DE102004059702A1

DE102004059702A1 - Dämpferventil

Info

Publication number: DE102004059702A1
Application number: DE200410059702
Authority: DE
Inventors: Bodo Krause; Ralf Liebschwager; Matthias Lüdecke; Marco Schreiner
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-12-10
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2006-06-14

Abstract

Ein Dämpferventil (1) umfasst einen Grundkörper (2), eine federelastische Absperreinrichtung (4), die im Ruhezustand einen Strömungsweg (5) durch den Grundkörper (2) absperrt und bei Anströmung durch ein Strömungsmedium bei einem voreingestellten Druckniveau öffnet, sowie ein Befestigungsorgan (6), das die Absperreinrichtung (4) an dem Grundkörper (2) festlegt und gegen diesen vorspannt. Die federelastische Absperreinrichtung (4) wird durch eine oder mehrere Schließblenden (9) gebildet, die unmittelbar zwischen dem Grundkörper (2) und dem Befestigungsorgan (6) eingegliedert sind. Das Dämpferventil zeichnet sich durch eine geringere Teileanzahl und einen geringen Montageaufwand aus. Gleichwohl bestehen weitreichende Möglichkeiten zur Abstimmung der Ventilcharakteristik. Neben einer merklichen Kostenverringerung besitzt das erfindungsgemäße Dämpferventil darüber hinaus den Vorteil einer besonders kompakten Bauweise.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dämpferventil, umfassend einen Grundkörper, eine federelastische Absperreinrichtung, die im Ruhezustand einen Strömungsweg durch den Grundkörper absperrt und bei Anströmung durch ein Strömungsmedium bei einem voreingestellten Druckniveau öffnet, sowie ein Befestigungsorgan, das die Absperreinrichtung an dem Grundkörper festlegt und gegen diesen vorspannt.

Derartige Dämpferventile sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und werden beispielsweise in der DE 102 22 054 A1 , der DE 103 12 225 A1 sowie der DE 103 47 204.5 beschrieben.

Die Absperreinrichtung wird in diesen Fällen durch eine oder mehrere Ventilscheiben gebildet, die sich auf einem Ventilteller befinden. Dieser wird wiederum durch eine Druckfeder in Richtung des Grundkörpers gedrückt. Das Befestigungsorgan dient dabei als Gegenlager für die Druckfeder. Während die Ventilscheiben in der Art von Tellerfedern ausgeführt sind, kommt als Druckfeder in der Regel eine Zylinderschraubenfeder zum Einsatz. Um die Funktionen der Ventilscheiben nicht zu beeinträchtigen, ist zusätzlich eine Ventilführung vorgesehen, an der das Befestigungsorgan angebracht wird.

Die vorstehend erläuterte Konfiguration ermöglicht vielfältige Variationen zur Abstimmung der Ventilcharakteristik. Durch die Modifikation einzelner Komponenten lässt sich so ein Schwingungsdämpfer für unterschiedliche Einsatzzwecke konfektionieren. Die bekannten Dämpferventile sind jedoch verhältnismäßig kompliziert aufgebaut, da eine Vielzahl von Bauelementen nötigt ist, die gleichzeitig eine aufwendige Montage bedingen.

Generell ist festzustellen, das Dämpferventile von Schwingungsdämpfern entweder verhältnismäßig komplex aufgebaut sind oder aber nur eingeschränkte Abstimm- und Beeinflussungsmöglichkeiten in bezug auf die Ventilcharakteristik aufweisen.

Die Erfindung geht von dem obengenannten Stand der Technik aus und zielt darauf ab, ein Dämpferventil zu schaffen, das bei einem einfachen und kostengünstigen Aufbau eine Vielzahl von variierbaren Parametern für die Abstimmung der Ventilcharakteristik aufweist.

Diese Aufgabe wird durch ein Dämpferventil mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst, das sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass die federelastische Absperreinrichtung durch mindestens eine oder mehrere Schließblenden gebildet wird, die unmittelbar zwischen dem Grundkörper und dem Befestigungsorgan eingegliedert ist.

