DE1186292B - Temperaturabhaengig steuernde Ventil-einrichtung fuer hydraulische Geraete, insbesondere Schwingungsdaempfer - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: F 06 k

Deutsche Kl.: 47 g - 43/01

Nummer: 1186 292

Aktenzeichen: R23746XII/47g

Anmeldetag: 24. Juli 1958

Auslegetag: 28. Januar 1965

Die Erfindung betrifft eine temperaturabhängig steuernde Ventileinrichtung für hydraulische Geräte, insbesondere Schwingungsdämpfer, bei der die Größe der durch zwei Ventilteile begrenzten Drosselöffnungen durch gegenseitige, zufolge verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten dieser Teile zustande kommende Verstellung derselben regelbar ist. Eine solche temperaturabhängige Steuerung soll dazu dienen, Viskositätsschwankungen auszugleichen.

Ventileinrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Bauarten bekannt.

Erfindungsgemäß sind die beiden die Drossel-Öffnungen begrenzenden Ventilteile als übereinander angeordnete und hierbei aneinander in Anlage gehaltene Ventilplatten ausgebildet, durch deren unterschiedliche thermische radiale Ausdehnung bzw. Zusammenziehung die in der einen, vorzugsweise aus Metall bestehenden Ventilplatte vorgesehenen Drosselöffnungen durch die andere, vorzugsweise aus Kunststoff ■ bestehende Ventilplatte bei aufrechterhaltener gegenseitiger Plattenanlage in radialer Richtung schieberartig abdeckbar sind, wobei die in der einen Ventilplatte vorgesehenen Drosselöffnungen in ihren durch die andere Ventilplatte abdeckbaren Bereichen einen Begrenzungsverlauf aufweisen, der bei unterschiedlicher thermischer Ausdehnung bzw. Zusammenziehung der aneinander anliegenden Ventilplatten den bei vorgegebener Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit einer gewünschten Ventilcharakteristik entsprechenden Drosselquerschnitt ergibt. Die in der einen Ventüplatte vorgesehenen Drosselöffnungen greifen über den Umfang der anderen Ventilplatte unter Bildung jeweiliger, von dieser unter allen Betriebsbedingungen frei gelassener Vorlaufquerschnitte hinaus. Es wird also ein gewisser vorgegebener Teil des Gesamtquerschniftes der Drosselöffnungen als Vorlaufquerschnitt von der anderen Ventilplatte unabgedeckt bleiben. Dieser nicht abgedeckte Teil der Drosselöffnungen, d. h. der Vorlaufquerschnitte, verjüngt sich nach außen zu, läuft vorzugsweise in einer Spitze aus, und seine wirksame Breite ist klein im Verhältnis zur Breite der übrigen Drosselöffnung.

Durch die Erfindung können Bimetallstreifen als Steuermittel wegfallen, wie sie bei bekannten Ventileinrichtungen dieser Art vielfach verwendet werden. Vor allem aber bietet die sich aus der Viskosität-Temperatur-Charakteristik ergebende Gestalt der Drosselöffnungen den Vorteil, daß die eine Ventilplatte sich etwas auf der anderen verschieben kann, auf Grund von Bauungenauigkeiten, ohne daß die Durchflußcharakteristik sich nennenswert ändert.

Temperaturabhängig steuernde Ventileinrichtung für hydraulische Geräte,
insbesondere Schwingungsdämpfer

Anmelder:

Rheinmetall G. m. b. H.,
Düsseldorf, Ulmenstr. 125

Als Erfinder benannt:

Willi Zeidler,

Gravenbruch über Offenbach/M.

Um mit der gleichen Ventileinrichtung ohne Umbau verschiedene Dämpfungsbereiche bestreichen zu können, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die mit den Drosselöffnungen versehene Ventilplatte in an sich bekannter Weise aus zwei übereinander angeordneten Einzelplatten bestehen, von denen die eine gegenüber der anderen unter Veränderung des durch die Drosselöffnungen der beiden Einzelplatten gebildeten Durchströmquerschnittes blendenartig verdrehbar ist. Der Grundquerschnitt der Drosselöffnungen läßt sich also durch Verdrehen der einen Ventileinzelplatte gegenüber der anderen auf den jeweils gewünschten Sollwert einjustieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung dienen, bei Anwendung in einem in einem Zylinderrohr geführten Kolbenkörper, die mit den Drosselöffnungen versehenen beiden Ventilplatten als Halterung für die die Abdichtung des Kolbenkörpers gegenüber dem Zylinderrohr bewirkenden Kolbenringe. Der diese Maßnahme betreffende Anspruch 3 soll nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch einen Schutz begründen.

