WO2011060863A1 - Dämpferventil - Google Patents

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WO2011060863A1
WO2011060863A1 PCT/EP2010/006347 EP2010006347W WO2011060863A1 WO 2011060863 A1 WO2011060863 A1 WO 2011060863A1 EP 2010006347 W EP2010006347 W EP 2010006347W WO 2011060863 A1 WO2011060863 A1 WO 2011060863A1
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WO
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valve
disc assembly
valve disc
damper
base body
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/006347
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English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Eidinger
Original Assignee
Volkswagen Aktiengesellschaft
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Publication date
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Publication of WO2011060863A1 publication Critical patent/WO2011060863A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • F16F9/3485—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features of supporting elements intended to guide or limit the movement of the annular discs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • F16F9/3488—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features intended to affect valve bias or pre-stress

Definitions

  • the invention relates to a damper valve, comprising a base body with a moduskanalan instructive edge, a valve disc assembly which covers the moduskanalan instructive edge, and a
  • Valve disk assembly biases against the control edge of the body.
  • Damper valve for example, as a piston valve or bottom valve in one
  • Vibration dampers are used.
  • Such a damper valve is known for example from DE 43 02 624 C1.
  • Valve disc assembly is clamped here centrally by means of a nut against the main body. Due to the immediate clamping of the valve disc assembly between the nut and the body, a soft opening behavior of the valve can not be realized. The pressure drop when flowing through the valve is relatively large.
  • Spring characteristic depends on the mounting direction of the spring, so that care must be taken during assembly to the correct installation position to ensure a low dispersion of the damper characteristic. Even with the correct installation position it comes with the use of a coil spring due to the design to an oblique force application, since the coil spring can rest over a maximum of 270 ° on the valve disc. Due to the tilted force action line of the coil spring, the opening behavior of the valve is impaired.
  • the invention has the object to provide a robust, simple and cost-effective damper valve, with which the ' damping forces can be set defined over a wide range on a vibration damper and the pressure drop when flowing through the valve remains low.
  • Valve according to the invention comprises a base body with a moduskanalan extract and a control edge, a valve disc assembly which covers the flow passage arrangement against the control edge, and a fastening member which relative to the
  • Main body is fixed and biases the valve disk assembly against the control edge of the body. It is characterized in that the attachment member has one or more local elevations in the circumferential direction at an end face facing the valve disk arrangement and bears against the valve disk arrangement only with these, so that the valve disk arrangement only partially extends in the circumferential direction
  • Supporting device is supported.
  • the valve according to the invention is characterized by a considerably simpler structure. The number of required components is lower. moreover can the valve of the invention very easy to assemble and adjust, as the
  • Fixing member can be screwed to block, that is, the adjustments required in the publications mentioned above can be omitted.
  • Another advantage of the solution according to the invention is that the rigidity of the valve disk arrangement or the valve disks used for this purpose can be reduced.
  • the rigidity of the valve disk arrangement or the valve disks used for this purpose can be reduced.
  • valve disk arrangement has a central passage opening, via which the valve disk arrangement is pushed onto the base body or a piston rod.
  • the local survey or the local elevations of the fastening member support the valve disc assembly in one of the
  • the local survey or the local surveys each form an inclined contact surface.
  • central portions of the front side of the fastening member jump axially further than radially outer portions. This also contributes to a low clamping rigidity.
  • the fastening member is designed as a threaded nut which is bolted, for example, with the main body or an end portion of a piston rod.
  • the local survey or elevations are formed in this case at one end face of the threaded nut, so that no additional components are required to effect local support. This is particularly advantageous for the assembly.
  • Valve disk arrangement at a radially inner edge portion in a first
  • valve disc assembly is biased with a radially outer edge portion in a dormant state against the control edge of the body and lifts when it flows through a flow medium at a preset pressure level of the control edge.
  • the fastening member is on a
  • the clamping behavior of the valve arrangement can also be influenced by measures on the side of the main body. According to an advantageous embodiment of the invention is between an inner edge portion of the valve disc assembly and the
  • Body arranged an intermediate ring, which forms one or more local elevations in the circumferential direction, so that the valve disc assembly is supported only partially on the side of the body in the circumferential direction. Furthermore, it is possible to form corresponding elevations directly on the base body, for example by the valve disc assembly is supported with an inner edge portion of a formed on the base paragraph, which is interrupted in the circumferential direction. This also makes it possible to achieve only a partial, soft clamping in the circumferential direction.
  • Figure 1 is a sectional view of a damper valve according to an embodiment of the
  • FIG. 2 is a detail view of the clamping of the valve disc assembly of
  • FIG. 3 shows an exploded view of the damper valve according to FIG. 1,
  • FIG. 4 shows a three-dimensional view of the fastening element of the damper valve according to FIG. 1
  • FIG. 5 shows a first modification of the fastening element
  • FIG. 6 shows a second modification of the fastening element
  • FIG. 7 shows a third modification of the fastening element
  • FIG. 8 shows a fourth modification of the fastening element
  • FIG. 9 shows a fifth modification of the fastening element
  • FIG. 10 shows a sixth modification of the fastening element
  • Figure 11 shows a seventh modification of the fastening member
  • Figure 12 is a damper valve according to a second embodiment of the invention.
  • the first embodiment shown in Figures 1 to 4 relates to a vibration damper 1 for a motor vehicle or motorcycle.
