DE102015204030B3

DE102015204030B3 - Dämpfventileinrichtung

Info

Publication number: DE102015204030B3
Application number: DE102015204030.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Förster; Thomas Manger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-03-06
Filing date: 2015-03-06
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2035-03-07

Abstract

Dämpfventileinrichtung mit einem Ventilanker, der ein Förderventil mit einer Ventilscheibe aufweist, die eine Austrittsöffnung eines Förderkanals zumindest teilweise abdeckt, wobei der Ventilanker eine ortsfeste Abhubbegrenzung für die Ventilscheibe aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 10 2011 003 924 A1 , 3, ist eine Dämpfventileinrichtung bekannt, deren Ventilanker ein Förderventil aufweist. Das Förderventil umfasst einen Förderkanal, dessen Austrittsöffnung von einer Ventilscheibe abgedeckt wird. Die Ventilscheibe wird von einer Feder auf eine Stirnfläche des Ventilankers vorgespannt. Die Feder stützt sich mit ihrem anderen Ende an einem Boden einer Rückschlusshülse ab. Diese Ventilbauform ist mit einigen Nachteilen verbunden. Zum einen kann man das Förderventil nur schwerlich montieren, da die kleine Feder exakt positioniert sein muss. Des Weiteren kann man das Förderventil vor dem Einbau in die Dämpfventileinrichtung nicht mit der notwendigen Genauigkeit auf seine Funktion überprüfen.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Federweg der Feder den gesamten Hubweg des Ventilankers aufnehmen muss. Entsprechend muss die Vorspannung der Feder so bestimmt sein, dass die Ventilscheibe auch bei maximaler Distanz vom Boden der Rückschlusshülse noch gesichert in der Schließposition des Förderventils steht. Damit ist die Vorspannkraft bezogen auf die Rückschlagventilfunktion des Förderventils überdimensioniert.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die aufgezeigten Nachteile zu beheben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Ventilanker eine ortsfeste Abhubbegrenzung für die Ventilscheibe aufweist.
Der Vorteil besteht nun darin, dass der Ventilanker vor dem Einbau in die Dämpfventileinrichtung vollständig mit dem Förderventil montiert und ggf. getestet werden kann. Das Förderventil bildet mit dem Ventilanker eine von weiteren Baugruppen der Dämpfventileinrichtung unabhängig handhabbare Baueinheit.
Dabei ist vorgesehen, dass der Ventilanker eine Bewegungsnut für die Ventilscheibe aufweist und eine Nutseitenwand die Abhubbegrenzung bildet. Die Nutbreite ist deutlich kleiner ausgeführt als der Hubweg des Ventilankers.
Gemäß einem Unteranspruch ist an dem Ventilanker ein Anschlagring fixiert, der die Bewegungsnut begrenzt. Der zusätzliche Anschlagring bringt den Vorteil, dass an dem Ventilanker keine Umformungen durchgeführt werden müssen, um eine Nutseitenwand herzustellen.
Der Anschlagring kann eine topfförmige Verlängerung aufweisen, über die der Anschlagring zum Ventilanker positioniert ist. Die Verlängerung sorgt für eine exakte radiale Ausrichtung und bietet eine Klemmfläche für einen Pressverband.
Um das Abhubverhalten der Ventilscheibe zu optimieren, weist die ringförmige Ventilscheibe ein Stufenprofil auf, das eine Führungsfläche zum Ventilanker aufweist. Die Ventilscheibe ist bevorzugt aus einem dünnen Blech hergestellt und erhält durch die Führungsfläche eine kippsichere Führung.
Optional kann der Anschlagring von einer Rückstellfederanordnung des Ventilankers gehalten werden. Je nach Auslegung und Ausformung des Anschlagrings kann die Haltefunktion als eine Sicherung bis hin zu einer vollständigen Haltefunktion variieren.
Für den Fall, dass die Ventilscheibe ein exakt gesteuertes Abhub- und Schließverhalten aufweisen soll, ist vorgesehen, dass die Ventilscheibe von einer Feder in Schließrichtung vorgespannt ist.
Dabei kann sich die Feder an dem Anschlagring axial abstützen, der damit eine Doppelfunktion ausübt.
Bevorzugt ist die Feder als eine Scheibenfeder ausgeführt, da bei dieser Bauform die Bauhöhe der Feder minimal ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die Feder in Umfangsrichtung mindestens einen Federarm auf, der mit einer Schließfläche der Feder verbunden ist. Dadurch kann eine Feder mit einer sehr geringen Vorspannung in Verbindung mit einer fertigungsgerechten Materialstärke der Feder erreicht werden
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Ausschnitt von einem Dämpfventil
2 Alternativvariante mit topfförmigen Anschlagring
3 Alternativvariante zur 2 mit Feder
4 Feder als Einzelteil
5 Ringförmiger Anschlagring
Die 1 zeigt einen Ausschnitt einer verstellbaren Dämpfventileinrichtung 1. Die Dämpfventileinrichtung 1 umfasst einen elektromagnetischen Aktuator 3 mit einer Spule 5, die gegen eine Rückstellfederanordnung 7; 9 eine Magnetstellkraft auf einen Ventilanker 11 ausübt.
Der Ventilanker 11 umfasst einen ringförmigen Leitkörper 13 und eine Lagerhülse 15, die den Ventilanker 11 in einem Rückschlusskörper 17 und einer Wandung 19 der Dämpfventileinrichtung 1 radial führt und axial verschiebbar lagert. In der gezeigten Variante steuert der Ventilanker 11 ein Vorstufenventil 21 an, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Bauform beschränkt. Die Ringraumbereiche zwischen dem Rückschlusskörper 17 und dem Ventilanker 11 sind mit Dämpfmittel gefüllt.
