DE4025115A1 - Kurzbauendes daempfventil - Google Patents
Kurzbauendes daempfventilInfo
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- F16F9/348—Throttling 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
- F16F9/3484—Throttling 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil, insbesondere für
Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei den Fahrzeugherstellern besteht der Wunsch nach einer
weitgehend degressiven Dämpfungs-Charakteristik für ihre
Fahrzeuge. Bekannte Dämpfventil-Konstruktionen, wie z. B. in
der DE-OS 29 09 278 beschrieben, benötigen für diese Teilfunk
tion einen sehr großen Bauraum. Gerade für den Einsatz in
einem Einrohrdämpfer läßt sich dieses Konzept nur bedingt
verwenden.
Der degressive von der Spiralfeder erzeugte Dämpfkraftanteil
wird bei dieser Auslegung des Ventils durch die Dämpfkraft des
Voröffnungs-Querschnittes kompensiert. Ein progressiver Be
reich, also eine dritte Stufe, bei der Dämpfkraftkennlinie
fehlt. Eine progressive Dämpfkraftkennlinie kann, gerade in
einigen Fahrsituationen, die Funktion eines Stabilisators
übernehmen. Weiterhin ungünstig bei der genannten Konstruktion
ist die mangelnde Variabilität der möglichen Kennlinien. Es
läßt sich nur eine max. zweistufige Dämpfkraftkennlinie erzie
len. Die Anzahl und der hohe Fertigungsaufwand der Einzelteile
des Ventils stellen einen zusätzlichen erheblichen Nachteil
dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kurzbauendes,
mehrstufiges Dämpfventil mit einer sehr variablen, insbeson
deren degressiven Dämpfkennlinie, zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi
schen der ebenen Ventilscheibe und der Federscheibe ein sich
in axialer Richtung erstreckender ringförmiger Körper ange
bracht ist, auf den sich die scheibenförmige Federeinrichtung
abstützt.
Das Dämpfventil, verwendbar als Boden und Kolbenventil verfügt
über einen Ventilkörper mit Drosselbohrungen. Diese werden von
einer elastischen Rückschlagscheibe gegen die Strömungsrich
tung gesperrt. Man erzielt mit dieser Maßnahme eine stromrich
tungsabhängige Voröffnung, so daß damit das Einlauf verhalten
des Dämpfventils variabel gestaltet werden kann. Der Voröff
nungstrom verläuft über die Rückschlagscheibe in den sich
zwischen Rückschlagscheibe und Ventilscheibe entstehenden
Ringraum. Weitere Voröffnungsquerschnitte in der Ventilscheibe
oder der Federscheibe ermöglichen ein Durchströmen des Dämpf
ventils.
Der Ventilkörper, wie alle Ventilteile innen zentriert, wird
durch die Federscheiben am Außendurchmesser auf einem ringför
migen Steg beaufschlagt. Dieser Steg kann als ein separates
Bauteil zwischen Ventilscheibe und Federscheibe angeordnet
oder gemäß einem Unteranspruch von einer Ventilscheibe mit
u-förmigem Querschnitt ausgeführt sein. Die zur Schließkrafter
zeugung des Dämpfventils verwendeten Scheiben werden zwischen
dem Ventilkörpersteg und den Kippscheiben verspannt. Eine
Einstellbuchse hält die gesamte Einheit in Position. Das Dämpf
ventil bietet in seiner Konzeption drei Dämpfstufen, die vor
teilhafterweise jeweils separat beeinflußt werden können. Das
Einlauf verhalten kann man durch die Elastizität der Rück
schlagscheibe, aber auch mit der Hebelarmlänge der Rückschlag
scheibe individuell gestalten. Der degressive Bereich der
Dämpfung wird von der axial beweglichen Ventilscheibe erzeugt.
Die Schließkraft kann man mit der Anzahl der Kippscheiben, der
Schichtung der Federscheiben oder mit dem Verhältnis von Steg
höhe zu Flanschlänge der Einstellbuchse variieren. Erfindungs
gemäß muß zwischen der Ventilscheibe und der Federscheibe ein
definierter Abstand eingehalten werden, da dieses Maß den
Bereich der degressiven Kennung bestimmt. Die dritte Stufe mit
ihrer progressiven Charakteristik wird durch den Anschlag der
Ventilscheiben an der Federscheibe realisiert.
Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung liegt in der einfachen
Montage und den unkomplizierten Teilen. Mit sehr geringem
Aufwand läßt sich jede gewünschte Kennlinie erzeugen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung gemäß einem Unteran
spruch weist eine starre Rückschlagscheibe auf, die zwischen
der Ventilscheibe und der Federscheibe angeordnet ist.
Anhand
der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen wird
nachfolgend die Erfindung näher erläuert.
Es zeigt:
Fig. 1 Kennlinien-Diagramm für ein 3-stufiges Dämpfventil,
Fig. 2 Dämpfventil als Kolbenventil ausgeführt mit elasti
scher Rückschlagscheibe,
Fig. 3 Dämpfventil als Kolbenventil ausgeführt mit starrer
Rückschlagscheibe.
Fig. 1 stellt prinzipiell die Funktionsweise des Dämpfventils
1 dar. Die Dämpfkraftkennlinie setzt sich aus 3 Strömungen
zusammen, die sich additiv überlagern. Bei sehr kleinen Strö
mungsgeschwindigkeiten wirkt nur die Voröffnungsdrossel Vö bis
zu dem Moment, bei dem die Ventilscheibe 3 gerade abhebt. Der
folgende degressive Bereich, der durch den Hubweg der Ventil
scheibe 3 bestimmt wird, setzt sich aus dem Voröffnungsquer
schnitt 8 und dem Durchflußquerschnitt zwischen der Ventil
scheibe 3 und dem Ventilkörper 2 zusammen. Befindet sich die
Ventilscheibe 3 in ihrer max. Öffnungsposition, erzielt das
Dämpfventil eine progressive Dämpfkraft. Wie man aus dem Dia
gramm ersehen kann, läßt sich die Dämpfkraftkennlinie sehr
variabel gestalten, indem man die Einzelströme verändert und
so den gewünschten Dämpfkraftverlauf erhält.
Fig. 2 stellt das Dämpfventil 1 am Anwendungsfall eines Kolben
ventils dar. Mögliche andere Einsatzbereiche liegen als Boden
ventil oder als zusätzliches Kolbenventil vor.
Das Dämpfventil 1 weist einen Ventilkörper 2 auf, der mit der
Kolbenstange 12 fest verbunden ist. In dem Ventilkörper 2 sind
Drosselbohrungen 9 auf einem Teilkreis eingebracht, die von
der elastischen Rückschlagscheibe 7 abgedeckt sind und bei der
Relativbewegung von Rad zu Fahrzeugaufbau von einem Dämpfmedi
um durchströmt werden. Die Ventilscheibe 3 liegt direkt auf
der elastischen Rückschlagscheibe 7 und bildet mit ihr am
zentrierenden Innendurchmesser einen Ringraum 13. Am Außen
durchmesser der Ventilscheibe 3 erstreckt sich ein axialer
Steg 11, auf den sich die Federscheiben 4 abstützen. Zwischen
der Drosselbohrung 9 und der Druckseite des nicht dargestell
ten Arbeitszylinders stellen die Voröffnungen an der Ventil
scheibe 3 über den Ringraum 13 und dem Stegbereich 11 eine
Verbindung her, die stromrichtungsabhängig in ihrem Quer
schnitt in ihrer Öffnungskraft beeinflußt von der Elastizität
der Rückschlagscheibe 7 ausgeführt ist. Der Voröffnungsquer
schnitt 8 im Stegbereich 11 kann in der Ventilscheibe 3, aber
auch in der Federscheibe 4 liegen. Zur Schließkrafterzeugung
werden Federscheiben 4 verwendet, die zwischem dem Steg 11,
der Ventilscheibe 3 und dem Flansch der Einstellbuchse 6 ver
spannt werden. Die Art der Schichtung, hinsichtlich Anzahl der
Federscheiben 4, aber auch Materialstärke und die Durchmesser
verhältnisse der Federscheiben 4 zueinander beeinflussen die
Dämpfkraft. Zwischen der Ventilscheibe 3 und der direkt auf
dieser gespannten Federscheibe 4 muß funktionsbedingt ein
definierter Abstand 10 vorhanden sein, damit sich die Ventil
scheibe 3 bei entsprechend starker Anströmung über die Drossel
bohrungen 9 axial bewegen kann. Zwischen den Federscheiben 4
und der Einstellbuchse 6 sorgen Kippscheiben 5, die sich an
der Einstellbuchse 6 zentrieren, für die nötige Vorspannung
der Federscheiben 4. Die Einstellbuchse 6 wird zwischen dem
Ventilkörper 2 und der Kolbenstange 12 gehalten. Sie sorgt für
die Zentrierung der beweglichen Komponenten des Dämpfventils
1. Die Verwendung von Federscheiben 4 bietet den Vorteil, daß
die Schließkraft in relativ engen Toleranzen gehalten werden
kann. Durch Messen der einzelnen Komponenten des Dämpfventils
1 und anschließend günstiger Montage lassen sich die Einzelto
leranzen kompensieren.
