DE102019201360A1

DE102019201360A1 - Frequency selective damping valve device

Info

Publication number: DE102019201360A1
Application number: DE102019201360.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Manger; Andreas Väth; Andreas Sieber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-02-04
Filing date: 2019-02-04
Publication date: 2020-08-06

Abstract

Frequenzselektive Dämpfventileinrichtung, umfassend eine Dämpfventil mit mindestens einer Ventilscheibe die über einen beweglichen Steuerkolben mit einer variablen Schließkraft beaufschlagt wird, wobei ein mit einem Dämpfmedium gefüllter Steuerraum, dessen Steuerdruck auf den Steuerkolben wirkt, einen Ablaufkanal aufweist, wobei der Steuerraum mit einem Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist, das bei Erreichen eines vorbestimmten maximalen Druckniveaus im Steuerraum öffnet.Frequency-selective damping valve device, comprising a damping valve with at least one valve disc which is acted upon by a movable control piston with a variable closing force, wherein a control chamber filled with a damping medium, the control pressure of which acts on the control piston, has an outlet channel, the control chamber being designed with a pressure limiting valve, which opens when a predetermined maximum pressure level is reached in the control room.

Description

Die Erfindung betrifft eine frequenzselektive Dämpfventileinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a frequency-selective damping valve device according to the preamble of patent claim 1.

Die DE 10 2016 217 113 A1 beschreibt eine frequenzselektive Dämpfventileinrichtung mit einem Steuertopf, der einen Steuerraum bildet, in dem ein Steuerkolben axial beweglich gegen eine Federanordnung verschiebbar gelagert ist. Der Steuerkolben und der Steuertopf begrenzen einen Steuerraum, der über einen Versorgungskanal mit Dämpfmedium aus einem Arbeitsraum gespeist wird. Bei einer hochfrequenten Anregung der Dämpfventileinrichtung kann sich im Steuerraum kein Staudruck aufbauen, der zu einer Axialbewegung des Steuerkolbens gegen die Federanordnung und damit gegen eine Ventilscheibe eines Dämpfventils führt. Folglich liegt bei einer hochfrequenten Anregung eines Schwingungsdämpfers mit einem derartigen Dämpfventileinrichtung, d. h. ein schneller Druckaufbau und ein Druckabbau im Wechsel im Versorgungskanal ein geringeres Druckniveau im Steuerraum an und bei einer niederfrequenten Anströmung liegt ein hohes Druckniveau an, wobei das Druckniveau auch immer direkt mit der Dämpfkraft des Dämpfventils verknüpft ist.The DE 10 2016 217 113 A1 describes a frequency-selective damping valve device with a control pot which forms a control chamber in which a control piston is mounted so as to be axially movable against a spring arrangement. The control piston and the control pot delimit a control chamber, which is fed with damping medium from a work chamber via a supply channel. When the damping valve device is excited at high frequency, no back pressure can build up in the control chamber, which leads to an axial movement of the control piston against the spring arrangement and thus against a valve disk of a damping valve. Consequently, with a high-frequency excitation of a vibration damper with such a damping valve device, that is, a rapid pressure build-up and a pressure decrease in the supply channel alternately, there is a lower pressure level in the control chamber and with a low-frequency inflow there is a high pressure level, the pressure level also always being directly related to the damping force of the damping valve is linked.

Der Steuerkolben übt damit eine zusätzliche Schließkraft auf die Ventilscheibe des Dämpfventils aus. Damit ein Druckabbau im Steuerraum stattfinden kann, verfügt der Steuerkolben über eine Ablaufdrossel, die den Steuerraum mit dem angrenzenden Arbeitsraum verbindet.The control piston thus exerts an additional closing force on the valve disk of the damping valve. So that pressure can be reduced in the control room, the control piston has an outlet throttle that connects the control room with the adjacent work area.

Dieses Bauprinzip und damit auch die gesamte Dämpfventileinrichtung erreicht seine funktionale Grenze, wenn eine Einströmung in den Steuerraum erfolgt und sich der Steuerkolben schon zumindest nahe der maximalen Verschiebung und damit Vorspannung der Ventilscheibe befindet und ein weiteres Schwingungsereignis eintritt.This design principle and thus also the entire damping valve device reaches its functional limit when there is an inflow into the control chamber and the control piston is already at least close to the maximum displacement and thus preload of the valve disk and a further vibration event occurs.

Dann erreicht die Dämpfkraft der Dämpfventileinrichtung ein Niveau, das als eine massive Komfortbeeinträchtigung in einem Fahrzeug spürbar ist und zudem die Dämpfventileinrichtung hoch belastet.Then the damping force of the damping valve device reaches a level that is perceptible as a massive impairment in comfort in a vehicle and also places a heavy load on the damping valve device.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für das beim Stand der Technik bekannte Problem eine Verbesserung zu erreichen.The object of the present invention is to achieve an improvement for the problem known in the prior art.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, indem der Steuerraum mit einem Druckbegrenzungsventil ausgeführt ist, das bei Erreichen eines vorbestimmten maximalen Druckniveaus im Steuerraum öffnet.The object is achieved in that the control chamber is designed with a pressure relief valve which opens when a predetermined maximum pressure level in the control chamber is reached.