  • the vibration damper 1 comprises, inter alia, a container tube 2 into which a piston rod 3 dips.
  • a piston 5 is fixed, which divides the interior of the container tube 2 into two chambers 5a and 5b.
  • a damper valve 10 is integrated in the piston 5, a damper valve 10 is integrated.
  • the chambers 5a and 5b can communicate with each other via the damper valve 10.
  • the damper valve 10 includes a base body 11 which is fixed to an end portion 6 of the piston rod 3. For this purpose, a contact shoulder 7 is formed on the piston rod 3, against which the base body 11 is supported.
  • Damper valve 10 has a central passage opening 12, through which the preferably formed as a pin end portion 6 of the piston rod 3 extends therethrough. The determination of the main body 11 on the piston rod 3 by means of a
  • Fastening member 13 which is fixed to a projecting beyond the main body 11 portion at the end of the piston rod 3.
  • the fastening member 13 is formed as a threaded nut which is screwed onto a threaded portion 8 at the end of the piston rod 3.
  • a threaded connection for example, a clamping connection between the fastening member 13 and the piston rod 3 may be provided.
  • a flow channel 14 is formed in the main body 11 of the damper valve 10.
  • this comprises a plurality of through openings 15 which connect the chambers 5a and 5b when the valve 10 is open.
  • the damper valve 10 further comprises a valve disc assembly 16 which is clamped with an inner edge portion 17 between the attachment member 13 and the main body 11.
  • the valve disk assembly 16 which forms a central passage opening 25 like the main body 11, after the main body 11 on the end portion. 6 pushed the piston rod 3.
  • an outboard edge portion 18 of the valve disc assembly 16 is supported on a control edge 19 of the main body 11.
  • the control edge 19 surrounds the passage openings 15, so that in a system of the valve disc assembly 16 against the control edge 19 the
  • Valve disk assembly 16 is made so that the edge portion 18 is biased slightly against the control edge 19.
  • valve disk arrangement 16 is formed by a plurality of flat valve disks 20 and one or more spacers 21. These components are known per se and therefore need not be explained in detail. It should merely be noted that in the illustrated embodiment, at least one valve disc 20 with
  • Pre-openings 22 is provided to allow a soft response of the damper.
  • the pre-openings 22 connect the two chambers 5a and 5b of the vibration damper 1 with the damper valve 10 closed.
  • the opening cross section provided in this case, however, is very small. If there is a pressure difference on the damper valve 10 as a result of a relative displacement between the piston rod 3 and the container tube 2, then the deform
  • Deformability of the valve disk assembly 16 can affect the characteristics of the vibration damper 1.
  • Damper valve 10 is increased downward.
  • Valve disc assembly 16 achieved by the attachment member 13. In the first
  • Embodiment has for this purpose the attachment member 13 at its to the
  • Valve disk assembly 16 facing end face 23 local elevations 24 which bear against the valve disk assembly 16, whereas the end face 23 of the
  • Valve disc assembly 16 is spaced by a gap.
  • the local elevations 24 are arranged as close as possible to the central passage opening 25 of the valve disk arrangement 16 in the region of the inner edge section 17.
  • the Elevations 24 may be arranged so that they connect directly to the central passage opening 25 of the valve disc assembly 16.
  • two local elevations 24 are shown, but only one or more than two, for example three, four, five, six, seven or eight local elevations 24 may be provided.
  • At the local elevations 24 located contact surfaces 26 to the valve disc assembly 16 may, as shown in Figure 2, be inclined by a small angle ⁇ of the valve disc assembly 16 away.
  • the angle ⁇ is about 2 to 15 degrees.
  • the base body 11 is first pushed onto the end section 6 of the piston rod 3 until it rests against the shoulder 7. Subsequently, the
  • Valve disk assembly 16 is pushed onto abutment against the base body 11 on the end portion 6.
  • an annular shoulder 29 can be formed for this purpose.
  • the base body 11 on the piston rod 3 and furthermore the valve disk arrangement 16 on the base body 11 are fixed by means of the fastening element 13.
  • the threaded nut is screwed onto the threaded portion 8 of the piston rod 3, wherein the inner edge portion 17 of the
  • Valve pulley assembly 16 is clamped to block.
  • the adjustment of the biasing force between valve disc assembly 16 and control edge 19 can be adjusted by the number and thickness of the spacers 21 of the valve disc assembly 16.
  • the outer contour of the kidney-shaped elevations 24 in FIG. 4 can be circular-arc-segment-shaped or round, as shown in FIGS. 5 and 8
  • the number of surveys 24 may vary.
  • three or four circumferentially equidistantly arranged elevations 24 ' may be provided, as shown by way of example in Figures 6 and 7. Due to the even distribution in Circumferential direction is ensured a substantially uniform rigidity of the clamping, so that the opening behavior in the region of the control edge 19 in the circumferential direction is also uniform.
  • the fastening member 13 is formed by an intermediate ring 27 and a nut 28.
  • the local elevations 24" are formed on the intermediate ring 27, while for the nut 28, for example, a standardized standard component is used.
  • the intermediate ring 27 is disposed between the nut 28 and the valve disk assembly 16, wherein the formed on the intermediate ring 27 elevations 24 "bear against the valve disc assembly 16, the other end face 23" of the intermediate ring 27, however, by a gap of the
  • Valve disc assembly 16 is spaced.
  • the elevations 24 can be varied as in FIGS. 5 to 10.
