DE3100910C2 - - Google Patents
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- F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
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Description
Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil für einen hydraulischen,
pneumatischen oder hydropneumatischen Schwingungsdämpfer gemäß
dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein derartiges Dämpfventil für einen hydraulischen Schwingungs
dämpfer ist durch die DE-PS 10 83 602 bekannt, wobei die Ventil
platte mit Durchlaßöffnungen versehen ist und auf der zylindri
schen Führung des Trägers zentriert wird. Um eine einwandfreie
Funktion des Zugstufenventiles zu gewährleisten, muß die Ventil
platte mit Spiel auf der zylindrischen Führung des Trägers ange
ordnet werden. Zur Einhaltung der heute geforderten Dämpfkraftto
leranzen ist zwischen der zylindrischen Führung des Trägers und
dem Innendurchmesser der Ventilplatte ein Spiel von wenigen tau
sendstel Millimetern unbedingt einzuhalten, damit kein oder nur
ein unbedeutender Bypassquerschnitt eine Dämpfkraftänderung be
wirkt. Dieses einzuhaltende Spiel ist sehr schwer herzustellen
und erfordert eine sehr kostspielige Bearbeitung. Es ist außerdem
zu berücksichtigen, daß der Stoßdämpfer über einen sehr großen
Temperaturbereich arbeitet, so daß Wärmedehnung der Teile dieses
Spiel verändert wird. Diese geforderten engen Herstellungstole
ranzen erfordern ein Zusammenpressen der Ventilplatte mit der zy
lindrischen Führung, also eine für die Großserienherstellung äu
ßerst teueren Bearbeitungs- und Montageaufwand.
Die DE-OS 25 48 049 zeigt in Fig. 4 die Anordnung eines Steuer
ringes auf einem zylindrischen Bauteil, wobei zwischen dem Steu
erring und dem zylindrischen Bauteil ein Ringspalt angeordnet
ist, der den Voröffnungsquerschnitt für die Zugstufe bildet.
Dieser vom Spiel des Steuerringes zum zylindrischen Bauteil ge
bildete Voröffnungsquerschnitt muß ebenfalls im Toleranzbereich
von wenigen tausendstel Millimetern hergestellt werden, um die
gewünschte Dämpfkraftkennlinie zu erzeugen. Da dieser Steuerring
nicht auf dem zylindrischen Bauteil klemmen oder sich damit ver
kanten darf, ist das Spiel zwischen dem Steuerring und dem zy
lindrischen Bauteil zwingend erforderlich. Ferner bewirkt der
freiliegende Steuerring, daß das Spiel nicht immer ein Kreisring
querschnitt ist, denn wenn der Steuerring einseitig am zylindri
schen Bauteil anliegt, ergibt sich ein sichelförmiger Querschnitt
und die dadurch geänderten Strömungsverhältnisse bewirken eine
veränderte Dämpfung im Voröffnungsbereich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für ein Dämpfven
til mit einem starren Ventilkörper eine eindeutige Festlegung
des Voröffnungsquerschnittes zu erzielen, wobei möglichst geringe
Anforderungen an die Toleranzen der Bauteile gestellt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich
des vom Ventilkörper und dem zylindrischen Bauteil gebildeten
Durchtrittsquerschnittes ein diesen verschließender Dichtring
angeordnet ist. Dieses einfache Verschließen des Durchtrittsquer
schnittes zwischen dem starren Ventilkörper und dem zylindrischen
Bauteil ermöglicht es, daß die Anforderungen an die Toleranzen
für diese Bauteile sehr gering sind. Eine eindeutige Festlegung
des Voröffnungsquerschnittes ist bei dieser Konstruktion dadurch
möglich, daß dieser beispielsweise durch Voröffnungsscheiben zwi
schen dem Ventilkörper und dem Ventilsitz gebildet wird. Gering
fügige Neigungen der Planflächen von Ventilkörper und Ventilsitz
können leicht ausgeglichen werden, ohne daß eine Klemmwirkung
zwischen dem Ventilkörper und dem zylindrischen Bauteil eintritt,
wobei in jedem Falle der Ventilkörper die Ventilöffnungen einwand
frei abdeckt. Infolge der geringen Anforderungen an die Herstel
lungstoleranzen solcher mit starren Ventilkörpern versehener
Dämpfventile wird eine preiswerte Herstellung ermöglicht und es
findet eine eindeutig definierbare Zuordnung und Dimensionierung
der jeweiligen Ventilfunktion statt. Im Verhältnis zu den einge
sparten Herstellkosten sind die geringen Aufwendungen für den
Dichtring und eine Voröffnungsscheibe oder einen in den Ventil
sitz eingearbeiteten Voröffnungsquerschnitt sehr gering.