Es wird dadurch eine Spitzenbelastung der Dämpfventileinrichtung vermieden. Vielmehr kann man über den Öffnungspunkt des Rückschlagventils eine noch komfortablere maximale Dämpfkraft der Dämpfventileinrichtung definieren.This avoids peak loads on the damping valve device. Rather, an even more comfortable maximum damping force of the damping valve device can be defined via the opening point of the check valve.

Bevorzugt ist das Druckbegrenzungsventil mit dem Steuerkolben verbunden. Damit wird das Druckbegrenzungsventil mit den Bauteilen verknüpft, die ursächlich für das zugrundeliegende Problem sind. Folglich müssen an konventionellen Bauteilen der Dämpfventileinrichtung keinerlei Änderungen vorgenommen werden.The pressure relief valve is preferably connected to the control piston. This connects the pressure relief valve with the components that are the cause of the underlying problem. Consequently, no changes need to be made to conventional components of the damping valve device.

Bei einer Ausführungsform umfasst das Druckbegrenzungsventil ein Gehäuse, in dem ein Schließkörper und eine Schließfeder angeordnet sind. Das Gehäuse wird beispielsweise in den Ablaufkanal des Steuerkolbens eingesetzt. Der für das Druckbegrenzungsventil notwendige Bauraum ist minimal.In one embodiment, the pressure relief valve comprises a housing in which a closing body and a closing spring are arranged. The housing is used, for example, in the outlet channel of the control piston. The space required for the pressure relief valve is minimal.

Bei einer Alternativlösung wird eine Ausgangsöffnung des Ablasskanals von mindestens einer Ventilscheibe zumindest teilweise abgedeckt. Man kann mit einer Ventilscheibe auch mehrere Ablasskanäle nutzen, so dass die Bandbreite bei der Auslegung des Druckbegrenzungsventils sehr groß ist.In an alternative solution, an outlet opening of the drain channel is at least partially covered by at least one valve disk. You can also use several drain channels with one valve disc, so that the range in the design of the pressure relief valve is very large.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Steuerkolben mehrteilig ausgeführt und ein Klemmring bildet einen Anschlag für die Ventilscheibe des Druckbegrenzungsventils. Durch den Einsatz des Klemmrings kann weiterhin ein einfacher Steuerkolben verwendet werden, insbesondere ein Steuerkolben aus einem Kunststoff.In a further advantageous embodiment, the control piston is made in several parts and a clamping ring forms a stop for the valve disk of the pressure relief valve. By using the clamping ring, a simple control piston can also be used, in particular a control piston made of a plastic.

Insbesondere bei einem Steuerkolben aus Kunststoff besteht die Aufgabe, wie ein Klemmring zu befestigen ist. Bei einer ausreichend großen Klemmfläche und moderaten Haltekräften kann der Klemmring direkt mit dem Steuerkolben verbunden sein. Wenn diese Bedingungen jedoch nicht vorliegen, dann ist es vorteilhaft, wenn der Steuerkolben einen Trägerring für den Klemmring aufweist. Der Trägerring schafft eine Verbindungsfläche für den Klemmring. Der Trägerring kann z. B. über ein Formschlussprofil mit dem Steuerkolben verbunden sein oder auch eine reine kraftschlüssige Verbindung eingehen.In particular in the case of a control piston made of plastic, the task is how to fasten a clamping ring. With a sufficiently large clamping surface and moderate holding forces, the clamping ring can be connected directly to the control piston. However, if these conditions do not exist, then it is advantageous if the control piston has a carrier ring for the clamping ring. The carrier ring creates a connection surface for the clamping ring. The carrier ring can, for. B. be connected to the control piston via a positive-locking profile or enter into a purely non-positive connection.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist der Steuerkolben eine erste Sitzfläche für eine Ventilscheibe einer Federanordnung und eine zweite axial beabstandete Sitzfläche für die mindestens eine Ventilscheibe des Druckbegrenzungsventils auf. Mit der axialen Trennung zwischen den Funktionsbereichen können beide Funktionsbereiche jeweils optimiert ausgestaltet werden. Es besteht beispielsweise keine Abhängigkeit zwischen der Federanordnung und der Ventilfunktion des Druckbegrenzungsventils.According to an advantageous subclaim, the control piston has a first seat for a valve disk of a spring arrangement and a second axially spaced seat for the at least one valve disk of the pressure relief valve. With the axial separation between the functional areas, both functional areas can each be optimized. For example, there is no dependency between the spring arrangement and the valve function of the pressure relief valve.

Im Hinblick auf eine maximale Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Fläche am Steuerkolben weist die Ventilscheibe Aussparungen auf, in die die Sitzfläche für die Ventilscheibe der Federanordnung eingreift. Folglich kann die Ventilscheibe radial abschnittsweise größer dimensioniert werden, im Vergleich zu einer Ventilscheibe mit einem konstanten Außendurchmesser. With regard to maximum utilization of the available area on the control piston, the valve disk has cutouts into which the seat for the valve disk of the spring arrangement engages. Consequently, the valve disk can be dimensioned larger radially in sections, in comparison to a valve disk with a constant outer diameter.

