DE757065C

DE757065C - In beiden Stroemungsrichtungen arbeitendes Regelventil fuer Fluessigkeits-Stossdaempfer mit Ausgleichraum, insbesondere fuer Kraftwagen

Info

Publication number: DE757065C
Application number: DEF87540D
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl-Ing Binder; Walter Just
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1939-10-24
Filing date: 1939-10-25
Publication date: 1950-10-03

Description

AUSGEGEBEN AM 3. OKTOBER 1950

■REICH S PATE NTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 63c GRUPPE

F87540II/63c

sind als Erfinder genannt worden

, Fichtel & Sachs AG. in Schweinfurt

Patentiert im Deutschen Reich vom 25. Oktober 1939 an Patenterteilung bekanntgemacht am Vi. Oktober 1944

Die Erfindung bezieht sich auf ein in beiden Strömungsrichtungen arbeitendes Regelventil für Flüssigkeits-Stoßdämpfer mit Ausgleichraum,, insbesondere für Kraftwagen, bei denen weiche Stoßumkehr ohne geräuschbildende Flüssigtkeitsschläge gefordert wird, und bei dem eine oder mehrere federnde Platten als den Durchfluß regelnde Glieder vorgesehen sind.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die ringförmigen Federplatten zwischen einer Fängerplatte und einem gegen Federspannung beweglichen und den Flüssigkeitsübertritt zulassenden Ventilkörper axial frei beweglich sind und mit den genannten Teilen.-in der Weise zusammenwirken, daß der Durchlaß in beiden Strömungsriahtungen stattfinden kann.

Vermöge der Durchbiegung der Federplatten und der freien axialen Beweglichkeit dieser Federplatten zwischen den beiden die Bewegung begrenzenden Teilen stellen sich die durchgebogenen Platten beim Aufhören der Strömung in der einen Richtung wieder in die Ebene ein und werden dann durch die umgekehrte Strömung im Raum gegen den anderen Teil bewegt, dort angelegt und zur Bildung des Durchlasses durchgebogen. Da diese Bewegung allmählich geschieht, kann kein Geräusch durch Aufschlagen der Platten, wie bei bloßen Rückschlagventilen, eintreten, und die Umkehr erfolgt daher geräuschlos.

Bei Rückschlagventilen, die mit am Rande eingespannten federnden oder durch Federdruck auf ihren Sitz gedrückten Platten versehen sind, läßt sich das Geräusch nicht vermeiden, im Gegenteil schlagen diese Platten infolge ihrer starken Durchbiegung bei der Umkehr des Flüssigkeitsstromes rasch auf ihren Sitz zurück, was Anlaß zur Geräuschbildung gibt.

ίο Bei bekannten Plattenventilen von Stoßdämpfern lassen sich auch schädliche Flüssigkeitsschläge deshalb nicht ausreichend vermeiden, weil das öffnen und Schließen des Ventils nicht mit genügender Allmählichkeit vor sich geht. Diese Schläge treten beim Arbeiten von Teleskop-Stoßdämpfern auf, deren Ursache in der im Vergleich zu anderen, insbesondere den sogenannten Hebelstoßdämpfern wesentlich größeren Flüssigkeits-Verdrängung der Teleskop-Stoßdämpfer sowie in den deshalb erforderlichen größeren Ventilen und Ventilhüben zu suchen ist.

Von den bekannten Federplattenanordnungen für den Durchtritt der Flüssigkeit in der einen oder in der anderen Strömungsrichtung im Stoßdämpfer, bei denen für jede Strömungsrichtung ein besonderes Ventil erforderlich ist, unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand vorteilhaft auch dadurch, daß er ein Ventil für in beiden Richtungen strömende Flüssigkeit darstellt.

Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein doppelt oder zweiseitig wirkender Teleskop-Stoßdämpfer mit zwei Ventilen veranschaulicht, bei dem die Kolbenstange als Verdränger arbeitet.

