WO2018054600A1 - Dämpfventil für einen schwingungsdämpfer - Google Patents

Dämpfventil für einen schwingungsdämpfer Download PDF

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valve
damping
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Aleksandar Knezevic
Jörg Rösseler
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/34—Special valve constructions; Shape or construction of throttling passages
    • F16F9/348—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body
    • F16F9/3485—Throttling passages in the form of annular discs or other plate-like elements which may or may not have a spring action, operating in opposite directions or singly, e.g. annular discs positioned on top of the valve or piston body characterised by features of supporting elements intended to guide or limit the movement of the annular discs

Definitions

  • the invention relates to a damping valve according to the preamble of patent claim 1.
  • a damping valve for a vibration damper comprises a damper valve body having at least one passage channel whose outlet side is at least partially covered by at least one valve disc. When the valve side flows over the passage channel, the valve disc lifts off from a valve seat surface.
  • at least one support disc is usually used as a stop that limits the Abhubterrorism.
  • the support disk is designed in the simplest embodiment as a simple, usually metallic annular disc.
  • the valve disc is elastically deformable within limits or mounted axially movable against a spring. Regardless of the embodiment occurs in the damping operation at sudden peak loads, the effect that the valve disc abuts against the support disc. This striking is audible.
  • One solution may be to use multiple valve disks in a layered arrangement.
  • the stratification results in a support function within the disk package.
  • a disadvantage may be that an increase in the damping force characteristic occurs in the case of tendentially rigid valve disks.
  • a damping valve for a vibration damper which has an elastomeric support in the design of an elastomeric ring, which counteracts a stop movement of the valve disc on a support ring.
  • the object of the present invention is to further develop the generic steaming valve with regard to an improved outflow behavior.
  • the object is achieved in that the elastomeric liner of a
  • Elastomer ring is formed, which has at least one raised deformation region in the direction of the valve disc and / or the support disk.
  • the great advantage of the invention is that a plurality of individual deformation elements, which are individually spring or support elements, can be mounted by means of the elastomer ring in one step.
  • At least two raised deformation regions have different spring travel.
  • This fastening form has the advantage that the contact surface of the support disk is dimensionally stable and consequently there is the best prerequisite for an adhesive connection between the elastomer intermediate layer and the support disk.
  • the elastomeric liner may also be usefully attached to the valve disc when z. B. on the support disk a special rolling profile is present, which would rather less suitable for an adhesive bond.
  • the elastomeric intermediate layer has at least one radial outflow channel.
  • the drainage channel is reinforced by at least one rigid sleeve. As a result, a closure of the drainage channel is prevented due to the deformation of the elastomeric intermediate layer.
  • the deformation areas with the largest elevation are designed as plane surfaces.
  • This embodiment offers the advantage that it is possible to fix the elastomer intermediate layer without orientation to an end face.
  • Each deformity ons Bachelor can thus also be used as a contact surface to the valve disc or the support disk.
  • the elastomeric intermediate layer has a non-uniform radius.
  • the valve disk outer diameter portion with the greatest radial distance to the elastomeric liner will first lift off the valve seat surface.
  • the elastomeric intermediate layer may have a constant diameter, but the end faces of the deformation regions have a different distance from the central axis of the valve disc.
  • Another option is that deformation areas are carried out on both faces of the elastomeric intermediate layer.
  • the elastomer intermediate layer can be fixed with an arbitrary end face.
  • Fig. 1 damping valve in a sectional view
  • FIG. 2 3 views of the elastomeric intermediate layer to Fig. 1st
  • FIG. 1 shows a damping valve 1 for a vibration damper of any design.
  • the damping valve 1 comprises a damper valve body 3 which is fixed to a piston rod 5.
  • the invention is not limited to such an embodiment and may, for. B. be used in a bottom valve or as part of an adjustable damping valve.
  • the Dämpfventil analyses 3 divides a cylinder 7 of the vibration damper in a piston rod side and a piston rod remote working space 9, 1 1, which are both filled with damping medium.
  • passageways 13; 15 executed for each one flow direction on different pitch circles.
  • the design of the passageways is to be considered only as an example.
  • An exit side of the passageways 13; 15 is connected to at least one valve disc 17; 19 at least partially covered.
  • the elastomeric intermediate layer 25 has a plurality of raised deformation regions 27 in the direction of the valve disk 17 and / or the support disk 23.
  • the elastomeric intermediate layer 25 may be fastened to the support disk 23 or the valve disk 17.
  • Outflow channels 29 arise between the raised deformation areas, which, when the elastomer intermediate layer 25 deforms, allow the damping medium, which has accumulated between the elastomeric intermediate layer 25 and the piston rod 5, to flow away.
  • the deformation regions 27 are executed with the largest elevation with end faces 31 and are therefore very well as contact surfaces for valve disc 17 or the support plate 23.
  • the deformation regions 27 are also carried out on both end faces, so that also no direction-dependent installation position of the elastomeric intermediate layer 25 must be maintained.
  • FIG. 4 is intended to show that the outflow channel 29 can also be designed independently of the design of the deformation regions 27.
  • the outflow channel 29 consists of a radial opening, which is reinforced by a rigid sleeve 33, so that the discharge channel 29 can not be closed at an axial load and an associated deformation.
  • FIG. 5 is intended to also show the possibility of deformation regions 27 with different spring travel. As one easily recognizes, the right deformation region 27 has a larger distance to the opposite end face 35 than the left deformation region.
  • FIGS. 6 and 7 show an elastomeric intermediate layer 25 with a wave-shaped deformation region 27. Furthermore, the elastomeric intermediate layer 25 with its exemplary elliptical base surface has a non-uniform radius in order to focus the onset of the lifting movement of the valve disk 17 to a specific circumferential region.
  • the elastomeric intermediate layer 25 has a constant diameter within the scope of manufacturing accuracy, but the end faces of the deformation regions 27 have a different spacing R; r to the central axis of the elastomeric intermediate layer 25.
  • FIGS. 9 and 10 illustrate the use of two elastomeric liners 25 in coaxial arrangement. In this design, all features of Figs. 1 to 8 can be used. With this arrangement, a variety of operating characteristics can be achieved. REFERENCE CHARACTERS

