DE102010062264B4

DE102010062264B4 - Verstellbare Dämpfventileinrichtung für einen Schwingungsdämpfer

Info

Publication number: DE102010062264B4
Application number: DE102010062264A
Authority: DE
Inventors: Andreas Foerster
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2030-12-02
Also published as: WO2012072339A1; EP2646708A1; DE102010062264A1

Abstract

Verstellbare Dämpfventileinrichtung (1), umfassend mindestes ein Teilventil (3; 5), das ein mehrteiliges Gehäuse aufweist (33; 35; 49; 57), in dem ein Ventilelement (41; 53; 67) von mindestens einer Ventilfeder (43; 55) auf eine Ventilsitzfläche (39; 59; 65) an einem Gehäuseteil vorgespannt wird, wobei das Teilventil (3; 5) justierbar ist, indem die mindestens zwei Gehäuseteile (33; 35; 49; 57) über einen längenvariablen Verschluss (45) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Gehäuseteil (57) eine erste Ventilsitzfläche (59) für ein erstes Teilventil (3) und eine zweite Ventilsitzfläche (65) für ein zweites Teilventil (5) aufweist, wobei die zweite Ventilsitzfläche (65) außerhalb des einen Gehäuseteils (49) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Dämpfventileinrichtung für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
In der DE 10 2009 016 464 C1 wird eine Dämpfventileinrichtung beschrieben, die aus einer Mehrzahl von Teilventilen besteht. So wird ein Einlaufventil verwendet, das in einem Anschlussstutzen angeordnet ist. Dem Einlaufventil schließt sich ein Hauptstufenventil an, das über ein Vorstufenventil einstellbar ist. Des Weiteren kommt noch ein Notbetriebsventil zur Anwendung. Eine Dämpfventileinrichtung muss nicht unbedingt ein Einlaufventil oder ein Notbetriebsventil aufweisen.
Es genügt in der Regel nicht, die Teilventile zeichnungsgerecht zu fertigen. Man sollte die einzelnen Ventile auch justieren können, um die Ausschussrate möglichst gering zu halten.
In der gattungsbildenden DE 44 24 437 A1 wird eine Dampfventileinrichtung offenbart, bei der ein Hauptstufenventil justierbar ist, in dem ein Gehäusebereich plastisch deformierbar ausgeführt ist. Dieses Justierprinzip bedingt einen deformierbaren Bereich, den man zum Beispiel durch eine Wandstärkenreduzierung erreicht. Bei einem Ventilgehäuse aus einem Blechrohling ist eine unterschiedliche Wandstärke jedoch nur aufwändig herstellbar. Bei einer Deformation ist eine Rückfederung zu berücksichtigen. Kommt es zu einer zu starken Deformation, dann kann diese in der Regel nicht zurückgenommen werden, d. h. man hat ebenfalls Ausschuss produziert.
Die DE 29 09 046 A1 zeigt z. B. in der 1 ein zweiteiliges Ventilgehäuse, wobei beide Ventilteile über eine Gewindeverbindung gekoppelt sind. Über die Gewindeverbindung kann die Vorspannung der Ventilfeder und damit des Betriebsverhalten des Ventils eingestellt werden.
Die DE 199 62 960 A1 zeigt in der 5 ebenfalls ein zweiteiliges Ventilgehäuse, wobei beide Ventilgehäuseteile über eine Presspassung miteinander verbunden sind und durch eine einfache Verschiebebewegung der Ventilgehäuseteile eine Justierung des Ventils möglich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin eine justierfähige Dämpfventileinrichtung zu erreichen, bei der die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme behoben sind.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der große Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch den längenvariablen Verschluss eine Ventilsitzfläche oder eine Stützfläche für eine Ventilfeder axial verlagert werden kann, um Fertigungsabweichungen kompensieren zu können. Die Gehäuseteile werden dabei keiner plastischen Deformation ausgesetzt und können deshalb einfacher dimensioniert werden. Ein Überdrücken, wie es im Stand der Technik auftreten kann, ist bei einem derartigen Verschluss nicht möglich.
Bei einer Variante bilden die mindestens zwei Gehäuseteile im Bereich einer Überlappung zweier Gehäusebereiche eine Presspassung. Die Presspassung ist derart dimensioniert, dass sie während der gesamten Lebensdauer der Dämpfventileinrichtung ihre Fixierfunktion gewährleistet.
