Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus der DE 10 2015 212 535 A1 ist ein Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer bekannt, bei dem ein Dämpfventilkörper einen Strömungskanal aufweist, in dem eine Zugstange angeordnet ist. Die Zugstange trägt eine Ventilscheibe, die gegen eine Ventilsitzfläche des Dämpfventilkörpers vorgespannt wird. Für jede Durchströmungsrichtung wird mindestens ein Strömungskanal mit der Ventilscheibe eingesetzt. Zusätzlich kann ein Einströmkanal für eine erste Durchströmungsrichtung mit einem Rückschlagventil bestückt sein, dass einen minimalen Durchlassquerschnitt offenhält, der auch Voröffnungsquerschnitt genannt wird. Bei einigen Verwendungszwecken des Schwingungsdämpfers muss für jeweils eine Durchströmungsrichtung ein Voröffnungsquerschnitt vorliegen, der sich von dem Voröffnungsquerschnitt der anderen Durchströmungsrichtung unterscheidet. Folglich sind in dem Dämpfventilkörper zwei Strömungskanäle für zwei Rückschlagventile angeordnet. Die dafür verwendeten Rückschlagventile, in der Fachwelt auch als„Lee-Ventil" bekannt, sind jedoch vergleichsweise teuer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, für das Dämpfventil einen von der Durchströmungsrichtung des Dämpfmediums abhängigen Voröffnungsquerschnitt bereitzustellen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Ventilstange eine weitere Ventilscheibe trägt, die mit einer zweiten Ventilsitzfläche zusammenwirkt, wobei die erste Ventilscheibe mit der ersten Ventilsitzfläche ein erstes Teilventil mit einem ersten permanent offenen Voröffnungsquerschnitt und die zweite Ventilscheibe mit der zweiten Ventilsitzfläche ein zweites Teilventil mit einem zweiten Voröffnungsquerschnitt ein Wechselventil bilden, das in Abhängigkeit der Durchströmungsrichtung ein Teilventil öffnet und das andere Teilventil schließt. Der Vorteil besteht darin, dass die verwendeten Bauteile einerseits sehr einfach sind und andererseits leicht montierbar und an eine beliebige Kennlinie anpassbar sind. Aufgrund des Wechselventil-Prinzips wird nur ein Strömungskanal für zwei wirksame Strömungsquerschnitte benötigt. Folglich kann im Vergleich zum bekannten Stand der Technik der Bauraum für einen Strömungskanal eingespart werden.

Im Hinblick auf eine einfache Montage ist die Ventilstange axial teilbar ausgeführt, so dass jeweils Ventilstangen mit einteiligem Ventilstangenkopf verwendet werden können.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch sind die Ventilstangen mittels einer Verbindungshülse miteinander verbunden. Auch diese Maßnahme dient der Vereinfachung der Ventilbauteile.

Für eine einfache Schraubmontage ist die Verbindungshülse innerhalb des Strömungskanals fixiert. Die Fixierung ist keinesfalls dauerhaft sein, sondern nur für den Montagevorgang.

Bei einer bevorzugten Ausführung sind die Ventilstangen über eine Gewindeverbindung miteinander verbunden. Folglich sollte die Verbindungshülse solange ihre Position im Gehäuse halten, bis die Gewindeverbindungen in der Verbindungshülse gegriffen haben. Danach wäre die Fixierung gänzlich überflüssig.

Alternativ können die Ventilstangen über eine Presspassung miteinander verbunden sein. Dann besteht kein Anlass über eine Gewindesicherung nachzudenken.

Optional wird die Ventilstange von einer Federanordnung in eine Ausgangsstellung zu den beiden Ventilsitzfläche positioniert. Damit kann eine Vorzugsbetriebsposition eingestellt werden.

Bei einer Alternativlösung umfasst das Dämpfventil einen Dämpfventilkörper mit mindestens einem Strömungskanal für Dämpf medium, wobei eine Ventilscheibe den Dämpf med iumstrom für eine Durchströmungsrichtung drosselt. Dabei ist die Ventil- Scheibe Bestandteil einer Rückschlagventilanordnung mit einem Rückschlagventil, wobei die Rückschlagventilanordnung für eine zweite Durchströmungsrichtung mindestens eine weitere Ventilscheibe aufweist, wobei mindestens eine der Ventilscheiben einen Voröffnungsquerschnitt bestimmt und das Rückschlagventil den beiden Strömungswegen an den Ventilscheiben hydraulisch parallel geschaltet ist.

