DE102009046577A1 - Spring-loaded check valve for reduction of pressure ripples and noises in piston pump of e.g. antilock braking system in motor vehicle, has closure element movable in flow direction, so as to move closing body and element in flow direction - Google Patents

Spring-loaded check valve for reduction of pressure ripples and noises in piston pump of e.g. antilock braking system in motor vehicle, has closure element movable in flow direction, so as to move closing body and element in flow direction Download PDF

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Abstract

The valve has a valve seat arranged in a longitudinal direction to a valve closing body (10), which exhibits a cylindrical guiding section (14) and a dome-shaped sealing section (16). The sealing section is oriented to the valve seat and in the longitudinal direction to the guiding section for alternatively closing and opening an opening that is surrounded by the seat. A closure element (12) is inserted in the body and movable in a flow direction, so that the flow direction from the opening moves the body and the closure element in the flow direction during opening of the valve.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit einem Ventilschließkörper und einem in Längsrichtung zum Ventilschließkörper angeordneten Ventilsitz für eine Kolbenpumpe, bei dem der Ventilschließkörper einen zylindrischen Führungsabschnitt und in Längsrichtung zum zylindrischen Führungsabschnitt einen zum Ventilsitz hin orientierten kalottenförmigen Dichtabschnitt zum wahlweise Verschließen und Öffnen einer vom Ventilsitz eingefassten Öffnung aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Kolbenpumpe mit einem solchen Ventil für ein Hydraulik- oder Pneumatiksystem sowie die Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils.The invention relates to a valve having a valve closing body and arranged in the longitudinal direction of the valve closing body valve seat for a piston pump, wherein the valve closing body a cylindrical guide portion and in the longitudinal direction of the cylindrical guide portion to the valve seat oriented dome-shaped sealing portion for selectively closing and opening an opening enclosed by the valve seat having. Furthermore, the invention relates to a piston pump with such a valve for a hydraulic or pneumatic system and the use of the valve according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Ventile werden im Stand der Technik in vielfältiger Weise in Kolbenpumpen von Hydrauliksystemen, insbesondere von Fahrzeugbremssystemen verwendet ( DE 39 07 969 A1 und DE 10 2006 048 903 A1 ). In diesen Bremssystemen steuern Kolbenpumpen nicht nur den Druck in Radbremszylindern, sondern dienen beim Antiblockiersystem (ABS) z. B. zur Rückförderung von Bremsflüssigkeit aus einem Radbremszylindern in einen Hauptbremszylinder. ABS wird häufig mit einer Antischlupfregelung (ASR) kombiniert, bei der ebenso ventilregulierte Kolbenpumpen eingesetzt werden. Auch das elektronische Stabilitätsprogramm (ESP), das die Querdynamik des Fahrzeugs durch gezieltes Abbremsen einzelner Räder positiv beeinflusst, verwendet ventilregulierte Kolbenpumpen.Valves are used in the prior art in manifold manner in piston pumps of hydraulic systems, in particular of vehicle brake systems ( DE 39 07 969 A1 and DE 10 2006 048 903 A1 ). In these brake systems, piston pumps not only control the pressure in wheel brake cylinders, but also serve as anti-lock braking systems (ABS). B. for the return promotion of brake fluid from a wheel brake cylinders in a master cylinder. ABS is often combined with traction control (ASR), which also uses valve-regulated piston pumps. The electronic stability program (ESP), which positively influences the lateral dynamics of the vehicle by selectively braking individual wheels, also uses valve-regulated piston pumps.

Die in Kolbenpumpen von Fahrzeugbremssystemen verwendeten Ein- und Auslassventile steuern die Flüssigkeitsströmungsrichtung durch die Pumpe und sind in der Regel als federbeaufschlagte Rückschlagventile ausgebildet. Sie umfassen einen Dichtkörper in Form einer Kugel und einen an die Kugelform des Dichtkörpers angepassten Ventilsitz. Erhöht sich der Druck in der Kolbenpumpe, öffnet sich das Ventil, indem die Kugel aus dem Ventilsitz gedrückt wird, und die Flüssigkeit strömt um die Kugel herum in eine dem Ventil nachgeschaltete Ventilkammer.The inlet and outlet valves used in piston pumps of vehicle brake systems control the direction of fluid flow through the pump and are typically designed as spring-loaded check valves. They comprise a sealing body in the form of a ball and a valve seat adapted to the spherical shape of the sealing body. As the pressure in the piston pump increases, the valve opens by pushing the ball out of the valve seat, and the fluid flows around the ball into a valve chamber downstream of the valve.

Strömt Flüssigkeit durch das Ventil, erzeugen hohe Kompressions- und Expansionskräfte, die insbesondere in Hochdruckpumpen von Bremsanlagen wirken, aufgrund verschiedener Ursachen unerwünschte Schwingungen und Geräusche. Beispielsweise treten unerwünschte Geräusche beim Öffnen des Ventils auf, wenn sich Toleranzen der einzelnen Bauteile addieren, insbesondere durch ein räumliches Spiel des Ventilschließkörpers. Um diese Geräuschbildungen zu verringern, ist in der DE 10 2006 027 555 A1 ein Auslassventil beschrieben, das einen Ventilschließkörper und ein separates Scheibenelement aufweist, an dem ein Ventilsitz angeordnet ist. Durch die Verwendung des Scheibenelements soll sichergestellt werden, dass Bauteiltoleranzen verschiedener Bauteile der Kolbenpumpe sich nicht negativ auf die Geräuschentwicklung beim Öffnen oder Schließen des Auslassventils auswirken können.Fluid flows through the valve, creating high compression and expansion forces, which act especially in high-pressure pumps of braking systems, due to various causes unwanted vibrations and noise. For example, unwanted noise when opening the valve when tolerances of the individual components add up, in particular by a spatial clearance of the valve closing body. To reduce this noise is in the DE 10 2006 027 555 A1 an exhaust valve having a valve closing body and a separate disc member on which a valve seat is arranged. The use of the disk element is intended to ensure that component tolerances of various components of the piston pump can not adversely affect the noise during opening or closing of the exhaust valve.