An Hand der folgenden Beschreibung von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Erfindung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Kolbenpartie eines erfindungsgemäßen

Einrohrschwingungsdämpfers mit den benachbarten Teilen, teilweise im Schnitt,
F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in g,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 1, in vergrößertem Maßstab, und

F i g. 4 einen gegenüber F i g. 1 vergrößerten Teilschnitt einer abgewandelten Ausfuhrungsart.

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In der Zeichnung ist mit 1 das Zylinderrohr und mit 2 die Kolbenstange eines hydraulischen Schwingungsdämpfers der Einrohrbauweise veranschaulicht. Die Kolbenstange ist mit einer Längsbohrung 3 versehen, die ihrerseits in an sich bekannter Weise mit einem nicht gezeichneten, am Kopfende des eigentlichen Dämpfers angeordneten Ausgleichsraum für das Kolbenstangenvolumen in Verbindung steht. Nach unten hin ist die Bohrung 3 verschlossen.

Jede Endscheibe des in Fig. 1 als Ganzes mit k bezeichneten Kolbenkörpers des Schwingungsdämpfers besteht aus einer im Querschnitt etwa S-förmigen Ventilplatte5 bzw. 5' aus Metall, z.B. Stahl. Diese Ventilplatten sind mittels der Mutter 6 unter Zwischenschaltung von zwei Sternscheiben 7, T fest mit der Kolbenstange 2 verbunden. Sie dienen gleichzeitig als Halterung für Kolbenringe 8, 8'.

In den vorerwähnten Ventilplatten 5 und 5' sind zwei Gruppen von Durchflußöffnungen vorgesehen, und zwar eine Gruppe, bestehend aus den aus den F i g. 2 und 3 erkennbaren, eigenartig gestalteten öffnungen 9, 9' — im weiteren Drosselöffnungen genannt —, und eine weitere Gruppe, bestehend aus den öffnungen 10,10'.

Die Drosselöffnungen 9,9' werden von Gegenventilplatten 11,11' beherrscht, die aus einem Werkstoff — zweckmäßigerweise einem nichtmetallischen Werkstoff, wie Kunststoff — hergestellt sind, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient sich von dem der Ventilplatten 5,5' möglichst stark unterscheidet. Diese Gegenventilplatten 11,11' stehen unter dem Einfluß von gewendelten Druckfedern 12,12', so daß sie unter dem Flüssigkeitsdruck als Rückschlagventile zu wirken vermögen.

Die zweite Gruppe von Durchflußöffnungen 10, 10' wird dagegen von Ventilen 13,13' gesteuert, die nach Art von Tellerfedern ausgebildet sind und dabei vorteilhafterweise aus Bimetall bestehen, so daß auch für die Ventile 13,13' auf einfache Art eine temperaturabhängige Arbeitsweise erreicht wird.

Die gleichzeitig als Distanzelemente dienenden Sternscheiben 7,7' sind mit radial verlaufenden Nuten 14,15 ausgestattet, so daß der Raum zwischen den Ventilplatten 5, 5' über die Nuten 14,15 und die Kolbenstangenbohrungen 16 Verbindung mit der Längsbohrung 3 der Kolbenstange 2 und damit auch Verbindung mit dem Ausgleichsraum des Dämpfers hat.

Die sogenannten Vorlauföffnungen 17 (Fig. 3) sind den Durchflußöffnungen 10 hydraulisch parallel geschaltet.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ventileinrichtung ist kurz folgende:

Beim Einstoßen des Kolbens k (Pfeilrichtung 18), d. h. beim Entfedern des Dämpfers, liegt die Ventilplatte 11' unter der Wirkung des Flüssigkeitsdruckes auf der Ventilplatte 5' auf, so daß von den Drosselöffnungen 9' der Bereich offen ist, der den vorgegebenen Durchmesserunterschieden der Ventilglieder bei der gerade vorliegenden Tönperatur entspricht. Der konstruktiv vorausberechnete Sollwert der Dämpfung stellt sich demnach jetzt ganz zwangläufig ein. Der Flüssigkeitsdruck öffnet außerdem das Klappenventil 13', so daß die Flüssigkeit über die unter dem Staudruck sich ebenfalls öffnende Ventilplatte 11 von der Kammer 19 des Schwingungsdämpfers nach der oberen Kammer 20 abströmen kann. Ein Teil des Dämpfungsmediums wandert währenddessen über die Nuten 14,15 und die Bohrungen 16 zur Bohrung 3 der Kolbenstange und von da aus zum nicht gezeichneten Ausgleichsraum.

