DE19710175A1

DE19710175A1 - Sitzventil

Info

Publication number: DE19710175A1
Application number: DE1997110175
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Feigel
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Sitzventil, insbesondere für schlupfgeregelte elektrohydraulische Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 43 32 820 A1 ist bereits ein derartiges Sitzven til bekannt geworden, das eine Schaltblendenfunktion auf weist, wozu innerhalb des Ventilgehäuses ein federbelasteter Ringkolben angeordnet ist, um in Abhängigkeit der beider seits der Stirnflächen am Ringkolben angreifenden hydrau lischen Druckkräfte den Druckmitteldurchlaß im Ventil redu zieren zu können. Zur Betätigung des Ringkolbens weist die ser entsprechend groß dimensionierte Wirkflächen auf, wo durch sich der Bauaufwand des funktionell in Reihe zum Ven tilschließkörpers angeordneten Ringkolbens unerwünscht ver größert. Durch die damit hervorgerufenen relativ großen Dichtquerschnitte muß der Magnetantrieb des Sitzventils ent sprechend aufwendig gestaltet werden.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung ein Sitzventil zu entwickeln, welches mit einfachen, funktionssicheren Mitteln sehr klein baut und universell einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Sitzventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und aus der Darstel lung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes,

Fig. 2 ein in wesentlichen Elementen des Erfindungsgegen standes nach Fig. 1 teilweise dargestelltes Sitzven til in der elektromagnetisch stromlos offenen Schaltposition,

Fig. 3 das Sitzventil nach Fig. 2 in der elektromagnetisch betätigten Schließstellung,

Fig. 4 die Schaltstellung des Sitzventils nach Fig. 2 in einer Schaltblendenfunktion.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer, nicht maßstäblicher Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel für eine zweck mäßige Gestaltung des erfindungsgemäß beanspruchten Sitzven tils. Das vorgeschlagene Sitzventil ist digital ansteuerbar und in seiner elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung stromlos geöffnet. Ein derartiges Sitzventil eignet sich besonders für schlupfgeregelte elektrohydraulische Brems anlagen, das eine oder mehrere Radbremsen von einem Brems druckgeber hydraulisch trennen kann. Das Sitzventil besteht aus einem Ventilstößel 1, einer im Ventilgehäuse 9 befestig ten ersten Ventilplatte 6, einer gleichfalls im Ventilgehäu se 9 befestigten zweiten Ventilplatte 5, die von dem Ventil stößel 1 durchdrungen ist, einem durch die Bewegung des Ven tilstößels 1 veränderbaren ersten Drosselquerschnitt 2' in der ersten Ventilplatte 6, der durch einen am Ventilstößel 1 ausgebildeten ersten Dichtkörper 3' und durch einen ersten Dichtsitz 4' an der ersten Ventilplatte 6 gebildet ist. Die Erfindung sieht vor, daß durch die Bewegung des Ventilstö ßels 1 ein veränderbarer zweiter Drosselquerschnitt 2 ent steht, der zwischen einem am Ventilstößel 1 sich abstützen den zweiten Dichtkörper 3 und einem zweiten Dichtsitz 4 an der zweiten Ventilplatte 5 gelegen ist. Dementsprechend ist die zweite Ventilplatte 5 wirkungsmäßig als auch baulich parallel zur ersten Ventilplatte 6 angeordnet, wobei die Dichtsitze 4, 4' an den Ventilplatten 5, 6 bei Bedarf als Kegel-, Platten- oder Kugeldichtsitze ausgebildet sein kön nen. Die Abdichtung zwischen dem zweiten Dichtkörper 3 und dem Ventilstößel 1 kann zweckmäßigerweise mittels einer rein metallischen Spaltabdichtung erfolgen. Gemäß Fig. 1 wird die Spaltabdichtung mit Hilfe einer kalibrierten Hülse 8 dar gestellt, die am scheibenförmigen Dichtkörper 2 anliegt und auf dem Ventilstößel 1 geführt ist. Es ist jedoch bei Wunsch oder Bedarf möglich, die vorgeschlagene Spaltdichtung um eine Berührungsdichtung zu ersetzen bzw. zu ergänzen. Hierzu eignen sich besonders Elastomer- oder Teflondichtungen, die vorzugsweise mittels einer Feder auf dem Ventilstößel 1 po sitioniert sind. Der für die Schaltblendenfunktion vorge schlagene zweite Dichtkörper 3 am Ventilstößel 1 ist dement sprechend möglichst leckagefrei entlang dem Ventilstößel 1 zu führen. Erfindungsgemäß ist gleichzeitig vorgesehen, daß der als Schaltblendenkörper wirksame zweite Dichtkörper 3 im Bedarfsfall eine Rückschlagventilfunktion ausüben kann, so bald der im Bereich des ersten Dichtkörpers 3' anstehende Druck größer wird als der abbildungsgemäß oberhalb des zwei ten Drosselquerschnitts 2 anstehende hydraulische Druck, dem der Schließdruck einer Feder 10 überlagert ist. Ein weiteres Federelement 7 am Ventilstößel 1 sorgt dafür, daß der Ven tilstößel 1 bei unbestromtem elektromechanischen Antrieb eine von zwei definierten Ventilschaltstellungen einnimmt, wobei in jeder dieser Stößelschaltstellungen zumindest eine der beiden Drosselquerschnitte 2, 2' geöffnet ist. Als elek tromechanischer Antrieb ist im vorgeschlagenen Ausführungs beispiel eine Spulen-Magnetankeranordnung 11 vorgeschlagen, so daß der Ventilstößel 1 auf bekannte Weise über den an ihm angebrachten Magnetanker von der Ventilspule betätigt werden kann. Das Sitzventil ist als 2/2-Wegeventil konzipiert, wo bei abbildungsgemäß unterhalb der ersten Ventilplatte 6 ein Zulaufkanal 12 in das patronenförmige Ventilgehäuse 9 ein mündet und zwischen der ersten Ventilplatte 6 und der zwei ten Ventilplatte 5 die dazwischen befindliche Ventilkammer an einen radial aus dem Ventilgehäuse 9 führende Ablaufkanal 13 angeordnet ist. Ferner besteht über die zweite Ventil platte 5 eine Druckmittelverbindung zwischen dem Zulaufkanal 12 und dem Ablaufkanal 13, da im Bereich des Zulaufkanals 12 ein Bypasskanal 14 das Ventilgehäuse 9 bis zum zweiten Dichtkörper 3 durchdringt, der in seiner offenen Grundstel lung den zweiten Drosselquerschnitt 2 in der zweiten Ventil platte 5 in Richtung des Ablaufkanals 13 freigibt. Bei Ver wendung des abbildungsgemäßen Sitzventils für eine schlupf geregelte elektrohydraulische Bremsanlage schließt sich am Zulaufkanal 12 ein Bremsdruckgeber und am Ablaufkanal 13 eine Radbremse an. Damit erfolgt die Anströmung des Ventils von unten in den Zulaufkanal 12 entgegen dem Ventilstößel 1.