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Abstract

Dämpfventil für einen Schwinaunasdämpfer Dämpfventil (1) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Dämpfventilkörper (3) mit mindestens einem Durchlasskanal (13; 15), dessen Austrittsseite von mindestens einer Ventilscheibe (17; 19) zumindest teilweise abgedeckt wird, wobei die mindestens eine Ventilscheibe (17; 19) bei einer Anströmung über den Durchlasskanal (13; 15) von einer Ventilsitzfläche (21) abhebt und eine Stützscheibe (23) als Anschlag die Abhubbewegung begrenzt, wobei zwischen der Stützscheibe (23) und der Ventilscheibe (17; 19) eine Elastomerzwischenlage (25) angeordnet ist, wobei, dass die Elastomerzwischenlage (25) von einem Elastomerring gebildet wird, der in Richtung der Ventilscheibe (17) und/oder der Stützscheibe (23) mindestens einen erhabenen Deformationsbereich aufweist.

Description

Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer
Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .
Ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer umfasst einen Dämpfventilkörper mit mindestens einem Durchlasskanal, dessen Austrittsseite von mindestens einer Ventilscheibe zumindest teilweise abgedeckt wird. Bei einer Anströmung der Ventilseite über den Durchlasskanal hebt die Ventilscheibe von einer Ventilsitzfläche ab. Um die Ventilscheibe gegen eine mechanische Überlastung zu schützen, wird in der Regel mindestens eine Stützscheibe als Anschlag verwendet, der die Abhubbewegung begrenzt. Die Stützscheibe ist in der einfachsten Ausführung als eine einfache, in der Regel metallische Ringscheibe ausgeführt. Im Gegensatz dazu ist die Ventilscheibe in Grenzen elastisch verformbar oder gegen eine Feder axial beweglich gelagert. Unabhängig von der Ausführungsform tritt im Dämpfbetrieb bei plötzlichen Spitzenbelastungen der Effekt auf, dass die Ventilscheibe an die Stützscheibe anschlägt. Dieses Anschlagen ist akustisch vernehmbar.
Eine Lösung kann darin bestehen, dass man mehrere Ventilscheiben in geschichteter Anordnung verwendet. Durch die Schichtung ergibt sich eine Stützfunktion innerhalb des Scheibenpakets. Ein Nachteil kann darin liegen, dass bei tendenziell starren Ventilscheiben eine Erhöhung der Dämpfkraftkennlinie auftritt.
Aus der gattungsbildenden DE 18 17 392 B2 ist ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer bekannt, das eine Elastomerauflage in der Bauform eines Elastomerrings aufweist, der einer Anschlagbewegung der Ventilscheibe an einem Stützring entgegenwirkt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das gattungsbildende Dämpfventil im Hinblick auf ein verbessertes Abströmverhalten weiter zu bilden. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Elastomerzwischenlage von einem
Elastomerring gebildet wird, der in Richtung der Ventilscheibe und/oder der Stützscheibe mindestens einen erhabenen Deformationsbereich aufweist.
Der große Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Mehrzahl von einzelnen Deformationselementen, die für sich einzelne Feder- oder Stützelemente darstellen, mittels des Elastomerrings in einem Arbeitsschritt montiert werden können.
Um eine gestufte Federcharakteristik zu erreichen, weisen mindestens zwei erhabene Deformationsbereiche unterschiedliche Federwege auf.
