DE7247656U - Dampfungsventilvornchtung fur hydraulisch arbeitende Verdrangerein heiten, insbesondere fur Fahrzeuge - Google Patents

Description

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DIPL-INQ. DIETER JANDER DR.-INQ. MANFRED BÖNINQ

Patentanwälte Zustelladres»e:

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MÖNCHEN 80 (BOGENHAUSEN) ' 4ERlIN S3 (DAHLEM) KOlBERGER STRASSE 21 HOTTENWEG 15

ϊ·Ι·1οη: 0811/982704 Telefon: 03 11/8324064

Telegramm·: Conilderatlpn Berlin

DE 22. Dezember 1972

Geb-cauchsmusteranmeldung

der Firma

Moulton Developments Limited The Hall, Bradford-on-Avon, Wiltshire, England

"DämpfunKsventilvorrichtunft für hydraulisch ar-"beitende Verdrängereinheiten, insbesondere für

Fahrzeuge"

Die Neuerung bezieht sicVi auf eine Dämpfungsventilvorrichtung für hydraulisch arbeitende 'Verdi^änger, insbesondere für Fabrzeugradaufhängungen mit t"'.. !.^tischen Platten, insbesondere Gummipiaeben.

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Hydraulisch arbeitende Verdränger sind in den britischen Patentschriften 848 996 und 942 829 und in der Offenlegungsschrift 2 105 879 beschrieben. Ferner sind die Ventilvorrichtungen bekannt aus der britischen Patentschrift 824 371.

Wenn bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art die Platten hohen Drucken ausgesetzt sind., z. B. 6 atm, dann ist es schwierig, die Strömung des Fluids in der gewünschten Weise zu steuern. Der Grund dafür besteht darin, daß uie Platten auf geringe Druckunterschiede ansprechen und dann nicht zuverlässig die Öffnungen abdichten.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Dämpfungsventilvorrichtung derart auszubilden, daß auch bei kleinen Druckunterschieden eine einwandfreie Abdichtung erfolgt und daß ferner eine bessere Steuerung des Fluids über den gesamten Öffnungsbereich der Ventilvorrichtung möglich ist als bisher, damit das Fahrzeug bessere Fahreigenschaften hat als bisher.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Gummiplatte durch feste Elemente gegen die mit Löchern versehene Wand des Verdrängers gedrückt wird derart, daß die sich beim öffnen deformierenden Teile der Platten unter einer Vorspannung stehen.

Eine Weiterentwicklung der Neuerung besteht darin, daß zwei Platten um e^-uwa 90° zueinander versetzt, an gegenüberliegenden Seiten der Wand angeordnet, ge^en diese durch zwei feste Scheiben gedrückt werden, die über einen Bolzen zusammengedrückt werden.

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Ferner wird vorgeschlagen, daß die Scheiben unterschiedlich geformt sind und die Platten demgemäß unterschiedliche Yerformungscharakteristiken und die Fluidströme in den beiden Strömungsrichtungen - insbesondere etwa um den Faktor zwei - unterschiedliche Strömungswiderstände haben· Diese unterschiedlichen Verformungscharakteristiken können neuerungsgemäß auch in anderer V/eise erzielt werden, z. B. dadurch, daß die eine Platte mehr Löcher oder größere Löcher abdeckt als die andere. Auch kann man dieses Problem durch unterschiedliche Deformationseigenschaften der Platten erzielen.

Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Verdrängereinheit; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1; Fic;. 3 eine Draufsicht auf eine Ventilplatte; Fig. 4 eine Ansicht gemäß Pfeil IV in Fig. 3;

Fig. 5 die Komponenten der Ventilanordnung in explodierter Form;

Fig. 6 die Verdrängereinheit teilweise im Schnitt und Fig. 7 und 8 Diagramme.

Die Verdrängereinheit weist eine Verdrängerkammer 1 auf, die teils von einem festen Metallgehäuse 2 und teils von einer flexiblen Membran 3 begrenzt wird, die mit einem Kolben 4 verbunden ist. Die Membran wird von einer Schürze

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g-estützt.

Das Gehäuse 2 ist über eine Schweißnaht 21 mit einem zweiten Gehäuse 22 verbunden, das einen Teil eines Sammlers darstellt. Letzterer wird vervollständigt durch ein Gehäuseteil 31· Die Kammer 30 wird von einer Kammer 32 durch eine Membran 35 getrennt. Die Kammer 32 ist mit unter Druck stehendem Gas gefüllt. Die Kammer 1 und. die Kammer 30 sind, vollständig mit unter Druck stehender Flüssigkeit gefüllt. Die anfänglichen Ladungsdiucke mögen bei 15 atm (225 Ib./sq. inch) liegen.

Das Gehäuse 22 hat eine große mittlere öffnung. Das Gehäuse 2 ist in seinem mittleren Bereich 16 flach und weist dort mehrere öffnungen auf.

An dem mittleren flachen Teil 16 des Gehäuses 2 ist eine Dämpfungsventilanordnung 15 befestigt.

