DE19614250C2 - Dämpferventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Dämpferventil für druckbeaufschlagte Leitungssysteme.

Dämpferventile für druckbeaufschlagte Leitungssysteme sind an sich bekannt. Es handelt sich in erster Linie um zylindrische Elemente, die beispielsweise im Bereich von Anschlußstellen in druckbeaufschlagbare Leitungen eingesetzt und fixiert werden. Üblicherweise handelt es sich um mit Axialbohrungen versehene zylindrische Gehäuse, in deren Innerem Schraubenfedern wenigstens ein Kolbenelement axialbeweglich belasten. Je nach Druckbeaufschlagung und -richtung bewegt sich dann das Kolbenelement in Axialrichtung relativ zu gehäuseseitigen Bohrungen und öffnet und verschließt diese, so daß unterschiedliche Strömungsquerschnitte je nach Strömungsrichtung erhalten werden.

Aus der DE 43 23 179 C1 ist ein Dämpferventil bekannt, welches ein lochscheibenartiges Trägerteil aufweist, welches nach Art eines Distanzringes oder einer Distanzscheibe zwischen einer Lagerfläche eines am Gehäuse eines Servoventils oder des Verdrängeraggregates angeordneten Anschlußstutzens und einer Gegenlagerfläche eines mit dem Anschlußstutzen verbindbaren Anschlußteils der Leitung einspannbar ist. Diese Einbauart ist vergleichsweise einfach. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß das Trägerteil einen scheibenartigen Kolben mit von den Dämpferventilen gesteuerten axialen Kanälen aufweist und dieser Kolben innerhalb eines vom Anschlußstutzen und Anschlußteil umfaßten Raumes zwei Kammern voneinander abteilt, von denen eine mit der jeweiligen Leitung und eine mit dem Servoventil oder einer Arbeitskammer des Aggregates verbunden ist.

Die DE OS 20 05 430 offenbart ein Stoßdämpferventil mit einem hohlzylindrischen Gehäuse, welches an einem Ende durch eine mit Durchströmbohrungen versehene Fläche verschlossen ist. Das andere Ende ist offen. Von der verschlossenen Fläche ragt zentrisch ein Zapfen hervor. Entweder zapfenseitig oder im zylindrischen Innenumfang sind durch zwei parallele Ringnuten dazwischen liegende Steuerkanten ausgebildet. Ein plattenförmiges Sperrelement mit einer zentrischen Bohrung wird über den Zapfen geschoben und in einer Position fixiert, so daß der gehäuseseitigen, kreisförmigen Steuerkante eine scheibenseitige Steuerkante exakt gegenüber liegt. Das beidseitig federbelastete, scheibenförmige Element wird in dieser Position aufwendig fixiert.

Derartige beschriebene Dämpferventile benötigen eine Vielzahl von Bauteilen und sind in der Herstellung und in der Montage des Ventils selbst, also des Zusammenbaus aufwendig. Darüber hinaus sind die vorbekannten Dämpferventile im Betrieb anfällig gegen Verschmutzung, Verstopfung und Materialermüdung, beispielsweise der Schraubenfedern. Schließlich lassen sich die jeweils strömungsabhängig wirkenden Druckkräfte nur sehr schwer vorherbestimmen und in keinem Fall steuern.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Dämpferventil bereitzustellen, welches in der Herstellung und Montage wirtschaftlich und einfach sowie störunanfällig ist und bei welchem sich die erforderlichen bzw. gewünschten Druckkräfte einfach und präzise einstellen und ggf. steuern lassen.

