DE102007017683B4

DE102007017683B4 - Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102007017683B4
Application number: DE200710017683
Authority: DE
Inventors: Alexander Dr. Kruse
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-04-14
Filing date: 2007-04-14
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2027-04-15
Also published as: DE102007017683A1

Abstract

Dämpfventil (1), umfassend einen Dämpfventilkörper (5) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (7; 9), deren Austrittsöffnung (17) von mindestens einer Ventilscheibe (19) zumindest teilweise abgedeckt wird, wobei die Ventilscheibe (19) für eine Anströmungsrichtung des Dämpfmedium eine Öffnungsbewegung und für die entgegengesetzte Anströmung eine Schließbewegung ausführt, und zumindest ein Teilbereich der Ventilscheibe (19) als Verdrängerkörper (39) mit einem dämpfmediumgefüllten Verdrängerraum (27; 27a; 27b) zusammenwirkt, der mindestens eine Drosselöffnung (29; 41) aufweist, die eine gedämpfte Ventilscheibenbewegung bewirkt, wobei die Drosselöffnung (29; 41) der Austrittsöffnung (17) der Durchgangsöffnung (9) parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (19) zumindest auf einem Umfangsbereich mit einer Sicke als Verdrängerkörper (39) ausgeführt ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein Schwingungsdämpfer ist sehr hochfrequenten Belastungen ausgesetzt, z. B. bei einer Kopfsteinpflasteroberfläche. Diese hochfrequente Belastung bewirken bei dem/den Dämpfventil(en) sehr schnell wechselnde Öffnungs- und Schließbewegungen, die wiederum Schaltgeräusche verursachen.
Eine Möglichkeit besteht darin, diese hochfrequenten Anregungen auszufiltern, indem man z. B. ein amplitudenselektives Dämpfventil verwendet. Beispielhaft wird auf die DE 10 2004 034 057 C1 verwiesen.
Alternativ kann man bei den Dämpfventilen auch sehr hoch vorgespannte Ventilscheiben verwenden, die jedoch den Fahrkomfort negativ beeinflussen. Bei einem Schwingungsdämpfer in der Zweirohrbauform ist zwischen einem Ausgleichsraum und einem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum ein Rückschlagventil angeordnet, dass sich in derselben Geschwindigkeit öffnen und schließen muss, wie die Dämpfventile. Bei einem derartigen Rückschlagventil soll die Öffnungskraft jedoch sehr klein sein, da ansonsten im kolbenstangenseitigen Arbeitsraum ein Unterdruck auftreten kann. Folglich scheidet die Lösungsmöglichkeit der erhöhten Ventilschließkraft aus.
Die gattungsbildende DE 198 42 155 B4 zeigt in der 3 ein Dämpfventil, dessen scheibenförmiger Ventilkörper in einem Gehäuse mit einer Drosselöffnung eine Verdrängerfunktion ausübt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dämpfventil derart weiterzuentwickeln, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Geräuschprobleme behoben sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Ventilscheibe zumindest auf einem Umfangsbereich mit einer Sicke als Verdrängerkörper ausgeführt ist.
Die Ventilscheibe mit dem angeschlossenen Verdrängerkörper kann z. B. als ein Dreh- oder Sinterteil ausgeführt sein. Die axiale Hubbewegung der Ventilscheibe der Austrittsöffnung wird durch die Drosselwirkung der Drosselöffnung bedämpft. Der Strömungsweg für das die Dämpfwirkung verursachende Dämpfmedium wird davon nicht berührt, so dass keine funktionale Abhängigkeit von Dämpfkraft und Drosselöffnung für die Ventilscheibenbewegung besteht.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Verdrängerraum von einem topfförmigen Gehäuse gebildet wird, das auf dem Dämpfventilkörper fixiert ist.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist die Ventilscheibe von einer Federkraft in Schließrichtung vorgespannt ist. Damit wird eine Rückstellkraft des Verdrängerkörpers aus dem Verdrängerraum erreicht.
Um eine möglichst gleichmäßig Abdichtung zwischen dem Verdrängerkörper und dem Verdrängerraum zu erreichen, wird die Federkraft von mindestens einer Schließfeder erzeugt.
Eine besonders kompakte Anordnung der Ventilscheibe und des Verdrängerraums wird dadurch erreicht, dass die Schließfeder innerhalb des Verdrängerraums angeordnet ist.
Eine weitere erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, dass alternativ zu einem separaten Gehäuse der Verdrängerraum auch von einer konturierten Oberfläche des Dämpfventilkörpers gebildet wird, wobei dass die Ventilscheibe mit einem axialen Fortsatz als Verdrängerkörper ausgeführt ist und der Verdrängerraum als eine Ringnut in der Oberfläche des Dämpfventilkörpers ausgeführt ist. Diese Lösung ist besonders interessant für die Bedämpfung der Schließbewegung der Ventilscheibe. In Umfangsrichtung kann eine beliebige Anordnung der Ventilscheibe auf dem Dämpfventilkörper ausgeführt werden.