Fig. ι zeigt im Längsschnitt den Stoßdämpfer mit einem Plattenventil am Kolben und einem Plattenventil am Zylinderboden, welches den Flüssigkeitsübertritt vom Zylinder zu dem konzentrisch zum Zylinder angeordneten Ausgleichraum und umgekehrt vermittelt.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstabe und ebenfalls im Längsschnitt einen Teil des Stoßdämpfers, bei dem die Ventile in der Stellung veranschaulicht sind, die sie nach Beginn des Auswärtshubs des Kolbens einnehmen, j während j

Fig. 3 das am Kolben angeordnete Ventil in : seiner beim Auswärtshub voll geöffneten Lage darstellt.

Fig. 4 zeigt die Stellung der beiden \⁷entile beim Einwärtshub des Kolbens.

Fig. 5. zeigt in Draufsicht eine Ausführungsform des Ventilkörpers am Kolben.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf eine Federplatte mit Durchlässen am inneren Umfang. ; Fig. 7 stellt eine Draufsicht auf einen ^; Käfig für die Federplatten, die Ventilplatten und die Schließfeder des ßodenventils dar. Bei dem doppelt wirkenden Stoßdämpfer ist ein Plattenventil gemäß der Erfindung am oberen Ende des Kolbens und ein Platten- ' ventil am unteren Ende des Zylinders augeordnet. Für einseitig wirkende Dämpfer genügt ein Ventil.

Der Stoßdämpfer besteht aus einem Zylinder 13, einem diesen gleichachsig umschließenden Gehäuse 14, einem im Zylinder beweglichen Kolben 12, dessen Kolbenstange 11 als Verdränger arbeitet, und aus mit federnden Platten 1 bzw. 1' ausgerüsteten Ventilen, die am Kolben und am Zylinderboden eingebaut sind. Zwischen dem Zylinder 13 und dem Gehäuse 14 ist ein Ausgleichraum 15 vorgesehen. Grundsätzlich sind diese Ventile in gleicher Weise ausgebildet; geringe L'nterschiede in der Bauart ergeben sich nur dadurch, daß beim Kolbenventil eine den Kolben tragende zapfenförmige Verlängerung der Koll>eustange 11 das Ventil durchdringen muß, wogegen beim Zylinderbodenventil ein in seinem Mittelteil geschlossener Ventilteller 3 angewendet ist. Infolgedessen sind die Durchlässe an verschiedenen Stellen der beiden Ventilkörper 2 und 3 vorgesehen.

Das Plattenventil am Kolben enthält vorzugsweise mehrere übereinandergelegtedünne, ringförmige Federplatten i, die mit einem axial beweglich angeordneten Ventilkörper 2 zusamenarbeiten, eine hohlgewölbte oder konische Fängersoheibe 5, einen die Platten umschließenden Käfig 7 und eine zwischen dem Käfig 7 und dem Ventilkörper 2 angeordnete verhältnismäßig schwache Feder 4. die in der Rühestellung die verschiedenen plattenförmigen Körper gegeneinanderdrückt.

Das Bodenventil ist zusammengesetzt aus der gleichzeitig den Boden des Zylinders bildenden, in der Mitte durchbrochenen und mit Durchlässen 17 zum Ausgleichraum 15 versehenen Fängerscheibe 6, den auf dieser anliegenden, ebenfalls in der Mitte durchbrochenen Federplatten 1', dem auf den Federplatten ruhenden, nahe seinem Rande mit Durchlässen versehenen scheibenförmigen Ventilkörper 3, dem Käfig 8 und der zwischen diesem und dem uo Ventilkörper befindlichen Ventilfeder 4'. Der Käfig 8 (Fig. 7) dieses Ventils besteht aus einem sternförmigen Körper, von dessen Vorsprüngen 9 und 10 axial gerichtete Abbieguugen \-orragen. An den freien Enden dieser Abbiegungen befinden sich radiale Abbiegungen 9" und io", die abwechselnd nach außen oder nach innen gerichtet sind. Mit den nach innen gerichteten Abbiegungen 9" umschließt der Käfig federnd die Fängerplatte 6, während die nach außen gerichteten Abbiegungen 10" an die Zylinder-

wand angedrückt werden, in der Weise, daß nicht nur die Teile des Ventils zusammengehalten werden, sondern auch die gesamte Ventilanordnung im unteren Ende des. Zylinders (Fig. i, 2 und 4) festgehalten wird, wodurch der Zusammenbau des Dämpfers erleidhtert wird.

