WO2022175216A1 - Dämpfventileinrichtung mit progressiver dämpfkraftkennlinie - Google Patents

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WO2022175216A1
WO2022175216A1 PCT/EP2022/053568 EP2022053568W WO2022175216A1 WO 2022175216 A1 WO2022175216 A1 WO 2022175216A1 EP 2022053568 W EP2022053568 W EP 2022053568W WO 2022175216 A1 WO2022175216 A1 WO 2022175216A1
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WO
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valve
damping
valve device
section
pressure chamber
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PCT/EP2022/053568
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English (en)
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Inventor
Hartmut Rölleke
Mathias Balensiefer
Jörg Rösseler
Aleksandar Knezevic
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Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/50Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/512Means responsive to load action, i.e. static load on the damper or dynamic fluid pressure changes in the damper, e.g. due to changes in velocity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/34Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/348Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F9/348Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • F16F9/3484Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features of the annular discs per se, singularly or in combination

Definitions

  • the invention relates to a damping valve device with a progressive damping force characteristic according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 102016210790 A1 describes a damping valve device for a vibration damper, which includes a first damping valve which, in a first operating range, transitions into an open operating position as the flow rate of a damping medium increases.
  • the first damping valve is formed, for example, by a piston valve or a bottom valve of the vibration damper.
  • a second operating range with a progressive damping force characteristic of the vibration damper is influenced by a throttle point in connection with a valve body, which can be converted from an open position to a throttle position independently of the stroke position of a piston rod of the vibration damper as a function of the flow velocity within the throttle position.
  • the valve body moves in the closing direction with increasing flow rate of the damping medium. This generates an additional damping force that makes it unnecessary to use a conventional tension or compression stop, which is only effective in one end position of the piston rod.
  • the throttling point and the damping valve are arranged hydraulically in series, with the valve body being designed as a ring element with variable diameter, which executes a radial closing movement in the direction of a flow control surface, in which a defined minimum passage cross section is maintained.
  • DE 102019212966 A1 proposes that the ring element, which can be changed in diameter, is additionally supported by a compressive force within a pressure chamber formed by a ring groove.
  • the function of the pressure chamber is particularly effective when the cross section of an inflow opening is larger than an outflow opening of the pressure chamber.
  • the use of two throttling points makes sense, depending Weil a throttle point for a working direction of the vibration damper. In terms of costs, however, it makes sense to limit it to a damping valve device with a throttle point that is optimally effective for both flow directions.
  • the object of the present invention is to solve the problem known from the prior Tech technology.
  • the annular groove is designed as a pressure chamber with two flow directions, which has at least one inflow opening and at least one outflow opening, the effective inflow opening having a larger cross section than the effective outflow opening, and an outlet cross section for the damping medium to exit is controlled in the pressure chamber via a valve device.
  • the damping valve device is equipped with at least one check valve, which brings about a reduction in cross section in the direction in which the damping medium emerges from the pressure chamber.
  • the cross-section reduction can also be provided up to the complete closure of the outlet cross-section.
  • the damping valve device has two check valves in the form of a shuttle valve.
  • the inflow and outflow cross sections can then be dimensioned independently for each flow direction of the pressure chamber.
  • the shuttle valve is formed by a valve body separate from the valve element of the throttle body.
  • the valve device preferably has an at least partially elastic valve body that does not cause any noise.
  • valve body has a defined direction of deformation.
  • the damping force characteristic of the damping valve device can be given a progressive characteristic by means of this measure.
  • valve body can have an overpressure valve function which, starting from a defined pressure within the pressure chamber, leads to an opening movement of the valve body.
  • the outflow cross section can be increased without the valve body having to perform a working movement as a whole.
  • a simple design of the deformation area is characterized in that the valve body has a web area that can be deformed towards a base body.
  • valve element has an elastic section which forms the valve body of the check valve.
  • Fig. 1 Detail from a vibration damper in the area of the damping valve device
  • Fig. 8 damping valve device with a single check valve for the pressure chamber
  • FIG. 1 shows a damping valve device 1 for a vibration damper 3 of any design, which is only partially shown.
  • the vibration damper 3 includes a first damping valve 5 with a damping valve body designed as a piston 7 which is fastened to a piston rod 9 .
  • the damping valve body 7 divides a cylinder 11 of the vibration damper into egg NEN piston rod side and a piston rod remote working chamber 13; 15, both of which are filled with damping medium.
