DE102016201463A1

DE102016201463A1 - Ventilscheibe für ein Rückschlagventil eines Schwingungsdämpfers, sowie das Rückschlagventil

Info

Publication number: DE102016201463A1
Application number: DE102016201463.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Berger; Thomas Hammer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-08-03
Also published as: CN108496023A; WO2017133861A1; CN108496023B

Abstract

Es wird eine Ventilscheibe 2 für ein Rückschlagventil 1 eines Schwingungsdämpfers, umfassend vorgeschlagen, einen im Zentrum der Ventilscheibe 2 ausgeführten Befestigungsabschnitt 3, mindestens einen in einem radial äußeren Randbereich 4 der Ventilscheibe 2 ausgeführten ringförmigen, von dem Befestigungsabschnitt 3 radial beabstandeten Dichtungsabschnitt 5 mit einem radial äußerem Rand 6 und einem radial innerem Rand 7 und mit einer definierter axialen Position des radial inneren Randes 7 des Dichtungsabschnitts 5 relativ zu dem radial äußeren Rand 6 des Dichtungsabschnitts 5, wobei der radial äußere Rand 6 des Dichtungsabschnitts 5 den radial äußeren Rand 8 der Ventilscheibe 2 darstellt und wobei der Dichtungsabschnitt 5 relativ zu dem Befestigungsabschnitt 3 axial bewegbar ist. Des Weiteren umfasst die Ventilscheibe 2 einen radial zwischen den Befestigungsabschnitt 3 und dem Dichtungsabschnitt 5 angeordneten, den Befestigungsabschnitt 3 mit dem Dichtungsabschnitt 5 verbindenden Federungsabschnitt 9. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Federungsabschnitt 9 mindestens einen Federhebel 10; 11 umfasst, wobei die Länge und/oder die Ausgestaltungsform des Federhebels 10: 11 so gewählt ist, dass bei einer axialen Relativbewegung des Dichtungsabschnitts 5 zu dem Befestigungsabschnitt 3, die definierte axiale Position des radial inneren Randes 7 des Dichtungsabschnitts 5 relativ zu dem radial äußeren Rand 6 des Dichtungsabschnitts 5 unverändert bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilscheibe für ein Rückschlagventil eines Schwingungsdämpfers gemäß Patentanspruch 1, sowie das Rückschlagventil mit einer Ventilscheibe gemäß Patentanspruch 1.
Ein gattungsbildendes Rückschlagventil ist beispielsweise aus der Die DE 101 05 098 C1 bekannt. Das in der Druckschrift DE 101 05 098 C1 gezeigte Rückschlagventil umfasst eine Ventilscheibe, welche mittig an diesem festgelegt ist und mit einem im äußerem Randbereich der Ventilscheibe ausgeführtem Dichtungsabschnitt mindestens einen im Ventilkörper des Rückschlagventils ausgeführten Durchflusskanal für ein Dämpfmedium abdeckt.
Nachteilig ist bei diesen Rückschlagventilen, dass herstellungsbedingt nicht völlig ausgeschlossen werden kann, die durch die Ventilscheibe abzudeckende Oberfläche des Ventilkörpers Fertigungstoleranzen aufweist und die mittig eingespannte, an dem Rückschlagventil befestigte Ventilscheibe sich während der Befestigung plastisch und/oder elastisch verformt und eine sogenannte Schirmung aufweist, wodurch sich der radial äußerer Bereich der Ventilscheibe von einem radial außen an dem Ventilkörper ausgeführten, den Durchflusskanal radial begrenzenden Dichtkante axial abhebt.
