DE102004034724A1

DE102004034724A1 - Dämpfventil

Info

Publication number: DE102004034724A1
Application number: DE200410034724
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. Broocks
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2004-07-17
Filing date: 2004-07-17
Publication date: 2005-10-27

Abstract

Dämpfventil, umfassend einen Dämpfventilkörper, mit mindestens einer Durchgangsöffnung, die zumindest teilweise von einer Ventilscheibe abgedeckt wird, wobei die Ventilscheibe von einer Formschlussverbindung mit dem Dämpfventilkörper verspannt ist, wobei die Formschlussverbindung von einem Befestigungsbolzen gebildet wird, der auf seiner Mantelfläche eine Profilierung aufweist, die mit einem Befestigungsring in Eingriff gebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 198 55 974 C1 ist eine Befestigung eines Dämpfkolbens auf einer Kolbenstange bekannt. Ein konventioneller Kolben mit seinen Ventilscheiben ist auf einem Kolbenstangenzapfen aufgefädelt und stützt sich an einem Absatz des Kolbenzapfens ab. Ein Endbereich des Kolbenstangenzapfens ist mit einem Profil ausgeführt, das mit einem auf den Kolbenstangenzapfen aufgepressten Schließring eine Formschlussverbindung eingeht. In der Ausgestaltung nach den 1 und 2 wird die Dämpfkraft von der Anzahl, dem Durchmesser und der Materialstärke der Ventilscheiben bestimmt. In der 3 kommt ein Ventilkörper in Verbindung mit einer Schraubenfeder zur Anwendung. Durch eine gezielte axiale Einstellung des als Federteller ausgeführten Schließrings kann die Dämpfkraftkennlinie wie gewünscht erreicht werden.

Aus der DE 31 00 886 C2 , 15, ist ein Bodenventil für einen Schwingungsdämpfer bekannt, das einen kreisringförmigen Bodenventilkörper aufweist, der beidseitig mit Ventilscheiben bestückt ist. In einer zentralen Durchgangsöffnung ist eine einteilige Nietverbindung ausgeführt, die die Ventilscheiben und eine Vorspannfeder zum Bodenventilkörper fixiert. Aufgrund der Nietverbindung am Bodenventil treten schwankende Vorspannkräfte an den Ventilscheiben auf, die zu einer von der angestrebten Dämpfkraftkennlinie abweichenden Einstellung führen können.

Erste Überlegungen könnten dazu führen, dass man anstatt der Nietverbindung eine Schraubverbindung wählt, doch wäre die Schraubverbindung gegen selbsttätiges Lösen zu sichern.

Die DE 44 04 834 C2 beschreibt ein Bodenventil, dessen Hülsenkörper an seiner Unterseite Scheiben aufweist, die über einen Stützring in Verbindung mit einer Verschweißung gehalten werden. Durch eine axiale Verschiebung des Stützring zum Hülsenkörper kann die Vorspannung der Scheiben eingestellt werden. Diese Konstruktion ist aber nur bei Bodenventilen einsetzbar, deren Hülsenkörper aus einem mit dem Stützring verschweißbaren Werkstoff besteht. Ein weiteres generelles Problem besteht darin, dass die Scheiben und der Hülsenkörper Schweißspritzern ausgesetzt sind, die u. U. die Funktion des Bodenventils beeinträchtigen könnten. Deshalb ist es angezeigt, das Bodenventil beim Schweißvorgang gegen Schweißspritzer zu schützen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verbindungsmittel für ein Bodenventil bereitzustellen, das einerseits großserientauglich ist und andererseits enge Toleranzen bei der Dämpfkraftkennlinie erfüllt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Formschlussverbindung von einem Befestigungsbolzen gebildet wird, der auf seiner Mantelfläche eine Profilierung aufweist, die mit einem Befestigungsring in Eingriff gebracht wird.

Insbesondere durch eine gezielte Durchmesserreduzierung des Befestigungsrings ist eine Volumenverschiebung mit einer Längenvergrößerung des Befestigungsrings verbunden. Die Längenvergrößerung in Kombination mit der Formschlussverbindung sorgt für eine Vorspannung. Durch die gezielte Durchmesserreduzierung kann die Vorspannung innerhalb der Verspannungskette der mindestens einen Ventilscheibe mit dem Dämpfventilkörper wiederholgenau eingehalten werden. Die Durchmesserreduzierung kann z. B. mit einer Reduzierhülse vorgenommen werden. In Abhängigkeit der Kraft, die notwendig ist, um die Reduzierhülse auf den Befestigungsring zu pressen, kann auf die Vorspannung innerhalb der Formschlussverbindung geschlossen werden. Eine Kontrolle der in der Formschlussverbindung vorhandenen Vorspannkraft kann dadurch erfolgen, dass man an dem Befestigungsring zieht, bis eine Lose zwischen der Ventilscheibe und dem Dämpfventilkörper vorliegt.