Das Kolbenventil unterscheidet sich vom Bodenventil vor allen Dingen dadurch, daß es um den Zapfen der Kolbenstange n herumgebaut ist. Dementsprechend ist der Käfig 7 mit seiner mittleren Durchbrechung auf den verlängerten Zapfen aufgeschoben, und seine Vorsprünge 9 und 10 haben keine radialen Abbiegungen, sondern stützen sich gegen die obere Seite des Kolbens 12 ab. Der von der Feder 4 abwärts gedruckte Ventilkörper 2 führt sich 'ebenfalls am Kolbenstangenzapfen und weist beispielsweise dreieckige Gestalt auf (Fig. 5). Er hat um seine mittlere Bohrung . einen flanschartigen Fortsatz, der sich gewöhnlich mit einem Absatz 2⁶ gegen, den inneren Rand der Federplatten 1 (Fig. 6) legt, wie in Fig. 1 dargestellt ist, und die dort befindlichen Ausschnitte der Federplatten 1 teilweise abdeckt. Die Fängerscheibe, deren Bohrung einen größeren Durchmesser aufweist als der Zapfen der Kolbenstange, stützt sich mit ihrem äußeren Rande auf einem oberen Ringflansch des Kolbens 12 ab und -überragt die Durchlässe 16 des Kolbens. Der Ventilkörper 2 trägt an den Ecken seines dreieckigen plattenförmigen Teiles abwärts ragende Vorsprünge 2° (Fig. S), die aber nicht so hoch sind wie der mittlere Teil 2⁶, so daß sie nicht auf den Federplatten 1 anliegen, solange kein Druck von oben die Federplatten abwärts durchbiegt.

In den Fig. 2 bis 4 sind die Kolbenbewegungen durch Pfeile angedeutet, und ebenso ist der diesen Bewegungen entsprechende Flüssigkeitsdurchtritt durch Pfeile in den Durchlässen bezeichnet.

Bei dem Auseinanderziehen des Stoßdämpfers werden durch den Flüssigkeitsdruck von oben die Federplatten 1 des Kolbenventils abwärts durchgebogen, bis die Vorsprünge 2^a des Ventilkörpers 2 auf dem äußeren Rand der Federplatten anliegen, wie Fig. 2 zeigt, wobei der innere Rand der Federplatten sich von dem Absatz des Flansches 2^b abhebt; dann fließt die Flüssigkeit um den Ventdlkörper 2 und durch die inneren Ausschnitte und den Spalt zwischen dem Flansch des Ventilkörpers und der Fängerplatte 5 hindurch in den unteren ■ Raum des Zylinders. In Fig. 3, ist gezeigt, daß sich schließlich die Federplatten 1 gegen die obere Seite der Fängerplatte 5 gänzlich anlegen, wodurch der Durchlaß seine größte Öffnung erfährt.- Gleichzeitig tritt Flüssigkeit aus dem Ausgleichraum 15 durch die Durchlässe 17 der mittleren Durchbrechung der Fänger- ! platte 6 und der Federplatten i' des Bodenventils und den Spalt zwischen diesen Federplatten und dem Ventilkörper 3 sowie durch die Durchlässe dieses Körpers ebenfalls'in den unteren Zylinderraum. Beim Einwärtsbevvegen des Kolbens (Fig. 4) wird die Flüssigkeit aus dem unteren Raum durch den Spalt zwischen dem durch den aufwärts gerichteten Druck gehobenen Ventilkörper 2 und* der inneren Kaute der Fängerscheibe 5 unter den ebenfalls aufwärts bewegten Federplatten 1 hinweg und um deren äußeren Rand und den Rand des Ventilkörpers 2 aufwärts befördert. Andererseits wird Flüssigkeit aus dem unteren Zylinderraum durch die Durchlässe des Ventilkörpers 3 und durch den Spalt zwischen diesem Körper und den gegen die Fängerplatte 6 gedrückten Federplatten 1 und um den inneren Rand dieser. Platte in den Ausgleich-" raum 15 gedrückt.