Zusätzlich zur Wirkung des Druckbegrenzungsventils kann vorgesehen sein, dass der Steuerkolben von einer Rückstellfeder, die unabhängig ist von der Federanordnung, in Richtung eines Bodens des Steuerraums belastet wird. Der Vorteil besteht darin, dass die Dimensionierung der Rückstellfeder unabhängig ist von dem Betriebspunkt des Druckbegrenzungsventils und der Federcharakteristik der Federanordnung. Die Federanordnung bestimmt das grundsätzliche Betriebsverhalten der Dämpfventileinrichtung. Wenn dann ein gewünschtes Betriebsverhalten der Dämpfventileinrichtung erreicht ist, aber das Rückstellverhalten des Steuerkolbens nicht ausreicht, dann kann die Rückstellfeder den erforderlichen Kraftanteil beisteuern.In addition to the effect of the pressure relief valve, it can be provided that the control piston is loaded in the direction of a floor of the control chamber by a return spring which is independent of the spring arrangement. The advantage is that the dimensioning of the return spring is independent of the operating point of the pressure relief valve and the spring characteristic of the spring arrangement. The spring arrangement determines the basic operating behavior of the damping valve device. If a desired operating behavior of the damping valve device is then achieved, but the return behavior of the control piston is not sufficient, then the return spring can contribute the required proportion of force.

Grundsätzlich kann diese Dämpfventileinrichtung sowohl als ein Kolbenventil wie auch als Bodenventil eines Schwingungsdämpfers eingesetzt werden.In principle, this damping valve device can be used both as a piston valve and as a bottom valve of a vibration damper.

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

Es zeigt:

1 Ausschnitt eines Schwingungsdämpfers
2 Steuerkolben nach 1 als Einzelteil
3 Druckbegrenzungsventil als Einzelteil
4 Schnittdarstellung zur 3
5 Alternativvariante zur 1
6 Steuerkolben mit Druckbegrenzungsventil
7 Steuerkolben nach 5 als Einzelteil
8 Ventilscheibe nach 6 als Einzelteil
9 - 12 Alternativvariante zur 6

It shows:

1 Section of a vibration damper
2nd Control piston after 1 as a single part
3rd Pressure relief valve as a single part
4th Sectional view of 3rd
5 Alternative variant to 1
6 Control piston with pressure relief valve
7 Control piston after 5 as a single part
8th Valve disc after 6 as a single part
9 - 12th Alternative variant to 6

Die 1 zeigt einen Ausschnitt eines Schwingungsdämpfers 1, wobei sich der Ausschnitt auf einen Abschnitt eines Zylinderrohres 3 beschränkt. Das Zylinderrohr 3 kann Bestandteil eines Einrohr- oder auch eines an sich bekannten Zweirohr-Schwingungsdämpfers sein. Eine Dämpfventileinrichtung 5 an einer Kolbenstange 7 ist axial beweglich in dem Zylinderrohr 3 angeordnet. Grundsätzlich kann die Dämpfventileinrichtung auch als ein Bodenventil eingesetzt werden.The 1 shows a section of a vibration damper 1 , with the cutout on a section of a cylinder tube 3rd limited. The cylinder barrel 3rd can be part of a single-tube or a known two-tube vibration damper. A damping valve device 5 on a piston rod 7 is axially movable in the cylinder barrel 3rd arranged. In principle, the damping valve device can also be used as a bottom valve.

Die Dämpfventileinrichtung 5 umfasst einen Dämpfventilkörper 9 mit mindestens einem Durchtrittskanal 11; 13 pro Bewegungsrichtung der Kolbenstange 7. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Dämpfventilkörper 9 auf einem Kolbenstangenzapfen 15 als Funktionsabschnitt der Kolbenstange 7 aufgefädelt.The damping valve device 5 includes a damper valve body 9 with at least one passage 11 ; 13 per direction of movement of the piston rod 7 . In this embodiment, the damping valve body 9 on a piston rod journal 15 as a functional section of the piston rod 7 threaded on.

Eine Austrittsöffnung 17 des mindestens einen Durchtrittskanals 11 wird von mindestens einer Ventilscheibe 19 zumindest teilweise abgedeckt. In diesem Fall wird ein aus mehreren Ventilscheiben 19 bestehendes Scheibenpaket am Innendurchmesser von dem Kolbenstangenzapfen 15 geführt. Ebenfalls ausgehend vom Innendurchmesser erstreckt sich eine kreisringförmige Spannfläche 21, an der eine Spannhülse 23 angreift, die im Zusammenwirken mit einer Kolbenmutter 25 das Scheibenpaket 19 am Dämpfventilkörper 9 fixiert. Die Ventilscheiben 19 des Scheibenpakets sind elastisch ausgeführt. Die Ventilscheibe 19 bildet mit den Austrittsöffnungen 17 der Durchtrittskanäle ein Dämpfventil (26).An exit opening 17th of the at least one passage 11 is from at least one valve disc 19th at least partially covered. In this case, one of several valve disks 19th existing disc pack on the inside diameter of the piston rod journal 15 guided. An annular clamping surface also extends from the inside diameter 21 on which an adapter sleeve 23 attacks in cooperation with a piston nut 25th the disc package 19th on the damping valve body 9 fixed. The valve disks 19th of the disc package are elastic. The valve disc 19th forms with the outlet openings 17th a damping valve ( 26 ).