Dieser Umstand sorgt für eine unerwünschte Streuung der Dämpfkraftkennlinie und ist zu vermeiden. Wie es in der Druckschrift DE 101 05 098 C1 gezeigt ist, kann dieser Nachteil dadurch überwunden werden, indem eine oberhalb der Ventilscheibe eingespannte zusätzliche Feder die Ventilscheibe in Richtung Ventilkörper drückt. Diese Lösung erfordert jedoch ein weiteres Bauteil – eine zusätzliche Feder, welche als eine Kegelfeder oder als eine Tellerfeder ausgeführt ist, was die Handhabung der Bauteile bei der Montage erschwert und die Produktionskoste in die Höhe treibt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach die Ventilscheibe, derart zu verbessern, dass sie die vorstehend erläuterten Nachteile überwindet. Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein gegenüber dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik verbessertes Rückschlagventil anzugeben. Diese Aufgabe wird durch den Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen, sowie in den Figuren angegeben.
Somit wird die Ventilscheibe erfindungsgemäß derart ausgeführt, dass deren radial zwischen den Befestigungsabschnitt und dem Dichtungsabschnitt angeordneter, den Befestigungsabschnitt mit dem Dichtungs-abschnitt verbindenden Federungsabschnitt, mindestens einen Federhebel umfasst, wobei die Länge und/oder die Ausgestaltungsform des Federhebels so gewählt ist, dass bei einer axialen Relativbewegung des Dichtungsabschnitts zu dem Befestigungsabschnitt, die definierte axiale Position des radial inneren Randes des Dichtungsabschnitts relativ zu dem radial äußeren Rand des Dichtungsabschnitts unverändert bleibt.
Dadurch können die Fertigungstoleranzen ausgeglichen und eine Schirmung der Ventilscheibe verhindert werden.
Als eine einfachste und kostengünstigste Ausführungsform der Ventilscheibe kann vorteilhafterweise eine Ausführung als ein flaches, ebenes Bauteil vorgesehen sein.
Die Federhebel können dabei geschwungen, insbesondere im Wesentlichen mäanderförmig ausgeführt sein und/oder eine über die Federhebellänge variierende Materialstärke aufweisen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Rückschlagventil derart ausgeführt, dass dessen Ventilkörper einen Ventilscheibensitz umfasst, welcher durch mindestens zwei koaxial zueinander und zum Zentrum des Ventilkörpers angeordneten, umlaufenden, radial voneinander beabstandeten Dichtkanten gebildet ist. Der Ventilkörper weist dabei mindestens einen Durchflusskanal auf, welcher den Ventilkörper axial durchragt und zwischen den Dichtkanten des Ventilscheibensitzes mündet. Der Ventilkörper umfasst mindestens eine im Zentrum des Ventilkörpers ausgeführte Anlagefläche, wobei zwischen der Anlagefläche des Ventilkörpers und dem Ventilscheibensitz des Ventilkörpers ein axialer Versatz vorgesehen ist, wobei die Ventilscheibe mit deren Befestigungsabschnitt an der Anlagefläche des Ventilkörpers mit Hilfe des Befestigungsbauteils fixiert ist. Der zumindest ein Federhebel des Federabschnitts der Ventilscheibe leitet eine Federkraft auf den Dichtungsabschnitt der Ventilscheibe ein, sodass dieser an die beiden Dichtkanten des Ventilscheibensitzes anliegt und somit den Durchflusskanal an dem Ventilscheibensitz abdeckt. Somit gleicht die erfindungsgemäße Ventilscheibe den axialen Versatz aus, wobei hier durch die Wahl der Größe des axialen Versatzes auf eine einfache Weise die Federkraft eingestellt werden kann, welche ein Federhebel des Federabschnitts der Ventilscheibe auf den Dichtungsabschnitt der Ventilscheibe ausübt. Die Größe des axialen Versatzes kann beispielsweise durch zusätzliche Abstandselemente verkürzt werden.
Zur Vereinfachung der Befestigung der Ventilscheibe an dem Ventilkörper kann der Ventilkörper des Rückschlagventils vorteilhafter Weise mindestens einen den Ventilkörper axial durchragenden Befestigungsdurchbruch aufweisen.
