DE102014223084A1

DE102014223084A1 - Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102014223084A1
Application number: DE102014223084.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Rösseler; Aleksandar Knezevic; Martin Mallon; Guido Holtmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-05-12
Also published as: WO2016074866A1

Abstract

Es wird ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer vorgeschlagen, umfassend einen Dämpfventilkörper mit den Dämpfventilkörper durchdringenden separaten Durchtrittskanälen für unterschiedliche Durchströmungsrichtungen, wobei die Durchtrittskanäle für jeweils eine Durchströmungsrichtung in einem gleichen radialen Abstand zu einer Mittelachse des Dämpfventils ausgeführt sind und wobei die Durchtrittskanäle jeweils mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung für ein Dämpfmedium verbinden, wobei die Austrittsöffnungen der Durchtrittskanäle für eine Durchströmungsrichtung über einen kreisförmig ausgeführten Ringgraben miteinander verbunden sind, wobei der Ringgraben durch mindestens eine Ventilscheibe abgedeckt ist und durch mindestens einen ringförmigen radial inneren Steg und mindestens einen eine ununterbrochene Auflagefläche für die Ventilscheibe bildenden und als ein geschlossener Ring ausgeführten radial äußeren Steg konstanter Breite radial begrenzt ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der radial äußere Steg mindestens eine, die Breite der Auflagefläche reduzierende und den Ringgraben partiell vergrößernde Ausnehmung aufweist, welche im Bereich mindestens einer Austrittsöffnung ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Bei einem Schwingungsdämpfer in einem Kraftfahrzeug wird ein Dämpfmedium in Folge einer Federungsbewegung durch ein Dämpfventil verdrängt. Das Dämpfventil umfasst dabei in der Regel mindestens einen Durchtrittskanal für mindestens eine Durchströmungsrichtung des Dämpfmediums, welcher mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung miteinander verbindet. Die Austrittsöffnung ist dabei von einer Ventilscheibe abgedeckt, welche beim Durchströmen des Dämpfmediums durch den Durchtrittskanal, von dem Dämpfmedium etwas angehoben wird. Aufgrund eines plötzlichen Druckausgleichs während der Abhubbewegung der Ventilscheibe entstehen sogenannte Poltergeräusche, welche von den Insassen des Kraftfahrzeugs als unangenehm empfunden werden können.
Aus der DE 10 2010 040 458 A1 ist ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer bekannt, umfassend einen Dämpfventilkörper mit den Dämpfventilkörper durchdringenden separaten Durchtrittskanälen für unterschiedliche Durchströmungsrichtungen. Die Durchtrittskanäle verbinden jeweils mindestens eine Eintrittsöffnung und mindestens eine Austrittsöffnung für ein Dämpfmedium. Die Austrittsöffnungen der Durchtrittskanäle für eine Durchströmungsrichtung sind über eine kreisförmig ausgeführte Rinne miteinander verbunden, wobei die Rinne durch mindestens eine Ventilscheibe abgedeckt ist und durch mindestens einen, eine ununterbrochene Auflagefläche für die Ventilscheibe bildenden und als ein geschlossener Ring ausgeführten Steg konstanter Breite radial begrenzt ist. Die Geräuschproblematik soll bei der DE 10 2010 040 558 A1 dadurch gelöst werden, dass die Durchtrittskanäle für jeweils eine Durchströmungsrichtung in einem unterschiedlichen radialen Abstand zu der Mittelachse des Dämpfventils ausgeführt sind. Durch die unterschiedliche Ausführung der Abstände der Durchtrittskanäle zu der Mittelachse des Dämpfventils wird vor allem erreicht, dass sich die Ventilscheibe nicht an deren gesamten Umfang gleichzeitig, sondern an einer, durch den größten Abstand von der Mittelachse definierten Stelle früher abhebt, als der Rest der Ventilscheibe. Durch das frühere Öffnen der Ventilscheibe kann erreicht werden, dass der plötzliche Druckausgleich zu einem früheren Zeitpunkt stattfindet, an dem die auszugleichende Druckdifferenz kleiner ist, als bei den vergleichbaren gattungsbildenden Dämpfventilen. Aufgrund von Auflagefläche konstanter Breite können bei einem derartigen Dämpfventil, jedoch bereits geringe Flüssigkeitsmengen dazu führen, dass die Ventilscheibe am Ventilsitz "festklebt" und dass die bei niedrigen absoluten Drücken entsprechend geringen Differenzdrücke nicht ausreichen, um die Ventilscheibe zu bewegen. Da die gattungsbildenden Schwingungsdämpfer in der Regel ein flüssiges Dämpfmedium einsetzen, oder zumindest ein Schmiermittel benutzen, kann ein vorstehend erläuterter Klebeeffekt nicht ausgeschlossen werden. Dieser verhindert eine möglichst frühzeitige Öffnung der Ventilscheibe.
Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin ein gattungsbildendes Dämpfventil derart weiter zu entwickeln, dass die bekannten Nachteile behoben sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den abhängigen Ansprüchen, sowie in den Figuren angegeben.
Dadurch, dass der radial äußere Steg mindestens eine, die Breite der Auflagefläche reduzierende und den Ringgraben partiell vergrößernde, Ausnehmung aufweist, welche im Bereich mindestens einer Austrittsöffnung ausgeführt ist, kann der Klebeeffekt im Bereich der Ausnehmung minimiert, die druckbeaufschlagte Fläche der Ventilscheibe im Bereich der Ausnehmung vergrößert und das Öffnungsverhalten der Ventilscheibe optimiert werden. Durch die Reduzierung des Klebeeffektes und die Vergrößerung der druckbeaufschlagten Fläche wird ein frühes Abheben der Ventilscheibe im Bereich der Ausnehmung erreicht, wodurch der Druckausgleich bereits bei einem sehr geringem Differenzdruck erfolgt, was die Poltergeräusche deutlich reduziert.
