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Dokumentenidentifikation DE102006031179B3 13.12.2007
Titel Stoßdämpferventil
Anmelder ThyssenKrupp Bilstein Suspension GmbH, 58256 Ennepetal, DE
Erfinder Krefeld, Andreas, 40227 Düsseldorf, DE
Vertreter Cichy, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 58332 Schwelm
DE-Anmeldedatum 06.07.2006
DE-Aktenzeichen 102006031179
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse F16F 9/34(2006.01)A, F, I, 20060706, B, H, DE
Zusammenfassung Ventil für einen Stoßdämpfer, insbesondere Bodenventil für einen Zweirohrstoßdämpfer, zumindest beinhaltend einen etwa zylindrisch ausgebildeten mit Durchgangsöffnungen versehenen Ventilkörper, der zumindest im Bereich einer seiner Stirnflächen mindestens eine, mit mindestens einer Ventilrückschlagscheibe zusammenwirkenden umlaufenden, Steuerkante aufweist, die mit einem der Ventilrückschlagscheibe zugewandten Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff versehen ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Ventil für einen Stoßdämpfer, insbesondere ein Bodenventil für einen Zweirohrstoßdämpfer.

Der DE 41 08 026 A ist ein Zweirohrstoßdämpfer zu entnehmen, zumindest beinhaltend ein Dämpferventil sowie einen Hauptschieber, der zwei Steuerkanten aufweist, wobei die erste Steuerkante durch die Schnittlinie einer den Hauptschieber begrenzenden Ringfläche mit seiner zylindrischen Oberfläche und die zweite Steuerkante durch die untere Begrenzung einer im Hauptschieber ausgebildeten radialen Ringgut gebildet ist, die mit dem Inneren des in seinem oberen Teil offenen Hauptschiebers über radiale Öffnungen verbunden ist.

In der DE 44 45 926 C1 wird ein Teleskopschwingungsdämpfer beschrieben, bestehend aus einem Arbeitszylinder, einem den Arbeitszylinder in zwei Arbeitsräume unterteilenden, an einer Kolbenstange geführten Kolben und Durchtrittskanälen im Kolben, die mindestens auf einer Stirnseite des Kolbens in einen Ringraum münden, dessen umlaufende Steuerkante durch Ventilscheiben abgedeckt sind.

Durch Stoßdämpfer werden teilweise Geräusche im Innenraum von Fahrzeugen verursacht. Eine Ursache hierfür sind Unstetigkeiten im Kraftverlauf der Reaktionskraft des Dämpfers bei einer Anregung: Diese Unstetigkeiten werden zum Teil von Schaltvorgängen in den einzelnen Ventilen bei Ölstoßdämpfern verursacht. Ein Effekt, der diese Unstetigkeit verursacht oder begünstigt, ist das Kleben der Ventilscheiben auf den Ventilsteuerkanten der eingesetzten Ventile, hervorgerufen durch Adhäsionskräfte. Zum Einsatz gelangen hier vielfach Ventilscheiben aus Federstahl sowie ein im Allgemeinen aus metallischen Werkstoffen gefertigter Ventilkörper (beispielsweise aus Sintermetall gefertigt), der die angesprochenen Steuerkanten beinhaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil für einen Stoßdämpfer dahingehend weiterzubilden, dass den aufgezeigten Nachteilen Rechnung getragen wird, dergestalt, dass die angesprochenen Unstetigkeiten, insbesondere das Kleben von Ventilscheiben auf den Ventilsteuerkanten, minimiert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Ventil für einen Stoßdämpfer, insbesondere ein Bodenventil für einen Zweirohrstoßdämpfer, zumindest beinhaltend einen etwa zylindrisch ausgebildeten, mit Durchgangsöffnungen versehen, Ventilkörper, der zumindest im Bereich einer seiner Stirnflächen mindestens eine, mit mindestens einer Ventilrückschlagscheibe zusammenwirkenden umlaufenden, Steuerkante aufweist, die mit einem der Ventilrückschlagscheibe zugewandten Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff versehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Derartige Kunststoff- oder Elastomerwerkstoffe können unmittelbar, beispielsweise durch Vulkanisation, auf der Stirnfläche des Ventilkörpers vorgesehen werden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, im Bereich der Stirnfläche des Ventilkörpers eine umlaufende Nut vorzusehen, in welche ein O-Ring eingebracht oder Kunststoff- bzw. Elastomermaterial eingespritzt wird.