Eine zusätzliche Möglichkeit der gezielten Einleitung einer Vorspannung in die Formschlussverbindung besteht darin, dass der Befestigungsbolzen mit einem Profil für eine Zugvorrichtung ausgeführt ist. Der gezogene Befestigungsbolzen nimmt nach dem Lösen einer Zugvorrichtung seine ursprüngliche Länge wieder ein und drückt damit zusätzlich auf den Befestigungsring. Mit dieser Methode können besonders große Vorspannungen erreicht werden.

Der Abschnitt mit dem Profil für die Zugvorrichtung stellt bezogen auf die Funktion des Dämpfventils ein Abfallprodukt dar. Damit der Abschnitt leicht von dem Befestigungsbolzen entfernt werden kann, weist der Befestigungsbolzen zwischen dem Profil für die Zugvorrichtung und der Profilierung eine Sollbruchstelle auf.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist der Befestigungsring eine Stützfläche für eine Feder auf. So kann die Ventilscheibe von einer Schraubendruckfeder vorgespannt sein, die sich an einem Federteller abstützt, wobei der Befestigungsbolzen den Federteller durchgreift. Um die Teilezahl zu minimieren können der Befestigungsring und der Federteller einteilig ausgeführt sein.

Der Dämpfventilkörper weist eine Vertiefung auf, die von mindestens einem Auflager umschlossen wird, wobei der Schließring in dieser Vertiefung angeordnet ist. Damit wird der vorhandene Bauraum in der Umgebung des Dämpfventilkörpers besonders vorteilhaft ausgenutzt.