Neben den Bauteiltoleranzen entstehen unerwünschte Schwingungen und Geräusche durch turbulente Strömungen um den Ventilschließkörper des geöffneten Auslassventils. Diese Strömungen lenken den Ventilschließkörper undefiniert in radiale Richtung, sodass er gegen die Innenwand der Ventilkammer stößt. Zudem entstehen beim Öffnen des Ventils Druckpulsationen, indem Druckwellen sich beim Abheben des Ventilschließkörpers vom Ventilsitz fortpflanzen und in der Ventilkammer reflektiert werden. Diese Druckpulsationen versetzen den Ventilschließkörper nicht nur in Schwingung, sondern verursachen erhebliche Geräusche und belasten mechanisch die Kolbenpumpe und die mit ihr kommunizierenden hydraulischen Bauteile.In addition to the component tolerances arise unwanted vibrations and noise due to turbulent flows around the valve closing body of the open exhaust valve. These flows deflect the valve closing body indefinitely in the radial direction, so that it abuts against the inner wall of the valve chamber. In addition, when the valve is opened, pressure pulsations occur because pressure waves propagate from the valve seat when the valve closing body is lifted off and are reflected in the valve chamber. These pressure pulsations not only cause the valve closing body to vibrate, but cause considerable noise and mechanically load the piston pump and the hydraulic components communicating with it.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung ein Ventil mit einem optimierten Schwingungsverhalten beim Öffnen und Schließen bereitzustellen, wodurch eine mechanische Belastung der mit dem Ventil kommunizierenden Bauteile verringert wird.It is an object of the invention to provide a valve with an optimized vibration behavior during opening and closing, whereby a mechanical load on the valve-communicating components is reduced.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Ventil gemäß Anspruch 1, einer Kolbenpumpe gemäß Anspruch 9 und einer Verwendung eines Ventils gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved with a valve according to claim 1, a piston pump according to claim 9 and a use of a valve according to claim 10. Advantageous developments of the invention are described in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist ein Ventil mit einem Ventilschließkörper und einem in Längsrichtung zum Ventilschließkörper angeordneten Ventilsitz für eine Kolbenpumpe geschaffen, bei dem der Ventilschließkörper einen zylindrischen Führungsabschnitt und in Längsrichtung zum zylindrischen Führungsabschnitt einen zum Ventilsitz hin orientierten kalottenförmigen Dichtabschnitt zum wahlweise Verschließen und Öffnen einer vom Ventilsitz eingefassten Öffnung aufweist. Im Ventilschließkörper ist mindestens ein Verschlusselement in Fließrichtung beweglich eingefügt, sodass beim Öffnen des Ventils ein Flüssigkeitsstrom aus der Öffnung den Ventilschließkörper und das Verschlusselement in Fließrichtung bewegt.According to the invention, a valve is provided with a valve closing body and a valve seat arranged in the longitudinal direction valve seat for a piston pump, in which the valve closing body a cylindrical guide portion and in the longitudinal direction of the cylindrical guide portion to the valve seat oriented dome-shaped sealing portion for selectively closing and opening an opening enclosed by the valve seat having. In the valve closing body at least one closure element is movably inserted in the flow direction, so that when the valve is opened, a liquid flow from the opening moves the valve closing body and the closure element in the flow direction.