In den meisten Fällen ist es notwendig, zur Erzielung einer geeigneten Wirkung des Stoßdämpfers eine Voröffnung zu haben, die sich bei zunehmender (^geschwindigkeit bzw. bei zunehmendem Öldruck allmählich vergrößert. Bei der dargestellten Ventilanordnung läßt sich diese Voröffnung sehr einfach und billig" mit großer Genauigkeit herstellen. Die Federplatten bzw. nur eine oder ein Teil der zur Verwendung kommenden Federplatten werden mit den erwähnten Schlitzen und Ausschnitten versehen, wie sie in Fig. 6 beispielsweise angedeutet sind.

Wesentlich an diesen neuen Ventilen ist neben der vereinigten Anwendung der teils geschlossenen, teils mit Voröffnungversehenen Federplatten mit dem Ventilkörper auch dessen beschriebene besondere Ausbildung für das Kolbenventil. In Fig. 5 ist die Draufsicht auf diesen Ventilkörper gezeigt, der hier drei- ■ " ectkig ausgebildet ist und dessen innerer Flansch etwas höher liegt als sein äußerer Teil 2", der sich daher erst nach einem gewissen Hub an den Außenrand der Federplatten ι anlegt. Durch diese Anordnung wird im besonderen ein geräuschloses Arbeiten des Ventils erreicht, das dadurch zustande kommt, daß bei der Umkehr des Kolbens am Totpunkt die Federplatten 1 samt dem Ventilkörper 2 ohne Unterbrechung von der äußersten geöffneten Stellung, also wie in Fig. 4 dargestellt, in etwa gleichmäßiger Bewegung über die Stellung des kleinsten Querschnittes der Fig. 2 auf die dem jeweiligen Flüssigkeitsdruck entsprechende geöffnete Stellung, wie sie in Fig. 3 als Maximum dargestellt ist, übergeht. Beim Auseinanderziehen des Stoßdämpfers wirkt das Ventil am Kolben und beim Zusammendrücken des Dämpfers dasjenige am Zylinderboden als Drosselventil.

Claims

Im einzelnen kann natürlich die Ausbildung der Ventile abweichend von dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel getroffen werden, ohne aus dein Rahmen der Erfindung herauszufallen. So könnte es ti. a. in gewissen Fällen genügen, statt der dargestellten Mehrzahl von Federplatten auch eine Federplatte in Verbindung mit dem beweglichen Ventilkörper zu benutzen. Ferner kann xo der Ventilkörper des Ventils am Kolben anders gestaltet, z. B. sternförmig oder kreisförmig ausgeführt sein und am Rande Abbiegungen haben. Diese Anordnung erleichtert den Aufbau des Ventils auf dem Zylinder-IS boden und die gemeinsame Anbringung der Teile am Zylinderende.

Der Eriindungsgegenstand ist vorstehend in der Anwendung- bei Teleskop-Stoßdämpfern besehrieben worden, jedoch kann das Plattenventil auch in Verbindung mit Flüssigkeits-Stoßdämpfern anderer Kauart und bei großen Puffer- oder Dämpfervorrichtungen, z. ß. bei Türschließern in Verkehrs räumen, mit Vorteil benutzt werden, wenn es sich darum hanclelt, Geräusche zu vermeiden oder zu dämpfen.

P-V T E X T Λ X S P R C CIIE:

ι. In beiden Strömungsrichtungen arbeitendes Regelventil für Flüssigkeits-Stoßdämpfer mit Ausgleichraum, insbesondere für Kraftwagen, bei denen weiche Stoßumkehr ohne geräusc.hbildende Flüssigkeitsschläge gefordert wird, und bei dem eine oder mehrere federnde Platten als den Durchfluß regelnde Glieder vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Federplatten {1, 1') zwischen einer Fängerplatte (5, 6) und einem gegen Federspannung (4,4') beweglichen und den

