DE3712040C1 - Valve for a vehicle brake system - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Ventil nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Durch die US-PS 44 92 082 ist ein Ventil bekannt, das ei­ nen gegen einen ebenen Ventilsitz andrückbaren elastischen Ventil­ körper mit einem ringartig verlaufenden Dichtwulst und eine den Ven­ tilkörper aufnehmende Fassung aufweist mit einem Zapfen, der sich durch den Ventilkörper hindurch erstreckt und weit über diesen her­ ausragt und zum Eintauchen in das Ventilloch bestimmt ist. Der Zap­ fen soll möglichst wenig Radialspiel in dem Ventilloch haben, damit bei hydraulischer Beaufschlagung des Dichtwulstes dessen Werkstoff gehindert wird, in einen Ringspalt zwischen dem Ventilloch und dem Zapfen hineinzuwandern. Ein vorteilhaft enges Radialspiel im ge­ schlossenen Zustand des Ventils hat aber wegen unvermeidlicher Fluchtungsfehler des Zapfens relativ zum Ventilloch den Nachteil, daß beim Schließen des Ventils der Zapfen gegebenenfalls nicht stoß­ frei in das Ventilloch eintauchbar ist. Dadurch können sich beim Ventil­ sitz und Ventilloch im Bereich des Lochrandes Formänderungen ergeben, so daß weitere Spalte entstehen. Eine Zerstörung des Dicht­ wulstes durch zunehmend größer werdende Verformungen kann die Folge sein.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Es stellte sich deshalb die Aufgabe, ein mit einem Dichtwulst versehenes Ventil so zu verbessern, daß eine Zerstörung des Dicht­ wulstes vermieden oder zumindest erheblich verzögert wird.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Ventil gelöst mittels der kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1. Das erfindungsgemäße Ventil hat den Vorteil, daß es un­ empfindlich ist gegen Fluchtungsfehler beim Annähern oder Andrücken des Ventilkörpers an den Ventilsitz. Unvermeidliche exzentrische Ausrichtungen des Ventilkörpers relativ zum Ventilloch verursachen keine Undichtheit. Der Ventilkörper und insbesondere dessen Dicht­ wulst werden vor Zerstörung geschützt, weil sich infolge der ela­ stischen Lagerung des Zapfens dessen Anschlagfläche parallel zur Ventilsitzfläche ausrichtet und anlegt und dadurch den Werkstoff des Dichtwulstes davor schützt, bei Druckbeaufschlagung in das Ventil­ loch gedrückt zu werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 ange­ gebenen Ventils möglich. Das erfindungsgemäße Ventil hat den Vorteil, daß es in wirtschaft­ licher und ausschußvermeidender Weise herstellbar ist. Entsprechende Maßnahmen sind in den Ansprüchen 3, 4 und 5 angegeben.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ventils einer Fahr­ zeugbremsanlage sind in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel im Längsschnitt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das erfindungsgemäße Ventil 2 gemäß der Fig. 1 hat einen eben­ flächigen Ventilsitz 3 mit einem Ventilloch 4, einen Ventilkörper 5 aus einem gummiartig elastischen Werkstoff, einen Zapfen 6 und eine Fassung 7 für den Ventilkörper 5.

Der Ventilkörper 5 weist an seinem dem Ventilsitz 3 zugekehrten Ende 8 einen ringförmig verlaufenden Dichtwulst 9 auf. Der Ventilkörper 5 befindet sich innerhalb eines in der Fassung angeordneten Sackloches 18, das einen Lochboden 10 aufweist. Die Fassung 7 und das Sackloch 18 sind konzentrisch zum Ventilloch 4 ausgerichtet.

Der Zapfen 6 hat an seinem gegen den Ventilsitz 3 zeigenden Ende 11 einen Durchmesser, der größer ist als der des Ventillochs 4, und hat dort eine Anschlagfläche 12, die eine Stirnseite bildet und quer zur Längsachse des Zapfens 6 ausgerichtet ist. Von dieser An­ schlagfläche 12 geht eine Hilfsbohrung 13 aus. Diese Hilfsbohrung 13 ist im vorliegenden Beispiel als zylindrische Sacklochbohrung ausge­ bildet. Die Hilfsbohrung 13 ist jedoch auch in Form eines Gewinde­ loches möglich, dessen Verwendung später erläutert wird. Im Bereich des Lochbodens 10 ist an den Zapfen 6 ein Bund 14 angeformt. Angren­ zend an den Bund 14 hat der Zapfen 6 an seinem zum Lochboden 10 ge­ kehrten Ende einen Zentrieransatz 15. Der Zentrieransatz 15 hat in axialer Richtung einen Abstand von dem Lochboden 10. Zwischen den Lochboden 10 und den Bund 14 ist konzentrisch zum Zentrieransatz 15 ein elastisches Polster 16 eingefügt, das im Beispiel gemäß der Fig. 1 im ursprünglichen Zustand die Form eines sogenannten O-Ringes hat. In der Fig. 1 ist das Polster 16 in der Form dargestellt, die es im fertigen Zustand des Ventils 2 hat. Im fertigen Zustand des Ventil 2 steht das Polster 16 unter axialer Druckvorspannung, was in der Fig. 1 durch den oval dargestellten Querschnitt erkennbar ist.

