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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Kolbenpumpenventil für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einem Schließkörper zum wahlweisen Öffnen und Verschließen einer Ventilöffnung, der an einer Anströmseite von durch die Kolbenpumpe gefördertem Fluid anströmbar ist und mit einer Öffnungsbewegung ein Durchströmen des Fluides durch die Ventilöffnung erlaubt. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung eines derartigen Kolbenpumpenventils in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage.
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Hydraulische Fahrzeugbremsanlagen, wie sie insbesondere in Kraftfahrzeugen mit ABS- und ESP-Bremssystemen verwendet werden, weisen eine Kolbenpumpe mit mindestens einem zugehörigen Kolbenpumpenventil auf. Das einzelne Kolbenpumpenventil wirkt entweder als Ein- oder Auslassventil und trägt dazu bei, dass am Bremssystem geregelte Bremsdrücke bereitgestellt werden können. Dazu umfasst das Kolbenpumpenventil einen, herkömmlicherweise als Kugel geformten Schließkörper, der eine Ventilöffnung der Kolbenpumpe je nach Bedarf öffnet oder verschließt. Die Ventilöffnung befindet sich im Falle eines Auslassventils in der Regel an einer Stirnseite eines becherförmigen Zylinders, in dem ein Kolben axial verschiebbar gelagert ist. Der Kolben wird an einem seiner Enden von einem Exzenter angetrieben und ragt mit seinem anderen Ende in den becherförmigen Zylinder. Eine derartige Kolbenpumpe ist beispielsweise aus
DE 10 2009 046 313 A1 bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß ist ein Kolbenpumpenventil für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage geschaffen, mit einem Schließkörper zum wahlweisen Öffnen und Verschließen einer Ventilöffnung, der an einer Anströmseite von durch die Kolbenpumpe gefördertem Fluid anströmbar ist und mit einer Öffnungsbewegung ein Durchströmen des Fluides durch die Ventilöffnung erlaubt. Dabei ist der Schließkörper an seiner Anströmseite hohl gestaltet und kann sich bei bzw. mit der Öffnungsbewegung dort elastisch verformen. Mit anderen Worten ausgedrückt ist der Schließkörper, insbesondere im Längsschnitt betrachtet, mit einer konkaven Anströmseite gestaltet, deren Konkavität beim Öffnen des Ventils geweitet wird. Die Ventilöffnung wird insbesondere durch die Aufweitung der konkaven Form des Schließkörpers geöffnet.
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Die erfindungsgemäß hohle bzw. konkave Anströmseite des Schließkörpers heißt, dass die Anströmseite in Strömungsrichtung des Fluides ausgehöhlt ist. Wenn also das Fluid in eine Längsrichtung strömt, dann ist die Anströmseite ebenfalls in diese Längsrichtung ausgehöhlt, insbesondere gewölbt. Die Längsrichtung ist dabei insbesondere die axiale Richtung des zugehörigen Zylinders. „Konkav“ bedeutet dabei, dass die Anströmseite nach innen gewölbt ist, wobei „innen“ sich auf einen Innenraum bzw. den Druckraum der Kolbenpumpe bezieht. „Außen“ wäre hingegen ein sich in Strömungsrichtung hinter dem Innenraum erstreckender Außenraum der Kolbenpumpe.
