DE3100910C2 - - Google Patents

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.