Bei der Herstellung des Ventils 2 werden der fertige Zapfen 6 und die Fassung 7 und der zwischen dem Bund 14 und dem Lochboden 10 ein­ zusetzende O-Ring 16 gemeinsam in ein nicht dargestelltes Formwerk­ zeug eingesetzt. Dabei dient die Hilfsbohrung 13 als Zentrierhilfe zum Ausrichten des Zapfens 6 relativ zum Sackloch 18. Zu diesem Zweck ist ein Zentrierzapfen in dem Formwerkzeug vorgesehen. Eine Form­ fläche des Formwerkzeugs, an die die Anschlagfläche 12 des Zapfens 6 zur Anlage kommt, befindet sich in einer Bezugsebene, die versetzt ist zu einer zweiten Bezugsebene, an der eine ringförmige Stirn­ fläche 17 der Fassung 7 zur Anlage kommt. Die beiden Bezugsebenen sind so gegeneinander versetzt, daß das Ende 11 des Zapfens 6 um ein vorgewähltes Maß aus der Fassung 7 herausragt. Dabei sorgt der O-Ring 16 infolge seines vorgespannten Zustands, daß diese gewollte Ausrichtung des Zapfens 6 erhalten bleibt. Der in dieser Art fixier­ te Zapfen 6 wird innerhalb des Formwerkzeugs mit einem beispielswei­ se thermoplastischen Werkstoff, der im abgekühlten Zustand gummi­ artig elastisch ist, umspritzt, wodurch sich der Ventilkörper 5 mit seinem Wulst 9 in der dargestellten Weise ausbildet.

Anstelle eines thermoplastisch verarbeitbaren Werkstoffs kann natür­ lich auch Gummi verwendet werden. Hierzu müßte dann das nicht darge­ stellte Formwerkzeug in an sich bekannter Weise heizbar ausgebildet werden.

Bei fertig hergestelltem Ventilkörper 5 bildet dieser Ventilkörper ein elastisches Element zwischen dem Zapfen 6 und der Fassung 7. In­ folge der Elastizität des Ventilkörpers 5 ist der Zapfen 6 innerhalb der Fassung 7 schwenkelastisch gelagert. Beim Betrieb des fertigen Ventils 2 hat dies den Vorteil, daß durch Bauteiltoleranzen bedingte Fluchtungsfehler zwischen der Längsachse des Zapfens 6 und der Längsachse des Ventilloches 4, das quer zur Ventilsitzfläche 3 aus­ gerichtet ist, keine nachteiligen Folgen für die Lebensdauer des Ventils 2 haben. Trifft nämlich beim Gegeneinanderbewegen der Fas­ sung 7 und des Ventilsitzes 3 die Anschlagfläche 12 nicht parallel gegen die Ventilsitzfläche 3, so kann sich infolge der elastischen Lagerung des Zapfens dieser so verschwenken, daß sich die Anschlag­ fläche 12 ganzflächig an den Ventilsitz 3 anlegt. Dadurch bilden bei einer nachfolgenden Beaufschlagung des Dichtwulstes 9 radial von au­ ßen die Ventilsitzfläche 3 und das Ende 11 des Zapfens 6 eine Bar­ riere, die ein unzulässiges Weiterwandern des Werkstoffs des Dicht­ wulstes 9 in Richtung zum Ventilloch 4 wirksam verhindert. Wegen der erwähnten ganzflächigen Anlage der Anschlagfläche 11 an der Ventil­ sitzfläche 3 ist praktisch zwischen diesen beiden Bauteilen keiner­ lei Spalt vorhanden, der den elastischen Werkstoff aufnehmen könnte. Infolgedessen wird also, wie bereits angesprochen, die Verformung des elastischen Werkstoffes auf ein Maß begrenzt, das mit Sicherheit eine ausreichende Lebensdauer des Ventils 2 sicherstellt.

