DE10104241A1

DE10104241A1 - Ventilanordnung, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen

Info

Publication number: DE10104241A1
Application number: DE10104241A
Authority: DE
Inventors: Georg Obersteiner; Josef Lauer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-01
Also published as: DE50106481D1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung dessen erster Ventilaufnahmekörper (5) an den Innendruchmesser eines zweiten Ventilaufnahmekörpers (6) derart angepasst ist, dass der erste Ventilaufnahmekörper (5) spielfrei im zweiten Ventilaufnahmekörper (6) so weit eingefügt ist, dass sich das erste Ventilschließglied (4) entweder an einer Bohrungsstufe (10) eines zweiten Druckmitteldurchlasses (8) oder am ersten Ventilaufnahmekörper (5) abstützt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 42 30 393 A1 ist bereits eine Ventilanordnung be kannt geworden, bestehend aus einer Parallelschaltung eines Kugelrückschlagventils zu einem weiteren elektromagnetisch ansteuerbaren Ventilschließglied. Diese Ventilanordnung hat den Nachteil, dass durch die gewählte Konstruktion ein hoher Staudruck und ein die Durchflussrate begrenzender Strömungs querschnitt im Bereich des Kugelrückschlagventils wirksam ist. Ferner befindet sich das Kugelrückschlagventil im Be reich von Gehäusekanten, die unter Umständen gleichfalls ei nen unerwünschten Einfluss auf das Strömungsverhalten und auf die Betriebssicherheit des Kugelrückschlagventils neh men. Die Konstruktion greift auf überwiegend massive, auf wendig herzustellende Gehäuseteile zurück.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art derart zu verbes sern, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden, um insbesondere einen möglichst geringen Staudruck am Kugel rückschlagventil und eine reduzierte Beanspruchung der Ab stützflächen für das Kugelrückschlagventil zu erzielen, wo bei unter Berücksichtigung der genannten Kriterien ein möglichst großer Durchlass im Bereich des Kugelrückschlagven tils gewährleistet werden soll.

Diese Aufgabe wird für eine Ventilanordnung der angegebenen Art erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kenn zeichnenden Merkmale gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Gesamtansicht einer Ventilanordnung im Quer schnitt, mit einem von unten in die Öffnung des Ventilgehäuses eingesetzten zweiteiligen Venti laufnahmekörper,

Fig. 2 die Gesamtansicht einer Ventilanordnung im Quer schnitt, mit einem von oben in die Öffnung des Ventilgehäuses eingesetzten zweiteiligen Venti laufnahmekörper, mit einem geeigneten Vorsprung am Ventilgehäuse zur Sicherung des Ventilschließglie des im Ventilaufnahmekörper gegen ein Herausfal len.