Beim Ausfedern des Dämpfers (Pfeil 21) ist die Wirkungsweise entsprechend, nur kommen jetzt die Ventilplatten 11 und 13' zur Anlage, während sich die Ventilplatten 11' und 13 abheben. Aus dem Ausgleichsbehälter strömt die für den Volumenausgleich erforderliche Flüssigkeitsmenge über die öffnungen und 14,15 wieder nach der Zylinderseite 19 zurück.

Bei der Ausführungsart nach F i g. 4 besteht die mit den Drosselöffnungen 9 versehene Ventilplatte aus zwei übereinander ^angeordneten Einzelplatten 5 und 22, die nach Art einer Blende derart zusammenwirken, daß die Platte 22 gegenüber der Ventilplatte 5 verdreht werden kann. Jede der beiden Einzelplatten 5 und 22 besitzt zueinander passende Durchflußöffnungen, die mit 23 und 9 bezeichnet sind. Durch Verdrehen der Ventileinzelplatte 22 gegenüber der Ventilplatte 5 kann durch Überlagern der Einzeldurchflußöffnungen 23 bzw. 9 der Grundquerschnitt der tatsächlichen Durchflußöffnungen verändert und auf den jeweils gewünschten Sollwert einjustiert werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Temperaturabhängig steuernde Ventileinrichtung für hydraulische Geräte, insbesondere Schwingungsdämpfer, bei der die Größe der durch zwei Ventilteile begrenzten Drosselöffnungen durch gegenseitige, zufolge verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten dieser Teile zustande kommende Verstellung derselben regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden die Drosselöffnungen (9 bzw. 9') begrenzenden Ventilteile als übereinander angeordnete und hierbei aneinander in Anlage gehaltene Ventilplatten (5, 11 bzw. 5', 1Γ) ausgebildet sind, durch deren unterschiedliche thermische radiale Ausdehnung bzw. Zusammenziehung die in der einen, vorzugsweise aus Metall bestehenden Ventilplatte (5 bzw. 5') vorgesehenen Drosselöffnungen (9 bzw. 9') durch die andere, vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Ventilplatte (11 bzw. 11') bei aufrechterhaltener gegenseitiger Plattenlage in radialer Richtung schieberartig abdeckbar sind, wobei die in der einen Ventilplatte (5 bzw. 5') vorgesehenen Drosselöffnungen (9 bzw. 9') in ihren durch die andere Ventilplatte (11 bzw. 11') abdeckbaren Bereichen einen Begrenzungsverlauf aufweisen, der bei unterschiedlicher thermischer Ausdehnung bzw. Zusammenziehung der aneinander anliegenden Ventilplatten (5, 11 bzw. 5', 11') den bei vorgegebener Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit einer gewünschten Ventilcharakteristik entsprechenden Drosselquerschnitt ergibt, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die in der einen Ventilplatte (5 bzw. 5') vorgesehenen Drosselöffnungen (9 bzw. 9') über den Umfang der anderen Ventilplatte (11 bzw. 11') unter Bildung jeweiliger, von dieser unter allen Betriebsbedingungen frei gelassener Vorlaufquerschnitte (17) hinausgreifen, wobei der von der Ventilplatte (11 bzw. 11') nicht abgedeckte Teil der Drosselöffnungen (9 bzw. 9'), d. h. der Vorlaufquerschnitte (17), sich nach außen zu ver-

jungt, vorzugsweise in einer Spitze ausläuft, und seine wirksame Breite klein ist im Verhältnis zur Breite der übrigen Drosselöffnung.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Drosselöffnungen (9 bzw. 9') versehene Ventilplatte (5 bzw. 5') in an sich bekannter Weise aus zwei übereinander angeordneten Einzelplatten besteht, von denen die eine gegenüber der anderen unter Veränderung des durch die Drosselöffnungen der beiden Einzelplatten gebildeten Durchströmquerschnittes blendenartig verdrehbar ist.

3. Ventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung in einem in einem Zylinderrohr

(1) geführten Kolbenkörper (k) die mit den Drosselöffnungen (9, 9') versehenen beiden Ventilplatten (5, 5') als Halterung für die die Abdichtung des Kolbenkörpers (k) gegenüber dem Zylinderrohr (1) bewirkenden Kolbenringe (8, 8') dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 624 604, 701 817,
639, 1 001 047;

deutsche Patentanmeldung L 8482 XII/47 a
(bekanntgemacht am 31.12.1952);

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1730 425;

britische Patentschrift Nr. 365 877;

USA.-Patentschrift Nr. 2 821268.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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