Diese Ventilanordnung weist zwei elastische Platten und 42 auf, die diesseits und jenseits des flachen Teils 16 angeordnet sind. Jede Platte ist länglich ausgebildet, und die beiden Platten bilden miteinander einen Winkel von 90 . Sie werden in ihren Lagen durch zwei profilierte Scheiben 43 und 44 gehalten. Letztere sind über einen Bolzen 45 miteinander verbunden, der durch eine öffnung im Bereich 16 hindurchläuft. Auf dem Bolzen 45 sitzt ein Zwischenring 46, der alle Teile zusammenhält. Jede Scheibe 43 und 44 besitzt Füße 47, die die Platten 41 bzw. 42 umfassen und sich =n dem flachen Teil 16 abstützen.

In Fig. 2 ist die Platte 41 mit durchgezogenen Linien

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und die Platte 42 geatrichelt gezeichnet. Die Platten bestehen aus Gummi oder gummiartigem Material. Die Platte 41 bedeckt zwei längliche öffnungen 24 und 25 im flachen Teil 16. Die Platte 42 auf der gegenüberliegenden Seite des flachen Teils 16 bedeckt zwei weitere längliche öffnungen 26 und 27.

Die Platte 41 besitzt Ohren 41b, die kleine öffnungen des mittleren Teils 16 bedecken. Ferner weist das mittlere Teil 16 eine öffnung 29 auf, die unbedeckt ist.

Das Fluid aus der Verdrängerkammer 1 strömt in die Federkammer 30, und zwar durch die öffnungen 24, 25 und 28. Die Platte 41 stellt sich diesem Strom federnd entgegen. Der Rückfluß erfolgt über die öffnungen 26 und 27. Diesem Fluß stellt sich die Platte 42 federnd entgegen. In beiden Richtungen kann der Fluß frei über die öffnung 29 erfolgen.

Ein wesentliches Merkmal der Neuerung ist die Tatsache, daß die Platten 41 und 42 zwischen den Scheiben 43 und und der Wand 16 eingespannt sind. Außerdem sind die Platten 41 und 42 derart begrenzt, daß nur der Endbereich 41a der Platte 41 und der Endbereich 42a der Platte 42 bewegbar ist.

Aufgrund der Begrenzung der Platten erfolgt ihre Deformation unter Kompression. Deshalb und weil die Platten in jedem Falle gegen den mittleren Bereich 16 gepreßt werden, sind die Platten in der Lage, die öffnungen 24, 25, 26 und 27 dicht abzuschließen. Die Platten decken die Öffnungen nicht nur dann dicht ab, wenn gleiche Drucke in den Kammern 1 und 30 herrschen, sondern auch bei kleinen Druckunterschieden, über die Öffnung 29 können sich kleine Druckunterschiede ausgleichen. Außerdem

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kann ein zusätzlicher Fluß in die Kammer 30 über die kleinen öffnungen 28 erfolgen, da die Ohren 41b praktisch nicht bzw. nur schwach auf diese öffnungen gedrückt werden.

Erst wenn große Fluidmengen von einer Kammer in die andere strömen müssen, wenn also die Druckunterschiede entsprechend groß, z. B. 1/3 atm (5 lbs./sq. i.) ist, geben die Platten 41 oder 42 die entsprechenden Öffnungen frei. Vorzugsweise sind die beiden Scheiben 43 und 44 unterschiedlich geformt. Ihre Form bewirkt eine unterschiedliche Steuerung der ihnen jeweils zugeordneten Platten 41 bzw. 42. Der Widerstand der einen Platte ist also größer als der der anderen:

Die Platte 42 wird stärker komprimiert als die Platte Des wird dadurch erreicht, daß die Tiefe der Füße 47 der Scheibe 44 kleiner ist als die der Scheibe 43. Eine andere Lösung bestünde neuerungsgemäß darin, daß die 'Platte 42 eine größere Stärke bat als die Platte 41.

Die Gehäuse 2 und 22 bestehen aus Metall und sind durch Pressen bzw. Ziehen hergestellt worden. Beim Gehäuse 22 ist die ringförmige Lippe 22a nach innen gebogen. Die Gehäuse 2 und 22 werden dann zusammengedrückt und miteinander verschweißt (siehe Schweißnaht 21). Ein O-Ring 23 wird dann in die Rinne 2a des Gehäuses 2 eingesetzt. Anschließend wird die Lippe 22a in die Stellung 22b gebracht .

Der O-Ring gewährleistet eine hermetische Abdichtung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Gehäuse 22.

Bevor die Membran 3 eingefügt wird, werden die Ventil-

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teile eingesetzt. Der Bolzen 45 wird durch die Scheibe 43, die Platten 41 und 42 und die Scheibe 44 bewegt. Die Füße 47 der Scheiben 43 und 44 werden gegen das Mittelteil 16 gedrückt,und schließlich wird die Mutter 46 auf den Bolzen 45 aufgeschraubt.

