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Patent Searching and Data


Title:
DAMPING VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/020126
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a damping valve (12), in particular an adjustable damping valve (12), comprising a valve housing (20), a valve armature guide (37) for guiding a valve armature (38) within the damping valve (12), and a damping valve guide (22), especially for guiding the damping valve (12) within a cylinder (14); the valve housing (20) forms the valve armature guide (37) and the damping valve guide (22) and is designed as a single piece.

Inventors:
CALLIES LOTHAR (DE)
SCHAFFELHOFER TIMO (DE)
Application Number:
PCT/EP2015/065289
Publication Date:
February 11, 2016
Filing Date:
July 06, 2015
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16F9/46
Domestic Patent References:
WO1989005929A11989-06-29
Foreign References:
US5551541A1996-09-03
EP0440943A11991-08-14
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Claims:
Patentansprüche

1 . Dämpfventil (12), insbesondere ein verstellbares Dämpfventil (12), umfassend ein Ventilgehäuse (20), sowie eine Ventilankerführung (37), zur Führung eines Ventilankers (38) innerhalb des Dämpfventils (12), sowie eine Dämpfventilführung (22), insbesondere zur Führung des Dämpfventils (12) in einem Zylinder (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20) die Ventilankerführung (37) und die Dämpfventilführung (22) ausbildet und zudem einteilig ausgebildet ist.

2. Dämpfventil (12) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20) einen Innenraum (28) zur Aufnahme eines Ventilaufbaus aufweist, wobei der Innenraum (28) eine zu einem ersten Arbeitsraum (16) hin weisende erste Öffnung (30) aufweist.

3. Dämpfventil (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20) zumindest eine zweite Öffnung (36) aufweist, die einen Durch- fluss von Dämpfmedium von dem ersten Arbeitsraum (1 6) in einen zweiten Arbeitsraum (18) sowie umgekehrt ermöglicht.

4. Dämpfventil (12) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilaufbau und die zweite Öffnung (36) für einen Durchfluss des Dämpfmediums durch das Dämpfventil (12) zusammenwirken.

5. Dämpfventil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20) einen Aufnahmeabschnitt (44) zur Aufnahme einer Spule (40) für den Ventilanker (38) aufweist.

6. Dämpfventil (12) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse einen Leiterführungsabschnitt (49) zur Anordnung, insbesondere zur Führung von Leitungen (51 ) der Spule (40) aufweist.

7. Dämpfventil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20), insbesondere die Ventilankerführung (37), einen Magnetfeldabweiser (42) aufweist.

8. Dämpfventil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20) über ein Führungselement (26), insbesondere gegenüber dem Zylinder (14), geführt ist.

9. Dämpfventil (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (20) eine Dichtung (24) aufweist, die an der Dämpfventilführung (22) ausgebildet ist und den ersten Arbeitsraum (1 6) und den zweiten Arbeitsraum (18) an der Dämpfventilführung (22) voneinander abdichtet.

10. Schwingungsdämpfer (10), der ein Dämpfventil (12) gemäß einem der vorigen Ansprüche aufweist.

Description:
Dämpfventil

Die Erfindung betrifft ein Dämpfventil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , sowie einen Schwingungsdämpfer mit einem derartigen Dämpfventil.

Ein gattungsgemäßes Dämpfventil für einen Schwingungsdämpfer ist in der DE 10 2009 059 808 A1 dargestellt. Dabei ist ein verstellbares Dämpfventil mit einem Kolben, zur Führung des Dämpfventils in einem Zylinder, und mit einer Spulen-Anker- Anordnung, zur Beeinflussung einer Dämpfkraft eines Ventilaufbaus, gezeigt. Der Anker ist hierbei an einem Bauteil mit einer Ankerführung angeordnet, welches wiederum über weitere Bauteile an einem Ventilgehäuse festgelegt ist. Der Kolben ist dabei ebenso über mehrere Bauteile, insbesondere den Ventilaufbau, an dem Ventilgehäuse angeordnet. Aufgrund der vielen Befestigungspunkte der einzelnen Bauteile aneinander, sind hierdurch bei der Herstellung sowie bei der Montage des Dämpfventils zahlreiche Arbeitsschritte erforderlich.