Im Vergleich zu den obengenannten Dämpferventilen nach dem Stand der Technik werden bei dem erfindungsgemäßen Dämpferventil die Ventilscheiben durch eine oder auch mehrere Schließblenden ersetzt. Zugleich entfallen bei dem erfindungsgemäßen Dämpferventil die Ventilführung, der Ventilfederteller, die Kolbendruckfeder und der Ventilfedersitz. Hieraus resultiert eine erhebliche Verringerung der Bauteile und des Montageaufwands. Gleichwohl weist das erfindungsgemäße Dämpferventil weitreichende Möglichkeiten zur Abstimmung der Ventilcharakteristik auf.

Neben einer merklichen Kostenverringerung besitzt das erfindungsgemäße Dämpferventil darüber hinaus den Vorteil einer besonders kompakten Bauweise.

Die Schließblende bzw. Schließblenden werden gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung als Blechelemente ausgebildet, die sich sehr einfachen herstellen und in ihrer Formgebung variieren lassen. Vorzugsweise sind die Schließblenden aus einem Federstahl hergestellt.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Schließblende bzw. Schließblenden Erhebungen auf, die beispielsweise napf- oder kugelkalottenförmig ausgeführt werden können. Die Erhebungen sind gegen Sitzflächen des Grundkörpers an Mündungen der Strömungswege vorgespannt, um diese im Absperrzustand des Dämpferventils abzusperren sowie bei entsprechenden Druck- und Anströmverhältnissen zu öffnen.

Prinzipiell können sämtliche Erhebungen an einer einzigen Schließblende vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, durch die Verwendung mehrerer Schließblenden, welche jeweils lediglich eine Gruppe von Strömungswegen absperren, die Ventilcharakteristik abzustimmen bzw. zu variieren.

Dabei können die Schließblenden entweder zentral oder aber mit ihrem Außenumfang am Grundkörper festgelegt sein.

Das erfindungsgemäße Dämpferventil lässt sich sowohl als Kolbenventil als auch als Bodenventile an einem Schwingungsdämpfer einsetzen.

Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels für ein Dämpferventil nach der Erfindung,
2 eine Ansicht einer Schließblende, und in
3 eine Ansicht von unten auf das Dämpferventil nach 1.
Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Dämpferventil 1 in Form eines Kolbenventils für einen Schwingungsdämpfer einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung. Dieses trennt zwei nicht näher dargestellte Arbeitskammern des Schwingungsdämpfers, die über weitere Absperreinrichtungen und Überströmkanäle miteinander verbunden sein können.
Das Dämpferventil 1 umfasst einen Grundkörper 2, der hier beispielhaft als Folienkolben ausgeführt ist und sich gegen eine Schulter einer Kolbenstange 3 abstützt. Weiterhin weist das Dämpferventil 1 eine an dem Grundkörper 2 vorgesehene, federelastische Absperreinrichtung 4 auf, die im dargestellten Ruhezustand Strömungswege 5 durch den Grundkörper 2 absperrt. Außerdem ist ein Befestigungsorgan 6 vorgesehen, das an einem sich durch den Grundkörper 2 erstreckenden Endabschnitt 7 der Kolbenstange 3 befestigt ist und die Absperreinrichtung 4 an dem Grundkörper 2 fixiert. Dabei werden gleichzeitig bewegbare Abschnitte der Absperreinrichtung 4 gegen Sitzflächen 8 an Mündungen der Strömungswege 5 des Grundkörpers 2 vorgespannt.
Die federelastische Absperreinrichtung 4 wird durch eine oder mehrere Schließblenden 9 gebildet, die in den 2 und 3 näher dargestellt sind. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei kreuzweise angeordnete Schließblenden 9a und 9b vorgesehen, die unmittelbar zwischen dem Grundkörper 2 und dem Befestigungsorgan 6 eingegliedert sind. Dabei sperrt eine erste Schließblende 9a eine erste Gruppe von Strömungswegen 5 und eine zweite Schließblende 9b eine zweite Gruppe von Strömungswegen 5 ab.
Die Schließblenden 9a und 9b sind als einfache Blechelemente aus Federstahl gefertigt. Jede Schließblende 9a bzw. 9b weist an ihren bewegbaren Abschnitten napfförmige Erhebungen 10 auf, die den Sitzflächen 8 des Grundkörpers 2 gegenüberliegend angeordnet und gegen die Mündungen der Strömungswege 5 vorgespannt sind. Durch die Formgebung der Erhebungen 10 lässt sich das Öffnungsverhalten beeinflussen. Überdies können im Bereich der Erhebungen 10 bei Bedarf geeignete Voröffnungsquerschnitte vorgesehen werden. Durch die Höhe der Erhebungen 10 lässt sich überdies die Vorspannung einstellen. Dies kann alternativ oder ergänzend auch durch zusätzliche Distanzscheiben 11 erfolgen, die zwischen den Schließblenden 9a und 9b sowie den Grundkörper 2 eingegliedert werden.
Bei Verwendung von mehreren kreuzweise oder sternförmig angeordneten Schließblenden 9 lässt zudem das Öffnungsverhalten an den einzelnen Strömungswegen 5 individuell einstellen. Gegebenenfalls werden hierzu zwischen benachbarten Schließblenden 9 Distanzscheiben eingefügt. Dies lässt sich auch durch unterschedliche Erhebungen 10 an den einzelnen Schließblenden realisieren.
Wie insbesondere 2 zeigt, weist jede Schließblende 9 eine zentrale Öffnung 12 auf, mit der diese auf einen zu dem Grundkörper 2 stationär angeordneten Zapfen, hier den Endabschnitt 7 der Kolbenstange 3 aufgesteckt ist. Es ist jedoch auch möglich, einen entsprechenden Vorsprung am Grundkörper 2 vorzusehen. Zur Festlegung dient das oben bereits erwähnte Befestigungsorgan 6, das hier als Mutter ausgeführt und auf den Endabschnitt 7 der Kolbenstange 3 aufgeschraubt ist. Mittels des Befestigungsorgans 6 werden die Mittelabschnitte 13 der Schließblenden 9a und 9b gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Distanzscheibe 11 gegen eine radial innenliegende, ringförmige Anlagefläche 14 verspannt. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Mittelabschnitte der Schließblenden 9a und 9b aufeinander auf. Jedoch kann auch zwischen diesen gegebenenfalls eine Distanzscheibe eingefügt werden.
Bei der Montage des vorstehend erläuterten Dämpferventils 1 wird zunächst der Grundkörper 2 auf den Endabschnitt 7 der Kolbenstange 3 aufgeschoben. Anschließend werden die Distanzscheibe 11 sowie die Schließblenden 9a und 9b auf den Endabschnitt 7 aufgesteckt. Anschließend erfolgt die Sicherung der genannten Elemente an der Kolbenstange 3 mittels des Befestigungsorgans 6.
Selbstverständlich kann vor der Montage des Dämpferventils 1 zusätzlich ein in Gegenrichtung wirkendes Dämpferventil 20 an dem Grundkörper 2 montiert werden, wie dies in 1 beispielhaft dargestellt ist. Diesem in Gegenrichtung wirkenden Dämpferventil 20 sind eigene Durchgangsöffnungen in dem Grundkörper 2 zugeordnet, die in ihrer Ruhestellung durch Ventilscheiben 21 verschlossen sind. Anstelle der Ventilscheiben 21 und der Druckfeder 22 des dargestellten, herkömmlichen Dämpferventils 20 kann ebenfalls eine Schließblende 9 der vorstehend erläuterten Art eingebaut werden.
Das Dämpferventil 1 wurde vorstehend als Kolbenventil für einen Schwingungsdämpfer beschrieben. Es ist jedoch nicht auf den Einsatz an einem Kolben beschränkt, sondern lässt sich vielmehr auch als Bodenventil in einem Schwingungsdämpfer einsetzen.
In einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann die Festlegung der Schließblenden jeweils mit einem radial außenliegenden Abschnitt an dem Grundkörper erfolgen. Die Schließblenden weisen dann sich zungenartig nach innen erstreckende bewegbare Abschnitte auf, die mit den Mündungen der Strömungswege zugeordneten Erhebungen versehen sind.
In sämtlichen Fällen ergibt sich eine hohe Variabilität der Ventilcharakteristik. Die druckbeaufschlagten Flächen der einzelnen Schließblenden können dabei unabhängig voneinander variiert werden. Dies gilt in gleicher Weise für gegebenenfalls an diesen vorgesehene Voröffnungsquerschnitte. Auch jede einzelne Anpressdruck und das jeweilige Öffnungsverhalten können über die Geometrie der Schließblenden gezielt gesteuert werden. Die einfache Bauform und die geringe Anzahl der notwendigen Einzelteile ermöglichen gegenüber dem Stand der Technik ein hohes Einsparpotential.