Unter Fließrichtung wird die Richtungen verstanden, in welche die Flüssigkeit strömt, die aus der vom Ventilsitz eingefassten Öffnung austritt sowie Abweichungen davon von bis zu 60°, vorzugsweise 45° oder weniger.By flow direction is meant the directions in which flows the liquid emerging from the opening enclosed by the valve seat and deviations thereof up to 60 °, preferably 45 ° or less.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Schwingungsverhalten des erfindungsgemäßen Ventils zu verbessern, indem der Öffnungsimpuls des Ventilschließkörpers beim Öffnen des Ventils reduziert wird, sodass ein Überschwingen des Ventilschließkörpers verhindert wird. Um den Öffnungsimpuls zu reduzieren, wird im Ventilschließkörper ein zweiter schneller und dynamischer Öffnungs- bzw. Schließmechanismus in Form des in Fließrichtung beweglich gelagerten Verschlusselements eingefügt, das parallel zum Ventilschließkörper geschaltet ist. Zu Beginn eines Öffnungsvorgangs des Ventils öffnet das Verschlusselement zeitgleich oder vorzugsweise vor dem Ventilschließkörper als erste Stufe und wird vom Impuls des Flüssigkeitsstroms, der aus der vom Ventilsitz eingefassten Öffnung austritt, in Fließrichtung bewegt. Der Ventilschließkörper öffnet vorzugsweise nach dem Verschlusselement als zweite Stufe, sodass ein Teil des Öffnungsimpulses durch die erste Öffnungsstufe, d. h. das Verschlusselement, bereits aufgefangen ist und der Hub des Schliesskörpers verringert wird. Dadurch werden Druckpulsationen, die z. B. durch reflektierte Stoßwellen verursacht werden, sowie plötzliche abrupte Kraft- und Druckänderungen im Antriebsstrang einer Kolbenpumpe vermieden. Die den Druckpulsationen und abrupten Druckänderungen folgenden Geräuschemissionen, die sich als Körperschall auf tragende Bauteile fortpflanzen und schwierig zu dämpfen sind, werden durch das erfindungsgemäße Ventil minimiert. Darüber hinaus wird eine mechanische Belastung der mit dem Ventil kommunizierenden Bauteile durch die gedämpften Schwingungen des Ventilschließkörpers reduziert.The invention is based on the idea to improve the vibration behavior of the valve according to the invention by the opening momentum of the valve closing body is reduced when opening the valve, so that overshooting of the valve closing body is prevented. In order to reduce the opening pulse, a second fast and dynamic opening or closing mechanism in the form of the closing element movably mounted in the flow direction is inserted in the valve closing body, which is connected in parallel to the valve closing body. At the beginning of an opening operation of the valve, the closure element opens at the same time or preferably in front of the valve closing body as a first stage and is moved in the flow direction by the pulse of the liquid flow emerging from the opening enclosed by the valve seat. The valve closing body preferably opens after the closure element as a second stage, so that a part of the opening pulse through the first opening stage, d. H. the closure element is already collected and the stroke of the closing body is reduced. As a result, pressure pulsations z. B. caused by reflected shock waves, as well as sudden abrupt force and pressure changes in the drive train of a piston pump avoided. The noise emissions following the pressure pulsations and abrupt pressure changes, which propagate as structure-borne sound to load-bearing components and are difficult to damp, are minimized by the valve according to the invention. In addition, a mechanical load on the valve-communicating components is reduced by the damped vibrations of the valve closing body.

Ferner wird das Schwingungsverhalten des erfindungsgemäßen Ventils minimiert, indem der Ventilschließkörpers des erfindungsgemäßen Ventils beim Öffnen mittels des zylindrischen Führungsabschnitts definiert geführt wird. Durch das definierte Führen und die verringerte Schwingung des Ventilschließkörpers werden Druckpulsationen, Geräuschemissionen und mechanische Belastungen der mit dem Ventil kommunizierenden Bauteile reduziert. Darüber hinaus kann der Führungsabschnitt durch seine Längserstreckung als Hubbegrenzung dienen, sodass der Verstellweg des Ventilschließkörpers bei jeder Öffnungsbewegung definiert und konstant ist.Furthermore, the vibration behavior of the valve according to the invention is minimized by the valve-closing body of the valve according to the invention is guided defined when opening by means of the cylindrical guide portion. The defined guiding and the reduced vibration of the valve closing body reduce pressure pulsations, noise emissions and mechanical loads on the components communicating with the valve. In addition, the guide portion serve by its longitudinal extent as a stroke limiter, so that the adjustment of the valve closing body is defined and constant at each opening movement.

Das erfindungsgemäße Ventil hat ferner den Vorteil, dass es in der Herstellung kostengünstig ist. Der Ventilschließkörper sowie das Verschlusselement sind wahlweise als Kunststoffspritzteil oder Stahlumformteil bzw. Stahlkörper in großer Stückzahl schnell und einfach und daher billig produzierbar. Kunststoffspritzteile sind nur geringfügig toleranzbehaftet und lassen sich mittels des Spritzgussverfahrens als wirtschaftlich direkt verwendbare Formteile herstellen. Aufgrund der Kalottenform des Dichtabschnitts und der zylindrischen Form des Führungsabschnitts muss die Formgebung einer herkömmlichen Kolbenpumpe nicht verändert werden, um das erfindungsgemäße Ventil aufzunehmen. Durch die Zylinderform des Führungsabschnitts kann der Ventilschließkörper auf einfache Weise in ein gebohrtes oder gefrästes Sackloch oder einen Verschlussdeckel einer Kolbenpumpe integriert werden.The valve according to the invention also has the advantage that it is inexpensive to manufacture. The valve closing body and the closure element are either as a plastic injection molded part or steel forming part or steel body in large numbers quickly and easily and therefore cheaply produced. Plastic injection parts are only slightly tolerant and can be produced by means of the injection molding process as economically directly usable moldings. Due to the dome shape of the sealing portion and the cylindrical shape of the guide portion, the shape of a conventional piston pump need not be changed to accommodate the valve of the invention. Due to the cylindrical shape of the guide portion of the valve closing body can be easily integrated into a drilled or milled blind hole or a cap of a piston pump.

Der kalottenförmige Dichtabschnitt weist zum Abdichten einer vom Ventilsitz eingefassten Öffnung eine Oberfläche auf, die zumindest abschnittsweise in zwei Dimensionen gewölbt ist. Als Kalottenform wird dabei die Form einer Kugel, eines Ellipsoids oder eines Kegels definiert. Die gewölbte Oberfläche wirkt mit dem z. B. als Innenkegelsitz ausgebildeten Ventilsitz so zusammen, dass beim am Ventilsitz anliegenden Dichtabschnitt eine kreisringförmige Dichtfläche oder Dichtlinie erhalten wird.The dome-shaped sealing portion has for sealing an opening enclosed by the valve seat on a surface which is curved at least in sections in two dimensions. The form of a ball, an ellipsoid or a cone is defined as a dome shape. The curved surface acts with the z. B. formed as an inner cone seat valve seat together so that when the voltage applied to the valve seat sealing portion an annular sealing surface or sealing line is obtained.

