DE102018211828A1

DE102018211828A1 - Aus einem Druckbegrenzungsventil und einem Rückschlagventil bestehendes Kombinationsventil und Bremsanlage mit einem solchen Kombinationsventil

Info

Publication number: DE102018211828A1
Application number: DE102018211828.0A
Authority: DE
Inventors: Heiko Gensert
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2020-01-23

Abstract

Ein Rückschlagventil (11) und ein Druckbegrenzungsventil (12) werden in einem Ventilgehäuse (20) verschachtelt angeordnet. Der Der Dichtsitz (24) für den ersten Ventilschließkörper (25) des Rückschlagventils (11) befindet sich im Boden einer Ventilkammer (21) des Ventilgehäuses (20), innerhalb der sich der erste Ventilschließkörper (25) befindet. Ein zweiter Ventilschließkörper (30) ist von einer Druckfeder (31) belastet und bildet ein Druckbegrenzungsventil (12). Der Dichtsitz für den zweiten Ventilschließkörper (30) befindet sich an einem Kanal (26), der durch den ersten Ventilschließkörper (25) verläuft.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein aus einem Druckbegrenzungsventil und einem Rückschlagventil bestehendes Kombinationsventil, aufweisend ein Ventilgehäuse mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, und aufweisend einen ersten Ventildurchlass und einen ersten Ventilschließkörper innerhalb des Ventilgehäuses zum Dichten des ersten Ventildurchlasses, sowie einen zweiten Ventildurchlass und einen zweiten Ventilschließkörper zum Dichten des zweiten Ventildurchlasses.
Solche Ventile werden für hydraulische Bremsanlagen mit wenigstens einem Bremskreis benötigt, der an einen elektromotorisch angetriebenen Bremsdruckgeber angeschlossen ist. Die Bremsanlagen weisen weiterhin einen Vorratsbehälter auf, der ebenfalls an den Bremsdruckgeber angeschlossen ist, wobei sich antiparallel zueinander in der Verbindung zwischen dem Bremsdruckgeber und dem Vorratsbehälter ein Druckbegrenzungsventil und ein Rückschlagventil befinden.
Der Bremsdruckgeber kann über das Rückschlagventil Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter ansaugen, wenn gleichzeitig die Verbindung zum Bremskreis hydraulisch geschlossen ist.
Das Druckbegrenzungsventil dient dem Berstschutz. Beim Druckaufbau im Bremskreis durch den Bremsdruckgeber können nämlich Druckspitzen auftreten, die durchaus so hoch werden können, dass ein Bersten des Bremssystems nicht ausgeschlossen ist. Treten solche Druckspitzen auf, öffnet das Druckbegrenzungsventil, so dass Bremsflüssigkeit in den Vorratsbehälter abgeleitet wird. Das Druckbegrenzungsventil besitzt somit einen Öffnungsdruck, der auf den maximal für den Bremskreis und dem Bremsdruckgeber verträglichen Bremsdruck eingestellt ist.
Bei den bisherigen Ausführungen der Bremsanlage sind beide Ventile getrennt voneinander ausgebildet und antiparallel in zwei parallel verlaufende Leitungen eingebaut.
Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, die Kombination aus einem Druckbegrenzungsventil und einem Rückschlagventil kompakt darzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe sieht daher die Erfindung vor, dass der erste Ventilschließkörper einen Kanal aufweist, der die beiden Anschlüsse miteinander verbindet, dass sich der erste Ventildurchlass in einem der Anschlüsse befindet und dass sich der zweite Ventildurchlass in dem Kanal befindet.
Auf diese Weise werden die beiden Ventile ineinander verschachtelt, so dass lediglich ein einziges Ventilgehäuse mit nur einem ersten und zweiten Anschluss benötigt wird. Durch die Verschachtelung ist das erfindungsgemäße Kombinationsventil kleiner als zwei nebeneinander angeordnete Ventile.
Für die Anordnung des zweiten Ventilschließkörpers gibt es zwei Möglichkeiten:

Die erste Möglichkeit besteht darin, dass der zweite Ventilschließkörper innerhalb des Kanals angeordnet ist.