Eine ganz besonders einfache Möglichkeit den Verdrängerraum zu bilden besteht darin, dass der Dämpfventilkörper eine ringförmige Ventilscheibenauflagefläche aufweist, in der die mindestens eine Austrittsöffnung mündet, wobei die Ventilscheibenauflagefläche zumindest teilweise einen Rand des Verdrängerraums bildet.
Um die Herstellung der Drosselöffnung zu vereinfachen und den notwendigen Bauraum zu minimieren, ist die Drosselöffnung des Verdrängerraums an die mindestens eine Durchgangsöffnung angeschlossen.
Eine ganz besonders einfache Lösung zeichnet sich dadurch aus, die Drosselöffnung die Ventilscheibenauflagefläche durchbricht. Z. B. mittels einer einfachen Prägung kann die Drosselöffnung hergestellt werden.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Ventilscheibe mit einem axialen Fortsatz als Verdrängerkörper ausgeführt ist.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Dämpfventil mit bedämpfter Ventilscheibenabhubbewegung
2 Dämpfventil mit bedämpfter Ventilscheibenbewegung in beiden Richtungen
Die 1 zeigt ein Dämpfventil 1 in der Ausgestaltung eines Kolbenventils, wobei die Erfindung genauso sinnvoll an einem Bodenventil eines Schwingungsdämpfers 3 verwendbar ist. Das Dämpfventil 1 verfügt über einen Dämpfventilkörper 5 mit Durch gangsöffnungen 7; 9. Der Dämpfventilkörper unterteilt einen Zylinder 11 des Schwingungsdämpfers 3 in zwei Arbeitsräume 13; 15.
Beispielhaft wird die Austrittsöffnung 17 der Durchgangsöffnung 9 von mindestens einer Ventilscheibe 19 abgedeckt, die von der Federkraft einer Schließfeder 21 auf eine Ventilscheibenauflagefläche 23 vorgespannt wird. Auf dem Dämpfventilkörper ist ein topfförmiges Gehäuse 25 fixiert. Das topfförmige Gehäuse bildet einen Verdrängerraum 27, der über eine Drosselbohrung 29 an den kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 13 angeschlossen ist. In dem Verdrängerraum 27 ist auch die Schließfeder 21 angeordnet, die sich an einem Boden 31 des Verdrängerraums 27 abstützt.
In einem umlaufenden Rand 33 des Gehäuses 25 ist mindestens eine Aussparung 35 ausgeführt. Damit sind die Drosselöffnung 29 und die Aussparung 35 bezogen auf die Austrittsöffnung 17 für eine Dämpfmediumströmung aus dem Arbeitsraum 15 in den Arbeitsraum 13 parallel ausgeführt.
Bei einer Komprimierung des kolbenstangenfernen Arbeitsraums 13 übt das Dämpfmedium an der Austrittsöffnung 17 der Durchtrittsöffnung 9 gegen die Kraft der Schließfeder 21 eine Abhubkraft aus. Wenn die Druckkraft größer ist als die Federkraft, hebt die mindestens eine Ventilscheibe 19 ab und bewegt sich im Verdrängerraum 27 in Richtung des Bodens 31. Die Ventilscheibe 19 ist an ihrem Außen- und Innendurchmesser zum Rand 33 und zu einem Zentrierring 37 dichtend ausgeführt und bildet in ihrer Gesamtheit einen Verdränger, der Dämpfmedium im Verdrängerraum zwischen der Oberseite der Ventilscheibe 19 und dem Boden 31 des Verdrängerraums durch die Drosselöffnung 29 verdrängt. Bei einer niederfrequenten Anre gung der Ventilscheibe 19 kann das Dämpfmedium über die Drosselöffnung 29 mit einem geringen Drosselwiderstand aus dem Verdrängerraum abfließen. Im Verdrängerraum stellt sich praktisch kein der Abhubbewegung der Ventilscheibe 19 entgegenwirkender Druck ein. Hochfrequente Anregungen, beispielsweise > 20 Hz, bewirken über die Drosselöffnung 29 einen Gegendruck im Verdrängerraum, der eine Haltekraft auf die Ventilscheibe 19 ausübt. Dadurch wird die Abhubgeschwindigkeit deutlich herabgesetzt und die Gefahr eines Ventilscheibenflatterns minimiert.
Die 2 zeigt eine Ausführung der Erfindung, basierend auf der Konstruktion nach 1. Zusätzlich wird auch die Schließbewegung der Ventilscheibe 19 bedämpft. Dafür wird der Verdrängerraum 27b von einer konturierten Oberfläche des Dämpfventilkörpers 5 gebildet. Der Dämpfventilkörper weist eine ringförmige Ventilscheibenauflagefläche 23 auf, die nach radial außen eine als Verdrängerraum fungieren Ringnut begrenzt. Im rechten Halbschnitt der 2 ist der Verdränger als axialer Fortsatz 39 ausgeführt. Als Alternativ ist im linken Halbschnitt eine Ventilscheibe 19 mit einer in Umfangsrichtung verlaufenden Sicke als Verdrängerkörper 39 dargestellt. Der Verdrängerraum ist über die Drosselöffnung 41 an eine Durchgangsöffnung 7, 9 angeschlossen. Im linken Halbschnitt ist die Drosselöffnung 29 als Axialkanal und im rechten Halbschnitt ist ein Durchbruch innerhalb der Ventilscheibenauflagefläche 23 ausgeführt. Die ist zwar keine Zwangsvoraussetzung für die Funktionstüchtigkeit der Erfindung, jedoch wird mit der Drosselöffnung 41 garantiert kein Unterdruck im Verdrängerraum 27b auftreten, wenn die Ventilscheibe 19 eine Abhubbewegung von der Ventilscheibenauflagefläche vollzieht.