  • Valve disc assembly 16 abut. Furthermore, the valve disk assembly 16 may be clamped on both sides by intermediate rings 27.
  • local elevations can also be formed by a shoulder 129 of the main body 111 which is interrupted one or more times in the circumferential direction.
  • the valve disk assembly 116 is thereby only partially supported on the side of the main body 111 in the circumferential direction.
  • the second exemplary embodiment largely corresponds to the first exemplary embodiment, so that with respect to the configuration of the piston rod 103 and the valve disk assembly 116, reference is made to this.
  • the fastening member 113 can be executed in this case both without and with local surveys.
  • the embodiments and modifications explained above make it possible to set the damping forces over a wide range on a vibration damper. Due to the reduced clamping rigidity of the valve disc arrangement, a large range of stiffness can be covered with the damper valve.
  • the damper valve also has a simple structure and can therefore be mounted easily.

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Abstract

Ein Dämpferventil (10) umfasst einen Grundkörper (11) mit einer Durchströmkanalanordnung (14) und einer Steuerkante (19), eine Ventilscheibenanordnung (16), die bei Anlage gegen die Steuerkante (19) die Durchströmkanalanordnung (14) abdeckt, und ein Befestigungsorgan (13) das relativ zu dem Grundkörper (11) festgelegt ist und die Ventilscheibenanordnung (16) gegen die Steuerkante (19) des Grundkörpers (11) vorspannt. Das Befestigungsorgan (13) weist an einer zu der Ventilscheibenanordnung (16) weisenden Stirnseite (23) in Umfangsrichtung eine oder mehrere lokale Erhebungen (24) auf und liegt lediglich mit diesen an der Ventilscheibenanordnung (16) an, so dass die Ventilscheibenanordnung (16) in Umfangsrichtung lediglich partiell durch das Befestigungsorgan (13) abgestützt ist. Hierdurch ist es möglich, die Dämpfungskräfte an einem Schwingungsdämpfer über einen großen Bereich definiert einzustellen. Durch die verringerte Einspannsteifigkeit der Ventilscheibenanordnung (16) lässt sich mit dem Dämpferventil (10) ein großer Steifigkeitsbereich abdecken. Das Dämpferventil (10) besitzt zudem einen einfachen Aufbau und lässt sich dementsprechend einfach montieren.

Description

Beschreibung
Dämpferventil
Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpferventil, umfassend einen Grundkörper mit einer Durchströmkanalanordnung und einer Steuerkante, eine Ventilscheibenanordnung, die bei Anlage gegen die Steuerkante die Durchströmkanalanordnung abdeckt, und ein
Befestigungsorgan, das relativ zu dem Grundkörper festgelegt ist und die
Ventilscheibenanordnung gegen die Steuerkante des Grundkörpers vorspannt. Das
Dämpferventil kann beispielsweise als Kolbenventil oder Bodenventil in einem
Schwingungsdämpfer eingesetzt werden.
Ein derartiges Dämpferventil ist beispielsweise aus der DE 43 02 624 C1 bekannt. Die
Ventilscheibenanordnung wird hierbei zentral mittels einer Mutter gegen den Grundkörper verspannt. Aufgrund der unmittelbaren Einspannung der Ventilscheibenanordnung zwischen Mutter und Grundkörper lässt sich ein weiches Öffnungsverhalten des Ventils nicht realisieren. Der Druckabfall beim Durchströmen des Ventils ist verhältnismäßig groß.
In der Folge sind daher komplizierte Federmechanismen vorgeschlagen worden, um das Öffnungsverhalten zu verbessern und eine weichere Dämpfercharakteristik zu erzielen.
Beispiele hierfür finden sich unter anderem in der DE 100 28 114 C2, der DE 10 2006 061 405 A1 und der EP 1 363 043 B1 , wo jeweils eine zusätzliche Feder mit einem Ventilteller vorgesehen ist, um einen radial innenliegenden Abschnitt der Ventilscheibenanordnung zu unterstützen.
In der DE 100 28 114 C2 erfolgt die Vorspannung der Ventilscheibenanordnung mit einer Tellerfeder, die zwischen einem Ventilteller und einem Befestigungsorgan eingegliedert ist. Mit der Tellerfeder lässt sich bei geringem Platzbedarf zwar eine verhältnismäßig hohe Federkraft erzielen. Jedoch weisen Tellerfedern eine große Streuung der Federkennlinie auf, was für eine genaue Einstellung der Vorspannkraft der Verschlusseinrichtung und damit für die Herstellung von gleichartigen Schwingungsdämpfern in der Serienfertigung unvorteilhaft ist. In der EP 1 363 043 B1 kommt zur Vorspannung des Ventiltellers eine Schraubenfeder zum Einsatz, die schon aufgrund ihrer größeren Axiallänge eine im Vergleich zu einer Tellerfeder genauere Einstellung der Vorspannkraft gestattet, jedoch deutlich mehr Bauraum benötigt. Die Federkennlinie von Schraubenfedern kann durch Torsion beeinträchtigt werden. Um dies zu vermeiden, wird in der EP 1 363 043 B1 ein torsionskraftfreies Vorspannen der Schraubenfeder vorgeschlagen. Weiterhin besteht bei Schraubenfedern das Problem, dass deren
Federkennlinie von der Einbaurichtung der Feder abhängt, so dass bei der Montage auf die richtige Einbaulage geachtet werden muss, um eine geringe Streuung der Dämpferkennlinie zu gewährleisten. Selbst bei korrekter Einbaulage kommt es beim Einsatz einer Schraubenfeder bauartbedingt zu einem schrägen Kraftangriff, da die Schraubenfeder über maximal 270° an dem Ventilteller anliegen kann. Durch die verkippte Kraftwirkungslinie der Schraubenfeder wird das Öffnungsverhalten des Ventils beeinträchtigt.