  • damping valve body 7 In the damping valve body 7 are Natural Seedska channels 17; 19 are designed for one flow direction on different pitch circles.
  • the design of the passage channels 17; 19 is only to be regarded as an example.
  • An exit side of the passage channels 17; 19 is provided with at least one valve disk 21; 23 at least partially covered.
  • the vibration damper has a cable stop 25, which comes into contact with a stop surface on the cylinder side, e.g. a piston rod guide 27, after a defined extension movement of the piston rod 9.
  • the cable stop 25 includes a valve carrier 29 which is fixed directly to the piston rod by a positive connection.
  • a ring-shaped elastomer element 31 is placed on an upper side of the carrier 29, for example, which is held by a slight radial prestress even during an oscillating movement of the piston rod 9.
  • the elastomer element 31 acts as an additional support spring from the stop point on the stop surface.
  • the valve carrier 29 has a circumferential annular groove 33, in which a variable-diameter valve element 35 is guided.
  • This valve element 35 is radially movable Lich or radially elastic and forms a valve body for a throttle point 37 as Part of the damping valve device 1.
  • the valve element 35 forms the throttle point 37 with an inner wall of the cylinder 11, the inner wall 39 representing a flow guide surface.
  • the invention can also be implemented in a valve carrier that is independent of the train stop.
  • valve element 35 On the top side, the valve element 35 carries a restoring spring 41, as shown in FIGS. 2 and 3 on an enlarged scale. Between the inner wall 39 and an outer jacket surface 43 of the valve element 35 there is a variable throttle cross section 45 which generates an additional damping force.
  • the throttle point 37 is fully open.
  • the damping force is then only from the passage channels 17; 19 in connection with the valve discs 21; 23 he begets.
  • the valve disks 21; 23 raise the valve discs 21; 23 from its valve seat surface 47; 49 off.
  • the lifting movement is carried out by a supporting disc 51; 53 limited.
  • the valve element 35 changes to a throttle position and performs a closing movement in the direction of the flow guide surface 39. Due to the high flow rate of the damping medium in the throttle point 37 formed as an annular gap, a negative pressure is formed, which leads to a radial expansion of the valve element 35 alen. However, so that the throttle point 37 cannot become blocked under any circumstances, the return spring 41 maintains the defined minimum passage cross section.
  • the valve element can have a profile on the lateral surface, or the valve carrier 29 has a mechanical stop for the valve element 35.
  • the pressure chamber 63 forms, which is connected to the working chamber 13 of the vibration damper 3 via an inflow opening 65 and an outflow opening 67 .
  • the pressure chamber 63 brings about, via the inner lateral surface 55, a force component which is directed radially outward and expands the valve element 35 and supports the negative pressure situation prevailing in the throttle point 37.
  • the annular groove is designed as a pressure chamber with two flow directions.
  • the dimensioning rule is that the effective inflow opening 65 has a larger cross section than the effective outflow opening 67. Because of the changing direction of flow through the damping valve device and thus also the pressure chamber, the openings also change their function, i. H. for a flow direction, an opening forms the inflow opening and the opening in the other annular groove side wall forms the outflow opening. In the opposite direction of flow, see flow arrows, the functions change.
  • the damping valve device 1 has a valve device 69 via which an outlet cross-section 71 for the damping medium from the pressure chamber is controlled.
  • the openings 65; 67 can have a different diameter or be designed under different pitch circles on the valve carrier 29 in order to produce the desired cross-sectional sizes at the openings together with egg nem valve body 73 of the valve device 69 .
  • the damping valve device 1 has two check valves 69A; 69B preferably in the form of a shuttle valve 69.
  • An opening 65; 67 forms with the valve body 73 a check valve.
  • the shuttle valve 71 is formed by the valve element 35 of the throttle point 37 separate valve body 73, which performs an axial switching movement, the ten vom in the end of the two Ringnutsei 57; 59 is restricted.
  • the valve body 73 can be formed by a simple ring which is mounted in a floating manner within the annular groove 3 . The functional reliability can be further increased if the valve body 73 is centered on the annular groove base 61 or is guided by it. Between the valve body 73 and the inner lateral surface 55 of the valve element 35 remains preferred there is always a gap, so that the size of the pressurized area on the inner surface area 55 remains constant.