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Derart gestaltet, weist der erfindungsgemäße Schließkörper im Längsschnitt betrachtet insbesondere einen mittleren Bereich auf, der beidseits von je einer Flanke begrenzt ist. Die jeweilige Flanke erstreckt sich gerade oder abgerundet bzw. gewölbt vom mittleren Bereich aus entgegen der Strömungsrichtung des Fluides. Der mittlere Bereich selbst kann ebenfalls zumindest leicht gewölbt sein. Besonders bevorzugt ist der mittlere Bereich eben ausgebildet. Der derart erfindungsgemäß gestaltete Schließkörper mit seiner hohlen bzw. konkaven Anströmseite verformt sich beim Anströmen mit Fluid unter Druck von seiner ursprünglichen Form in eine weniger konkave Form und wird damit vom anströmenden Fluid verformt, insbesondere aufgeweitet. Beim Verformen, insbesondere Aufweiten gibt der Schließkörper die Ventilöffnung frei, womit die Öffnungsbewegung ausgeführt wird. Das Aufweiten kann von einer weniger konkaven Form über eine ebene Form bis hin zu einer konvexen Form der Stirnfläche führen. Damit können ein bedarfsgerechter Strömungsquerschnitt und das Durchflussvolumen pro Zeiteinheit eingestellt werden. Der Strömungsquerschnitt ist eine Funktion eines Differenzdrucks zwischen dem vom Fluid auf den Schließkörper ausgeübten Druck und dem Druck, der in Strömungsrichtung nach dem Schließkörper herrscht (sowie von dessen zeitlichem Verlauf). Mittels des bedarfsgerecht einstellbaren Strömungsquerschnitts können störende Geräusche und Vibrationen zumindest weitgehend vermieden werden. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann so insbesondere ein geräusch- und vibrationsarmes Kolbenpumpenventil geschaffen werden.
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Das Verformen, insbesondere Aufweiten erfolgt erfindungsgemäß elastisch. Beim Verformen wird Verformungsenergie gespeichert, die bei nachlassendem Druck des Fluides dazu führt, dass der Schließkörper sich wieder in seine ursprüngliche Form zurückbewegt. Der Schließkörper wirkt damit von sich aus rückstellend bzw. federnd und übt damit neben der Funktion des Schließkörpers zugleich die Funktion des Rückstellelements aus. Material- und platzsparend ist so die erforderliche Anzahl an Bauteilen im Vergleich zu herkömmlichen Kolbenpumpenventilen reduziert.
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Ferner ist die erfindungsgemäße konkave Anströmseite vorteilhaft mittels eines besonders flachen, insbesondere scheibenförmigen Schließkörpers geschaffen, der in axialer Richtung wesentlich weniger Bauraum als herkömmliche Schließkörper verbraucht. Bevorzugt ist der Schließkörper erfindungsgemäß platzsparend als eine Scheibenfeder gestaltet.
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Weiterhin wirkt der Schließkörper erfindungsgemäß vorteilhaft an seiner Anströmseite mit einer Stirnfläche abdichtend, wobei die Stirnfläche an einem Auflageelement derart anliegt, dass die Ventilöffnung abgedichtet ist. Das Auflageelement ist bevorzugt ein Ventilsitzbauteil, das die Ventilöffnung umgibt. Besonders bevorzugt weist das Ventilsitzbauteil eine Erhöhung, insbesondere eine Stufe bzw. Kante auf, an der die Stirnfläche als Gegenseite abdichtend anliegt. Damit ist besonders platz- und materialsparend eine Dichtwirkung erzielt.
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Zudem ist der Schließkörper erfindungsgemäß vorzugsweise als eine Ringscheibe gestaltet, wobei die Ringscheibe insbesondere bei der Öffnungsbewegung in Strömungsrichtung des durch die Ventilöffnung strömenden Fluides verformt werden kann. Die Ringscheibe ist rund mit einer zentralen Öffnung bzw. einem Loch und scheibenförmig mit einem flächigen Element gestaltet. Das flächige Element weist zwei Stirnflächen auf, von denen sich eine Stirnfläche auf der Anströmseite befindet. Ferner umfasst das flächige Element eine Innenrandfläche an einem die zentrale Öffnung umgebenden Innenrand und eine Außenrandfläche an einem, dem Innenrand radial gegenüberliegenden Außenrand.
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Überraschenderweise ist gerade die derartige Öffnung im Schließkörper von besonderem Vorteil. Die zentrale Öffnung dient als Orientierungsmerkmal, womit der Schließkörper im erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventil besonders einfach ortsgenau positioniert werden kann. Zugleich ist der Innenrand der zentralen Öffnung bevorzugt an ein dafür vorgesehenes, gegenwirkendes Bauteil derart anordenbar, dass dieses gegenwirkende Bauteil die zentrale Öffnung in Strömungsrichtung des Fluides versperrt. In Verbindung mit dem flächigen Element ist damit die Ventilöffnung insgesamt verschlossen. Das flächige Element der Ringscheibe verformt sich erfindungsgemäß beim Anströmen von Fluid unter Druck und gibt dabei die Ventilöffnung frei. Dabei umfasst das Verformen hier auch ein Kippen der Ringscheibe. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Ringscheibe eine Kegelschale, die sich im Bereich ihres Außenrandes in Strömungsrichtung des Fluides verformt. Damit kann eine Tellerfeder als Ringscheibe verwendet werden.