Alle bekannten Dämpferventile, welche eine weichere Charakteristik als das aus der
DE 43 02 624 C1 bekannte Ventil ausweisen, besitzen einen komplizierten Aufbau und sind dementsprechend aufwändig.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein robustes, einfaches und kostengünstiges Dämpferventil zu schaffen, mit dem sich an einem Schwingungsdämpfer die ' Dämpfungskräfte über einen großen Bereich definiert einstellen lassen und der Druckabfall beim Durchströmen des Ventils gering bleibt.
Diese Aufgabe wird durch ein Dämpferventil gemäß Patentanspruch 1s gelöst. Das
erfindungsgemäße Ventil umfasst einen Grundkörper mit einer Durchströmkanalanordnung und einer Steuerkante, eine Ventilscheibenanordnung, die bei Anlage gegen die Steuerkante die Durchströmkanalanordnung abdeckt, und ein Befestigungsorgan, das relativ zu dem
Grundkörper festgelegt ist und die Ventilscheibenanordnung gegen die Steuerkante des Grundkörpers vorspannt. Es zeichnet sich dadurch aus, dass das Befestigungsorgan an einer zu der Ventilscheibenanordnung weisenden Stirnseite in Umfangsrichtung eine oder mehrere lokale Erhebungen aufweist und lediglich mit diesen an der Ventilscheibenanordnung anliegt, so dass die Ventilscheibenanordnung in Umfangsrichtung lediglich partiell durch das
Befestigungsorgan abgestützt ist.
Im Vergleich zu den aus der DE 100 28 114 C2, der DE 10 2006 061 405 A1 und der
EP 1 363 043 B1 bekannten Dämpferventilen zeichnet sich das erfindungsgemäße Ventil durch einen erheblich einfacheren Aufbau aus. Die Anzahl der benötigten Bauteile ist geringer. Zudem lässt sich das erfindungsgemäße Ventil sehr einfach montieren und einstellen, da das
Befestigungsorgan auf Block aufgeschraubt werden kann, das heißt die in den vorstehend genannten Veröffentlichungen erforderlichen Justierungen unterbleiben können.
Durch die lediglich partielle Auflage der Ventilscheibenanordnung auf dem Befestigungsorgan ergeben sich im Vergleich zu dem aus der DE 43 02 624 C1 bekannten Dämpferventil veränderte Einspannbedingungen, nämlich eine Einspannung mit geringerer Steifigkeit.
Hierdurch wird der Druckabfall beim Durchströmen des Ventils geringer, da aufgrund der weicheren Einspannung geringere Druckdifferenzen erforderlich sind, um ein Öffnen bzw. ein gewünschtes Verformen der Ventilscheibenanordnung zu bewirken. Bei Verwendung einer gleichartigen Ventilscheibenanordnung ergibt sich somit für das erfindungsgemäße
Dämpferventil eine weichere Charakteristik.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Steifigkeit der Ventilscheibenanordnung bzw. der hierfür verwendeten Ventilscheiben verringert werden kann. Somit lassen sich mit gleichartigen Ventilscheiben geringere Steifigkeiten und damit ein größerer Steifigkeitsbereich nach unten abdecken, da die Scheibendicke wegen der
Dauerfestigkeit der Scheiben nicht beliebig reduziert werden kann.
Bei der Anwendung im Bypass eines schaltbaren Schwingungsdämpfers lässt sich die
Spreizung der Kraft-Geschwindigkeitslinie vergrößern.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Die Ventilscheibenanordnung weist in der Regel eine zentrale Durchgangsöffnung auf, über die die Ventilscheibenanordnung auf den Grundkörper oder eine Kolbenstange aufgeschoben ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stützen die lokale Erhebung bzw. die lokalen Erhebungen des Befestigungsorgans die Ventilscheibenanordnung in einem an die
Durchgangsöffnung radial angrenzenden Teilbereich ab. Hierdurch liegt der Ort der
Einspannung der Ventilscheibenanordnung radial weit innen. Dies begünstigt eine geringe Einspannsteifigkeit und damit eine weiche Charakteristik.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die lokale Erhebung bzw. die lokalen Erhebungen jeweils eine geneigte Kontaktfläche aus. Dabei springen zentrale Abschnitte von der Stirnseite des Befestigungsorgans axial weiter vor als radial weiter außenliegende Abschnitte. Auch dies trägt zu einer geringen Einspannsteifigkeit bei. Vorzugsweise ist das Befestigungsorgan als Gewindemutter ausgeführt, die beispielsweise mit dem Grundkörper oder einem Endabschnitt einer Kolbenstange verschraubt wird. Die lokale Erhebung bzw. Erhebungen sind in diesem Fall an einer Stirnseite der Gewindemutter ausgebildet, so dass zur Bewirkung einer lokalen Abstützung keine weiteren Bauteile benötigt werden. Dies ist insbesondere für die Montage von Vorteil.
