten 12 und die radialen Nuten 13, die mit den Durchlaßbohrungen 6 nach wie vor in Strömungsverbindung stehen.

Wie in der Fig. 3 anhand eines Dämpfkraft-Geschwindig­ keits-Diagramms dargestellt ist, ist der Strömungswider­ stand entsprechend dem flach ansteigenden Dämpfkraftkenn­ linienbereich 24 bei kleinen Geschwindigkeiten zunächst sehr gering. Bei höheren Anströmgeschwindigkeiten steigt die Dämpfkraft entsprechend dem Kennlinienbereich 25 steil an. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich ein extrem progressiver Verlauf der Gesamtkennlinie mit einem quasi schlagartigen Übergang vom sehr flachen Bereich 24 zum steilen Bereich 25, wähhrend bei bekannten Dämpfventi­ len im unteren Geschwindigkeitsbereich bereits ein größerer Anstieg der Dämpfkraft zu beobachten ist, wie dies die Kenn­ linie 26 in der Fig. 3 zeigt.

Bezugszeichen

 1 Zylinder
 2 Dämpfventil
 3 Kolbenstange
 4 oberer Arbeitsraum
 5 unterer Arbeitsraum
 6 Durchlaßbohrung
 7 Bodenventil
 8 Ausgleichsraum
 9 äußere Ventilscheibe
10 innere Ventilscheibe
11 Ventilfeder
12 axiale Nut
13 radiale Nut
14 Membran
15 radiales Spiel
16 Ventilkörper
17 Ausnehmung
18 Kolbenlauffläche
19 Dichtring
20 radiale äußere Oberfläche
21 innere Stirnfläche
22 äußere Stirnfläche
23 axiale Ausnehmung
24 flacher Dämpfkraftkennlinienbereich
25 steiler Dämpfkraftkennlinienbereich
26 bekannte Dämpfkraftkennlinie

Claims (8)

1. Dämpfventil, insbesondere für einen Lenkungsdämpfer für Motorräder, das in einem fluidgefüllten Zylinder an einer ein- und ausfahrbaren Kolbenstange befestigt ist, den Zy­ linder in einen unteren Arbeitsraum und einen oberen Ar­ beitsraum unterteilt, wobei dem unteren Arbeitsraum ein Aus­ gleichsraum für das von der einfahrenden Kolbenstange ver­ drängte Fluid zugeordnet ist, das Dämpfventil, Durchlaßboh­ rungen zur Strömungsverbindung zwischen dem unteren Ar­ beitsraum und dem oberen Arbeitsraum aufweist und den Durchlaßbohrungen die Strömungsverbindung steuernde Ventil­ federn zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaßbohrungen (6) in Axialrichtung durchgehende Führun­ gen der Ventilfedern (11) sind, die Durchlaßbohrungen (6) beidseitig zumindest teilweise mit Ventilscheiben (9, 10) verschließbar sind und die Ventilscheiben (9, 10) an den Ventilfedern (11) gegeneinander abgestützt sind.

2. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (9, 10) in axialen Ausnehmungen (17) an­ geordnet sind und an ihren radial äußeren Oberflächen (20) mit axial verlaufenden Nuten (12) und ihren axial inneren Stirnflächen (21) mit radial verlaufenden Nuten (13) ver­ sehen sind.

3. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilfedern (11) Schraubendruckfedern sind.

4. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die axiale Länge der Ventilscheiben (9, 10) kleiner als die axiale Tiefe der Ausnehmungen (17) ist.

5. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die radialen Nuten (13) mit den Durchlaß­ bohrungen (6) in Strömungsverbindung bringbar sind.

6. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilscheiben (9, 10) gegenüber der Kolbenlauffläche (18) des Ventilkörpers (16) freiliegen und axial leicht verschiebbar sind.

7. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Vielzahl von Durchlaßbohrungen (6) auf dem Umfang des Ventilkörpers (16) verteilt angeordnet sind.

8. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilscheiben (9, 10) in Ausgangslage bündig mit den axial äußeren Stirnflächen (22) des Ventil­ körpers (16) abschließen.