Anhand folgender Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 eine beispielsweise Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Ventilscheibe;
2 ein Rückschlagventil gemäß dem Stand der Technik;
3 eine teilweise vergrößerte Darstellung eines Rückschlagventils gemäß 2;
4 eine beispielsweise Ausführungsvariante eines Rückschlagventils mit einer erfindungsgemäßen Ventilscheibe;
5 eine teilweise vergrößerte Darstellung eines Rückschlagventils gemäß 4;
6 eine Draufsichtdarstellung einer weiteren beispielsweisen Ausführungs-Variante eines Rückschlagventils gemäß der Erfindung;
7 eine Explosionsdarstellung eines Rückschlagventils gemäß 6.
Die 1 zeigt zunächst eine Ventilscheibe 2 für ein in der 1 nicht gezeigtes Rückschlagventil 1 eines Schwingungsdämpfers. Diese umfasst einen im Zentrum der Ventilscheibe 2 ausgeführten Befestigungsabschnitt 3, einen in einem radial äußeren Randbereich 4 der Ventilscheibe 2 ausgeführten ringförmigen, von dem Befestigungsabschnitt 3 radial beabstandeten Dichtungsabschnitt 5 mit einem radial äußerem Rand 6 und einem radial innerem Rand 7, sowie einen radial zwischen den Befestigungsabschnitt 3 und dem Dichtungsabschnitt 5 angeordneten Federungsabschnitt 9, welcher zwei Federhebel 10; 11 umfasst, wobei diese den Befestigungsabschnitt 3 mit dem Dichtungsabschnitt 5 verbinden.
Die unterbrochenen Linien sollen verdeutlichen, dass der Dichtungsabschnitt 5 der Ventilscheibe 2 relativ zu deren Befestigungsabschnitt 3 axial bewegbar ist. Dabei zeigen die unterbrochenen Linien eine sogenannte Ruhestellung der in dieser Ausführungsform als ein flaches, ebenes Bauteil ausgeführten Ventilscheibe 2.
Die 1 zeigt des Weiteren, dass die Länge und/oder die Ausgestaltungsform der beiden geschwungen, insbesondere im Wesentlichen mäanderförmig ausgeführten Federhebel 10; 11 so gewählt ist, dass bei einer in ihrer Längenerstreckung festgelegten axialen Relativbewegung des Dichtungsabschnitts 5 zu dem Befestigungsabschnitt 3, die definierte axiale Position des radial inneren Randes 7 des Dichtungsabschnitts 5 relativ zu dem radial äußeren Rand 6 des Dichtungsabschnitts 5 im Wesentlichen unverändert bleibt. Dabei stellt der radial äußere Rand 6 des Dichtungsabschnitts 5 den radial äußeren Rand 8 der Ventilscheibe 2 dar.
Die vorstehend beschriebene Funktion der Federhebel 10; 11 kann auch dadurch erreicht werden, Indem die Federhebel derart ausgeführt sind, dass diese eine über die Federhebellänge variierende Materialstärke aufweisen. Diese Ausführungsvariante ist zwar in den Figuren nicht explizit dargestellt, ist jedoch ebenfalls möglich. Auch eine Kombination aus der Form der Federhebel und deren Materialstärke kann für die Erreichung der beschriebenen Funktionalität angewendet werden.
Die 2 und 3 zeigen jeweils ein Rückschlagventil 1 für einen Schwingungsdämpfer, welcher dem Stand der Technik entspricht. Dabei wird in der 3 einen Ausschnitt Y aus der 2 vergrößert dargestellt.
Das Rückschlagventil 1 umfasst einen Ventilkörper 12, zumindest eine Ventilscheibe 2, welche in der Mitte des Ventilkörpers 12 mit Hilfe eines Befestigungsbauteils 13, welches in den 2; 3; 4; 5 und 6 als ein Niet mit einem Nietring 22 ausgeführt ist, mit dem Ventilkörper 12 fest verbunden. Da aufgrund der Befestigung der Ventilscheibe 2 mit deren mittig ausgeführten Befestigungsabschnitt 3 an dem Ventilkörper 12, sich die Ventilscheibe 12 in deren Randbereich 4 verformt, hebt sich diese in deren Randbereich 4 von mindestens einer der beiden, den Durchflusskanal 18 radial begrenzenden Dichtkante 16 axial ab. Dieser Umstand wird normalerweise durch die Anwendung einer hier nicht dargestellten Feder behoben, welche die Ventilscheine 2 in deren Randbereich 4 an die Dichtkanten 15; 16 des Ventils 1 drückt.