Fig. 3 beschreibt ein Dämpfventil 1 in Verbindung mit einer
Kolbenstange 12. Der Ventilkörper 2 entspricht im Aufbau dem
aus Fig. 2. Der wesentliche Unterschied liegt in der Ventil
scheibe 3 in Verbindung mit der starren Rückschlagscheibe 8.
Der in diesem Beispiel einteilige, im wesentlichen u-förmige
Querschnitt der Ventilscheibe 3 weist Voröffnungsquerschnitte
8 auf, die sich direkt den Drosselbohrungen 9 des Ventilkör
pers 2 anschließen. Die Ventilscheibe 3 liegt somit unmittel
bar auf dem Ventilkörper 2. Zwischen den geschienten Feder
scheiben 4 und der Ventilscheibe 3 befindet sich eine am Innen
durchmesser des Stegs 11 zentrierte starre Rückschlagscheibe
8, die gegen die Strömungsrichtung die Voröffnungsquerschnitte
8 der Ventilscheibe 3 schließt. Die starre Rückschlagscheibe 7
verfügt über keine eigene Federschließkraft, so daß die Voröff
nungsquerschnitte 8 entweder geschlossen ober aber, unabhängig
von der Strömungsgeschwindigkeit des Dämpfmediums, völlig
geöffnet sind. Die Beeinflussung der Voröffnungskennlinie
geschieht einzig über die Größe der Voröffnungsquerschnitte 8.
Zwischen der Ventilscheibe 3 und der Federscheibe 4 muß dem
Funktionsprinzip angepaßt bei gleichen Federscheiben ein größe
rer Abstand 10 herrschen, als bei dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 2, da die Rückschlagscheibe 7 in dem von Federscheibe 4
und Ventilscheibe 3 gebildeten Ringraum angeordnet ist. Der
weitere Aufbau entspricht völlig des in Fig. 2 beschriebenen
Dämpfventils 1.
Claims (12)
1. Dämpfventil verwendet als Boden- und Kolbenventil, insbe
sondere für Schwingungsdämpfer, dessen Ventilscheibe am
Innendurchmesser zentrisch geführt und durch eine mechani
sche Schließkraft am Außendurchmesser beaufschlagt wird,
ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ebenen Ventil
scheibe (3) und der Federscheibe (4) ein sich in axialer
Richtung erstreckender ringförmiger Körper (11) angebracht
ist, auf dem sich die scheibenförmige Federeinrichtung (4)
abstützt.
2. Dämpfventil, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ventilscheibe (3) einen im wesentlichen u-förmigen
Querschnitt aufweist.
3. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen Ventilscheibe (3) und Federscheibe (4)
am Zentrierdurchmesser ein definierter Abstand (10) vor
liegt.
4. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen den Federscheiben (4) und dem Flansch
der Einstellbuchse (6) Kippscheiben (5) angeordnet sind.
5. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeich
net, daß es eine Rückschlagscheibe (7) aufweist.
6. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Rückschlagscheibe (7) zwischen Ventilkörper
(2) und Ventilscheibe (3) angeordnet ist.
7. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Ventilscheibe (3) und die Rückschlagscheibe
(7) einen Ringraum bilden.
8. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Rückschlagscheibe (7) über eine kreisringför
mig dem Außendurchmesser zugeordnete Fläche mit der Ventil
scheibe (3) verspannt ist.
9. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Rückschlagscheibe (7) elastisch ausgeführt
ist.
10. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeich
net, daß die Ventilscheibe (3) von einer Rückschlagscheibe
(7) abstellbare Voröffnungsquerschnitte (8) aufweist.
11. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 5, 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückschlagscheibe (7) zwischen Ventil
scheibe (3) und Federscheibe (4) angeordnet ist.
12. Dämpfventil, nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Voröffnungsquerschnitte (8) stromrich
tungsabhängig in ihrer Größe ausgelegt sind.
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