Im einfachsten Fall kann die Ausnehmung als Kerbe ausgeführt sein, welche mittels eines Werkzeugs in den Steg geschlagen wird. Selbstverständlich kann die Ausnehmung ebenfalls durch eine spanende oder sonstige dem Fachmann bekannte Bearbeitung hergestellt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der Steg mäanderförmig ausgeführt ist und mittelachsenferne Abschnitte und mittelachsennahe Abschnitte aufweist, sowie Verbindungsabschnitte, welche die mittelachsenferne Abschnitte und mittelachsennahe Abschnitte verbinden, wobei die Ausnehmung an den mittelachsenfernen Abschnitten ausgeführt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante können im Bereich einer Austrittsöffnung mehrere Ausnehmungen ausgeführt sein. Diese können unterschiedliche radiale Erstreckung aufweisen, wodurch die Ausnehmungen die Breite der Auflagefläche unterschiedlich stark reduzieren.
Durch die Wahl der Anzahl der Ausnehmungen und deren Größe kann das Öffnungsverhalten der Ventilscheibe genau justiert werden. Darüber hinaus kann der Klebeeffekt dadurch bei Bedarf an jeder Austrittsöffnung definiert eingestellt werden.
Vorteilhafter Weise kann der Dämpfventilkörper mindestens ein Stützsegment für die Ventilscheibe aufweisen. Das Stützsegment kann beispielsweise im Bereich einer Eintrittsöffnung für das Dämpfmedium ausgeführt sein. Das minimiert die Gefahr einer Deformation der Ventilscheibe bei einer rückwärtigen Anströmung des Dämpfmediums.
Anhand folgender Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
1a: eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsvariante eines Dämpfventilkörpers;
1b: eine Ausschnittweise Darstellung einer Ausnehmung nach 1a;
1c: eine Draufsichtdarstellung nach 1b;
2a: eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante eines Dämpfventilkörpers;
2b: eine Ausschnittweise Darstellung einer Ausnehmung nach 2a;
2c: eine Draufsichtdarstellung nach 2b;
3a: eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsvariante eines Dämpfventilkörpers;
3b: eine Ausschnittweise Darstellung einer Ausnehmung nach 3a;
3c: eine Draufsichtdarstellung nach 3b;
4: eine Schnittdarstellung einer Ausführungsvariante eines Dämpfventils.
Die 4 zeigt beispielhaft ein an einer Kolbenstange montiertes Dämpfventil 1 für einen Schwingungsdämpfer. Grundsätzlich kann das Dämpfventil 1 auch als ein Bodenventil oder als Vorventil zu einem verstellbaren Dämpfventil angewendet werden. Die Anwendungsmöglichkeiten sind weder auf die zeichnerische Darstellung noch auf die vorstehend genannten Fälle beschränkt.
Wie in den 1a, 2a, 3a und 4 dargestellt, umfasst das Dämpfventil 1 einen Dämpfventilkörper 2, welcher mehrere den Dämpfventilkörper 2 durchdringende separate Durchtrittskanälen 3; 4 für unterschiedliche Durchströmungsrichtungen aufweist. Die Durchtrittskanäle 3; 4 für jeweils eine Durchströmungsrichtung sind in einem gleichen radialen Abstand X1 zu einer Mittelachse A des Dämpfventils 1 angeordnet. Darüber hinaus verbinden die Durchtrittskanäle 3; 4 jeweils mindestens eine Eintrittsöffnung 5; 6 und mindestens eine Austrittsöffnung 7; 8 für ein Dämpfmedium. Die Austrittsöffnungen 7; 8 der Durchtrittskanäle 3; 4 für eine Durchströmungsrichtung sind über einen kreisförmig ausgeführten Ringgraben 9 miteinander verbunden. Der Ringgraben 9 ist durch mindestens eine Ventilscheibe 10 abgedeckt und durch einen ringförmigen radial inneren Steg 11 und einen radial äußeren Steg 12 konstanter Breite radial begrenzt. Der radial äußere Steg 12 bildet eine ununterbrochene Auflagefläche 13 für die Ventilscheibe 10 und ist als ein geschlossener Ring ausgeführt.
Der radial äußere Steg 12 weist mindestens eine, die Breite der Auflagefläche 13 reduzierende und den Ringgraben 9 partiell vergrößernde Ausnehmung 14; 14a; 14b auf, welche im Bereich mindestens der Austrittsöffnung 7; 8 ausgeführt ist.
In den Figuren 1a, 2a und 3a ist dargestellt, dass der radial äußere Steg 12 mindestens einen mittelachsenfernen Abschnitt 15 und mindestens einen mittelachsennahen Abschnitt 16 aufweist, sowie mindestens einen Verbindungsabschnitt 17, welcher den mittelachsenfernen Abschnitt 15 und den mittelachsennahen Abschnitt 16 verbindet. In allen Figuren ist darüber hinaus abgebildet, dass die Ausnehmung 14; 14a; 14b an mindestens einem mittelachsenfernen Abschnitt 15 ausgeführt ist.
Die in den Figuren abgebildete Ausnehmung 14; 14a; 14b kann im einfachsten Fall als eine Kerbe ausgeführt sein.
Die 2a bis 3c zeigen, dass im Bereich mindestens einer Austrittsöffnung 7; 8 mehrere Ausnehmungen 14; 14a; 14b ausgeführt sind.
Die Ausnehmungen 14; 14a; 14b können unterschiedliche radiale Erstreckung aufweisen, wodurch die Ausnehmungen 14; 14a; 14b die Breite der Auflagefläche 13 und somit auch den Klebeeffekt unterschiedlich stark reduzieren.
Um die Gefahr einer Deformation der Ventilscheibe 10 bei einer rückwärtigen Anströmung des Dämpfmediums zu minimieren, weist der Dämpfventilkörper 2 mindestens ein Stützsegment 18 für die Ventilscheibe 10 auf. Wie in 1a; 2a; 3a und 4 abgebildet, kann das Stützsegment 18 im Bereich einer Eintrittsöffnung für das Dämpfmedium ausgeführt sein.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfventil
2: Dämpfventilkörper
3: Durchtrittskanal
4: Durchtrittskanal
5: Eintrittsöffnung
6: Eintrittsöffnung
7: Austrittsöffnung
8: Austrittsöffnung
9: Ringgraben
10: Ventilscheibe
11: radial innerer Steg
12: radial äußerer Steg
13: Auflagefläche
14: Ausnehmung
15: mittelachsenferner Abschnitt
16: mittelachsennaher Abschnitt
17: Verbindungsabschnitt
18: Stützsegment
A: Mittelachse
X1: radialer Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010040458 A1 [0003]
DE 102010040558 A1 [0003]

