DE102015221763A1

DE102015221763A1 - the damping valve

Info

Publication number: DE102015221763A1
Application number: DE102015221763.9A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Prinz; Dimitros Aitas
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2015-11-05
Publication date: 2017-05-11

Abstract

Dämpfventileinrichtung, umfassend einen Dämpfventilkörper mit mindestens einem Durchlasskanal, dessen Austrittsöffnung in einen umlaufenden Ringkanal mündet, der von einer radial äußeren und einer radial inneren Ventilsitzfläche begrenzt wird, wobei der Ringkanal von mindestens einer Ventilscheibe zumindest teilweise abgedeckt wird, die auf den beiden Ventilsitzflächen vorgespannt ist, wobei der Abstand der beiden Ventilsitzflächen in Umfangsrichtung des Ringkanals ungleichmäßig ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Ventilsitzflächen in ihrem Verlauf mindestens einen radialen Versatz aufweist.Dämpfventileinrichtung, comprising a Dämpfventilkörper having at least one passage channel, the outlet opening opens into a circumferential annular channel, which is bounded by a radially outer and a radially inner valve seat surface, wherein the annular channel is at least partially covered by at least one valve disc which is biased on the two valve seat surfaces wherein the distance between the two valve seat faces in the circumferential direction of the annular channel is non-uniform, characterized in that one of the valve seat faces has at least one radial offset in its course.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. The invention relates to a damping valve according to the preamble of patent claim 1.

Bei einem konventionellen Dämpfventil wird eine Ventilscheibe von einem Dämpfmedium in Abhängigkeit der Anströmrichtung in eine Öffnungs- oder eine Schließposition bewegt. In Öffnungsrichtung beeinflusst die druckbeaufschlagte Fläche an der Ventilscheibe das Öffnungsverhalten. Vielfach ist die druckbeaufschlagte Fläche kreisringförmig ausgeführt und wird von zwei kreisförmigen Ventilsitzflächen, auf denen die Ventilscheibe in der Schließposition aufliegt, begrenzt. In a conventional damping valve, a valve disc is moved by a damping medium as a function of the direction of flow in an open or closed position. In the opening direction, the pressure-loaded surface on the valve disc influences the opening behavior. In many cases, the pressurized surface is annular and is limited by two circular valve seat surfaces on which the valve disc rests in the closed position.

Es hat sich herausgestellt, dass eine einfache ringförmige druckbeaufschlagte Fläche mit konstanter Breite und konzentrischer Ausrichtung dazu führt, dass die Ventilscheibe einen undefinierten Abhubpunkt aufweist. Man kann nicht vorhersagen, an welcher Stelle die Ventilscheibe zuerst abhebt, um über den Umfang eine kontinuierliche Abhubbewegung zu erreichen. Diese Eigenschaft kann dazu führen, dass die Ventilscheibe an mehreren Stellen der Ventilsitzfläche gleichmäßig belastet wird, abrupt abhebt und einen Dämpfkraftsprung verursacht, der auch als Geräusch wahrnehmbar ist. It has been found that a simple annular pressurized surface of constant width and concentric orientation results in the valve disc having an undefined lift point. It is impossible to predict at which point the valve disc will first lift off in order to achieve a continuous lift-off movement over the circumference. This characteristic can lead to the valve disk being uniformly loaded at several points of the valve seat surface, lifting abruptly and causing a damping force jump, which is also perceptible as noise.

Um dieses Problem zu minimieren, ist es beispielhaft aus der WO 2007021753 A2 bekannt, die beiden Ventilsitzflächen mit einem konstanten Radius und einer exzentrischen Position zueinander auszuführen. Dadurch stellt sich ein hydraulischer Druckpunkt mit einem maximalen Abstand zur Mittelachse und ein Druckpunkt mit einem minimalen Abstand zu Mittelachse ein. Über diese Ausrichtung der Ventilsitzflächen kann man ein gleichmäßiges Öffnungsverhalten über den Umfang der Ventilscheibe erreichen. To minimize this problem, it is exemplary from the WO 2007021753 A2 known to perform the two valve seat surfaces with a constant radius and an eccentric position to each other. This sets a hydraulic pressure point with a maximum distance to the central axis and a pressure point with a minimum distance to the central axis. By means of this orientation of the valve seat surfaces, it is possible to achieve a uniform opening behavior over the circumference of the valve disk.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine weitere Lösung für ein sich gleichmäßig öffnendes Dämpfventil zu realisieren. The object of the present invention is to realize a further solution for a uniformly opening damping valve.