Es ist jedoch auch möglich, die lokale Erhebung bzw. Erhebungen des Befestigungsorgans durch einen Zwischenring zu bilden, der zwischen die Ventilscheibenanordnung und eine Mutter eingelegt ist. In diesem Fall kann für die Mutter ein genormtes Bauteil verwendet werden.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt die
Ventilscheibenanordnung an einem radial innenliegenden Randabschnitt in einer ersten
Richtung an dem Grundkörper und in der entgegengesetzten Richtung an dem
Befestigungsorgan an, so dass die Ventilscheibenanordnung unmittelbar zwischen dem
Grundkörper und dem Befestigungsorgan eingespannt ist. Hieraus resultiert ein besonders einfacher Aufbau des Dämpferventils.
Bevorzugt ist die Ventilscheibenanordnung mit einem radial außenliegenden Randabschnitt in einem Ruhezustand gegen die Steuerkante des Grundkörpers vorgespannt und hebt bei Anströmung durch ein Strömungsmedium bei einem voreingestellten Druckniveau von der Steuerkante ab.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung ist das Befestigungsorgan an einem
Endabschnitt einer Kolbenstange befestigt, die sich durch den Grundkörper hindurcherstreckt. Hierdurch kann mit dem Befestigungsorgan gleichzeitig der Grundkörper an der Kolbenstange und die Ventilscheibenanordnung an dem Grundkörper festlegt werden. Dies ermöglicht eine besonders schnelle und einfache Montage.
Das Einspannverhalten der Ventilanordnung kann auch durch Maßnahmen auf der Seite des Grundkörpers beeinflusst werden. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen einem innenliegenden Randabschnitt der Ventilscheibenanordnung und dem
Grundkörper ein Zwischenring angeordnet, der in Umfangsrichtung eine oder mehrere lokale Erhebungen ausbildet, so dass die Ventilscheibenanordnung auf der Seite des Grundkörpers in Umfangsrichtung lediglich partiell abgestützt ist. Weiterhin ist es möglich, entsprechende Erhebungen unmittelbar an dem Grundkörper anzuformen, indem beispielsweise die Ventilscheibenanordnung mit einem innenliegenden Randabschnitt an einem an dem Grundkörper ausgebildeten Absatz abgestützt wird, der in Umfangsrichtung unterbrochen ist. Auch hierdurch lässt sich einen in Umfangsrichtung lediglich partielle, weiche Einspannung erzielen.
Grundsätzlich ist es möglich, die vorstehend genannten Maßnahmen am Befestigungsorgan und am Grundkörper miteinander zu kombinieren. Jedoch kann eine in Umfangsrichtung lediglich partielle Abstützung der Ventilscheibenanordnung auch allein auf der Seite des Grundkörpers vorgenommen sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen sowie verschiedener Abwandlungen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
Figur 1 eine Schnittansicht eines Dämpferventils nach einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung im eingebauten Zustand an einem Schwingungsdämpfer,
Figur 2 eine Detailansicht der Einspannung der Ventilscheibenanordnung des
Dämpferventils aus Figur 1 ,
Figur 3 eine Explosionsdarstellung des Dämpferventils nach Figur 1 ,
Figur 4 eine räumliche Ansicht des Befestigungsorgans des Dämpferventils nach Figur 1
Figur 5 eine erste Abwandlung des Befestigungsorgans,
Figur 6 eine zweite Abwandlung des Befestigungsorgans,
Figur 7 eine dritte Abwandlung des Befestigungsorgans, Figur 8 eine vierte Abwandlung des Befestigungsorgans, Figur 9 eine fünfte Abwandlung des Befestigungsorgans,
Figur 10 eine sechste Abwandlung des Befestigungsorgans, Figur 11 eine siebte Abwandlung des Befestigungsorgans, und in
Figur 12 ein Dämpferventil nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte erste Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Schwingungsdämpfer 1 für ein Kraftfahrzeug oder Kraftrad. Der Schwingungsdämpfer 1 umfasst unter anderem ein Behälterrohr 2, in das eine Kolbenstange 3 eintaucht. An der Kolbenstange 3 ist ein Kolben 5 befestigt, der den Innenraum des Behälterrohrs 2 in zwei Kammern 5a und 5b unterteilt. In den Kolben 5 ist ein Dämpferventil 10 integriert. Die Kammern 5a und 5b können über das Dämpferventil 10 miteinander kommunizieren.
Das Dämpferventil 10 umfasst einen Grundkörper 11 , der an einem Endabschnitt 6 der Kolbenstange 3 befestigt ist. Hierzu ist an der Kolbenstange 3 eine Anlageschulter 7 ausgebildet, gegen die sich der Grundkörper 11 abstützt. Der Grundkörper 11 des
Dämpferventils 10 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 12 auf, durch die sich der vorzugsweise als Zapfen ausgebildete Endabschnitt 6 der Kolbenstange 3 hindurcherstreckt. Die Festlegung des Grundkörpers 11 an der Kolbenstange 3 erfolgt mittels eines
Befestigungsorgans 13, das an einem über den Grundkörper 11 hinausragenden Abschnitt am Ende der Kolbenstange 3 befestigt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Befestigungsorgan 13 als Gewindemutter ausgebildet, die auf einen Gewindeabschnitt 8 am Ende der Kolbenstange 3 aufgeschraubt ist. Anstelle einer Gewindeverbindung kann beispielsweise auch eine Klemmverbindung zwischen dem Befestigungsorgan 13 und der Kolbenstange 3 vorgesehen sein. Ferner ist es denkbar, das Befestigungsorgan 13 mit der Kolbenstange 3 zu verpressen, zu vernieten oder an die Kolbenstange 3 anzuschweißen.