Man kann die Elastomerzwischenlage an der Stützscheibe befestigen. Diese Befestigungsform hat den Vorteil, dass die Kontaktfläche der Stützscheibe formstabil ist und folglich für eine Haftverbindung zwischen der Elastomerzwischenlage und der Stützscheibe beste Voraussetzung bestehen.
Alternativ kann die Elastomerzwischenlage auch sinnvollerweise an der Ventilscheibe befestigt sein, wenn z. B. an der Stützscheibe ein besonderes Abrollprofil vorliegt, das für eine Haftverbindung eher weniger geeignet wäre.
Um eine hydraulische Blockade innerhalb der Elastomerzwischenlage zu vermeiden, weist die Elastomerzwischenlage mindestens einen radialen Abflusskanal auf.
Grundsätzlich könnte man den Abflusskanal auch innerhalb der Stützscheibe platzieren, doch wird dadurch die Stützscheibe geschwächt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist der Abflusskanal von mindestens einer starren Hülse armiert. Dadurch wird ein Verschluss des Abflusskanals aufgrund der Deformation der Elastomerzwischenlage verhindert.
Optional sind die Deformationsbereiche mit der größten Erhebung als Planflächen ausgeführt. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass man die Elastomerzwischenlage ohne Orientierung zu einer Endfläche befestigen kann. Jeder Deformati- onsbereich kann somit auch als Kontaktfläche zur Ventilscheibe oder zur Stützscheibe genutzt werden.
Um das Öffnungsverhalten der Ventilscheibe gezielt auf einen Umfangsbereich zu lenken, weist die Elastomerzwischenlage einen ungleichmäßigen Radius auf. Der Ventilscheibenaußendurchmesserbereich mit dem größten radialen Abstand zur Elastomerzwischenlage wird zuerst von der Ventilsitzfläche abheben.
Alternativ kann die Elastomerzwischenlage einen konstanten Durchmesser aufweisen, aber die Stirnflächen der Deformationsbereiche weisen einen unterschiedlichen Abstand zur Mittelachse der Ventilscheibe auf.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass mehrere Elastomerzwischenlagen koaxial zueinander angeordnet sind. Über die Kombination mehrerer Elastomerzwischenlagen kann man eine große Anzahl von Betriebskennlinien der Elastomerzwischenlagen erzeugen.
Eine weitere Option besteht darin, dass an beiden Stirnflächen der Elastomerzwischenlage Deformationsbereiche ausgeführt sind. Dadurch kann die Elastomerzwischenlage mit einer beliebigen Stirnfläche fixiert werden.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
Fig. 1 Dämpfventil in einer Schnittdarstellung
Fig. 2 3 Ansichten der Elastomerzwischenlage zu Fig. 1
Fig. 4 Elastomerzwischenlage mit Abflusskanal mit Hülse
Fig. 5 Elastomerzwischenlage mit unterschiedlichen Federungen
Fig. 6 7 Elastomerzwischenlage mit elliptischer Grundfläche
Fig. 8 Variation zu Fig. 6 und 7
Fig. 9 10 Kombination von mehreren Elastomerzwischenlagen. Die Figur 1 zeigt ein Dämpfventil 1 für einen Schwingungsdämpfer beliebiger Bauweise. Das Dämpfventil 1 umfasst einen Dämpfventilkörper 3, der an einer Kolbenstange 5 befestigt ist. Die Erfindung ist nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt und kann z. B. bei einem Bodenventil oder auch im Rahmen eines verstellbaren Dämpfventils eingesetzt werden.
Der Dämpfventilkörper 3 unterteilt einen Zylinder 7 des Schwingungsdämpfers in einen kolbenstangenseitigen und einen kolbenstangenfernen Arbeitsraum 9;1 1 , die beide mit Dämpfmedium gefüllt sind. In dem Dämpfventilkörper 3 sind Durchtrittskanäle 13; 15 für jeweils eine Durchströmungsrichtung auf unterschiedlichen Teilkreisen ausgeführt. Die Ausgestaltung der Durchtrittskanäle ist nur beispielhaft anzusehen. Eine Austrittsseite der Durchtrittskanäle 13; 15 ist mit mindestens einer Ventilscheibe 17; 19 zumindest teilweise abgedeckt.
