-
Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer umfasst einen Dämpfventilkörper mit mindestens einem Durchlasskanal, dessen Austrittsseite von mindestens einer Ventilscheibe zumindest teilweise abgedeckt wird. Bei einer Anströmung der Ventilseite über den Durchlasskanal hebt die Ventilscheibe von einer Ventilsitzfläche ab. Um die Ventilscheibe gegen eine mechanische Überlastung zu schützen, wird in der Regel mindestens eine Stützscheibe als Anschlag verwendet, der die Abhubbewegung begrenzt. Die Stützscheibe ist in der einfachsten Ausführung als eine einfache, in der Regel metallische Ringscheibe ausgeführt. Im Gegensatz dazu ist die Ventilscheibe in Grenzen elastisch verformbar oder gegen eine Feder axial beweglich gelagert. Unabhängig von der Ausführungsform tritt im Dämpfbetrieb bei plötzlichen Spitzenbelastungen der Effekt auf, dass die Ventilscheibe an die Stützscheibe anschlägt. Dieses Anschlagen ist akustisch vernehmbar.
-
Eine Lösung kann darin bestehen, dass man mehrere Ventilscheiben in geschichteter Anordnung verwendet. Durch die Schichtung ergibt sich eine Stützfunktion innerhalb des Scheibenpakets. Ein Nachteil kann darin liegen, dass bei tendenziell starren Ventilscheiben eine Erhöhung der Dämpfkraftkennlinie auftritt.
-
Aus der gattungsbildenden
DE 18 17 392 B2 ist ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer bekannt, das eine Elastomerauflage in der Bauform eines Elastomerrings aufweist, der einer Anschlagbewegung der Ventilscheibe an einem Stützring entgegenwirkt. Der Elastomerring wirkt bei der Anschlagfunktion wie ein Dichtring, so dass nur eine radiale Abströmung von Dämpfmedium aus dem Dämpfventil erfolgen kann.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das gattungsbildende Dämpfventil im Hinblick auf ein verbessertes Abströmverhalten weiter zu bilden.
-
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Elastomerauflage von mehreren Einzelstützelementen gebildet wird, die als mit einem Arbeitsmedium gefüllte Hohlkörper ausgeführt sind.
-
Zwischen den mindestens zwei Einzelstützelementen bestehen mindestens zwei Strömungsquerschnitte, die dem Dämpfmedium als Strömungswege aus dem Dämpfventil zur Verfügung stehen.
-
Das Arbeitsmedium innerhalb des Hohlkörpers beeinflusst die Betriebskennlinie des Einzelstützelements, so dass sich über die Verteilung der Hohlkörper ein weiterer Parameter zur Steuerung des Betriebsverhaltens der Ventilscheibe erreichen lässt.
-
Bevorzugt sind die Einzelstützelemente als Kugeln ausgeführt sind. Ein derartiges Einzelstützelement bietet den Vorteil, dass es keine besondere Ausrichtung zur Ventilscheibe bedarf und sehr leicht als Massenprodukt herstellbar ist.
-
Die Einzelstützelemente können auf unterschiedlichen Teilkreisen angeordnet sein und damit in radialer Richtung mehrere Abstützpunkte für die Ventilscheibe bereitstellen.
-
Optional können die Einzelstützelemente einen unterschiedlichen axialen Abstand zur Ventilscheibe aufweisen und damit die Abhubbewegung der Ventilscheibe bereichsweise beeinflussen.
-
Man kann auch vorsehen, dass die Einzelstützelemente eine Anschlagebene bilden. Eine derartige Anschlagebene stützt die Ventilscheibe in der Wirkung flächig ab.
-
Die Anschlagebene kann bezogen auf die Ventilscheibe als eine schiefe Ebene ausgeführt sein, um z. B. eine gezielte Öffnungsbewegung der Ventilscheibe zu erreichen.
-
Alternativ oder in Kombination dazu können die Einzelstützelemente unterschiedliche Federraten aufweisen. Auch diese Maßnahme kann dazu dienen, die Abhubbewegung der Ventilscheibe gezielt zu steuern.
-
Eine ganz einfache Möglichkeit zur Beeinflussung der Abhubbewegung besteht darin, dass Aufnahmen in der Stützscheibe für die Einzelstützelemente unterschiedliche Aufnahmetiefen aufweisen. Man kann dann standardisierte Einzelstützelemente verwenden. Die Stützscheibe kann eine Mehrzahl von Aufnahmen aufweisen, die jedoch nicht alle mit einem Einzelstützelement stückt sein müssen. Die Bestückung erfolgt im Einzelfall gemäß den Erfordernissen der Dämpfventilauslegung.
-
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch kann die Stützscheibe axial durchgehende Aufnahmeöffnungen aufweisen und die Einzelstützelemente durchdringen die Stützscheibe mit einem beidseitigen Überstand. Bei einer derartigen Bauform können mit einer einzigen Stützscheibe bei wechselseitiger Einbaulage zwei unterschiedliche Abstützkennlinien erreicht werden.