Claims

Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Dämpfventilkörper (2) mit den Dämpfventilkörper (2) durchdringenden separaten Durchtrittskanälen (3; 4) für unterschiedliche Durchströmungsrichtungen, wobei die Durchtrittskanäle (3; 4) für jeweils eine Durchströmungsrichtung in einem gleichen radialen Abstand (X1) zu einer Mittelachse (A) des Dämpfventils (1) ausgeführt sind und wobei die Durchtrittskanäle (3; 4) jeweils mindestens eine Eintrittsöffnung (5; 6) und mindestens eine Austrittsöffnung (7; 8) für ein Dämpfmedium verbinden, wobei die Austrittsöffnungen (7; 8) der Durchtrittskanäle (3; 4) für eine Durchströmungsrichtung über einen kreisförmig ausgeführten Ringgraben (9) miteinander verbunden sind, wobei der Ringgraben (9) durch mindestens eine Ventilscheibe (10) abgedeckt ist und durch mindestens einen ringförmigen radial inneren Steg (11) und mindestens einen eine ununterbrochene Auflagefläche (13) für die Ventilscheibe (10) bildenden und als ein geschlossener Ring ausgeführten radial äußeren Steg (12) konstanter Breite radial begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Steg (12) mindestens eine, die Breite der Auflagefläche (13) reduzierende und den Ringgraben (9) partiell vergrößernde Ausnehmung (14; 14a; 14b) aufweist, welche im Bereich mindestens einer Austrittsöffnung (7; 8) ausgeführt ist.
Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Steg (12) mindestens einen mittelachsenfernen Abschnitt (15) und mindestens einen mittelachsennahen Abschnitt (16) aufweist, sowie mindestens einen Verbindungsabschnitt (17), welcher den mittelachsenfernen Abschnitt (15) und den mittelachsennahen Abschnitt (16) verbindet, wobei die Ausnehmung (14; 14a; 14b) an mindestens einem mittelachsenfernen Abschnitt (15) ausgeführt ist.
Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (14; 14a; 14b) als eine Kerbe ausgeführt ist.
Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich mindestens einer Austrittsöffnung (7; 8) mehrere Ausnehmungen (14; 14a; 14b) ausgeführt sind.
Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (14; 14a; 14b) unterschiedliche radiale Erstreckung aufweisen. und dass die Ausnehmungen durch deren unterschiedliche radiale Erstreckung die Breite der Auflagefläche unterschiedlich stark reduzieren.
Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfventilkörper (2) mindestens ein Stützsegment (18) für die Ventilscheibe (10) aufweist.
Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützsegment (18) im Bereich einer Eintrittsöffnung für das Dämpfmedium ausgeführt ist.