DE1655225A1

DE1655225A1 - Arbeitskolben mit Ventilanordnung

Info

Publication number: DE1655225A1
Application number: DE19671655225
Authority: DE
Inventors: Horst Kleibrink; Erich Storchmann
Original assignee: Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Current assignee: Stahlwerke Brueninghaus GmbH
Priority date: 1967-02-23
Filing date: 1967-02-23
Publication date: 1971-08-05

Description

Arbeitskolben mit Ventilanordnung Die Erfindung betrifft einen Arbeitskolben mit Ventilanordnung, der in einem flüssigkeits- oder gasgefüllten Zylinder gleitet, insbesondere als Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge.
Es sind Arbeitskolben der eingangs geschilderten Art bekannt geworden, deren Dämpfungswirkung durch am Kolben angeordnete Ventile bestimmt wurde, die die Durchflußmenge und Geschwindigkeit der Druckflüssigkeit oder des Gases steuerten. Bei diesen Kolben waren jeweils mindestens zwei separate Ventile für die Zug- und die Druckstufe nötig. Zusätzlich mußten in der Regel noch Freibohrungen für eine ständige Verbindung der beiden Arbeitsräume angeordnet sein. Geringe Undichtigkeiten der Ventile verursachen bereits Fehlfunktionen und Ausschuß. Die bekannten Anordnungen waren, verglichen mit dem Anmeldungsgegenstand, kompliziert, aufwendig und relativ störanfällig, denn es konnten beispielsweise bei der Montage die Ventile ungewollt verstellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Arbeitskolben der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der einfach und robust ist und bei geringem Aufwand mit optimaler Zuverlässigkeit und Funktionstüchtigkeit arbeitet. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Arbeitskolben der eingangs geschilderten Art so ausgeführt ist, daß die Durchströmöffnung begrenzt wird durch die Innenseite der Kolbenwand und eine relativ zu dieser beweglicheri Ventilscheibe. Es ist also nur ein Ventil notwendig für Zug- und Druckstufe., gegenüber zwei Ventilen und Freibohrungen bei den bekannten Anordnungen. Die Ventilscheibe kann dabei als Federscheibe ausgebildet sein, oder als Federscheibenpaket.
Mit Vorteil sind beiderseits der Federscheibe oder des Federscheibenpakets gekrümmte Stützscheiben angeordnet, die mögliche Verformungsendstufen der Federscheiben festlegen.-Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung können sowohl die Ventilscheibe als auch die Stützscheiben federnd ausgebildet sein. Es kann auch so vorgegangen werden, daß die Ventilscheibe selbst starr ist, während die Stützscheiben nur federnd ausgebildet sind.
Mit Vorteil wird der Kolben topfförmig ausgebildet sein und sein Boden wird hinreichend große Durchätrömöffnungen ohne besondere Ventilwirkung aufweisen. Der Boden kann auch beispielsweise speichenförmig ausgebildet sein. Im Innern des Kolbens befindet sich dann die Ventilscheibenanordnung.
Bei Arbeitskolben wird es in der Regel wünschenswert sein, wenn ihre Dämpfungseigenschaften sich abhängig von den zu dämpfenden Kräften ändern. Das wird hier auf einfachste Weise dadurch erreicht, daß die Innenseite der Kolbenwand, die mit der Ventilscheibe zusammenarbeitet, als Kegelmantel, Rotationsparaboloid oder Kugelmantel oder dergleichen ausgebildet ist. In anderen Worten: da13 der Ringspalt, durch den das Dämpfungsmedium strömt, sich abhängig vom zu dämpfenden Stoß verändert, wobei durch die Konfiguration der Innenseite der Kolbenwand diese Veränderung exakt gesteuert werden kann, beispielsweise bei zunehmenden Stoßkräften steigend oder abnehmend, je nach den Aufgaben des Schwingungsdämpfers.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann die r Innenseite der Kolbenwand aus zwei gleichen oder verschiedenen Formen bestehen, die im Bereich der Mittelstellung der Ventilscheibe zusammenstoßen. Dabei können die Hnderungen der Dämpfungseigenschaften für die Zugstufe und für die Druckstufe unterschiedlich sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Form der Innenwand bestimmende Teile als separate Ventilringe einsetzbar. Es können also die einzeln, exakt bearbeiteten Ventilringe in einen genormten Kolben eingesetzt werden, so daß für alle gewünschten Dämpfungseigenschaften nur ein Kolben nötig ist, dessen Dämpfungseigenschaften durch Veränderung der Ventilringe zusätzlich zur Veränderung der Ventilscheibe festlegbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung aiiand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert.
Die Zeichnungen stellen dar: Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kolbenanordnung; Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform. In einem Arbeitszylinder 1 gleitet ein Arbeitskolben 2,