Dazu weist eine der Ventilsitzflächen in ihrem Verlauf mindestens einen radialen Versatz auf. For this purpose, one of the valve seat surfaces has at least one radial offset in its course.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Ringkanal einerseits eine große Oberfläche aufweist und damit auch an der Ventilscheibe eine große druckbeaufschlagte Fläche zur Verfügung steht und andererseits durch den Versatz ein deutlicher Versatz des hydraulischen Druckpunktes auf die die Ventilscheibe vorliegt. Über den Versatz ist auch das Öffnungsverhalten vorgegeben, d. h. im Bereich des maximalen Radius hebt die Ventilscheibe zuerst ab. The advantage of the invention is that the annular channel on the one hand has a large surface area and thus also on the valve disc, a large pressurized surface is available and on the other hand by the offset a significant offset of the hydraulic pressure point is present on the valve disc. About the offset and the opening behavior is given, d. H. in the area of the maximum radius, the valve disc lifts off first.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist die eine Ventilsitzfläche einen Maximalradius aufweist, der ausgehend von dem mindestens einen Versatz über einen Umfangswinkel abnimmt. Dazu ist des Weiteren vorgesehen, dass der Radius kontinuierlich abnimmt. Diese Maßnahme optimiert nochmals das Öffnungsverhalten aufgrund der Maximierung der druckbeaufschlagten Fläche an der Ventilscheibe in Verbindung mit dem definierten Abhubbereich der Ventilscheibe. In a further advantageous embodiment, the one valve seat surface has a maximum radius, which decreases starting from the at least one offset over a circumferential angle. For this purpose, it is further provided that the radius decreases continuously. This measure again optimizes the opening behavior due to the maximization of the pressurized surface on the valve disc in conjunction with the defined Abhubbereich the valve disc.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch tangiert die Ventilsitzfläche unmittelbar einen Durchflusskanal. Diese Ausgestaltung der Ventilsitzfläche dient ebenfalls der Maximierung der Ringkanalbreite. According to an advantageous subclaim, the valve seat surface directly affects a flow channel. This embodiment of the valve seat surface also serves to maximize the annular channel width.

Vorteilhafterweise ist der radiale Versatz schräg zu einer auf die Ventilsitzfläche weisenden Normalen ausgerichtet. Einerseits lässt sich der Versatz leichter sintertechnisch herstellen und man optimiert ebenfalls im Detail die Ringkanaloberfläche. Advantageously, the radial offset is oriented obliquely to a normal to the valve seat surface facing. On the one hand, the offset can be made more easily sintering technology and also optimizes the ring channel surface in detail.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein von der umlaufenden Ventilsitzfläche und dem Versatz in Richtung des Ringkanals eingeschlossener Winkel größer als 90° ist. It is particularly advantageous if an angle enclosed by the circumferential valve seat surface and the offset in the direction of the annular channel is greater than 90 °.

Um die Ringkanaloberfläche nicht durch Durchlasskanäle für eine zweite Durchströmungsrichtung reduzieren zu müssen, weist eine Deckseite des Dämpfventilkörpers den Ringgraben als Ausströmquerschnitt für eine Durchströmungsrichtung und für die Durchströmung in Gegenrichtung eine Anzahl von Eintrittsquerschnitten im Bereich einer äußeren Mantelfläche des Dämpfventilkörpers auf. In order not to have to reduce the annular channel surface through passageways for a second flow direction, a cover side of the Dämpfventilkörpers the ring trench as Ausströmquerschnitt for a flow direction and for the flow in the opposite direction a number of inlet cross sections in the region of an outer circumferential surface of the Dämpfventilkörpers.

Zur einfachen Umsetzung der Strömungsquerschnitte im Dämpfventilkörper besteht der Dämpfventilkörper aus mehreren geschichteten Einzelkomponenten. For simple implementation of the flow cross sections in the Dämpfventilkörper the Dämpfventilkörper consists of several layered individual components.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden. The invention will be explained in more detail with reference to the following description of the figures.