Wie die Erfindung zeigt, ist der Dichtring in einer Umfangsnut
des zylindrischen Körpers angeordnet oder es ist entsprechend ei
ner weiteren vorteilhaften Ausführungsform axial beweglich zum
zylindrischen Bauteil angeordnet und mit dem Ventilkörper verbun
den.
Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform wird erfindungsgemäß da
durch erhalten, daß der Ventilkörper eine im Bereich seines In
nendurchmessers angeordnete, im Längsschnitt L-förmige Aussparung
zur Aufnahme des Dichtringes besitzt und zur axialen Führung des
Dichtringes die Scheibe dient. Auf diese Weise wird eine sehr
einfache Montage und Festlegung des Dichtringes im Ventikörper
geschaffen. Die Scheibe übt dabei eine Doppelfunktion aus, indem
sie einerseits den Dichtring fixiert und andererseits mit dem
Voröffnungsquerschnitt des Dämpfventiles versehen ist.
Eine druckabhängig wirkende Anpressung des Dichtringes am zy
lindrischen Bauteil wird auf einfache Weise gemäß einem weiteren
Merkmal der Erfindung dadurch erzielt, daß die Aussparung mit dem
Dichtring einen sich in radialer Richtung erstreckenden Ringraum
bildet und die Scheibe mindestens einen in diesen Ringraum mün
denden Durchtrittsquerschnitt aufweist. In weiterer Ausgestaltung
der Erfindung ist der Ringraum durch eine im Ventilkörper schräg
zur Achsrichtung verlaufende Fläche begrenzt. Eine derartige
Schrägfläche ist leicht herstellbar und bewirkt eine exakte Lage
des Dichtringes und gleichzeitig die Möglichkeit, daß am Außen
durchmesser des Dichtringes durch den Innendruck eine radial nach
innen gerichtete Kraft auf den Dichtring ausgeübt werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Dicht
ring am Innendurchmesser des Ventilkörpers fest mit diesem verbun
den. Die Verbindung kann beispielsweise durch Vulkanisieren oder
Kleben hergestellt sein. Eine weitere Ausführungsform zur Abdich
tung des Durchtrittsquerschnittes zwischen dem starren Ventilkör
per und dem zylindrischen Bauteil wird erfindungsgemäß dadurch er
halten, daß der Dichtring am Innendurchmesser einer die Ventil
körper-Stirnfläche abdeckenden Deckscheibe angeordnet ist.
An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
wird nachfolgend die Erfindung ausführlicher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Zweirohr-Schwingungsdämpfer im Längsschnitt;
Fig. 2 den mit Dämpfventilen versehenen Kolben des Schwingungs
dämpfers gem. Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;
Fig. 3 den Kolben eines Schwingungsdämpfers, wobei der Durch
trittsquerschnitt zwischen starrem Ventilkörper und zy
lindrischem Bauteil durch einen in einer Nut des zylindri
schen Bauteiles angeordneten Dichtring verschlossen ist;
Fig. 4 einen Kolben mit einem Ventilkörper, an dessen Innen
durchmesser ein Dichtring befestigt ist;
Fig. 5 die Anordnung des Dichtringes am Innendurchmesser einer
zwischen Ventilsitz und Ventilkörper befindlichen Druck
scheibe und
Fig. 6 einen scheibenförmigen Ventilkörper.
Der in Fig. 1 gezeigte Zweirohr-Schwingungsdämpfer besteht aus
dem Zylinder 1, welcher vom Behälter 2 umgeben ist, wobei sich
zwischen Zylinder 1 und Behälter 2 der Ausgleichsraum 9 befindet.
Die Kolbenstange 3 ist in der im Behälter 2 befestigten Kolben
stangenführung 4 geführt und durch die Kolbenstangendichtung 5
abgedichtet. Zur Zentrierung des Zylinders 1 im Behälter 2 dient
einerseits die Kolbenstangenführung 4 und andererseits das Boden
ventil 10. Fest mit der Kolbenstange 3 ist der Kolben 6 verbun
den und trennt den Innenraum des Zylinders 1 in den Arbeitsraum 7
oberhalb des Kolbens und den Arbeitsraum 8 unterhalb des Kolbens.
Über das Bodenventil 10 steht der Ausgleichsraum 9 mit dem Ar
beitsraum 8 unterhalb des Kolbens 6 in Verbindung.
