DE4025115A1 - Kurzbauendes daempfventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil, insbesondere für Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Bei den Fahrzeugherstellern besteht der Wunsch nach einer weitgehend degressiven Dämpfungs-Charakteristik für ihre Fahrzeuge. Bekannte Dämpfventil-Konstruktionen, wie z. B. in der DE-OS 29 09 278 beschrieben, benötigen für diese Teilfunk­ tion einen sehr großen Bauraum. Gerade für den Einsatz in einem Einrohrdämpfer läßt sich dieses Konzept nur bedingt verwenden.

Der degressive von der Spiralfeder erzeugte Dämpfkraftanteil wird bei dieser Auslegung des Ventils durch die Dämpfkraft des Voröffnungs-Querschnittes kompensiert. Ein progressiver Be­ reich, also eine dritte Stufe, bei der Dämpfkraftkennlinie fehlt. Eine progressive Dämpfkraftkennlinie kann, gerade in einigen Fahrsituationen, die Funktion eines Stabilisators übernehmen. Weiterhin ungünstig bei der genannten Konstruktion ist die mangelnde Variabilität der möglichen Kennlinien. Es läßt sich nur eine max. zweistufige Dämpfkraftkennlinie erzie­ len. Die Anzahl und der hohe Fertigungsaufwand der Einzelteile des Ventils stellen einen zusätzlichen erheblichen Nachteil dar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kurzbauendes, mehrstufiges Dämpfventil mit einer sehr variablen, insbeson­ deren degressiven Dämpfkennlinie, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi­ schen der ebenen Ventilscheibe und der Federscheibe ein sich in axialer Richtung erstreckender ringförmiger Körper ange­ bracht ist, auf den sich die scheibenförmige Federeinrichtung abstützt.

Das Dämpfventil, verwendbar als Boden und Kolbenventil verfügt über einen Ventilkörper mit Drosselbohrungen. Diese werden von einer elastischen Rückschlagscheibe gegen die Strömungsrich­ tung gesperrt. Man erzielt mit dieser Maßnahme eine stromrich­ tungsabhängige Voröffnung, so daß damit das Einlauf verhalten des Dämpfventils variabel gestaltet werden kann. Der Voröff­ nungstrom verläuft über die Rückschlagscheibe in den sich zwischen Rückschlagscheibe und Ventilscheibe entstehenden Ringraum. Weitere Voröffnungsquerschnitte in der Ventilscheibe oder der Federscheibe ermöglichen ein Durchströmen des Dämpf­ ventils.

Der Ventilkörper, wie alle Ventilteile innen zentriert, wird durch die Federscheiben am Außendurchmesser auf einem ringför­ migen Steg beaufschlagt. Dieser Steg kann als ein separates Bauteil zwischen Ventilscheibe und Federscheibe angeordnet oder gemäß einem Unteranspruch von einer Ventilscheibe mit u-förmigem Querschnitt ausgeführt sein. Die zur Schließkrafter­ zeugung des Dämpfventils verwendeten Scheiben werden zwischen dem Ventilkörpersteg und den Kippscheiben verspannt. Eine Einstellbuchse hält die gesamte Einheit in Position. Das Dämpf­ ventil bietet in seiner Konzeption drei Dämpfstufen, die vor­ teilhafterweise jeweils separat beeinflußt werden können. Das Einlauf verhalten kann man durch die Elastizität der Rück­ schlagscheibe, aber auch mit der Hebelarmlänge der Rückschlag­ scheibe individuell gestalten. Der degressive Bereich der Dämpfung wird von der axial beweglichen Ventilscheibe erzeugt. Die Schließkraft kann man mit der Anzahl der Kippscheiben, der Schichtung der Federscheiben oder mit dem Verhältnis von Steg­ höhe zu Flanschlänge der Einstellbuchse variieren. Erfindungs­ gemäß muß zwischen der Ventilscheibe und der Federscheibe ein definierter Abstand eingehalten werden, da dieses Maß den Bereich der degressiven Kennung bestimmt. Die dritte Stufe mit ihrer progressiven Charakteristik wird durch den Anschlag der Ventilscheiben an der Federscheibe realisiert.

Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung liegt in der einfachen Montage und den unkomplizierten Teilen. Mit sehr geringem Aufwand läßt sich jede gewünschte Kennlinie erzeugen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß einem Unteran­ spruch weist eine starre Rückschlagscheibe auf, die zwischen der Ventilscheibe und der Federscheibe angeordnet ist.

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen wird nachfolgend die Erfindung näher erläuert.

Es zeigt:

Fig. 1 Kennlinien-Diagramm für ein 3-stufiges Dämpfventil,

Fig. 2 Dämpfventil als Kolbenventil ausgeführt mit elasti­ scher Rückschlagscheibe,

Fig. 3 Dämpfventil als Kolbenventil ausgeführt mit starrer Rückschlagscheibe.

Fig. 1 stellt prinzipiell die Funktionsweise des Dämpfventils 1 dar. Die Dämpfkraftkennlinie setzt sich aus 3 Strömungen zusammen, die sich additiv überlagern. Bei sehr kleinen Strö­ mungsgeschwindigkeiten wirkt nur die Voröffnungsdrossel Vö bis zu dem Moment, bei dem die Ventilscheibe 3 gerade abhebt. Der folgende degressive Bereich, der durch den Hubweg der Ventil­ scheibe 3 bestimmt wird, setzt sich aus dem Voröffnungsquer­ schnitt 8 und dem Durchflußquerschnitt zwischen der Ventil­ scheibe 3 und dem Ventilkörper 2 zusammen. Befindet sich die Ventilscheibe 3 in ihrer max. Öffnungsposition, erzielt das Dämpfventil eine progressive Dämpfkraft. Wie man aus dem Dia­ gramm ersehen kann, läßt sich die Dämpfkraftkennlinie sehr variabel gestalten, indem man die Einzelströme verändert und so den gewünschten Dämpfkraftverlauf erhält.

Fig. 2 stellt das Dämpfventil 1 am Anwendungsfall eines Kolben­ ventils dar. Mögliche andere Einsatzbereiche liegen als Boden­ ventil oder als zusätzliches Kolbenventil vor.

Das Dämpfventil 1 weist einen Ventilkörper 2 auf, der mit der Kolbenstange 12 fest verbunden ist. In dem Ventilkörper 2 sind Drosselbohrungen 9 auf einem Teilkreis eingebracht, die von der elastischen Rückschlagscheibe 7 abgedeckt sind und bei der Relativbewegung von Rad zu Fahrzeugaufbau von einem Dämpfmedi­ um durchströmt werden. Die Ventilscheibe 3 liegt direkt auf der elastischen Rückschlagscheibe 7 und bildet mit ihr am zentrierenden Innendurchmesser einen Ringraum 13. Am Außen­ durchmesser der Ventilscheibe 3 erstreckt sich ein axialer Steg 11, auf den sich die Federscheiben 4 abstützen. Zwischen der Drosselbohrung 9 und der Druckseite des nicht dargestell­ ten Arbeitszylinders stellen die Voröffnungen an der Ventil­ scheibe 3 über den Ringraum 13 und dem Stegbereich 11 eine Verbindung her, die stromrichtungsabhängig in ihrem Quer­ schnitt in ihrer Öffnungskraft beeinflußt von der Elastizität der Rückschlagscheibe 7 ausgeführt ist. Der Voröffnungsquer­ schnitt 8 im Stegbereich 11 kann in der Ventilscheibe 3, aber auch in der Federscheibe 4 liegen. Zur Schließkrafterzeugung werden Federscheiben 4 verwendet, die zwischem dem Steg 11, der Ventilscheibe 3 und dem Flansch der Einstellbuchse 6 ver­ spannt werden. Die Art der Schichtung, hinsichtlich Anzahl der Federscheiben 4, aber auch Materialstärke und die Durchmesser­ verhältnisse der Federscheiben 4 zueinander beeinflussen die Dämpfkraft. Zwischen der Ventilscheibe 3 und der direkt auf dieser gespannten Federscheibe 4 muß funktionsbedingt ein definierter Abstand 10 vorhanden sein, damit sich die Ventil­ scheibe 3 bei entsprechend starker Anströmung über die Drossel­ bohrungen 9 axial bewegen kann. Zwischen den Federscheiben 4 und der Einstellbuchse 6 sorgen Kippscheiben 5, die sich an der Einstellbuchse 6 zentrieren, für die nötige Vorspannung der Federscheiben 4. Die Einstellbuchse 6 wird zwischen dem Ventilkörper 2 und der Kolbenstange 12 gehalten. Sie sorgt für die Zentrierung der beweglichen Komponenten des Dämpfventils 1. Die Verwendung von Federscheiben 4 bietet den Vorteil, daß die Schließkraft in relativ engen Toleranzen gehalten werden kann. Durch Messen der einzelnen Komponenten des Dämpfventils 1 und anschließend günstiger Montage lassen sich die Einzelto­ leranzen kompensieren.