Auch bei dieser Lösung wird das Prinzip eines Wechselventils verwendet, für das nur ein einziger Strömungskanal benötigt wird.

In weiterer Ausgestaltung weist die Rückschlagventilanordnung ein teilbares Gehäuse auf, in dem ein Rückschlagventilkörper wechselweise zwei Strömungswege zu den beiden Ventilscheiben ansteuert. Die Anforderungen an das Rückschlagventil sind vergleichsweise gering und wegen des geteilten Gehäuses können z. B. einfache sintertechnisch herstellbare Bauteile verwendet werden.

Im Hinblick auf eine einfache Montage der Rückschlagventilanordnung im Strömungskanal weist das Gehäuse einen Führungsabsatz für mindestens eine Ventilscheibe auf.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch weist der Strömungskanal einen radialen Absatz als eine Ventilsitzfläche für eine Ventilscheibe auf. Die Ventilsitzfläche dient auch als eine axiale Stützfläche für die Rückschlagventilanordnung innerhalb des Strömungskanals.

Bevorzugt wird das Gehäuse über die Ventilscheiben im Strömungskanal zentriert wird. Damit steht ein Strömungsquerschnitt radial außerhalb des Gehäuses zur Verfügung.

Optional kann mindestens einer Ventilscheibe eine Stützscheibe beigeordnet sein. Die Stützscheibe stabilisiert die Ventilscheibe, so dass in der Ventilscheibe sehr kleine Voröffnungsquerschnitte realisierbar sind. Optional kann sich die Stützscheibe am Gehäuse zentrieren. Dafür kann das Gehäuse einen Konusabschnitt aufweisen, der eine Dichtkante zwischen der Stützscheibe und dem Gehäuse bildet, sodass Undefinierte Leckagen minimiert sind.

Als weitere Maßnahme zur optimale axialen Fixierung der Rückschlagventilanordnung weist die Stützscheibe einen größeren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser der Ventilsitzfläche. Für die axiale Fixierung übernimmt die Ventilscheibe praktisch keinen Kraftanteil, so dass die Ventilscheibe sehr dünn dimensioniert sein kann.

Um insgesamt einen großen Anströmungs- und Abströmungsquerschnitt nutzen zu können, ist die Rückschlagventilanordnung mittels eines Schraubrings im Strömungskanal fixiert.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 Schnittdarstellung durch das Dämpfventil

Fig. 2 Draufsicht mit Höhenschnitt durch Einzelventile

Fig. 3 Detaildarstellung zur Fig. 1

Fig. 4 Mehrteilige Ventilstange als Einzelteil

Fig. 5 Dämpfventil mit einem Wechselventil

Fig. 6 Weitere Schaltstellung zur Fig. 5

Die Fig. 1 zeigt ein Dämpfventil 1 innerhalb eines Schwingungsdämpfers 3 in der Bauform eines Kolbenventils an einer Kolbenstange 5, die nur gestrichelt dargestellt ist, da die dargestellte Schnittebene radial außerhalb der Kolbenstange 5 verläuft. Das Dämpfventil 1 umfasst einen Dämpfventilkörper 7 im weiteren Kolben genannt, mit mindestens einem Strömungskanal 9; 1 1 für ein Dämpfmedium in einem kolben- stangenseitigen und einem kolbenstangenfernen Arbeitsraum 13; 15 innerhalb eines Zylinders 17. Der Kolben 7 kann sich zusammen mit der Kolbenstange 5 axial innerhalb des Zylinders 17 verschieben. In diesem Ausführungsbeispiel ist für beide Strö- mungsrichtungen zwischen den beiden Arbeitsräumen 13; 15 jeweils ein Strömungskanal 9; 11 ausgeführt, wie in der Zusammenschau mit der Fig. 2 erkennbar ist.

Grundsätzlich können natürlich auch mehrere Strömungskanäle 9; 11 pro Strömungsrichtung vorgesehen werden.

In jedem Strömungskanal 9; 11 ist eine Ventilstange 19; 21 angeordnet, die mit einer Ventilscheibe 23; 25 und einer Ventilsitzfläche 27; 29 zusammenwirkt und damit ein Hauptdämpfventil 31 ; 33 innerhalb des Dämpfventils 1 für eine Durchströmungsrichtung bildet.