Es ist daher Aufgabe ein kostengünstiges Dämpfventil mit verringertem Herstellungsund Montageaufwand bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des vollständigen Patentanspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen der Erfindung beschrieben.

Dabei weist ein Dämpfventil ein Ventilgehäuse auf. Dieses Ventilgehäuse ist einteilig ausgebildet und umfasst eine Dämpfventilführung sowie eine Ankerführung. Hierdurch übernimmt das Ventilgehäuse eine Vielzahl an Funktionen, wobei die Herstellung kostensparend sowie die Montage zeitsparend erfolgen.

Dabei dient die Dämpfventilführung insbesondere der Führung des Dämpfventils an einer Innenwandung eines Zylinders. Mit anderen Worten bildet das Ventilgehäuse den Kolben des Dämpfventils aus oder der Kolben ist in Form der Dämpfventilführung in das Ventilgehäuse integriert. Die Dämpfventilführung ist an dem Ventilgehäuse insbesondere als ein Abschnitt bzw. Dämpfventilführungsabschnitt ausgebildet. Die Dämpfventilführung und insbesondere der Dämpfventilführungsabschnitt sind weiterhin vorzugsweise räumlich gegenüber bzw. auf der entgegengesetzten Seite einer Anbindung des Dämpfventils, insbesondere des Ventilgehäuses, an eine Kolbenstange angeordnet. Zudem bildet das Ventilgehäuse die Ankerführung aus, welche den Ventilanker eines Ventilaufbaus führt. Der Ventilaufbau ist dabei an oder in dem Dämpfventil angeordnet. Dieser Ventilanker kann mithilfe eines veränderlichen Magnetfeldes einer Spule an der Ventilankerführung entlangbewegt werden und hierdurch die Dämpfkraft des Ventilaufbaus und somit des Dämpfventils beeinflussen.

Durch die einteilige Ausführung des Ventilgehäuses entfallen daher im Vergleich mit einer konventionellen mehrteiligen Ausführungsvariante eine Vielzahl an Bearbeitungsschritten der einzelnen Bauteile sowie die entsprechenden Montageschritte. Zudem verringert sich die Gesamtzahl an Bauteilen, wodurch weiter Herstellungskosten gespart werden können. Weiterhin kann der Ventilaufbau, der im Wesentlichen die Dämpffunktion des Dämpfventils übernimmt, vormontiert und anschließend in das Ventilgehäuse eingesetzt und an diesem befestigt werden.

Das Ventilgehäuse kann hierbei derart ausgebildet sein, dass zur vollständigen Montage des Dämpfventils lediglich eine Spule sowie ein vormontierter Ventilaufbau in das Ventilgehäuse einzusetzen und zu befestigen und zudem eine Kolbenstange an dem Dämpfventil zu befestigen ist.

