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Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe, insbesondere zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Hydrauliksystem, bestehend aus einem Ventilgehäuse, in dem ein einen Ventileinlass mit einem Ventilauslass verbindender Längskanal vorgesehen ist, mit einem im Längskanal eingesetzten Ventilschließkörper, der in Richtung eines im Ventilgehäuse ausgebildeten Ventilsitzes von einer Ventilfeder beaufschlagt ist, wobei zur Umgehung des Ventilschließkörpers eine hydraulische Blende in Form eines Bypasskanals vorgesehen ist.
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Eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art ist bereits aus der
DE 10 2013 202 588 A1 bekannt. Diese Ventilbaugruppe ist ein Bestandteil einer Dämpfereinheit, um die von einer Kolbenpumpe initiierte Druckpulsation in einer Kraftfahrzeugbremse zu minimieren. Die Ventilbaugruppe besteht aus einem patronenförmigen Ventilgehäuse, in dem ein mittels einer Ventilfeder belasteter Ventilschließkörper mit einem Ventilsitz differenzdruckabhängig zusammenwirkt. Zur Variation des Durchflusses weist das Ventilgehäuse eine hydraulische Blende auf mit der Besonderheit, dass die Blende als Kerbe in einem Ventilsitz eingebracht ist. Die vorgeschlagene Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass die Blende mittels eines aufwendigen Fräsvorganges hergestellt werden muss, wobei anschließend mittels eines aufwendigen Prüfverfahrens die Maßhaltigkeit der Blende kontrolliert werden muss.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilbaugruppe der eingangs genannten Art weiter zu entwickeln, um durch eine möglichst einfache und funktionsverbesserte Ausführung der Blende die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Bypasskanal ein Bestandteil des Ventilschließkörpers ist.
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Bei einer solchen Anordnung des Bypasskanals lässt sich dieser leichter und reproduzierbarer herstellen.
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Vorzugsweise ist der Ventilschließkörper vom Bypasskanal aus Richtung des Ventileinlasses in Richtung des Ventil-Auslasses durchdrungen.
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Der Bypasskanal durchdringt den Ventilschließkörper in der Mitte. Dies lässt eine gleichmäßige Durchströmung erwarten.
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Zur Führung des Ventilschließkörpers weist dieser die Kontur eines Kolbens auf, der abschnittsweise entlang seiner Mantelfläche im Ventilgehäuse geführt ist.
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Um das Schließ- und Öffnungsverhalten des Ventilschließkörpers zu beeinflussen, nimmt dieser an der Mantelfläche einen Reibring auf, der vorzugsweise als elastomerer O-Ring ausgeführt ist.
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Vorzugsweise weist der Ventilschließkörper auf der vom Ventilsitz abgewandten Stirnseite einen Führungszapfen auf, der die Ventilfeder zentriert.
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Vorzugsweise weist der Ventilschließkörper mit seinem auf den Ventilsitz gerichteten Abschnitt eine domförmige Kontur auf, die sich dicht an den Ventilsitz anzulegen vermag.
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Alternativ zu der einen Anordnung, bei der der Bypasskanal aus Richtung des Ventileinlasses in Richtung des Ventilauslasses durchdrungen ist, kann der Bypasskanal auch entlang der Außenkontur des Ventilschließkörpers ausgebildet werden.
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Eine besondere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass der Ventilschließkörper die Kontur einer Kalotte aufweist, an der sich der Führungszapfen als homogener Bestandteil anschließt, wobei in einem Abstand zur Kalotte der sich in die Ventilfeder erstreckende Führungszapfen außerhalb der Ventilfeder einen Bund aufweist, an dem sich die Ventilfeder abstützt, und der eine Nut aufweist, in der ein das Ventilgehäuse kontaktierender O-Ring liegt.
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Die Reibung, die der O-Ring bewirkt, kann dazu genutzt werden, das Schließverhalten des Ventils zu beeinflussen.
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Alternativ zu einer massiven Ausführung des Ventilschließkörpers kann dieser auch von einem Tiefziehteil gebildet werden.
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Das Tiefziehteil hat vorzugsweise die Form eines Stufenhohlzylinders, der ein Kopfteil sowie ein Führungsteil aufweist, wobei das Kopfteil einen kleineren Durchmesser aufweist als das Führungsteil und wobei die Ventilfeder im Führungsteil angeordnet ist.
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Die Front des Kopfteils ist dabei von einem die Blende aufnehmenden Boden geschlossen, wobei der Übergang zwischen dem Boden und der Mantelfläche des Kopfteils gerundet ist. Der Übergang legt sich zum Schließen des Ventils an den Ventilsitz an.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Ventilgehäuse an der Unterseite eine Kappe auf, die in der äußeren Mantelfläche des Ventilgehäuses eingeschnappt ist, wobei die Ventilfeder zwischen dem Ventilschließkörper und dem Boden der Kappe angeordnet ist, so dass sie sich einerseits an der Innenseite der Stufe zwischen dem Kopfteil und dem Führungsteil und anderseits an der Kappe abstützen kann.
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Auch bei dieser Ausführung wird der Ventilschließkörper in einem Längskanal im Ventilgehäuse geführt.
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Dabei ist in der Mantelfläche des Längskanals eine umlaufende Nut ausgebildet, die einen das Führungsteil kontaktierenden O-Ring aufnimmt. Auch hier kann die Reibung, die der O-Ring bewirkt, dazu genutzt werden, das Schließverhalten des Ventils zu beeinflussen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung dreier Ausführungsbeispiele anhand von drei Zeichnungen hervor. Dazu zeigen:
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1 eine erste Ausführung der Erfindung mit einem massiven Ventilschließkörper,
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2 eine zweite Ausführung der Erfindung mit einem massiven Ventilschließkörper,
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3 eine dritte Ausführung der Erfindung mit einem Ventilschließkörper, der aus einem Tiefziehteil besteht und
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4 eine vierte Ausführung der Erfindung entsprechend der Ausführung nach 2 mit einem O-Ring zur Beeinflussung des Schließverhaltens des Ventils.
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Die 1 zeigt im Längsschnitt eine detaillierte Gesamtansicht zur grundlegenden Konstruktion der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe, die bevorzugt zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Bremshydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Die Ventilbaugruppe besteht aus einem Ventilgehäuse 5, in dem ein einen Ventileinlass 3 mit einem Ventilauslass 4 verbindender Längskanal vorgesehen ist, mit einem im Längskanal eingesetzten Ventilschließkörper 2, der in Richtung eines im Ventilgehäuse 5 ausgebildeten Ventilsitzes 7 von einer Ventilfeder 9 beaufschlagt ist, wobei zur Umgehung des Ventilschließkörpers 2 eine hydraulische Blende in Form eines Bypasskanals 1 vorgesehen ist, wobei erfindungsgemäß der Bypasskanal 1 ein unmittelbarer Bestandteil des Ventilschließkörpers 2 ist. Dies geschieht vorteilhaft in der Weise, dass der Ventilschließkörper 2 vom Bypasskanal 1 aus der Richtung des Ventileinlasses 3 in der Richtung des Ventilauslasses 4 bevorzugt mittig durchdrungen ist. Besonders einfach und kostengünstig lässt sich der Bypasskanal 1 durch eine kalibrierte Bohrung herstellen.
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Theoretisch könnte bei Wunsch oder Bedarf der Bypasskanal 1 auch entlang der Außenkontur des Ventilschließkörpers 2 ausgebildet sein, worauf anhand der 1 nicht Bezug genommen wird, da dies keine herstelltechnischen Vorteile offenbart.
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Der Ventilschließkörper 2 weist die Kontur eines Kolbens auf, der abschnittsweise entlang seiner Mantelfläche im Ventilgehäuse 5 geführt ist, wobei zur Schwingungsreduzierung der Ventilschließkörper 2 an der Mantelfläche einen Reibring 6 aufnimmt, der vorzugsweise als elastomerer O-Ring ausgeführt ist.
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Ferner weist der Ventilschließkörper 2 auf der vom Ventilsitz 7 abgewandten Stirnseite einen Führungszapfen 8 auf, an den sich zur präzisen Führung die Ventilfeder 9 abstützt.
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Der Ventilschließkörper 2 weist in Richtung des Ventilsitzes 7 bevorzugt die Kontur einer Kalotte auf, an der sich der Führungszapfen 8 als homogener Bestandteil anschließt, wobei in einem Abstand zur Kalotte der sich in die Ventilfeder 9 erstreckende Führungszapfen 8 außerhalb der Ventilfeder 9 einen Bund 10 aufweist, an dem sich sowohl die Ventilfeder 9 als auch ein das Ventilgehäuse 5 kontaktierender O-Ring (Reibring 6) innerhalb einer in den Bund 10 eingeformten Ringnut 11 unter Vorspannung abstützt.
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Durch die als Bypasskanal 1 ausgeführte Blende ist unabhängig von der Stellung des Ventilschließkörpers 2 eine permanente Verbindung vom Ventileinlass 3 in Richtung des Ventil-auslasses 4 in der Ventilbaugruppe geschaffen. Der mit dem Ventilsitz 7 zusammenwirkende Ventilschließkörper 2 ist von einer Ventilfeder 9 beaufschlagt, die den Ventilschließkörper 2 in seiner Grundstellung am Ventilsitz 7 hält, sodass in der Grundstellung ausschließlich der Querschnitt der Blende freigegeben ist. Ein Abheben des Ventilschließkörpers 2 vom Ventilsitz 7 erfolgt somit ausschließlich differenzdruckabhängig, d. h. sofern der auf den Ventilschließkörper einwirkende Hydraulikdruck im Ventileinlass 3 größer ist als der Federdruck der beispielhaft als Zylinderfeder ausgeführten Ventilfeder 9. Die Ventilfeder 9 stützt sich mit ihrem ersten Windungsende am Ventilschließkörper 2 und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten zweiten Windungsende am unteren horizontalen Ende des Ventilgehäuses 5 auf einfache Weise ab.
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Das Ventilgehäuse 5 ist zweiteilig, bestehend aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, die beide zumindest formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Das Gehäuseoberteil besteht gemäß der 1 aus einem dickwandigen, vorzugsweise durch Kaltschlagen oder Konturdrehen eines aus einem Automatenstahl gefertigten Rohlings, an dessen Unterseite der Ventilsitz 7 ausgebildet ist. Hingegen ist der Ventilschließkörper 2 gemeinsam mit der Ventilfeder 9 in dem aus einem Tiefziehblech topfförmig verformten Gehäuseunterteil aufgenommen. Ferner weist das topfförmige Gehäuseunterteil zur Ausbildung des Ventilauslasses 4 in seiner Mantelfläche und/oder in seinem Topfboden wenigstens eine Auslassöffnung auf, die vorzugsweise durch Stanzen hergestellt ist.
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In der 2 ist zweite Ausführung der Erfindung dargestellt. Sie entspricht weitgehend der Ausführung nach 1. Das Gehäuseoberteil besteht ebenfalls aus einem massiven Teil, an dessen Unterseite sich ein hülsenartiger Fortsatz 12 anschließt, in dem der Ventilschließkörper 2 gemeinsam mit der Ventilfeder 9 aufgenommen ist. Das Gehäuseunterteil ist ein Deckel 13 mit einer zentralen Auslassöffnung, der das offene Ende des Fortsatzes 12 überdeckt und an dessen Innenseite die Ventilfeder angestützt ist. Der Deckel 13 kann – wie dargestellt – in den Fortsatz eingeclipst werden. Denkbar wäre aber auch, dass der Rand des Deckels mit der Außenmantelfläche des Fortsatzes x1 verbunden wird.
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In der 3 ist eine dritte Ausführung der Erfindung gezeigt. Das Ventilgehäuse 5 wird von einem homogenen zylindrischen Bauteil gebildet, das eine zylindrische Ausnehmung 14 besitzt, die zu einer Stirnseite des Ventilgehäuses 5 hin offen ist. In die Ausnehmung 14 mündet ein Kanal 15, der einen Ventileinlass 3 bildet. Der Ventilschließkörper 2 ist bei dieser Ausführungsform in Form eines Tiefziehteils 18 ausgebildet, das stufig ausgeführt ist und in die zylindrische Ausnehmung 14 des Ventilgehäuses 5, die koaxial zum Ventileinlass 3 verläuft, geführt ist. Die zylindrische Ausnehmung 14 ist eine koaxiale Fortsetzung des längs durch das Ventilgehäuse 5 verlaufenden Kanals 15. Der hülsenförmige Führungsteil 16 des Tiefziehteils 18 ist an den Durchmesser der Ausnehmung 14 angepasst.
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Das Tiefziehteil 18 besitzt weiterhin ein topfförmiges Kopfteil 17, das einen kleineren Durchmesser hat als der Führungsteil 16 und einen Ventilschließkörper 2 bildet. Der Übergang 19 zwischen dem Boden 20 und der Mantelfläche 21 des Kopfteils 17 ist gerundet und kann sich daher dicht an den konisch ausgeformten Ventilsitz 7 anlegen, der sich in der Mündung des Kanals 15 in die Ausnehmung 14 befindet. Im Zentrum des Bodens befindet sich der Bypasskanal 1 in Form einer Durchbohrung.
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In der Mantelfläche 21 des Kopfteils 17 befinden sich weitere Bohrungen 22, die eine Verbindung in die zylindrische Ausnehmung 14 herstellen. Diese wiederum besitzt ebenfalls Bohrungen in ihrer Seitenwand, die als Ventilauslässe 4 dienen.
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Innerhalb des Führungsteils 16 befindet sich eine Ventilfeder 9, die sich einerseits von innen an der Stufe zwischen dem Führungsteil 16 und dem Kopfteil 17 und andererseits an einer Kappe 23 des Ventilgehäuses 5 abstützt, die das untere, offene Ende der Ausnehmung 14 überdeckt. Die Kappe 23 ist mit einer äußeren Schnappverbindung, die in die äußere Mantelfläche des Ventilkörpers eingreift, an dem Ventilgehäuse 5 gehalten.
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Die Kappe 23 besitzt eine Öffnung 24, die ebenfalls als Ventilauslass 4 fungiert.
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In einer Ausführung der Erfindung wird das Tiefziehteil 18 gegenüber der Innenmantelfläche der Ausnehmung 14 gedichtet. Dies ist in 4 dargestellt. Dazu befindet sich an der Innenmantelfläche der Ausnehmung 14 eine umlaufende Nut 25, in der ein O-Ring 26 liegt, der das Führungsteil 16 kontaktiert.
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Der O-Ring 26 übt eine gewisse Reibungskraft auf das Tiefziehteil aus und beeinflusst damit das Schließ- bzw. Öffnungsverhalten in gewünschter Weise. Wird dieser Eingriff nicht benötigt, kann auf den O-Ring 26 verzichtet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bypasskanal
- 2
- Ventilschließkörper
- 3
- Ventileinlass
- 4
- Ventilauslass
- 5
- Ventilgehäuse
- 6
- Reibring
- 7
- Ventilsitz
- 8
- Führungszapfen
- 9
- Ventilfeder
- 10
- Bund
- 11
- Ringnut
- 12
- Fortsatz
- 13
- Deckel
- 14
- Ausnehmung
- 15
- Kanal
- 16
- Führungsteil
- 17
- Kopfteil
- 18
- Tiefziehteil
- 19
- Übergang
- 20
- Boden
- 21
- Mantelfläche
- 22
- Bohrungen
- 23
- Kappe
- 24
- Öffnung
- 25
- Nut
- 26
- O-Ring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013202588 A1 [0002]