Basierend auf dem in Fig. 1 konstruktiv erläuterten Sitzven til soll im nachfolgenden anhand den Fig. 2 bis 4 auf die Funktionsweise des mit einer Schaltblendenfunktion versehe nen Sitzventils eingegangen werden. Einleitend wird darauf hingewiesen, daß das in den Fig. 2 bis 4 abgebildete Sitz ventil konstruktiv in allen wesentlichen Einzelheiten mit dem aus Fig. 1 bekannten Sitzventil identisch ist. Hierbei soll als erwähnenswerter Unterschied lediglich auf das Weg lassen des in Fig. 1 dargestellten Hülsenkörpers bzw. der Hülse 8 hingewiesen werden, da diese zur Erläuterung der Funktion des Sitzventiles nicht zwingend erforderlich ist.

Die Fig. 2 zeigt das Sitzventil in seiner elektromagnetisch nicht erregten, hydraulisch offengeschalteten Grundposition, in der der am Ventilstößel 1 angebrachte erste Dichtkörper 3' als auch der die Schaltblendenfunktion wahrnehmende zwei te Dichtkörper 3 von der zweiten Ventilplatte 5 entfernt ist, womit eine Druckmittelverbindung zwischen dem Zulauf kanal 12 und dem Ablaufkanal 13 sowohl über den ersten Dros selquerschnitt 2' als auch über den zweiten, ringförmigen Drosselquerschnitt 2 besteht. Die abbildungsgemäße Grund stellung wird bei dem vorgeschlagenen Sitzventil durch das eingangs erwähnte Federelement 7 gewährleistet, so daß die abbildungsgemäße Darstellung bei Anwendung auf ein Brems system der Normalbremsstellung entspricht. Die Radbremsen würden dementsprechend durch zwei geöffnete Drosselquer schnitte widerstandsarm gefüllt. Vorteilhafterweise kompen sieren sich zum Teil die schließend wirkenden Strömungskräf te durch die entgegengesetzte Einströmrichtungen des Druck mittels beiderseits der Ventilplatten 5, 6.

