DE102020208639A1

DE102020208639A1 - Ventilbaugruppe

Info

Publication number: DE102020208639A1
Application number: DE102020208639.7A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Kretschmer
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2021-03-04
Also published as: WO2021037930A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventilbaugruppe, bestehend aus einem patronenförmigen Ventilgehäuse (8) mit einem einen Ventileinlass (7) mit einem Ventilauslass (10) verbindenden Längskanal (2), in dem ein mittels einer Schließfeder (1) belasteter Schließkörper (3) mit einer Ventilsitzfläche (9) des Ventilgehäuse (8) zusammenwirkt, wobei die Schließfeder (1) sich mit ihrem ersten Windungsende am Schließkörper (3) und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten zweiten Windungsende im Ventilgehäuse (8) abstützt, sowie mit einer hydraulischen Blendenöffnung (19), die zur Umgehung des Schließkörpers (3) in einer Parallelschaltung zum Schließkörper (3) angeordnet ist. Die Erfindung sieht vor, dass im Schließkörper (3) ein Rückschlagventil (4) eingesetzt ist, das in Richtung des Ventilauslasses (10) die hydraulische Verbindung zwischen dem Ventileinlass (7) und dem Ventilauslass (10) freigibt sowie in umgekehrter Richtung den Durchlass versperrt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe, insbesondere zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Hydrauliksystem, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art ist bereits aus DE 10 2009 006 980 A1 bekannt. Diese Ventilbaugruppe ist ein Bestandteil einer Dämpfereinheit, um die von einer Kolbenpumpe initiierten Druckpulsation in einer Kraftfahrzeugbremse zu minimieren. Die Ventilbaugruppe besteht aus einem patronenförmigen Ventilgehäuse, in dem ein mittels einer Schließfeder belasteter Schließkörper mit einem Ventilsitz differenzdruckabhängig zusammenwirkt. Zur Variation des Durchflusses weist das Ventilgehäuse eine erste und eine zweite hydraulische Blende in unterschiedlichen Größen auf, mit der Besonderheit, dass die erste Blende in Reihenanordnung und die zweite Blende in Parallelanordnung zum Schließkörper im Ventilgehäuse aufgenommen ist.
Die vorgeschlagene Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass bei einer Bremsbetätigung über die beiden Blenden eine Rückströmung in die Dämpfereinheit erfolgt, wodurch das in der Dämpfungskammer angeordnete elastisches Dämpfungselement komprimiert wird, was mit Blick auf die Dauerbeanspruchung des Dämpfungselements als auch wegen der Haptik bzw. der nachteiligen Beeinflussung der Pedalcharakteristik unerwünscht ist.
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 die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen im Folgenden aus der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele anhand der 1 und 2 hervor.
Es zeigt die 1 zur Anordnung in einer hydraulischen Fahrzeugbremse eine erfindungsgemäße Ventilbaugruppe im Längsschnitt mit einem Rückschlagventil, das die Rückströmung in Richtung einer an der Ventilbaugruppe eingangsseitig angeschlossenen Dämpfereinheit verhindert.
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, wozu eine hydraulische Blende in Form einer Blendenöffnungen 15 in einem Schließkörper 3 zentral angeordnet ist, der in einem Längskanal 2 des Ventilgehäuses 8 geführt ist, sodass unabhängig von der Stellung des Schließkörpers 3 infolge der Blendenöffnung 15 ein permanente Verbindung vom Ventileinlass 7 in Richtung des Ventilauslasses 10 in der Ventilbaugruppe geschaffen ist. Der mit einem Ventilsitzfläche 9 im Ventilgehäuse 8 zusammenwirkende Schließkörper 3 ist von einer Schließfeder 1 beaufschlagt, die den Schließkörper 3 in seiner Grundstellung an der Ventilsitzfläche 9 geschlossen hält, sodass in der Grundstellung ausschließlich der Querschnitt der Blendenöffnung 15 freigegeben ist. Ein Abheben des Schließkörpers 3 von der Ventilsitzfläche 9 erfolgt somit ausschließlich differenzdruckabhängig, d.h. sofern der auf den Schließkörper 3 einwirkende Hydraulikdruck im Ventileinlass 7 größer ist als der Federdruck der als Zylinderfeder ausgeführten Schließfeder 1. Die Schließfeder 1 stützt sich hierzu mit ihrem ersten Windungsende am Schließkörper 3 und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten zweiten Windungsende am Boden des Ventilgehäuses 8 ab.
Um eine Rückströmung vom Ventilauslass 10 in eine stromaufwärts am Ventileinlass 7 der Ventilbaugruppe angeschlossene Pumpengeräuschdämpfungskammer (Dämpfereinheit) zu verhindern, schlägt die Erfindung vor, dass im Schließkörper 3 ein Rückschlagventil 4 integriert ist, das in Richtung des Ventilauslasses 10 die hydraulische Verbindung im Längskanal 2 zwischen dem Ventileinlass 7 und dem Ventilauslass 10 freigibt und in umgekehrter Richtung den Durchlass im Längskanal 2 versperrt.
