DE102013218658A1

DE102013218658A1 - Verstellbare Dämpfventileinrichtung

Info

Publication number: DE102013218658A1
Application number: DE102013218658.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas Manger; Stefan Schmitt; Lukas RUHMANN
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-09-18
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-09-19
Also published as: DE102013218658B4; JP6400356B2; KR20150032479A; CN104455173B; CN104455173A; US20150076376A1; US10030786B2; JP2015059659A

Abstract

Verstellbare Dämpfventileinrichtung für einen Schwingungsdämpfer, umfassend ein Hauptstufenventil mit einem Hauptstufenventilkörper, der in einem Dämpfventilgehäuse axial beweglich geführt ist, wobei das Dämpfventilgehäuse einen zum Dämpfventilgehäuse separaten Gehäuseeinsatz aufweist, in dem der Hauptstufenventilkörper geführt ist

Description

Die Erfindung betrifft eine verstellbare Dämpfventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 10 2010 063 386 B4 ist eine verstellbare Dämpfventileinrichtung bekannt, die ein Vorstufenventil und ein Hauptstufenventil umfasst. Das Hauptstufenventil weist einen Hauptstufenventilkörper auf, der in einem Gehäuse axial beweglich geführt ist. Der Hauptstufenventilkörper und das Gehäuse bilden für das Hauptstufenventil einen Steuerraum, dessen Druckniveau über das Vorstufenventil eingestellt wird. Folglich muss der Ringspalt zwischen der Innenwandung des Gehäuses und einer äußeren Mantelfläche des Hauptstufenventilkörpers sehr eng toleriert sein. Zwar kann der Ringspalt mit einer Dichtung verschlossen werden, doch bedarf es trotzdem einer sehr genauen Fertigung.
Der Hauptstufenventilkörper verfügt über einen zentralen axialen Führungsschaft, der in eine Durchgangsöffnung einer Zwischenwand des Gehäuses ragt und mit einem Vorstufenventilkörper das Vorstufenventil bildet. Auch die Durchgangsöffnung muss sehr präzise gefertigt sein.
Das Gehäuse verfügt über eine Anzahl von radialen Öffnungen, durch die Dämpfmedium vom Hauptstufenventil kommend abströmt. Oberhalb der besagten Zwischenwand sind in dem Gehäuse mehrere radiale Abflussöffnungen für das Vorstufenventil ausgeführt.
Radiale Öffnungen lassen sich grundsätzlich schwierig herstellen. Bei einer spanenden Herstellung treten zusätzlich Schwierigkeiten beim Entgraten der nach radial innenweisenden Enden der radialen Öffnungen auf. Insgesamt gestaltet sich die Herstellung des Gehäuses sehr schwierig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dämpfventileinrichtung zu realisieren, bei der die aus dem Stand der Technik bekannten Fertigungsprobleme behoben sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, das Dämpfventilgehäuse einen zum Dämpfventilgehäuse separaten Gehäuseeinsatz aufweist, in dem der Hauptstufenventilkörper geführt ist.
Der große Vorteil besteht darin, dass ein Gehäusebereich, der sehr präzise gefertigt sein muss, nun als ein Einzelteil sehr viel einfacher und genauer herstellbar ist als die entsprechende Geometrie bei einem an sich bekannten Dämpfventilgehäuse. Man kann den Gehäuseeinsatz z. B. sintertechnisch herstellen und erhält ein Bauteil, das keinerlei Nachbearbeitungsschritte bedarf. Es besteht auch die Möglichkeit den Gehäuseeinsatz aus Kunststoff herzustellen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung bilden einander zugewandte Flächen des Dämpfventilgehäuses und des Gehäuseeinsatzes mindestens einen Strömungskanal für einen Dämpfmediumvolumenstrom innerhalb der Dämpfventileinrichtung. Es wird bewusst die Teilungsfuge zwischen den beiden Bauteilen als Strömungskanal genutzt. Dadurch können aufwändige spanende Bearbeitungsschritte, insbesondere radiale Bohrungen, entfallen.
