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Dokumentenidentifikation DE102005007010B3 16.02.2006
Titel Verfahren zur Einstellung der Drosselwirkung eines Ventils
Anmelder ZF FRIEDRICHSHAFEN AG, 88046 Friedrichshafen, DE
Erfinder Lutz, Dieter, Dr., 97422 Schweinfurt, DE
DE-Anmeldedatum 16.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005007010
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.02.2006
IPC-Hauptklasse F16F 9/34(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse B23K 26/00(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      
Zusammenfassung Verfahren zur Einstellung der Drosselwirkung eines Ventils, umfassend einen Ventilkörper mit mindestens einem Durchtrittskanal für ein Arbeitsmedium, wobei das Arbeitsmedium aufgrund der Ausgestaltung des Drosselkanals einer Drosselwirkung unterliegt, wobei mittels Aussnutzung der Wärmeeinwirkung eines Laserstrahls die die Drosselwirkung des Ventils bestimmende(n) Komponente(n) des Ventils dahingehend verändert wird/werden, dass Abweichungen von einer vorbestimmten Drosselwirkung minimiert werden, indem bei mindestens einer Ventilscheibe durch Wärmeeinwirkung eine Gestaltveränderung mit dem Ziel der Veränderung der Federvorspannung vorgenommen wird, wobei durch eine Laserspur in der mindestens einen Ventilscheibe eine örtliche Anschmelzung erfolgt und durch die Wärmeeinwirkung mindestens eine definierte Biegeachse eingearbeitet wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Drosselwirkung eines Ventils gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein Dämpfventil in einem Schwingungsdämpfer weist in der Regel mindestens eine Ventilscheibe auf, die in Abhängigkeit der Druckverhältnisse von einer Ventilsitzfläche abhebt und damit eine Dämpfkraft erzeugt. Eine Ventilscheibe besteht aus einem in Grenzen federnden Werkstoff und wird als Massenteil durch Stanzen hergestellt. Die Ventilscheibe verfügt zwar über eine vergleichsweise große Maßhaltigkeit. Die Ventilfunktion wird aber auch vom Einspanndurchmesser, der Lage und dem Auflagedurchmesser bestimmt. Es macht sich auch die Walzrichtung der Ventilscheibe bemerkbar. Innerhalb der Fertigung ist es nicht machbar, eine Ventilscheibe bezogen auf die Walzrichtung orientiert zu montieren.

Aus der DE 43 15 458 C2 ist ein Ventil für einen hydraulischen Teleskop-Schwingungsdämpfer bekannt, dessen konstruktiver Aufbau eine individuelle Einstellung von Ventilscheiben ermöglicht. Dazu wird der Ventilkörper separat mit einer Kolbenstange verbunden und mit Ventilscheiben versehen. Eine Einstellhülse oder ein Zapfen spannt die Ventilscheiben bis auf ein bestimmtes Maß vor, wobei durch eine entsprechende Vorrichtung die Abhubkraft der Ventilscheiben von einer Ventilsitzfläche bestimmt werden kann. Ist die vorgesehene Abhubkraft erreicht, so wird der Zapfen oder die Einstellhülse fixiert. Folglich kann man unabhängig von den Fertigungstoleranzen eine geforderte Dämpfkraft des Ventils sehr genau einstellen. Es ist jedoch ein spezieller Kolbenaufbau, insbesondere eine angepasste Kolbenbefestigung notwendig.