Auf einer dem Dämpfventilkörper 9 abgewandten Seite der Ventilscheibe 19 ist ein Distanzring 27 angeordnet, der mit einer Federanordnung 29 zusammenwirkt. Die Federanordnung 29 umfasst zwei durch einen Trennring 31 beabstandete Scheibenfedern 33; 35, die ggf. auch als Scheibenfederpakete ausgeführt sein können. Eine erste Scheibenfeder 33 bzw. ein erstes Scheibenfederpaket stützt sich einerseits mit einem Außendurchmesser an dem Distanzring 27 und mit einem Innendurchmesserbereich an dem Trennring 31 ab. Eine zweite Scheibenfeder 35 bzw. ein zweites Scheibenfederpaket liegt ebenfalls mit einem Innendurchmesserbereich an dem Trennring 31 an und mit einem Außendurchmesserbereich auf mindestens einer Sitzfläche 37 eines Steuerkolbens 39 auf.On one of the damping valve bodies 9 opposite side of the valve disc 19th is a spacer ring 27 arranged with a spring arrangement 29 cooperates. The spring arrangement 29 includes two by a separating ring 31 spaced disc springs 33 ; 35 , which can also be designed as disc spring assemblies. A first disc spring 33 or a first disc spring assembly is supported on the one hand with an outer diameter on the spacer ring 27 and with an inner diameter area on the separator ring 31 from. A second disc spring 35 or a second disc spring assembly also lies on the separating ring with an inner diameter range 31 on and with an outer diameter range on at least one seat 37 a control piston 39 on.

Der Steuerkolben 39, der bevorzugt aus einem Kunststoff gefertigt ist, ist in einem Steuertopf 41 axial beweglich geführt und ist Bestandteil der Dämpfventileinrichtung 5. Der Steuertopf 41 ist zum Dämpfventilkörper 9 ausgerichtet und verfügt über einen kreisringförmigen Boden 43, über den der Steuertopf 41 zwischen der Spannhülse 23 und der Kolbenmutter 25 verspannt ist. Damit bilden der Dämpfventilkörper 9, die mindestens eine Ventilscheibe 19, die Spannhülse 23, der Boden 43 des Steuertopfs 41 und die Kolbenmutter 25 eine Verspannungskette.The control piston 39 , which is preferably made of a plastic, is in a control pot 41 axially movable and is part of the damping valve device 5 . The control pot 41 is to the damping valve body 9 aligned and has an annular bottom 43 over which the control pot 41 between the adapter sleeve 23 and the piston nut 25th is tense. This forms the damping valve body 9 that have at least one valve disc 19th , the adapter sleeve 23 , the floor 43 of the control pot 41 and the piston nut 25th a tension chain.

Der Steuertopf 41, eine in Richtung des Bodens 43 des Steuertopfs 41 ausgerichtete Deckseite des Steuerkolbens 39 und ein variabler Längenabschnitt der Spannhülse 23 begrenzen einen Steuerraum 45, der über eine Ringdichtung 47 in einer äußeren Mantelfläche des Steuerkolbens 39 gegen Leckagen abgedichtet ist.The control pot 41 , one towards the bottom 43 of the control pot 41 aligned top side of the control piston 39 and a variable length section of the adapter sleeve 23 delimit a control room 45 that has a ring seal 47 in an outer surface of the control piston 39 is sealed against leakage.

Der Steuerkolben 39 wird optional von mindestens einer Rückstellfeder 47, die sich an einem Absatz 49 der Spannhülse 23 abstützt, unabhängig von der Vorspannung der Federanordnung 29 in Richtung des Bodens 43 belastet. In diesem Fall wird die Rückstellfeder 47 von einer geschirmten Tellerfeder gebildet. Alternative Varianten sind selbstverständlich möglich. The control piston 39 is optional by at least one return spring 47 who are interested in a paragraph 49 the adapter sleeve 23 supports, regardless of the bias of the spring assembly 29 towards the floor 43 charged. In this case, the return spring 47 formed by a shielded plate spring. Alternative variants are of course possible.

In einer Mantelfläche 51 des Kolbenstangenzapfens 15 ist mindestens eine Axialnut als eine Strömungsverbindung 53 zwischen einem Arbeitsraum 55 des Schwingungsdämpfers und dem Steuerraum 45 ausgeführt. Alternativ kann die Strömungsverbindung auch eine Axialbohrung in Kombination mit ggf. Radialkanälen ausgeführt sein. In der Spannhülse 23 sind zwei Durchmessererweiterungen 57; 59 eingearbeitet, die als Sammelräume dienen, um eine definierte Ausrichtung des Steuerkolbens 39 bzw. des Steuerraums 45 zur Strömungsverbindung überflüssig werden zu lassen. In der Strömungsverbindung 53 kann noch eine Zulaufdrossel 61, z. B. in der Form einer stirnseitigen Kerbe in der Spannhülse 23, vorgesehen sein.In a lateral surface 51 the piston rod journal 15 is at least one axial groove as a flow connection 53 between a work space 55 of the vibration damper and the control room 45 executed. Alternatively, the flow connection can also be carried out in an axial bore in combination with radial channels, if necessary. In the adapter sleeve 23 are two diameter extensions 57 ; 59 incorporated, which serve as collection rooms to a defined alignment of the control piston 39 or the control room 45 to make the flow connection superfluous. In the flow connection 53 can still have an inlet throttle 61 , e.g. B. in the form of an end notch in the clamping sleeve 23 , be provided.