-
Bei einer Ausführungsform weist der Hohlkörper eine Gasfüllung auf. Über die Gasmenge, den Gasdruck, die Wandstärke und die Hohlkörpergeometrie kann das Federungsverhalten des Einzelstützelements sehr genau festgelegt werden.
-
Alternativ kann man vorsehen, dass der Hohlkörper mit Dämpfmedium gefüllt ist und eine Drosselöffnung aufweist. Damit kombiniert man die Federkraft des Hohlkörpers mit einer Dämpfkraft, die beim Verdrängen von Dämpfmedium über die Drosselöffnung aus dem Hohlkörper entsteht.
-
Grundsätzlich kann man die Drosselöffnung beliebig ausrichten, wenn der Abfluss gesichert ist. Bei sehr kleinen Bauräumen kann diese Lösung ausgeschlossen sein. Alternativ kann die Drosselöffnung an einen Anschlusskanal an einem das Einzelstützelement tragende Bauteil angeschlossen sein. Als tragendes Bauteil kann z. B. eine Stützscheibe für die Dämpfung der Abhubbewegung und z. B. der Dämpfventilkörper für die Dämpfung der Schließbewegung verwendet werden.
-
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
-
Es zeigt:
-
1 Dämpfventil in einer Schnittdarstellung
-
2 Draufsicht auf eine Stützscheibe des Dämpfventils nach 1
-
3–5 verschiede Ausführungsformen einer Stützscheibe
-
Die 1 zeigt ein Dämpfventil 1 für einen Schwingungsdämpfer beliebiger Bauweise. Das Dämpfventil 1 umfasst einen Dämpfventilkörper 3, der an einer Kolbenstange 5 befestigt ist. Die Erfindung ist nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt und kann z. B. bei einem Bodenventil oder auch im Rahmen eines verstellbaren Dämpfventils eingesetzt werden.
-
Der Dämpfventilkörper 3 unterteilt einen Zylinder 7 des Schwingungsdämpfers in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9; 11, die beide mit Dämpfmedium gefüllt sind. In dem Dämpfventilkörper 3 sind Durchtrittskanäle 13; 15 für jeweils eine Durchströmungsrichtung auf unterschiedlichen Teilkreisen ausgeführt. Die Ausgestaltung der Durchtrittskanäle ist nur beispielhaft anzusehen. Eine Austrittsseite der Durchtrittskanäle 13; 15 ist mit mindestens einer Ventilscheibe 17; 19 zumindest teilweise abgedeckt.
-
Bei einer Anströmung der Ventilscheibe 17 ausgehend vom kolbenstangenfernen Arbeitsraum 11 hebt die Ventilscheibe 17 von ihrer Ventilsitzfläche 21 ab. Die Abhubbewegung wird von einer Stützscheibe 23 in Kombination mit einer Elastomerauflage gesteuert bzw. gedämpft gebremst. Auch die Schließbewegung der Ventilscheibe kann gedämpft werden, wenn beispielsweise der Dämpfventilkörper 3 als tragendes Bauteil verwendet wird. Die Elastomerauflage wird von mehreren Einzelstützelementen 25 gebildet, wobei die Einzelstützelemente als mit Arbeitsmedium gefüllte Hohlkörper ausgeführt sind. Als Arbeitsmedium kann der Hohlkörper eine Gasfüllung aufweisen, beispielsweise Stickstoff. Die Gasfüllung wird im Rahmen des Spritzvorgangs für die Herstellung des Hohlkörpers in diesen eingebracht.
-
Bevorzugt sind die Einzelstützelemente 25 als Kugeln ausgeführt. Vorteilhaft sind auch tonnenförmige Bauformen. Beide Bauformen lassen sich einfach und lageunabhängig montieren.
-
Wie die 2 zeigt, sind die Einzelstützelemente 25 in der Stützscheibe 23 auf unterschiedlichen Teilkreisen 27; 29 mit den Radien R1 und R2 angeordnet und bilden eine Anschlagebene. Selbstverständlich können auch weitere Teilkreisdurchmesser verwendet werden. Es besteht die Möglichkeit, dass die Stützscheibe 23 mit Axialöffnungen 31 ausgeführt ist, die einen Strömungsweg zwischen einer Oberseite der Ventilscheibe 17 und dem angrenzenden Arbeitsraum 9 bilden, siehe 1.
-
Wenn die Ventilscheibe 17 von der Ventilsitzfläche 21 abgehoben ist, dann kann das Dämpfmedium nicht nur radial an der Ventilscheibe 17 abfließen, sondern auch zwischen den Einzelstützsegmenten 25 strömen und dabei die Axialöffnungen 31 als Abströmweg nutzen.