Wie inbesondere die vergrößerte Kolbendarstellung gem. Fig. 2
zeigt, ist der Kolben 6 auf einem Ansatz der Kolbenstange 3 ange
ordnet und wird durch das zylindrische Bauteil 11, welches mit
einem Innengewinde versehen ist, durch Aufschrauben auf das Au
ßengewinde des Ansatzes befestigt. Das Zugventil, welches beim
Ausziehen der Kolbenstange aus dem Zylinder wirksam ist, besteht
aus dem starren Ventilkörper 12, der an seinem Innendurchmesser
am zylindrischen Bauteil 11 geführt ist und mit diesem den Durch
trittsquerschnitt 21 bildet. Die Ventilfeder 13 stützt sich ei
nerseits auf dem Ventilkörper 12 und andererseits auf dem Wider
lager 22 ab, welches zur Einstellung der Federvorspannung auf das
Gewinde des Ansatzes aufgeschraubt ist. Dem Zugventil sind die
Bohrungen 16 des Kolbens 6 zugeordnet, welche beiderseits in
Ringnuten münden. Zwischen Ventilsitz und Stirnfläche des Ventil
körpers 12 ist die Scheibe 14 eingespannt, wobei diese Scheibe
mit dem Voröffnungsquerschnitt 15 versehen ist. Zur Abdichtung
des Durchlaßquerschnittes 21 ist der Dichtring 17 in einer Aus
sparung 18 des Ventilkörpers 12 vorgesehen. Diese Aussparung 18
ist in etwa L-förmig ausgebildet und besitzt eine schräg zur
Achsrichtung verlaufende Fläche 19, die zusammen mit dem Außen
durchmesser des Dichtringes 17 einen Ringraum 20 begrenzt.
Das dem Druckhub zugeordnete Ventil besteht aus der im Bereich
des Innendurchmessers eingespannten, elastischen Ventilscheibe 23,
auf welche eine Andrückfeder wirkt. Diese Ventilscheibe 23 wirkt
mit den der Druckstufe zugeordneten Axialbohrungen 24 zusammen und
besitzt Aussparungen, welche den Zufluß des Dämpfungsmediums zu
den der Zugstufe zugeordneten Axialbohrungen 16 ermöglicht.
Die Arbeitsräume 7 und 8 im Innern des Zylinders 1 sind mit
Dämpfflüssigkeit gefüllt, während der Ausgleichsraum 9 teilweise
mit Dämpfflüssigkeit und teilweise mit Gas gefüllt ist. Beim Zug
hub, d. h., bei ausfahrender Kolbenstange 3, strömt Dämpfflüs
sigkeit aus dem Arbeitsraum 7 durch die entsprechenden Öffnungen der
elastischen Ventilplatte 23 in die Axialbohrungen 16 des Kol
bens 6. Solange die Kolbengeschwindigkeiten klein sind, strömt
die Dämpfflüssigkeit über den Voröffnungsquerschnitt 15, der von
der Scheibe 14 gebildet wird, in den Arbeitsraum 8 unterhalb des
Kolbens. Der Strömungswiderstand durch den Voröffnungsquer
schnitt 15 bestimmt somit bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten die
Dämpfkraft des Kolbens 6. Infolge des Dichtringes 17 ist der
zwischen Innendurchmesser des Ventilkörpers 12 und Außendurchmes
ser des zylindrischen Bauteiles 11 gebildete Durchtrittsquer
schnitt verschlossen; so daß lediglich der von der Scheibe 14 ge
bildete Voröffnungsquerschnitt 15 in dieser Phase wirksam ist.
Bei höheren Ausfahrgeschwindigkeiten der Kolbenstange 3 erhöht
sich auch die Druckdifferenz zwischen den Arbeitsräumen 7 und 8.
Ist die infolge dieser Druckdifferenz auf den starren Ventilkör
per 12 wirkende Kraft größer als die der Ventilfeder 13, so hebt
der Ventilkörper 12 von seinem Sitz ab und öffnet einen der Druck
differenz entsprechenden Querschnitt.
Das relativ große Spiel zwischen Ventilkörper 12 und zylindri
schem Bauteil 11, welches als Durchtrittsquerschnitt 21 darge
stellt ist, ermöglicht es auch bei Fluchtungsfehlern der dem Zug
ventil zugeordneten Bauteile, daß der Ventilkörper 12 mit seiner
Stirnfläche gleichmäßig auf dem ringförmigen Ventilsitz aufliegt
und dadurch keinerlei unkontrollierten Querschnitt frei läßt. Der
Dichtring 17 zentriert den Ventilkörper 12 und gewährleistet, daß
lediglich der von der Scheibe 14 gebildete Voröffnungsquerschnitt
15 wirksam sein kann.