  • FIG. 4 shows in simplified form that the valve body has a defined direction of deformation, e.g. B. in that the valve body 73 is guided completely on the inside diameter and elasticity leads to a radial expansion of the valve body 73, as a result of which the outlet cross section 71 is additionally reduced, so that the valve body 73 reduces the outlet cross section 71 disproportionately from a defined load with a deformation region 74.
  • valve body 73 has an overpressure valve function, which leads to an opening movement of the valve body 73 from a defined pressure within the pressure chamber 63, as shown in FIGS.
  • FIG. 5 shows the valve body 73 which has a web area 75 which can be deformed into a base body 77 . There is a free space 79 between the land area 75 and the annular groove base 57.
  • the damping valve device 1 has a valve element 35 which has an elastic section 81 which forms the valve body of the respective check valve.
  • the elastic section extends in this exemplary representation, starting from a cover side of the valve element 35 in the direction of the annular groove base 61.
  • a throttle opening 83 running, which overlaps with an opening 65; 67 in the Ringnutsei ten Design 57; 59 of the valve carrier 29 is. If the elastic section 81 flows from the pressure chamber 63, then this area of the valve element is pressed against the adjacent groove side surface, so that the throttle opening 83 determines the outflow cross section. When the section 81 flows through one of the openings 65; 67 in the ring groove side surface lifts the section 81 from the respective ring groove side surface 57; 59 and gives the full cross-section of the opening 65; 67 free.
  • FIGS. 8 shows the simplest design of the damping valve device 1, which is equipped with a single check valve 69, which causes a cross-sectional reduction in the exit direction of the damping medium from the pressure chamber 63.
  • This design is z. This can be used, for example, when the cross section D of the inflow opening 65 for one flow direction of the damping medium is larger than the cross section d of the outflow opening 67 and the check valve 69 reduces the outflow cross section for the opposite flow direction to a cross-sectional dimension that is smaller than the always open inflow opening, ie D>d>outlet cross section 71.
  • This design offers the advantage that the inflow cross section for a flow direction into the pressure chamber 63 is only dependent on the manufacturing inaccuracies on the part of the openings.
  • a check valve according to FIGS. 2 to 7 the combination of the diameter dimensions of the valve body 73 with the dimensions of the openings 65; 67 in the valve carrier. Reference sign

Abstract

Dämpfventileinrichtung (1) für einen Schwingungsdämpfer, (3) umfassend eine Drosselstelle (37) in Verbindung mit einem Ventilelement (35), das in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit eines Dämpfmediums innerhalb der Drosselstelle (37) ausgehend von einer Durchlassstellung in eine Drosselstellung (37)überführbar ist, wobei sich das Ventilelement (35) als ein im Durchmesser veränderbares Ringelement mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit des Dämpfmediums innerhalb einer Ringnut (33) eines Ventilträgers (29) in Schließrichtung bewegt, wobei die Ringnut (33) als ein Druckraum (63) mit zwei Durchströmungsrichtungen ausgeführt ist, der mindestes eine Zuströmöffnung (65) und mindestens eine Abströmöffnung (67) aufweist, wobei die wirksame Zuströmöffnung (65) einen größeren Querschnitt als die wirksame Abströmöffnung (67) aufweist, und ein Austrittsguerschnitt (71) für das Dämpfmedium aus dem Druckraum (63) über eine Ventileinrichtung (69) angesteuert wird.

Description

Dämpfventileinrichtung mit progressiver Dämpfkraftkennlinie
Die Erfindung betrifft eine Dämpfventileinrichtung mit progressiver Dämpfkraftkennli nie gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die DE 102016210790 A1 beschreibt eine Dämpfventileinrichtung für einen Schwingungsdämpfer, die ein erstes Dämpfventil umfasst, das in einem ersten Be triebsbereich mit steigender Strömungsgeschwindigkeit eines Dämpfmediums in eine Durchlassbetriebsstellung übergeht. Das erste Dämpfventil wird beispielsweise von einem Kolbenventil oder einem Bodenventil des Schwingungsdämpfers gebildet. Ein zweiter Betriebsbereich mit einer progressiven Dämpfkraftcharakteristik des Schwin gungsdämpfers wird von einer Drosselstelle in Verbindung mit einem Ventilkörper be einflusst, der unabhängig von der Hublage einer Kolbenstange des Schwingungs dämpfers in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Drosselstel lung ausgehend von einer Durchlassstellung in eine Drosselstellung überführbar ist, wobei sich Ventilkörper mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit des Dämpfme diums in Schließrichtung bewegt. Damit wird eine Zusatzdämpfkraft erzeugt, die den Einsatz eines konventionellen Zug- oder Druckanschlags erübrigt, der nur in einer Endlage der Kolbenstange wirksam ist.