In dem Grundkörper 11 des Dämpferventils 10 ist eine Durchströmkanalanordnung 14 ausgebildet. Vorliegend umfasst diese mehrere Durchgangsöffnungen 15, welche bei geöffnetem Ventil 10 die Kammern 5a und 5b verbinden.
Das Dämpferventil 10 umfasst weiterhin eine Ventilscheibenanordnung 16, die mit einem innenliegenden Randabschnitt 17 zwischen dem Befestigungsorgan 13 und dem Grundkörper 11 eingespannt ist. Hierzu ist die Ventilscheibenanordnung 16, die wie der Grundkörper 11 eine zentrale Durchgangsöffnung 25 ausbildet, nach dem Grundkörper 11 auf den Endabschnitt 6 der Kolbenstange 3 aufgeschoben. Im Ruhezustand des Schwingungsdämpfers 1 stützt sich ein außenliegender Randabschnitt 18 der Ventilscheibenanordnung 16 an einer Steuerkante 19 des Grundkörpers 11 ab. Die Steuerkante 19 umgibt die Durchgangsöffnungen 15, so dass bei einer Anlage der Ventilscheibenanordnung 16 gegen die Steuerkante 19 die
Durchgangsöffnungen 15 im Wesentlichen abgesperrt sind, das heißt eine Kommunikation zwischen den Kammern 5a und 5b unterbrochen ist. Die Einspannung der
Ventilscheibenanordnung 16 ist dabei so vorgenommen, dass der Randabschnitt 18 etwas gegen die Steuerkante 19 vorgespannt ist.
Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, wird die Ventilscheibenanordnung 16 durch mehrere, flache Ventilscheiben 20 sowie einen oder mehrere Distanzscheiben 21 gebildet. Diese Bauteile sind an sich bekannt und müssen daher nicht näher erläutert werden. Es sei lediglich angemerkt, dass bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest eine Ventilscheibe 20 mit
Voröffnungen 22 versehen ist, um ein weiches Ansprechen des Dämpfers zu ermöglichen. Die Voröffnungen 22 verbinden die beiden Kammern 5a und 5b des Schwingungsdämpfers 1 bei geschlossenem Dämpferventil 10. Der hierbei bereitgestellte Öffnungsquerschnitt ist allerdings sehr klein. Kommt es infolge einer Relativverschiebung zwischen der Kolbenstange 3 und dem Behälterrohr 2 zu einer Druckdifferenz am Dämpferventil 10, so verformen sich die
Ventilscheiben 20 und heben von der Steuerkante 19 ab, wodurch ein größerer
Öffnungsquerschnitt bereitgestellt wird. Über den Voröffnungsquerschnitt sowie das
Verformungsvermögen der Ventilscheibenanordnung 16 lässt sich die Charakteristik des Schwingungsdämpfers 1 beeinflussen.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Einspannung der Ventilscheibenanordnung 16 mit geringerer Steifigkeit auszuführen. Dies hat den Vorteil, dass das Dämpferventil 10 bereits bei kleineren Druckdifferenzen anspricht bzw. öffnet, wodurch der Arbeitsbereich des
Dämpferventils 10 nach unten vergrößert wird.
Vorliegend wird dies durch eine in Umfangsrichtung lediglich partielle Abstützung der
Ventilscheibenanordnung 16 durch das Befestigungsorgan 13 erreicht. In dem ersten
Ausführungsbeispiel weist hierzu das Befestigungsorgan 13 an seiner zu der
Ventilscheibenanordnung 16 weisenden Stirnseite 23 lokale Erhebungen 24 auf, die gegen die Ventilscheibenanordnung 16 anliegen, wohingegen die Stirnseite 23 von der
Ventilscheibenanordnung 16 durch einen Spalt beabstandet ist. Die lokalen Erhebungen 24 sind möglichst nahe der zentralen Durchgangsöffnung 25 der Ventilscheibenanordnung 16 im Bereich des innenliegenden Randabschnitts 17 angeordnet. Insbesondere können die Erhebungen 24 so angeordnet sein, dass diese unmittelbar an die zentrale Durchgangsöffnung 25 der Ventilscheibenanordnung 16 anschließen. Vorliegend sind zwei lokale Erhebungen 24 dargestellt, jedoch können auch lediglich eine oder mehr als zwei, beispielsweise drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht lokale Erhebungen 24 vorgesehen sein.
An den lokalen Erhebungen 24 befindliche Kontaktflächen 26 zur Ventilscheibenanordnung 16 können, wie in Figur 2 gezeigt, um einen kleinen Winkel α von der Ventilscheibenanordnung 16 weg geneigt sein. Der Winkel α beträgt etwa 2 bis 15 Grad. Zentrale Abschnitte der
Kontaktflächen 26 springen dabei von der Stirnseite 23 des Befestigungsorgans 13 axial weiter vor als radial weiter außenliegende Abschnitte. Hierdurch wird die Steifigkeit der Einspannung weiter reduziert.