-
Die 3 und 4 zeigen beispielhaft, dass die Einzelstützelemente 25 und der Stützscheibe 23 einen unterschiedlichen axialen Abstand zur Ventilscheibe 17 aufweisen können, wie die Hilfslinien zeigen. In der 3 ist beispielsweise dargestellt, dass der Abhubweg am Außenumfang der Ventilscheibe 17 größer ist als im zentralen Bereich.
-
In der 4 bilden die Einzelstützelemente 25 eine Anschlagebene 33, die als eine schiefe Ebene ausgeführt ist, um z. B. einen definierten Abhubpunkt der Ventilscheibe 17 zu erreichen.
-
Dazu kann man Einzelstützelemente 25 mit unterschiedlichen Durchmessern oder Wirkhöhen vorsehen. Bei standardisierten Einzelstützelementen 25 kann man jedoch auch vorsehen, dass muldenförmige Aufnahmen 35 in der Stützscheibe 23 für die Einzelstützelemente 25 unterschiedliche Aufnahmetiefen aufweisen, so dass über die Aufnahmetiefe der axiale Überstand und in infolge dessen der Abstand zur Ventilscheibe 17 bestimmt wird.
-
Alternativ oder in Kombination können die Einzelstützelemente 25 unterschiedliche Federraten aufweisen. Die Federrate kann man bei standardisierter Bauform der Einzelstützelemente 25 z. B. durch eine unterschiedliche shore-Härte des Ausgangswerksstoffs erreicht werden.
-
Die 5 zeigt eine Bauform der Stützscheibe 23, die axial durchgehende Aufnahmeöffnungen 35 aufweist und die Einzelstützelemente 25 die Stützscheibe 23 mit einem beidseitigen jedoch unterschiedlichen Überstand durchdringen. Eine derartige Stützscheibe kann dann über zwei Einbaulagen verfügen. Je nachdem, welche Deckseite in Richtung der Ventilscheibe 17 weist, ergibt sich eine bestimmte Dämpfkennlinie der Einzelstützelemente 25.
-
In der 5 stellt die Stützscheibe 23 für die Einzeltstützelemente 25 das tragende Bauteil dar. Beispielhaft soll verdeutlicht werden, dass unabhängig von der Anordnung der Einzeltstützelemente 25 an der Stützscheibe 23 für die Einzelstützelemente auch eine Füllung mit Dämpfmedium möglich und sinnvoll ist. Die Hohlkörper verfügen dann über eine Drosselöffnung 37, die bei einer Komprimierung der Hohlkörper Dämpfmedium unter Erzeugung einer Dämpfkraft aus dem Hohlkörper entweichen lassen.
-
In der 4 durchdringt der Hohlkörper bzw. das Einzelstützelemente 25 die Stützscheibe 23 axial. Das aus dem Einzelstützelement verdrängte Dämpfmedium gelangt über die Drosselöffnung 37 direkt z. B. in den Arbeitsraum 9.
-
Bei der linken Ausführung in der 5 ist die Drosselöffnung 37 radial ausgerichtet und erlaubt damit den direkten Abfluss zwischen der Ventilscheibe 17 und der Unterseite der Stützscheibe 23 in den Arbeitsraum 9. In der rechten Ausführung verfügt das tragende Bauteil, nämlich die Stützscheibe 23 über einen Anschlusskanal 39, der an die Drosselöffnung 37 angeschlossen ist. Um keine unnötigen Ausrichtarbeiten der Einzelstützelemente 25 in der Stützscheibe 23 berücksichtigen zu müssen, kann man in einem ersten Arbeitsschritt die Stützscheibe 23 und die Wandung des Einzelstützelements 25 durchbohren. Anschließend kann man bei Bedarf den Anschlusskanal 39 auf einen erweiterten Durchmesser aufbohren. Selbstverständlich kann man auch ein Spezialwerkzeug einsetzen, mit dem beide Bohrvorgänge in einem Arbeitsschritt möglich wären.
-
Auch die Ausführung für die Dämpfung der Schließbewegung der Ventilscheibe 17 ist in der 1 hydraulisch umgesetzt. Dazu verfügt der Dämpfventilkörper 3 über den Anschlusskanal 39, der mit dem Durchtrittskanal 13 verbunden ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Dämpfventil
- 3
- Dämpfventilkörper
- 5
- Kolbenstange
- 7
- Zylinder
- 9
- kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
- 11
- kolbenstangenferner Arbeitsraum
- 13
- Durchtrittskanal
- 15
- Durchtrittskanal
- 17
- Ventilscheibe
- 19
- Ventilscheibe
- 21
- Ventilsitzfläche
- 23
- Stützscheibe
- 25
- Einzelstützelement
- 27
- Teilkreis
- 29
- Teilkreis
- 31
- Axialöffnungen
- 33
- Anschlagebene
- 35
- Aufnahmen
- 37
- Drosselöffnung
- 39
- Anschlusskanal
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