Der Ventilschließkörper mit dem kalottenförmigen Dichtabschnitt hat gegenüber einem kugelförmigen Ventilschließkörper den Vorteil, dass der Öffnungsquerschnitt der Kalotte im Vergleich zur Kugel stärker vergrößert werden kann. Der doppelte Krümmungsradius der Kalottenform des Dichtabschnitts, d. h. der gewölbten Oberfläche des Dichtabschnitts, kann daher größer sein als der Durchmesser des Führungsabschnitts des Ventilschließkörpers.The valve closing body with the dome-shaped sealing portion has the advantage over a spherical valve closing body that the opening cross section of the dome can be increased more in comparison to the ball. The double radius of curvature of the dome shape of the sealing portion, d. H. the curved surface of the sealing portion may therefore be larger than the diameter of the guide portion of the valve closing body.

Das Verschlusselement kann vorzugsweise als rund geformter Körper, z. B. als Kugel, Kalotte, Ellipsoid, eiförmiger Körper, Kegel oder Stößel ausgebildet sein.The closure element may preferably be designed as a round shaped body, for. B. be designed as a ball, dome, ellipsoid, egg-shaped body, cone or plunger.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils ist das Verschlusselement in einer beidseits offenen hohlzylindrischen Aussparung angeordnet, deren Mündung für das Verschlusselement versperrt bzw. unpassierbar ist. In der leicht herzustellenden hohlzylindrischen Aussparung wird beim Öffnen des Ventils das Verschlusselement mittels des Flüssigkeitsstroms bewegt, der aus der vom Ventilsitz eingefassten Öffnung austritt. Durch die Längsausdehnung der hohlzylindrischen Aussparung ergibt sich ein Weg, auf dem das Verschlusselement den Impuls in kinetische Energie umwandeln kann und auf dem ein Teil des Impulses abgebaut wird. Aus strömungstechnischen Gründen ist die Aussparung vorzugsweise in Längsrichtung des Führungsabschnitts orientiert.According to a first advantageous development of the valve according to the invention, the closure element is arranged in a hollow-cylindrical recess open on both sides, the mouth of which is blocked or impassable for the closure element. In the hollow cylindrical recess, which is easy to produce, when the valve is opened, the closure element is moved by means of the liquid flow emerging from the opening enclosed by the valve seat. The longitudinal extent of the hollow cylindrical recess results in a way in which the closure element can convert the pulse into kinetic energy and on which a portion of the pulse is reduced. For flow reasons, the recess is preferably oriented in the longitudinal direction of the guide section.

