DE4424437A1

DE4424437A1 - Verfahren zur Dämpfkrafteinstellung einer Absperrventilbaugruppe

Info

Publication number: DE4424437A1
Application number: DE19944424437
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Ing Foerster; Alfred Wirth
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1995-08-03

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dämpfkrafteinstellung einer Absperrventilbaugruppe für einen Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfkraft entsprechend dem Oberbegriff von Pa tentanspruch 1.

Eine solche Absperrventilbaugruppe ist beispielsweise aus der DE 41 04 110 bekannt. Dabei besteht durch die relativ vielen Einzelteile das Problem, daß durch eine Verkettung der Einzeltoleranzen der Einzelteile eine vorgegebene Dämpfkraft kennlinie nicht mit der gewünschten Genauigkeit eingehalten wird. Man könnte die Einzeltoleranzen noch kleiner festlegen, doch steht diese Vorgegehensweise im Widerspruch zu den ver tretbaren Kosten. Insbesondere an der fertigmontierten Ab sperrventilbaugruppe kann nur sehr schwer oder gar nicht ab geschätzt werden, welches der Einzelteile für einen Kennli nienfehler verantwortlich ist, um es dann gegebenenfalls aus zutauschen, da ein Ausschuß einer kompletten Absperrventil baugruppe ebenso wenig vertretbar ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannte Problematik zu lösen, wobei die Toleranzen der Einzelteile nicht eingeschränkt werden sollen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst. Ein ganz wesentliches Bauteil der Absperrventilbau gruppe stellt das Hauptstufenventil dar. Durch die Bildung einer Montageeinheit "Hauptstufe" kann über eine Vorrichtung, die in Abhängigkeit eines vorgegebenen Drucks eines Volumen stromes den Durchsatz mißt, festgestellt werden, ob die Hauptstufe fehlerfrei bezüglich einer oder mehrerer Dämpf kraftkennlinien arbeitet. Wird eine Abweichung des Hauptstu fenventils von der vorgegebenen Dämpfkraftkennlinie festge stellt, kann diese diese durch die Einstellbarkeit der Feder kompensiert werden, wobei die Ursache für die Abweichung bei mehreren Teilen liegen kann, was aber für die Einstellung un erheblich ist.

Dabei besteht das Hauptstufenventilgehäuse vorteilhafterweise aus einem Blechkörper. Man kann einerseits anspruchsvolle Ge häuse mit einem vernünftigen Aufwand herstellen und anderer seits die Verformbarkeit des Gehäuses ausnutzen, wobei der Effekt der Kaltverfestigung verwendet wird, da die pla stische Verformung von den Betriebsdrücken innerhalb der Ab sperrventilbaugruppe nicht beeinflußt werden darf.

Beispielsweise kann der Bereich der plastischen Verformung des Hauptstufenventilgehäuses durch eine Wandstärkenreduzierung gebildet werden. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Wandstärkenreduzierung spanlos durch eine Fließumformung ausgeführt ist. Die Wandung des Hauptstu fenventilgehäuses erfährt dabei praktisch keine Schwächung, da durch die Umformung bei der Einstellung des Hauptstufenven tilgehäuses ein Ausgleich erfolgt.

Alternativ erfolgt die plastische Verformung in Form einer Änderung des Anstellwinkels des Hauptstufenventilgehäuses im Bereich der Fläche, an der sich die Federkraft der Feder ab stützt. Dabei wird die Fläche von einer Rückwand des Haupt stufenventilgehäuses gebildet, die lediglich mehr oder weniger stark geschirmt wird.

Des weiteren besteht die Möglichkeit, daß das Hauptstufenven tilgehäuse eine umlaufende Sicke aufweist, die zur Einstellung der Einspannlänge der Feder in ihrem Biegeradius verändert wird. Durch die Sicke ist die Stauchbewegung des Hauptstufen ventilgehäuses eindeutig bestimmt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer mit Bypass und Absperr ventil im Bypass;

Fig. 2 Ausführungsbeispiele der Absperrventileinrichtung;

Fig. 3 Meßkennlinie,

Fig. 4 Prinzip einer Einstellungsvorrichtung für das Hauptstufenventil;

Fig. 5 Hauptstufenventil als Baugruppe;

Fig. 6 Einstellung der Einbaulänge durch Schirmung des Hauptstufenventilgehäuses;

Fig. 7 Hauptstufenventilgehäuse mit umlaufender Sicke.