Das Dämpfventil weist vorzugsweise eine Dämpfanordnung in Form einer Druckdämpfung sowie einer Zugdämpfung auf. Dabei ist es weiterhin möglich, dass das Dämpfventil eine mehrstufige Kennlinie bzw. eine Kennlinie mit mehreren Abschnitten verschiedener Dämpfkraft bzw. Dämpfkraftverläufen darstellt. Das Dämpfventil kann unter anderem für einen Einrohrschwingungsdämpfer sowie für einen Zweirohr- schwingungsdämpfer verwendet werden.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante weist das Ventilgehäuse einen Innenraum zur Aufnahme eines Ventilaufbaus auf, wobei der Innenraum eine zu einem ersten Arbeitsraum hin weisende erste Öffnung aufweist. Diese erste Öffnung ist dabei vor- zugsweise derart ausgebildet, dass der Ventilaufbau durch die erste Öffnung in den Innenraum des Ventilgehäuses eingesetzt werden kann. Der Innenraum und der Ventilaufbau passen dabei günstigerweise derart zueinander, dass diese nach dem einsetzten des Ventilaufbaus eindeutig zueinander ausgerichtet sind. Dabei kann es sein, dass der Ventilaufbau an einer definierten Stelle an dem Ventilgehäuse angeordnet ist oder zusätzlich dazu auch eine definierte rotatorische Ausrichtung zu dem Ventilgehäuse aufweist. Der Ventilaufbau wird nach oder während dem Einsetzen in den Innenraum an dem Ventilgehäuse befestigt, beispielsweise durch Verstemmung oder Verschraubung.

In einer weiteren Ausgestaltungsform weist das Ventilgehäuse zumindest eine zweite Öffnung auf, die einen Durchfluss von Dämpfmedium von dem ersten Arbeitsraum in einen zweiten Arbeitsraum sowie umgekehrt ermöglicht. Hierbei trennt das Ventilgehäuse grundsätzlich den ersten Arbeitsraum von dem zweiten Arbeitsraum ab. Um einen Durchfluss durch das Dämpfventil zu ermöglichen stellt die zweite Öffnung des Ventilgehäuses eine Wirkverbindung oder Verbindung zwischen den beiden Arbeitsräumen her. Die Öffnung kann hierbei als Bohrung ausgeführt sein. Zudem ist die Öffnung vorzugsweise räumlich nahe an der Dämpfventilführung oder an dem

Dämpfventilführungsabschnitt angeordnet.

Günstigerweise wirken der Ventilaufbau und die zweite Öffnung für einen Durchfluss des Dämpfmediums durch das Dämpfventil zusammen. Das Dämpfmedium wird hierbei zunächst von einem ersten Arbeitsraum durch den Ventilaufbau und anschließend durch die zweite Öffnung in den zweiten Arbeitsraum geleitet. Selbiges ist auch in umgekehrter Richtung möglich. Der erste Arbeitsraum und der zweite Arbeitsraum sind dabei über die Anordnung Ventilaufbau-zweite Öffnung miteinander wirkverbunden.

Bevorzugt weist das Ventilgehäuse einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme einer Spule für den Ventilanker auf. Die Spule kann unter anderem an dem Ventilgehäuse angeordnet, beispielsweise formschlüssig, oder an dem Aufnahmeabschnitt befestigt sein, beispielsweise kraftschlüssig. Die Spule kann hierbei ein Magnetfeld erzeugen, welches den Ventilanker beeinflusst, insbesondere kraftbeaufschlagt und der Ventilankerführung entlang bewegt, wobei der Ventilanker wiederum eine Dämpffunktion des Ventilaufbaus beeinflusst. Vorzugsweise umgreifen der Aufnahmeabschnitt und gegebenenfalls auch eine an dem Aufnahmeabschnitt angeordnete Spule die Ventilankerführung des Ventilgehäuses. Der Aufnahmeabschnitt umgreift die Ventilankerführung dabei vorzugsweise radial außen. Weiterhin können sich der Aufnahmeabschnitt, die Spule und die Ventilankerführung zumindest teilweise überlappen, insbesondere in axialer Richtung überlappen. Der Aufnahmeabschnitt ist günstigerweise gegenüber den mit Druckmedium gefüllten Räumen abgedichtet.

Es wird zudem vorgeschlagen, dass das Ventilgehäuse einen Leiterführungsabschnitt zur Anordnung, insbesondere zur Führung, von Leitungen der Spule aufweist. Hierdurch wird eine sichere und ordentliche Verlegung und Anordnung der Leitungen in dem Ventilgehäuse ermöglicht. Die Leitungen können dabei insbesondere in Nuten des Ventilgehäuses angeordnet sein.