Die Fig. 3 zeigt die elektromagnetisch betätigte Schließ stellung des Ventilstößels 1, in der sowohl der erste Dicht körper 3' an der ersten Ventilplatte 6 als auch der zweite Dichtkörper 3 an der zweiten Ventilplatte 5 druckmitteldicht anliegen. In Bezugnahme auf den Anwendungsfall in einer rad schlupfgeregelten Bremsanlage entspricht diese Schaltstel lung der Bremsdruckregelung, die durch Druckhalten oder Druckabbau in den Radbremsen gekennzeichnet ist. Vorteilhaf terweise ist hierbei nur die Ventilkraft aufzubringen, die notwendig ist, um den ersten Drosselquerschnitt 2' geschlos sen zu halten. Diese elektromagnetisch erzeugte Ventilkraft ist infolge der Miniaturisierung des Ventils relativ klein und somit leicht zu realisieren. Der zweite Dichtkörper 3 wird durch die beiderseits an ihm anstehende Druckdifferenz selbstverstärkend geschlossen. Ein absenken des hydrauli schen Drucks im Zulaufkanal 12 führt gleichzeitig über den parallel dazu verlaufenden Bypasskanal 14 zum Abheben des zweiten Dichtkörpers 3 von der zweiten Ventilplatte 5, so daß der zweite Dichtkörper 3 bei Bedarf und damit zum Zwecke eines hydraulisch gesteuerten Druckabbaus im Ablaufkanal 13 bzw. in der Radbremse eine Rückschlagventilfunktion über nimmt.

Die Fig. 4 zeigt den Ventilstößel 1 in einer den ersten Drosselquerschnitt 2' in der ersten Ventilplatte 6 freige benden, elektromagnetisch erregten Ventilöffnungsstellung, während der zweite Drosselquerschnitt 2 in der zweite Ven tilplatte 5 vom zweiten Dichtkörper 3 hydraulisch selbstver stärkend, zur Ausführung der Schaltblendenfunktion ver schlossen bleibt. Damit ergibt sich im Ablaufkanal 13 und damit in der angeschlossenen Radbremse ein entsprechend kleiner Druckaufbaugradient.

Bezugszeichenliste

1

Ventilstößel

2

Zweiter Drosselquerschnitt

2

' Erster Drosselquerschnitt

3

Zweiter Dichtkörper

3

' Erster Dichtkörper

4

Zweiter Dichtsitz

4

' Erster Dichtsitz

5

Zweite Ventilplatte

6

Erste Ventilplatte

7

Federelement

8

Hülse

9

Ventilgehäuse

10

Feder

11

Magnetanker-Spulenanordnung

12

Zulaufkanal

13

Ablaufkanal

Claims

1. Sitzventil, insbesondere für schlupfgeregelte elektro hydraulische Bremsanlagen, bestehend aus einem Ventil stößel, einer ersten Ventilplatte, einem durch die Bewe gung des Ventilstößels veränderbaren ersten Drosselquer schnitt in der ersten Ventilplatte, der durch einen am Ventilstößel ausgebildeten ersten Dichtkörper und durch einen Dichtsitz in der ersten Ventilplatte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Bewegung des Ven tilstößels (1) ein veränderbarer zweiter Drosselquer schnitt (2) gebildet ist, der durch einen sich am Ven tilstößel (1) abstützenden zweiten Dichtkörper (3) und durch einen zweiten Dichtsitz (4) an einer zweiten Ven tilplatte (5) gebildet ist.

2. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Ventilplatte (5) von dem Ventilstößel (1) durchdrungen ist.

3. Sitzventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die zweite Ventilplatte (5) wirkungsmäßig also auch baulich parallel zur ersten Ventilplatte (6) an geordnet ist.

4. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spaltabdichtung zwischen dem zweiten Dichtkörper (3) und dem Ventilstößel (1) vorgesehen ist.

5. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromechanischer Antrieb zur Betätigung des Ven tilstößels (1) vorgesehen ist.

6. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federelement (7) am Ventilstößel (1) vor gesehen ist, welches bewirkt, daß der Ventilstößel (1) bei unbestromtem elektromechanischen Antrieb eine von zwei definierten Ventilschaltstellungen einnimmt, und daß in jeder dieser Ventilschaltstellungen mindestens eine der beiden Drosselquerschnitt (2, 2') geöffnet ist.

7. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel (1) digital mittels eines elektromecha nischen Antriebs angesteuert, in der Grundstellung stromlos geöffnet ist.

8. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtsitze (4, 4') als Kegel-, Platten- oder Kugel dichtsitze ausgebildet sind.

9. Sitzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltabdichtung mit Hilfe einer kalibrierten Hülse (8) hergestellt ist.

10. Sitzventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltabdichtung um eine Berührungsdichtung ersetzt oder ergänzt ist.

11. Sitzventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsdichtung als Elastomer-/Teflondichtung ausgebildet ist, die vorzugsweise durch eine Feder ge halten ist.

12. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtkörper (3) eine Rückschlagventilfunktion aufweist.