DE10059707A1 - Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer - Google Patents

Abstract

Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer, das einen Durchlassquerschnitt aufweist, der von wenigstens einer Ventilscheibe abgedeckt wird, wobei das Dämpfventil ein in Öffnungsrichtung wirksam zuschaltbaren Voröffnungsquerschnitt aufweist, wobei der Voröffnungsquerschnitt räumlich getrennt von dem Durchlassquerschnitt angeordnet ist und ein Rückschlagventil richtungsabhändig die Durchströmung des Voröffnungsquerschnitts ansteuert, wobei das Rückschlagventil von einer Federkraft in Schließrichtung vorgespannt ist, wobei sich die Federkraft am Dämpfventil abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer, das einen in einer Ventilplatte oder einem Dämpfkolben angeordneten Durchlassquerschnitt auf­ weist, der mit einem federbelasteten Ventilkörper zusammenwirkt, wobei der Durch­ lassquerschnitt üblicherweise durch Bohrungen gebildet ist und der Ventilkörper aus wenigstens einer Ventilscheibe besteht und eine dem Dämpfventil zugeordnete Vor­ öffnung vorgesehen ist, die einen in Öffnungsrichtung eines Dämpfventils wirksamen zuschaltbaren Voröffnungsquerschnitt aufweist.

Ein derartiges Dämpfventil ist durch die DE 40 25 115 A1 bekannt, wobei in einer starren Ventilscheibe ein mit dem Durchlassquerschnitt der Ventilplatte oder des Dämpfkolbens zusammenwirkender Voröffnungsquerschnitt angeordnet ist. Die Ven­ tilscheibe besitzt am Außenumfang einen Bund, auf dem sich Federscheiben abstüt­ zen, wobei in dem von der Ventilscheibe und den Federscheiben gebildeten Raum eine den Voröffnungsquerschnitt abdeckende Rückschlagscheibe vorgesehen ist.

Damit der Voröffnungsquerschnitt mit dem Durchlassquerschnitt fluchtet, ist ein ver­ drehsicherer Einbau der Ventilscheibe zum Durchlassquerschnitt erforderlich, so dass diese Konstruktion durch die notwendige Führung relativ umständlich und teuer in der Herstellung und Montage ist. Ferner erfordert eine Anpassung an geforderte Dämpfkräfte im Voröffnungsbereich eine Änderung der relativ komplizierten Ventil­ scheibe.

Ferner ist eine richtungsabhängig wirkende Voröffnung in der DE 196 15 587 A1 be­ schrieben. Diese mit dem Dämpfventil zusammenwirkende Voröffnung zeigt eine konzentrisch zu einer Ventilscheibe angeordnete Umschaltscheibe, die dünner als die Ventilscheibe ausgebildet ist und am äußeren Umfang Führungen für die Ventil­ scheibe besitzt und mit dieser eine erste Voröffnung bildet. Eine zweite Voröffnung entsteht beim Abhub der Umschaltscheibe vom Ventilsitz. Auch diese Konstruktion erfordert eine unverdrehbare Anordnung der Umschaltscheibe zum Durchlassquer­ schnitt des Dämpfventils.

Aus der DE 40 33 186 A1 und der DE 195 23 397 C1 ist jeweils ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer, das einen Durchlassquerschnitt aufweist, der von we­ nigstens einer Ventilscheibe abgedeckt wird, wobei das Dämpfventil ein in Öffnungs­ richtung wirksam zuschaltbaren Voröffnungsquerschnitt aufweist, wobei der Voröff­ nungsquerschnitt räumlich getrennt von dem Durchlassquerschnitt angeordnet ist und ein Rückschlagventil richtungsabhängig die Durchströmung des Voröffnungs­ querschnitts ansteuert, bekannt. Die Ansteuerung des Rückschlagventils erfolgt durch einen Kolbenring, der in Reibverbindung mit der Innenwandung des Zylinders des Schwingungsdämpfers steht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dämpfventil mit einer Voröffnung zu schaffen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist, eine leichte Anpassung an geforderte Dämpfkraftkennlinien insbesondere im Voröffnungsbereich ermöglicht und eine problemlose Montage gestattet.

Diese Aufgabe wird entsprechend der Erfindung durch den Anspruch 1 gelöst.