Die Drosselstelle und das Dämpfventil sind hydraulisch in Reihe angeordnet, wobei der Ventilkörper als ein im Durchmesser veränderbares Ringelement ausgeführt ist, das eine radiale Schließbewegung in Richtung einer Strömungsleitfläche ausführt, bei der ein definierter Mindestdurchlassquerschnitt eingehalten wird.
In der DE 102019212966 A1 wird vorgeschlagen, dass das im Durchmesser verän derbare Ringelement zusätzlich von einer Druckkraft innerhalb eines von einer Ringnut gebildetem Druckraum unterstützt wird. Die Funktion des Druckraums ist dann besonders effektiv, wenn der Querschnitt einer Zuströmöffnung größer ist als eine Abströmöffnung des Druckraums. Im Hinblick auf das Dämpfverhalten eines Schwingungsdämpfers ist dann die Verwendung von zwei Drosselstellen sinnvoll, je- weils eine Drosselstelle für eine Arbeitsrichtung des Schwingungsdämpfers. Kosten seitig ist jedoch die Beschränkung auf eine Dämpfventileinrichtung mit einer für beide Strömungsrichtungen optimal wirksamen Drosselstelle sinnvoll.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das aus dem Stand der Tech nik bekannte Problem zu lösen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Ringnut als ein Druckraum mit zwei Durchströmungsrichtungen ausgeführt ist, der mindestes eine Zuströmöffnung und mindestens eine Abströmöffnung aufweist, wobei die wirksame Zuströmöffnung ei nen größeren Querschnitt als die wirksame Abströmöffnung aufweist, und ein Aus trittsquerschnitt für das Dämpfmedium aus dem Druckraum über eine Ventileinrich tung angesteuert wird.
Mit einer einfachen Ventileinrichtung, die deutlich kompakter und kostengünstiger sein kann als jeweils eine komplette Dämpfventileinrichtung, kann die Grundeinstel lung Strömungsquerschnitte an dem Druckraum der Dämpfventileinrichtung erreicht werden.
In einer sehr einfachen Variante ist die Dämpfventileinrichtung mit einem mindestens einem Rückschlagventil bestückt, das in Austrittsrichtung des Dämpfmediums aus dem Druckraum eine Querschnittsreduzierung bewirkt. Die Querschnittsreduzierung kann auch bis zum völligen Verschluss des Austrittsquerschnitts vorgesehen sein.
Ein größerer Gestaltungsspielraum für die Auslegung der Dämpfventileinrichtung wird dadurch erreicht, dass die Dämpfventileinrichtung zwei Rückschlagventile in der Bauform eines Wechselventils aufweist. Man kann dann die Zuström- und Abström - querschnitte für jede Durchströmungsrichtung des Druckraums unabhängig dimensi onieren.
Bei einer Bauform wird das Wechselventil von einem zum Ventilelement der Drossel stelle separaten Ventilkörper gebildet wird. Der Vorteil besteht darin, dass man eine Standard-Dämpfventileinrichtung verwendet, die bedarfsweise mit einem zusätzli chen Rückschlag- oder Wechselventil bestückt wird.
Bevorzugt weist die Ventileinrichtung einen zumindest teilweise elastischen Ventilkör per auf, der keine Geräusche verursacht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist der Ventilkörper eine definierte Deforma tionsrichtung auf.
Mit der definierten Deformationsrichtung kann z. B. erreichen, dass der Ventilkörper den Austrittsquerschnitt ab einer definierten Belastung mit einem Deformationsbe reich überproportional reduziert. Die Dämpfkraftkennlinie der Dämpfventileinrichtung kann mittels dieser Maßnahme eine progressive Kennlinie erhalten.
Alternativ kann der Ventilkörper eine Überdruckventilfunktion aufweisen, die ab ei nem definierten Druck innerhalb des Druckraums zu einer Öffnungsbewegung des Ventilkörpers führt. Der Abströmquerschnitt kann dabei vergrößert werden, ohne dass der Ventilkörper im Ganzen eine Arbeitsbewegung ausführen muss.
