DE102022200829B4

DE102022200829B4 - Schwingungsdämpfer mit einem Arbeitsmediumanschluss

Info

Publication number: DE102022200829B4
Application number: DE102022200829.4A
Authority: DE
Inventors: Alexander Schwarz
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-01-26
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2023-10-26
Anticipated expiration: 2042-01-27
Also published as: DE102022200829A1; CN116498684A

Abstract

Schwingungsdämpfer, umfassend einen Arbeitsmediumanschluss, der einen Leitungsanschluss und ein zum Leitungsanschluss separates Sperrventil aufweist, über das der Strömungsquerschnitt des Leitungsanschlusses gesteuert wird, wobei das Sperrventil und der Leitungsanschluss über ein mechanisches Sperrglied eine Schließverbindung bilden, die in Abhängigkeit der Betriebsstellung des Sperrventils eine Lösestellung einnimmt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer mit einem Arbeitsmediumanschluss gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 10 2016 213 957 A1 ist ein Schwingungsdämpfer mit einem Arbeitsmediumanschluss bekannt. Der Arbeitsmediumanschluss umfasst ein Sperrventil und einen nachgeordneten Leitungsanschluss. Wenn das Sperrventil geschlossen ist, dann stellt der Schwingungsdämpfer eine unabhängige, geschlossene Komponente dar.
Insbesondere bei Demontagearbeiten im Fahrzeug muss sichergestellt werden, dass beim Lösen des Leitungsanschlusses kein Arbeitsmedium austreten kann. Man könnte z. B. einen Leitungsanschluss vorsehen, wie er in der DE 24 43 249 A1 bekannt ist. Der Leitungsanschluss verfügt über ein Sicherheitsventil, das in eine Schließposition übergeht, wenn die Leitung abgezogen wird. Schon an den Zeichnungen kann man erkennen, dass der konstruktive Aufwand zur Integration eines Sicherheitsventils erheblich ist.
Aus der WO 2018/ 097 148 A1 ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, der einen Anschluss für ein elektrisch verstellbares Dämpfventilaufweist. Eine Versorgungsleitung wird über eine außenseitig am Schwingungsdämpfer befestigte Halterung in einen definierten Verlauf geformt.
Die CN 2 13 870 901 U betrifft einen Anschluss an ein verstellbares Ventil, wobei der Anschluss mechanisch verstellbar ist und eine Rastvorrichtung aufweist.
Die EP 3 461 663 B1 offenbart ein Sperrventil, das basierend auf Steuerbefehlen eines Steuersystems betätigt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Alternativlösung für die Integration eines Sicherheitsventils zu finden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Sperrventil und der Leitungsanschluss über ein mechanisches Sperrglied eine Schließverbindung bilden, die in Abhängigkeit der Betriebsstellung des Sperrventils eine Lösestellung einnimmt.
Das Sperrglied bildet eine mechanische Und-Verknüpfung zwischen dem Sperrventil und dem Leitungsanschluss. Erst wenn das Sperrventil geschlossen ist, kann der Leitungsanschluss gelöst werden. Folglich ist ein fehlerhaftes Öffnen des Leitungsanschlusses ausgeschlossen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das Sperrglied mit dem Leitungsanschluss verbunden. Es ist kein weiteres Bauteil notwendig, um die Schließverbindung herzustellen.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch bildet das Sperrglied eine Formschlussverbindung mit einer Formschlussfläche, die zumindest mittelbar an einem Ventilkörper des Sperrventils ausgeführt ist. Es genügt damit, dass der Ventilkörper des Sperrventils bewegt wird, um die Grundvoraussetzung für das Lösen der Schließverbindung einzuleiten.
Es ist vorgesehen, dass das Sperrglied eine Durchgangsöffnung für die Aufnahme und Durchführung der ventilkörperseitigen Formschlussfläche aufweist. Die Durchgangsöffnung bildet eine Gegenfläche zur ventilkörperseitigen Formschlussfläche.
Bevorzugt führt der Ventilkörper des Sperrventils eine translatorische Arbeitsbewegung aus, indem der Ventilkörper in den Arbeitsmediumanschluss z. B. eingedreht wird.
Zur Verbindung des Sperrglieds mit dem Leitungsanschluss weist das Sperrglied eine Aufnahmeöffnung für den Leitungsanschluss auf. In der einfachsten Ausgestaltung kann das Sperrglied von einem u-förmigen Bauteil gebildet werden.
Es ist vorgesehen, dass das Sperrglied zum Leitungsanschluss winkelbeweglich gelagert ist. Die Winkelbeweglichkeit vereinfacht die Lösebewegung des Sperrglieds.
Bevorzugt ist das Sperrglied zumindest topfförmig ausgeführt, wobei ein Hohlraum des Sperrglieds einen Teil des Arbeitsmediumanschlusses aufnimmt. Über die Aufnahmeverbindung ist das Sperrglied zum Arbeitsmediumanschluss ausgerichtet.
Optional kann der Hohlraum des Sperrglieds auch eine Leitungsverschraubung des Leitungsanschlusses aufnehmen, die dann gegen Verschmutzung aber auch missbräuchlichen Zugriff geschützt ist.
Zur Fixierung des Sperrglieds am Schwingungsdämpfer bildet das Sperrglied eine Klemmverbindung mit dem Anschlussgehäuse.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:

1: Schwingungsdämpfer mit einer Hydraulikvorrichtung
2A - 2C Arbeitsmediumanschluss in verschiedenen Betriebsstellungen
3 Perspektivische Darstellung der 2A

1 zeigt beispielhaft einen Schwingungsdämpfer 1 mit einem Arbeitszylinder 3, einem Kolben 5, der an einer Kolbenstange 7 befestigt ist. Der Kolben 5 unterteilt den Arbeitszylinder 3 in einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9 und einen kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 11. Ein mit Arbeitsmedium gefüllter Speicher 13 ist mit dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9 über einen ersten Fluidweg 15 verbunden.
Ein Hydraulikversorgungssystem 17 umfasst eine Pumpe 19 sowie einen Motor als Antriebseinrichtung 21 der Pumpe 19 und ist über einen zweiten Fluidweg 23 funktional zwischen dem kolbenstangenseitigen Arbeitsraum 11 und dem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9 angeschlossen. Für die Erfindung kann die Ausgestaltung des Hydraulikversorgungssystems 17 auch abweichend ausgeführt sein oder auch völlig entfallen.
Das Hydraulikversorgungssystem 17 und/oder der Speicher 13 sind über einen Arbeitsmediumanschluss 25 mit dem Arbeitszylinder 3 oder einem den Arbeitszylinder 3 zumindest teilweise einhüllenden äußeren Zylinder verbunden. Die Anbindungsstelle ist u. a. davon abhängig, ob der Schwingungsdämpfer als ein allgemein bekannter Einrohr- oder Zweirohrschwingungsdämpfer ausgeführt ist.
In der 2A - 2C ist der Arbeitsmediumanschluss 25 vergrößert und in verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt, der einen Leitungsanschluss 27 und ein zum Leitungsanschluss separates Sperrventil 29 aufweist. Über das Sperrventil 29 kann der Strömungsquerschnitt des Leitungsanschlusses 27 gesteuert werden, um z. B. den Schwingungsdämpfer 1 als unabhängige und abgeschlossene Einheit zu befüllen. Bei der Verbindung mit dem Hydraulikversorgungssystem 17 und/oder dem Speicher 13 wird das Sperrventil 29 geöffnet. Bei der Trennung von dem Hydraulikversorgungssystem 17 oder dem Speicher wird das Sperrventil 29 in die Sperrstellung gebracht.
Der Arbeitsmediumanschluss 25 umfasst ein Anschlussgehäuse 31 mit einer Aufnahme 33 für den Leitungsanschluss 27 und eine zweite Aufnahme 35 für das Sperrventil 29. Beide Aufnahmen 33; 35 weisen eine gemeine Hauptachse 37 auf und jeweils eine endseitige Aufnahmeöffnung 39; 41 auf. Des Weiteren sind beide Aufnahmen 33; 35 über eine Durchlassöffnung 43 des Sperrventils 29 miteinander verbunden.
Der Leitungsanschluss 27 ist über eine Schraubverbindung 45 mit dem Anschlussgehäuse 31 verbunden. Eine Spannschraube 47 verbindet wiederum eine Leitung 49 mit dem Leitungsanschluss 27.
Das Sperrventil 29 verfügt über einen Ventilkörper 51, der mit einer Ventilsitzfläche 53 zusammenwirkt, die die Durchlassöffnung 43 begrenzt. Die Durchlassöffnung 43 ist über die zweite Aufnahme 35 mit einem der Arbeitsräume 9; 11 zumindest mittelbar verbunden. Der Ventilkörper 51 des Sperrventils 29 führt über eine Gewindeverbindung 55 mit dem Anschlussgehäuse 31 eine translatorische Arbeitsbewegung aus. An seinem äußeren Ende verfügt der Ventilkörper 51 über mindestens eine Werkzeugfläche 57 zur Einleitung einer Drehbewegung.
In einer Durchlassstellung des Sperrventils 29 ragt der Ventilkörper 51 mit seiner Stirnfläche 59 über eine endseitige Stirnfläche 61 des Anschlussgehäuses 31 hinaus. Eine Dichtung 63 am Ventilkörper 51 verhindert den Austritt von Arbeitsmedium aus der zweiten Aufnahme 35 in die Umgebung.