In erheblich vergrößerter Darstellung ist in Fig. 1 eine Ventilanordnung zur Verwendung für eine schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlage gezeigt, mit einem ersten Ventil schließglied 4, das als hydraulisch ansteuerbares Kugelrück schlagventil ausgebildet ist, sowie mit einem weiteren, mit tels eines Magnetankers 15 und einer Magnetspule 16 steuer baren Ventilschließglied 3, das ebenso wie das erste Ventilschließglied 4 in einer Ventilaufnahmebohrung 2 des Ventil gehäuses 1 angeordnet ist. Beide Ventilschließglieder 3, 4 im Ventilgehäuse 1 sind somit wirkungsmäßig unabhängig vonein ander schaltbar. Das hydraulisch betätigbare Kugelrück schlagventil ist Bestandteil einer aus einem ersten sowie einem zweiten Ventilaufnahmekörper 5, 6 gebildeten Bauein heit, die mit einem mittig im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 angeordneten ersten Druckmitteldurchlass 7 versehen ist, der mittels des zweiten Ventilschließgliedes 3 verschließbar ist. Neben dem ersten Druckmitteldurchlass 7 befindet sich im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 ein weiterer, zweiter Druckmitteldurchlass 8, der durch das bereits eingangs be schriebene erste Ventilschließglied 4 verschließ- als auch freigebbar ist. Der Außendurchmesser des ersten Ventilauf nahmekörpers 5 ist an den Innendurchmesser des zweiten Ven tilaufnahmekörpers 6 derart angepasst, dass der erste Venti laufnahmekörper 5 spielfrei, vorzugsweise mittels einer Pressverbindung in den zweiten Ventilaufnahmekörper 6 einge fügt ist, so dass sich das erste Ventilschließglied 4 an ei ner Bohrungsstufe 10 im zweiten Druckmitteldurchlass 8 oder am ersten Ventilaufnahmekörper 5 abstützen kann. Der zweite Druckmitteldurchlass 8 verzweigt sich entsprechend der Pfeildarstellung entlang der Außenfläche des ersten Venti laufnahmekörpers 5 in Richtung dessen Stirn- und Mantelflä che, so dass Druckmittel im geöffneten Zustand des Ventil schließgliedes 4 im Druckmitteldurchlass 8 teilweise durch eine Öffnung 9 in der Stirnfläche des Ventilaufnahmekörpers 5 und teilweise entlang der den zweiten Druckmitteldurchlass 8 begrenzenden Mantelfläche des ersten Ventilaufnahmekörpers 5 strömt. Der erste Ventilaufnahmekörper 5 besteht aus einer zu einem Topf geformten Hülse, die aus Bandstahl im Tiefziehverfahren hergestellt und anschließend im Bereich der vom ersten Ventilschließglied 4 beaufschlagten Fläche gehärtet ist. Der zweite Ventilaufnahmekörper 6 besteht hin gegen aus einem massiven, vorzugsweise metallischen Dreh teil, dessen mittig darin angeordneter erster Druckmittel durchlass 7 als trichterförmig nach unten erweiterte Stufen bohrung ausgeführt ist, deren erster Stufenabschnitt 13 in den erweiterten zweiten Stufenabschnitt 14 des parallel zum ersten Druckmitteldurchlass 7 angeordneten zweiten Druckmit teldurchlass 8 übergeht, so dass eine Druckmittelverbindung beider Druckmitteldurchlässe 7, 8 zustande kommt. Zur Aufnah me und Funktion des ersten Ventilschließgliedes 4 zwischen den beiden Ventilaufnahmekörpern 5, 6 als auch zur internen Kanalverzweigung zwischen dem ersten und zweiten Druckmit teldurchlass 7, 8 ist die Tiefe des zweiten Stufenabschnitts 14 größer als die Tiefe des ersten Stufenabschnitts 13 ge wählt. Besonders bewährt hat sich für das erste Ventil schließglied 4 die Verwendung einer Stahlkugel, die in den erweiterten zweiten Stufenabschnitt 14 eingelegt und von der mechanisch steifen Rundung des in den ersten Stufenabschnitt 13 eingefügten ersten Ventilaufnahmekörper 5 im zweiten Ven tilaufnahmekörper 6 sicher positioniert ist. Der erste Ven tilaufnahmekörper 5 ist von einem in die Ventilaufnahmeboh rung von unten eingesetzten Plattenfilter 11 zusätzlich ge sichert, so dass ein Herausfallen des ersten Ventilaufnahme körpers 5 und des ersten Ventilschließgliedes 4 aus der Ven tilanordnung vermieden ist.

In der gewählten Darstellung nach Fig. 1 handelt es sich um ein in Grundstellung stromlos offen geschaltetes Elektroma gnetventil, dessen Ventilgehäuse 1 beispielhaft in Patronen bauweise ausgeführt und in einem blockförmigen Träger einer schlupfgeregelten Bremsanlage verstemmt ist.

Die Fig. 2 zeigt abweichend von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ein gleichfalls stromlos in Grundstellung of fen geschaltetes Elektromagnetventil, in das zusätzlich eine Überdruckventilfunktion integriert ist, die durch ein feder belastetes Ventilschließglied 3 realisiert wird, das sich abhängig von einem definierten hydraulischen Öffnungsdruck relativ zur Position des Magnetankers bewegen kann, um bei Bedarf losgelöst von der elektromagnetischen Erregung des Magnetankers 15 den ersten Druckmitteldurchlass 7 im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 freizugeben. Der Aufbau der aus dem ersten und zweiten Ventilaufnahmekörper 5, 6 und dem darin integrierten ersten Ventilschließglied 4, als auch die An ordnung der Druckmitteldurchlässe 7, 8, entsprechen grund sätzlich dem eingangs erwähnten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Als wesentlicher Unterschied hingegen weist die Ventilanord nung nach Fig. 2 jedoch eine sowohl gegenüber Fig. 1 umge kehrte Montagerichtung als auch Fixierung des zweiten Venti laufnahmekörpers 6 in der Ventilaufnahmebohrung 2 auf, wozu sich dieser an einer Stufe des Ventilgehäuses 1 abstützt. In einem Axialabstand zu den unteren Stirnflächen beider Venti laufnahmekörper 5, 6 befindet sich unterhalb der Ventilge häusestufe ein Vorsprung 12 am Ventilgehäuse 1, der den er sten Ventilaufnahmekörper 5 so weit überdeckt, dass bei ei nem unbeabsichtigten Lösen des ersten Ventilaufnahmekörpers 5 dieser nur um den kleinen Axialabstand nach unten aus dem zweiten Ventilaufnahmekörper 6 herausrutschen kann, so dass die Funktionssicherheit des zwischen den beiden Ventilauf nahmekörpern 5, 6 angeordneten ersten Ventilschließgliedes 4 immer gewährleistet bleibt. In solch einem Zustand wäre eine hinreichende Strömungsverbindung mit dem zweiten Druckmit teldurchlaß 8 über die Öffnung 9 gewährleistet, während der zweite Druckmitteldurchlass 8 unterhalb des Kugelrückschlagventils infolge des abgesenkten ersten Ventilaufnahmekörpers 5 in Richtung des Plattenfilters 11 ausnahmsweise versperrt wäre.