Bei der Montage wird zunächst der Grundkörper 11 auf den Endabschnitt 6 der Kolbenstange 3 aufgeschoben, bis dieser an der Schulter 7 anliegt. Anschließend wird die
Ventilscheibenanordnung 16 auf Anlage gegen den Grundkörper 11 auf den Endabschnitt 6 aufgeschoben. Am Grundkörper 11 kann hierzu ein ringförmiger Absatz 29 ausgebildet sein. Hernach werden mithilfe des Befestigungsorgans 13 der Grundkörper 11 an der Kolbenstange 3 sowie weiterhin die Ventilscheibenanordnung 16 an dem Grundkörper 11 festgelegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu die Gewindemutter auf den Gewindeabschnitt 8 der Kolbenstange 3 aufgeschraubt, wobei der innenliegende Randabschnitt 17 der
Ventilscheibenanordnung 16 auf Block gespannt wird. Die Einstellung der Vorspannkraft zwischen Ventilscheibenanordnung 16 und Steuerkante 19 kann über Anzahl und Dicke der Distanzscheiben 21 der Ventilscheibenanordnung 16 eingestellt werden.
Von dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Insbesondere können die lokalen Erhebungen 24 auch anders als in Figur 4 abgebildet ausgeführt werden. Die Figuren 5 bis 10 zeigen weiterer Ausgestaltungsformen für ein
Befestigungsorgan 13 mit angeformten Erhebungen 24'.
So kann beispielsweise die Außenkontur der in Figur 4 nierenförmigen Erhebungen 24 kreisbogensegmentförmig oder rund ausgeführt sein, wie dies in den Figuren 5 und 8
dargestellt ist.
Weiterhin kann die Anzahl der Erhebungen 24 variieren. So können beispielsweise auch drei oder vier in Umfangsrichtung gleichbeabstandet angeordnete Erhebungen 24' vorgesehen sein, wie dies beispielhaft in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist. Durch die gleichmäßige Verteilung in Umfangsrichtung wird eine weitgehend gleichmäßige Steifigkeit der Einspannung gewährleistet, so dass das Öffnungsverhalten im Bereich der Steuerkante 19 in Umfangsrichtung ebenfalls gleichmäßig ist.
Grundsätzlich kann jedoch auch eine einzige, kreisbogensegmentförmige Erhebung 24' vorgesehen werden, wie dies in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist. Hieraus resultiert im Bereich der Steuerkante 19 ein ungleichmäßiges Öffnungsverhalten, das für ein weiches, sukzessives anwachsendes Öffnen des Ventils genutzt werden kann.
Bei der in Figur 11 dargestellten Abwandlung wird das Befestigungsorgan 13" durch einen Zwischenring 27 sowie eine Mutter 28 gebildet. In diesem Fall sind die lokalen Erhebungen 24" an dem Zwischenring 27 ausgebildet, während für die Mutter 28 beispielsweise ein genormtes Standardbauteil zum Einsatz kommt. Im Einbauzustand ist der Zwischenring 27 zwischen der Mutter 28 und der Ventilscheibenanordnung 16 angeordnet, wobei die an dem Zwischenring 27 ausgebildeten Erhebungen 24" gegen die Ventilscheibenanordnung 16 anliegen, die weitere Stirnfläche 23" des Zwischenrings 27 hingegen durch einen Spalt von der
Ventilscheibenanordnung 16 beabstandet ist. Die Erhebungen 24" können wie in den Figuren 5 bis 10 variiert werden.
In einerweiteren Abwandlung ist der Zwischenring 27 nicht zwischen dem Befestigungsorgan 13" und der Ventilscheibenanordnung 16, sondern zwischen dem Grundkörper 1 1 und der Ventilscheibenanordnung 16 eingebaut, wobei die Erhebungen 24" gegen die
Ventilscheibenanordnung 16 anliegen. Ferner kann die Ventilscheibenanordnung 16 beidseits durch Zwischenringe 27 eingespannt sein.
Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das in Figur 12 dargestellt ist, können lokale Erhebungen auch durch einen in Umfangsrichtung ein- oder mehrfach unterbrochenen Absatz 129 des Grundkörpers 111 gebildet werden. Die Ventilscheibenanordnung 116 ist dadurch auf der Seite des Grundkörpers 111 in Umfangsrichtung lediglich partiell abgestützt. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Übrigen weitestgehend dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass in Bezug auf die Ausgestaltung der Kolbenstange 103 und die Ventilscheibenanordnung 116 auf dieses verwiesen wird. Das Befestigungsorgan 113 kann in diesem Fall sowohl ohne als auch mit lokalen Erhebungen ausgeführt werden.