Eine einfache Bauform des Deformationsbereichs zeichnet sich dadurch aus, dass der Ventilkörper einen Stegbereich aufweist, der zum einem Grundkörper verformbar ist.
Insbesondere bei einem radial sehr beschränkten Bauraum besteht die Möglichkeit, dass das Ventilelement einen elastischen Abschnitt aufweist, der den Ventilkörper des Rückschlagventils bildet.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert wer den. Es zeigt:
Fig. 1 Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer im Bereich der Dämpfventileinrichtung
Fig. 2 - 6 Dämpfventileinrichtung mit einer zusätzlichen separaten Ventileinrichtung Fig. 7 Dämpfventileinrichtung mit einer von dem Ventilelement gebildeten Venti leinrichtung
Fig. 8 Dämpfventileinrichtung mit einem einzigen Rückschlagventil für den Druckraum
Die Figur 1 zeigt eine Dämpfventileinrichtung 1 für einen nur ausschnittsweise darge stellten Schwingungsdämpfer 3 beliebiger Bauweise. Neben der Dämpfventileinrich tung 1 umfasst der Schwingungsdämpfer 3 ein erstes Dämpfventil 5 mit einem als Kolben 7 ausgeführten Dämpfventilkörper, der an einer Kolbenstange 9 befestigt ist.
Der Dämpfventilkörper 7 unterteilt einen Zylinder 11 des Schwingungsdämpfers in ei nen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13; 15, die beide mit Dämpfmedium gefüllt sind. In dem Dämpfventilkörper 7 sind Durchtrittska näle 17; 19 für jeweils eine Durchströmungsrichtung auf unterschiedlichen Teilkrei sen ausgeführt. Die Ausgestaltung der Durchtrittskanäle 17; 19 ist nur beispielhaft anzusehen. Eine Austrittsseite der Durchtrittskanäle 17; 19 ist mit mindestens einer Ventilscheibe 21 ; 23 zumindest teilweise abgedeckt.
Zusätzlich verfügt der Schwingungsdämpfer über einen Zuganschlag 25, der ab einer definierten Ausfahrbewegung der Kolbenstange 9 an einer zylinderseitigen Anschlag fläche, z.B. einer Kolbenstangenführung 27, zur Anlage kommt.
Der Zuganschlag 25 umfasst einen Ventilträger 29, der direkt an der Kolbenstange durch eine Formschlussverbindung fixiert ist. Auf einer Oberseite des Trägers 29 ist beispielhaft ein ringförmiges Elastomerelement 31 aufgelegt, das über eine geringe radiale Vorspannung auch bei einer Schwingbewegung der Kolbenstange 9 gehalten wird. Das Elastomerelement 31 wirkt ab dem Anschlagpunkt an der Anschlagfläche als zusätzliche Stützfeder.
Der Ventilträger 29 weist eine umlaufende Ringnut 33 auf, in der ein im Durchmesser veränderbares Ventilelement 35 geführt ist. Dieses Ventilelement 35 ist radial beweg lich oder radial elastisch und bildet einen Ventilkörper für eine Drosselstelle 37 als Teil der Dämpfventileinrichtung 1. Das Ventilelement 35 bildet mit einer Innenwan dung des Zylinders 11 die Drosselstelle 37, wobei die Innenwandung 39 eine Strö mungsleitfläche darstellt. Grundsätzlich kann die Erfindung auch in einem vom Zug anschlag unabhängigen Ventilträger ausgeführt sein.
Deckseitig trägt das Ventilelement 35 eine Rückstellfeder 41 , wie in den Fig. 2 und 3 vergrößert dargestellt ist. Zwischen der Innenwandung 39 und einer äußere Mantel fläche 43 des Ventilelements 35 liegt ein variabler Drosselquerschnitt 45 vor, der eine zusätzliche Dämpfkraft erzeugt.
Bei einer Kolbenstangengeschwindigkeit in einem ersten Betriebsbereich, z. B. klei ner 1m/s, ist die Drosselstelle 37 vollständig geöffnet. Die Dämpfkraft wird dann nur von den Durchtrittskanälen 17; 19 in Verbindung mit den Ventilscheiben 21 ; 23 er zeugt. Bei einer Anströmung der Ventilscheiben 21 ; 23 heben die Ventilscheiben 21; 23 von ihrer Ventilsitzfläche 47; 49 ab. Die Abhubbewegung wird jeweils von einer Stützscheibe 51; 53 begrenzt.