Die gattungsbildende DE 100 38 971 A1 beschreibt ein Verfahren zur Einstellung der Drosselwirkung eines Ventils, umfassend einen Ventilkörper mit mindestens einem Durchtrittskanal für ein Arbeitsmedium, wobei das Arbeitsmedium aufgrund der Ausgestaltung des Drosselkanals einer Drosselwirkung unterliegt, wobei mittels Ausnutzung der Wärmeeinwirkung eines Laserstrahls die die Drosselwirkung des Ventils bestimmende(n) Komponente(n) des Ventils dahingehend verändert wird/werden, dass Abweichungen von einer vorbestimmten Drosselwirkung minimiert werden, indem bei einer Ventilscheibe durch Wärmeeinwirkung eine Gefügeveränderung mit dem Ziel der Veränderung der Federvorspannung vorgenommen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die grundsätzlich Idee der Nachbearbeitung einer Ventilscheibe mittels Wärmeeinwirkung weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass durch eine Laserspur in der mindestens einen Ventilscheibe eine örtliche Anschmelzung erfolgt und durch die Wärmeeinwirkung mindestens eine definierte Biegeachse eingearbeitet wird.

Der Vorteil der mindesten einen definierten Biegeachse besteht darin, dass ein wesentlicher Parameter, der das Ventilöffnungsverhalten beeinflusst werden kann. An einer vorliegenden Ventilscheibe lassen sich geometrische Abmessungen wie Durchmesser oder Materialstärke nur sehr schwer mit einem vertretbaren Aufwand ändern. Das Einarbeiten eine Biegeachse kann vergleichsweise schnell vorgenommen werden.

Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch ist die Biegeachse als eine Sehne ausgeführt. Bei einem Dämpfventil mit gleichmäßig verteilten Anströmöffnungen auf die Ventilscheibe ergibt sich ein bevorzugter Abhubbewegungsablauf.

Man kann z. B. vorsehen, dass die Ventilscheibe im Bereich der Biegeachse eine kleinere Materialstärke aufweist.

Bei einer Ventilscheibe mit der Funktion einer Tellerfeder ist die Biegeachse gekrümmt ausgeführt, um die Federkraftkennlinie bezogen auf den Umfang gleichmäßig zu beeinflussen.

Die Biegeachse kann auch kreisförmig und zusätzlich exzentrisch zur Ventilscheibenmitte ausgeführt sein, um z. B. ein besonders weiches Ansprechverhalten des Dämpfventils zu erreichen.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

1 Schwingungsdämpfer im Längsschnitt

2 Kolbenventil aus 1 als Einzelteil

3 Ventilscheibe aus 2 als Einzelteil

4 Tellerfeder aus 2 als Einzelteil

5-7 Einzelhalten eines Ventilscheibe

Die 1 zeigt einen an sich bekannten Schwingungsdämpfer 1 in Zweirohrbauweise, bei dem eine Kolbenstange 3 mit einem Kolben 5 in einem Druckrohr 7 axial beweglich geführt ist. Der Kolben 5 trennt das Druckrohr in einen oberen Arbeitsraum 9 und einen unteren Arbeitsraum 11, wobei beide Arbeitsräume über Drosselventile 13a; 13b im Kolben verbunden sind.

Das Druckrohr 7 wird von einem Behälterrohr 15 eingehüllt, wobei die Innenwandung des Behälterrohres und die Außenwandung des Druckrohres einen Ausgleichsraum 17 bilden. Am unteren Ende des Arbeitsraums 11 ist ein Boden angeordnet, der ein Rückschlagventil 19 und ein Bodenventil 21 aufweist.

In Ausfahrrichtung der Kolbenstange wird der obere Arbeitsraum 9 verkleinert und das darin befindliche Arbeitsmedium durch das Drosselventil 13a verdrängt. Das Rückschlagventil 19 ist geöffnet, um im unteren Arbeitsraum 11 einen Unterdruck zu vermeiden.

Fährt die Kolbenstange in das Druckrohr ein, so wirkt das Drosselventile 13b und das Bodenventil 21 am Boden des Arbeitsraumes 11. Das verdrängte Kolbenstangenvolumen wird durch eine Volumenänderung im Ausgleichsraum 17 ausgeglichen.