Um Dämpfmittel, das unzulässige Gasanteile aufweisen kann, aus einem Hubraum 23 für den Ventilanker 11 der Dämpfventileinrichtung zu verdrängen, verfügt die Dämpfventileinrichtung 1 im Inneren der Lagerhülse 15 über einen Gasspeicher 25, der über ein Förderventil 27 gefüllt wird. Das Förderventil 27 arbeitet mit einem Rückschlagventil 29 zusammen, das den Zustrom von Gas in den Gasspeicher 25 zulässt, jedoch ein Zurückströmen von Gas aus dem Gasspeicher 25 in einen Pumpraum 31 verhindert. Der Pumpraum 31 wird endseitig von einem Boden 33 des Rückschlusskörpers und von einer Stirnfläche 35 des Ventilankers 11 begrenzt. Innerhalb des Ventilankers 11 ist mindestens ein Förderkanal ausgeführt, der den Hubraum 23 mit dem Pumpraum 31 verbindet.
Eine Austrittseite des Förderkanals 37 in Richtung des Pumpraums 31 wird von einer Ventilscheibe 39 als Teil des Förderventils 27 zumindest teilweise abgedeckt. Der Ventilanker 11 verfügt über eine ortsfeste Abhubbegrenzung 41 für die Ventilscheibe 39. Dazu weist der Ventilanker 11 eine Bewegungsnut 43 für die Ventilscheibe 39 auf, wobei eine Nutseitenwand 45 die Abhubbegrenzung bildet. Der maximale Hubweg der Ventilscheibe 39 relativ zum Ventilanker 11 ist deutlich kleiner als der maximale Hubweg des Ventilankers 11 zum Rückschlusskörper 17.
In dieser Ausführungsform besteht die Ventilscheibe 39 aus einem dünnen Blechrohling, so dass die Ventilscheibe 39 leicht in die Bewegungsnut 43 einrastbar ist. Zur besseren Führung weist die ringförmige Ventilscheibe 39 ein Stufenprofil 47 auf. Ein nach radial innen gerichteter Rand 49 greift in die Bewegungsnut 43 ein und das sich anschließende Stufenprofil umfasst eine zylindrische Führungsfläche 51, die an einer äußeren Mantelfläche 53 des Ventilankers 11 anliegt.
Aufgrund der Formschlussverbindung der Ventilscheibe 39 mit der Bewegungsnut 43 ist die Ventilscheibe 39 unter üblichen Betriebsbedingungen unlösbar mit dem Ventilanker 11 verbunden, so dass eine Baueinheit vorliegt, die leicht auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüfbar ist.
Die Variante nach der 2 des Förderventils 27 gleicht funktional der Ausführung nach 1. Die Bewegungsnut 43 wird von einer Sitzfläche 55 des Ventilankers 11 und einem nach radial außen weisenden Kragen 57 eines Anschlagrings 59 gebildet. Der Anschlagring 59 weist eine topfförmige Verlängerung auf, über den der Anschlagring 59 zum Ventilanker 11 positioniert ist. Die topfförmige Verlängerung 61 greift in eine Stufenöffnung 63 des Ventilankers 11 ein und bildet mit einem Hülsenabschnitt eine mehr oder weniger stark belastbare Presspassung. Endseitig in Richtung eines Absatzes 65 des Ventilankers verfügt die Verlängerung 61 über einen ringförmigen Boden 67. Dieser Boden 67 fungiert als Abstützfläche für die Rückstellfederanordnung 7. Die Federkraft der Rückstellfederanordnung 7 übt eine Haltekraft zur Fixierung des Anschlagrings 59 am Ventilanker 11 aus.
Die 3 zeigt eine Ausführungsvariante des Förderventils 27, bei der abweichend zur 2 eine Feder 69 zur Anwendung kommt, die die Ventilscheibe 39 in Schließrichtung des Förderventils 27 vorspannt. Die Feder 69 stützt sich dabei an dem Anschlagring 59 ab. Im Hinblick auf eine axial sehr kompakte Bauform ist die Feder 69 als eine Scheibenfeder ausgeführt.
Die Ventilscheibe 39 ist abweichend zu den 1 und 2 nicht als ebene Scheibe, sondern als ein Winkelring ausgeführt. Durch die Winkelform wird die Ventilscheibe 39 versteift und kann die Feder 69 zusätzlich radial führen. Des Weiteren bietet der Winkelring einen Freiraum für die einen Vorspannweg der im Ausgangszustand ebene Feder 69.
In der 4 ist die Feder 69 als Einzelteil dargestellt. Die Feder 69 ist als ebene Scheibenfeder ausgeführt. Damit benötigt die Feder 69 nur einen sehr kleinen axialen Bauraum. Des Weiteren weist die Scheibenfeder in Umfangsrichtung mindestens einen Federarm 71 auf, der mit einer ringförmigen Schließfläche 73 verbunden ist. Zwischen dem Federarm 71 und dem äußeren Rand der Schließfläche 73 besteht ein bogenförmiger Freischnitt 75, so dass sich der Federarm 75 und die Schließfläche 73 leicht axial gegeneinander verformen können.
Die 5 zeigt eine Ausführungsform des Förderventils 27, bei der ein einfacher Ring als Anschlagring 59 auf einem Hals des Ventilankers 11 aufgepresst ist. Eine Auffädelungsschräge 77 erleichtert die Montage. Die Scheibenfeder 69 kann beispielsweise identisch mit der 4 sein. Dabei liegt die Schließfläche 73 an dem Anschlagring 59 an und radiale Stege 79 der Federarme 71 stützen sich auf der Ventilscheibe 39, insbesondere dem Winkelring 39 ab.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfventileinrichtung
3: Aktuator
5: Spule
7: Rückstellfederanordnung
9: Rückstellfederanordnung
11: Ventilanker
13: Leitkörper
15: Lagerhülse
17: Rückschlusskörper
19: Wandung
21: Vorstufenventil
23: Hubraum
25: Gasspeicher
27: Förderventil
29: Rückschlagventil
31: Pumpraum
33: Boden
35: Stirnfläche
37: Förderkanal
39: Ventilscheibe
41: Abhubbegrenzung
43: Bewegungsnut
45: Nutseitenwand
47: Stufenprofil
49: Rand
51: Führungsfläche
53: Mantelfläche
55: Sitzfläche
57: Kragen
59: Anschlagring
61: Verlängerung
63: Stufenöffnung
65: Absatz
67: Boden
69: Feder
71: Federarm
73: Schließfläche
75: Freischnitt
77: Auffädelungsschräge
79: Stege

