DE3100910A1 - Daempfventil fuer einen hydraulischen, pneumatischen oder hydropneumatischen schwingungsdaempfer - Google Patents

Description

FICHTEL & SACHS' AG - SCHWEINFURT PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNG

Dämpfventil für einen hydraulischen, pneumatischen oder hydropneumatischen Schwingungsdämpfer

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpfventil für einen hydraulischen, pneumatischen oder hydropneumatischen Schwingungsdämpfer, der einen mit einer Kolbenstange verbundenen Dämpfkolben ^ aufweist, welcher den Innenraum eines Zylinders in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei zur Dämpfung der Kclbenstangenbewegung Dämpfventile angeordnet sind, die aus Ventilplatten oder Ventilkörpern und Dämpfkanälen bestehen, und mindestens eines dieser Dämpfventile einen unter Einwirkung einer Feder stehenden, auf einem zylindrischen Bauteil axial beweglichen, starren Ventilkörper aufweist, der an seinem Innendurchmesser mit dem zylindrischen Bauteil einen Durchtrittsquerschnitt bildet.

Derartige, mit starren Ventilkörpern versehene Dämpfventile für Schwingungsdämpfer sind sehr teuer in der Herstellung, da diese einerseits eine einwandfreie Führung auf dem zylindrischen Bauteil erfordern und andererseits die Ventilöffnungen einwandfrei abdecken müssen. Um eine einwandfreie Funktion des Dämpfventiles zu erhalten, sind daher die Kolbenventilsitze und die Anlagefliche des Ventilkörpers sehr exakt senkrecht zur Kolbenstangenachse herzustellen. Schon geringfügige Abweichungen genügen, um eine starke Abweichung der Dämpfkraft infolge Undichtheit herbeizuführen. Da der Durchtrittsquerschnitt zwischen zylindrischem Bauteil und Innendurchmesser des Ventilkörpers meist als Voröffnungsquerschnitt des Dämpfventiles dient, ist auch hier auf sehr enge Toleranzen zu achten. Zur eindeutigen Bildung des Voröffnungsquerschnittes ist es ferner erforderlich, daß zwischen Ventilkörper und zylindrischem Bauteil eine zusätzliche Führung, beispielsweise durch radiale Nocken, erforderlich wird. Die vorstehenden Ausführungen zeigen die Problematik, die sich bei Anwendung solcher starrer Ventilkörper ergibt, damit das Dämpfventil den ge-

forderten Dämpfkraftverlauf aufweist. Schon geringfügige Toleranzabweichungen ergfeben hier eine sehr starke Streuung für die Dämpfkraftkennlinie.

Auch bei sehr eng toleriertem Innendurchmesser des Ventilkörpers und entsprechender Tolerierung des Außendurchmessers des zylindrischen Körpers ist ein einwandfreies Aufliegen auf den Ventilöffnungen nicht gewährleistet, ohne daß auch an die anderen mit dem Ventil in Verbindung stehenden St oßdämp'f erbaut eile höchste Toleranzanforderungen gestellt werden.

Aus der DE-OS 2 548 049 ist es bekannt, daß der Ventilkörper mit einem Steuerring zusammenwirkt, wobei dieser Steuerring den Vor-Öffnungsquerschnitt bildet. Je nach zentrischer Lage dieses Steuerringes zum Führungszapfen erhält man unterschiedliche Dämpfwirkung durch diesen Voröffnungsquerschnitt, so daß auch hier keine exakt definierte Voröffnungsdämpfung erzielt wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine eindeutige Festlegung des Voröffnungsquerschnittes zu schaffen, wobei möglichst geringe Anforderungen an die Toleranzen für ein mit einem starren Ventilkörper ausgebildetes Dämpfventil gestellt werden und gleichzeitig eine einwandfreie Ventilfunktion erzielt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Bereich des Durchtrittsquerschnittes ein diesen verschließenden Dichtring angeordnet ist. Es wird damit auf einfache Weise der Durchtrittsquer-3chnitt zwischen starrem Ventilkörper und zylindrischem Bauteil verschlossen, wobei die Anforderungen an die Toleranzen dieser 3auteile sehr gering sind. Auch geringfügige Neigungen der Planflächen gestatten, daß der Ventilkörper die Ventilöffnungen einwandfrei abdeckt, ohne daß hierbei eine Klemmwirkung zwischen Ventilkörper und zylindrischem Bauteil eintreten kann, Diese Konstruktion gestattet außerdem eine eindeutige Festlegung der Voröffnungsquerschnitte, da diese beispielsweise durch Voröffnungsscheiben zwischen Ventilkörper und Ventilsitz gebildet werden. Infolge der geringen Anforderungen an die Herstellungstoleranzen solcher mit starren Ventilkörpern versehener Dämpfventile wird dieses sehr "billig in der Herstellung und findet eine eindeutig definierbare Zuordnung und Dimensionierung der jeweiligen Ventil-

funktion statt. Im Verhältnis zu den eingesparten Herstellkosten sind die geringen Aufwendungen für den Dichtring und eine Voröffnungsscheibe oder einen in den Ventilsitz eingearbeiteten Voröffnungsquerschnitt sehr klein.