Fig. 3 beschreibt ein Dämpfventil 1 in Verbindung mit einer Kolbenstange 12. Der Ventilkörper 2 entspricht im Aufbau dem aus Fig. 2. Der wesentliche Unterschied liegt in der Ventil­ scheibe 3 in Verbindung mit der starren Rückschlagscheibe 8. Der in diesem Beispiel einteilige, im wesentlichen u-förmige Querschnitt der Ventilscheibe 3 weist Voröffnungsquerschnitte 8 auf, die sich direkt den Drosselbohrungen 9 des Ventilkör­ pers 2 anschließen. Die Ventilscheibe 3 liegt somit unmittel­ bar auf dem Ventilkörper 2. Zwischen den geschienten Feder­ scheiben 4 und der Ventilscheibe 3 befindet sich eine am Innen­ durchmesser des Stegs 11 zentrierte starre Rückschlagscheibe 8, die gegen die Strömungsrichtung die Voröffnungsquerschnitte 8 der Ventilscheibe 3 schließt. Die starre Rückschlagscheibe 7 verfügt über keine eigene Federschließkraft, so daß die Voröff­ nungsquerschnitte 8 entweder geschlossen ober aber, unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Dämpfmediums, völlig geöffnet sind. Die Beeinflussung der Voröffnungskennlinie geschieht einzig über die Größe der Voröffnungsquerschnitte 8. Zwischen der Ventilscheibe 3 und der Federscheibe 4 muß dem Funktionsprinzip angepaßt bei gleichen Federscheiben ein größe­ rer Abstand 10 herrschen, als bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2, da die Rückschlagscheibe 7 in dem von Federscheibe 4 und Ventilscheibe 3 gebildeten Ringraum angeordnet ist. Der weitere Aufbau entspricht völlig des in Fig. 2 beschriebenen Dämpfventils 1.

Claims (12)

1. Dämpfventil verwendet als Boden- und Kolbenventil, insbe­ sondere für Schwingungsdämpfer, dessen Ventilscheibe am Innendurchmesser zentrisch geführt und durch eine mechani­ sche Schließkraft am Außendurchmesser beaufschlagt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ebenen Ventil­ scheibe (3) und der Federscheibe (4) ein sich in axialer Richtung erstreckender ringförmiger Körper (11) angebracht ist, auf dem sich die scheibenförmige Federeinrichtung (4) abstützt.

2. Dämpfventil, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (3) einen im wesentlichen u-förmigen Querschnitt aufweist.

3. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen Ventilscheibe (3) und Federscheibe (4) am Zentrierdurchmesser ein definierter Abstand (10) vor­ liegt.

4. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Federscheiben (4) und dem Flansch der Einstellbuchse (6) Kippscheiben (5) angeordnet sind.

5. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß es eine Rückschlagscheibe (7) aufweist.

6. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückschlagscheibe (7) zwischen Ventilkörper (2) und Ventilscheibe (3) angeordnet ist.

7. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilscheibe (3) und die Rückschlagscheibe (7) einen Ringraum bilden.

8. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückschlagscheibe (7) über eine kreisringför­ mig dem Außendurchmesser zugeordnete Fläche mit der Ventil­ scheibe (3) verspannt ist.

9. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß die Rückschlagscheibe (7) elastisch ausgeführt ist.

10. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ventilscheibe (3) von einer Rückschlagscheibe (7) abstellbare Voröffnungsquerschnitte (8) aufweist.

11. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 5, 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückschlagscheibe (7) zwischen Ventil­ scheibe (3) und Federscheibe (4) angeordnet ist.

12. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Voröffnungsquerschnitte (8) stromrich­ tungsabhängig in ihrer Größe ausgelegt sind.