Dazu ist der erste Ventilschließkörper als Zylinder ausgebildet, dessen eine dem Ventildurchlass zugewandte Stirnseite als Kugelkalotte ausgebildet ist, wobei der Kanal durch die Achse des Zylinders verläuft. Die Zylinderform ist notwendig, um ggf. eine Druckfeder im Kanal anordnen zu können.
Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass sich der zweite Ventilschließkörper außerhalb des Kanals befindet. Dazu ist der erste Ventilschließkörper als Kugel ausgebildet, wobei der Kanal durch das Zentrum der Kugel verläuft und die in den ersten Ventildurchlass weisende Mündung des Kanals als Dichtsitz ausgebildet ist.
Dazu ist der erste Ventildurchlass in einen in die Wand des Ventilgehäuses eingesetzten Stopfen ausgebildet, wobei der Stopfen eine Kammer aufweist, in der sich der zweite Ventilschließkörper befindet.
Die Zuordnung der Funktionalität zu den beiden Ventilen kann beliebig erfolgen. Daher ist entweder der erste oder der zweite Ventilschließkörper durch eine Druckfeder gegen den jeweils zugehörigen Ventildurchlass vorgespannt, um als Druckbegrenzungsventil zu fungieren, wobei der jeweils andere Ventilschließkörper als Rückschlagventil fungiert.
Das Druckbegrenzungsventil benötigt zwingend eine Druckfeder, deren Vorspannung den Berstdruck bestimmt. Der Ventilschließkörper des Rückschlagventils kann frei eingebaut sein. Um den Ventilschließkörper aber zumindest an dem ihm zugehörigen Ventildurchlass zu halten, kann eine Schließfeder vorgesehen sein. Deren Federrate und Vorspannung ist sehr schwach, damit der Ansaugvorgang möglichst wenig behindert wird.
Die Erfindung bezieht sich auch auf eine hydraulische Bremsanlage mit wenigstens einem Bremskreis, einem elektromotorisch angetrieben Bremsdruckgeber, der hydraulisch an den Bremskreis angeschlossen ist, und einem Vorratsbehälter, der hydraulisch an den Bremsdruckgeber angeschlossen ist, wobei sich antiparallel zueinander in der Verbindung zwischen dem Bremsdruckgeber und dem Vorratsbehälter ein Druckbegrenzungsventil und ein Rückschlagventil befinden.
Um ein kompaktes Design zu realisieren, wird vorgeschlagen, das Druckbegrenzungsventil und das Rückschlagventil - wie oben dargelegt - auszubilden.
Im Folgenden soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigt die

1 einen Ausschnitt aus dem hydraulischen Schaltplan einer Bremsanlage, bei dem ein erfindungsgemäßes Kombinationsventil eingebaut ist,
2 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Kombinationsventils und
3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform des Kombinationsventils.