Dann wird die Membran am äußeren Umfang des Gehäuses 2 eingesetzt. Das Gehäuse 31 wird auf das Gehäuse 22 gesetzt (siehe Fig. 6), wobei die Membran. 35 zwischen den Gehäusen 22 und 31 und dem Metallring 36 eingespannt wird.

In die Kammer 32 wird über das Ventil 37 Druckgas eingeleitet. 38 ist eine Öffnung im Gehäuse 2,über welche Flüssigkeit in die Kammer 1 und in die Kammer 30 eingefüllt werden kann.

Wenn die Kammer 32 voll ist, liegt bei Abwesenheit von Flüssigkeit in den Kammern 1 und 30 die Membran 35 an der Scheibe 43 an. Um zu vermeiden, daß dabei die Membran beschädigt wird, hat die Scheibe 43 eine kappenförmige Gestalt mit einer Ausnehmung für den Kopf des Bolzens 45.

Das Gehäuse 2 ist mit dem Fahrzeug bzw. dem Fahrzeugrahmen der Kolben 10 mit dem Arm, an dem das Fahrzeugrad befestigt ist, verbunden.

Die Flüssigkeitsströme von der Kammer 1 in die Kammer 30 und zurück ergeben sich unter anderem aus der Fig. 7: Kleine Mengen strömen in beiden Richtungen durch o.ie Öffnung 29- Ein zusätzlicher Strom in die Kammer 30 kann über die Öffnung 28 erfolgen. Ein Strom durch diese Öffnung in umgekehrter Richtung wird durch das Ohr 41b verhindert. Nur wenn beachtliche Druckunterschiede auftreten, öffnen sich die Hauptplatten 41 bzw. 42.

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PATENTANWÄLTE

Durch die Dimensionierung der verschiedenen Größen, ζ. Β. die Vorkompression, die auf die Platten 41 und 42 wirkt, kann die Dämpfung des Ventils beeinflußt werden.

In Fig. ü ist ein Diagramm für ein typisches Dämpfungssystem veranschaulicht. Bei hohen Flüssen wird der Fluß aus der Kammer 30 etwa um das zweifache gehindert gegenüber dem Fluß in die Kammer 30. In Fig. 8 ist auf der X-Achse der Dämpfungsgrad und auf der Y-Achse der F,luß aufgetragen. Die oC Kurve stellt den Fluß in die Kammer 30 dar (Fluß bei Stoß). Die Kurve β stellt den Flu£ aus der Kammer 30 dar.

Claims (12)

Schutzansprüche:

1. Dämpfungsventilvorrichtung für hydraulisch arbeitende Verdränger, insbesondere für Fahrzeugradaufhängungen mit elastischen Platten, insbesondere Gummiplatten, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gummiplatte (41,42) durch feste Elemente (43,44) gegen die mit Löchern (24,25; 26,27) versehene Wand (16) des Verdrängers gedrückt wird derart, daß die sich beim öffnen deformierenden COeile der Platten (41,42) unter einer Vorspannung stehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der Platten (41,42) von deix festen Elementen (43,44) begrenzt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Platten (41,42) um etwa 90° zueinander versetzt, an gegenüberliegenden Seiten der Wand (16) angeordnet, gegen diese (16) durch zwei feste Scheiben (43,44) gedrückt werden, die über einen Bolzen (45) zusammengedrückt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheiben (43,44) unterschiedlich geformt sind und die Platten (41,42) demgemäß unterschiedliche Verformungscharakteristiken und die Fluidströme in den beiden Strömungsrichtungen - insbesondere etwa um den Faktor zwei - unterschiedliche Strömungswiderstände haben.

5· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

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die Wand (16) mindestens eine weitere öffnung (29) aufweist, die nicht bedeckt ist und kleiner ist als die bedeckten öffnungen (29,25,26,27).

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Scheiben (4-2,44-) d-ie Platten (41,42. ) mit Füßen (47), die der Wand (16) anliegen, in ihren mittleren Bereichen umfassen.

7· Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (41,42) eine längliche Form haben und mit ihren Enden die Löcher (24 - 27) überdecken, deren Längsachse etwa senkrecht zu der Längsachse der Platten (41,42) verlauft.

7- Vorrichtung nach Anspruch 7_} dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (24 ·- 27) und der äußere Rand der Platten (41,42) bogenförmig sind.

9· Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Platten (41,42) Vorsprünge aufweisen, die zur Abdeckung der Löcher (24 - 27) beitragen.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 9j dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (41) in der Federkammer (30) an jeder Seite ein kleines Ohr (41b) aufweist, das ein Loch (28) in der Wand (16) elastisch und ventilartig bedeckt und auf kleinere Druckunterschiede anspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η -

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zeichnet, daß die Ohren (41b) keinem Druck durch feste Elemente unterliegen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ohren (41b) auf Drucke unter 0,33 atm und die Platten auf Drucke über 0,33 atm ansprechen.

DJ: DG