Dazu kann der Gehäuseeinsatz außenseitig eine Profilierung aufweisen, die den mindestens einen Strömungskanal bildet. Eine Außenprofilierung lässt sich in der Regel besonders einfach herstellen, insbesondere entgraten und reinigen.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist radial außenhalb einer Hauptstufenventilsitzfläche mindestens ein Durchlasskanal ausgeführt, der radial innerhalb des Dämpfventilgehäuses angeordnet ist, wobei der Strömungskanal an den mindestens einen Durchlasskanal angeschlossen ist. Der große Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass das Dämpfventilgehäuse als eine geschlossene Patrone eingesetzt werden kann, da die Strömungsanschlüsse und Strömungskanäle allesamt innerhalb des Dämpfventilgehäuses verlaufen.
Für eine einfache Fixierung des Gehäuseeinsatzes ist vorgesehen, dass die Hauptstufenventilsitzfläche von einem Ventileinsatz gebildet wird, über den der Gehäuseeinsatz im Dämpfventilgehäuse axial positioniert wird. Der Ventileinsatz bildet praktisch eine Art Deckel für das Dämpfventilgehäuse.
Zusätzlich kann der Gehäuseeinsatz von einem Federelement axial gegen eine Stützfläche des Dämpfventilgehäuses vorgespannt sein.
Für eine einfache Montage stützt sich das Federelement an dem Ventileinsatz abstützt ab.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Hauptstufenventil von einem Vorstufenventil angesteuert, wobei ein Steuerraum des Vorstufenventils von dem Gehäuseeinsatz gebildet wird. Damit wird eine weitere Funktion von dem Dämpfventilgehäuse auf den Gehäuseeinsatz verlagert. Eine bisher notwendige Zwischenwand an dem Dämpfventilgehäuse kann damit entfallen.
Es ist vorgesehen, dass der Gehäuseeinsatz topfförmig ausgeführt ist. Die Topfform lässt sich einfach herstellen und bietet eine hohe Bauteilfestigkeit.
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass der Hauptstufenventilkörper einen Führungsschaft aufweist, der in einer Öffnung des Gehäuseseinsatzes geführt ist. Alle für den Hauptstufenventilkörper funktionswichtigen Führungs- und/oder Dichtflächen sind an einem einzigen Bauteil ausgeführt.
Ein besonders großer Vorteil wird dadurch erreicht, dass das Dämpfventilgehäuse eine Rohrgrundform aufweist. Die Rohrgrundform bietet ebenfalls große Vorteile, da man bei entsprechender Dimensionierung der Ventilbauteile eine einzige Montagerichtung realisieren kann.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Schnitt durch eine Dämpfventileinrichtung
2 u. 3 Gehäuseeinsatz in zwei Ansichten.
Die 1 zeigt eine Dämpfventileinrichtung 1 mit einem axial zweigeteilten Dämpfventilgehäuse 3 für einen Schwingungsdämpfer beliebiger Bauform. In der vorliegende Ausgestaltung ist die Dämpfventileinrichtung 1 für eine bezogen auf einen äußeren Zylinder des Schwingungsdämpfers externe Anordnung vorgesehen, doch kann das Bauprinzip leicht auf eine Dämpfventileinrichtung z. B. an einer Kolbenstange adaptiert werden. In einem ersten Dämpfventilgehäuseabschnitt 5 ist ein an sich bekannter Aktuator 7 angeordnet, der eine Spule 9 umfasst, die über einen Anker 11 auf ein Vorstufenventil 13 einwirkt. Mit dem Vorstufenventil 13 wird ein Hauptstufenventil 15 angesteuert, das die Dämpfkraft im Schwingungsdämpfer erzeugt. Das Vorstufen- und das Hauptstufenventil 13; 15 sind in zweiten Dämpfventilgehäuseabschnitt 17 angeordnet, das eine Rohrgrundform ohne eine Zwischenwandung aufweist.
Das Hauptstufenventil 15 umfasst einen Hauptstufenventilkörper 19, der axial beweglich in einem zum Dämpfventilgehäuse 3 separaten Gehäuseeinsatz 21 geführt ist. Der Gehäuseeinsatz 21 ist topfförmig ausgeführt und bildet einen Steuerraum 23, über den das Hauptstufenventil 15 von dem Vorstufenventil 13 angesteuert wird. Ein Boden 25 des Gehäuseeinsatzes 21 verfügt über eine Öffnung 27, in der ein Führungsschaft 29 des Hauptstufenventilkörpers 19 geführt ist. In dem Führungsschaft 29 verlaufen ein Axialkanal 31 und ein Querkanal 33, die den Steuerraum 23 über einen Durchlass 35 in dem Boden 25 mit dem Vorstufenventil 13 verbinden.
Wie die Zusammenschau der 1 bis 3 verdeutlicht, weist der Gehäuseeinsatz 21 außenseitig eine Profilierung auf. Dadurch bilden einander zugewandten Flächen des Dämpfventilgehäuses 3 und des Gehäuseeinsatzes 21 mindestens einen Strömungskanal 37 für einen Dämpfmediumstrom innerhalb der Dämpfventileinrichtung 1.