Im Steuerkolben 39 ist ein Ablaufkanal 63 eingearbeitet, der den Steuerraum 45 mit einem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 65 des Zylinderrohres 3 verbindet. Der Ablaufkanal 63 kann eine Ablaufdrossel 67 aufweisen. Zusätzlich ist der Steuerraum 45 mit einem Druckbegrenzungsventil 69 ausgeführt, das bei Erreichen eines vorbestimmten maximalen Druckniveaus im Steuerraum 45 öffnet. In dieser Variante ist das Druckbegrenzungsventil 69 mit dem Steuerkolben 39 verbunden. Dafür umfasst das Druckbegrenzungsventil 69 ein Gehäuse 71, das in einen zusätzlichen Ablaufkanal des Steuerkolbens 39 eingepresst oder auch eingeschraubt ist. In dem Gehäuse 71 sind ein Schließkörper 73 und eine Schließfeder 75 angeordnet. Die 3 zeigt eine äußere Ansicht des Druckbegrenzungsventils 69 und 4 eine Schnittdarstellung des Druckbegrenzungsventils 69.In the control piston 39 is a drain channel 63 incorporated the the control room 45 with a work area remote from the piston rod 65 of the cylinder barrel 3rd connects. The drain channel 63 can be a flow restrictor 67 exhibit. In addition, the control room 45 with a pressure relief valve 69 executed when a predetermined maximum pressure level is reached in the control room 45 opens. In this variant is the pressure relief valve 69 with the control piston 39 connected. For this purpose, the pressure relief valve includes 69 a housing 71 that in an additional drain channel of the control piston 39 is pressed or screwed in. In the case 71 are a closing body 73 and a closing spring 75 arranged. The 3rd shows an external view of the pressure relief valve 69 and 4th a sectional view of the pressure relief valve 69 .

Das Gehäuse 71 des Druckbegrenzungsventils 69 umfasst einen ringförmigen Boden 77 mit einer Durchgangsöffnung 79, die an den Ablaufkanal 72 angeschlossen ist. Innenseitig verfügt der Boden 72 über eine Ventilsitzfläche 81 für den Schließkörper 73, der von einer Schließfeder 75 in Schließrichtung vorgespannt wird. Im Gehäuse 71 ist eine Radialöffnung 83 ausgeführt, die an einen Radialkanal 85 im Steuerkolben 39 angeschlossen ist (1).The housing 71 of the pressure relief valve 69 includes an annular bottom 77 with a through opening 79 that to the drain channel 72 connected. The inside has the bottom 72 via a valve seat 81 for the closing body 73 by a closing spring 75 is biased in the closing direction. In the housing 71 is a radial opening 83 running on a radial channel 85 in the control piston 39 connected ( 1 ).

Wie man aus der Zusammenschau der 1 und 2 erkennen kann, ist das Gehäuse 71 des Druckbegrenzungsventils 69 im Umfangsbereich der erhabenen Stützfläche 37 für die Ventilscheibe 19 der Federanordnung 29 angeordnet. Insgesamt werden mehrerer erhabener Sitzflächen 37 verwendet, um eine gleichmäßige Abstützung der Federanordnung 29 auf dem Steuerkolben 39 zu erreichen. Des Weiteren ist in der 2 die Ablaufdrossel 67 dargestellt, die in einem Radialkanal 87 zwischen den erhabenen Sitzflächen 37 mündet.How to look at the 1 and 2nd can see is the housing 71 of the pressure relief valve 69 in the peripheral area of the raised support surface 37 for the valve disc 19th the spring arrangement 29 arranged. In total there are several raised seating areas 37 used to evenly support the spring assembly 29 on the control piston 39 to reach. Furthermore, in the 2nd the outlet throttle 67 shown in a radial channel 87 between the raised seats 37 flows out.

Bei einer Bewegung des Dämpfventilkörpers 9 in Richtung des kolbenstangenseitigen Arbeitsraums 55 wird Dämpfmedium aus diesem Arbeitsraum in den Durchtrittskanal 11 verdrängt. Der an der Austrittsöffnung 17 anstehende Betriebsdruck übt auf die Ventilscheibe 19 eine Abhubbewegung von einer Ventilsitzfläche 89 des Dämpfventilkörpers 9 aus. Aufgrund der Einspannung in Verbindung mit der Eigenelastizität der Ventilscheibe 19 wirkt eine Schließkraft. Diese Schließkraft wird von einer zweiten Schließkraft, ausgehend von der Federanordnung 29 unterstützt.When the damper valve body moves 9 towards the working area on the piston rod side 55 becomes damping medium from this workspace into the passage 11 repressed. The one at the outlet 17th The existing operating pressure exerts on the valve disc 19th a lifting movement from a valve seat surface 89 of the damper valve body 9 out. Due to the clamping in connection with the inherent elasticity of the valve disc 19th acts a closing force. This closing force is based on a second closing force, starting from the spring arrangement 29 supported.