Die erwähnte Pumpengeräuschdämpfungskammer steht mit der Druckseite einer Pumpe in Verbindung, sodass der Pumpenförderstroms pulsationsfrei infolge mehrerer in die Geräuschdämpfungskammer eingesetzter, elastisch verformbarer Dämpferelemente und anschließend über die als Kaskadenventil konzipierte Ventilbaugruppe zu einer Radbremse gelangt.
Da die Radbremse unabhängig von der Aktivierung der Pumpe ebenso durch die Pedalbetätigung eines Hauptbremszylinders hydraulisch beaufschlagbar ist, sind die zuvor bereits erläuterten erfindungswesentlichen Merkmale zu beachten, um anstelle einer Pumpenbetätigung bei einer ausschließlich manuellen Betätigung der Radbremse über den Hauptbremszylinder eine unerwünschte Pedalhaptik und ggf. eine Zunahme des Pedalwegs durch die bisher nachteilige Rückströmung über den Ventilauslass 10 der Ventilbaugruppe in umgekehrter Richtung in die Geräuschdämpfungskammer (Dämpfereinheit) zu verhindern.
In einer zweckmäßigen, konstruktiv besonders einfachen Bauweise besteht das Rückschlagventil 4 aus einer Kugel und einem im Schließkörper 3 kegelförmig ausgebildeten Ventilsitz 6, der in Wirkverbindung mit der Kugel in einem Hohlraum 14 des Schließkörpers 3 angeordnet ist. Die Kugel ist mit Radial- als auch Axialspiel im Hohlraum 14 des Schließkörpers 3 aufgenommen, sodass ein verzögerungsfreies Ansprechverhalten gewährleistet ist.
Das patronenförmige Ventilgehäuse 8 ist zweiteilig aus einem Gehäuseoberteil 12 und einem Gehäuseunterteil 13 hergestellt, die beide zumindest formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Das die Ventilsitzfläche 9 aufweisende Gehäuseoberteil 12 besteht aus einem dickwandigen, vorzugsweise durch Kaltschlagen oder Konturdrehen eines aus einem Automatenstahl gefertigten Rohlings, an dessen Unterseite das aus einem Tiefziehblech topfförmig verformte Gehäuseunterteil 13 aufgenommen ist, in dem sowohl die Schließfeder 1 als auch der das Rückschlagventil 4 aufnehmende Schließkörper 3 axial beweglich angeordnet ist.
Das topfförmige Gehäuseunterteil 13 weist zur Ausbildung eines Ventilauslasses 10 in seiner Mantelfläche wenigstens eine Öffnung 5 auf, die in Nähe der Verbindungsstelle beider Gehäuseteile vorzugsweise durch Stanzen hergestellt ist.
Zur möglichst kompakten Ausführung ist der Schließkörper 3 als Stößel gestaltet, der sich unter der Wirkung der Schließfeder 1 mit seinem kalottenförmigen Stößelkopf 16 an der Ventilsitzfläche 9 abstützt, dessen dem Stößelkopf 16 zugewandte kegelförmige Stirnfläche einen Ventilsitz bildet.
Wie eingangs erwähnt ist eine Blendenöffnung 15 im Stößelkopf 16 vorgesehen, die fluchtend zum Längskanal 2 ausgerichtet ist. Die Blendenöffnung 15 erstreckt sich in einen das Rückschlagventil 4 im Schließkörper 3 aufnehmenden Hohlraum 14, der über wenigstens einen Durchlass 11 im Mantel des Schließkörpers 3 mit dem Ventilauslass 10 im Ventilgehäuse 8 verbindbar ist.
Ferner geht aus der 1 hervor, dass der Stößel einen im Gehäuseunterteil 13 präzise geführten Bund 17 aufweist, an dessen vom Stößelkopf 16 abgewandten Stirnfläche sich die Schließfeder 1 abstützt.
Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist das Rückschlagventil 4 bevorzugt lose und damit nicht unter der Wirkung einer Druckfeder im topfförmigen Gehäuseunterteil 13 aufgenommen, was im Rahmen eines für eine hydraulische Bremsanlage erforderlichen Evakuier-und Befüllprozesses eine umfassende Evakuierung der Geräuschdämpfungskammer über den Ventilauslass 10 der Ventilbaugruppe begünstigt.
Das Rückschlagventil 4 lässt sich in den vom Schließkörper 3 abnehmbar ausgebildeten Stößelkopf 16 einsetzen, der mittels einer oberhalb des Bunds 17 kragenförmig ausgebildeten Pressverbindung am Schließkörper 3 fixiert ist.
Schließlich zeigt die 2 im Längsschnitt eine alternative Anordnung des Rückschlagventils 4 unmittelbar im Längskanal 2, sodass das Rückschlagventil 4 unmittelbar zwischen dem Stößelkopf 16 und einem im Längskanal 2 integrierten Ventilsitz 6 beweglich aufgenommen ist. Damit vereinfacht sich die Gestaltung des Schließkörpers 3, der somit einteilig ausgeführt ist und bei Wunsch oder Bedarf im Bereich seines Bunds 17 mit einer Dichtung versehen ist. Ferner entfällt die Integration der Blendenöffnung 15 im Stößelkopf 13, welche nunmehr als Kerbe in der Ventilsitzfläche 9 integriert ist. Alle weiteren in der 2 abgebildeten Einzelheiten entsprechen den zu 1 bereits beschriebenen Einzelheiten.
Bezugszeichenliste