Die Mündung der hohlzylindrischen Aussparung ist für das Verschlusselement, z. B. durch eine Verengung der Mündung oder des Aussparungsendabschnitts oder durch eine Rückstellfeder versperrt, sodass das Verschlusselement die hohlzylindrische Aussparung nicht verlassen kann und durch den Flüssigkeitsstrom nicht aus ihr heraus getrieben werden kann.The mouth of the hollow cylindrical recess is for the closure element, for. B. blocked by a constriction of the mouth or the Aussparungsendabschnitts or by a return spring, so that the closure element can not leave the hollow cylindrical recess and through the fluid flow can not be driven out of it.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils ist die Mündung der Aussparung durch mindestens ein in die Mündung ragendes Häkchen versperrt. Beim Öffnen des Ventils wird das Verschlusselement mittels des Flüssigkeitsstroms, der aus der vom Ventilsitz eingefassten Öffnung austritt, in der hohlzylindrischen Aussparung bewegt. An der versperrten Mündung der Aussparung wird diese kinetische Energie des Verschlusselements als Impuls auf den Ventilschließkörper übertragen. Mit dem mindestens einen Häkchen ist das Verschlusselement elastisch in der Aussparung gelagert, sodass der Impuls, den das sich bewegende Verschlusselements auf den Ventilschließkörper überträgt, gedämpft und von dem mindestens einen Häkchen dynamisch abgefangen wird. Durch das Dämpfen des Impulses werden Geräuschemissionen vermieden und mechanische Belastungen des Ventilschließkörpers verringert. Zudem kann das Verschlusselement durch Verrasten hinter dem mindestens einen Häkchen einfach und kostengünstig im Ventilschließkörper montiert werden.According to an advantageous embodiment of the valve according to the invention, the mouth of the recess is blocked by at least one protruding into the mouth hook. When opening the valve, the closure element is moved in the hollow cylindrical recess by means of the liquid flow emerging from the opening enclosed by the valve seat. At the obstructed mouth of the recess, this kinetic energy of the closure element is transmitted as an impulse to the valve closing body. With the at least one check mark, the closure element is elastically mounted in the recess, so that the momentum which the moving closure element transmits to the valve closure body is damped and dynamically intercepted by the at least one check mark. By damping the pulse, noise emissions are avoided and mechanical loads on the valve closing body are reduced. In addition, the closure element can be easily and inexpensively mounted in the valve closing body by latching behind the at least one hook.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventils ist/sind der Ventilschließkörper und/oder das Verschlusselement aus Kunststoff, d. h. als Kunststoffkomponenten gestaltet. Dadurch ist die Masse des Ventilschließkörpers und/oder des Verschlusselements um ein Vielfaches (ca. 10-faches) geringer als wenn vergleichsweise Stahl als Werkstoff verwendet wird. Der Öffnungsimpuls der leichteren Kunststoffkomponenten wird beim Öffnen des Ventils weiter reduziert, sodass ein Überschwingen des Ventilschließkörpers und geräuschvolle Druckpulsationen durch reflektierte Stoßwellen verhindert werden. Plötzliche Kraft- und Druckänderungen am Ventil und die daraus folgenden Geräuschemissionen werden ebenso durch die leichteren Kunststoffkomponenten vermieden. Insgesamt wird auch eine mechanische Belastung der mit dem Ventil kommunizierenden Bauteile durch das verbesserte Schwingungsverhalten des Ventils mittels der Kunststoffkomponenten weiter reduziert. Darüber hinaus wird durch die Kunststoffkomponenten das Verschleißverhalten am Ventilsitz bzw. am Ventilschließkörper optimiert, wodurch eine verbesserte Dichtheit des Ventils über die Lebensdauer der Kolbenpumpe erhalten wird.According to a further advantageous development of the valve according to the invention is / are the valve closing body and / or the closure element made of plastic, d. H. designed as plastic components. As a result, the mass of the valve closing body and / or the closure element is a multiple (about 10 times) lower than when comparatively steel is used as the material. The opening momentum of the lighter plastic components is further reduced when the valve is opened, which prevents the valve closing body from overshooting and noisy pressure pulsations due to reflected shock waves. Sudden force and pressure changes on the valve and the consequent noise emissions are also avoided by the lighter plastic components. Overall, a mechanical stress on the components communicating with the valve is further reduced by the improved vibration behavior of the valve by means of the plastic components. In addition, the wear resistance of the valve seat or the valve closing body is optimized by the plastic components, whereby an improved tightness of the valve over the life of the piston pump is obtained.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils weist der Führungsabschnitt einen hohlzylindrischen Innenraum auf, in dem eine Rückstellfeder axial angeordnet ist. Die mit dem Ventilschließkörper zusammenwirkende Rückstellfeder liegt zumindest abschnittsweise innerhalb des Führungsabschnitts. Dadurch wird der Bauraum in einer Kolbenpumpe vom erfindungsgemäßen Ventil besser ausgenutzt, sodass die Größe der Kolbenpumpe reduziert oder der Bauraum anderweitig verwendet werden kann.In a further advantageous embodiment of the valve according to the invention, the guide portion has a hollow cylindrical interior, in which a return spring is arranged axially. The cooperating with the valve closing body return spring is at least partially within the guide section. As a result, the installation space in a piston pump is better utilized by the valve according to the invention, so that the size of the piston pump can be reduced or the installation space can be used elsewhere.

Durch den hohlzylindrischen Innenraum des Führungsabschnitts wird die Masse des Ventilschließkörpers nochmals verringert, sodass die Schwingung des Ventilschließkörpers weiter minimiert wird und Druckpulsationen verhindert werden.Through the hollow cylindrical interior of the guide portion, the mass of the valve closing body is further reduced, so that the vibration of the valve closing body is further minimized and pressure pulsations are prevented.

Dadurch werden Geräuschemissionen und mechanische Belastungen der mit dem Ventil kommunizierenden Bauteile weiter verringert.This further reduces noise emissions and mechanical stresses on the components communicating with the valve.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Führungsabschnitt mindestens einen Führungssteg zum Halten des Ventilschließkörpers aufweist. Die Führungsstege sind vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Führungsabschnitts verteilt und verlaufen in axialer Richtung des Führungsabschnitts. Zur stabileren Führung verlaufen sie vorzugsweise über die annähernd gesamte Axialerstreckung des Führungsabschnitts.In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the guide section has at least one guide web for holding the valve closing body. The guide webs are preferably distributed uniformly over the circumference of the guide section and extend in the axial direction of the guide section. For more stable guidance, they preferably extend over the approximately entire axial extension of the guide section.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Führungsabschnitt in Längsrichtung länger als der größte Durchmesser des Dichtabschnitts. Durch die verlängerte Führung des Ventilschließkörpers wird der Ventilschließkörper stabiler gelagert.In a further advantageous development of the invention, the guide section is longer in the longitudinal direction than the largest diameter of the sealing section. Due to the extended guidance of the valve closing body, the valve closing body is stored more stable.

Durch die stabile Führung mittels der Führungsstege und/oder die stabile Lagerung mittels des verlängerten Führungsabschnitts reduziert sich die Schwingung des Ventilschließkörpers weiter, sodass Druckpulsationen, Geräuschentwicklungen und mechanische Belastungen der mit dem Ventil korrespondierenden Bauteile weiter verringert werden.Due to the stable guidance by means of the guide webs and / or the stable mounting by means of the extended guide section, the vibration of the valve closing body is further reduced, so that pressure pulsations, noise and mechanical loads of the valve-corresponding components are further reduced.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Ventil ein Gehäuse auf, das den Ventilschließkörper aufnimmt. Eine Abströmöffnung ist bevorzugt in Fließrichtung hinter dem Ventil ausgebildet. Vorteilhafterweise wird eine Strömung jedoch auf Höhe des Dichtelements zwischen einer Gehäuseaußenwand und einer an das Gehäuse angrenzenden äußeren Zylindergrundfläche, in welcher der Ventilsitz ausgebildet ist, abgeleitet. Vorzugsweise ist die Abströmöffnung eine ins Gehäuse eingeprägte radiale Nut.In an advantageous embodiment, the valve according to the invention has a housing which receives the valve closing body. An outflow opening is preferably formed in the flow direction behind the valve. Advantageously, however, a flow at the height of the sealing element between a housing outer wall and an adjacent to the housing outer cylinder base surface, in which the valve seat is formed, derived. Preferably, the discharge opening is an embossed into the housing radial groove.