Die zweite Schließkraft ist abhängig von dem Druckniveau im Steuerraum 45, da der Druck im Steuerraum 45 eine Druckkraft auf den Steuerkolben 39 gegen die Federanordnung 29 ausübt, die dadurch stärker vorgespannt wird. Der Steuerraum 45 wird bei der besagten Bewegung des Dämpfventilkörpers über die Strömungsverbindung 53 ebenfalls befüllt. Die Befüllung ist aber abhängig von der Frequenz der Anregung auf den Dämpfventilkörper 9.The second closing force depends on the pressure level in the control room 45 because of the pressure in the control room 45 a pressure force on the control piston 39 against the spring arrangement 29 exercises, which is thereby more biased. The control room 45 during the said movement of the damping valve body via the flow connection 53 also filled. The filling is dependent on the frequency of the excitation on the damping valve body 9 .

Bei einer kurzhubigen hochfrequenten Anregung kann sich aufgrund der Trägheit des Dämpfmediums innerhalb der Strömungsverbindung 53 kein signifikanter Druck im Steuerraum 45 aufbauen. Folglich wird der Steuerkolben 39 nicht gegen die Federanordnung 29 verschoben und kann damit auch keine erhöhte zweite Schließkraft auf die Ventilscheibe 19 bewirken. Es liegt damit eine komfortable Dämpfventilcharakteristik der Dämpfventileinrichtung 5 vor.In the case of a short-stroke, high-frequency excitation, the inertia of the damping medium can change within the flow connection 53 no significant pressure in the control room 45 build up. Consequently, the spool 39 not against the spring arrangement 29 moved and can therefore no increased second closing force on the valve disc 19th cause. There is thus a comfortable damping valve characteristic of the damping valve device 5 in front.

Im Gegensatz dazu baut sich bei einer niederfrequenten Anregung im Steuerraum 45 ein Druckniveau auf, das eine zweite Schließkraft bewirkt. Die Ablaufdrossel 67 im Ablaufkanal 63 führt zu einer definierten Druckkraftkennlinie des Steuerkolbens 39. Versuche haben jedoch gezeigt, dass die zweite Schließkraft sehr stark anwachsen kann. Wenn man die Ablaufdrossel 67 jedoch einfach nur größer dimensionieren würde, könnte sich kaum eine zweite Schließkraft aufbauen. Um diesen technischen Widerspruch zu lösen, wird das Druckbegrenzungsventil 69 eingesetzt, das den Druck im Steuerraum 45 und damit auch die zweite Schließkraft begrenzt. Des Weiteren setzt die Wirkung der Rückstellfeder 47 auf den Steuerkolben 39 ein, wobei die technischen Elemente der Rückstellfeder 47 und des Druckbegrenzungsventils 69 unabhängig voneinander eingesetzt werden können.In contrast, a low-frequency excitation builds up in the control room 45 a pressure level that causes a second closing force. The flow restrictor 67 in the drain channel 63 leads to a defined pressure force characteristic of the control piston 39 . However, tests have shown that the second closing force can grow very strongly. If you have the flow restrictor 67 but would simply have larger dimensions, a second closing force could hardly be built up. To solve this technical contradiction, the pressure relief valve 69 used that the pressure in the control room 45 and thus also limits the second closing force. Furthermore, the effect of the return spring 47 on the control piston 39 a, the technical elements of the return spring 47 and the pressure relief valve 69 can be used independently.

Wenn das Druckbegrenzungsventil öffnet, dann kann Dämpfmedium über den Ablaufkanal und das Druckbegrenzungsventil in den Radialkanal und weiter in den kolbenstangenfernen Arbeitsraum fließen.When the pressure relief valve opens, the damping medium can flow through the drain channel and the pressure relief valve flow into the radial channel and further into the working area remote from the piston rod.

Die 5 bis 8 zeigen eine Dämpfventileinrichtung 5 basierend auf dem Konstruktionsprinzip nach 1. Der Unterschied besteht in der Ausgestaltung des Druckbegrenzungsventils 69.The 5 to 8th show a damping valve device 5 based on the design principle 1 . The difference is in the design of the pressure relief valve 69 .

Wie die Zusammenschau der 5 und 6 erklärt, verfügt das Druckbegrenzungsventil 69 über einen Klemmring 91, der einen Anschlag für eine Ventilscheibe 93 des Druckbegrenzungsventils bildet. Die Ventilscheibe 93 weist, wie die 8 zeigt, eine ringförmige Gestalt mit einem konstanten Innendurchmesser und einem konstanten Außendurchmesser auf. Der Außendurchmesser der Ventilscheibe 93 ist kleiner dimensioniert, als ein Innendurchmesser der erhabenen Sitzflächen 37 für die Federanordnung 29.Like the synopsis of 5 and 6 explained, the pressure relief valve 69 via a clamping ring 91 that has a stop for a valve disc 93 of the pressure relief valve. The valve disc 93 points out how the 8th shows an annular shape with a constant inner diameter and a constant outer diameter. The outside diameter of the valve disc 93 is dimensioned smaller than an inner diameter of the raised seat surfaces 37 for the spring arrangement 29 .