Optional kann man vorsehen, dass die Gehäuseteile Greifflächen für Verschiebewerkzeuge aufweisen. Die Greifflächen ermöglichen eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Überlappung, um eine optimale Einstellung des Teilventils erreichen zu können.
Auch das zweite Teilventil ist justierbar, indem die zweite Ventilsitzfläche zu einem übergeordneten Ventilgehäuse axial verstellbar ausgeführt ist.
Alternativ kann der längenverstellbare Verschluss als eine Gewindeverbindung ausgeführt sein.
Insbesondere bei einer Gewindeverbindung ist eine dauerhafte Sicherung wichtig. Üblich sind z. B. Klebemittel, die der Gewindeverbindung zugefügt werden. Deutlich einfacher ist es, wenn das Gehäuseteil mit der zweiten Ventilsitzfläche gegen einen elastischen Anschlag spannbar ist, Dadurch kann die Gewindeverbindung beliebig häufig gelöst und wieder geschlossen werden.
Um den axial notwendigen Bauraum klein zu halten, wird der elastische Anschlag von einer Tellerfeder gebildet.
Zur radialen Positionen ist der elastische Anschlag in einem Ringgraben zwischen dem Gehäuseteil und dem übergeordneten Gehäuseteil angeordnet.
Dabei begrenzt die zweite Ventilsitzfläche den Ringgraben radial.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Gesamtdarstellung der Dämpfventileinrichtung
2 Notbetriebventil als Teilventil
3 Einlaufventil als Teilventil
Die 1 zeigt eine verstellbare Dämpfventileinrichtung 1, die ein Einlaufventil 3, ein Hauptstufenventil 5, ein Vorstufenventil 7 und ein Notbetriebsventil 9 umfasst. Grundsätzlich kann die verstellbare Dämpfventileinrichtung 1 auch eine andere konstruktive Ausgestaltung aufweisen.
Die Verstellfunktion wird über einen Aktuator 11 vorgenommen, der mittels einer Magnetspule 13 angesteuert wird, die in einem Gehäuse 15 der Dämpfventileinrichtung 1 angeordnet ist. Der Aktuator 11 umfasst einen bolzenähnlichen Ventilstößel 17, auf dem ein Anker 19 fixiert ist. Der Anker 19 wird von einem topfförmigen Rückschlusskörper 21 aufgenommen. der über einen magnetisch nicht leitenden Isolator 23 mit einer magnetisch leitenden Polscheibe 25 verbunden ist. Bezogen auf den Anker 19 bilden der Rückschlusskörper 21, der Isolator 23 und die Polscheibe 25 als Deckel ein Gehäuse.
Der Anker 19 ist mittels einer ersten Feder 27 und einer zweiten Feder 29 zwischen dem Boden 31 des Rückschlusskörpers 21 und der Polscheibe 25 verspannt. Prinzipiell würde für den Betrieb des Aktuators 11 eine einzige Feder genügen, die der Kraft der Spule 13 entgegen gerichtet ist.
Das Notbetriebsventil 9 umfasst, wie in 2 dargestellt, ein zweiteiliges Ventilgehäuse, dass aus einer äußeren und einer inneren Hülse 33; 35 besteht. Die äußere Hülse 33 verfügt über einen nach radial innen weisenden Rand 37, der eine Ventilsitzfläche 39 für ein pilzförmiges Ventilelement 41 bildet, das von einer Ventilfeder 43 in Schließrichtung vorgespannt wird. Die Ventilfeder 43 stützt sich an der inneren Hülse 35 ab, die ebenfalls einen umlaufenden Rand als Stützfläche für die Ventilfeder 43 aufweist.
Die beiden Gehäuseteile 33; 35 weisen eine axiale Überlappung in der Ausführung einer Presspassung auf, die einen längenvariablen Verschluss 45 bildet. Zur Justierung wird des Notbetriebsventil 9 in eine nicht dargestellte Prüfvorrichtung eingebracht und belastet, wobei die Belastung mechanisch oder auch über ein Dämpfmedium erfolgen kann. Dabei wird eine definierte Belastung vorgegeben und die Öffnungsfunktion erfasst. Wenn die Öffnungsfunktion nicht erfüllt ist, dann kann durch ein weiteres Ineinanderschieben der Gehäuseteile 33, 35 die Ventilkennlinie nachjustiert werden.
Die 3 zeigt das Einlaufventil 3 als Einzelteil. Das Einlaufventil 3 verfügt über einen zentralen Führungsbolzen 47, an dem an einem in Richtung des Aktuators 11 weisenden Ende ein topfförmiges Gehäuseteils 49 befestigt ist, z. B. durch eine Vernietung. Auf dem Führungsbolzen 47 ist ein Gleitring 51 gelagert, an dem eine Ventilscheibe 53 befestigt ist. Zwischen einem Kragen des Gleitrings 51 und einem Boden des Gehäuseteils 49 ist eine Ventilfeder 55 angeordnet.