Die Erfindung betrifft ebenso eine Kolbenpumpe mit einem erfindungsgemäßen Ventil für ein Hydraulik- oder Pneumatiksystem. Die Kolbenpumpe weist neben einem Kolben, einem Ventil, einem Zu- und Ablauf mindestens ein erfindungsgemäßes Ventil auf. Durch das optimierte Schwingungsverhalten des Ventils der Kolbenpumpe werden Druckpulsationen, Geräuschentwicklungen und die mechanische Belastungen der mit dem Ventil korrespondierenden Bauteile reduziert. Sie eignet sich daher vorzugsweise für Hochdrucksysteme und wird z. B. in Bremssystemen von Kraftfahrzeugen, wie ABS, ASP und ESP eingesetzt. Während eines Pumpenhubes der Kolbenpumpe wird der Ventilschließkörper aus dem Ventilsitz gehoben, sodass Hydraulikmedium aus einem Kompressionsraum der Pumpe entweicht, den Ventilschließkörper umströmt und über eine Abströmöffnung entweichen kann.The invention also relates to a piston pump with a valve according to the invention for a hydraulic or pneumatic system. In addition to a piston, a valve, an inlet and outlet, the piston pump has at least one valve according to the invention. Due to the optimized vibration behavior of the valve of the piston pump pressure pulsations, noise and the mechanical Reduced loads on the valve associated with the components. It is therefore preferably suitable for high pressure systems and z. B. used in brake systems of motor vehicles, such as ABS, ASP and ESP. During a pump stroke of the piston pump, the valve closing body is lifted out of the valve seat, so that hydraulic medium escapes from a compression space of the pump, flows around the valve closing body and can escape via an outflow opening.

Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Ventils zur Reduktion von Druckpulsationen und/oder Geräuschentwicklungen, insbesondere in einem Hydraulik- oder Pneumatiksystem, wobei ein erster Impuls des Flüssigkeitsstroms aus der vom Ventilsitz eingefassten Öffnung auf das Verschlusselement des Ventils übertragen wird. Auf den den Ventilsitz verschließenden geräusch und pulsationsanfälligen Ventilschließkörper wird nur der zweite Teil des Impulses übertragen. Das Schwingungsverhalten des erfindungsgemäßen Ventils wird ferner verbessert, indem der Ventilschließkörper beim Öffnen mittels des zylindrischen Führungsabschnitts definiert geführt wird. Durch das verringerte Schwingen des Ventilschließkörpers werden Druckpulsationen, Geräuschemissionen und mechanische Belastungen der mit dem Ventil kommunizierenden hydraulischen oder pneumatischen Bauteile reduziert. Das erfindungsgemäße Ventil wird zur Reduktion von Druckpulsationen und/oder Geräuschentwicklungen bevorzugt in Druck-, Saug- und Kolbenpumpen sowie in Hochdrucksystemen, z. B. Bremssystemen von Kraftfahrzeugen, wie ABS, ASP und ESP verwendet.Furthermore, the invention relates to the use of the valve according to the invention for the reduction of pressure pulsations and / or noise developments, in particular in a hydraulic or pneumatic system, wherein a first pulse of the liquid flow is transferred from the opening enclosed by the valve seat to the closure element of the valve. On the valve seat closing noise and pulsation-prone valve closing body only the second part of the pulse is transmitted. The vibration behavior of the valve according to the invention is further improved by the valve closing body is guided defined when opening by means of the cylindrical guide portion. The reduced vibration of the valve closing body reduces pressure pulsations, noise emissions and mechanical stresses on the hydraulic or pneumatic components communicating with the valve. The valve according to the invention is preferred for reducing pressure pulsations and / or noise developments in pressure, suction and piston pumps and in high-pressure systems, for. B. brake systems of motor vehicles, such as ABS, ASP and ESP used.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:An exemplary embodiment of the solution according to the invention will be explained in more detail below with reference to the attached schematic drawings. It shows:

1 einen Längsschnitt eines Ventilschließkörpers mit eingefügtem Verschlusselement, 1 a longitudinal section of a valve closing body with inserted closure element,

2 die Rückansicht II gemäß 1, 2 the rear view II according to 1 .

3 die Vorderansicht III gemäß 1, 3 the front view III according to 1 .