In einem zweiten Betriebsbereich mit einer Kolbenstangengeschwindigkeit, die grö ßer ist als die Grenzgeschwindigkeit des ersten Betriebsbereichs, also größer als die beispielhaft angegebenen 1m/s, geht das Ventilelement 35 in eine Drosselstellung über und führt dabei eine Schließbewegung in Richtung der Strömungsleitfläche 39 aus. Bedingt durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit des Dämpfmediums in der als Ringspalt geformten Drosselstelle 37 bildet sich ein Unterdrück, der zu einer radi alen Aufweitung des Ventilelements 35 führt. Damit jedoch keinesfalls eine Blockade der Drosselstelle 37 auftreten kann, wird der definierte Mindestdurchlassquerschnitt von der Rückstellfeder 41 eingehalten. Alternativ kann das Ventilelement eine Profi lierung der Mantelfläche aufweisen oder der Ventilträger 29 verfügt über einen me chanischen Anschlag für das Ventilelement 35.
Die Figur 2 zeigt eine Vergrößerung der Dämpfventileinrichtung 1 nach Fig. 1 mit ei ner abweichenden Befestigungstechnik an der Kolbenstange 9. In der Vergrößerung ist erkennbar, dass die Ringnut 33 mit einer inneren Mantelfläche 55 des Ventilele ments 35 und Ringnutseitenflächen 57; 59 und einer Ringnutgrundfläche 61 einen Druckraum 63 bildet, der über eine Zuströmöffnung 65 und eine Abströmöffnung 67 mit dem Arbeitsraum 13 des Schwingungsdämpfers 3 verbunden ist. Der Druckraum 63 bewirkt über die innere Mantelfläche 55 eine nach radial außen gerichtete, das Ventilelement 35 aufweitende Kraftkomponente, die die in der Drosselstelle 37 herr schende Unterdrucksituation unterstützt.
In der Zusammenschau der Fig. 2 und 3 wird deutlich, dass die Ringnut als ein Druckraum mit zwei Durchströmungsrichtungen ausgeführt ist. Die Dimensionie rungsregel besteht darin, dass die wirksame Zuströmöffnung 65 einen größeren Querschnitt aufweist als die wirksame Abströmöffnung 67. Wegen der wechselnden Durchströmungsrichtung der Dämpfventileinrichtung und damit auch des Druckraums wechseln auch die Öffnungen ihre Funktion, d. h. für eine Durchströmungsrichtung bildet eine Öffnung die Zuströmöffnung und die Öffnung in der anderen Ringnutsei tenwand die Abströmöffnung. Bei entgegengesetzter Strömungsrichtung, siehe Strö mungspfeile, wechseln die Funktionen. Für dieses Betriebsverhalten verfügt die Dämpfventileinrichtung 1 über eine Ventileinrichtung 69, über die ein Austrittsquer schnitt 71 für das Dämpfmedium aus dem Druckraum angesteuert wird. Die Öffnun gen 65; 67 können einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen oder auf unter schiedlichen Teilkreisen am Ventilträger 29 ausgeführt sein, um zusammen mit ei nem Ventilkörper 73 der Ventileinrichtung 69 die gewünschten Querschnittsgrößen an den Öffnungen zu erzeugen.
Dafür weist die Dämpfventileinrichtung 1 zwei Rückschlagventile 69A; 69B bevorzugt in der Bauform eines Wechselventils 69 auf. Jeweils eine Öffnung 65; 67 bildet mit dem Ventilkörper 73 ein Rückschlagventil. Dabei wird das Wechselventil 71 von dem zum Ventilelement 35 der Drosselstelle 37 separaten Ventilkörper 73 gebildet, der eine axiale Schaltbewegung ausführt, die im Endbereich von den beiden Ringnutsei tenflächen 57; 59 beschränkt wird. Der Ventilkörper 73 kann von einem einfachen Ring gebildet werden, der innerhalb der Ringnut 3 schwimmend gelagert ist. Die Funktionssicherheit kann noch erhöht werden, wenn sich der Ventilkörper 73 an der Ringnutgrundfläche 61 zentriert bzw. von dieser geführt wird. Zwischen dem Ventil körper 73 und der inneren Mantelfläche 55 des Ventilelements 35 verbleibt bevorzugt stets ein Spalt, so dass die Größe druckbeaufschlagte Fläche an der inneren Mantel fläche 55 konstant bleibt.