Die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele und Abwandlungen ermöglichen es, an einem Schwingungsdämpfer die Dämpfungskräfte über einen großen Bereich definiert einzustellen. Durch die verringerte Einspannsteifigkeit der Ventilscheibenanordnung lässt sich mit dem Dämpferventil ein großer Steifigkeitsbereich abdecken. Das Dämpferventil besitzt zudem einen einfachen Aufbau und lässt sich dementsprechend einfach montieren.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie weiterer
Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
Bezugszeichenliste
Schwingungsdämpfer
Behälterrohr
Kolbenstange
Kolben
a Kammer
b Kammer
Endabschnitt der Kolbenstange
Schulter
Gewindeabschnitt
0 Dämpferventil
1 Grundkörper
2 zentrale Durchgangsöffnung des Grundkörpers
3 Befestigungsorgan
4 Durchströmkanalanordnung
5 Durchgangsöffnung
6 Ventilscheibenanqrdnung
7 innenliegender Randabschnitt
8 außenliegender Randabschnitt
9 Steuerkante
0 Ventilscheibe
1 Distanzscheibe
2 Voröffnung
3 Stirnseite des Befestigungsorgans
4 lokale Erhebung
5 zentrale Durchgangsöffnung der Ventilscheibenanordnung6 Kontaktfläche
7 Zwischenring
8 Mutter
03 Kolbenstange
11 Grundkörper
13 Befestigungsorgan Durchströmkanalanordnung
Steuerkante
in Umfangsrichtung unterbrochener Absatz

Claims

Patentansprüche
1. Dämpferventil, umfassend:
einen Grundkörper (11) mit einer Durchströmkanalanordnung (14) und einer Steuerkante (19),
eine Ventilscheibenanordnung (16), die bei Anlage gegen die Steuerkante (19) die Durchströmkanalanordnung (14) abdeckt, und
ein Befestigungsorgan (13), das relativ zu dem Grundkörper (11) festgelegt ist und die Ventilscheibenanordnung (16) gegen die Steuerkante (19) des Grundkörpers (11) vorspannt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Befestigungsorgan (13) an einer zu der Ventilscheibenanordnung (16) weisenden Stirnseite (23) in Umfangsrichtung eine oder mehrere lokale Erhebungen (24) aufweist und lediglich mit diesen an der Ventilscheibenanordnung (16) anliegt, so dass die Ventilscheibenanordnung (16) in Umfangsrichtung lediglich partiell durch das
Befestigungsorgan (13) abgestützt ist.
2. Dämpferventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilscheibenanordnung (16) eine zentrale Durchgangsöffnung (25) aufweist und die lokale Erhebung bzw. lokale Erhebungen (24) die Ventilscheibenanordnung (16) in einem an die zentrale Durchgangsöffnung (25) radial angrenzenden Teilbereich abstützen.
3. Dämpferventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale
Erhebung bzw. lokalen Erhebungen (24) jeweils eine geneigte Kontaktfläche (26) ausbilden, wobei zentrale Abschnitte von der Stirnseite (23) des Befestigungsorgans (13) axial weiter vorspringen als radial weiter außen liegende Abschnitte.
4. Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsorgan (13) eine Gewindemutter ist und die lokale Erhebung bzw.
Erhebungen (24) an einer Stirnseite (23) der Gewindemutter ausgebildet sind.
5. Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Erhebung bzw. Erhebungen (24") des Befestigungsorgans ( 3") durch einen Zwischenring (27) gebildet werden, der zwischen die Ventilscheibenanordnung (16) und ein Befestigungselement wie beispielsweise eine Mutter (28) eingelegt ist.
6. Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen einem innenliegenden Randabschnitt (17) der Ventilscheibenanordnung (16) und dem Grundkörper (11) ein Zwischenring angeordnet ist, der in Umfangsrichtung eine oder mehrere lokale Erhebungen ausbildet, so dass die Ventilscheibenanordnung (16) auf der Seite des Grundkörpers (11) in Umfangsrichtung lediglich partiell abgestützt ist.
7. Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilscheibenanordnung (116) mit einem innenliegenden Randabschnitt an einem an dem Grundkörper (111) ausgebildeten Absatz (129) abgestützt ist, der in
Umfangsrichtung unterbrochen ist, so dass die Ventilscheibenanordnung (116) in
Umfangsrichtung lediglich partiell durch den Absatz (129) abgestützt ist.
8. Dämpferventil, umfassend:
einen Grundkörper (111) mit einer Durchströmkanalanordnung (114) und einer
Steuerkante (119),
eine Ventilscheibenanordnung (116), die bei Anlage gegen die Steuerkante (119) die Durchströmkanalanordnung (1 4) abdeckt, und
ein Befestigungsorgan (113), das relativ zu dem Grundkörper (111) festgelegt ist und die Ventilscheibenanordnung (116) gegen die Steuerkante (119) des Grundkörpers (111) vorspannt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibenanordnung (116) mit einem
innenliegenden Randabschnitt an einem an dem Grundkörper (111) ausgebildeten Absatz (129) abgestützt ist, der in Umfangsrichtung unterbrochen ist, oder zwischen einem innenliegenden Randabschnitt der Ventilscheibenanordnung (116) und dem Grundkörper ( 11) ein Zwischenring angeordnet ist, der in Umfangsrichtung eine oder mehrere lokale Erhebungen ausbildet, so dass die Ventilscheibenanordnung (116) auf der Seite des Grundkörpers (111) in Umfangsrichtung durch den Absatz (129) bzw. den Zwischenring lediglich partiell abgestützt ist.
9. Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ventilscheibenanordnung (16) an einem radial innenliegenden Randabschnitt (17) in einer ersten Richtung an dem Grundkörper (11) und in der entgegengesetzten Richtung an dem Befestigungsorgan (13) anliegt und zwischen dem Grundkörper (11) und dem
Befestigungsorgan (13) eingespannt ist.
10. Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsorgan (13) an einem Endabschnitt (6) einer Kolbenstange (3) befestigt ist, die sich durch den Grundkörper (11) erstreckt, wobei das Befestigungsorgan (13) gleichzeitig den Grundkörper (11) an der Kolbenstange (3) und die
Ventilscheibenanordnung (16) an dem Grundkörper (11) festlegt.
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