Somit werden die herkömmlichen metallischen Steuerkanten durch aus Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff bestehende Steuerkanten ersetzt. Gleichzeitig bleibt der metallische Grundkörper des Ventilkörpers erhalten, so dass die Vorteile „Stabilität" und „kostengünstige Fertigung" in Bezug auf den metallischen Grundkörper ebenfalls erhalten bleiben.

Durch den Erfindungsgegenstand werden die zum Stand der Technik angesprochenen negativen Auswirkungen vermieden. Es wird erreicht, dass die Auflagefläche zwischen der/den Ventilscheibe(n) und der zugehörigen Steuerkante im Augenblick des Abhebens minimiert wird, da das zurückfedernde Kunststoff- oder Elastomermaterial seine ursprüngliche Form wieder annimmt. Die das Ventil zuhaltenden Klebekräfte werden somit minimiert.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß besteht die Möglichkeit, mehrere konzentrisch ineinander liegende Steuerkanten im Bereich der Stirnfläche des Ventilkörpers vorzusehen, die dann mit dem Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff in entsprechender Weise versehen werden.

Die Kontur der jeweiligen Steuerkante aus dem Kunststoff- oder Elastomermaterial ist hinsichtlich ihrer Form und vor allem des zum Einsatz gelangenden Werkstoffs unter Berücksichtigung der Parameter und Temperaturtauglichkeit in Anlehnung an den jeweiligen Einsatzfall auszuwählen.

Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß wird vorgeschlagen, einen Teilbereich der Stirnfläche, insbesondere radial neben dem Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff, als Anschlagfläche für die Ventilrückschlagscheibe(n) auszugestalten. Der so gebildete Endanschlag schützt die aus Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff gebildete Steuerkante vor Überlastungen und stellt somit eine ausreichende Lebensdauer der Steuerkante sicher.

Mit dem Erfindungsgegenstand werden zusammengefasst folgende Vorteile erreicht:

  • – Minimierung der Auflagefläche zum Zeitpunkt des Öffnens des Ventils durch Rückformung des Kunststoff- oder Elastomerwerkstoffs
  • – Hilfe beim Öffnen des Ventils durch Rückstellkräfte innerhalb des Kunststoff- bzw. Elastomerwerkstoffs
  • – günstige Materialpaarung.

Vorteilhafterweise wird der zum Einsatz gelangende Werkstoff aus einem Nitrilkautschuk (NBR) gebildet. Die aus Nitrilkautschuk zugänglichen Vulkanisate besitzen eine hohe Beständigkeit gegenüber Ölen, Fetten und Kohlenwasserstoffen, ein günstiges Alterungsverhalten und einen geringen Abrieb.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

1 Prinzipskizze eines Zweirohrstoßdämpfers, zumindest beinhaltend ein Bodenventil

2 Teilansicht des Bodenventils gemäß 1

3 Teilausschnitt des Steuerkantenbereiches des Bodenventils gemäß 2

4 und 5 Wirkprinzip des Erfindungsgegenstandes.

1 zeigt einen Stoßdämpfer 1, beinhaltend zwei Teleskoprohre 2, 3, eine Kolbenstange 4, einen Kolben 5 sowie ein Bodenventil 6.

In 2 ist das Bodenventil 6 vergrößert dargestellt. Erkennbar ist ein Ventilkörper 7, der mit mehreren axial verlaufenden Durchgangsöffnungen 8 versehen ist und mit mehreren Ventilrückschlagscheiben 9 in Wirkverbindung steht. Ferner erkennbar ist ein Federelement 10 sowie eine Schraubverbindung 11, durch welche die Ventilscheiben 9 fixiert werden.

Im Bereich der den Ventilrückschlagscheiben 9 zugewandten Stirnfläche 13 ist der Ventilkörper 7 mit einer umlaufenden Steuerkante 14 versehen, auf welcher sich zumindest eine der Ventilrückschlagscheiben 9 in geschlossenem Zustand des Bodenventils 6 abstützt. Wie in den folgenden Figuren näher dargestellt, ist im Bereich der Steuerkante 14 ein Elastomerwerkstoff vorgesehen.