In Gegensatz zu den 2 und 3 zeigen die 4 und 5 ein Rückschlagventil 1 mit einer beispielsweisen Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Ventilscheibe 2. Dabei zeigt die 5 vergrößert einen Ausschnitt Z aus der 4.
Das in den 5 und 6 abgebildete Rückschlagventil 1 für einen Schwingungsdämpfer, umfasst einen Ventilkörper 12, eine Ventilscheibe 2 und ein Befestigungsbauteil 13 welches die Ventilscheibe 2 an dem Ventilkörper 12 befestigt. Der Ventilkörper (12) weist einen den Ventilkörper (12) axial durchragenden Befestigungsdurchbruch (20) auf, welcher ein die Ventilscheibe (2) an dem Ventilkörper (12) fixierendes Befestigungsbauteil (13) aufnimmt. Das Befestigungsbauteil 13 ist hier als ein Niet 13 mit einem Nietring 22 ausgeführt und schafft eine feste Verbindung zwischen der Ventilscheibe 2 und dem Ventilkörper 12.
Der Ventilkörper 12 des Rückschlagventils 1 umfasst einen Ventilscheibensitz 14, welcher durch mindestens zwei koaxial zueinander und zum Zentrum des Ventilkörpers 12 angeordneten, umlaufenden, radial voneinander beabstandeten Dichtkanten 15; 16 gebildet ist. Der Ventilkörper 12 weist jeweils mindestens einen Durchflusskanal 17; 23 für jeweils eine Durchströmungsrichtung für ein den Ventilkörper durchströmendes Dämpfmedium auf. Die Durchflusskanäle 17; 23 durchragen den Ventilkörper 12 axial, wobei der zumindest eine Durchflusskanal 17 zwischen den Dichtkanten 15; 16 des Ventilscheibensitzes 14 mündet.
Der Ventilkörper 12 weist eine im Zentrum des Ventilkörpers 12 ausgeführte Anlagefläche 19 auf. Zwischen der Anlagefläche 19 des Ventilkörpers 12 und dem Ventilscheibensitz 14 des Ventilkörpers 12 ist ein axialer Versatz 21 vorgesehen. Die axiale Erstreckung des Versatzes 12 kann dabei beispielsweise durch zusätzliche Distanzelemente, wie mit einer in der 2 dargestellten Distanzscheibe 25 eingestellt werden.
Darüber hinaus ist aus den 4 und 5 entnehmbar, dass die Ventilscheibe 2 mit deren Befestigungsabschnitt 3 an der Anlagefläche 19 des Ventilkörpers 12 mit Hilfe des Befestigungsbauteils 13 fixiert ist. Die Federhebel 10; 11 des Federabschnitts 9 leiten dabei eine Federkraft in den Dichtungsabschnitt 5 der Ventilscheibe 2 ein, sodass dieser an die beiden Dichtkanten 15; 16 des Ventilscheibensitzes 14 gezogen wird, daran dicht anliegt und somit den Durchflusskanal 17; 18 an dem Ventilscheibensitz 14 abdeckt.
Die 6 zeigt, dass die an dem Ventilkörper 12 festgelegte Ventilscheibe 2 geschwungene Federhebel 10; 11 aufweist. Die Form der Federhebel ist generell derart zu wählen, dass ein Durchfluss des Dämpfmediums durch die Durchflusskanäle 23; 24 durch die Federhebel 10; 11 der Ventilscheibe 2 nicht verhindert wird.
In allen Figuren weisen die beiden Federhebel 10, 11 die gleiche Form und Größe auf. Es ist jedoch selbstverständlich ebenfalls möglich, dass diese unterschiedliche Größe und/oder Form aufweisen. Genauso kann die Anzahl der Federhebel 10; 11 anforderungsbedingt unterschiedlich gewählt werden.
Die Ventilscheibe 2 kann darüber hinaus vorteilhafter Weise fertigungsoptimiert, beispielsweise als ein Stanzteil hergestellt werden.
Bezugszeichenliste

