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Durchlaßventil für hydropneumatische Federungsaggregate Die Erfindung
bezieht sich auf ein Durchlaßventil für die Anwendung bei hydropneumatischen Federungsaggregaten,
die einen vom Arbeitskolben beaufschlagten, flüssigkeitsgefüllten Druckraum und
einen mit diesem verbundenen Druckspeicherraum. enthalten, welcher als Federungselement
ein kompressibles Gas- oder Luftvolumen nebst Ankopplungsflüssi#gkeit aufweist.
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Es ist bei nach dem Flüssigkeits-Drosselungsprinzip arbeiten-den hydraulischen
Stoßdämpfern bekannt, Mittel vorzusehen, die den effektiven Drosselungsquerschnftt
in Abhängigkeit von dem auftreten, den Arbeitsdruck vergrößern.
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Bei einer dieser bekannten Ausführungen sind im Arbeitskolben des
Stoßdämpfers neben normalen, ständig offenen Drosselungsöffnungen zusätzlich Bohrungen
für jede Hubrichtung vorgesehen, die mit federbelasteten, scheibenförmigen
Verschlußgliedern verschlossen sind. Bei ansteigendem Arbeits:druck geben diese
Verschlußglieder die zusätzlichen Bohrungem mehr und mehr frei und vergrößern damit
den effektiven Drosselquerschnitt.
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Bei einer anderen bekannten Ausführung eines hydraulischen Stoßdämpfers
sind im Arbeitskolben nur axiale Drosselbohrungen für jede Hubrichtung vorgesehen,
die ständig in Funktion sind. Die Vergrößerung des effektiven Drosselungsquerschnittes
wird hier durch zwei Sätze Ventilfederscheiben bewirkt, die für je eine Hubrichitung
vorgesehen sind. Diese VentilfedeTschei-ben decken auch in ihrer Rückschlagstellung
die zugehörigen Drosselbohrungen nur teilweise ab. Bei kleineren Arbeitsdrücken
ist dadurch immer ein kleiner Mindestdrosselungsquerschnitt gegeben, der mit steigendem
Arbeitsdruck durch elastisches Verbiegen der Ventilfederscheiben vergrößert wird.
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Eine andere bekannte Ausführung eines Flüssigkeitsstoßdämpfers macht
von einem Ringspalt Gebrauch, der konizentrisch im Kopf des Arbeitskolbens angeordnet
ist und den Mindestdrosselquerschnitt bildet. Die diesen Ringspalt bildenden Bunde
sind gegen Federdruck axial verschieblich. Bei zunehmendem Arbeitsdruck verschieben
sie sich voneinander in axialer Richtung und vergrößern demgemäß den Ringspalt.
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Es ist weiterhin ein kombiniertes Stoßdämpfer-Federungsaggregat bekannt,
bei dem der Stoßdämpferteil und ein mit Schraubenfeder ausgestattetes Federungsteil
in axiialer Richtung unmittelbar hintereinander angeordnet sind. Der Stoßdämpferteil
enthält ebenfalls einen Ringspalt als DrosseIglied. Dieser ist hier vom Arbeitskolben
getrennt, zwischen diesem und dem Federungsteil angeordnet und wird gegen Federkraft
bei zunehmenden Drücken vergrößert.
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Bei, allen diesen bekannten Ausführungen wird der Drosselungsquerschnitt
durch die Arbeitsflüssigkeit in unmittelbarer Weise vergrößert, indem diese in Flußrichtung
bewegliche Ventilglieder unmittelbar betätigt.
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F i g. 1 und 2 der Zeichnung zeigen Federungscharakteristiken,
wie sie mit den bekannten Mitteln erzielbar sind. Hierbei sind in Fig.
1 nur einfache konstante Daueröffnungen im Arbeitskolben vorharitden, während
in F i g. 2 zusätzliche, von der Höhe des Arbeitsdruckes abhängige Drosselquerschnitte
vorhanden sind. Mit D sind der Dämpfungswiderstand und mit V die Einfederungsgeschwindigkeit
be-
zeichnet.