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Weiterhin weist die Ringscheibe erfindungsgemäß vorteilhaft den genannten Innenrand auf und ist an einem Halteelement gehalten, an dem sie mit ihrem Innenrand abdichtet. Das Halteelement ist bevorzugt das bereits genannte gegenwirkende Bauteil und insbesondere ein Ventildeckelbauteil. Zum Abdichten am Innenrand ist die Ringscheibe insbesondere formschlüssig in Axialrichtung an dem Halteelement angebracht. Besonders bevorzugt ist die Ringscheibe an ihrem Innenrand elastisch verformbar, insbesondere radial aufweitbar. Damit kann die Ringscheibe an ihrem Innenrand ganz einfach kostenneutral an das Halteelement aufgeklippst worden sein. Alternativ kann die Ringscheibe an ihrem Innenrand mit dem Halteelement verstemmt worden sein. Mittels Verstemmen ist in einem zusätzlichen Fertigungsschritt eine stabilere und dichtere Verbindung im Vergleich zu einer geklippsten Verbindung geschaffen.
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Ferner weist der Schließkörper erfindungsgemäß in vorteilhafter Weise einen frei bewegbaren Endbereich auf. Dabei hat der Schließkörper eine Quererstreckung zu einer Hauptströmungsrichtung des Fluides und umfasst hinsichtlich dieser Quererstreckung einen radial inneren und einen radial äußeren Bereich. Sowohl der radial innere, als auch der radial äußere Bereich ist vorliegend als Endbereich bezeichnet. Erfindungsgemäß ist der Endbereich frei bewegbar bzw. hat ein freies Ende. Damit kann der Schließkörper gezielt am Endbereich von anströmendem Fluid zurückgedrängt und verformt, insbesondere aufgeweitet werden, womit die Ventilöffnung am Endbereich freigegeben wird. Dieser Endbereich befindet sich im Falle einer Ringscheibe als Schließkörper bevorzugt im radial inneren Bereich des Schließkörpers, sodass das Fluid zentral entlang der Längserstreckung des Kolbenpumpenventils aus der Kolbenpumpe austreten kann. Besonders bevorzugt befindet sich der erfindungsgemäß frei bewegbare Endbereich im radial äußeren Bereich des Schließkörpers. Im radial äußeren Bereich des Schließkörpers müssen vom Fluid im Vergleich zum radial inneren Bereich geringere Verformungskräfte aufgewendet werden. Damit kann die Öffnungsbewegung bereits bei einer relativ kleinen Druckerhöhung des Fluides schnell ausgeführt werden.
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Zudem weist der Schließkörper erfindungsgemäß vorteilhaft den genannten Außenrand auf, mit dem er abdichtend wirkt. Dazu liegt der Außenrand des Schließkörpers an einer Gegenseite, insbesondere einem Ventilsitzbauteil, abdichtend an. Diese Gegenseite weist insbesondere eine Fläche auf, die als Dichtfläche fungiert. Damit ist die Ventilöffnung besonders einfach und bauteilsparend abgedichtet.
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Weiterhin weist der Schließkörper gemäß der Erfindung vorzugsweise eine konstante Dicke in axialer Richtung auf. Damit ist ein Schließkörper geschaffen, der bezüglich seiner Dicke einen besonders gleichmäßigen Gegendruck gegen das anströmende Fluid ausübt. Variationen im Gegendruck ergeben sich nur durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Quererstreckung des Schließkörpers, sodass der Gegendruck des Schließkörpers allein durch Variation dieser Quererstreckung als ein variabler Faktor eingestellt werden kann. Eine bedarfsgerechte rückfedernde Wirkung nach dem Verformen kann so durch gezielte Variation allein dieses einen Faktors erreicht werden.