Mit dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil sind einige Vorteile verbunden. Zum einen kann man einen ortsfesten Kolbenring einsetzen. Bei axial beweglichen Kol­ benringen kann es u. U. Poltergeräusche geben. Des weiteren erreicht man eine einfache Montage, da die das Rückschlagventil bildenden Teile von einer Montage­ vorrichtung am Dämpfventil sehr leicht plaziert werden können.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird die Federkraft von einem Federele­ ment gebildet, das sich an der Ventilscheibe des Dämpfventils abstützt. Wenn die Ventilscheibe vom Dämpfventil abhebt, dann kann das Rückschlagventil unabhängig vom Federweg des Federelementes einen zusätzlichen Öffnungsweg zurücklegen, so dass die Möglichkeit, dass das Rückschlagventil als eine Art Nachdrossel wirk­ sam werden kann, minimiert ist.

Eine selbsttätige Umschaltung der Voröffnung, d. h. eine Wirkung der Voröffnung bei einem entsprechenden Dämpfventil, das beispielsweise der Druckdämpfung zuge­ ordnet ist, und eine Abschaltung der Voröffnung bei einem der Zugdämpfung zuge­ ordneten Dämpfventil, wird durch das Rückschlagventil geschaffen, das mit dem Voröffnungsquerschnitt zusammenwirkt und insbesondere als Ventilscheibe ausge­ bildet ist. Um in jeder Lage des Schwingungsdämpfers eine einwandfreie Funktion dieses Rückschlagventils sicherzustellen, ist die Ventilscheibe von einer schwachen Schließfeder beaufschlagt.

Die Ausbildung des Voröffnungsquerschnittes wird durch eine oder mehrere auf ei­ nem Teilkreis in der Ventilplatte oder im Dämpfkolben angeordnete Bohrungen er­ reicht. Dabei ist vorgesehen, dass der mindestens eine Teilkreis auf dem der Voröff­ nungsquerschnitt angeordnet ist, kleiner ist als ein Teilkreis auf dem die Durchlass­ querschnitte des Dämpfventils angeordnet sind. Die Durchlassquerschnitte für das Dämpfventil setzt man möglichst weit nach radial außen, bezogen auf die Ventil­ scheibe, um auch bei kleineren Drücken in den Durchlassquerschnitten schon eine Abhubbewegung zu erreichen. Andererseits kann man größere Federkräfte einset­ zen, die auf die Ventilscheibe wirken. Die notwendigen Drücke zum Öffnen des Rückschlagventils sind klar. Deswegen kann der Voröffnungsquerschnitt auf einem kleineren Teilkreis angeordnet sein.

Ebenso wird ein leicht zu begrenzender Voröffnungsquerschnitt durch mindestens einen radial verlaufenden und von einer Mittenbohrung des Dämpfkolbens ausge­ henden Ausnehmung geschaffen. Selbstverständlich können anstelle der Bohrungen oder der Ausnehmung auch anders geformte Durchbrechungen in der Ventilplatte oder dem Dämpfkolben angeordnet werden, wobei in jedem Fall der Voröffnungs­ querschnitt durch ein Zusammenwirken mit einer Begrenzungseinrichtung, vorzugs­ weise mit einer Steuerscheibe, gebildet wird. Eine weitere vorteilhafte Bildung des Voröffnungsquerschnitts wird durch Buchsen geschaffen, die in die den Voröff­ nungsquerschnitt bildende Bohrungen eingepresst werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh­ rungsformen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Dämpfkolbens mit einem Dämpfventil und einer selbst­ tätig umschaltenden Voröffnung im Längsschnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer weiteren Dämpfkolbenkonstruktion mit einem geänderten Voröffnungsquerschnitt;

Fig. 3 einen durch eine Buchse gebildeten Voröffnungsquerschnitt, der getrennt vom Dämpfventil im Dämpfkolben angeordnet ist.