In Fig. 1 ist der Zylinder eines Schwingungsdämpfers mit 1 bezeichnet, die Kolbenstange mit 3. Der Zylinder ist nach un ten durch einen Boden 5 abgeschlossen. Die Kolbenstange 3 ist durch eine Führungs- und Dichtungseinheit 7 aus dem oberen Ende des Zylinders herausgeführt. Innerhalb des Zylinders 1 ist an der Kolbenstange 3 eine Kolbeneinheit 9 mit einer Kol benventilanordnung 11 befestigt. Das untere Ende des Zylin ders 1 ist durch eine Bodenplatte 13 mit einer Bodenventilan ordnung 15 abgeschlossen. Der Zylinder 1 ist von einem Behäl terrohr 17 umhüllt. Zwischen dem Behälterrohr 17 und dem Zy linder 1 ist ein Ringraum 19 gebildet, der eine Ausgleichs kammer darstellt. Der Raum innerhalb des Zylinders 1 ist durch die Kolbeneinheit 9 in eine erste Arbeitskammer 21a und eine zweite Arbeitskammer 21b unterteilt. Die Arbeitskammern 21a und 21b sind mit Druckflüssigkeit gefüllt. Die Ausgleichskam mer 19 ist bis zu dem Niveau 19a mit Flüssigkeit und darüber mit Gas gefüllt. Innerhalb der Ausgleichskammer 19 ist eine erste Leitungsstrecke, nämlich eine Hochdruckteilstrecke 23, gebildet, welche über eine Bohrung 25 des Zylinders 1 mit der zweiten Arbeitskammer 21b in Verbindung steht. An diese Hoch druckteilstrecke schließt sich eine seitlich an dem Behälter rohr 17 angebaute Absperrventileinrichtung 27 an. Von dieser führt (nicht dargestellt) eine zweite Leitungsstrecke, nämlich eine Niederdruckteilstrecke, zu dem Ausgleichsraum 19.

Wenn die Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 nach oben ausfährt, wird die obere Arbeitskammer 21b verkleinert. Es bildet sich in der oberen Arbeitskammer 21b ein Überdruck aus, der sich durch die Kolbenventilanordnung 11 in die untere Arbeitskam mer 21a abbauen kann, solange die Absperrventileinrichtung 27 geschlossen ist. Wenn die Absperrventileinrichtung 27 geöffnet ist, so fließt gleichzeitig Flüssigkeit von der oberen Ar beitskammer 21b durch die Hochdruckteilstrecke 23 und die Ab sperrventileinrichtung 27 in die Ausgleichskammer 19. Die Dämpfcharakteristik des Schwingungsdämpfers beim Ausfahren der Kolbenstange 3 ist also davon abhängig, ob die Absperrventil einrichtung 27 offen oder geschlossen ist.

Wenn die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 einfährt, so bildet sich in der unteren Arbeitskammer 21a ein Überdruck. Flüs sigkeit kann von der unteren Arbeitskammer 21a durch die Kol benventilanordnung 11 nach oben in die obere Arbeitskammer 21b übergehen. Die durch das zunehmende Kolbenstangenvolumen in nerhalb des Zylinders 1 verdrängte Flüssigkeit wird durch die Bodenventilanordnung 15 in die Ausgleichskammer 19 ausgetrie ben. In der oberen Arbeitskammer 21b tritt, da der Durchfluß widerstand der Kolbenventilanordnung 11 geringer ist als der Durchflußwiderstand der Bodenventilanordnung 15, ebenfalls ein steigender Druck auf. Dieser steigende Druck kann bei geöff neter Absperrventileinrichtung 27 durch die Hochdruckteil strecke 23 wiederum in den Ausgleichsraum 19 überfließen. Dies bedeutet, daß bei geöffneter Absperrventileinrichtung 27 der Stoßdämpfer auch beim Einfahren dann eine weichere Charakte ristik hat, wenn die Absperrventileinrichtung 27 geöffnet ist und eine härtere Charakteristik, wenn die Absperrventilein richtung geschlossen ist, genauso wie beim Ausfahren der Kol benstange. Festzuhalten ist, daß die Strömungsrichtung durch die Hochdruckteilstrecke 23 des Bypasses immer die gleiche ist, gleichgültig, ob die Kolbenstange ein- oder ausfährt.