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Darüber hinaus ist bei einem erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventil vorteilhaft ein Wegbegrenzungselement für die Öffnungsbewegung des Schließkörpers vorgesehen. Dabei ist das Wegbegrenzungselement vorzugsweise auf einer der Anströmseite abgewandten Seite positioniert. Dort ist das Wegbegrenzungselement bevorzugt an einer, der Anströmseite abgewandten, Rückseite des Schließkörpers direkt angeordnet und/oder an einem der Rückseite des Schließköpers gegenüberliegenden Bauteil. Dieses Bauteil ist insbesondere ein Ventildeckelbauteil. Das Wegbegrenzungselement ist dort abstehend, sodass der Schließkörper beim Anströmen von Fluid und der damit erzeugten Öffnungsbewegung am Wegbegrenzungselement anschlägt. Damit ist ein weiteres Verformen, insbesondere Aufweiten des Schließköpers ausgeschlossen, sodass dessen maximale Auslenkung auf besonders einfache Art und Weise begrenzt ist. Mittels Begrenzen der Öffnungsbewegung ist der Strömungsquerschnitt je nach Einsatzbereich der Kolbenpumpe einstellbar.
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Ferner ist erfindungsgemäß vorteilhaft ein Kolbenpumpenventil mit einem Ventilsitzbauteil und einem Ventildeckelbauteil geschaffen, bei dem der Schließkörper zwischen dem Ventilsitzbauteil und dem Ventildeckelbauteil angeordnet ist. Dazu ist ein Gehäusebauteil vorgesehen, in dem das Ventildeckelbauteil eine darin befindliche Öffnung, vorzugsweise gestufte Öffnung fluiddicht verschließt. Das Ventildeckelbauteil grenzt einen Auslassbereich des Kolbenpumpenventils mit ab und drängt ferner das Ventilsitzbauteil in die Öffnung. Das Ventilsitzbauteil ist damit in der Öffnung ortsfest gehalten und trägt einen, die Ventilöffnung umgebenden Ventilsitz. Das Ventilsitzbauteil und das Ventildeckelbauteil sind damit also axial aufeinanderfolgend montiert, während das Ventildeckelbauteil das Ventilsitzbauteil ortsfest hält. Dazwischen ist der erfindungsgemäße Schließkörper lagegenau und beweglich hinsichtlich einer erfindungsgemäßen Öffnungsbewegung gehalten. Die beschriebene Anordnung ist einfach zu montieren. Darüber hinaus können bereits bestehende Kolbenpumpen besonders leicht mit dem erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventil nachgerüstet werden. Dabei kann der Schließkörper an einem der Bauteile, insbesondere am Ventildeckelbauteil vormontiert sein und muss dann bei einer Endmontage nicht mehr extra montiert werden.
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Bevorzugt liegt der Schließkörper am Ventilsitzbauteil und/oder am Ventildeckelbauteil an, insbesondere abdichtend und ist besonders bevorzugt vorgespannt.
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Ferner umfasst das Ventilsitzbauteil bevorzugt einen, zum Ventildeckelbauteil gewandten, um die Ventilöffnung verlaufenden, erhöhten Bereich, an dem der Schließkörper mit seiner Stirnfläche an der Anströmseite abdichtend anliegt. Zugleich dient der erhöhte Bereich als Stütze für den Schließkörper. Bevorzugt ist der erhöhte Bereich im Querschnitt betrachtet eine Stufe bzw. Kante und bildet das bereits genannte Auflageelement für die Stirnfläche an der Anströmseite des Schließkörpers.
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Darüber hinaus weist das Ventildeckelbauteil vorteilhaft eine Innenkontur mit einer Aussparung auf, in der der Schließkörper mit seinem Endbereich, im Falle einer Ringscheibe als Schließkörper insbesondere mit seinem radial inneren Bereich angeordnet ist. Mit einer radial um die Längserstreckung verlaufenden Aussparung ist in deren Zentrum ein zentraler Bereich des Ventildeckelbauteils geformt, der die zentrale Öffnung der Ringscheibe verschließt.
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Zudem ist die Innenkontur des Ventildeckelbauteils vorteilhaft mit einer Stufe geformt, die als Wegbegrenzungselement für die Öffnungsbewegung des Schließkörpers dient.