Das Hauptstufenventil 15 ist als ein Sitzventil ausgeführt, so dass der Hauptstufenventilkörper 19 auf einer Hauptstufenventilsitzfläche 39 aufliegt. Radial außerhalb der Hauptstufenventilsitzfläche 39 ist mindestens ein Durchlasskanal 41 ausgeführt, der radial innerhalb des Dämpfventilgehäuses 3 angeordnet ist. Der außenseitig am Gehäuseeinsatz 21 vorliegende Strömungskanal 37 ist an den mindestens einen Durchlasskanal 41 angeschlossen.
Die Hauptstufenventilsitzfläche 39 wird wiederum von einem Ventileinsatz 43 gebildet, über den der Gehäuseeinsatz 21 im Dämpfventilgehäuse 3 axial positioniert wird. In der vorliegenden Ausführungsform verfügt der Ventileinsatz 43 über Dämpfkanäle 45, die mit mindestens einer Ventilscheibe 47 zusammenwirken. Es handelt sich dabei aber um eine Option.
Der Gehäuseeinsatz 21 wird von einem Federelement 49 in der Bauform einer Scheibenfeder axial gegen eine Stützfläche 51 des Dämpfventilgehäuses 3 vorgespannt. Das Federelement 49 stützt sich wiederum an dem Ventileinsatz 43 ab.
Die 2 und 3 zeigen den Gehäuseeinsatz 21 als Einzelteil in verschiedenen Außenansichten. In der Draufsicht ist ein zentraler Ringkanal 53 erkennbar, dem sich mehrere Radialkanäle 55 anschließen. Diese Radialkanäle 55 gehen in Axialnuten 57 in einer äußeren Mantelfläche 59 des Gehäuseeinsatzes über. Wenn die Radialkanäle 55 und Axialnuten 57 z. B. spanlos in einem Pressverfahren hergestellt werden, dann ist es sinnvoll, möglichst viele und möglichst flache Kanäle 55 und Nuten 57 vorzusehen, um die Formabweichungen am Gehäuseeinsatz 21 bedingt durch das Herstellungsverfahren zu minimieren.
Wie aus der 1 ersichtlich ist, ist der zweite Dämpfventilgehäuseabschnitt 17 nicht nur rohrförmig, sondern auch mit einer gestuften Innenkontur ausgeführt, die sich ohne Rücksprünge ausgehend von einem ersten Ende am Aktuators 7 in Richtung eines zweiten Endes im Bereich des Ventileinsatzes 43 vergrößert. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass die Montage in einer Montagerichtung über die große Öffnung am zweiten Ende erfolgen kann.
Bei der Montage wird über das zweite Ende zuerst ein Rückschlusskörper 61 mit Anker 11 und inkl. einer Federanordnung 63 des Aktuators 7 in den zweiten Dämpfventilgehäuseabschnitt 17 eingelegt. Der Rückschlusskörper 61 stützt sich an einem umlaufenden Vorsprung 65 ab, der den kleinsten Innendurchmesser des Rohrkörpers darstellt. Danach wird ein Vorstufenventilkörper 67 auf den Anker 11 aufgelegt.
In einem weiteren Montageschritt wird der Gehäuseeinsatz 21 eingeführt, der in seiner Endposition an der Stützfläche 51 des zweiten Dämpfventilgehäuseabschnitts 17 anliegt. Im nächsten Montageschritt wird der Hauptstufenventilkörper 19 ggf. in den Gehäuseeinsatz 21 eingesetzt. Es folgt das Federelement 49. Abgeschlossen wird das Dämpfventilgehäuse 3 von dem Ventileinsatz 43, der z. B. mittels einer Gewindeverbindung 69 an dem zweiten Dämpfventilgehäuseabschnitt 17 befestigt ist.
Bei einer Arbeitsbewegung des Schwingungsdämpfers wird Dämpfmedium über einen Rohranschluss 71 des Ventileinsatzes 43 in die Dämpfventileinrichtung 3 verdrängt. Das Dämpfmedium passiert dabei den mindestens einen Dämpfkanal 45 und die mindestens eine Ventilscheibe 47. Dadurch wirkt eine Abhubkraft auf den Hauptstufenventilkörper 19. Das Dämpfmedium gelangt über den Durchlass 35 in den Steuerraum 23 und übt damit auf den Hauptstufenventilkörper 19 eine Schließkraft aus. Das Vorstufenventil 13 steuert einen Abflussquerschnitt aus dem Steuerraum 23 in den Strömungskanal 37 zwischen dem Gehäuseeinsatz 21 und dem zweiten Dämpfventilgehäuseabschnitt 17. Das abfließende Dämpfmedium erreicht einen Ringraum 73 zwischen dem zweiten Dämpfventilgehäuseabschnitt 17 und dem Ventileisatz 43, über dessen mindestens einen Durchlasskanal 41 das Dämpfmedium des Vorstufenventils 13 abfließt.
Bei einer Abhubbewegung des Hauptstufenventilkörpers 19 von seiner Hauptstufenventilsitzfläche 39 strömt Dämpfmedium nach radial außen und fließt ebenfalls über den mindestens einen Durchlasskanal 41 aus dem Dämpfventilgehäuse 3 ab.
Das Dämpfmedium fließt dann in einen nicht dargestellten Ausgleichs- oder Arbeitsraum.
Bezugszeichenliste