Das Sperrventil 29, insbesondere der Ventilkörper 51, und der Leitungsanschluss 27 bilden über ein mechanisches Sperrglied 65 eine Schließverbindung, die in Abhängigkeit der Betriebsstellung des Sperrventils 29 eine Lösestellung, 2B; 2C einnimmt. In der 2A besteht die Schließverbindung, hingegen ist die Schließverbindung in der 2C geöffnet.
Das Sperrglied 65 ist bevorzug zumindest teilweise topfförmig ausgeführt, wobei das Sperrglied 29 das Anschlussgehäuse 31 des Schwingungsdämpfers aufnimmt bzw. teilweise abdeckt. Des Weiteren ist das Sperrglied 65 mit dem Leitungsanschluss 27 verbunden. Dafür weist das Sperrglied 65 eine Aufnahmeöffnung 67 für den Leitungsanschluss 27 auf. Über die Aufnahmeöffnung 67 durchdringt der Leitungsanschluss 27 das Sperrglied 65. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel nimmt ein Hohlraum 69 des Sperrglieds 65 die Spannschraube 47 und die Schraubverbindung 45 des Leitungsanschlusses 27 auf. Das Sperrglied 65 ist damit auf der Leitung 49 gelagert und kann axial und auch in Umfangsrichtung zur Schraubverbindung 45 bewegt werden. Der Durchmesser der Aufnahmeöffnung 67 ist zudem deutlich größer dimensioniert als der Durchmesser der Leitung 49, so dass das Sperrglied 65 zum Leitungsanschluss 27 in der Schließstellung des Sperrventils 29 winkelbeweglich gelagert ist.
Bei geschlossener Schließverbindung bildet das Sperrglied 65 eine Klemmverbindung mit dem Anschlussgehäuse 31. Dadurch kann es sich während des Betriebs des Schwingungsdämpfers nicht von dem Anschlussgehäuse 31 lösen und z. B. Geräusche verursachen.
Wie insbesondere die 2A zeigt, bildet das Sperrglied 65 eine Formschlussverbindung 71 mit einer Formschlussfläche 73, die zumindest mittelbar an dem Ventilkörper 51 des Sperrventils 29 ausgeführt ist. Dafür weist das Sperrglied 65 eine Durchgangsöffnung 75 für die Aufnahme und Durchführung der ventilkörperseitigen Formschlussfläche 73 auf. Die Durchgangsöffnung 75 für den Ventilkörper 51 liegt auf der Hauptachse 37 der beiden Aufnahmen 33; 35. In der der Durchlassstellung des Sperrventils (2A) durchdringt der Ventilkörper 51 die Durchgangsöffnung 75. Das Sperrglied 65 kann weder radial noch axial von dem Anschlussgehäuse 31 noch vom Ventilkörper 51 des Sperrventils 29 abgezogen werden. Die Schraubverbindung 45 und die Spannschraube 47 sind der Kammerung innerhalb des Sperrglieds 65 nicht zugänglich und können deshalb auch nicht gelöst werden.
In der Zusammenschau mit der 3 ist erkennbar, dass das Sperrglied 65 als ein einfaches Blechbiegeteil ausgeführt ist, das einen u-förmigen Steg 77 mit der Aufnahmeöffnung 67 und der Durchgangsöffnung 75 aufweist. Seitlich erstrecken sich Wandungsbereiche 79, die die Schraubverbindung 45 und die Spannschraube 47 einhausen. Über die abgewinkelten Enden des u-förmigen Stegs 77 und den Wandungsbereichen 79 ist das Sperrglied 65 axial und in Querrichtung am Anschlussgehäuse 31 fixiert.
Eine Deckseite 81 des u-förmigen Stegs 77 bietet noch die Möglichkeit zur Anbringung eines Warnhinweises 83 für die funktionsgerechte Schließung des Sperrventils 29 vor Öffnung der Schraubverbindung(en) 45; 47.
In der 2 nimmt das Sperrventil 29 eine Blockierstellung ein, bei der der Ventilkörper 51 auf der Ventilsitzfläche 53 aufliegt. Bei der Überführung des Sperrventils aus der Durchlassstellung, 2A, in die Blockierstellung, 2B bewegt sich der Ventilkörper aus der Durchgangsöffnung 75 des Sperrglieds 65 und öffnet damit die Schließverbindung.
Danach kann das Sperrglied 65 in eine für die Lösebewegung der Schraubverbindung günstige Lage bewegt werden, wie die 2C zeigt.
Bezugszeichen