Bis auf die Ablaufdrossel 67, die von der Ventilscheibe 93 nicht abgedeckt wird, verlaufen auch die Ablaufkanäle 63, deren Austrittsöffnungen von der Ventilscheibe 93 abgedeckt werden, alle innerhalb eines von den Ventilsitzflächen 37 bestimmten Sitzflächenbereichs 95. Damit verfügt der Steuerkolben 39 über eine erste Ventilsitzfläche 37 für die Ventilscheibe 35 der Federanordnung 29 und axial beabstandet dazu über eine zweite Ventilsitzfläche 95 für die Ventilscheibe 93 des Druckbegrenzungsventils 69.Except for the flow restrictor 67 by the valve disc 93 the drainage channels also run if it is not covered 63 whose outlet openings from the valve disc 93 be covered, all within one of the valve seat surfaces 37 certain seating area 95 . So that the control piston 39 via a first valve seat surface 37 for the valve disc 35 the spring arrangement 29 and axially spaced from it via a second valve seat surface 95 for the valve disc 93 of the pressure relief valve 69 .

In dieser Ausführung ist der Klemmring 91 als ein Winkelring ausgeführt, der direkt in eine Stufenöffnung 97 des Steuerkolbens 39 eingreift (7) und mit einem Radialflansch 99 den Anschlag bzw. die Spannfläche für die Ventilscheibe 93 bildet. Eine innere Mantelfläche 101 des Klemmrings 91 weist einen geringfügigen Abstand zur Spannhülse 23 auf, so dass keine Reibkraft zwischen diesen beiden Bauteilen auftreten kann. Ab einem definierten Druckniveau innerhalb des Steuerraums 45 hebt die Ventilscheibe 93 des Rückschlagventils 69 von der Ventilsitzfläche 95 des Steuerkolbens 39 ab, so dass das im Steuerraum 45 befindliche Dämpfmedium über einen relativ großen Querschnitt und über die Radialkanäle 85 zwischen den erhabenen Sitzflächen 37 abströmen kann.In this version, the clamping ring 91 designed as an angle ring that goes directly into a step opening 97 of the control piston 39 intervenes ( 7 ) and with a radial flange 99 the stop or the clamping surface for the valve disc 93 forms. An inner surface 101 the clamping ring 91 has a slight distance to the adapter sleeve 23 on so that no frictional force can occur between these two components. From a defined pressure level within the control room 45 lifts the valve disc 93 of the check valve 69 from the valve seat surface 95 of the control piston 39 off so that's in the control room 45 damping medium located over a relatively large cross section and over the radial channels 85 between the raised seats 37 can flow off.

Die Figurengruppe mit den 9 bis 12 zeigt eine Weiterentwicklung der Ausführung nach den 5 bis 8. Der wesentliche Unterschied ist insbesondere in den 10 bis 12 erkennbar. So zeigt die 10, dass ein großer Anteil der Fläche der Austrittsöffnungen der Ablaufkanäle 63, und nicht nur die Ablaufdrossel 67 in den Radialkanälen 85 zwischen den erhabenen Sitzflächen 37 angeordnet sind. Dafür verfügt die Ventilscheibe 93 des Druckbegrenzungsventils 69 über Aussparungen 103, in die die erhabenen Sitzflächen 37 für die Ventilscheiben 93 der Federanordnungen 29 eingreifen. In dieser konkreten Ausführung bilden die Aussparungen am Außendurchmesser der Ventilscheibe 93 eine mäanderförmige Geometrie. Aufgrund der radial nach außen versetzten Austrittsöffnungen der Ablaufkanäle 63 verschieben sich auch die hydraulischen Druckpunkte auf die Ventilscheibe 93, so dass mit dem größeren Hebelarm zur Anspannstelle am Klemmring 91 schon bei geringen Druckkräften eine Abhubbewegung einsetzten kann oder umgekehrt für die Ventilscheibe 93 eine größere Materialstärke eingesetzt werden kann, wodurch die Haltbarkeit des Druckbegrenzungsventils 69 zunimmt. Die Funktion des Druckbegrenzungsventils 69 ist identisch zu der Beschreibung nach den 5 bis 8.The group of figures with the 9 to 12th shows a further development of the execution after the 5 to 8th . The main difference is particularly in the 10th to 12th recognizable. So it shows 10th that a large proportion of the area of the outlet openings of the drainage channels 63 , and not just the flow restrictor 67 in the radial channels 85 between the raised seats 37 are arranged. The valve disc has this 93 of the pressure relief valve 69 about recesses 103 into which the raised seats 37 for the valve disks 93 the spring assemblies 29 intervention. In this specific embodiment, the recesses form on the outside diameter of the valve disk 93 a meandering geometry. Because of the radially outward offset outlet openings of the drainage channels 63 the hydraulic pressure points also shift onto the valve disc 93 , so that with the larger lever arm to the clamping point on the clamping ring 91 a lifting movement can start even with low pressure forces or vice versa for the valve disc 93 A larger material thickness can be used, which increases the durability of the pressure relief valve 69 increases. The function of the pressure relief valve 69 is identical to the description according to the 5 to 8th .

Des Weiteren soll mit der 9 ein weiteres konstruktives Merkmal erklärt werden, nämlich der Einsatz eines Trägerrings 105 im Steuerkolben 39. Im linken Halbschnitt der 9 ist ein Trägerring 105 dargestellt, der in die Stufenöffnung 97 des Steuerkolbens 39 eingreift. Der Trägerring 105 besteht wie auch der Klemmring 91 aus einem metallischen Werkstoff. Mit dem Trägerring 105 wird die Kontaktfläche mit dem Steuerkolben 39 vergrößert und damit die auftretende Flächenpressung reduziert. Zwischen dem Trägerring 105 und dem Steuerkolben 39 kann eine einfache Pressverbindung aber auch eine Gewindeverbindung vorliegen.Furthermore, with the 9 Another design feature can be explained, namely the use of a carrier ring 105 in the control piston 39 . In the left half section of the 9 is a carrier ring 105 shown in the step opening 97 of the control piston 39 intervenes. The carrier ring 105 exists like the clamping ring 91 made of a metallic material. With the carrier ring 105 becomes the contact surface with the control piston 39 increases and thus reduces the surface pressure that occurs. Between the carrier ring 105 and the control piston 39 there may be a simple press connection but also a threaded connection.