Der Dichtring kann, wie die Erfindung zeigt, in einer Umfangsnut des zylindrischen Körpers angeordnet sein oder, entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform, axial beweglich zum zylindrischen Bauteil angeordnet und mit dein Ventilkörper verbunden sein.

Wie ein weiteres Merkmal der Erfindung zeiget, besitzt der Ventilkörper zur Aufnahme des Dichtringes eine im Bereich seines Innendurchmessers angeordnete, im Längsschnitt L-förmige Aussparung, während zur axialen Fixierung des Dichtrinpes eine Scheibe angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine sehr einfache Montage unc Festlegung des Dichtringes im Ventilkörper geschaffen. Die Scheibe kann dabei eine Doppelfunktion ausüben, indem sie einerseits den Dichtring fixiert und andererseits mit dem Voröffnungsquerschnitt des Dämpfventiles versehen ist.

Eine druckabhängig wirkende Anpressung des Dichtringes am zylindrischen 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 mündenden Durchtrittsquerschnitt aufweist. Wie die Erfindung zeigt, wird der Ringraum durch eine im Ventilkörper schräg zur Achsrichtung verlaufende Fläche begrenzt. Eine solche Schrägfläche ist sehr leicht herstellbar, bewirkt eine exakte Lage des Dichtringes und gleichzeitig die Möglichkeit, daß am Außendurchmesser des Dichtringes durch den Innendruck eine radial nach innen gerichtete Kraft auf den Dichtring ausgeübt werden kann.

Entsprechend'einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Dichtring am Innendurchmesser des Ventilkörpers fest mit diesem verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Vulkanisieren oder Kleben hergestellt sein. Ebenso ist zur Abdichtung des Durchtrittsquerschnittes zwischen starrem Ventilkörper und zylindrischem Bauteil gemäß einem Merkmal der Erfindung der Oic. . -

ring am Innendurchmesser einer die Ventilkörper-Stirnfläche abdeckenden Druckscheibe angeordnet.

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 Schwingungsdämpfers gem. Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;

Fig". 3 den Kolben eines Schwingungsdämpfers, wobei der Durchtrittsquerschnitt zwischen starrem Ventilkörper und zylindrischem Bauteil durch einen in einer Nut des zylindrischen Bauteiles angeordneten Dichtring verschlossen ist;

Fig. 4 einen Kolben mit einem Ventilkörper, an dessen Innendurchmesser ein Dichtring befestigt ist;

Fig. 5 die Anordnung des Dichtringes am Innendurchmesser einer zwischen Ventilsitz und Ventilkörper befindlichen Druckscheibe und

Fig. 6 einen scheibenförmigen Ventilkörper,

Der in Fig. 1 gezeigte Zweirohr-Schwingungsdämpfer besteht aus lern Zylinder 1, welcher vom Behälter 2 umgeben ist, wobei sich zwischen Zylinder 1 und Behälter 2 der Ausgleichsraum 9 befindet. Jie Kolbenstange 3 ist in der im Behälter 2 befestigten Kolbenstangenführung 4 geführt und durch die Kolbenstangendichtung 5 abgedichtet. Zur Zentrierung des Zylinders 1 im Behälter 2 dient einerseits die Kolbenstangenführung 4 und andererseits das Bodenventil 10. Fest mit der Kolbenstange 3 ist der Kolben 6 verbunden 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 Arbeitsraum 8 unterhalb des Kolbens 6 in Verbindung,

Wie insbesondere 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 Außengewinde 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 Durchtrittsquerschnitt 21 bildet. Die Ventilfeder 13 stützt sich einerseits auf dem Ventilkörper 12 und andererseits auf dem Widerlager 22 ab, welches zur Einstellung der FeÜervorspannung 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 Ventilkörpers 12 ist die Scheibe 14 eingespannt, wobei diese Scheibe S mit dem Voröffnungsquerschnitt 15 versehen ist. Zur Abdichtung des Durchlaßquerschnittes 21 ist der Dichtring 17 in einer Aussparung l8 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 Außendurchmesser des Dichtringes 17 einen Ringraum 20 begrenzt.