Des weiteren bildet der Befestigungsbolzen einen Federteller für eine Feder bildet, so dass insgesamt eine einfache Konstruktion des Dämpfventils vorliegt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt:
1 Dämpfventil mit erfindungsgemäßer Formschlussverbindung
2 Abwandlung des Dämpfventils nach 1
Die 1 zeigt ein Dämpfventil 1, wie es u. a. in einem Schwingungsdämpfer eingesetzt wird. Ein Dämpfventilkörper 3 verfügt über Durchlasskanäle 5, 7, die auf Teilkreisen mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sind. Die Austrittsenden der Durchlasskanäle sind jeweils mit mindestens eine Ventilscheibe 9; 11 bestückt. Auf einer Oberseite des Dämpfventilkörpers ist die Ventilscheibe 9 in Verbindung mit einer kegeligen Schraubendruckfeder 13 als ein einfaches Rückschlagventil ausgeführt. Die Schraubendruckfeder stützt sich an einem Federteller 15 ab, der von einem Befestigungsbolzen 17 gebildet wird. Der Befestigungsbolzen durchgreift den Dämpfventilkörper in einer Durchgangsöffnung 19. An einer Unterseite des Dämpfventilkörpers ist ein Ventilscheibenpaket auf einem Schaft des Befestigungsbolzens aufgefädelt. Im Bereich des äußeren Durchmessers des Dämpfventilkörpers sind mehrere Auflager 20 angeordnet, über die sich das Dämpfventil in einem nicht dargestellten Schwingungsdämpfer abstützt, wobei die Auflager eine Vertiefung 22 des Dämpfventilkörpers umschließen. Innerhalb dieser Vertiefung ist ein Befestigungsring 25 mit einer Profilierung 21 einer Mantelfläche 23 des Befestigungsbolzens 17 in eine Formschlussverbindung 27 gebracht worden. Der Befestigungsring 25 weist eine Stützfläche 29 für die als Feder ausgeführten Ventilscheiben 11 auf.
Für die Montage gibt es verschiedene Vorgehensweisen. Man kann den Dämpfventilkörper 3 mit der Schraubendruckfeder 13 und den Ventilscheiben 9; 11 sowie dem Befestigungsbolzen 17 bestücken. Danach wird der Befestigungsring 25 z. B. mit einem Ringwerkzeug, das stirnseitig am Befestigungsring angreift, auf die Profilierung des Befestigungsbolzens geschoben bis die Stützfläche 29 an der untersten Ventilscheibe anliegt. Der Befestigungsbolzen wird in einer Vorrichtung in seiner vorgesehenen Endlage gehalten. Danach wird z. B. mit einer Reduzierhülse 31 eine Außendurchmesserverkleinerung an dem Befestigungsring durchgeführtdie die Formschlussverbindung ausgehend von der ersten Profilierungsstelle bezogen auf den Befestigungsring herstellt. Mit weiterer Axialbewegung der Reduzierhülse wird die Formschlussverbindung 27 im weiteren Profilierungsbereich 21 geschlossen. Dabei findet eine Volumenverschiebung beim Befestigungsring statt, die mit einer axialen Verlängerung des Befestigungsrings verbunden ist. Beim Aufschieben des Befestigungsbolzens wurde bereits die Formschlussverbindung 27 geschlossen. Mit der Außendurchmesserreduzierung und Formschlussverbindung wird eine definierte Zugkraft auf den Befestigungsbolzen ausgeübt, da das verdrängte Volumen des Befestigungsrings zusammen mit dem Befestigungsbolzen in Achsrichtung des freien Endes des Befestigungsbolzens gestreckt wird. Die axiale Zustellkraft, die auf die Reduzierhülse 31 ausgeübt werden muss, steht in einem funktionalen Zusammenhang mit der vorhandenen Vorspannung innerhalb der Verspannungskette der zwischen dem Befestigungsbolzen und dem Befestigungsring angeordneten Bauteile. Wenn man die Zustellkraft und/oder die Längenänderung des Befestigungsrings erfasst, dann liegt auch die Kenntnis über die Vorspannung vor. Bei exakter Vorspannung wird auch die gewünschte Dämpfkraftkennlinie insbesondere bei den Ventilscheiben 11 gewährleistet.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass der Befestigungsbolzen mit einem Profil 33 für eine Zugvorrichtung ausgeführt ist. Das Profil kann z. B. von einem einfachen Gewinde gebildet werden, an dem ein Zugmittel 35 angeschlossen wird. Bevor der Befestigungsring von der Reduzierhülse in seinem Durchmesser verkleinert wird, wird über das Zugmittel eine Zugkraft auf den Befestigungsbolzen ausgeübt. Bei dieser Methode braucht man keine Vorrichtung, um den Schließkopf des Befestigungsbolzens auf dem Dämpfventilkörper vorzuspannen, da die Zugkraft auf den Befestigungsbolzen und die Druckkraft auf den Befestigungsring gegeneinander wirken und jeweils an dem Befestigungring oder dem Befestigungsbolzen angreifen. Besonders große Vorspannungen innerhalb der Verspannungskette zwischen dem Befestigungsbolzen und dem Befestigungsring können dadurch erreicht werden, indem man den Ventilkörper gegen die Zugkraft abstützt, z. B. an den Auflagern 20. Nach dem der Befestigungsring radial gestaucht wurde, wird das Zugmittel 35 wieder gelöst oder man erhöht die Zugbelastung soweit, bis an einer Sollbruchstelle 37 der Längenabschnitt mit dem Profil 33 von dem restlichen Befestigungsring entfernt werden kann. Bei dieser Vorgehensweise werden die Zugkräfte, die von dem Befestigungsring ausgehen mit den direkt eingeleiteten Zugkräften auf den Befestigungsbolzen überlagert, so dass besonders große Vorspannungen innerhalb der besagten Verspannungskette erreicht werden können.
Das Dämpfventil gemäß der Ausführung nach 2 entspricht in der Ausgestaltung der Formschlussverbindung 27 dem Beschriebenen nach 1. Abweichend ist der Befestigungsring 25 auf der Oberseite des Dämpfventils 1 ausgeführt, wobei der Federteller für die Schraubendruckfeder im rechten Halbschnitt als ein separates Bauteil 39 ausgeführt ist, das von dem Befestigungsbolzen 17 durchgriffen wird. Im linken Halbschnitt sind der Federteller und der Befestigungsring als ein Teil dargestellt. Der Setzkopf des Befestigungsbolzens 17 liegt an der Unterseite des Dämpfventilkörpers auf den Ventilscheiben 11 an.

Claims

Dämpfventil, umfassend einen Dämpfventilkörper mit mindestens einer Durchgangsöffnung, die zumindest teilweise von einer Ventilscheibe abgedeckt wird, wobei die Ventilscheibe mittels einer Formschlussverbindung mit dem Dämpfventilkörper verspannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlussverbindung (27) von einem Befestigungsbolzen (17) gebildet wird, der auf seiner Mantelfläche (23) eine Profilierung (21) aufweist, die mit einem Befestigungsring (25) in Eingriff gebracht wird.
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbolzen (17) mit einem Profil (33) für eine Zugvorrichtung (35) ausgeführt ist.
Dämpfventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbolzen (17) zwischen dem Profil (33) für die Zugvorrichtung (35) und der Profilierung (21) eine Sollbruchstelle (37) aufweist.
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (25) eine Stützfläche (29) für eine Feder (13; 11) aufweist.
Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (9) von einer Schraubendruckfeder (13) vorgespannt wird, die sich an einem Federteller (39) abstützt, wobei der Befestigungsbolzen (17) den Federteller (39) durchgreift.
Dämpfventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsring (25) und der Federteller (39) einteilig ausgeführt sind.
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfventilkörper (3) eine Vertiefung (22) aufweist, die von mindestens einem Auflager (20) umschlossen wird, wobei der Befestigungsring (25) in dieser Vertiefung (20) angeordnet ist.
Dämpfventil nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsbolzen (17) einen Federteller (15) für eine Feder (13) bildet.