Die Funktion des Druckbegrenzungsventils 69 und damit der gesamten Dämpfventileinrichtung 5 entspricht ansonsten der Beschreibung zur Figurengruppe 5 - 8.The function of the pressure relief valve 69 and thus the entire damping valve device 5 otherwise corresponds to the description of the figure group 5 - 8 .

BezugszeichenlisteReference list

11: SchwingungsdämpferVibration damper
33rd: ZylinderrohrCylinder barrel
55: DämpfventileinrichtungDamping valve device
77: KolbenstangePiston rod
99: DämpfventilkörperDamping valve body
1111: DurchtrittskanalPassage channel
1313: DurchtrittskanalPassage channel
1515: KolbenstangenzapfenPiston rod journal
1717th: AustrittsöffnungOutlet opening
1919th: VentilscheibeValve disc
2121: SpannflächeClamping surface
2323: SpannhülseAdapter sleeve
2525th: KolbenmutterPiston nut
2626: DämpfventilDamping valve
2727: DistanzringSpacer ring
2929: FederanordnungSpring arrangement
31 31: TrennringSeparating ring
3333: ScheibenfederDisc spring
3535: ScheibenfederDisc spring
3737: SitzflächeSeat
3939: SteuerkolbenControl piston
4141: SteuertopfControl pot
4343: Bodenground
4545: SteuerraumControl room
4747: RückstellfederReturn spring
4949: Absatzparagraph
5151: MantelflächeLateral surface
5353: StrömungsverbindungFlow connection
5555: Arbeitsraumworking space
5757: DurchmessererweiterungDiameter extension
5959: DurchmessererweiterungDiameter extension
6161: ZulaufdrosselInlet throttle
6363: AblaufkanalDrain channel
6565: Kolbenstangenferner ArbeitsraumWorking area remote from the piston rod
6767: AblaufdrosselOutlet throttle
6969: DruckbegrenzungsventilPressure relief valve
7171: Gehäusecasing
7272: AblaufkanalDrain channel
7373: SchließkörperClosing body
7575: SchließfederClosing spring
7777: Bodenground
7979: DurchgangsöffnungThrough opening
8181: VentilsitzflächeValve seat
8383: RadialöffnungRadial opening
8585: RadialkanalRadial channel
8787: RadialkanalRadial channel
8989: VentilsitzflächeValve seat
9191: KlemmringClamping ring
9393: VentilscheibeValve disc
9595: zweite Ventilsitzflächesecond valve seat
9797: StufenöffnungStep opening
9999: RadialflanschRadial flange
101101: MantelflächeLateral surface
103103: AussparungRecess
105105: TrägerringCarrier ring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102016217113 A1 [0002]

Claims

Frequency-selective damping valve device (5), comprising a damping valve (26) with at least one valve disk (19) which is acted upon by a variable closing force via a movable control piston (39), a control chamber (45) filled with a damping medium, the control pressure of which on the control piston (39) acts, has an outlet channel (63), characterized in that the control chamber (45) is designed with a pressure relief valve (69) which opens when a predetermined maximum pressure level in the control chamber (45) is reached.

Frequency-selective damping valve device according to Claim 1 , characterized in that the pressure relief valve (69) is connected to the control piston (39).

Frequency-selective damping valve device according to Claims 1 or 2nd , characterized in that the pressure relief valve (69) comprises a housing (71) and a closing body (73) and a closing spring (75) are arranged in the housing.

Frequency-selective damping valve device according to Claim 2 , characterized in that an outlet opening of the drain channel (63) is at least partially covered by at least one valve disk (93).

Frequency-selective damping valve device according to Claim 4 , characterized in that the control piston (39) is constructed in several parts and a clamping ring (91) forms a stop for the valve disk (93) of the pressure limiting valve (69).

Frequency-selective damping valve device according to Claim 5 , characterized in that the control piston (39) has a carrier ring (105) for the clamping ring (91).

Frequency-selective damping valve device according to Claim 4 , characterized in that the control piston (39) has a first seat surface (37) for a valve disk (93) of a spring arrangement (29) and a second axially spaced seat surface (95) for the at least one valve disk (93) of the pressure relief valve (69) .

Frequency-selective damping valve device according to Claim 7 , characterized in that the valve disk (93) has recesses (103) into which the seat surface (37) for the valve disk (93) of the spring arrangement (29) engages.

Frequency-selective damping valve device according to at least one of the Claims 1 - 8th , characterized in that the control piston (39) is loaded in the direction of a base (43) of the control chamber (45) by a return spring (47) which is independent of the spring arrangement (29).

Vibration damper with a damping valve device (5), characterized in that the damping valve device (5) at least one of the combinations of features of the Claims 1 to 9 having.