Claims

Dämpfventileinrichtung (1) mit einem Ventilanker (11), der ein Förderventil (27) mit einer Ventilscheibe (39) aufweist, die eine Austrittsöffnung eines Förderkanals (37) zumindest teilweise abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanker (11) eine ortsfeste Abhubbegrenzung (41) für die Ventilscheibe (39) aufweist.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilanker (11) eine Bewegungsnut (43) für die Ventilscheibe (39) aufweist und eine Nutseitenwand (45) die Abhubbegrenzung bildet.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Ventilanker (11) ein Anschlagring (59) fixiert ist, der die Bewegungsnut (43) begrenzt.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (59) eine topfförmige Verlängerung (61) aufweist, über die der Anschlagring (59) zum Ventilanker (11) positioniert ist.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (39) ringförmig ausgeführt ist und ein Stufenprofil (47) aufweist, das eine Führungsfläche (51) zum Ventilanker (11) aufweist.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagring (59) von einer Rückstellfederanordnung (7) des Ventilankers (11) gehalten wird.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (39) von einer Feder (69) in Schließrichtung vorgespannt ist,
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Feder (69) an dem Anschlagring (59) axial abstützt.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (69) als eine Scheibenfeder ausgeführt ist.
Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (69) in Umfangsrichtung mindestens einen Federarm (71) aufweist, der mit einer Schließfläche (73) der Feder (69) verbunden ist.