1: Schließfeder
2: Längskanal
3: Schließkörper
4: Rückschlagventil
5: Öffnung
6: Ventilsitz
7: Ventileinlass
8: Ventilgehäuse
9: Ventilsitzfläche
10: Ventilauslass
11: Durchlass
12: Gehäuseoberteil
13: Gehäuseunterteil
14: Hohlraum
15: Blendenöffnung
16: Stößelkopf
17: Bund

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009006980 A1 [0002]

Claims

Ventilbaugruppe, insbesondere zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Hydrauliksystem, bestehend aus einem patronenförmigen Ventilgehäuse, das einen an einer Pumpe angeschlossenen Ventileinlass und einen an einem Hauptbremszylinder angeschlossenen Ventilauslass aufweist, mit einem im Ventilgehäuse angeordneten Längskanal, in dem ein mittels einer Schließfeder belasteter Schließkörper mit einer Ventilsitzfläche des Ventilgehäuses zusammenwirkt, wobei die Schließfeder sich mit ihrem ersten Windungsende am Schließkörper und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten zweiten Windungsende im Ventilgehäuse abstützt, sowie mit einer hydraulischen Blende, die zur Umgehung des Schließkörpers in einer Parallelschaltung zum Schließkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts zum Ventilauslass (10) im Ventilgehäuse (8) ein Rückschlagventil (4) integriert ist, das in Richtung des Ventilauslasses (10) die hydraulische Verbindung im Längskanal (2) zwischen dem Ventileinlass (7) und dem Ventilauslass (10) freigibt und in umgekehrter Richtung den Durchlass im Längskanal (2) versperrt.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) im Schließkörper (3) integriert ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) aus einer Kugel und einem im Schließkörper (3) kegelförmig ausgebildeten Ventilsitz (6) besteht, der in Wirkverbindung mit der Kugel in einem Hohlraum (14) des Schließkörpers (3) angeordnet ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel mit Radial- als auch Axialspiel im Hohlraum (14) des Schließkörpers (3) aufgenommen ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (8) zweiteilig aus einem Gehäuseoberteil (12) und einem Gehäuseunterteil (13) ausgeführt ist, die beide form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ventilsitzfläche (9) aufweisende Gehäuseoberteil (12) aus einem dickwandigen, vorzugsweise durch Kaltschlagen oder Konturdrehen eines aus einem Automatenstahl gefertigten Rohlings besteht, an dessen Unterseite das aus einem Tiefziehblech topfförmig verformte Gehäuseunterteil (13) aufgenommen ist, in dem sowohl eine Schließfeder (1) als auch der ein Rückschlagventil (4) aufnehmende Schließkörper (3) axial beweglich angeordnet ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Gehäuseunterteil (13) zur Ausbildung eines Ventilauslasses (10) in seiner Mantelfläche wenigstens eine Öffnung (5) aufweist, die in Nähe der Verbindungsstelle beider Gehäuseteile vorzugsweise durch Stanzen hergestellt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (3) als Stößel ausgeführt ist, der sich unter der Wirkung der Schließfeder (1) mit seinem kalottenförmigen Stößelkopf (16) an der Ventilsitzfläche (9) abstützt, dessen dem Stößelkopf (16) zugewandte kegelförmige Stirnfläche den Ventilsitz bildet.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Stößelkopf (16) eine Blendenöffnung (15) vorgesehen ist, die fluchtend zum Längskanal (2) angeordnet ist
Ventilbaugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Blendenöffnung (15) in einen das Rückschlagventil (4) im Schließkörper (3) aufnehmenden Hohlraum (14) erstreckt, der über wenigstens einen Durchlass (11) im Mantel des Schließkörpers (3) mit einem Ventilauslass (10) im Ventilgehäuse (8) verbindbar ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel einen im Gehäuseunterteil (13) geführten Bund (17) aufweist, an dessen vom Stößelkopf (16) abgewandten Stirnfläche sich eine Schließfeder (1) abstützt.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (4) unmittelbar zwischen dem geschlossenen Stößelkopf (16) und dem Ventileinlass (7) direkt im Längskanal (2) aufgenommen ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilsitz (6) für das Rückschlagventil (4) unmittelbar im Längskanal (2) ausgebildet ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blendenöffnung (15) als Längskerbe in der Ventilsitzfläche (9) des geschlossenen Stößelkopfs (16) ausgebildet ist.