4 eine perspektivische Rückansicht des Ventilschließkörpers gemäß 1 und 4 a rear perspective view of the valve closing body according to 1 and

5 einen Längsschnittansicht eines Ventils mit einem Ventilschließkörper gemäß den 1 bis 4. 5 a longitudinal sectional view of a valve with a valve closing body according to the 1 to 4 ,

Die 1 bis 4 zeigen einen Ventilschließkörper 10 mit darin eingefügtem kugelförmigem Verschlusselement 12. Der Ventilschließkörper 10 ist aus einem kreiszylindrischen Führungsabschnitt 14 und in Längsrichtung zum zylindrischen Führungsabschnitt einem kalottenförmigen Dichtabschnitt 16 gebildet, dessen Dichtfläche kugelförmig ist. Im Führungsabschnitt 14 ist ein hohlzylindrischer Innenraum 18 gestaltet. Der Ventilschließkörper 10 weist ferner eine parallel zur Längsachse des Führungsabschnitts 14 ausgerichtete beidseits offene bzw. durchgehende zylindrische Aussparung 20 in Form einer kreiszylindrischen Bohrung auf. Die Aussparung 20 mündet einerseits zentral im Dichtabschnitt 16 und andererseits zentral im Innenraum 18 des Führungsabschnitts 14. Inder Aussparung 20 ist das Verschlusselement 12 angeordnet, welches als erste Stufe des Verschlussmechanismus wirkt. Die zum Dichtabschnitt 16 orientierte Mündung der Aussparung 20 ist durch einen verengten Radius des Endabschnitts der Aussparung 20 versperrt. Die zum Führungsabschnitt 14 orientierte Mündung der Aussparung 20 ist durch drei blattfederartige Hakenelemente bzw. Häkchen 22 versperrt, die einen Impuls des Verschlusselements 12 dynamisch abfedern.The 1 to 4 show a valve closing body 10 with inserted therein spherical closure element 12 , The valve closing body 10 is from a circular cylindrical guide section 14 and in the longitudinal direction of the cylindrical guide portion a dome-shaped sealing portion 16 formed, whose sealing surface is spherical. In the leadership section 14 is a hollow cylindrical interior 18 designed. The valve closing body 10 also has a parallel to the longitudinal axis of the guide portion 14 aligned on both sides open or continuous cylindrical recess 20 in the form of a circular cylindrical bore. The recess 20 opens on the one hand centrally in the sealing section 16 and on the other hand centrally in the interior 18 of the guide section 14 , Indian recess 20 is the closure element 12 arranged, which acts as a first stage of the shutter mechanism. The to the sealing section 16 oriented mouth of the recess 20 is by a narrowed radius of the end portion of the recess 20 blocked. The to the leadership section 14 oriented mouth of the recess 20 is by three leaf spring-like hook elements or hooks 22 locked, which is a pulse of the closure element 12 dynamically cushion.

4 zeigt ein Ventil 24 mit einem Gehäuse 26 sowie einem konusförmigen Ventilsitz 28 eines Zylinders 30. Der Ventilsitz 28 fasst kreisförmig eine Öffnung 32 des Zylinders 30 ein. In dem Gehäuse 26 ist der Ventilschließkörper 10 inklusive des Verschlusselements 12 des Ausführungsbeispiels aus 1 bis 3 aufgenommen. Dabei ist der Dichtabschnitt 16 des Ventilschließkörpers 10 dem Dichtsitz 28 am Zylinder 30 zugewandt. An den Dichtabschnitt 16 schließt in axialer Richtung vom Zylinder 30 weg der Führungsabschnitt 14 an. 4 shows a valve 24 with a housing 26 and a cone-shaped valve seat 28 a cylinder 30 , The valve seat 28 encircles an opening 32 of the cylinder 30 one. In the case 26 is the valve closing body 10 including the closure element 12 of the embodiment 1 to 3 added. Here is the sealing section 16 of the valve closing body 10 the seal seat 28 on the cylinder 30 facing. To the sealing section 16 closes in the axial direction of the cylinder 30 away the leadership section 14 at.

Innerhalb des Gehäuses 26 des Ventils 24 ist zentrisch ein Sackloch als Ventilkammer ausgebildet. In diesem Sackloch sind der Ventilschließkörper 10 und eine Rückstellfeder 34 als Schraubendruckfeder angeordnet. Die Rückstellfeder 34 stützt sich an einem Ende am Grund des Sacklochs ab und ragt am anderen Ende axial in den hohlzylindrischen Innenraum 18 des Führungsabschnitts 14 des Ventilschließkörpers 10 hinein. Durch die Rückstellfeder 34 wird der Ventilschließkörper 10 gegen den Ventilsitz 28 vorgespannt.Inside the case 26 of the valve 24 Centric blind hole is designed as a valve chamber. In this blind hole are the valve closing body 10 and a return spring 34 arranged as a helical compression spring. The return spring 34 is supported at one end at the bottom of the blind hole and projects axially into the hollow cylindrical interior at the other end 18 of the guide section 14 of the valve closing body 10 into it. By the return spring 34 becomes the valve closing body 10 against the valve seat 28 biased.

Beim Öffnen des Ventils 24 durch den Druck eines Flüssigkeitsstroms aus der Öffnung 32 des Zylinders 30 öffnet sich in einer ersten Stufe das kugelförmige Verschlusselement 12. Das Verschlusselement 12 wird in der Aussparung 20 zu der dem Ventilsitz 28 abgewandten Aussparungsmündung gedrängt bzw. getrieben, wo es von den Häkchen 22 dynamisch gestoppt wird. Dies hat zur Folge, dass der Öffnungsimpuls des Ventils 24 deutlich reduziert ist, dessen Geräuschverhalten somit optimiert wird und die mit dem Ventil 24 kommunizierenden Bauteile mechanisch weniger belastet werden.When opening the valve 24 by the pressure of a liquid flow from the opening 32 of the cylinder 30 opens in a first stage, the spherical closure element 12 , The closure element 12 will be in the recess 20 to the valve seat 28 pushed away or driven away from the opening recess, where it from the check mark 22 is stopped dynamically. This has the consequence that the opening pulse of the valve 24 is significantly reduced, whose noise behavior is thus optimized and with the valve 24 communicating components are mechanically less stressed.