Bei einer Anströmung der Ventilscheibe 17 ausgehend vom kolbenstangenfernen Arbeitsraum 1 1 hebt die Ventilscheibe 17 von ihrer Ventilsitzfläche 21 ab. Die Abhubbewegung wird von einer Stützscheibe 23 in Kombination mit einer Elastomerzwischenlage 25 gesteuert bzw. gedämpft gebremst. Wie die Zusammenschau mit den Fig. 2 und 3 verdeutlicht, weist die Elastomerzwischenlage 25 in Richtung der Ventilscheibe 17 und/oder der Stützscheibe 23 mehrere erhabene Deformationsbereiche 27 auf.
Grundsätzlich kann die Elastomerzwischenlage 25 an der Stützscheibe 23 oder der Ventilscheibe 17 befestigt sein. Zwischen den erhabenen Deformationsbereichen ergeben sich Abflusskanäle 29, die bei einer Deformation der Elastomerzwischenlage 25 das zwischen der Elastomerzwischenlage 25 und der Kolbenstange 5 gekam- merte Dämpfmedium abfließen lassen.
In der Ausführung nach den Figuren 1 bis 3 sind die Deformationsbereiche 27 mit der größten Erhebung mit endseitigen Planflächen 31 ausgeführt und eignen sich folglich sehr gut als Kontaktflächen zur Ventilscheibe 17 oder zur Stützscheibe 23. Die Deformationsbereiche 27 sind zudem an beiden Stirnflächen ausgeführt, so dass auch keine richtungsabhängige Einbaulage der Elastomerzwischenlage 25 eingehalten werden muss.
Mit der Figur 4 soll gezeigt werden, dass man den Abflusskanal 29 auch unabhängig von der Ausgestaltung der Deformationsbereiche 27 gestalten kann. In dieser Variante besteht der Abflusskanal 29 aus einer Radialöffnung, die von einer starren Hülse 33 armiert wird, damit der Abflusskanal 29 bei einer axialen Belastung und einer damit verbundenen Deformation nicht verschlossen werden kann.
Die Figur 5 soll dazu dienen, auch die Möglichkeit der Deformationsbereiche 27 mit unterschiedlichen Federwegen zu zeigen. Wie man unschwer erkennt, weist der rechte Deformationsbereich 27 einen größeren Abstand zur gegenüberliegenden Stirnfläche 35 auf als der linke Deformationsbereich.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Elastomerzwischenlage 25 mit einem wellenförmigen Deformationsbereich 27. Des Weiteren weist die Elastomerzwischenlage 25 mit ihrer beispielhaft elliptischen Grundfläche einen ungleichmäßigen Radius auf, um das Einsetzen der Abhubbewegung der Ventilscheibe 17 auf einen bestimmten Um- fangsbereich zu fokussieren.
In der Fig. 8 wird dasselbe funktionale Ziel mit anderen Mitteln erreicht. Die Elastomerzwischenlage 25 weist im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit einen konstanten Durchmesser auf, jedoch weisen Stirnfläche die Deformationsbereichen 27 einen unterschiedlichen Abstand R; r zur Mittelachse der Elastomerzwischenlage 25 auf.
In den Fig. 9 und 10 wird die Verwendung von zwei Elastomerzwischenlagen 25 in koaxialer Anordnung dargestellt. Bei dieser Bauform können alle Merkmale der Fig. 1 bis 8 eingesetzt werden. Über diese Anordnung kann eine Vielzahl von Betriebskennlinien erreicht werden. Bezuqszeichen
I Dämpfventil
3 Dämpfventilkörper
5 Kolbenstange
7 Zylinder
9 kolbenstangenseitiger Arbeitsraum
I I kolbenstangenferner Arbeitsraum 13 Durchtrittskanal
15 Durchtrittskanal
17 Ventilscheibe
19 Ventilscheibe
21 Ventilsitzfläche
23 Stützscheibe
25 Elastomerzwischenlage
27 Deformationsbereiche
29 Abflusskanal
31 Planfläche
33 Hülse
35 Stirnfläche
37 Stirnfläche