Der in Fig. 1 gezeigte Dämpfkolben 3 weist ein Dämpfventil 1 auf, das von einer Ventilscheibe 5 und eine Ventilfeder 7 gebildet ist. Diese Ventilscheibe 5 wirkt mit im Dämpfkolben 3 befindlichen Durchlassquerschnitten 9 zusammen und wird von der als Tellerfeder ausgebildeten Ventilfeder 7 gegen Ventilsitzflächen gedrückt, wo­ durch eine im wesentlichen von der Anpresskraft der Ventilfeder 7 abhängige Dämpfwirkung erzielbar ist. Der Dämpfkolben ist abdichtend und axial beweglich in einem Zylinder 11 geführt und auf einer Kolbenstange 13 befestigt. Oberhalb des Dämpfkolbens 3 befindet sich ein mit Dämpfflüssigkeit gefüllter und nach außen ge­ schlossener Arbeitsraum und ebenso ist ein entsprechender Arbeitsraum unterhalb des Dämpfkolbens 3 angeordnet. Wird beispielsweise über die Kolbenstange 13 eine nach unten gerichtete Kraft auf den Dämpfkolben 3 ausgeübt, so entsteht zwischen den Arbeitsräumen ein Druckunterschied und das Dämpfventil 1 öffnet erst, wenn die vom Druckunterschied auf die Ventilscheibe ausgeübte Kraft die Federkraft der Ven­ tilfeder 7 kompensiert bzw. überschreitet. Dementsprechend ist der zwischen dem Ventilsitz und der Ventilscheibe 5 gebildete Durchflussquerschnitt differenzdruckab­ hängig und somit auch die daraus resultierende Dämpfkraft.

Ehe die Dämpfwirkung des Dämpfventils 1 einsetzt, ist eine Voröffnung vorgesehen, die schon bei geringsten Druckunterschieden zwischen den Arbeitsräumen wirksam ist. Wesentlich ist bei dieser Konstruktion, dass diese Voröffnung nur einem Dämpf­ ventil zugeordnet werden kann und dementsprechend nur in einer Bewegungsrich­ tung des Dämpfkolbens eine Dämpfwirkung bewirkt. Hierzu ist eine vom eigentlichen Dämpfventil 13 vollkommen getrennt angeordnete Voröffnung 15 vorgesehen, die einen für die gewünschte Voröffnungsdämpfung ermittelten Voröffnungsquerschnitt 21 besitzt. Je nach gewünschter Dämpfwirkung ist es erwünscht, dass dieser Voröff­ nungsquerschnitt 21 auf einfache Weise den geforderten Werten angepasst werden kann. Dies wird durch einen oder mehrere getrennt vom Durchlassquerschnitt 9 an­ geordnete Voröffnungsdurchlässe 29 im Dämpfkolben 3 erreicht. Die Durchlassquer­ schnitte 9 sind auf einem größeren Teilkreis angeordnet als der mindestens eine Voröffnungsquerschnitt. Die Bildung des jeweiligen Voröffnungsquerschnitts 21 wird durch eine Begrenzungseinrichtung 17 geschaffen, die bei diesem Ausführungsbei­ spiel durch eine den jeweiligen Voröffnungsquerschnitt 29 teilweise abdeckende Steuerscheibe 19 gebildet ist. Dieser Voröffnungsquerschnitt 21 ist auf der einen Seite des Voröffnungsquerschnittes 29 angeordnet, während die andere Seite mit einem Voröffnungsventilkörper 23 zusammenwirkt und so ein Rückschlagventil 25 bildet, das die Voröffnung 15 freigibt, sobald ein kleiner Überdruck im unteren Ar­ beitsraum auftritt. Damit in jeder Einbaulage des Schwingungsdämpfers die ein­ wandfreie Funktion des Rückschlagventils 25 gewährleistet ist, wird der Voröffnungsventilkörper 23 von einer Schließfeder 27 beaufschlagt. Die Schließfeder stützt sich mit ihrer Federkraft unmittelbar an der Ventilscheibe 5 des Dämpfventils ab. Die Schließfeder 27 und die Ventilfeder 7 stützen sich gemeinsam an einem Absatz 35 einer Zentrierhülse 37 ab. Die vom Dämpfventil 1 getrennt angeordnete Voröff­ nungskonstruktion ist bei diesem Ausführungsbeispiel nur bei nach unten bewegtem Dämpfkolben 3 wirksam, also vor dem Ansprechen des eigentlichen Dämpfventils 1. Dies entspricht beispielsweise bei einem Schwingungsdämpfer der Zugdämpfung. Wird dagegen der Dämpfkolben 3 durch die Kolbenstange 13 nach oben gezogen, so ist durch das Rückschlagventil 25 der Voröffnungsquerschnitt 21 geschlossen und es ist dann ein hier nicht eingezeichnetes und der Zugdämpfung zugeordnetes Dämpfventil wirksam. Die