Grundsätzlich bewegt sich das kugelförmige Ventilschließ glied 4 immer in Abhängigkeit eines hydraulischen Differenz drucks entweder im Schließsinn nach oben gegen die als Ke geldichtsitz wirksame Bohrungsstufe 10 oder im Öffnungssinn nach unten gegen die gewölbte Schulter des topfförmigen Ven tilaufnahmekörpers 5, wodurch das Ventilschließglied 4 in folge der großzügigen Öffnungsquerschnitte in den Stufenab schnitt 13, 14 verlustarm umströmt werden kann.

Die anhand den Fig. 1 und 2 vorgestellte Ventilanordnung hat den Vorteil, dass der Druckmittelstrom über das erste Ven tilschließglied 4 dicht nur in Richtung des ersten und zwei ten Stufenabschnitts 13, 14 sinnvollerweise verzweigt wird, sondern auch gleichzeitig bei geringstem Staudruck ein grö ßerer Durchflussquerschnitt im Bereich des umströmten Kugel rückschlagventils geschaffen wird, so dass beispielhaft bei dem nach Fig. 2 geschilderten Überdruckventil der Ventilsitz im Ventilaufnahmekörper 6, der das Ventilschließglied 3 trägt, verkleinert werden kann.

Dies führt ferner zu dem Vorteil, dass die Kraft der zwi schen dem Magnetanker 15 und dem Stößelabschnitt am Ventil schließglied 3 angeordneten Feder erheblich reduziert werden kann, so dass sich zwangsläufig auch die Belastung des dem ersten Druckmitteldurchlass 7 zugeordneten Ventilsitzes ver ringert, was wiederum zu einem reduzierten Verschleiß des Ventilsitzes führt.

Auch die Beanspruchung der den Magnetanker 15 umschließenden Ventilhülse beim Auftreffen des Magnetankers 15 auf den Ven tilhülsendom verringert sich erheblich, da nunmehr auch die zwischen dem Magnetanker 15 und dem Magnetkern 17 einge spannte Rückstellfeder schwächer ausgelegt werden kann, so dass der Auftreffimpuls an der Ventilhülse nach Abbruch der elektromagnetischen Erregung minimiert ist.

Einen weiteren, erheblichen Beitrag zur Minimierung der Kan tenbeanspruchung in den Ventilaufnahmekörpern 1, 2 ergibt sich durch die topfförmig nach oben gewölbte steife Stütz kontur zwischen dem Topfboden und dem Topfrand, an der sich das erste Ventilschließglied 4 abstützt, da in vorliegender Ausführungsform das Kugelrückschlagventil jeweils auf den festigkeitsmäßig günstigen Wölbungsbereich am ersten Venti laufnahmekörper 5 anschlägt. Verschleiß in Form von Kanten abnutzung wird folglich durch die Geometrie des ersten Ven tilaufnahmekörpers 5 effizient verhindert.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Tatsache, dass durch die dezentrale Anordnung des ersten Ventilschließglie des 4 im zweiten Stufenabschnitt 14 jeweils vom Kugelrück schlagventil eine asymetrische Belastung auf den ersten Ven tilaufnahmekörper 5 ausgeübt wird, die allenfalls zu einem zusätzlichen vorteilhaften Verklemmen des ersten Ventilauf nahmekörpers 5 im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 führt, so dass im Betrieb des Kugelrückschlagventils die Einpresskraft am Ventilaufnahmekörper 5 von einer Klemmkraft zusätzlich überlagert wird, die eine weitere Sicherheit gegenüber einem Lösevorgang des ersten Ventilaufnahmekörpers 5 aus dem zwei ten Ventilaufnahmekörper 6 darstellt.