Mit den Fig. 4 bis 6 soll verdeutlicht werden, dass es vorteilhaft ist, wenn die Venti leinrichtung 69 einen zumindest teilweise elastischen Ventilkörper 73 aufweist. Zum einen werden Anschlaggeräusche vermieden. In der Fig. 4 wird vereinfacht gezeigt, dass der Ventilkörper eine definierte Deformationsrichtung aufweist, z. B. indem der Ventilkörper 73 vollständig am Innendurchmesser geführt ist und eine Elastizität zu einer radialen Aufweitung des Ventilkörpers 73 führt, wodurch der Austrittsquerschnitt 71 zusätzlich verringert wird, sodass der Ventilkörper 73 den Austrittsquerschnitt 71 ab einer definierten Belastung mit einem Deformationsbereich 74 überproportional reduziert. Steigt also die Strömungsgeschwindigkeit innerhalb der Dämpfventilein richtung aufgrund einer übergroßen Belastung des Schwingungsdämpfers stark an, dann wird nicht nur die Dämpfventileinrichtung 1 an sich zugeschaltet, sondern der Dämpfkraftanteil der Dämpfventileinrichtung 1 durch die Verringerung des Abström - querschnitts 71 und der damit verbundenen größeren Aufweitkraft auf das Ventilele ment 35 zusätzlich gesteigert. Dazu kann man z. B. die Elastizitätskennwerte des Ventilkörpers 73 einer angestrebten Dämpfventileinrichtung anpassen.
Es besteht jedoch auch die gegenteilige Möglichkeit, nämlich dass der Ventilkörper 73 eine Überdruckventilfunktion aufweist, die ab einem definierten Druck innerhalb des Druckraums 63 zu einer Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 73 führt wie die Fig. 5 und 6 darstellen. Die Fig. 5 zeigt den Ventilkörper 73, der einen Stegbereich 75 aufweist, der zu einem Grundkörper 77 verformbar ist. Zwischen dem Stegbereich 75 und der Ringnutgrundfläche 57 besteht ein Freiraum 79. Wenn die Belastung ein definiertes Niveau übersteigt, dann kann der Stegbereich 75 in den Freiraum 79 ver drängt werden, wodurch der Stegbereich 75 aus der radialen Überdeckung mit der Abströmöffnung 67 bewegt wird, wodurch die Größe des Abströmquerschnitts 71 wieder ansteigt und das Druckniveau aufgrund des reduzierten Querschnittsverhält nis von Zuströmquerschnitt/Abströmquerschnitt abnimmt. Folglich sinken auch das Druckniveau im Druckraum 63 und damit die Aufweitkraft auf das Ventilelement. In der Fig. 7 verfügt die Dämpfventileinrichtung 1 über ein Ventilelement 35, das ei nen elastischen Abschnitt 81 aufweist, der den Ventilkörper des jeweiligen Rück schlagventils bildet. Der elastische Abschnitt erstreckt sich in dieser beispielhaften Darstellung ausgehend von einer Deckseite des Ventilelements 35 in Richtung der Ringnutgrundfläche 61. Innerhalb des elastischen Abschnitts 81 ist eine Drosselöff nung 83 ausgeführt, die in Überdeckung mit einer Öffnung 65; 67 in der Ringnutsei tenfläche 57; 59 des Ventilträgers 29 steht. Wird der elastische Abschnitt 81 ausge hend von dem Druckraum 63 angeströmt, dann wird dieser Bereich des Ventilele ments gegen die benachbarte Nutseitenfläche gedrückt, sodass die Drosselöffnung 83 den Abströmquerschnitt bestimmt. Bei einer Anströmung des Abschnitts 81 über eine der Öffnungen 65; 67 in der Ringnutseitenfläche hebt der Abschnitt 81 von der jeweiligen Ringnutseitenfläche 57; 59 ab und gibt den vollen Querschnitt der Öffnung 65; 67 frei.
