DE102010039196A1

DE102010039196A1 - Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102010039196A1
Application number: DE102010039196A
Authority: DE
Inventors: Michael Hegmann; Stefan Schmitt; Roland Gütlein; Özcan Durukan
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-08-11
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2012-02-16
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: DE102010039196B4

Abstract

Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Dämpfventilkörper mit mindestens einem Durchtrittskanal, der von mindestens einer Ventilscheibe zumindest teilweise abgedeckt wird, wobei die Ventilscheibe von einer Sternfeder auf eine Ventilsitzfläche vorgespannt wird und sich die Sternfeder entlang einer Profilierung einer Stützscheibe verformt, wobei der Verformungsbereich der Sternfeder von einer Kippkante der Stützscheibe bestimmt wird und die Stützscheibe die axiale Verformung der Sternfeder begrenzt. Zwischen der Sternfeder und der Stützscheibe ist mindestens eine elastische Kippscheibe angeordnet, deren Innendurchmesser maximal dem Durchmesser der Kippkante und deren Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Kippkante an der Stützscheibe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die DE 31 00 886 A1 beschreibt ein Dämpfventil, dessen Durchtrittskanäle von einer elastischen Ventilscheibe zumindest teilweise abgedeckt werden. Die Ventilscheibe ist an ihrem Innendurchmesser fest eingespannt und wird in ihrem äußeren Bereich von einer Sternfeder auf einen Ventilsitz vorgespannt. Auch die Sternfeder ist an ihrem Innendurchmesserbereich fixiert. Eine Stützscheibe mit einer in Richtung der Sternfeder weisenden Profilierung begrenzt die axiale Bewegung der Sternfeder und damit den Abhubweg der Ventilscheibe. Generell kann auch eine starre Ventilscheibe verwendet werden, die nicht fest eingespannt ist.
Die Profilierung der Stützscheibe umfasst eine innere Spannfläche, die an ihrem Außendurchmesser eine Kippkante für die Sternfeder bildet. Es schließt sich nach radial außen eine Schräge an, die einen Freiraum für die Sternfeder bildet.
Die Sternfeder unterliegt im Bereich der Kippkante einer besonders hohen Belastung, so dass dort gehäuft Dauerbrüche auftreten. Bei der Stützscheibe gibt es Ausführungen, bei denen der Übergang zwischen der Spannfläche und der besagten Schräge ausgerundet ist, doch ist damit ein Eingriff in die Dämpfkraftkennlinie verbunden, da sich die Kippkante bei zunehmender Abhubbewegung der elastischen Ventilscheibe nach radial außen verlagert. Das ursächliche Problem, nämlich die Verformung der Sternfeder auf einer Kreislinie, besteht nach wie vor.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Erhöhung der Dauerfestigkeitssteigerung einer Sternfeder in der Anwendung eines Dämpfventils.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen der Sternfeder und der Stützscheibe mindestens eine elastische Kippscheibe angeordnet ist, denen Innendurchmesser maximal dem Durchmesser der Kippkante und deren Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Kippkante an der Stützscheibe.
Die elastische Kippscheibe vergrößert die Anlagefläche für die Sternfeder. Dadurch ist die Flächenpressung an der Sternfeder während der Abhubbewegung deutlich geringer als beim Stand der Technik.
In der einfachsten Ausführungsform ist die elastische Kippscheibe ein schmaler Ring, der sich an der Kippkante der Stützscheibe radial zentriert. Im Hinblick auf präzise eine Einbaulage, die stets eingehalten wird, weist die Kippscheibe eine Spannfläche auf und ist über die Stützscheibe und die Sternfeder auf dem Dämpfventilkörper fixiert.
Um die Federkraftkennlinie der Sternfeder möglichst wenig zu beeinflussen, ist die Federrate der Kippscheibe kleiner als die Federrate der Sternfeder.
Damit die Kippscheibe eine möglichst große Dauerfestigkeit erreicht, weist die Kippscheibe ein geschlossenes Außendurchmesserprofil auf.
Wenn man die Federkraftkennlinie der Sternfeder im Hinblick auf ein ungleichmäßiges Öffnungsverhalten der Ventilscheibe beeinflussen will, dann weist die Kippscheibe einen ungleichmäßigen Außendurchmesser auf.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung wird die Erfindung näher erklärt.
Die einzige 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1 mit einem dämpfmediumgefüllten Zylinder 3, in dem eine Kolbenstange 5 axial beweglich geführt ist. Die Kolbenstange 5 trägt einen Kolben 7 als Dämpfventilkörper, der den Zylinder 3 in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9; 11 unterteilt.
Der Kolben 7 verfügt über Durchtrittskanäle 13; 15 für getrennte Durchströmungsrichtungen des Dämpfmediums infolge einer Kolbenstangenbewegung. Austrittsöffnungen der Durchtrittskanäle 13 bei einer Kompression des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums 9 werden von einer starren Ventilscheibe 17 in Verbindung mit einer Schraubendruckfeder 19 zumindest teilweise abgedeckt. Häufig kommt eine so genannte Voröffnungsscheibe 21 zur Anwendung. Diese Ventilkonstruktion ist jedoch nur beispielhaft anzusehen.
Die Austrittsöffnungen für die Durchströmung der Durchtrittskanäle in Gegenrichtung werden von einer Ventilscheibe 23 zumindest teilweise abgedeckt. In diesem Beispiel ist die Ventilscheibe elastisch ausgeführt und verfügt über einen Spannbereich 25 am Innendurchmesser. Alternativ kann auch eine starre Ventilscheibe verwendet werden, die vollständig von einer Deckseite des Dämpfventilkörpers bzw. Kolbens 7 abhebt.
Die Ventilscheibe 23 wird von einer an sich bekannten Sternfeder 27 auf eine Ventilsitzfläche 29 vorgespannt. Eine oberhalb der Sternfeder 29 angeordnete starre Stützscheibe 31 begrenzt den Verformungsweg der Sternfeder 29 bei einer Abhubbewegung der Ventilscheibe 23. Dafür verfügt die Stützscheibe 31 in Richtung der Sternfeder 27 über eine Profilierung, die sich ausgehend von einer Spannfläche 33 mit einer äußeren Kippkante 35 nach radial außen erstreckt. Der Kippkante 35 schließt sich eine Schräge 37 an, die in eine Anlagefläche 39 für die Sternfeder 27 übergeht. Zwischen der Sternfeder 27 und der Stützscheibe 31 ist mindestens eine elastische Kippscheibe 41 angeordnet, deren Innendurchmesser maximal dem Durchmesser der Kippkante 35 und deren Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Kippkante 35 an der Stützscheibe 31. in diesem Ausführungsbeispiel weist die Kippscheibe 41 eine Spannfläche auf und ist über die Stützscheibe 31 und die Sternfeder 27 auf dem Dämpfventilkörper 7 fixiert.
Die Federrate der Kippscheibe 41 ist kleiner als die Federrate der Sternfeder 27. Des Weiteren weist die Kippscheibe ein geschlossenes Außendurchmesserprofil auf.
Bei einer Abhubbewegung der Ventilscheibe 23 aufgrund einer Dämpfmediumströmung in den Durchtrittskanälen 15 verformt sich die Sternfeder 27 zusammen mit der elastischen Kippscheibe 41 ab der Kippkante 35 der Stützscheibe 31. Die Kippscheibe 41 liegt dabei vollflächig auf der Sternfeder 27 und vergrößert dadurch die Kontaktfläche zur Kippkante 35. Letztlich wird die Kippkante 35 in Abhängigkeit des Verformungswegs der Sternfeder mehr oder weniger stark ausgerundet und elastisch.
In der Darstellung gemäß 1 ist die Kippscheibe 41 mit einem konstanten Kreisringprofil ausgeführt. Die Kippscheibe kann alternativ auch einen ungleichmäßigen Außendurchmesser aufweisen, z. B. mit einem Ovalprofil, um das Abhubverhalten der Ventilscheibe 23 von der Ventilsitzfläche 29 über die Abstützung der Sternfeder 27 zu beeinflussen.
Bezugszeichenliste