Die 2 zeigt das Bodenventil 21 als Baugruppe. Ein Ventilkörper 23 verfügt über Drosselkanäle 25; 27, die den Arbeitsraum 11 mit dem Ausgleichsraum 17 verbinden. Der Drosselkanal 25 wird von einer Ventilscheibe 29 abgedeckt, die wiederum von einer Feder 31 vorgespannt ist und damit das Rückschlagventil 19 bilden.

Die Drosselkanäle 27 werden von mindestens einer Ventilscheibe 33 abgedeckt. Ein Niet 35 mit einer Spannhülse 37 fixiert alle Bauteile. Die Ventilscheiben 33 und deren Anordnung bestimmen die Dämpfkraft des Schwingungsdämpfers in Einfahrrichtung der Kolbenstange. So wirkt sich z. B. der Durchmesser einer Ventilsitzfläche 39 wesentlich auf das Öffnungsverhalten der Ventilscheiben 33 aus.

Die 3 zeigt die kreisringförmige elastische Ventilscheibe 29 oder 33, die auf dem Ventilkörper 23 vorgespannt ist und z. B. den Drosselkanal 25 abdeckt. In die Ventilscheibe ist mittels einem Laser, der eine Wärmeeinwirkung ausübt eine Biegeachse 41 in der Form einer Sehne eingearbeitet. Dabei verformt sich die Ventilscheibe entlang der Biegeachse 41 gemäß der 5 um den Winkel &agr; bezogen auf die Ventilscheibenebene. Durch die Variation des Abstandes zum Mittelpunkt ergeben sich verschiedene Hebelarmlängen für die Druckkraft aus dem Drosselkanal 25, 27. Die Wärmeeinwirkung kann eine Gestaltveränderung in der Ventilscheibe oder auch zu einer kleineren Materialstärke führen im Bereich der Biegeachse führen. Dieser Zusammenhang ist in der 7 dargestellt. In der Vergrößerung ist beispielhaft ein v-förmiger Einbrand 43 eines Laserstrahl dargestellt. Die Eindringtiefe sollte aus Festigkeitsgründen nicht tiefer als 0,5 × Ventilscheibenstärke betragen. Aufgrund des Erstarrungsveraltens der Schmelze im Einbrand 43 ergibt sich die Gestaltveränderung der Ventilscheibe 29; 33.

Mit der 4 soll verdeutlicht werden, dass die Biegeachse 41 bei einer Ventischeibe 31 auch gekrümmt, kreisförmig und je nach Erfordernis auch exzentrisch zur Ventilscheibenmitte ausgeführt sein kann. Je nach Durchmesser der Biegelinie ergibt sich eine Federkraftkennlinie, die sich in der Dämpfkraftkennlinie des Dämpfventils auswirkt.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Einstellung der Drosselwirkung eines Ventils, umfassend einen Ventilkörper mit mindestens einem Durchtrittskanal für ein Arbeitsmedium, wobei das Arbeitsmedium aufgrund der Ausgestaltung des Drosselkanals einer Drosselwirkung unterliegt, wobei mittels Ausnutzung der Wärmeeinwirkung eines Laserstrahls die die Drosselwirkung des Ventils bestimmende(n) Komponente(n) des Ventils dahingehend verändert wird/werden, dass Abweichungen von einer vorbestimmten Drosselwirkung minimiert werden, indem bei mindestens einer Ventilscheibe durch Wärmeeinwirkung eine Gestaltveränderung mit dem Ziel der Veränderung der Federvorspannung vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Laserspur in der mindestens einen Ventilscheibe eine örtliche Anschmelzung erfolgt und durch die Wärmeeinwirkung mindestens eine definierte Biegeachse (41) eingearbeitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeachse (41) als eine Sehne ausgeführt ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilscheibe (29; 31; 45) im Bereich der Biegeachse eine kleinere Materialstärke aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeachse (41) gekrümmt ausgeführt ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeachse kreisförmig ausgeführt ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeachse exzentrisch zur Ventilscheibenmitte ausgeführt ist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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