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Die in F i g. 1 und 2 gezeigten Fe derungscharakteristiken
reichen aber nicht für alle Fälle aus. Insbesondere sind sie für geländegängige,
Fahrzeuge unzureichend, wenn durch plötzlich auftretende größere, Hindernisse heftige
und schnelle Stoßwirkungen verarbeitet werden sollen.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, durch Verwendung eines besonders
ausgebildeten Durchlaßventils zwischen dem Druckraum und dem Druckspeicherraum eines
hydropneurnatischen Federungsaggregats eine Federungscharakteristik zu erzielen,
wie sie F i g. 3 zeigt, bei der also bei einer bestimmten Mindesteinfederungsgeschwindigkeit
der Dämpfungswiderstand sprunghaft stark zurückgeht.
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Um dies zu erreichen, ist das Durchlaßventil für die Verbindungsleitung
zwischen dem flüssigkeitsgefüllten und von einem Druckkolben beaufschlagten Druckraum
und dem ein Gasvolumen nebst Ankopplungsflüssigkeit
enthaltenden
Druckspeicherraum eines hydrop-neumatischen Federungsaggregats, unter Verwendung
eines an sich bekannten Kolbens, bei dem der Flüssigkeitsdurchlaß in Abhängigkeit
von der Strömungsgeschwindigkeit vergrößert wird, erfmdungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß dieser Kolben als Verschlußkolben für einen überströmkanal zwischen Druckraum
und Druckspeicherraum ausgebildet ist, der in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
des Druckkolbens gegen Federdruck geöffnet wird durch den Flüssigkeitsdruck, der
durch eine im Nebenschluß zum überströmkanal liegende öffnung kleinen Querschnittes
erzeugt wird.
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Anordnung und Wirkungsweise wird durch F i g. 4 der Zeichnung
veranschaulicht. Beim Einfedern des Arbeitskolbens 1, der in der Zeichnung
nur bruchstückweise angedeutet ist, wird die Druckflüssigkeit, die sich in dem ebenfalls
nur angedeuteten Zylinderraum 2 befindet, verdrängt. Die Flüssigkeit gelangt durch
den Kanal 3, durch den Ringraum 4 und den Durchgang 5 in den Raum
6. Bei weiterem Durchfluß durch die Bohrung 7 kleiner lichter Weite
wird dabei der Durchfluß der Flüssigkeit gedrosselt und gelangt in diesem gedrosselten
Zustand über den Raum 8
und die Bohrung 9 größerer lichter Weite und
die Räume 10 und 11 in den eigentlichen Druckspeicherraum 12. Parallel
dazu verläuft der Flüssigkeitsstrom vom Ringraum 4 gedrossellt durch Bohrungen
13
vorbei am Ring 14 und durch Schlitze 15 in den Druckspeicherraum
12. Durch die Drosselbohrungen 7 und 13 im Ventilgehäuse entsteht
in den vorgeschalteten Räumen ein ausgesprochener Staudruck, der in erster Linie
auf die Schaftfläche des mit der Feder 17 belasteten Ventilkolbens
16 einwirkt. Im gleichen Sinn, und zwar entgegen der Federkraft
17,
wirkt aber auch der durch die Drosselbohrungen 7
zustande kommende,
auf den Ventilkolben 16 auftreffende Flüssigkeitsstrahl. Unter der Einwirkung
beider Kräfte wird der Ventilkolben 16 nach Erreichung einer durch Auslegungdes
Ventils und die Größe deT Federkraft bestimmten Strömungsgeschwindigkeit nach unten
gedrückt, wobei die Steuerkante des Ventilkolbens 16 die öffnung
18
freigibt, was nunmehr einen drosselfreien Durchfluß der Flüssigkeit vom
Kanal 3 über die Verbindungen 4, 18, 8, 9, 10 und 11 zum Druckspeicherraum
12 zur Folge hat.
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Beim Ausfedern des Kolbens 1 im Zylinder 2 verschließt der
aus dem DrÜckspeicher 12 in den Kanal 15 gelangende ölstrom durch Anheben
des Flatterringes 14 die Bohrungen 13. Der Ventilkolben 16
schnellt
dabei unter der Einwirkung der Federkraft 17 in seine Ausgangsstellung zurück.
Die Flüssigkeit gelangt dann durch die Drosselbohrungen 7 in den Zylinder
2.