Claims

Patentansprüche
1 . Dämpfventil (1 ) für einen Schwingungsdämpfer, umfassend einen Dämpfventilkörper (3) mit mindestens einem Durchlasskanal (13; 15), dessen Austrittsseite von mindestens einer Ventilscheibe (17; 19) zumindest teilweise abgedeckt wird, wobei die mindestens eine Ventilscheibe (17; 19) bei einer Anströmung über den Durchlasskanal (13; 15) von einer Ventilsitzfläche (21 ) abhebt und eine Stützscheibe (23) als Anschlag die Abhubbewegung begrenzt, wobei zwischen der Stützscheibe (23 und der Ventilscheibe (17; 19) eine Elastomerzwischenlage (25) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerzwischenlage (25) von einem
Elastomerring gebildet wird, der in Richtung der Ventilscheibe (17) und/oder der Stützscheibe (23) mindestens einen erhabenen Deformationsbereich (27) aufweist.
2. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei erhabene Deformationsbereiche (27) unterschiedliche Federwege aufweisen.
3. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerzwischenlage (25) an der Stützscheibe (23) befestigt ist.
4. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerzwischenlage (25) an der Ventilscheibe (17) befestigt ist.
5. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerzwischenlage (25) mindestens einen radialen Abflusskanal (29) aufweist.
6. Dämpfventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abflusskanal (29) von mindestens einer starren Hülse (33) armiert ist.
7. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Deformationsbereiche (27) mit der größten Erhebung als Planflächen (31 ) ausgeführt sind.
8. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomerzwischenlage (25) einen ungleichmäßigen Radius (R;r) aufweist.
9. Dämpfventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Stirnflächen (37) der Deformationsbereiche (27) einen unterschiedlichen Abstand zur Mittelachse (R;r) aufweisen.
10. Dämpfventil nach einen der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Elastomerzwischenlagen (25) koaxial zueinander angeordnet sind.
11. Dämpfventil nach einen der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Stirnflächen (35 - 37) der Elastomerzwischenlage (25) Deformationsbereiche (27) ausgeführt sind.
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