Es zeigt. It shows.

1 Dämpfventil in Schnittdarstellung 1 Damping valve in sectional view

2 Draufsicht auf den Ventilkörper nach 1 2 Top view of the valve body after 1

Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schwingungsdämpfer 1 mit einer in einem Zylinder 3 axial verschiebbaren Kolbenstange 5, an der ein Kolben 7 befestigt ist, der mit einer Dämpfventileinrichtung 9 ausgeführt ist. The 1 shows a section of a vibration damper 1 with one in a cylinder 3 axially displaceable piston rod 5 on which a piston 7 is fixed, which with a Dämpfventileinrichtung 9 is executed.

Auf einem Zapfen 11 der Kolbenstange ist ein mehrteiliger Dämpfventilkörper 13 fixiert. An einem Absatz 15 der Kolbenstange ist eine Stützscheibe 17 angeordnet, die die Abhubbewegung mindestens einer Ventilscheibe 19 begrenzt, die auf einer inneren Ventilsitzfläche 21 vorgespannt ist und auf einer äußeren Ventilsitzfläche 23 aufliegt. Die beiden Ventilsitzflächen 21; 23 begrenzen einen umlaufenden Ringkanal 25, in den mindestens ein Durchlasskanal 27 mündest, der einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 29 mit einem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 31 verbindet. On a cone 11 the piston rod is a multipart damper valve body 13 fixed. At a paragraph 15 the piston rod is a support disc 17 arranged, which is the Abhubbewegung at least one valve disc 19 limited to one inner valve seat surface 21 is biased and on an outer valve seat surface 23 rests. The two valve seat surfaces 21 ; 23 limit a circumferential annular channel 25 , in the at least one passageway 27 a test, the a Kolbenstangenfernen work space 29 with a piston rod side working space 31 combines.

Der Dämpfventilkörper 13 besteht aus mehreren geschichteten Einzelkomponenten, in diesem Ausführungsbeispiel über zwei Dämpfventilkörperringe 33; 35. Ein erster Dämpfventilkörperring 33 verfügt nur über Durchlasskanäle 27 für eine einzige Durchströmungsrichtung, nämlich vom kolbenstangenfernen Arbeitsraum 29 zum kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 31. The damper valve body 13 consists of several layered individual components, in this embodiment, two Dämpfventilkörperringe 33 ; 35 , A first damper valve body ring 33 has only passageways 27 for a single flow direction, namely from the piston rod remote working space 29 to the piston rod side working space 31 ,

Ein zweiter Dämpfventilkörperring 35 trägt einen Kolbenring 37 und verfügt auf einem inneren Teilkreis über die Durchlasskanäle 27 zum ersten Dämpfventilkörperring 33. Im Kolbenstangenzapfen 11 ist ein Kanalsystem 39 ausgeführt, das den kolbenstangenfernen Arbeitsraum 29 mit den Durchlasskanälen 27 auf dem inneren Teilkreis verbindet. A second damper valve body ring 35 carries a piston ring 37 and has on an inner pitch of the passageways 27 to the first damper valve body ring 33 , In the piston rod journal 11 is a channel system 39 executed, which is the piston rod remote working space 29 with the passageways 27 on the inner circle connects.

Auf einem äußeren Teilkreis sind die Durchlasskanäle 41 für die Strömungsrichtung vom kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 31 zum kolbenstangenfernen Arbeitsraum 29 angeordnet. Auch hier münden die Durchlasskanäle in einem umlaufenden Ringkanal 43, der von zwei Ventilsitzflächen 45; 47 radial begrenzt wird und auf denen mindestens eine Ventilscheibe 49 verspannt ist. Dazu dient eine Kolbenmutter 51. Anhand der zeichnerischen Darstellung ist erkennbar, dass die äußeren Ventilsitzflächen 23; 47 der beiden Dämpfventilkörperringe 31; 33 zumindest im Wesentlichen den gleichen Radius aufweisen. On an outer circle are the passageways 41 for the flow direction of the piston rod side working space 31 to the piston rod remote working space 29 arranged. Again, the passage channels open in a circumferential annular channel 43 , which consists of two valve seat surfaces 45 ; 47 is radially limited and on which at least one valve disc 49 is tense. This purpose is a piston nut 51 , Based on the graphic representation can be seen that the outer valve seat surfaces 23 ; 47 the two Dämpfventilkörperringe 31 ; 33 at least substantially the same radius.