Bezugszeichenliste

1

Ventilgehäuse

2

Ventilaufnahmebohrung

3

Zweites Ventilschließglied

4

Erstes Ventilschließglied

5

Erster Ventilaufnahmekörper

6

Zweiter Ventilaufnahmekörper

7

Erster Druckmitteldurchlass

8

Zweiter Druckmitteldurchlass

9

Öffnung

10

Bohrungsstufe

11

Plattenfilter

12

Vorsprung

13

Erster Stufenabschnitt

14

Zweiter Stufenabschnitt

15

Magnetanker

16

Magnetspule

17

Magnetkern

Claims

1. Ventilanordnung, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit einem ersten Ventil schließglied, das als hydraulisch ansteuerbares Rück schlagventil ausgebildet ist, sowie mit einem weiteren mittels Magnetanker und Magnetspule elektromagnetisch steuerbaren Ventilschließglied, das in einer das erste Ventilschließglied aufweisenden Ventilaufnahmebohrung des die Ventilanordnung aufnehmenden Ventilgehäuses an geordnet ist, wobei beide Ventilschließglieder im Ven tilgehäuse wirkungsmäßig unabhängig voneinander schalt bar sind, mit einem ersten sowie einem zweiten zu einer Baueinheit zusammengefassten Ventilaufnahmekörper, mit einem ersten, mittigen Druckmitteldurchlass im zweiten Ventilaufnahmekörper, der mittels des zweiten Ventil schließgliedes verschließbar ist und mit einem neben dem ersten Druckmitteldurchlass im zweiten Ventilauf nahmekörper angeordneten zweiten Druckmitteldurchlass, der durch das erste Ventilschließglied verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des ersten Ventilaufnahmekörpers (5) an den Innendurch messer des zweiten Ventilaufnahmekörpers (6) derart an gepasst ist, dass der erste Ventilaufnahmekörper (5) spielfrei im zweiten Ventilaufnahmekörper (6) so weit eingefügt ist, dass sich das erste Ventilschließglied (4) entweder an einer Bohrungsstufe (10) im zweiten Druckmitteldurchlass (8) oder am ersten Ventilaufnahme körper (5) abstützt.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der zweite Druckmitteldurchlass (8) entlang der Außenfläche des ersten Ventilaufnahmekörpers (5) in Richtung der Stirn- und Mantelfläche des ersten Venti laufnahmekörpers (5) verzweigt ist, um Druckmittel im Druckmitteldurchlass (8) teilweise durch eine zentrale Öffnung (9) im ersten Ventilaufnahmekörper (5) und teilweise entlang einem den zweiten Druckmitteldurch lass (8) begrenzenden dezentralen Wandabschnitt des er sten Ventilaufnahmekörpers (5) zu führen.

3. Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass der erste Ventilaufnahmekörper (5) aus einer zu einem Topf geformten Hülse besteht, die vor zugsweise aus Bandstahl im Tiefziehverfahren herge stellt ist.

4. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der zweite Ventilaufnahmekörper (6) aus einem vorzugsweise metallischen Drehteil besteht, dessen mit tiger erster Druckmitteldurchlass (7) als Stufenbohrung ausgeführt ist, deren erweiterter erster Stufenab schnitt (13) den erweiterten zweiten Stufenabschnitt (14) des parallel zum ersten Druckmitteldurchlass (7) angeordneten zweiten Druckmitteldurchlass (8) über schneidet.

5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass zur Aufnahme des ersten Ventilschließgliedes (.4) und zur internen Druckmittelverzweigung des ersten mit dem zweiten Druckmitteldurchlass (7, 8) die Tiefe des zweiten Stufenabschnitts (14) größer als die Tiefe des ersten Stufenabschnitts (13) gewählt ist.

6. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventilschließglied (4) vorzugsweise eine Stahlkugel ist, die in den erweiterten zweiten Stufenabschnitt (14) des zweiten Ventilaufnahmekörpers (6) eingelegt und vom in den ersten Stufenabschnitt (13) eingefügten ersten Ven tilaufnahmekörper (5) im zweiten Ventilaufnahmekörper (6) gehalten ist.

7. Ventilanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilauf nahmekörper (5) als Fixiersicherung im zweiten Venti laufnahmekörper (6) von einem Vorsprung (12) des Ven tilgehäuses (1) oder von einem im Ventilgehäuse (1) an geordneten Plattenfilter (12) überdeckt ist.