Ein zweites Gehäuseteil 57 wird von einem mehrfach abgesetzten Rohrstutzen gebildet. Ein erster Absatz 59 des Rohrstutzens 57 dient als Ventilsitzfläche für die Ventilscheibe 53. Des Weiteren verfügt der Rohrstutzen 57 über eine umlaufende Wandung 61, die sich in Richtung des Gehäuseteils 49 erstreckt und ebenfalls eine axiale Überlappung 45 mit einer Presspassung bildet.
Bei der Funktionsprüfung des Einlaufventils 3 wird dieses in eine Öffnungsposition gebracht und mit einer Belastung in Relation gestellt. Ist die für die Öffnungsposition notwendig Abhubkraft noch zu klein, dann wird das Gehäuseteil 49 tiefer in die Wandung 61 des Rohrstutzens 57 geschoben, die axiale Überlappung 45 vergrößert. Zum Zusammenschieben der beiden Gehäuseteile 49; 57 genügen einfache Druckwerkzeuge, die an Stirnflächen der Gehäuseteile 49, 57 ansetzen. Sollte der Fall eintreten, dass die Überlappung 45 zu lang geworden ist, denn stehen Greifflächen 63 zur Verfügung, um die axiale Überlappung 45 wieder zurückzunehmen. Eine Greiffläche bildet z. B. eine umlaufende Nut im Rohrstutzen oder radiale Abströmöffnungen im Gehäuseteil.
Wie die 1 und 3 zeigen, verfügt der Rohrstutzen als Gehäuseteil 57 des Einlaufventils 3 über eine zweite, außerhalb des Gehäuses 49 angeordnete Ventilsitzfläche 65, die zusammen mit einem Ventilelement 67 das Hauptstufenventil 5 bildet. Der Rohrstutzen 57 ist zu dem übergeordneten Ventilgehäuse 15 axial verstellbar mittels eines längenverstellbaren Verschlusses 45 in der Bauform einer Gewindeverbindung ausgeführt. Der Rohrstutzen 57 ist gegen einen elastischen Anschlag 69 spannbar, der zur Fixierung des Rohrstutzens 57 dient. in der 1 wird der Anschlag 69 von einer Tellerfeder gebildet, die in einem Ringgraben 71 zwischen dem Rohrstutzen 57 und einer Übergangshülse 73 des Gehäuses 15 angeordnet ist, wobei die zweite Ventilsitzfläche 65 auf dem Rohrstutzen 57 den Ringgraben 71 radial begrenzt.
Bei der Montage der Dämpfventileinrichtung 1 kann der Aktuator 11 als vorgefertigte Baueinheit in das Gehäuse 15 eingefügt werden. Danach folgen ein Schließring 75 und ein schirmförmiges Ausgleichselement 77 des Vorstufenventils 7. in die Übergangshülse 73 schiebt man den Hauptstufenventilkörper 67 und das Einlaufventil 3 zusammen mit dem Anschlag 69.
Bei minimaler Bestromung der Magnetspule 13 ist das Vorstufenventil 3 maximal geöffnet, so dass in einem Steuerraum 79 zwischen der Übergangshülse 73 und der Rückseite des Hauptstufenventilkörpers 67 bei einer Anströmung des Hauptstufenventils 5 der geringste Schließdruck herrscht. Folglich öffnet auch das Hauptstufenventil 5 maximal. Durch das Eindrehen des Rohrstutzens 57 in die Übergangshülse 73, bei der die Überlappung 45 im Bereich der Gewindeverbindung vergrößert wird, wird die zweite Ventilsitzfläche 65 dem Hauptstufenventilkörper 67 nachgeführt, wodurch der Öffnungsquerschnitt abnimmt. Bei der Justierung muss die Anströmung in einem definierten Verhältnis zum Druckabfall am Hauptstufenventil 5 stehen. Wird das angestrebte Verhältnis nicht erreicht, dann kann durch eine Veränderung der Position des Rohrstutzens 57 in der Übergangshülse 73 eine Korrektur vorgenommen werden.
Dieselbe Prozedur kann bei einer anderen Einstellung des Vorstufenventils 3, bei der die Magnetspule 13 stärker bestromt wird, wiederholt werden. Dabei muss das Hauptstufenventil 5 eine Bewegung in Richtung einer Schließposition ausführen, so dass bei vorgegebener Anströmung ein größerer Druckabfall auftritt. Gegebenenfalls muss die Einstellung am Rohrstutzen 57 nochmals korrigiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfventileinrichtung
3: Einlaufventil
5: Hauptstufenventil
7: Vorstufenventil
9: Notbetriebsventil
11: Aktuator
13: Magnetspule
15: Gehäuse
17: Ventilstößel
19: Anker
21: Rückschlusskörper
23: Isolator
25: Polscheibe
27: erste Feder
29: zweite Feder
31: Boden
33: äußere Hülse
35: innere Hülse
37: Rand
39: Ventilsitzfläche
41: Ventilelement
43: Ventilfeder
45: axiale Überlappung
47: Führungsbolzen
49: topfförmiges Gehäuseteil
51: Gleitring
53: Ventilscheibe
55: Ventilfeder
57: zweites Gehäuseteil (Rohrstutzen)
59: erster Absatz
61: umlaufende Wandung
63: Greiffläche
65: zweite Ventilsitzfläche
67: Ventilelement
69: Anschlag
71: Ringgraben
73: Übergangshülse
75: Schließring
77: Ausgleichselement
79: Steuerraum