An einer radialen Teilungsfuge zwischen den beiden Dämpfventilkörperringen 31; 33 sind in einer äußeren Mantelfläche 53 des Dämpfventilkörpers Eintrittsquerschnitt 55 für die Durchlasskanäle 41 eingeformt. Dazu ist der erste Dämpfventilkörperring 33 stirnseitig in Richtung des zweiten Dämpfventilkörperrings 35 angeschrägt. At a radial dividing joint between the two Dämpfventilkörperringen 31 ; 33 are in an outer lateral surface 53 the Dämpfventilkörpers inlet cross section 55 for the passageways 41 formed. This is the first Dämpfventilkörperring 33 frontally in the direction of the second Dämpfventilkörperrings 35 bevelled.

Die 2 zeigt eine Draufsicht auf den ersten Dämpfventilkörperring 33 mit dem Blick auf den umlaufenden Ringkanal 25 und der Geometrie der beiden Ventilsitzflächen 21; 23. The 2 shows a plan view of the first Dämpfventilkörperring 33 with the view of the encircling ring channel 25 and the geometry of the two valve seat surfaces 21 ; 23 ,

Die innere Ventilsitzfläche 21 erstreckt sich konzentrisch zu einer Durchgangsöffnung 57 zur Aufnahme des Kolbenstangenzapfens 11 und weist einen konstanten Querschnitt über den gesamten Umfangsbereich auf. The inner valve seat surface 21 extends concentrically to a passage opening 57 for receiving the piston rod pin 11 and has a constant cross-section over the entire peripheral area.

In dem Ringkanal 25 sind die Ausströmquerschnitte der Durchlasskanäle 27 erkennbar, die als in Umfangsrichtung gebogene Langlöcher ausgeführt sind und eine konstante Breite aufweisen. In the ring channel 25 are the Ausströmquerschnitte the passageways 27 recognizable, which are designed as curved in the circumferential direction slots and have a constant width.

Die äußere Ventilsitzfläche 23 ist ebenfalls in Umfangsrichtung geschlossen ausgeführt, kann aber ggf. eine Einprägung als sogenannte Konstantdrossel aufweisen, die unabhängig von der Öffnungsposition der Ventilscheibe 19 stets geöffnet ist. The outer valve seat surface 23 is also executed closed in the circumferential direction, but may optionally have an impression as a so-called constant throttle, which is independent of the opening position of the valve disc 19 always open.

Ausgehend von einem Maximalradius 59 verringert sich der Radius der äußeren Ventilsitzfläche 23 kontinuierlich bis zum einem radialen Versatz 61, zwischen dem Maximalradius und einem Minimalradius 63. Der Versatz 61 selbst ist schräg zu einer Normalen der äußeren Ventilsitzfläche ausgerichtet. Ein von der umlaufenden Ventilsitzfläche 23 und dem Versatz 61 in Richtung des Ringkanal 27 eingeschlossener Winkel ist größer als 90°, so dass der Versatz 61 länger ist als die Differenz des Maximalradius 59 minus dem Minimalradius 63. Dadurch entsteht ein weicher Übergang der Kanten am Versatz 61. Starting from a maximum radius 59 decreases the radius of the outer valve seat surface 23 continuously up to a radial offset 61 , between the maximum radius and a minimum radius 63 , The offset 61 itself is oriented obliquely to a normal of the outer valve seat surface. One from the revolving valve seat surface 23 and the offset 61 in the direction of the ring channel 27 included angle is greater than 90 °, so the offset 61 is longer than the difference of the maximum radius 59 minus the minimum radius 63 , This creates a smooth transition of the edges at the offset 61 ,

Der Minimalradius 63 kann derart reduziert werden, dass die äußere Ventilsitzfläche 23 unmittelbar einen der Durchflusskanäle 27 tangiert. The minimum radius 63 can be reduced such that the outer valve seat surface 23 directly one of the flow channels 27 affected.