1: Schwingungsdämpfer
3: Arbeitszylinder
5: Kolben
7: Kolbenstange
9: kolbenstangenferner Arbeitsraum
11: kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
13: Speicher
15: erster Fluidweg
17: Hydraulikversorgungssystem
19: Pumpe
21: Antriebseinrichtung
23: zweiter Fluidweg
25: Arbeitsmediumanschluss
27: Leitungsanschluss
29: Sperrventil
31: Anschlussgehäuse
33: Aufnahme
35: zweite Aufnahme
37: Hauptachse
39: Aufnahmeöffnung
41: Aufnahmeöffnung
43: Durchlassöffnung
45: Schraubverbindung
47: Spannschraube
49: Leitung
51: Ventilkörper
53: Ventilsitzfläche
55: Gewindeverbindung
57: Werkzeugfläche
59: Stirnfläche
61: Stirnfläche des Anschlussgehäuses
63: Dichtung
65: Sperrglied
67: Aufnahmeöffnung
69: Hohlraum
71: Formschlussverbindung
73: Formschlussfläche
75: Durchgangsöffnung
77: Steg
79: Wandungsbereiche
81: Deckseite
83: Warnhinweis

Claims

Schwingungsdämpfer (1), umfassend einen Arbeitsmediumanschluss (25), der einen Leitungsanschluss (27) und ein zum Leitungsanschluss (27) separates Sperrventil (29) aufweist, über das der Strömungsquerschnitt des Leitungsanschlusses (27) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil (29) und der Leitungsanschluss (27) über ein mechanisches Sperrglied (65) eine Schließverbindung bilden, die in Abhängigkeit der Betriebsstellung des Sperrventils (29) eine Lösestellung einnimmt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (65) mit dem Leitungsanschluss (29) verbunden ist.
Schwingungsdämpfer nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (65) eine Formschlussverbindung (71) mit einer Formschlussfläche (73) bildet, die zumindest mittelbar an einem Ventilkörper (51) des Sperrventils (29) ausgeführt ist.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (65) eine Durchgangsöffnung (75) für die Aufnahme und Durchführung der ventilkörperseitigen Formschlussfläche (73) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (51) des Sperrventils (29) eine translatorische Arbeitsbewegung ausführt.
Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (65) eine Aufnahmeöffnung (67) für den Leitungsanschluss (27) aufweist.
Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (65) zum Leitungsanschluss (27) winkelbeweglich gelagert ist.
Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (65) zumindest teilweise topfförmig ausgeführt ist, wobei ein Hohlraum (69) des Sperrglieds (65) einen Teil des Arbeitsmediumanschlusses (25) aufnimmt.
Schwingungsdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (69) des Sperrglieds (65) eine Leitungsverschraubung (45; 49) des Leitungsanschlusses (27) aufnimmt.
Schwingungsdämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied (65) eine Klemmverbindung mit dem Anschlussgehäuse (31) bildet.