In der zweiten Stufe des Öffnens des Ventils 24 öffnet der Ventilschließkörper 10, d. h. er wird vom Ventilsitz 28 abgehoben. Die Flüssigkeit strömt aus der Öffnung 32 des Zylinders 30 am Dichtabschnitt 16 vorbei und wird über eine radiale Nut 36 zwischen der Stirnseite des Gehäuses 26 und der Stirnseite des Zylinders 30 abgeleitet.In the second stage of opening the valve 24 opens the valve closing body 10 ie he is from the valve seat 28 lifted. The liquid flows out of the opening 32 of the cylinder 30 at the sealing section 16 over and over a radial groove 36 between the front of the housing 26 and the front of the cylinder 30 derived.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Ventil (24) mit einem Ventilschließkörper (10) und einem in Längsrichtung zum Ventilschließkörper (10) angeordneten Ventilsitz (28) für eine Kolbenpumpe, bei dem der Ventilschließkörper (10) einen zylindrischen Führungsabschnitt (14) und in Längsrichtung zum zylindrischen Führungsabschnitt (14) einen zum Ventilsitz (28) hin orientierten kalottenförmigen Dichtabschnitt (16) zum wahlweise Verschließen und Öffnen einer vom Ventilsitz (28) eingefassten Öffnung (32) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass im Ventilschließkörper (10) mindestens ein Verschlusselement (12) in Fließrichtung beweglich eingefügt ist, sodass beim Öffnen des Ventils (24) ein Flüssigkeitsstrom aus der Öffnung (32) den Ventilschließkörper (10) und das Verschlusselement (12) in Fließrichtung bewegt.Valve ( 24 ) with a valve closing body ( 10 ) and a longitudinal direction to the valve closing body ( 10 ) arranged valve seat ( 28 ) for a piston pump, in which the valve closing body ( 10 ) a cylindrical guide section ( 14 ) and in the longitudinal direction to the cylindrical guide portion ( 14 ) one to the valve seat ( 28 ) oriented dome-shaped sealing portion ( 16 ) for selectively closing and opening one of the valve seat ( 28 ) ( 32 ), characterized in that in the valve closing body ( 10 ) at least one closure element ( 12 ) is movably inserted in the flow direction, so that when opening the valve ( 24 ) a liquid flow from the opening ( 32 ) the valve closing body ( 10 ) and the closure element ( 12 ) moved in the flow direction. Ventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (12) in einer beidseits offenen hohlzylindrischen Aussparung (20) angeordnet ist, deren Mündung für das Verschlusselement (12) versperrt ist.Valve according to claim 1, characterized in that the closure element ( 12 ) in an open on both sides hollow cylindrical recess ( 20 ) is arranged, whose mouth for the closure element ( 12 ) is locked. Ventil gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Aussparung (20) durch mindestens ein in die Mündung ragendes Häkchen (22) versperrt ist.Valve according to claim 2, characterized in that the mouth of the recess ( 20 ) by at least one hook projecting into the mouth ( 22 ) is locked. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper (10) und/oder das Verschlusselement (12) aus Kunststoff gestaltet ist/sind.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve closing body ( 10 ) and / or the closure element ( 12 ) is made of plastic is / are. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (14) einen hohlzylindrischen Innenraum (18) aufweist, in dem eine Rückstellfeder (34) axial angeordnet ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide section ( 14 ) a hollow cylindrical interior ( 18 ), in which a return spring ( 34 ) is arranged axially. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (14) mindestens einen Führungssteg zum Halten des Ventilschließkörpers (10) aufweist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide section ( 14 ) at least one guide web for holding the valve closing body ( 10 ) having. Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsabschnitt (14) in Längsrichtung länger als der größte Durchmesser des Dichtabschnitts (16) ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the guide section ( 14 ) in the longitudinal direction longer than the largest diameter of the sealing portion ( 16 ). Ventil gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (24) ein Gehäuse (26) aufweist, das den Ventilschließkörper (10) aufnimmt, sodass sich zwischen einer Mantelaußenfläche des Führungsabschnitts (14) und einer in Längsrichtung zum Führungsabschnitt (14) orientierten Innenwand des Gehäuses (26) ein Durchtritt ausbildet ist.Valve according to one of the preceding claims, characterized in that the valve ( 24 ) a housing ( 26 ), which the valve closing body ( 10 ) receives, so that between a shell outer surface of the guide portion ( 14 ) and a longitudinal direction to the guide section ( 14 ) oriented inner wall of the housing ( 26 ) is formed a passage. Kolbenpumpe mit einem Ventil (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 für ein Hydraulik- oder Pneumatiksystem.Piston pump with a valve ( 24 ) according to one of claims 1 to 8 for a hydraulic or pneumatic system. Verwendung des Ventils (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Reduzieren von Druckpulsationen und/oder Geräuschentwicklungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Impuls des Flüssigkeitsstroms aus der vom Ventilsitz (28) eingefassten Öffnung (32) auf das Verschlusselement (12) des Ventils (24) übertragen wird.Use of the valve ( 24 ) according to one of claims 1 to 8 for reducing pressure pulsations and / or noise developments, characterized in that a first pulse of the liquid flow from the valve seat ( 28 ) ( 32 ) on the closure element ( 12 ) of the valve ( 24 ) is transmitted.
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