In einer Weiterbildung weist das Ventilgehäuse, insbesondere die Ventilankerführung, einen Magnetfeldabweiser auf. Der Magnetfeldabweiser leitet hierbei ein Magnetfeld, welches von einer Spule erzeugt wird, von dem Ventilgehäuse in den Ventilanker um. Hierdurch kann der Einfluss und damit auch die Kraft durch das Magnetfeld der Spule auf den Ventilanker wesentlich erhöht werden. Der Magnetfeldabweiser ist hierbei vorzugsweise in das Ventilgehäuse eingebracht bzw. in dieses integriert.

Mit besonderem Vorteil ist das Ventilgehäuse über ein Führungselement, gegenüber dem Zylinder geführt. Hierbei kann als Führungselement beispielsweise ein Folienband verwendet werden, welches in einer entsprechenden Nut an dem Dämpfventil- führungsabschnitt angeordnet ist.

Zudem wird vorgeschlagen an dem Ventilgehäuse eine Dichtung auszubilden, die an der Dämpfventilführung ausgebildet ist und den ersten Arbeitsraum und den zweiten Arbeitsraum an der Dämpfventilführung voneinander abdichtet. Diese Dichtung ermöglicht eine sichere Abdichtung der beiden Arbeitsräume, wodurch das Dämpfmedium sicher durch den Ventilaufbau geleitet wird. Hierbei kann unter anderem eine Dichtlippe oder auch ein Dichtring mit einem Spannring verwendet werden. Der Dichtring ist dabei vorzugsweise in Kombination mit einem Folienband zu verwenden. Es wird außerdem ein Schwingungsdämpfer vorgeschlagen, der ein Dämpfventil gemäß zumindest einer der vorigen Ausführungen oder gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.

Der erfindungsgemäße Schwingungsdämpfer und das zugehörige Dämpfventil werden im Folgenden anhand der beigefügten Figur beispielhaft erläutert. Der dargestellte Schwingungsdämpfer ist dabei lediglich eine schematische Darstellung.

In der Fig. 1 sind die Richtungen oben und unten eingezeichnet, die im Folgenden zur Erläuterung verwendet werden. Dabei ist ein Schwingungsdämpfer 10 mit einem Dämpfventil 12 dargestellt. Das Dämpfventil 12 ist dabei innerhalb eines Zylinders 14 angeordnet und teilt diesen in einen unteren Arbeitsraum 16 und in einen oberen Arbeitsraum 18 auf. Die beiden Arbeitsräume 1 6, 18 werden hierbei über ein einteiliges Ventilgehäuse 20 voneinander getrennt, wobei dieses eine Dämpfventilführung 22 in Form eines Dämpfventilführungsabschnitt 22 aufweist, der das Dämpfventil 12 an der Innenwandung des Zylinder 14 führt und an dem zudem eine Dichtung 24 zwischen dem Dämpfventil 12 und dem Zylinder 14 angeordnet. Die Dichtung 24 ist dabei durch einen radial innenliegenden Spannring und einen radial außenliegenden Dichtring ausgebildet, die an einer entsprechenden Nut angeordnet sind. Dadurch wird eine Leckage von Dämpfmedium zwischen Dämpfventilführungsabschnitt 22 und Innenwandung des Zylinders 14 von dem einem Arbeitsraum zu dem anderen Arbeitsraum verhindert. Zudem weist der Dämpfventilführungsabschnitt 22 ein Führungselement 26 auf, hier als Folienband 26 ausgebildet, wodurch das Dämpfventil 12 in dem Zylinder 14 sicher geführt wird.