Das dem Druckhub zugeordnete Ventil besteht aus der im Berreich des Innendurchmessers eingespannten, elastischen Ventilscheibe 23_S auf welche eine Andrückfeder wirkt. Diese Ventilscheibe 23 wirkt mit den der Druckstufe zugeordneten Axialbohrungen 2k 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 Zughub, d. h., bei ausfahrender Kolbenstange 3, strömt Dämpfflüssigkeit aus dem Arbeitsraum 7 durch die entsprechenden öffnungen der elastischen Ventilplatte 23 in die Axialbohrungen 16 des Kolbens 6. Solange die Kolbengeschwindigkeiten klein sind, strömt die Dämpfflüssigkeit über den Voröffnungsquerschnitt 15, der von der Scheibe I¹J gebildet wird, in den Arbeitsraum 8 unterhalb des Kolbens. Der Strömungswiderstand durch den VoröffnunpT.querschnitt 15 bestimmt somit bei kleinen Kolbengeschwindigkeiten die Dämpfkraft des Kolbens 6. Infolge des Dichtringes 17 ist der zwischen Innendurchmesser des Ventilkörpers 12 und Außendurchries-

ser des zylindrischen Bauteiles 11 gebildete Durchtrittsquerschnitt verschlossen; so daß lediglich der von der Scheibe 14 gebildete 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 Ventilkörper 12 wirkende Kraft größer als die der Ventilfeder 13, so 'hebt der Ventilkörper 12 von seinem Sitz ab und öffnet einen der Druckdifferenz entsprechenden Querschnitt. !

Das relativ große Spiel zwischen Ventilkörper 12 und zylindrischem Bauteil 11, welches als Durchtrittsquerschnitt 21 dargestellt ist, ermöglicht es auch bei Fluchtungsfehlern der dem Zugventil 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 Figuren 1 und 2 dadurch, daß der Dichtring 17 in einer Umfangsnut 25 des zylindrischen Bauteiles 11 angeordnet ist. Bei der offen- bzw. Schließbewegung des Ventilkörpers 12 verschiebt sich dieser somit gegenüber dem Dichtring 17. Die Wirkungsweise dieser Ventileinrichtung entspricht der nach den Figuren 1 und 2.

Entsprechend der Ausführungsform gem. Fig. 4 trägt der Ventilköroer 12 an seinem inneren Durchmesser einen Dichtring 26 und verschließt damit den mit dem zylindrischen Bauteil gebildeten Jurchtrittsquerschnitt 21. Die Befestigung dieses Dichtringes erfolgt vorzugsweise durch Vulkanisieren.

Mn weiteres Ausführungsbeispiel für die Abdichtung des Durchtrittsquerschnittes 21 ist in Fig. 5 dargestellt. Hierbei ist zwischen Stirnfläche des starren Ventilkörpers und der die Voröffnung 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 dadurch 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 von Kolbenzugventilen dargestellte und beschriebene Dämpfventil kann ohne weiteres auch bei Bodenventilen von Schwingungsdämpfern und/oder bei Kolbendruckventilen verwendet werden.

27.II.I98O
0k TPP-I Be/whm-

Claims (9)

1. FICHTEL & SACHS AG - SCHWEINFUR

   PATENTANSPRÜCHE

   ζl.yDämpfventil für einen hydraulischen, pneumatischen oder hydro- ^-^ pneumatischen Schwingungsdämpfer, der einen mit einer Kolbenstange verbundenen Dämpfkolben aufweist,. welcher den Innenraum eines Zylinders in zwei Arbeitsräume unterteilt, wobei zur Dämpfung der Kolbenstangenbewegung Dämpfventile angeordnet sind, die aus Ventilplatten oder Ventilkörpern und Dämpfkanälen bestehen, und mindestens eines dieser Dämpfventile einer unter Einwirkung einer Feder stehenden, auf einem zylindrischen Bauteil axial beweglichen, starren Ventilkörper aufweist, der an seinem Innendurchmesser mit dem zylindrischen Bauteil einen Durchtrittsquerschnitt bildet, dad. gek., daß im Bereich des \ Durchtrittsquerschnittes (21) ein diesen verschließender Dichtring (17, 26, 28) angeordnet ist.
2. 2. Dämpfventil nach Anspruch 1, dad, gek., daß der Dichtring (17) in einer Umfangsnut (25) des zylindrischen Bauteiles (11) angeordnet ist.
3. 3. Dämpfventil nach Anspruch 1, dad, gek., daß der Dichtring (17, 26, 28) axial beweglich zum zylindrischen Bauteil (11) angeordnet und mit dem Ventilkörper (12, 29) verbunden ist.
4. 4. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 3, dad. gek., daß der Ventilkörper (12) eine im Bereich seine:; Innendurchmessers angeordnete, im Längsschnitt L-förmige Aussparung (18) zur Aufnahme des Dichtringes (17) besitzt und zur axialen Führung des Dichtringes (17) eine Scheibe (14) angeordnet ist.
5. 5. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dad. gek., 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.

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6. 6. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1, 3 bis 5, dad. gek., daß der Ringraum (20) durch eine im Ventilkörper (12) schräg zur Achsrichtung verlaufende Fläche (19) begrenzt ist.
7. 7. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 3 bis 6, dad. gek., daß die Scheibe (14) den Voröffnungsquerschnitt (15) des Dämpfventiles aufweist.
8. 8. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 3,' dad. gek., daß der Dichtring (26) am Innendurchmesser des Ventilkörpers (12) fest mit diesem Verbunden ist.

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9. 9. Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 und 3> dad, gek., daß der Dichtring (28) am Innendurchmesser einer die Ventilkörper-Stirnfläche abdeckenden Druckscheibe (27) angeordnet ist.

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