Bei einer Anströmung der Ventilscheibe 19, die auf den Ventilsitzfläche 21; 23 ruht und an ihrem Außendurchmesser von der äußeren Ventilsitzfläche 23 abhebt, beginnt die Abhubbewegung exakt im Bereich des Versatzes 61 und pflanzt sich dann in Umfangsrichtung weiter fort. At a flow of the valve disc 19 on the valve seat surface 21 ; 23 rests and at its outer diameter from the outer valve seat surface 23 lift off, the Abhubbewegung begins exactly in the range of the offset 61 and then propagates further in the circumferential direction.

Die Funktionsweise und die Ausgestaltung der Ventilsitzflächen 45; 47 am zweiten Dämpfventilkörperring 35 ist identisch mit der Beschreibung zum ersten Dämpfventilkörperring 33. The mode of operation and the design of the valve seat surfaces 45 ; 47 on the second damper valve body ring 35 is identical to the description for the first Dämpfventilkörperring 33 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Schwingungsdämpfer vibration
3 3: Zylinder cylinder
5 5: Kolbenstange piston rod
7 7: Kolben piston
9 9: Dämpfventileinrichtung damping valve device
11 11: Zapfen spigot
13 13: Dämpfventilkörper Dämpfventilkörper
15 15: Absatz paragraph
17 17: Stützscheibe support disc
19 19: Ventilscheibe valve disc
21 21: innere Ventilsitzfläche inner valve seat surface
23 23: äußere Ventilsitzfläche outer valve seat surface
25 25: Ringkanal annular channel
27 27: Durchlasskanal Passageway
29 29: kolbenstangenferner Arbeitsraum Kolbenstangenferner workspace
31 31: kolbenstangenseitiger Arbeitsraum piston rod side working space
33 33: Dämpfventilkörperring (erster) Damping valve body ring (first)
35 35: Dämpfventilkörperring (zweiter) Damping valve body ring (second)
37 37: Kolbenring piston ring
39 39: Kanalsystem channel system
41 41: Durchlasskanal Passageway
43 43: Ringkanal annular channel
45 45: innere Ventilsitzfläche inner valve seat surface
47 47: äußere Ventilsitzfläche outer valve seat surface
49 49: Ventilscheibe valve disc
51 51: Kolbenmutter piston nut
53 53: Mantelfläche lateral surface
55 55: Eintrittsquerschnitt Inlet cross-section
57 57: Durchgangsöffnung Through opening
59 59: Maximalradius maximum radius
61 61: Versatz offset
63 63: Minimalradius R.min.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2007021753 A2 [0004]

Claims

Damping valve device ( 9 ) comprising a damper valve body ( 13 ) with at least one passage channel ( 27 ), whose outlet opening into a circumferential annular channel ( 25 ), which of a radially outer and a radially inner valve seat surface ( 21 ; 23 ), wherein the annular channel ( 25 ) of at least one valve disc ( 19 ) is at least partially covered, on the two valve seat surfaces ( 21 ; 23 ) is biased, wherein the distance between the two valve seat faces in the circumferential direction of the annular channel is non-uniform, characterized in that one of the valve seat surfaces ( 23 ; 47 ) in its course at least one radial offset ( 61 ) having.

Damping valve according to claim 1, characterized in that the one valve seat surface ( 23 ; 47 ) has a maximum radius which decreases starting from the at least one offset over a circumferential angle.

Damping valve according to claim 2, characterized in that the radius decreases continuously.

Damping valve according to claim 1, characterized in that the valve seat surface ( 23 ) directly a flow channel ( 27 ).

Damping valve according to claim 1, characterized in that the radial offset ( 61 ) obliquely to one on the valve seat surface ( 23 ; 47 ) directed normal.

Damping valve according to claim 5, characterized in that one of the circumferential valve seat surface ( 23 ; 47 ) and the offset ( 61 ) in the direction of the annular channel ( 25 ; 43 ) included angle is greater than 90 °.

Damping valve according to claim 1, characterized in that a cover side of the Dämpfventilkörpers ( 13 ) the annular channel ( 25 ) as Ausströmquerschnitt for a flow direction and for the flow in the opposite direction, a number of inlet cross-sections ( 55 ) in the region of an outer circumferential surface ( 53 ) of the damping valve body ( 13 ) having.

Damping valve according to claim 7, characterized in that the Dämpfventilkörper ( 13 ) of several layered individual components ( 33 ; 35 ) consists.