Man erkennt, dass das Ventilgehäuse 20 über die komplette axiale Länge des Dämpfventils 12 ausgebildet ist. Das Ventilgehäuse 20 übernimmt hierbei eine Vielzahl an Funktionen, wie die bereits erläuterte Abdichtung der Arbeitsräume 16, 18 voneinander, sowie die Führung des Dämpfventils 12 gegenüber dem Zylinder 14. Zudem weist das Ventilgehäuse 20 einen Innenraum 28 auf. In diesem Innenraum 28 ist ein Ventilaufbau angeordnet, der jedoch nicht dargestellt ist, da die genaue Funktionsweise des Ventilaufbaus hierbei nicht erheblich ist. Der Ventilaufbau kann hier- bei eine vormontierte Baugruppe darstellen, die über eine erste Öffnung 30 in den Innenraum 28 eingesetzt oder eingeschoben wird. Zur Befestigung des Ventilaufbaus in dem Innenraum 28 des Ventilgehäuses kann dieser unter anderem über eine Lasche 32 verstemmt oder über ein Gewinde 34 verschraubt werden.

Ein Dämpfmedium würde bei einer Bewegung des Dämpfventils 12 in dem Zylinder 14 nach unten zunächst von dem unteren Arbeitsraum 1 6 durch den nicht dargestellten Ventilaufbau und anschließend durch zweite Öffnungen 36 in den oberen Arbeitsraum 18 strömen. Bei einer Bewegung des Dämpfventils 12 in dem Zylinder nach oben würde sich die Flussrichtung entsprechend umkehren, wobei der Durchfluss des Dämpfmediums durch den Ventilaufbau durchaus ein anderer sein kann. Diese zweiten Öffnungen 36 in dem einteiligen Ventilgehäuse 20 können unter anderem als Bohrungen 36 ausgeführt sein und dienen zusammen mit dem Ventilaufbau der Wirkverbindung der beiden Arbeitsräume 1 6, 18. Man erkennt, dass die zweiten Öffnungen 36 räumlich nahe an dem Dämpfventilführungsabschnitt 22 angeordnet sind.

Das einteilige Ventilgehäuse 20 bildet weiterhin eine Ventilankerführung 37 für einen Ventilanker 38 des Ventilaufbaus aus. Der Ventilanker 38 ist hierbei lediglich schematisch dargestellt und kann zur Verstellung der Dämpfkraft des Ventilaufbaus gegenüber der Ventilankerführung 37 nach oben und nach unten verschoben werden. Die Ventilankerführung 37 ist hierbei im Wesentlichen durch eine Ventilankerfüh- rungsfläche 39 ausgebildet. Eine Kraftbeaufschlagung des Ventilankers 38, die zu einer Bewegung führt, kann hierbei durch ein Magnetfeld einer Spule 40 erreicht werden. Um die Kraft auf den Ventilanker 38 zu erhöhen ist zudem in das Ventilgehäuse 20 ein Magnetfeldabweiser 42 eingearbeitet, der die entsprechenden Magnetfeldlinien in den Ventilanker 38 ablenkt. Der Magnetfeldabweiser 42 ist hierbei an der Ventilankerführung 37 angeordnet, insbesondere in einem oberen Bereich der Ventilankerführung 37. Der Magnetfeldabweiser 42 kann unter anderem aus Kunststoff oder Edelstahl ausgebildet sein.

Das Ventilgehäuse 20 weist weiterhin einen Aufnahmeabschnitt 44 für die Spule 40 auf. Die Spule 40 ist hierbei in einem Spulengehäuse angeordnet bzw. in einem Spulengehäuse gewickelt, welches wiederum in dem Aufnahmeabschnitt 44 angeordnet ist. Der Aufnahmeabschnitt 44 ist hier radial außerhalb der Ventilankerführung 37 angeordnet und überlappt diesen teilweise in axialer Richtung. Da sich der Ventilanker 38 an der Ventilankerführung 37 entlang bewegt wird auch der Ventilanker 38 in axialer Richtung teilweise von dem Aufnahmeabschnitt 44 überlappt. Die Überlappung kann sich je nach Anregung des Ventilankers 38 durch das Magnetfeld der Spule 40 verändern. Die Spule 40 wird hier formschlüssig durch das Ventilgehäuse 20 und einen Ring 46 an dem Aufnahmeabschnitt 44 angeordnet und festgelegt. Die Spule 40 kann grundsätzlich auch auf eine andere Art und Weise an dem Ventilgehäuse 20 befestigt sein, beispielsweise kraftschlüssig.