Zur technischen Lösung dieser Aufgabe wird ein Dämpferventil für druckbeaufschlagte Leitungssysteme vorgeschlagen, bestehend aus einem Gehäuse und einem plattenförmigen Sperrelement, wobei das Gehäuse in eine druckbeaufschlagbare Leitung einsetzbar und vom druckbeaufschlagbaren Medium durchströmbar ausgestattet ist sowie einen im Gehäuseinneren liegenden, im wesentlichen hülsenartigen Aufnahmebereich für das plattenförmige, in einer Einsetzposition im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Mediums positionierbare, die Gehäusedurchströmung weitestgehend sperrendes Sperrelement aufweist, dessen Fläche kleiner als die Leitungsquerschnittsfläche an der Einsetzposition ist und welches in dem Aufnahmebereich nur an der Gehäuseinnenwandung geführt sowie radial fixiert, jedoch von einem und gegen die Kraft von wenigstens einem auf eine seiner Oberflächen wirkenden und am Gehäuse angeordneten elastischen Element axial beweglich aufgenommen ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird das erfindungsgemäße Dämpferventil bauteilseitig auf ein Minimum reduziert. In vorteilhafter Weise ist das plattenförmige Element eine Scheibe, welche das an sich vom druckbeaufschlagbaren Medium, beispielsweise Hydraulikflüssigkeit, durchströmbar ist, axialbeweglich ist, und so durchströmbare Öffnungen oder Ausnehmungen in dem Gehäuse hinsichtlich der durchströmbaren Räume verändern kann. Auf diese Weise kann druckabhängig gegen die Kraft von wenigstens einem elastischen Element auf jeweils jeder der Oberflächen der Scheibe eine Dämpfungswirkung erzielt werden. Der gehäuseseitige Aufnahmebereich ist in vorteilhafter Weise ein hohlzylindrischer Hülsenabschnitt, in welchem das Sperrelement gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag durch Führungsstege in seiner radialen Position festgelegt ist. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Vorschlag sind die elastischen Elemente an dem Hülsenabschnitt angeordnet. Um auf jeder der beiden Oberflächen des Sperrelementes wenigstens ein elastisches Element anzuordnen, müssen also wenigstens zwei elastische Elemente am Hülsenabschnitt angeordnet sein. Gemäß einem vorteilhaften Vorschlag der Erfindung werden auf jeder der beiden Seiten vier elastische Elemente angeordnet.

Mit besonderem Vorteil wird vorgeschlagen, daß die elastischen Elemente mit dem Aufnahmebereich einstückig ausgebildet sind. In vorteilhafter Weise handelt es sich um federelastische Fingerelemente, welche einstückig mit dem Aufnahmebereich ausgebildet oder in diesem integriert sind.

Gemäß einem besonders vorteilhaften Vorschlag der Erfindung können die elastischen Elemente mit einer elektro-rheologischen Flüssigkeit (ERF) gefüllt sein. Dies ermöglicht die Steuerung der Vorspannung durch Beaufschlagung der ERF mit einer elektrischen Spannung.

Das Gehäuse des erfindunggemäßen Dämpferventils kann wenigstens teilweise aus Blech, Kunststoff und/oder Keramik gebildet sein.

Das mit der Erfindung vorgeschlagene Dämpferventil besteht im einfachsten Fall nur aus zwei Elementen, nämlich einem einstückig hergestellten Gehäuse, welches z. B. aus einem Rohrstück durch Ausbilden von Einschnitten und Biegungen herstellbar ist. So wird das Rohrstück mit einem mittleren axialen Aufnahmebereich versehen und von beiden axialen Enden bis zum Aufnahmebereich mit Einschnitten versehen, um Federfinder auszubilden. Diese werden durch Biegung nach innen umgebogen. Ausbiegungen nach außen dienen der Anpassung des äußeren an den jeweiligen Leitungsquerschnitt und beeinflussen zugleich die Federelastizität. Alternative oder ergänzende Materialien wie Kunststoff, Keramik, elektro-rheologische Flüssigkeit oder dergleichen können die Vorherbestimmbarkeit der Federcharakteristik und deren Steuerbarkeit verbessern. Das erfindungsgemäße Dämpferventil ist einfach und wirtschaftlich herstellbar, störunanfällig und darüber hinaus hinsichtlich der einzustellenden Federkräfte kontrollierbar und ggf. steuerbar.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Dämpferventils und

Fig. 2 eine schematische geschnittene Seitenansicht des Dämpferventils gemäß Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Dämpferventil 1 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Gehäuse 2 und einer Scheibe 3, welche kolbenartig radialfixiert aber axialbeweglich in dem Gehäuse 2 aufgenommen ist.