Claims

Verstellbare Dämpfventileinrichtung (1), umfassend mindestes ein Teilventil (3; 5), das ein mehrteiliges Gehäuse aufweist (33; 35; 49; 57), in dem ein Ventilelement (41; 53; 67) von mindestens einer Ventilfeder (43; 55) auf eine Ventilsitzfläche (39; 59; 65) an einem Gehäuseteil vorgespannt wird, wobei das Teilventil (3; 5) justierbar ist, indem die mindestens zwei Gehäuseteile (33; 35; 49; 57) über einen längenvariablen Verschluss (45) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Gehäuseteil (57) eine erste Ventilsitzfläche (59) für ein erstes Teilventil (3) und eine zweite Ventilsitzfläche (65) für ein zweites Teilventil (5) aufweist, wobei die zweite Ventilsitzfläche (65) außerhalb des einen Gehäuseteils (49) angeordnet ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Gehäuseteile (33; 35; 49; 57) im Bereich einer Überlappung (45) zweier Gehäusebereiche eine Presspassung bilden.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (49; 57) Greifflächen (63) für Verschiebewerkzeuge aufweisen.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilsitzfläche (65) zu einem übergeordneten Ventilgehäuse (73) axial verstellbar ausgeführt ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der längenverstellbare Verschluss (45) als eine Gewindeverbindung ausgeführt ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (57) mit der zweiten Ventilsitzfläche (65) gegen einen elastischen Anschlag (69) spannbar ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Anschlag (69) von einer Tellerfeder gebildet wird.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Anschlag (69) in einem Ringgraben (71) zwischen dem Gehäuseteil (57) und dem übergeordneten Gehäuseteil (73) angeordnet ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Ventilsitzfläche (65) den Ringgraben (71) radial begrenzt.