In Fig. 2 ist eine einfache Anordnung eines den gestellten Anforderungen leicht an­ passbaren Voröffnungsquerschnitts 21 gezeigt. dies wird dadurch erreicht, dass der Dämpfkolben 3 eine von der Mittenbohrung ausgehende Aussparung 31 aufweist, die entsprechend der ermittelten gewünschten Querschnittsfläche von einer mit ei­ nem entsprechenden Außendurchmesser versehenen Steuerscheibe 19 abgedeckt ist.

Eine weitere Ausführung für den Voröffnungsquerschnitt 21 ist Gegenstand der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion. Hier ist in den von einer Bohrung gebildeten Voröf­ fungsdurchlass 29 eine Buchse 33 eingepresst, die den Voröffnungsquerschnitt 21 aufweist. Diese Buchse 33 ist als Bundbuchse ausgeführt und besitzt eine Bohrung, die den Voröffnungsquerschnitt 21 bildet. Anstelle der Bundbuchse kann in den Vor­ öffnungsquerschnitt 29 eine zylindrische Buchse eingepresst sein, die beispielsweise einen an der Außenfläche vorgesehenen Voröffnungsquerschnitt besitzt.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungen für die Voröffnung 15 sind alle unab­ hängig und ohne Funktionsänderung des Dämpfventils 1 an den geforderten Voröff­ nungsquerschnitt 21 anpaßbar und wirken infolge des Rückschlagventils 25 nur in einer Bewegungsrichtung des Dämpfkolbens 3. Selbstverständlich kann ein solches Voröffnungsventil mit ständig geöffneten und in beiden Bewegungsrichtungen des Dämpfkolbens 3 wirkenden Voröffnungsquerschnitten kombiniert werden. Sämtliche dargestellte Voröffnungsventile sind aus kostengünstigen Bauteilen aufgebaut, die einfach und ohne Verdrehsicherung herstellbar und problemlos montierbar sind.

Claims (8)

1. Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer, das einen Durchlassquerschnitt aufweist, der von wenigstens einer Ventilscheibe abgedeckt wird, wobei das Dämpfventil ein in Öffnungsrichtung wirksam zuschaltbaren Voröffnungsquer­ schnitt aufweist, wobei der Voröffnungsquerschnitt räumlich getrennt von dem Durchlassquerschnitt angeordnet ist und ein Rückschlagventil richtungsabhängig die Durchströmung des Voröffnungsquerschnitts ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (25) von einer Federkraft in Schließrichtung vorge­ spannt ist, wobei sich die Federkraft am Dämpfventil (5; 7) abstützt.

2. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft von einem Federelement (27) gebildet wird, das sich an der Ventilscheibe (5) des Dämpfventils abstützt.

3. Dämpfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (25) aus einem als Ventilscheibe ausgebildeten Voröffnungsventilkörper (23) besteht und diese Ventilscheibe den Voröffnungsquer­ schnitt (29) abdeckt.

4. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Voröffnungsquerschnitt (29) durch eine oder mehrere auf einem Teil­ kreis angeordnete Bohrungen gebildet ist.

5. Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Teilkreis auf dem der Voröffnungsquerschnitt ange­ ordnet ist, kleiner ist als ein Teilkreis auf dem die Durchlassquerschnitte des Dämpfventils angeordnet sind.

6. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Voröffnungsquerschnitt (29) durch mindestens eine radial verlaufende und von einer Mittenbohrung des Dämpfkolbens (3) ausgehende Ausnehmung (31) gebildet ist.

7. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Voröffnungsquerschnitt (21) durch teilweise Abdeckung der Bohrungen oder der Ausnehmungen (31) gebildet ist.

8. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Voröffnugsquerschnitt (21) durch Buchsen (33) gebildet ist, die in die den Voröffnungsquerschnitt (29) bildende Bohrungen eingepresst sind.