Die Fig. 2 beschränkt sich in ihrer Darstellung auf die Ab sperrventilbaugruppe 27. Diese ist durch einen Rohrstutzen 29 mit einem Anschlußstutzen 31 des Behälterrohres 17 verbunden. Die Hochdruckteilstrecke 23 wird von einem Zwischenrohr 33 gebildet, das eine Verbindungsöffnung zur Absperrventilbau gruppe 27 aufweist. Die Verbindungsöffnung des Zwischen rohres 33 verfügt über einen eingeklipsten Zwischenring 35, der eine Anbindung an ein Hauptstufenventil 37 bildet.

Das Hauptstufenventil 37 umfaßt innerhalb eines Hauptstufen ventilgehäuses 39 eine Feder 41, die einen Absperrventilkör per 43 gegen einen Absperrventilsitz 45 vorspannt. Der Ab sperrventilsitz 45 ist Bestandteil eines Scheibenkörpers 47, der das Hauptstufenventilgehäuse 39 endseitig begrenzt. Die Feder 41 stützt sich an einer Rückwand 49 des Hauptstufenven tilgehäuses 39 ab, wobei die Rückwand mit dem Hauptstufenven tilgehäuse 39 und dem Scheibenkörper 47 einen Steuerraum 51 bilden. Die Auslegung der druckbeaufschlagten Flächen am Hauptstufenventil 37 erfolgt nach dem Grundsatz, daß die ventilöffnenden Flächen größer sein müssen als die ventilschließenden. Folglich muß bei einer Anströmung des Hauptstufenventils 37 über einen Zentralkanal 53 innerhalb des Scheibenkörpers 47 stets eine Abhubbewegung des Absperrven tilkörpers 43 ausgeführt werden, wenn die Federkraft der Fe der 41 überschritten ist. Das Hauptstufenventilgehäuse 39 stellt eine unabhängige Montageeinheit dar, die einer eigen ständigen Überprüfung unterzogen wird.

Die Fig. 3 zeigt eine typische Dämpfkraftkennlinie dieses Schwingungsdämpfers. Geht man von einem Prüfdruck P_i aus, so muß sich ein zugehöriger Volumenstrom Q_i einstellen, der über den Absperrventilsitz 45 abfließt. Für den Fall, daß die Be ziehung zwischen Druck P und Volumenstrom Q nicht durch die Kennlinie repräsentiert wird, erfolgt eine Nachjustierung des Hauptstufenventils 37, indem eine plastische Verformung des Hauptstufenventilgehäuses 39 vorgenommen wird, so daß sich die Vorspannkraft der Feder 41 erhöht. Man verwendet einen Meß punkt P_i, der möglichst nahe am Übergang zwischen dem Voröff nungsteil V_ö der Absperrventilbaugruppe 27 und dem Hauptstu fenventil H_s liegt. Es genügt zur Messung der Kennlinie ein Meßpunkt, da die Steigung der Kennlinie festliegt. Dazu wird das Hauptstufenventilgehäuse 39 in eine Vorrichtung nach dem Prinzip der Fig. 3 eingelegt. Nach der Messung wird, sofern eine Abweichung von der Kennlinie (Fig. 3) festgestellt wurde, mittels eines Stauchkolbens 55 an einer axial verschiebbaren Verstellstange 57 das Hauptstufenventilgehäuse 39 gestaucht, so daß sich die Einbaulänge der Feder 41 verringert. An schließend wird eine Messung des Hauptstufenventils 39 vorge nommen, um das Ergebnis der Stauchung zu kontrollieren.