Es wird zunächst Bezug auf die 1 genommen. In ihr werden nur die für die Erfindung wesentlichen Elemente der Bremsanlage gezeigt.
Die Bremsanlage besteht aus einem Bremskreis 1, an dem mindestens eine Radbremse 2 angeschlossen ist. Der Bremskreis 1 und damit die Radbremse 2 kann mittels eines motorisch angetriebenen Bremsdruckgebers 3 über ein Trennventil 4 mit Bremsflüssigkeit versorgt werden.
Der Bremsdruckgeber 3 besteht aus einem Zylinder 5, in dem mittels eines Kolbens 6 eine Speicherkammer 7 begrenzt ist. Der Kolben 6 wird mittels eines Motors 8 zum Verkleinern oder Vergrößern der Speicherkammer 7 vor- und zurückgefahren. Zum Druckaufbau in den Radbremsen wird bei einem geöffneten Trennventil 4 das Volumen der Speicherkammer 7 verkleinert, zum Druckabbau vergrößert.
Die Anlage sieht weiterhin einen Vorratsbehälter 9 vor, der über eine Leitung 10 mit der Speicherkammer 7 verbunden ist. Die Leitung spaltet in zwei parallele Zweige auf, wobei sich in dem einen Zweig ein Rückschlagventil 11 befindet, das zur Speicherkammer 7 hin öffnet, und in dem anderen Zweig ein Druckbegrenzungsventil 12, das zum Vorratsbehälter 9 hin öffnet..
Ist das Speichervolumen erschöpft, wird das Trennventil 4 geschlossen. Wird in diesem Fall das Speichervolumen vergrößert, wird über das Rückschlagventil 11 Bremsflüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 9 in die Speicherkammer 7 gesaugt. Insofern kann das Rückschlagventil 11 auch als Saugventil bezeichnet werden.
Der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 12 ist auf seinem sogenannten Berstdruck eingestellt. Dies ist der Druck, den der Bremskreis verträgt, ohne beschädigt zu werden. Sollte der Berstdruck bei einem Bremsdruckregelvorgang übertroffen werden, öffnet das Druckbegrenzungsventil 12 und begrenzt dadurch den Druck in den Bremskreisen auf den eingestellten Berstdruck.
Die 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines Kombinationsventils, bestehend aus einem Rückschlagventil 11 und einem Druckbegrenzungsventil 12.
Dieses besteht aus einem Ventilgehäuse 20, einem Anschluss A, der mit der Speicherkammer 7 verbunden ist, und einem gegenüberliegenden Anschluss B, der mit dem Vorratsbehälter 9 verbunden ist.
Das Gehäuse 20 kann Teil eines sogenannten Ventilblockes sein, in dem auch die Speicherkammer 7 des Bremsdruckgebers 3 ausgebildet ist. Der Anschluss A ist in diesem Fall ein Kanal in diesem Ventilblock. Der Anschluss B ist so ausgebildet, dass ein Anschlusszapfen des Vorratsbehälters 9 eingesteckt werden kann.
In dem Gehäuse befindet sich eine zylindrische Ventilkammer 21, in deren Boden der Anschluss A einmündet und dessen anderes Ende von einem Ring 22 abgeschlossen ist, dessen Durchlass den Anschluss B und gleichzeitig einen ersten Ventildurchlass 23 bildet. Die Mündung des Durchlasses 23 in Richtung auf die Ventilkammer 21 ist als Dichtsitz 24 ausgebildet.
In der Ventilkammer 21 befindet sich ein zylindrischer erster Ventilschließkörper 25 mit einem durchgehenden Kanal 26, wobei die Stirnseite des ersten Ventilschließkörpers 25 als Kugelkalotte 27 ausgebildet ist, die sich dicht an den Dichtsitz 24 anzulegen vermag.
Der erste Ventilschließkörper 25 ist durch eine Schließfeder 28 gegen den Dichtsitz 24 vorgespannt. Die bisher beschriebenen Ventilteile bilden das Rückschlagventil 11. Insofern ist die Schließfeder 28 relativ schwach ausgestattet. Sie ist lediglich in der Lage, den ersten Ventilschließkörper 25 am Dichtsitz 24 zu halten.
Der Kanal 26 im ersten Ventilschließkörper 25 stellt eine Verbindung zwischen den Anschüssen A und B auch dann dar, wenn das Rückschlagventil 11 geschlossen ist.
In dem Kanal 26 ist der zweite Ventilschließkörper 30 in Form einer Kugel angeordnet, die von einer Druckfeder 31 gegen einen Dichtsitz 32 gedrückt wird, wobei der Dichtsitz an einem Ring 33 ausgebildet ist, der in die Mündung des Kanals 26, die zum Anschluss A gerichtet ist, eingesetzt ist. Die Öffnung im Ring 33 bildet damit den zweiten Ventildurchlass 34. Das zuletzt beschriebene Ventil ist ein Druckbegrenzungsventil 12, wobei die Vorspannung der Druckfeder 31 auf einen Berstdruck eingestellt ist.
Das Druckbegrenzungsventil 12 ist daher normalerweise geschlossen. Übersteigt der Druck am Anschluss A den Berstdruck, öffnet das Druckbegrenzungsventil 12 und Bremsflüssigkeit kann zur Druckentlastung über den Anschluss B in den Vorratsbehälter 9 abfließen.
Entsteht im Anschluss A aber ein Unterdruck, öffnet das Rückschlagventil 11, so dass Bremsflüssigkeit vom Anschluss B (Vorratsbehälter 9) zum Anschluss A (Speicherkammer 7) fließen kann.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Im Ventilgehäuse 20 befindet sich am Anschluss A ein ringförmiger Stopfen 40, dessen in die Ventilkammer 21 weisende Mündung den Dichtsitz 24 für den ersten Ventilschließkörper 25 bildet.
Der sich in der Ventilkammer 21 befindende erste Ventilschließkörper 25 hat in dieser Ausführung die Form einer Kugel mit einem zentralen Kanal 26. Der erste Ventilschließkörper 25 ist mittels einer Druckfeder 31 gegen den Dichtsitz 24 vorgespannt. Die Mündung des Kanals 26, die zum Stopfen 40 weist, ist ebenfalls mit einem Dichtsitz 32 versehen, an den der zweite Ventilschließkörper 30 anliegt. Dieser befindet sich innerhalb einer Erweiterungskammer 41 im Stopfen 40 außerhalb des Kanals 26. Im Boden des Ventilgehäuses befindet sich der zum Vorratsbehälter 9 führende Anschluss B.
Der erste Ventilschließkörper 25 ist von der Druckfeder 31 gegen den Dichtsitz 32 vorgespannt, so dass der erste Ventildurchlass 23 geschlossen ist. Auf diese Weise ist das Druckbegrenzungsventil 12 gebildet. Der zweite Ventilschließkörper 30 verschließt die Mündung des Kanals 26 im ersten Ventilschließkörper und fungiert auf diese Weise als Rückschlagventil 11.
Liegt am Anschluss A (Speicherkammer 7) ein Unterdruck vor, so öffnet das Rückschlagventil 11, das in dieser Ausführung von dem zweiten Ventilschließkörper 30 gebildet wird. Auch hier kann ggf. eine schwache Schließfeder vorgesehen werden.
Liegt beim Anschluss A ein Berstdruck vor, so hebt sich der erste Ventilschließkörper 25 vom zugehörigen Dichtsitz 24 ab, wobei der zweite Ventilschließkörper 30 in seiner Schließstellung bleibt, so dass nun Bremsflüssigkeit am ersten Ventilschließkörper 25 vorbei durch den nun offenen ersten Ventildurchlass 23 abfließen kann, bis der Druck am Anschluss A auf den Berstdruck gesunken ist.
Bezugszeichenliste