Als Materialien kommen für beide Elemente Blech, Kunststoff, Keramik oder Kombinationen derselben in Frage. Das Dämpferventil läßt sich beispielsweise im Bereich einer Leitungsanschlußstelle in die Leitung eines druckbeaufschlagbaren Leitungssystems einsetzen. Die Scheibe 3 steht dann senkrecht zur Strömungsrichtung des druckbeaufschlagbaren Mediums, beispielsweise der Hydraulikflüssigkeit. Die Scheibe 3 ist in dem Aufnahmebereich 4 des Gehäuses 2 eingesetzt, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel auf beiden Seiten des Aufnahmebereichs 4 jeweils vier Federfinger 5 aufweist. Diese sind durch Biegungen geformt und definieren den Außendurchmesser 6 des Gehäuses und weisen ansonsten eine S-förmige Biegung auf, aus welcher sich die Federcharakteristik ergibt. Die Anzahl der elastischen Elemente, die Art der Biegung und das Material bestimmen die Federcharakteristik. Die Federfinger können mit einer elektro-rheologischen Flüssigkeit gefüllt sein. Dies ist in den Figuren nicht gezeigt.

Der Aufnahmedurchmesser 7 des Aufnahmebereichs 4 ergibt sich durch die in Fig. 2 gezeigte Einbiegung oder den Ursprungsdurchmesser des verwendeten Hülsenelements, aus welchem das Gehäuse hergestellt wurde. Führungsstege 8 verhindern eine Bewegung der Scheibe 3 im radialen Bereich.

Wird das Dämpferventil 1 in eine nicht gezeigte Leitung eingesetzt, ergibt sich ein Grundspalt, der die Durchströmung in der Nullage der Scheibe definiert. Dieser Grundspalt ist durch die Gestaltung des Gehäuses vorgegeben bzw. das Gehäuse ist zur Erlangung eines vorbestimmten Grundspaltes gestaltbar. Grundsätzlich besteht hier die Möglichkeit, ein hinsichtlich des Grundspaltes verstellbares Gehäuses auszugestalten. Eine Steuerung der Federelastizität elastischer Elemente ergibt sich durch die Möglichkeit der Verwendung einer REF im Zusammenwirken mit elektrischen Spannungen. Im Normalfall wird je nach Druckbeaufschlagung die Scheibe 3 in die eine oder andere Richtung gegen die entsprechenden Federfinger 5, deren Vorspannung eingestellt ist, ausgelenkt. In Abhängigkeit von der Gehäusekontur öffnet sich mit zunehmender Auslenkung ein Spalt im Bereich des Aufnahmedurchmessers 7, der, das Strömungsverhalten und damit auch die Dämpfung abhängig von der Federkraft, die im jeweiligen Betriebspunkt vorliegt, beeinflußt.

Bezugszeichenliste

1

Dämpferventil

2

Gehäuse

3

Scheibe

4

Aufnahmebereich

5

Federfinger

6

Außendurchmesser

7

Aufnahmedurchmesser

8

Führungssteg

Claims (10)

1. Dämpferventil (1) für druckbeaufschlagte Leitungssysteme, bestehend aus einem Gehäuse (2) und einem plattenförmigen Sperrelement (3), wobei das Gehäuse (2) in eine druckbeaufschlagbare Leitung einsetzbar und vom druckbeaufschlagbaren Medium durchströmbar ausgestaltet ist sowie einen im Gehäuseinneren liegenden, im wesentlichen hülsenartigen Aufnahmebereich (4) für das plattenförmige, in einer Einsetzposition im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung des Mediums positionierbare, die Gehäusedurchströmung weitestgehend sperrendes Sperrelement (3) aufweist, dessen Fläche kleiner als die Leitungsquerschnittsfläche an der Einsetzposition ist und welches in dem Aufnahmebereich (4) nur an der Gehäuseinnenwandung geführt sowie radial fixiert, jedoch von einem und gegen die Kraft von wenigstens einem auf eine seiner Oberflächen wirkenden und am Gehäuse (2) angeordneten elastischen Element (5) axial beweglich aufgenommen ist.

2. Dämpferventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (3) eine Scheibe ist.

3. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur radialen Fixierung in dem Gehäuse (2) Führungsstege ausgebildet sind.

4. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (5) direkt am Aufnahmebereich (4) angeordnet sind.

5. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (5) mit dem Aufnahmebereich (4) einstückig ausgebildet sind.

6. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (5) Federfinder sind.

7. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) und die elastischen Elemente (5) wenigstens teilweise aus Blech gebildet sind.

8. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) und die elastischen Elemente (5) wenigstens teilweise aus Kunststoff gebildet sind.

9. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) und die elastischen Elemente (5) wenigstens teilweise aus Keramik gebildet sind.

10. Dämpferventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Elemente (5) mit einer elektro­ rheologischen Flüssigkeit gefüllt sind.