Claims

Dämpfventil (1), umfassend einen Dämpfventilkörper (5) mit mindestens einer Durchgangsöffnung (7; 9), deren Austrittsöffnung (17) von mindestens einer Ventilscheibe (19) zumindest teilweise abgedeckt wird, wobei die Ventilscheibe (19) für eine Anströmungsrichtung des Dämpfmedium eine Öffnungsbewegung und für die entgegengesetzte Anströmung eine Schließbewegung ausführt, und zumindest ein Teilbereich der Ventilscheibe (19) als Verdrängerkörper (39) mit einem dämpfmediumgefüllten Verdrängerraum (27; 27a; 27b) zusammenwirkt, der mindestens eine Drosselöffnung (29; 41) aufweist, die eine gedämpfte Ventilscheibenbewegung bewirkt, wobei die Drosselöffnung (29; 41) der Austrittsöffnung (17) der Durchgangsöffnung (9) parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (19) zumindest auf einem Umfangsbereich mit einer Sicke als Verdrängerkörper (39) ausgeführt ist.
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerraum (27; 27a) von einem topfförmigen Gehäuse (25) gebildet wird, das auf dem Dämpfventilkörper (5) fixiert ist.
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (19) von einer Federkraft in Schließrichtung vorgespannt ist.
Dämpfventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft von mindestens einer Schließfeder (21) erzeugt wird.
Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (21) innerhalb des Verdrängerraums (27; 27a) angeordnet ist.
Dämpfventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerraum (27b) von einer konturierten Oberfläche des Dämpfventilkörpers (5) gebildet wird, wobei der Verdrängerraum (27b) als eine Ringnut in der Oberfläche des Dämpfventilkörpers (5) ausgeführt ist.
Dämpfventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfventilkörper (5) eine ringförmige Ventilscheibenauflagefläche (23) aufweist, in der die mindestens eine Austrittsöffnung (17) mündet, wobei die Ventilscheibenauflagefläche (23) zumindest teilweise einen Rand des Verdrängerraums (27b) bildet.
Dämpfventil nach den Ansprüchen 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselöffnung (41) des Verdrängerraums (27b) an die mindestens eine Durchgangsöffnung (9) angeschlossen ist.
Dämpfventil nach den Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselöffnung (41) die Ventilscheibenauflagefläche (23) durchbricht.
Dämpfventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (19) mit einem axialen Fortsatz (39) als Verdrängerkörper ausgeführt ist.