Mit der Fig. 8 soll die einfachste Bauform der Dämpfventileinrichtung 1 gezeigt wer den, die mit einem einzigen Rückschlagventil 69 bestückt ist, das in Austrittsrichtung des Dämpfmediums aus dem Druckraum 63 eine Querschnittsreduzierung bewirkt. Diese Bauform ist z. B. dann anwendbar, wenn der Querschnitt D der Zuströmöff- nung 65 für eine Strömungsrichtung des Dämpfmedium größer ist als der Querschnitt d der Abströmöffnung 67 und das Rückschlagventil 69 den Abström querschn itt für die entgegengesetzte Strömungsrichtung auf ein Querschnittsmaß reduziert, das kleiner ist als die stets offene Zuströmöffnung, d.h. D > d > Austrittsquerschnitt 71. Diese Bauform bietet den Vorteil, dass der Zuströmquerschnitt für eine Strömungs richtung in den Druckraum 63 lediglich abhängig ist von den Fertigungsungenauig keiten seitens der Öffnungen. Bei einem Rückschlagventil entsprechend den Fig. 2 bis 7 wirken sich stets die Kombination der Durchmessermaße des Ventilkörpers 73 mit den Maßen der Öffnungen 65; 67 im Ventilträger aus. Bezugszeichen
Dämpfventileinrichtung
Schwingungsdämpfer erstes Dämpfventil
Dämpfventilkörper
Kolbenstange
Zylinder kolbenstangenseitiger Arbeitsraum kolbenstangenferner Arbeitsraum
Durchtrittskanäle
Durchtrittskanäle
Ventilscheibe
Ventilscheibe
Zuganschlag
Kolbenstangenführung
Ventilträger
Elastomerelement
Ringnut
Ventilelement
Drosselstelle
Innenwandung
Rückstellfeder
Mantelfläche
Drosselquerschnitt
Ventilsitzfläche
Ventilsitzfläche
Stützscheibe
Stützscheibe innere Mantelfläche
Ringnutseitenfläche
Ringnutseitenfläche
Ringnutgrundfläche
Druckraum Zuströmöffnung
Abströmöffnung
Ventileinrichtung A RückschlagventilB Rückschlagventil
Austrittsquerschnitt
Ventilkörper
Deformationsbereich
Stegbereich
Grundkörper
Freiraum elastischer Abschnitt Drosselöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Dämpfventileinrichtung (1) für einen Schwingungsdämpfer (3), umfassend eine Drosselstelle (37) in Verbindung mit einem Ventilelement (35), das in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit eines Dämpfmediums innerhalb der Drosselstelle (37) ausgehend von einer Durchlassstellung in eine Drosselstellung überführbar ist, wobei sich das Ventilelement (35) als ein im Durchmesser veränderbares Ringelement mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit des Dämpfmediums innerhalb einer Ringnut (33) eines Ventilträgers (29) in Schließrichtung bewegt, dadurch gekenn zeichnet, dass die Ringnut (33) als ein Druckraum (63) mit zwei Durchströmungsrich tungen ausgeführt ist, der mindestes eine Zuströmöffnung (65) und mindestens eine Abströmöffnung (67) aufweist, wobei die wirksame Zuströmöffnung einen größeren Querschnitt als die wirksame Abströmöffnung aufweist, und ein Austrittsquerschnitt (71) für das Dämpfmedium aus dem Druckraum (63) über eine Ventileinrichtung (69) angesteuert wird.
2. Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfventileinrichtung (1) mit einem mindestens einem Rückschlagventil (69A; 69B) bestückt ist, das in Austrittsrichtung des Dämpfmediums aus dem Druckraum (63) eine Querschnittsreduzierung bewirkt.
3. Dämpfventileinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfventileinrichtung (1) zwei Rückschlagventile (69A; 69B) in der Bau form eines Wechselventils aufweist.
4. Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselventil (69) von einem zum Ventilelement (35) der Drosselstelle (37) separa ten Ventilkörper (73) gebildet wird.
5. Dämpfventileinrichtung nach mindestens einem der Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (69) einen zumindest teilweise elasti schen Ventilkörper (73) aufweist.
6. Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ven tilkörper (73) eine definierte Deformationsrichtung aufweist.
7. Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ven tilkörper (73) den Austrittsquerschnitt (71) ab einer definierten Belastung mit einem Deformationsbereich überproportional reduziert.
8. Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ven tilkörper (73) eine Überdruckventilfunktion aufweist, die ab einem definierten Druck innerhalb des Druckraums (63) zu einer Öffnungsbewegung des Ventilkörpers (73) führt.
9. Dämpfventileinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (73) einen Stegbereich (75) aufweist, der zum einem Grundkörper (77) verformbar ist.
10. Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ventil element (35) einen elastischen Abschnitt (81) aufweist, der den Ventilkörper des Rückschlagventils (69A; 69B) bildet.
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