Bei einer Anströmung des Dämpfmediums ausgehend von einem Arbeitsraum 13; 15 fließt das Dämpfmedium über das offene Ende des Strömungskanals 9; 11 in Richtung der Ventilscheibe 23; 25. Der innerhalb des Strömungskanals 9; 11 wirksame Druck übt eine Abhubkraft auf die Ventilscheibe 23; 25 aus, die über einen Kopf 35; 37 der Ventilstange 19; 21 auf diese übertragen wird. Die Ventilscheibe 23; 25 kann von der Ventilsitzfläche 27; 29 abheben. Dabei führt die Ventilstange 19; 21 eine Verschiebebewegung aus. Eine Schließfeder 39; 41 übt auf die Ventilstange 19; 21 eine Zugkraft aus, die der Abhubkraft des Betriebsdrucks im Strömungskanal 9; 11 entgegenwirkt.

Neben den beiden Hauptdämpfventilen 31 ; 33, die beide einen konstruktiv identischen Aufbau aufweisen, aber im Detail, z. B. den Federparametern abweichen können, verfügt das Dämpfventil 1 über ein Voröffnungsventil 43. Das Voröffnungsventil 43 umfasst ebenfalls eine Ventilstange 45, die an einem ersten Ende eine erste Ventilscheibe 47 für eine erste Ventilsitzfläche 49 und am anderen Ende eine weitere Ventilscheibe 51 trägt, die mit einer zweiten Ventilsitzfläche 53 zusammenwirkt. Die Ventilsitzflächen 27 und 53 bzw. 29; 49 können identisch sein, müssen es aber nicht. Der Abstand zwischen der ersten und der weiteren Ventilscheibe 47; 51 ist größer als der Abstand der ersten und der zweiten Ventilsitzfläche 49; 53. Folglich kann sich die Ventilstange mit den beiden Ventilscheibe in Grenzen axial relativ zum Dämpfventilkörper verschieben, da ein Anfangsspalt 55 vorliegt. Die erste Ventilscheibe 47 bildet mit der ersten Ventilsitzfläche 49 dabei ein erstes Teilventil 57 mit einem ersten permanent offenen Voröffnungsquerschnitt 59 und die zweite Ventilscheibe 51 mit der zweiten Ventilsitzfläche 53 bildet ein zweites Teilventil 61 mit einem zweiten Voröffnungsquerschnitt 63 (s.Fig. 3). Mit der Verschiebebewegung der Ventilstange 45 stellen die beiden Teilventile 57; 61 ein Wechselventil dar, das in Abhängigkeit der Durchströmungsrichtung mindestens eines dritten Strömungskanals 65 ein Teilventil 57; 61 öffnet und das andere Teilventil 57; 61 schließt. Die beiden Voröffnungsquerschnitte 59; 63 sind unterschiedlich groß und können durch eine Aussparung in der Ventilscheibe 47; 51 oder durch eine Aussparung in der Ventilsitzfläche 49; 53 erzeugt werden. Der Abstand zwischen den Ventilscheiben 47; 51 ist so groß, dass Dämpfmedium aus einem der Arbeitsräume 13; 15 durch den Voröffnungsquerschnitt der jeweils anliegenden Ventilscheibe 47; 53 in den in den angrenzenden Arbeitsraum ausströmen kann. Dabei wird der Drosselwiderstand von der auf der Ventilsitzfläche aufsitzenden Ventilscheibe bestimmt. Folglich liegen zwei richtungsabhängige Voröffnungsquerschnitte 59; 63 vor, die sich nicht gegenseitig beeinflussen. Die Druckverhältnisse an den Ventilscheiben 47; 51 bewirken die für die Ventilstange 45 notwendigen Verschiebekräfte. In Einströmungsrichtung in den Strömungskanal 65 sorgt eine Druckkraft für eine Schließbewegung der Ventilscheibe und damit für das Wirksamwerden des Voröffnungsquerschnitts. An der Austrittsseite des Dämpfmediums wirkt auf die andere Ventilscheibe ebenfalls eine Druckkraft in Richtung des anderen Arbeitsraums, der für die Ventilstange jedoch eine zusätzliche Zugkraft darstellt.

Die Ventilstange 45 ist axial teilbar ausgeführt. Dazu sind zwei einzelne Ventilstange 67 mittels einer Verbindungshülse 69 miteinander verbunden. Für den Montagevorgang ist die Verbindungshülse 69 innerhalb des Strömungskanals fixiert, z. B. durch einen Klebepunkt oder durch eine Verdrehsicherung der Verbindungshülse 69 innerhalb des Strömungskanals 65. Eine Verdrehsicherung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Einzelventilstangen 67 über eine Gewindeverbindung 71 miteinander verbunden sind.