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Die Erfindung ist ferner auf eine Verwendung eines derartigen Kolbenpumpenventils in einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage gerichtet. Das derartige Kolbenpumpenventil benötigt mit dem erfindungsgemäß gestalteten Schließkörper im Vergleich zu bekannten Kolbenpumpenventilen platzsparend wesentlich weniger Bauraum in axialer Richtung. Damit ist auch die hydraulische Fahrzeugbremsanlage kleiner gestaltet, sodass ein für die Fahrzeugbremsanlage benötigter Bauraum im Fahrzeug reduziert wird. Ferner hat die hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit dem erfindungsgemäßen, geräusch- und vibrationsarmen Kolbenpumpenventil ein verbessertes NVH-Verhalten. NVH bedeutet „Noise, Vibration, Harshness“ und steht synonym für unangenehme Geräusche und Vibrationen im zugehörigen Fahrzeug, die mittels des erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventils reduziert werden. Aus diesem Grund ist die Erfindung zudem vorteilhaft auf eine Verwendung eines derartigen Kolbenpumpenventils in einer Kolbenpumpeneinrichtung gerichtet, die in einem geräuschsensitiven Bereich eingesetzt wird.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt einer Kolbenpumpe für eine Fahrzeugbremsanlage gemäß dem Stand der Technik mit einem zugehörigen Kolbenpumpenventil,
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2 einen vergrößerten Ausschnitt der Ansicht gemäß 1 eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventils,
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3 einen Ausschnitt der Ansicht gemäß 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventils,
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4 einen Ausschnitt der Ansicht gemäß 2 eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventils, und
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5 einen Ausschnitt der Ansicht gemäß 2 eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventils.
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In 1 ist eine Kolbenpumpe 10 für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage veranschaulicht. Die Kolbenpumpe 10 umfasst einen becherförmigen Zylinder 12, dessen Zylinderwand 14 sich längs einer Zylinderachse 16 erstreckt. An der offenen Stirnseite der Zylinderwand 14 befindet sich eine Filterhülse 18 und an diese anschließend ein Niederdruckdichtring 20 sowie ein Stützring 22.
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In dem Niederdruckdichtring 20 ist eine Kolbenstange 24 eines Kolbens geführt, zu dem ferner ein sich an die Kolbenstange 24 in Axialrichtung anschließendes Ventilsitzteil 26 gehört. In dem Ventilsitzteil 26 sind drei Einlassöffnungen 28 ausgebildet, zum Zuleiten von Bremsfluid aus einem Niederdruckbereich nach radial innen zu einem Ventilsitz 30 eines Einlassventils 32 als bekanntes Kolbenpumpenventil. Zu dem Einlassventil 32 gehören ferner ein Ventilkäfig 34 sowie eine darin gehalterte, schraubenförmige Rückstellfeder 36 und ein kugelförmiger Schließkörper 38. Der Ventilkäfig 34 ist einstückig mit einem Hochdruckdichtring 40 ausgebildet, der an der Innenseite der Zylinderwand 14 abdichtet und damit in dem Zylinder 12 einen Kompressionsraum bzw. Druckraum 42 für das zu fördernde Fluid abgrenzt.
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Im kreisförmigen Zylinderboden 44 des Zylinders 12 befindet sich mittig ein kegelstumpfförmiger Ventilsitz 46 eines Auslassventils 48 als weiteres bekanntes Kolbenpumpenventil, dessen kreisrunde Ventilöffnung 50 mit einem kugelförmigen Schließkörper 52 verschließbar ist. Der Schließkörper 52 wird dabei mittels einer schraubenförmigen Rückstellfeder 54 gegen den Ventilsitz 46 gedrängt, die sich an einem Pumpendeckel 56 abstützt. In dem Pumpendeckel 56 sind als Auslass 58 Kanäle zum Abführen von Bremsfluid aus dem Zylinderraum 42 unter Druck ausgebildet. Der Druckaufbau erfolgt mittels des aus der Kolbenstange 24, dem Ventilsitzteil 26 und dem Hochdruckdichtring 40 gebildeten Kolbens, wobei dieser Kolbenbewegung mittels einer sich im Zylinderraum 42 befindenden Rückstellfeder 60 zum Zurückstellen des Kolbens entgegengewirkt wird.
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Mit dem Pumpendeckel 56 ist der Zylinder 12 und mit ihm die Filterhülse 18 sowie der Niederdruckdichtring 20 und der Stützring 22 in einer als gestuften Bohrung ausgebildeten Gehäuseöffnung 62 eines blockförmigen Pumpengehäuses 64 zurückgehalten. Ferner ist das Pumpengehäuse 64 bzw. Gehäusebauteil mit dem Pumpendeckel 56 fluiddicht verschlossen. Der Pumpendeckel 56 ist dazu über einen ringförmigen Bereich 66 hinweg mit dem Pumpengehäuse 64 verstemmt. Der Pumpendeckel 56 dichtet damit einen mit den Kanälen des Auslasses 58 gebildeten Auslassbereich nach außen ab. Dieser Auslassbereich ist mit einer Dichtschulter 68 am Zylinder 12 zwischen dem Zylinder 12 und der Gehäuseöffnung 62 gegen einen an den Einlassöffnungen 28 befindlichen Einlassbereich abgedichtet.
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2 bis 5 zeigen Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kolbenpumpenventils 70, welches in axialer Richtung einen Schließkörper 72 zwischen einem Ventilsitzbauteil 74 und einem Ventildeckelbauteil 76 umfasst. Der Schließkörper 72 dient zum wahlweisen Öffnen und Verschließen der Ventilöffnung 50 und erfindungsgemäß zugleich als Rückstellelement. Der Schließkörper 72 ist zwischen dem Ventilsitzbauteil 74 und dem Ventildeckelbauteil 76 zumindest geringfügig vorgespannt und weist eine konstante Dicke 77 in axialer Richtung auf.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist der Schließkörper 72 eine Ringscheibe 78 in Gestalt einer kegelschalenförmigen Tellerfeder mit einem flächigen Element 79, das an einem Innenrand 80 eine zentrale Öffnung 82 kreisförmig umgibt. In die zentrale Öffnung 82 ragt ein zylinderförmiger Abschnitt 84 des Ventildeckelbauteils 76 mit einem radial nach außen gerichteten Halteelement 86 in Form eines Absatzes, auf das die Ringscheibe 78 mit ihrem Innenrand 80 kostenneutral aufgeklippst ist. Damit verschließt der Abschnitt 84 mit dem Halteelement 86 und dem Innenrand 80 die zentrale Öffnung 82 zumindest weitgehend fluiddicht und der Innenrand 80 ist am Ventildeckelbauteil 76 ortsfest fixiert. Ferner ist damit ein handel- und transportierbares Kombinationsbauteil aus Schließkörper 72 und Ventildeckelbauteil 76 gebildet, das für eine zeitsparende Montage der Kolbenpumpe 10 bereits vorgefertigt worden sein kann.
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Ferner weist die Ringscheibe 78 radial gegenüber dem Innenrand 80 einen Außenrand 88 auf, der einen frei bewegbaren Endbereich 90 abschließt. Der frei bewegbare Endbereich 90 liegt in verschlossenem Zustand des Kolbenpumpenventils 70 am Ventilsitzbauteil 74 abdichtend an und verschließt so die Ventilöffnung 50. Dazu ist in den Ausführungsbeispielen gemäß 2 bis 4 am Ventilsitzbauteil 74 ein Auflageelement 92 vorgesehen, an dem eine Stirnfläche 94 des Schließkörpers 72 aufliegt. Das Auflageelement 92 ist vorliegend als umlaufende Ecke bzw. Kante bzw. Stufe ausgebildet und dient dabei als Stütze für den Schließkörper 72 sowie als Dichtsitz für die Stirnfläche 94. Die Stirnfläche 94 befindet sich auf einer Anströmseite 96 des Schließkörpers 72, die beim Einfahren der Kolbenstange 24 vom dabei durch die Ventilöffnung 50 gedrängten Fluid angeströmt wird und bildet damit eine hydraulische Wirkfläche.
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Die Stirnfläche 94 ist mit der beschriebenen Anordnung des Schließkörpers 72 als Ringscheibe 78 in Form einer kegelschalenförmigen Tellerfeder auf der Anströmseite 96 hohl gestaltet bzw. konkav geformt. An dieser dabei mit einer Stirnfläche 94 gebildeten konkaven Anströmseite 96 weitet sich der Schließkörper 72 beim Anströmen von unter Druck stehendem Fluid erfindungsgemäß auf bzw. verformt sich derart elastisch, dass der frei bewegbare Endbereich 90 vom Auflageelement 92 abgehoben wird. Dadurch wird eine Öffnungsbewegung 98 erzeugt, bei der das Fluid aus dem Druckraum 42 durch einen hydraulischen Ausgang bzw. eine Ausströmöffnung 100 ausströmt, die dazu im Pumpengehäuse 64 zwischen Ventilsitzbauteil 74 und Ventildeckelbauteil 76 angeordnet ist. Lässt der Druck des ausströmenden Fluides auf den Schließkörper 72 und insbesondere auf dessen frei bewegbaren Endbereich 90 nach, so drängt dieser aufgrund einer beim elastischen Verformen gespeicherten Verformungsenergie wieder gegen das Auflageelement 92 zurück. Damit wird die Ventilöffnung 50 wieder verschlossen und der Schließkörper 72 wirkt erfindungsgemäß bauteilsparend zugleich als Rückstellelement. Ferner ist mit dem erfindungsgemäßen Schließkörper 72 ein sehr flaches Rückstellelement geschaffen, wodurch wenig Bauraum in axialer Richtung der Kolbenpumpe 10 verbraucht wird.
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Auf einer, in Bezug auf die Stirnfläche 94 der Anströmseite 96 abgewandten Rückseite 102 des Schließkörpers 72 ist ein Wegbegrenzungselement 104 vorgesehen. Das Wegbegrenzungselement 104 ist am Ventildeckelbauteil 76 in Form einer umlaufenden Stufe bzw. Kante ausgebildet, an der der Schließkörper 72 mit seiner Rückseite 102 bei der Öffnungsbewegung 98 anschlagen kann. Damit ist das Verformen bzw. Aufweiten des Schließkörpers 72 auf eine maximale Auslenkung begrenzt.
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Ferner ist das Ventildeckelbauteil 76 mit einer radial umlaufenden Aussparung 106 versehen, die vorliegend als Stufe ausgebildet ist, aber auch als Fase gestaltet sein kann. Mittels der Aussparung 106 wird eine zentrierte Montage des Ventildeckelbauteils 76 im Pumpengehäuse 64 erleichtert.
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Die Ausführungsbeispiele gemäß 3 bis 5 zeigen verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Schließkörpers 72. Diese Varianten wirken wie im Ausführungsbeispiel gemäß 2 beschrieben, weisen im Unterschied dazu aber insbesondere keine zentrale Öffnung 82 auf.
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Der Schließkörper 72 gemäß 3 ist eine in Hauptströmungsrichtung des Fluides ausgehöhlte Kugelkalotte 108 mit einer konkaven Stirnfläche 94 an der Anströmseite 96.
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4 zeigt einen Schließkörper 72 in Form eines hohlen Kegelstumpfes mit einem mittleren, ebenen Bereich 110 und einer daran umlaufenden Kegelschale 112. Die Kegelschale 112 bildet, im Querschnitt betrachtet, zwei zum Ventilsitzbauteil 74 gerichtete Flanken. Damit ist die erfindungsgemäße konkave Anströmseite 96 mit deren Stirnfläche 94 geformt, die im verschlossenen Zustand des Kolbenpumpenventils 70 abdichtend an einer umlaufenden Fase als Auflageelement 92 anliegt.
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In 5 ist ein Schließkörper 72 dargestellt, der einen mittleren, konvexen Bereich 114 mit einer daran umlaufenden Kegelschale 112 umfasst, sodass insgesamt eine konkave Anströmseite 96 geschaffen ist. Ferner liegt hier im Unterschied zu den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen der Außenrand 88 des Schließkörpers 72 abdichtend am Ventilsitzbauteil 74 an.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009046313 A1 [0002]