1: Dämpfventileinrichtung
3: Dämpfventilgehäuse
5: erster Dämpfventilgehäuseabschnitt
7: Aktuator
9: Spule
11: Anker
13: Vorstufenventil
15: Hauptstufenventil
17: zweiter Dämpfventilgehäuseabschnitt
19: Hauptstufenventilkörper
21: Gehäuseeinsatz
23: Steuerraum
25: Boden
27: Öffnung
29: Führungsschaft
31: Axialkanal
33: Querkanal
35: Durchlass
37: Strömungskanal
39: Hauptstufenventilsitzfläche
41: Durchlasskanal
43: Ventileinsatz
45: Dämpfkanäle
47: Ventilscheibe
49: Federelement
51: Stützfläche
53: Ringkanal
55: Radialkanäle
57: Axialnuten
59: äußere Mantelfläche
61: Rückschlusskörper
63: Federanordnung
65: Vorsprung
67: Vorstufenventilkörper
69: Gewindeverbindung
71: Rohranschluss
73: Ringraum

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 102010063386 B4 [0002]

Claims

Verstellbare Dämpfventileinrichtung (1) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend ein Hauptstufenventil (15) mit einem Hauptstufenventilkörper (19), der in einem Dämpfventilgehäuse (3) axial beweglich geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfventilgehäuse (3) einen zum Dämpfventilgehäuse (3) separaten Gehäuseeinsatz (21) aufweist, in dem der Hauptstufenventilkörper (19) geführt ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einander zugewandte Flächen des Dämpfventilgehäuses (3) und des Gehäuseeinsatzes (21) mindestens einen Strömungskanal (39) für einen Dämpfmediumvolumenstrom innerhalb der Dämpfventileinrichtung (3) bilden.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (29) außenseitig eine Profilierung (53; 55; 57) aufweist, die den mindestens einen Strömungskanal (37) bildet.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial außenhalb einer Hauptstufenventilsitzfläche (39) mindestens ein Durchlasskanal (41) ausgeführt ist, der radial innerhalb des Dämpfventilgehäuses (3) angeordnet ist, wobei der Strömungskanal (37) an den mindestens einen Durchlasskanal (41) angeschlossen ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptstufenventilsitzfläche (39) von einem Ventileinsatz (43) gebildet wird, über den der Gehäuseeinsatz (21) im Dämpfventilgehäuse (3) axial positioniert wird.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (21) von einem Federelement (49) axial gegen eine Stützfläche (51) des Dämpfventilgehäuses (3) vorgespannt ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Federelement (49) an dem Ventileinsatz (43) abstützt.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptstufenventil (15) von einem Vorstufenventil (13) angesteuert wird, wobei ein Steuerraum (23) des Vorstufenventils (13) von dem Gehäuseeinsatz (21) gebildet wird.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuseeinsatz (21) topfförmig ausgeführt ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptstufenventilkörper (19) einen Führungsschaft aufweist, der in einer Öffnung (27) des Gehäuseseinsatzes (21) geführt ist.
Verstellbare Dämpfventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfventilgehäuse (5) eine Rohrgrundform aufweist.