1: Bremskreis
2: Radbremse
3: Bremsdruckgeber
4: Trennventil
5: Zylinder
6: Kolben
7: Speicherkammer
8: Motor
9: Vorratsbehälter
10: Leitung
11: Rückschlagventil
12: Druckbegrenzungsventil
20: Ventilgehäuse
21: Ventilkammer
22: Ring
23: erster Ventildurchlass
24: Dichtsitz
25: erster Ventilschließkörper
26: Kanal
27: Kugelkalotte
28: Schließfeder
30: zweiter Ventilschließkörper
31: Druckfeder
32: Dichtsitz
33: Ring
34: Zweiter Ventildurchlass
40: Stopfen
41: Erweiterungskammer

Claims

Aus einem Druckbegrenzungsventil (12) und einem Rückschlagventil (11) bestehendes Kombinationsventil, aufweisend ein Ventilgehäuse (20) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss, und aufweisend einen ersten Ventildurchlass (23) und einen ersten Ventilschließkörper (25) innerhalb des Ventilgehäuses (20) zum Dichten des ersten Ventildurchlasses (23), sowie einen zweiten Ventildurchlass (34) und einen zweiten Ventilschließkörper (30) zum Dichten des zweiten Ventildurchlasses (34), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilschließkörper (25) einen Kanal (26) aufweist, der die beiden Anschlüsse miteinander verbindet, dass sich der erste Ventildurchlass (23) in einem der Anschlüsse befindet und dass sich der zweite Ventildurchlass (34) in dem Kanal (26) befindet.
Kombinationsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ventilschließkörper (30) innerhalb des Kanals (26) angeordnet ist.
Kombinationsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilschließkörper (25) als Zylinder (5) ausgebildet ist, dessen eine dem Ventildurchlass zugewandte Stirnseite als Kugelkalotte (27) ausgebildet ist, und dass der Kanal (26) durch die Achse des Zylinders (5) verläuft.
Kombinationsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Ventilschließkörper (30) außerhalb des Kanals (26) befindet.
Kombinationsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventilschließkörper (25) als Kugel ausgebildet ist, dass der Kanal (26) durch das Zentrum der Kugel verläuft und dass die in den ersten Ventildurchlass (23) weisende Mündung des Kanals (26) als Dichtsitz (24) ausgebildet ist.
Kombinationsventil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ventildurchlass (23) in einen in die Wand des Ventilgehäuses (20) eingesetzten ringförmigen Stopfen (40) ausgebildet ist, wobei der Stopfen (40) eine Erweiterungskammer (41) aufweist, in der sich der zweite Ventilschließkörper (30) befindet.
Kombinationsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der erste Ventilschließkörper (25) oder der zweite Ventilschließkörper (30) durch eine Druckfeder (31) gegen den jeweils zugehörigen Ventildurchlass (23, 34) vorgespannt ist, um als Druckbegrenzungsventil (12) zu fungieren, und dass der jeweils andere Ventilschließkörper als Rückschlagventil (11) fungiert.
Kombinationsventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilschließkörper, der als Rückschlagventil (11) fungiert, durch eine Schließfeder (28) auf dem ihm zugehörigen Ventildurchlass gehalten ist.
Hydraulische Bremsanlage mit wenigstens einem Bremskreis (1), einem elektromotorisch angetriebenen Bremsdruckgeber (3), der hydraulisch an den Bremskreis (1) angeschlossen ist, und einem Vorratsbehälter (9), der hydraulisch an den Bremsdruckgeber (3) angeschlossen ist, wobei sich antiparallel zueinander in der Verbindung zwischen dem Bremsdruckgeber (3) und dem Vorratsbehälter (9) ein Druckbegrenzungsventil (12) und ein Rückschlagventil (11) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbegrenzungsventil (12) und das Rückschlagventil (11) von einem Kombinationsventil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 gebildet sind.