Für eine gezielte Verformung weist das Hauptstufenventilge häuse 39 einen Bereich 59 auf, der eine plastische Verformung ermöglicht, ohne das gesamte Hauptstufenventilgehäuse 39 ver formen zu müssen (Fig. 5). Dazu ist das Hauptstufenventilge häuse 39 aus Blech gefertigt und verfügt über eine Wandstär kenreduzierung 61, die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine gezielte Fließumformung ausgeführt ist. Alternativ kann selbstverständlich auch eine umlaufende Sicke o. ä zur Anwen dung kommen. Dabei ist letztlich entscheidend, daß die pla stische Verformung durch den Betriebsdruck im Steuerraum 51 nicht zurückgebildet wird.

Die Fig. 6a/b zeigen eine Alternativausführung eines Hauptstufenventilgehäuses 39, bei dem die Rückwand 49 zur Einstellung mehr oder weniger stark geschirmt wird, so daß die Rückwand 49 unter einem Anstellwinkel α zur Längsachse des Hauptstufenventilgehäuses 39 steht. Es läßt sich der Weg s nutzen, der die Einbaulänge der Feder 41 beeinflußt. Zur Vergrößerung der Auflagefläche kann eine Stützscheibe 41f eingelegt werden. Der wesentliche plastische Bereich 59 wird von dem Übergangsradius zur Rückwand 49 gebildet.

Des weiteren kann das Hauptstufenventilgehäuse eine umlaufende Sicke 39s aufweisen, deren Biegeradius in einer Vorrichtung nach Fig. 4 verkleinert wird, so daß sich insgesamt eine Ver kürzung der Einbaulänge für die Feder 41 ergibt. Man kann na türlich auch durch eine Zugvorrichtung den Biegeradius der Sicke 39s vergrößern. Die das Hauptstufenventilgehäuse ver kürzenden Ausformungen nach den Fig. 4, 6 und 7 lassen sich auch kombinieren.

Claims

1. Verfahren zur Dämpfkrafteinstellung einer Absperrventil baugruppe für einen Schwingungsdämpfer mit veränderbarer Dämpfkraft, umfassend ein Baugruppengehäuse, in dem ein Hauptstufenventil mit einem Absperrventilkörper und einer Feder, die den Absperrventilkörper gegen einen Absperr ventilsitz drückt, angeordnet ist, wobei das Hauptstu fenventil von einem Vorstufenventil angesteuert wird, dessen Magnetanker über eine Magnetspule gegen eine Ma gnetankerfeder betätigbar ist und das Hauptstufenventil ein Hauptstufenventilgehäuse aufweist, an dem sich die Federkraft der Feder des Absperrventilkörpers abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptstufenventilgehäu se (39) einen Bereich (59) aufweist, der eine plastische Verformung des Hauptstufenventilgehäuses (39) ermöglicht und durch eine plastische Verformung des Hauptstufenven tilgehäuses die Einspannlänge der Feder (41) einstellbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptstufenventilgehäuse (39) aus einem Blechkörper besteht.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Bereich (59) der plastischen Ver formung des Hauptstufenventilgehäuses (39) durch eine Wandstärkenreduzierung (61) gebildet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärkenreduzierung (61) spanlos durch eine Fließumformung ausgeführt ist.

5. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die plastische Verformung in Form einer Änderung des Anstellwinkels (α) des Hauptstufenventilge häuses (39) im Bereich der Fläche (49), an der sich die Federkraft der Feder (41) abstützt, erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptstufenventilgehäuse (39) eine umlaufende Sic ke (39s) aufweist, die zur Einstellung der Einspannlänge der Feder (41) in ihrem Biegeradius verändert wird.