Die Ausführungsform gem. Fig. 3 unterscheidet sich von der nach
den Fig. 1 und 2 dadurch, daß der Dichtring 17 in einer Um
fangsnut 25 des zylindrischen Bauteiles 11 angeordnet ist. Bei
der Öffen- bzw. Schließbewegung des Ventilkörpers 12 verschiebt
sich dieser somit gegenüber dem Dichtring 17. Die Wirkungsweise
dieser Ventileinrichtung entspricht der nach den Fig. 1 und 2.
Entsprechend der Ausführungsform gem. Fig. 4 trägt der Ventilkör
per 12 an seinem inneren Durchmesser einen Dichtring 26 und ver
schließt damit den mit dem zylindrischen Bauteil gebildeten
Durchtrittsquerschnitt 21. Die Befestigung dieses Dichtringes er
folgt vorzugsweise durch Vulkanisieren.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Abdichtung des Durch
trittsquerschnittes 21 ist in Fig. 5 dargestellt. Hierbei ist
zwischen Stirnfläche des starren Ventilkörpers und der die Vor
öffnung 15 bildenden Scheibe 14 eine Druckscheibe 27 vorgesehen,
welche an ihrem inneren Durchmesser den Dichtring 28 trägt. Eine
ähnliche Ausführung zeigt Fig. 6, die sich von der gem. Fig. 5 da
durch unterscheidet, daß in weiterer Vereinfachung der Ventilkon
struktion ein kreisringscheibenförmiger Ventilkörper 29 angeordnet
ist. Auch hier verschließt der mit der Druckscheibe 27 verbundene
Dichtring 28 den zwischen kreisringscheibenförmigem Ventilkörper
29 und zylindrischem Bauteil 11 gebildeten Durchtrittsquerschnitt
21.
Das vorstehend an Hand der Kolbenzugventilen dargestellte und be
schriebene Dämpfventil kann ohne weiteres auch bei Bodenventilen
von Schwingungsdämpfern und/oder bei Kolbendruckventilen verwen
det werden.
Claims (8)
1. Dämpfventil für einen hydraulischen, pneumatischen oder hydro
pneumatischen Schwingungsdämpfer, der einen mit einer Kolben
stange verbundenen Dämpfkolben aufweist, welcher den Innenraum
eines Zylinders in zwei Arbeitsräumen unterteilt, wobei zur
Dämpfung der Kolbenstangenbewegung Dämpfventile angeordnet
sind, die aus Ventilplatten oder Ventilkörpern und Dämpfkanä
len bestehen, und mindestens eines dieser Dämpfventile einen
unter Einwirkung einer Feder stehenden, auf einem zylindri
schen Bauteil axial beweglichen, starren Ventilkörper auf
weist, der an seinem Innendurchmesser mit dem zylindrischen
Bauteil einen Durchtrittsquerschnitt bildet, während zwischen
dem vom Dämpfkolben gebildeten Ventilsitz und dem Ventilkörper
eine auf den Durchtrittsquerschnitt wirkende und den Voröff
nungsquerschnitt aufweisende Scheibe vorgesehen ist, da
durch gekennzeichnet, daß im Bereich des
vom Ventilkörper (12, 29) und dem zylindrischen Bauteil (11)
gebildeten Durchtrittsquerschnitt (21) ein diesen verschlie
ßender Dichtring (17, 26, 28) angeordnet ist.
2. Dämpfventil nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Dichtring (17) in einer Umfangsnut (25) des zylindrischen Bau
teiles (11) angeordnet ist.
3. Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Dichtring (17, 26, 28) axial beweglich zum zylindrischen Bau
teil (11) angeordnet und mit dem Ventilkörper (12, 29) verbun
den ist.
4. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Ventilkörper (12) eine im Bereich seines Innen
durchmessers angeordnete, im Längsschnitt L-förmige Aussparung
(18) zur Aufnahme des Dichtringes (17) besitzt und zur axialen
Führung des Dichtringes (17) die Scheibe (14) dient.
5. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aussparung (18) mit dem Dichtring (17) einen
sich in radialer Richtung erstreckenden Ringraum (20) bildet
und die Scheibe (14) mindestens einen in diesen Ringraum (20)
mündenden Durchtrittsquerschnitt aufweist.
6. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1, 3 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Ringraum (20) durch eine im Ventilkörper
(12) schräg zur Achsrichtung verlaufende Fläche (19) begrenzt
ist.
7. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Dichtring (26) am Innendurchmesser des Ventilkör
pers (12) fest mit diesem verbunden ist.
8. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Dichtring (28) am Innendurchmesser einer die
Ventilkörper-Stirnfläche abdeckenden Druckscheibe (27) ange
ordnet ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MANNESMANN SACHS AG, 97422 SCHWEINFURT, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |