DE102014221891A1 - Exhaust valve arrangement of a piston pump of a vehicle brake system - Google Patents
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Abstract
Bei einer Auslassventilanordnung (28) einer Kolbenpumpe (10), insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einem Ventilkörper (34), der zum Ausschieben von Fluid aus der Kolbenpumpe (10) von einem Ventilsitz (36) abzuheben ist, ist erfindungsgemäß der Ventilkörper (34) im Inneren eines Dämpfungszylinders (44) in dessen axialer Richtung geführt und in dem Dämpfungszylinder (44) sind in dessen axialer Richtung aufeinander folgend mindestens zwei Auslassöffnungen (50) zum Abströmen von Fluid aus dem Inneren des Dämpfungszylinders (44) nach außen ausgebildet.In an exhaust valve arrangement (28) of a piston pump (10), in particular for a vehicle brake system, having a valve body (34) which is to be lifted from a valve seat (36) for expelling fluid from the piston pump (10), the valve body (34 ) are guided in the axial direction thereof inside a damping cylinder (44), and at least two outlet openings (50) for discharging fluid from the interior of the damping cylinder (44) are formed outwardly in the axial direction in the damping cylinder (44).
Description
Die Erfindung betrifft eine Auslassventilano,rdnung einer Kolbenpumpe, insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einem Ventilkörper, der zum Ausschieben von Fluid aus der Kolbenpumpe von einem Ventilsitz abzuheben ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung einer solchen Auslassventilanordnung in einem Pumpenelement einer Kolbenpumpe einer Fahrzeugbremsanlage. The invention relates to a Auslassventilano, rdnung a piston pump, in particular for a vehicle brake system, with a valve body, which is to lift off from a valve seat for expelling fluid from the piston pump. Furthermore, the invention relates to a use of such an outlet valve arrangement in a pump element of a piston pump of a vehicle brake system.
Stand der TechnikState of the art
Eine Auslassventilanordnung weist, wie allgemein üblich, einen Ventilsitz mit einem daran angeordneten Ventilkörper auf. Beim Ausschieben von Bremsfluid mittels eines Kolbens der zugehörigen Kolbenpumpe aus einem zugehörigen Zylinder wird der Ventilkörper vom Ventilsitz abgehoben und so das Abströmen des Bremsfluids aus dem Zylinder ermöglicht. Mit der pulsierenden Bewegung des Kolbens und dem damit verbundenen Öffnen und Schließen der zugehörigen Auslassventilanordnung ergeben sich Druckpulsationen der erzeugten Fluidströmung. Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslassventilanordnung einer Kolbenpumpe, insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage, zu schaffen, bei der auf besonders kostengünstige Weise eine hohes Maß an Dämpfung von Druckpulsationen und Druckspitzen erzielt ist.The invention has for its object to provide an exhaust valve assembly of a piston pump, in particular for a vehicle brake system, in which a particularly low-cost manner a high degree of damping of pressure pulsations and pressure peaks is achieved.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gemäß der Erfindung ist eine Auslassventilanordnung einer Kolbenpumpe, insbesondere für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einem Ventilkörper vorgesehen, der zum Ausschieben von Fluid aus der Kolbenpumpe von einem Ventilsitz abzuheben ist. Der Ventilkörper ist im Inneren eines Dämpfungszylinders in dessen axialer Richtung geführt und in dem Dämpfungszylinder sind in dessen axialer Richtung aufeinander folgend mindestens zwei Auslassöffnungen zum Abströmen von Fluid aus dem Inneren des Dämpfungszylinders nach außen ausgebildet. According to the invention, an outlet valve arrangement of a piston pump, in particular for a vehicle brake system, is provided with a valve body which is to lift off from a valve seat for expulsion of fluid from the piston pump. The valve body is guided in the axial direction in the interior of a damping cylinder, and at least two outlet openings for the outflow of fluid from the interior of the damping cylinder to the outside are formed in the damping cylinder successively in the axial direction.
Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass mittels der Abströmgeometrie der Auslassventilanordnung das Geräuschverhalten des gesamten zugehörigen Hydrauliksystems beeinflusst werden kann. Dazu reicht es nicht aus, im Abströmbereich der Auslassventilanordnung nur eine Festdrossel vorzusehen, mit einer solchen ergibt sich vielmehr der Nachteil, dass während der Druckphasen des Kolbens der Pumpeninnendruck übermäßig ansteigt. Ferner wird die Auslassventilanordnung mit einem Überschwingen des zugehörigen Ventilkörpers geöffnet, was zu einem Druckstoß führen kann, welcher die zugehörigen Fahrzeugbremsleitungen zu Schwingungen anregen kann. Gemäß der Erfindung ist demgegenüber der Ventilkörper einer Auslassventilanordnung in einer Führung, insbesondere in Gestalt einer Bohrung, in einem Dämpfungszylinder eng geführt. In diesem Dämpfungszylinder sind mehrere Auslassöffnungen in Gestalt von Bohrungen oder Schlitzen ausgebildet, die aufeinander folgend in axialer Richtung des Dämpfungszylinders angeordnet sind. Die Auslassöffnungen sind insbesondere derart ausgeführt und in ihrer Durchlassfläche dimensioniert, dass sich hinter dem Ventilkörper auch während dessen Bewegung im Dämpfungszylinder ein gleichmäßiger Staudruck ergibt. Dieser Staudruck stabilisiert und dämpft den Ventilkörper und dessen Bewegung. Der Staudruck in Strömungsrichtung hinter dem Ventilkörper, also an der vom zugehörigen Ventilsitz abgewandten Seite des Ventilkörpers, führt zu einer weitgehend konstanten Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilkörpers. Druckstöße werden indessen vermieden. Von den erfindungsgemäßen Auslassöffnungen befindet sich vorzugsweise mindestens eine an der vom Ventilsitz abgewandten Seite des Ventilkörpers bzw. hinter jenem Abschnitt, mit dem der Ventilkörper in dem Dämpfungszylinder eng geführt ist. The solution according to the invention is based on the knowledge that the noise behavior of the entire associated hydraulic system can be influenced by means of the outflow geometry of the outlet valve arrangement. For this purpose, it is not sufficient to provide only one fixed throttle in the outflow region of the outlet valve arrangement, but with such a disadvantage results rather that the pump internal pressure rises excessively during the pressure phases of the piston. Further, the exhaust valve assembly is opened with overshoot of the associated valve body, which can result in a surge, which can excite the associated vehicle brake lines to oscillate. In contrast, according to the invention, the valve body of an outlet valve arrangement in a guide, in particular in the form of a bore, is tightly guided in a damping cylinder. In this damping cylinder a plurality of outlet openings are formed in the form of holes or slots which are arranged successively in the axial direction of the damping cylinder. The outlet openings are designed in particular and dimensioned in their passage area that results in a uniform dynamic pressure behind the valve body during its movement in the damping cylinder. This dynamic pressure stabilizes and dampens the valve body and its movement. The ram pressure in the flow direction behind the valve body, that is on the side remote from the associated valve seat side of the valve body, leads to a substantially constant speed of movement of the valve body. However, pressure surges are avoided. Of the outlet openings according to the invention is preferably at least one on the side remote from the valve seat side of the valve body or behind that portion with which the valve body is guided in the damping cylinder tight.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind die mindestens zwei Auslassöffnungen in Umfangsrichtung des Dämpfungszylinders versetzt angeordnet. Das damit am Umfang des Dämpfungszylinders versetzte Ausströmen von Fluid führt zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Fluidströmung am Umfang des Dämpfungszylinders und damit ebenfalls zu einer Abmilderung von Druckunterschieden im Abströmbereich um den Dämpfungszylinder herum. According to the invention, the at least two outlet openings are arranged offset in the circumferential direction of the damping cylinder. The thus at the periphery of the damping cylinder offset outflow of fluid leads to a more uniform distribution of the fluid flow at the periphery of the damping cylinder and thus also to a Alleviation of pressure differences in the outflow area around the damping cylinder around.
Der Ventilkörper ist vorzugsweise mittels einer im Inneren des Dämpfungszylinders angeordneten Ventilfeder federnd gegen den Ventilsitz gedrängt. Die Dämpfungsfeder unterstützt jene Dämpfungswirkung, die erfindungsgemäß mit dem hinter dem Ventilkörper im Dämpfungszylinder zurückgehaltenen Fluidvolumen erreicht ist. Die Ventilfeder drängt den Ventilkörper auch gegen den Ventilsitz, so dass insbesondere während einer Saugphase des Kolbens die Anordnung aus Kolben und Zylinder zur Abströmseite hin verschlossen ist. The valve body is preferably urged resiliently against the valve seat by means of a valve spring arranged in the interior of the damping cylinder. The damping spring supports the damping effect which is achieved according to the invention with the volume of fluid retained behind the valve body in the damping cylinder. The valve spring also urges the valve body against the valve seat, so that the arrangement of piston and cylinder is closed off to the downstream side, in particular during a suction phase of the piston.