Die zylindrische Hilfsbohrung 13 ist verwendbar in Verbindung mit dem bereits erwähnten Zentrierzapfen des Formwerkzeugs, gleichgül­ tig, ob das Polster 16 für eine Anlage der Anschlagfläche 12 an dem Formwerkzeug sorgt oder ob beispielsweise der Zapfen 6 aus einem ma­ gnetisierbaren Werkstoff besteht und mittels eines in das Formwerk­ zeug eingebauten Magnets gehalten wird. Es ist also erkennbar, daß bei der zweiten Art des Haltens des Zapfens 6 innerhalb des Form­ werkzeugs auf das Polster 16 verzichtet werden kann. Dies erleich­ tert den Zusammenbau insbesondere dann, wenn für den Ventilkörper 5 ein thermoplastischer Werkstoff verwendet wird, der im erwärmten Zustand sehr dünnflüssig ist und deshalb, ohne wesentliche Störkräf­ te auf den Zapfen 6 auszuüben, diesen umströmt und das Sackloch 18 ausfüllt.

Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventils 2 a ge­ mäß der Fig. 2 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 dadurch, daß der Zapfen 6 a einen in Richtung des Lochbo­ dens 10 versetzten Bund 14 a hat, innerhalb dessen sich eine Zen­ triersenke 15 a befindet. Ein Polster 16 a hat im Ursprungszustand beispielsweise die Form einer Kugel und gelangt beim Einsetzen der Fassung 7 und des Zapfens 6 a in das bereits erwähnte Formwerkzeug unter Druckvorspannung, was wiederum durch die dargestellte Form des Polsters 16 a erkennbar ist.

Das bereits erwähnte Gewindeloch, das die Hilfsbohrung 13 ersetzen kann, ist beipsielsweise verwendbar zur Fixierung des Zapfens 6 innerhalb des Formwerkzeugs ohne Zuhilfenahme von Polstern 16, 16 a oder eines Ma­ gnets, der nur Zapfen aus magnetisierbaren Werkstoffen anzieht. Das Fixieren des Zapfens 6 mittels des Gewindelochs kann beschleunigt werden, wenn beispielsweise eine Drehvorrichtung für den zentrie­ renden Gewindezapfen vorgesehen wird. Alternativ könnte auch ein spreizbarer und axial bewegbarer Zapfen verwendet werden, der wie­ derum die Verwendung der zylindrisch ausgebildeten Hilfsbohrung 13 möglich machen würde.

Claims (6)

1. Ventil für eine Fahrzeugbremsanlage mit einem Ventilsitz, in dem sich ein Ventilloch befindet, und mit einem in einer Fassung unter­ gebrachten gummielastischen Ventilkörper, der einen ringartig ver­ laufenden und gegen den Ventilsitz gerichteten Dichtwulst hat und einen koaxial ausgerichteten Zapfen umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6 bzw. 6 a) mittels des elastischen Ventilkörpers (5) elastisch in der Fassung (7) gelagert ist und stirnseitig zur Ven­ tilsitzfläche (3) eine zu dieser ausgerichtete Anschlagfläche (12) hat, die einen größeren Durchmesser als das Ventilloch (4) besitzt und von dem Ventilsitz (3) aus gesehen hinter einer an den Dicht­ wulst (9) angrenzenden Bezugsebene liegt und beim Schließen des Ventils (2) nach einer Verformung des Dichtwulstes (9) an den Ventilsitz (3) anlegbar ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der beim Dichtwulst (9) befindlichen Anschlagfläche (12) des Zapfens (6 bzw. 6 a) eine sacklochartige Hilfsbohrung (13) ausgeht, die eine Ausricht­ hilfe für den Zapfen (6 bzw. 6 a) bildet bei der Herstellung des Ventil­ körpers (5) innerhalb eines Formwerkzeugs.

3. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ei­ nem von der Anschlagfläche (12) abgekehrten Ende des Zapfens (6 bzw. 6 a) und einem Lochboden (10) eines den Ventilkörper (5) aufnehmenden Sacklochs (9) der Fassung (7) ein in Längsrichtung des Zapfens (6 bzw. 6 a) unter Druckvorspannung stehendes Polster (16 bzw. 16 a) eingefügt ist.

4. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster (16) in Form eines Ringes, vorzugsweise eines O-Ringes, ausgebildet ist.

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6) einen Zentrieransatz (15) für den Ring (16) besitzt.

6. Ventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster (16 a) im wesentlichen Kugelform besitzt.