1: Rückschlagventil
2: Ventilscheibe
3: Befestigungsabschnitt
4: Randbereich der Ventilscheibe
5: Dichtungsabschnitt
6: radial äußerer Rand des Dichtungsabschnitts
7: radial innerer Rand des Dichtungsabschnitts
8: radial äußerer Rand der Ventilscheibe
9: Federungsabschnitt
10: Federhebel
11: Federhebel
12: Ventilkörper
13: Befestigungsbauteil
14: Ventilscheibensitz
15: Dichtkante
16: Dichtkante
17: Durchflusskanal
18: Durchflusskanal
19: Anlagefläche
20: Befestigungsdurchbruch
21: Versatz
22: Nietring
23: Durchflusskanal
24: Durchflusskanal
25: Distanzscheibe

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 10105098 C1 [0002, 0002, 0004]

Claims

Ventilscheibe (2) für ein Rückschlagventil (1) eines Schwingungsdämpfers, umfassend: – einen im Zentrum der Ventilscheibe (2) ausgeführten Befestigungsabschnitt (3), – mindestens einen in einem radial äußeren Randbereich (4) der Ventilscheibe (2) ausgeführten ringförmigen, von dem Befestigungsabschnitt (3) radial beabstandeten Dichtungsabschnitt (5) mit einem radial äußerem Rand (6) und einem radial innerem Rand (7), und mit einer definierter axialen Position des radial inneren Randes (7) des Dichtungsabschnitts (5) relativ zu dem radial äußeren Rand (6) des Dichtungsabschnitts (5), wobei der radial äußere Rand (6) des Dichtungsabschnitts (5) den radial äußeren Rand (8) der Ventilscheibe (2) darstellt und wobei der Dichtungsabschnitt (5) relativ zu dem Befestigungsabschnitt (3) axial bewegbar ist, – sowie einen radial zwischen den Befestigungsabschnitt (3) und dem Dichtungsabschnitt (5) angeordneten, den Befestigungsabschnitt (3) mit dem Dichtungsabschnitt (5) verbindenden Federungsabschnitt (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Federungsabschnitt (9) mindestens einen Federhebel (10; 11) umfasst, wobei die Länge und/oder die Ausgestaltungsform des Federhebels (10: 11) so gewählt ist, dass bei einer axialen Relativbewegung des Dichtungsabschnitts (5) zu dem Befestigungsabschnitt (3), die definierte axiale Position des radial inneren Randes (7) des Dichtungsabschnitts (5) relativ zu dem radial äußeren Rand (6) des Dichtungsabschnitts (5) unverändert bleibt.
Ventilscheibe (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (2) als ein flaches, ebenes Bauteil ausgeführt ist.
Ventilscheibe (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federhebel (10; 11) geschwungen, insbesondere im Wesentlichen mäanderförmig ausgeführt ist.
Ventilscheibe (2) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Federhebel (10; 11) eine über die Federhebellänge variierende Materialstärke aufweist.
Rückschlagventil (1) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Ventilkörper (12), mindestens eine Ventilscheibe (2) und mindestens ein Befestigungsbauteil (13) welches die Ventilscheibe (2) an dem Ventilkörper (12) befestigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (2) gemäß zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Rückschlagventil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) einen Ventilscheibensitz (14) umfasst, welcher durch mindestens zwei koaxial zueinander und zum Zentrum des Ventilkörpers (12) angeordneten, umlaufenden, radial voneinander beabstandeten Dichtkanten (15; 16) gebildet ist, wobei der Ventilkörper (12) mindestens einen Durchflusskanal (17; 18) aufweist, welcher den Ventilkörper (12) axial durchragt und zwischen den Dichtkanten (15; 16) des Ventilscheibensitzes (14) mündet, und wobei der Ventilkörper (12) mindestens eine im Zentrum des Ventilkörpers (12) ausgeführte Anlagefläche (19) umfasst, wobei zwischen der Anlagefläche (19) des Ventilkörpers (12) und dem Ventilscheibensitz (14) des Ventilkörpers (12) ein axialer Versatz (21) vorgesehen ist und wobei die Ventilscheibe (2) mit deren Befestigungsabschnitt (3) zumindest mittelbar an der Anlagefläche (19) des Ventilkörpers (12) mit Hilfe des Befestigungsbauteils (13) fixiert ist, und wobei der zumindest ein Federhebel (10; 11) des Federabschnitts (9) der Ventilscheibe (2) eine Federkraft auf den Dichtungsabschnitt (5) der Ventilscheibe (2) ausübt, sodass dieser an die beiden Dichtkanten (15; 16) des Ventilscheibensitzes (14) anliegt und somit den Durchflusskanal (17; 18) an dem Ventilscheibensitz (14) abdeckt.
Rückschlagventil (1) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (12) mindestens einen den Ventilkörper (12) axial durchragenden Befestigungsdurchbruch (20) aufweist, zur Aufnahme des die Ventilscheibe (2) an dem Ventilkörper (12) fixierenden Befestigungsbauteils (13).