Bei der erfindungsgemäßen Auslassventilanordnung ist der Ventilkörper vorzugsweise kugelförmig gestaltet. Mit der Kugelform ergeben sich weitgehend gerundete Strömungswege um den Ventilkörper herum, wodurch Wirbelgebiete und Staugebiete im Dämpfungszylinder vermieden werden können. Alternativ ist der Ventilkörper scheibenförmig gestaltet. Mit der Scheibenform ist insbesondere eine enge Führung und auch Abdichtung des Ventilkörpers an einer inneren Mantelfläche des Dämpfungszylinders möglich. In the outlet valve arrangement according to the invention, the valve body is preferably designed spherical. The spherical shape results in largely rounded flow paths around the valve body, whereby turbulence areas and accumulation areas in the damping cylinder can be avoided. Alternatively, the valve body is designed disk-shaped. With the disc shape, in particular a tight guidance and also sealing of the valve body on an inner circumferential surface of the damping cylinder is possible.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, den Ventilkörper mittels einer Ventilkörperhülse in dem Dämpfungszylinder zu führen. Die Ventilkörperhülse ist dazu vorzugsweise als zylindrische Kalotte gestaltet, in der der Ventilkörper geringfügig beweglich eingesetzt ist. Die Kalotte verhindert ein Verkanten des Ventilkörpers während seiner Axialbewegung im Dämpfungszylinder. Ferner kann die Kalotte als Dichtelement und als Absperrelement an den erfindungsgemäßen Auslassöffnungen genutzt werden. Moreover, it is advantageous to guide the valve body by means of a valve body sleeve in the damping cylinder. The valve body sleeve is preferably designed as a cylindrical dome, in which the valve body is inserted slightly movable. The calotte prevents tilting of the valve body during its axial movement in the damping cylinder. Furthermore, the dome can be used as a sealing element and as a shut-off element at the outlet openings according to the invention.
Zusätzlich ist es vorteilhaft, den Ventilkörper an seinem Umfang mit einer zum Dämpfungszylinder hin gewandten Dichtung zu versehen. Die Dichtung ist bevorzugt mittels eines in den Ventilkörper eingesetzten Dichtrings gestaltet. Die derartige Gestaltung verbessert die Abdichtung und damit die Präzision der Bewegung des Ventilkörpers innerhalb des Dämpfungszylinders. In addition, it is advantageous to provide the valve body at its periphery with a seal facing the damping cylinder. The seal is preferably designed by means of a sealing ring inserted into the valve body. Such a design improves the sealing and thus the precision of the movement of the valve body within the damping cylinder.
Mittels der mindestens zwei erfindungsgemäßen Auslassöffnungen sind bevorzugt in axialer Richtung des Dämpfungszylinders aufeinander folgend mehrere Öffnungsflächen gebildet und die Gesamtfläche der Öffnungsflächen an einer Umfangslinie des Dämpfungszylinders ist umgekehrt proportional zum Abstand der Umfangslinie vom Ventilsitz gestaltet. Bei der derartigen Gestaltung werden die Öffnungsflächen am Dämpfungszylinder mit zunehmendem Abstand vom Ventilsitz also kleiner. Damit wird die Stauwirkung im Dämpfungszylinder mit zunehmenden Abstand des Ventilkörpers vom Ventilsitz größer. Der Ventilkörper wird also um so mehr gedämpft, je stärker er vom ausströmenden Fluid vom Ventilsitz abgehoben wird. By means of the at least two outlet openings according to the invention, a plurality of opening surfaces are preferably formed successively in the axial direction of the damping cylinder and the total area of the opening surfaces on a circumferential line of the damping cylinder is inversely proportional to the distance of the circumferential line from the valve seat. With such a configuration, the opening areas on the damping cylinder become smaller as the distance from the valve seat increases. Thus, the accumulation effect in the damping cylinder becomes larger with increasing distance of the valve body from the valve seat. The valve body is thus damped more, the more it is lifted from the outflowing fluid from the valve seat.
Die Erfindung ist auch gezielt auf eine Verwendung einer solchen erfindungsgemäßen Auslassventilanordnung in einem Pumpenelement einer Kolbenpumpe einer Fahrzeugbremsanlage gerichtet. In einer solchen Kolbenpumpe kommt insbesondere zum Tragen, dass die erfindungsgemäße Lösung besonders kompakt und kostengünstig herzustellen ist. The invention is also directed specifically to a use of such an outlet valve arrangement according to the invention in a pump element of a piston pump of a vehicle brake system. In such a piston pump comes in particular to bear that the solution according to the invention is particularly compact and inexpensive to produce.
Nachfolgend wird eine Ausführung der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Hereinafter, an embodiment of the solution according to the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying schematic drawings. It shows:
In
In dem Pumpenzylinder
Die Auslassventilanordnung
Der Ventilkörper
In den
In dem Dämpfungszylinder
In
Mit der
Die
Die
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102010040218 A1 [0002] DE 102010040218 A1 [0002]
- DE 19732771 A1 [0002] DE 19732771 A1 [0002]
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