1: Dämpferventil
2: Grundkörper
3: Kolbenstange
4: Absperreinrichtung
5: Strömungsweg
6: Befestigungsorgan
7: Endabschnitt der Kolbenstange
8: Sitzfläche
9: Schließblende
9a: Schließblende
9b: Schließblende
10: Erhebung
11: Distanzscheibe
12: zentrale Öffnung
13: Mittelabschnitt
14: Anlagefläche
20: Dämpferventil
21: Ventilscheibe
22: Druckfeder

Claims

Dämpferventil, umfassend: – einen Grundkörper (2), – eine federelastische Absperreinrichtung (4), die im Ruhezustand einen Strömungsweg (5) durch den Grundkörper (2) absperrt und bei Anströmung durch ein Strömungsmedium bei einem voreingestellten Druckniveau öffnet, sowie – ein Befestigungsorgan (6), das die Absperreinrichtung an dem Grundkörper (2) festlegt und gegen diesen vorspannt, dadurch gekennzeichnet, dass die federelastische Absperreinrichtung (4) durch eine oder mehrere Schließblenden (9, 9a, 9b) gebildet wird, die unmittelbar zwischen dem Grundkörper (2) und dem Befestigungsorgan (6) eingegliedert ist bzw. sind.
Dämpferventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließblende bzw. Schließblenden (9, 9a, 9b) als Blechelemente ausgebildet sind
Dämpferventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließblende bzw. Schließblenden (9, 9a, 9b) Erhebungen (10) aufweisen, welche gegen Sitzflächen (8) des Grundkörpers (2) an Mündungen der Strömungswege (5) vorgespannt sind, um diese im Absperrzustand des Dämpferventils abzusperren.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schließblenden (9a, 9b) kreuzweise angeordnet sind, wobei eine erste Schließblende (9a) eine erste Gruppe von Strömungswegen (5) und eine zweite Schließblende (9b) eine zweite Gruppe von Strömungswegen (5) absperrt.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schließblenden (9) sternförmig angeordnet sind, wobei jede Schließblende (9) jeweils eine erste Gruppe von Strömungswegen (5) des Grundkörpers (2) absperrt.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließblenden (9, 9a, 9b) mit Mittelabschnitten (13) aufeinander aufliegen.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließblende bzw. die Schließblenden (9, 9a, 9b) jeweils eine zentrale Öffnung (12) aufweisen und mit dieser auf einen zu dem Grundkörper (2) stationär angeordneten Zapfen aufgesteckt sind, und dass das Befestigungsorgan (6) den bzw. die Mittelabschnitte (13) gegen eine Anlagefläche (14) des Grundkörpers (2) fixiert.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließblende bzw. Schließblenden (9) mit radial außenliegenden Abschnitten an dem Grundkörper (2) festgelegt sind und sich zungenartig nach innen erstrecken.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Schließblende und dem Grundkörper (2) und/oder zwischen benachbarten Schließblenden (9) mindestens eine Distanzscheibe (11) eingegliedert ist, über deren Dicke die Vorspannung der Schließblenden (9, 9a, 9b) gegen die Sitzflächen (8) einstellbar ist.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Dämpferventil ein Kolbenventil ist.
Dämpferventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) und die Schließblende bzw. die Schließblenden (9a, 9b) auf einen Endabschnitt (7) einer Kolbenstange (3) aufgesteckt und mit dem an diesem Endabschnitt (7) befestigten Befestigungsorgan (6) an der Kolbenstange (3) festgelegt sind.
Dämpferventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferventil ein Bodenventil eines Schwingungsdämpfers ist.