Flüssigkeitsübertritt zulassenden Ventilkörper (2, 3) axial frei beweglich sind und mit den genannten Teilen in der Weise zu-■ sammenwirken, daß der Durchlaß in beiden Strömungsrichtungen stattfinden kann.
2. Plattenventil nadh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Federplatten (1, 1') am inneren oder am äußeren Umfang oder in der Nähe

des Umfanges Ausnehmungen für den ι

Durchlaß der Flüssigkeit aufweisen. !
3. Plattenventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ^; Federplatten (1, 1') und der Ventilkörper ^;

(2, 3) sowie die Feder (4, 4') für den letzteren in bezug auf die Fängerplatte | (5, 6) durch einen mit Durchlässen für den Flüssigkeitsübertritt versehenen und die einzelnen Teile seitlich übergreifenden ' Käfig (7, 8) in ihrer Lage gehalten werden.
4. Plattenventil nach den Ansprüchen 1. '

bis 3. bei dem die arbeitenden Ventilteile um den verlängerten Zapfen der Kolbenstange und auf dem Kolben aufgebaut sind, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der Durchbiegung der zwischen dem Yentilkörper (2) und der Fängerplatte (5) angeordneten Federplatten (1) nach entgegengesetzten Richtungen der Flüssigkeitsübertritt beim Auswärtshub (Fig. 2 und 3) des Kolbens (12) zwischen dem Ventilkörper (2) und der oberen Fläche der Federplatten (i) und hierauf zwischen dem Innenumfang der Federplatten (1) und der Fängerplatte (5) und einem Fortsatz des Ventilkörpers stattfindet, beim Kolbeneinwärtshub (Fig. 4) dagegen in entgegengesetzter Richtung über dem Inlienumfang der Fängerplatte (5) und dem Außenumfang der Federplatten (1).
5. Plattenventil nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (2) an seinem Innenumfang mit einem am Fortsatz der Kolbenstange verschiebbaren Flansch versehen ist, der durch die Ventilfeder (4) gewöhnlich mit seiner End- oder Absatzfläche (2⁶) gegen den inneren Rand der Federplatten (1) angedrückt wird, so daß der Durchlaß zwischen den Federplatten und dem Zapfen verschlossen wird, während der äußere Teil oder Randteil (2") etwas kürzer ist als der Flansch des Ventilkörpers (2) bis zur Absatzfläche (2''), so daß dieser äußere Teil (2^U) erst nach einer gewissen, den Durchlaß freigebenden Durchbiegung der Federplatten (1) auf den Federplatten sich anlegt.
6. Plattenventil nach Anspruch 1, d.idurcih gekennzeichnet, daß der in der Mitte durchbrochene und Durchlässe (f/) zum Ausgleichraum (15) aufweisendeZylinderboden die Fängerplatte (6) bildet, auf der die ebenfalls in der Mitte durchbrochenen Federplatten (1') anliegen, während der in der Mitte geschlossene und zweckmäßig vertiefte Ventilkörper (3) an seinem äußeren Rande oder innerhalb dieses Randes Flüssigkeitsdurchlässe enthält.
7. Plattenventil nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (S) für das Ventil am Zylinderboden an seinen den Ventilkörper (3) und die Federplatten (i') topfartig übergreifenden Raudteilen abwechselnd federnd nach außen gebogene Vorsprünge (10"), die an der Zylinderwand anliegen, und nach innen gebogene Yorsprünge (9"). die die Fängerplatte (6) federnd umschließen, aufweist.

S. Plattenventil nach den Ansprüchen 1 bis 7, dessen Ventilkörper mit Durchlässen am äußeren oder inneren Rand versehen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Ventil- ] 'verfahren folgende Druckschriften in Betracht

körper (3) einen abwärts gerichteten Teil i gezogen worden;

enthält, der durch Anlage auf den inneren ; Deutsche Patentschriften Nr. 642 604,

Rand der Federplatten (i') den Durchlaß ', 634358;

verschließt (Fig. 1). -1 französische Patentschriften Nr. 802633,

' 801 187;

Zur Abgrenzung des. Erfindungsgegenstands USA.-Patentschriften Nr. 2 138 513,

vom Stand der Technik sind im Erteilungs- ■ 2087451.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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