Grundsätzlich öffnen die beiden Hauptdämpfventile 31 ; 33 erst dann, wenn der Druck an den Voröffnungsquerschnitten 59; 63 ein definiertes Niveau erreicht hat und der Volumenstrom des verdrängten Dämpfmediums für die Voröffnungsquerschnitte 59; 63 zu groß ist.

In der Ausführung nach Figur 3 wird die Ventilstange 45 von einer Federanordnung 73 in eine Ausgangsstellung zu den beiden Ventilsitzflächen 49; 53 positioniert. Dazu wird z. B. eine Scheibenfeder 73 zwischen dem Kopf 35; 37 der Ventilstange 45 und einer der Ventilscheiben 47; 51 eingelegt. In dem vorliegenden Beispiel wird noch eine Stützscheibe 75 verwendet. Die Scheibenfeder 73 spannt die Ventilstange 45 in eine Ausgangsstellung vor. Die axiale Beweglichkeit der Ventilstange 45 ist jedoch weiterhin gegeben. Vielmehr wird durch die Federanordnung nur eine definierte Ausgangsstellung vorgegeben.

Mit der Fig. 4 soll beispielhaft erklärt werden, wie die Ventilstangen 19; 21 ; 45 über eine Presspassung miteinander verbunden sein können. Dazu verfügt die eine Einzelventilstange 67 über eine Aufnahmeöffnung 77 und die andere Ventilstange über einen Bolzenabschnitt 79. Der Bolzenabschnitt 79 und die Aufnahmeöffnungen 77 bilden die Presspassung. In diesem konkreten Beispiel wird zusätzlich eine Gewindeverbindung 71 zwischen den beiden Einzelventilstangen 71 genutzt, um die Presspassung zu schließen. Andererseits sorgt die Presspassung im Zusammenwirken mit der Gewindeverbindung für eine Sicherungsfunktion gegen ein ungewolltes Lösen der Gewindeverbindung 71 .

Die Fig. 5 zeigt ebenfalls einen Ausschnitt des Dämpfventils 1 mit einem Wechselventil zur Steuerung von zwei Voröffnungsquerschnitten 59; 63. Das Grundprinzip des Dämpfventils 1 entspricht den Ausführungen nach den Figuren 1 und 2. Abweichend sind die Ventilscheiben 47; 51 Bestandteil einer Rückschlagventilanordnung 81 mit einem Rückschlagventil 83, das zwei Strömungswegen an den Ventilscheiben 47; 51 in Verbindung mit dem Strömungskanal 65 hydraulisch parallel geschaltet ist.

Die Rückschlagventilanordnung 81 weist ein teilbares Gehäuse 85 auf, in dem ein Rückschlagventilkörper 87 wechselweise zwei Strömungswege zu den beiden Ventilscheiben 47; 51 ansteuert. Beispielhaft ist der Rückschlagventilkörper 87 als eine Kugel ausgeführt, die zwischen zwei kegeligen Ventilsitzflächen 89; 91 bewegbar ist. Auch hier ist der Abstand der Ventilsitzflächen 89; 91 größer als der Durchmesser des Rückschlagventilkörpers 87.

In dem Gehäuse 85 sind zwei sich schneidende Verbindungskanäle 93; 95 ausgeführt, wobei die Ventilsitzflächen 89; 91 in dem Schnittpunkt der Verbindungskanäle 93; 95 liegen. Ein Verbindungskanal 93 verläuft in Achsrichtung des Strömungskanals 65. Das Gehäuse 85 ist zweischalig aufgebaut, wobei eine Teilungsfuge durch einen der Verbindungskanäle 93; 95 verläuft. Dadurch kann das Gehäuse 85 sehr einfach in einem Urformverfahren hergestellt werden. Bei einer Teilungsfuge innerhalb eines Verbindungskanals 93; 95 und einer symmetrischen Ausgestaltung kann das Gehäuse 85 aus zwei identischen Bauteilhälften bestehen.

Das Gehäuse 85 weist einen Führungsabsatz 97; 99 für mindestens eine Ventilscheibe 47; 51 aufweist. Bedingt durch die symmetrische Ausgestaltung des Gehäuses liegen zwei Führungsabsätze 97; 99 für die beiden Ventilscheiben 47; 51 vor. Der Strömungskanal 65 im Dämpfventilkörper 7 weist einen radialen Absatz 101 als eine Ventilsitzfläche für eine Ventilscheibe 47 auf. Die Ventilsitzfläche dient als eine Abstützfläche des Gehäuses 85 innerhalb des Strömungskanals 65. Die Ventilscheiben 47; 51 weisen einen Außendurchmesser auf, der nur geringfügig kleiner der Durchmesser des Strömungskanals 65, sodass das Gehäuse 85 über die Ventilscheiben 47; 51 im Strömungskanal 65 zentriert wird.