Da die Spule 40 an dem Aufnahmeabschnitt 44 angeordnet ist sind die Ausführungen zur Anordnung des Aufnahmeabschnitts 44 an dem Ventilgehäuse auch auf die Spule 40übertragbar. Der Aufnahmeabschnitt 44 wird radial innen durch eine Wandung 45 begrenzt, die unter anderem die Ventilankerführung 37 ausbildet. Der Magnetfeldabweiser 42 ist unter anderem an dieser Wandung 45 angeordnet. Die Wandung 45 schließt dabei oben mit einem Boden 47 ab. Das Ventilgehäuse 20 und insbesondere die Wandung 45 und der Boden 47 sind derart ausgebildet, dass von Seiten des Innenraums 28 kein Dämpfmedium in den Aufnahmeabschnitt 44 eindringen kann.

Die Leitungen 52 der Spule 40 werden hierbei nach oben durch eine hohle Kolbenstange 48 hindurch geführt. Dabei ist in dem Ventilgehäuse ein Leiterführungsabschnitt 49, insbesondere eine Nut 49, eingearbeitet, der eine sichere Anordnung der Leitungen 52 an dem Boden 47 ermöglicht.

Das Ventilgehäuse 20 ist weiterhin über ein Gewinde mit dem Ring 46 verbunden, welcher wiederum mit einer Scheibe 51 verschweißt ist, die wiederum mit der Kolbenstange 48 verschweißt ist. Die Scheibe 51 dient hierbei unter anderem als Joch um das Magnetfeld der Spule 40 zu verstärken.

Der Ring 46 ist hierbei mit einem Dichtring 50 gegenüber dem Ventilgehäuse 20 abgedichtet, damit kein Dämpfmedium in den Aufnahmeabschnitt 44 eindringen kann. Die Kolbenstange 48 kann grundsätzlich auch auf eine andere Art und Weise an dem Ventilgehäuse 20 angeordnet sein, beispielsweise verstemmt oder verschweißt sein.

Man erkennt, dass das Ventilgehäuse 20 im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

Um einen Einschluss von Gas in dem Dämpfventil zu vermeiden, insbesondere in einem oberen Bereich des Innenraums 28 an der Ventilankerführung 37, kann der Ventilanker 38 und / oder auch der Ventilaufbau nach oben hin abgedichtet sein. Der Ventilaufbau ist dabei im Wesentlichen nach oben hin von dem mit Druckmedium gefüllten Raum abgetrennt oder isoliert. Zudem kann das Ventilgehäuse 20 entsprechende Mittel aufweisen um den Innenraum 28 oder auch den Ventilaufbau zu entlüften.

Das Ventilgehäuse ist hierbei relativ einfach ausgebildet, insbesondere ohne Rück- sprünge im inneren Bereich, sodass grundsätzlich eine Herstellung mithilfe eines Sinterverfahrens möglich ist.

Bezuqszeichen

Schwingungsdämpfer

Dämpfventil

Zylinder

Arbeitsraum

Ventilgehäuse

Dämpfventilführung, Dämpfventilführungsabschnitt

Dichtung

Führungselement, Folienband

Innenraum

Öffnung, erste

Lasche

Gewinde

Öffnung, zweite

Ventilankerführung

Ventilanker

Ventilankerführungsfläche

Spule

Magnetfeldabweiser

Aufnahmeabschnitt

Wandung

Ring

Boden

Kolbenstange

Leiterführungsabschnitt, Nut

Dichtring

Scheibe

Leitung