bildet ist. Der Arbeitskolben ist an einer Kolbenstange 5 befestigt, die mit einem Ansatz 6 den Kolben durchsetzt und zwar eine zentrale Buchse 7 desselben. Auf dem Ansatz 6 ist mit Hilfe einer Mutter 8 eine Ventilscheibe 9 befestigt, die in Fig. 1 als Federscheibenpaket 1o ausgebildet ist. Zur Begrenzung des Weges der Ventilscheibe 9 sind Stützscheiben 11 und 12 vorgesehen. Die Innenseite der Wand 4 des Arbeitskolbens-2 ist im Unterteil 13 kegelförmig und im Oberteil 14 als Rotationsparaboloid ausgebildet. Tritt ein Stoß in Richtung-des Pfeiles a auf, wird Druckflüssigkeit aus dem Flüssigkeitsraum 15 dazu neigen, in den Flüssigkeitsraum 16 zu strömen und wird dabei die Ventilscheibe 9 verformen, so daß sich der Ventilquerschnitt, der durch den Ringspalt 18 gebildet wird, ändert. Tritt nun ein Stoß in Richtung des Pfeiles b auf, wird die Druckflüssigkeit vom Flüssigkeitsraum 16 in den Flüssigkeitsraum 15 strömen und die Ventilscheibe in entgegengesetzter Richtung bewegen. Der Ringspalt 18 wird nunmehr zwischen der Ventilscheibe 9 und dem Unterteil 13 der Kolbeninnenwand gebildet.
Natürlich können auch Oberteil 111- und Unterteil 13 der Kolbeninnenwand gleich ausgebildet sein. In diesem F"lle sind die Dämpfungseigenschaften bei Zug und Stola gleich. Die Dämpfungseigenschaften sind außer durch die Wahl der Form der Kolbeninnenwand auch durch die Wahl der Federeigenschaften der Ventilscheibe steuerbar.
Fig. 2 zeigt eine veränderte Ausführungsform. Hier kann sich die Ventilscheibe 19 noch relativ zum Ansatz 6, also der Kolbenstange 5, verschieben und zwar dadurch, daß die Stützscheiben 2o, 21 federnd ausgebildet sind. Dabei kann die Ventilscheibe selbst starr oder auch noch federnd sein. In Fig. 2 ist auch im linken Teil gezeigt,--daß in die Kolbeilwand 4 ein oberer Ring 22 und ein unterer Ring 2'. eingesetzt sind, deren innere Form die Dämpfungseigenschaften beeinflußt.
Durch den erfindungsgemäßen Kolben wird eine Materialeinsparung bis zu über 50 ö gegenüber den bisherigen Ausführungen erreicht. Mit einem Ventil kann die Dämpfungsqualität optimal beherrscht werden. Es ist bei der einfachen und robusten Ausführung jede Störanfälligkeit, die bisher komplizierten Ventilen zu Eigen war, zuverlässig vermigden und eine Verstellung während der Montage ist praktisch ausgeschlossen.

Claims

Patentansprüche: 1. Arbeitskolben mit Ventilanordnung, der in einem flüssigkeits- oder gasgefüllten Zylinder gleitet, insbesondere als Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchströmöffnung begrenzt wird durch die Innenseite (13,14) der Kolbenwand (4) und eine relativ zu dieser beweglicher Ventilscheibe (y,19).
2. Arbeitskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die-. Ventilscheibe (» als Federscheibe ausgebildet ist.
3. Arbeitskolben nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (9) als Federscheibenpaket (1i) ausgebildet ist.
4. Arbeitskolben nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Federscheibe oder des Federscheibenpakets (1o) gekrümmte Stützscheiben (11,12) angeordnet sind.
5. Arbeitskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (9) starr,-die Stützscheiben (2o,21) dagegen als Federn ausgebildet und mit Abstand voneinander angeordnet sind.
6. Arbeitskolben nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheibe (9,1o,19) und die Stützscheiben (2o,21) federnd ausgebildet sind.
7. Arbeitskolben nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (2) topfartig ausgebildet ist und sein Boden (3) hinreichend große Durchströmöffnungen(YJ) ohne besondere Ventilwirkung aufweist. B.
Arbeitskolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Kolbenwand (4), die mit der Ventilscheibe (9) zusammenarbeitet, als Kegelmantel, Rotationsparaboloid oder Kugelmantel ausgebildet ist.
9. Arbeitskolben nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite der Kolbenwand (4) aus zwei gleichen oder verschiedenen Formen besteht, die im Bereich der Mittelstellung der Ventilscheibe (9) zusammenstoßen. 1o. 'Arbeitskolben nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekeiinüeichnet, daß die die Form der Innenwand des Kolbens (2) bestimmenden Teile als separate Ventilringe (22,2j) einsetzbar sind.