1: Schwingungsdämpfer
3: Zylinder
5: Kolbenstange
7: Kolben
9: kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
11: kolbenstangenferner Arbeitsraum
13; 15: Durchtrittskanäle
17: Ventilscheibe
19: Schraubendruckfeder
21: Voröffnungsscheibe
23: Ventilscheibe
25: Spannbereich
27: Sternfeder
29: Ventilsitzfläche
31: Stützscheibe
33: Spannfläche
35: Kippkante
37: Schräge
39: Anlagefläche
41: Kippscheibe
43: Spannfläche

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

DE 3100886 A1 [0002]

Claims

Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Dämpfventilkörper (7) mit mindestens einem Durchtrittskanal (13; 15), der von mindestens einer Ventilscheibe (23) zumindest teilweise abgedeckt wird, wobei die Ventilscheibe (23) von einer Sternfeder (27) auf eine Ventilsitzfläche (29) vorgespannt wird und sich die Sternfeder (27) entlang einer Profilierung einer Stützscheibe (31) verformt, wobei der Verformungsbereich der Sternfeder (27) von einer Kippkante (35) der Stützscheibe (31) bestimmt wird und die Stützscheibe (31) die axiale Verformung der Sternfeder (27) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sternfeder (27) und der Stützscheibe (31) mindestens eine elastische Kippscheibe (41) angeordnet ist, deren Innendurchmesser maximal dem Durchmesser der Kippkante (35) und deren Außendurchmesser größer ist als der Durchmesser der Kippkante (35) an der Stützscheibe (31).
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippscheibe (35) eine Spannfläche (43) aufweist und über die Stützscheibe (31) und die Sternfeder (27) auf dem Dämpfventilkörper (7) fixiert ist.
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federrate der Kippscheibe (41) kleiner ist als die Federrate der Sternfeder (27).
Dämpfventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippscheibe (41) ein geschlossenes Außendurchmesserprofil aufweist.
Dämpfventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippscheibe (41) einen ungleichmäßigen Außendurchmesser aufweist.