Mindestens einer Ventilscheibe 47; 51 ist eine Stützscheibe 75 beigeordnet, so dass die Spannkraft zur axialen Fixierung des Gehäuses 85 nicht von der Elastizität der Ventilscheibe 47; 51 abhängig ist, wobei sich die Stützscheibe 75 radial innen am Gehäuse 85 zentriert. Deshalb weist die Stützscheibe 75 einen größeren Außendurchmesser auf als der Innendurchmesser der Ventilsitzfläche bzw. des Absatzes 101 . Zur axialen Fixierung der Rückschlagventilanordnung 81 dient ein Schraubring 103 im Strömungskanal 65.

Bei einer Anströmung aus Richtung des Arbeitsraums 15 wird der Rückschlagventilkörper 87 in die dargestellte Position auf die Ventilsitzfläche 89 bewegt und gehalten. Das Dämpfmedium kann über einen ersten Kanalabschnitt 105 bis zur Ventilsitzflä- che 89 des Rückschlagventils 83 einströmen und sich dann radial über den Verbindungskanal 95 in den Strömungskanal 65 verteilen. Parallel kann das Dämpfmedium aber auch durch den Voröffnungsquerschnitt 63 zwischen der Ventilscheibe 51 und dem Schraubring 103 in den Strömungskanal 65 einfließen. Der Querschnitt des ersten Kanalabschnitts 105 ist jedoch um ein Vielfaches größer als der Voröffnungsquerschnitt 63. Der weitere Strömungsweg durch einen zweiten Kanalabschnitt 107 jenseits des Rückschlagventilkörpers 87 wird durch die Sperrstellung des Rückschlagventilkörpers 87verhindert. Somit strömt das gesamte Dämpf medium außenseitig am Gehäuse 85 vorbei in Richtung des Voröffnungsquerschnitts 59, der deutlich größer dimensioniert ist als der Voröffnungsquerschnitt 63. Symbolisch soll dieser Größenunterschied durch die beidseitigen Aussparungen in der Ventilscheibe 47 dargestellt sein. Folglich wird der wirksame Voröffnungsquerschnitt von dem Voröffnungsquerschnitt 59 bestimmt.

In der gegenläufigen Strömungsrichtung nach Fig. 6 sperrt der Rückschlagventilkörper 87 den ersten Kanalabschnitt 105. Das Dämpf medium gelangt über den zweiten Kanalabschnitt 107 wiederum in den Ventilsitzbereich und strömt weiter nach radial au ßen durch die Verbindungskanäle 93; 95 bis in den Strömungskanal 65. Im weiteren Strömungsweg passiert das Dämpfmedium den Voröffnungsquerschnitt 63, der aufgrund des geringeren Querschnitts im Vergleich zum zweiten Kanalabschnitt 107 den wirksamen Voröffnungsquerschnitt darstellt.

Bezuaszeichen

Dämpfventil 61 zweite Teilventil

Schwingungsdämpfer 63 zweiter Voröffnungsquerschnitt

Kolbenstange 65 dritter Strömungskanal

Dämpfventilkörper 67 Einzelventilstange

Strömungskanal 69 Verbindungshülse

Strömungskanal 71 Gewindeverbindung

kolbenstangenseitiger Arbeitsraum 73 Federanordnung

kolbenstangenferner Arbeitsraum 75 Stützscheibe

Zylinder 77 Aufnahmeöffnung

Ventilstange 79 Bolzenabschnitt

Ventilstange 81 Rückschlagventilanordnung

Ventilscheibe 83 Rückschlagventil

Ventilscheibe 85 Gehäuse

Ventilsitzfläche 87 Rückschlagventilkörper

Ventilsitzfläche 89 Ventilsitzfläche

Hauptdämpfventil 91 Ventilsitzfläche

Hauptdämpfventil 93 Verbindungskanal

Kopf der Ventilstange 95 Verbindungskanal

Kopf der Ventilstange 97 Führungsabsatz

Schließfeder 99 Führungsabsatz

Schließfeder 101 radialer Absatz

Voröffnungsventil 103 Schraubring

Ventilstange 105 erster Kanalabschnitt

Ventilscheibe 107 zweiter Kanalabschnitt erste Ventilsitzfläche

weitere Ventilscheibe

zweite Ventilsitzfläche

Anfangsspalt

erstes Teilventil

erster Voröffnungsquerschnitt