3 zeigt einen Teilbereich des Ventilkörpers 7, beinhaltend zwei umlaufende Steuerkanten 14, die in diesem Beispiel einen aus Elastomerwerkstoff bestehenden Dichtkörper 15 aufnehmen. Der Dichtkörper 15 soll in diesem Beispiel im Bereich zugehöriger Nuten 16 einvulkanisiert sein. Zum Einsatz kommt hierbei ein Nitrilkautschuk (NBR).

Die 4 und 5 zeigen das Wirkprinzip des Erfindungsgegenstandes. Dargestellt ist der Bereich einer der Steuerkanten 14 am Ventilkörper 7 sowie eine einzelne Ventilrückschlagscheibe 9. Zur Bildung der Steuerkante 14 kommt ein aus NBR bestehender O-Ring 15' zum Einsatz der innerhalb einer Nut 16' eingesetzt ist. Dargestellt sind die Funktionszustände niedriger Druck (4) sowie hoher Druck (5).

In 4 ist der Öffnungszeitpunkt des Bodenventils 6 und in 5 die Schließphase desselben dargestellt. Durch den die herkömmliche metallische Steuerkante ersetzenden Elastomerwerkstoff 15' wird die Auflagefläche zwischen der Ventilrückschlagscheibe 9 und der Steuerkante 14 im Augenblick des Abhebens der Ventilrückschlagscheibe 9 minimiert, da der zurückfedernde Elastomerwerkstoff 15' seine ursprüngliche Form wieder annimmt. Die das Bodenventil 6 bis dato zuhaltenden Adhäsionskräfte werden durch diese Maßnahme minimiert.

Radial neben dem O-Ring 15' weist die Stirnfläche 13 des Ventilkörpers 7 einen Teilbereich 17 auf, der einen Endanschlag für die Ventilrückschlagscheibe 9 begründet, so dass keine Beschädigungen am O-Ring 15' auftreten können.

1
Stoßdämpfer
2
Teleskoprohr
3
Teleskoprohr
4
Kolbenstange
5
Kolben
6
Bodenventil
7
Ventilkörper
8
Durchgangsöffnung
9
Ventilrückschlagscheibe
10
Federelement
11
Schraubverbindung
12
Aufnahmekörper
13
Stirnfläche
14
Steuerkante
15
Dichtkörper
15'
Elastomerwerkstoff (O-Ring)
16
Nut
16'
Nut
17
Teilbereich


Anspruch[de]
Ventil für einen Stoßdämpfer, insbesondere Bodenventil (6) für einen Zweirohrstoßdämpfer (1), zumindest beinhaltend einen etwa zylindrisch ausgebildeten, mit Durchgangsöffnungen (8) versehenen, Ventilkörper (7), der zumindest im Bereich einer seiner Stirnflächen (13) mindestens eine umlaufende Steuerkante (14) aufweist, die mit einem einer Ventilrückschlagscheibe (9) zugewandten rückformbaren Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff (15, 15') versehen ist, wobei die Elastizität des Kunststoff- oder Elastomerwerksoffs (15, 15') so eingestellt ist, dass er unter Belastung durch die Ventilrückschlagscheibe (9) einfedert und beim Öffnen der Ventilrückschlagscheibe (9) in seine ursprüngliche Form zurückfedert. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkante (14) durch mindestens eine im Bereich der Stirnfläche (13) des Ventilkörpers (7) ein- bzw. aufvulkanisierte Kunststoff- oder Elastomerkontur (15) gebildet ist. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkante (14) durch einen im Bereich der Stirnfläche (13) des Ventilkörpers (7) in einer umlaufenden Nut (16') positionierten O-Ring (15') gebildet ist. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mehrere konzentrisch ineinander liegende Steuerkanten (14) im Bereich der Stirnfläche (13) des Ventilkörpers (7), die mit einem Kunststoff- oder Elastomerwerkstoff (15, 15') versehen sind. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für die Steuerkante (14) ein Nitrilkautschuk (NBR) zum Einsatz gelangt. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich (17) der Stirnfläche (13) radial neben dem Kunststoff- oder Elastormerwerkstoff (15, 15') eine Anschlagfläche für die Ventilrückschlagscheibe (9) bildet.






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