DE10104241A1 - Valve arrangement, in particular for slip-controlled motor vehicle brake systems - Google Patents
Valve arrangement, in particular for slip-controlled motor vehicle brake systemsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung dessen erster Ventilaufnahmekörper (5) an den Innendruchmesser eines zweiten Ventilaufnahmekörpers (6) derart angepasst ist, dass der erste Ventilaufnahmekörper (5) spielfrei im zweiten Ventilaufnahmekörper (6) so weit eingefügt ist, dass sich das erste Ventilschließglied (4) entweder an einer Bohrungsstufe (10) eines zweiten Druckmitteldurchlasses (8) oder am ersten Ventilaufnahmekörper (5) abstützt.The invention relates to a valve arrangement, the first valve receiving body (5) of which is adapted to the inside diameter of a second valve receiving body (6) in such a way that the first valve receiving body (5) is inserted into the second valve receiving body (6) without play so that the first valve closing member (4 ) is supported either on a bore step (10) of a second pressure medium passage (8) or on the first valve receiving body (5).
Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a valve arrangement, in particular for slip-controlled motor vehicle braking systems, according to Preamble of claim 1.
Aus der DE 42 30 393 A1 ist bereits eine Ventilanordnung be kannt geworden, bestehend aus einer Parallelschaltung eines Kugelrückschlagventils zu einem weiteren elektromagnetisch ansteuerbaren Ventilschließglied. Diese Ventilanordnung hat den Nachteil, dass durch die gewählte Konstruktion ein hoher Staudruck und ein die Durchflussrate begrenzender Strömungs querschnitt im Bereich des Kugelrückschlagventils wirksam ist. Ferner befindet sich das Kugelrückschlagventil im Be reich von Gehäusekanten, die unter Umständen gleichfalls ei nen unerwünschten Einfluss auf das Strömungsverhalten und auf die Betriebssicherheit des Kugelrückschlagventils neh men. Die Konstruktion greift auf überwiegend massive, auf wendig herzustellende Gehäuseteile zurück.DE 42 30 393 A1 already discloses a valve arrangement became known, consisting of a parallel connection of a Ball check valve to another electromagnetic controllable valve closing element. This valve arrangement has the disadvantage that due to the chosen construction a high Back pressure and a flow limiting the flow rate cross-section effective in the area of the ball check valve is. Furthermore, the ball check valve is in the loading rich of case edges, which may also egg NEN undesirable influence on the flow behavior and on the operational safety of the ball check valve men. The construction takes up predominantly massive maneuverable housing parts back.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Art derart zu verbes sern, dass die vorgenannten Nachteile vermieden werden, um insbesondere einen möglichst geringen Staudruck am Kugel rückschlagventil und eine reduzierte Beanspruchung der Ab stützflächen für das Kugelrückschlagventil zu erzielen, wo bei unter Berücksichtigung der genannten Kriterien ein möglichst großer Durchlass im Bereich des Kugelrückschlagven tils gewährleistet werden soll.It is therefore the object of the present invention to provide a To verbes valve arrangement of the type mentioned in the beginning Ensure that the aforementioned disadvantages are avoided in order in particular the lowest possible dynamic pressure on the ball check valve and reduced stress on the exhaust to achieve support surfaces for the ball check valve where if possible taking into account the criteria mentioned large passage in the area of the ball check valve tils should be guaranteed.
Diese Aufgabe wird für eine Ventilanordnung der angegebenen Art erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kenn zeichnenden Merkmale gelöst.This task is specified for a valve arrangement Art according to the invention by the characterizing claim 1 drawing features solved.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 erläutert.Further features, advantages and possible uses of the invention are explained below with reference to the description of two exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 die Gesamtansicht einer Ventilanordnung im Quer schnitt, mit einem von unten in die Öffnung des Ventilgehäuses eingesetzten zweiteiligen Venti laufnahmekörper, Fig. 1 cut the overall view of a valve assembly in cross, with an inserted from below into the opening of the valve housing the two-part Venti intake body,
Fig. 2 die Gesamtansicht einer Ventilanordnung im Quer schnitt, mit einem von oben in die Öffnung des Ventilgehäuses eingesetzten zweiteiligen Venti laufnahmekörper, mit einem geeigneten Vorsprung am Ventilgehäuse zur Sicherung des Ventilschließglie des im Ventilaufnahmekörper gegen ein Herausfal len. Fig. 2 shows the overall view of a valve assembly in cross section, with a two-part Venti running body inserted from above into the opening of the valve housing, with a suitable projection on the valve housing for securing the valve closing member in the valve receiving body against falling out.
In erheblich vergrößerter Darstellung ist in Fig. 1 eine Ventilanordnung zur Verwendung für eine schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlage gezeigt, mit einem ersten Ventil schließglied 4, das als hydraulisch ansteuerbares Kugelrück schlagventil ausgebildet ist, sowie mit einem weiteren, mit tels eines Magnetankers 15 und einer Magnetspule 16 steuer baren Ventilschließglied 3, das ebenso wie das erste Ventilschließglied 4 in einer Ventilaufnahmebohrung 2 des Ventil gehäuses 1 angeordnet ist. Beide Ventilschließglieder 3, 4 im Ventilgehäuse 1 sind somit wirkungsmäßig unabhängig vonein ander schaltbar. Das hydraulisch betätigbare Kugelrück schlagventil ist Bestandteil einer aus einem ersten sowie einem zweiten Ventilaufnahmekörper 5, 6 gebildeten Bauein heit, die mit einem mittig im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 angeordneten ersten Druckmitteldurchlass 7 versehen ist, der mittels des zweiten Ventilschließgliedes 3 verschließbar ist. Neben dem ersten Druckmitteldurchlass 7 befindet sich im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 ein weiterer, zweiter Druckmitteldurchlass 8, der durch das bereits eingangs be schriebene erste Ventilschließglied 4 verschließ- als auch freigebbar ist. Der Außendurchmesser des ersten Ventilauf nahmekörpers 5 ist an den Innendurchmesser des zweiten Ven tilaufnahmekörpers 6 derart angepasst, dass der erste Venti laufnahmekörper 5 spielfrei, vorzugsweise mittels einer Pressverbindung in den zweiten Ventilaufnahmekörper 6 einge fügt ist, so dass sich das erste Ventilschließglied 4 an ei ner Bohrungsstufe 10 im zweiten Druckmitteldurchlass 8 oder am ersten Ventilaufnahmekörper 5 abstützen kann. Der zweite Druckmitteldurchlass 8 verzweigt sich entsprechend der Pfeildarstellung entlang der Außenfläche des ersten Venti laufnahmekörpers 5 in Richtung dessen Stirn- und Mantelflä che, so dass Druckmittel im geöffneten Zustand des Ventil schließgliedes 4 im Druckmitteldurchlass 8 teilweise durch eine Öffnung 9 in der Stirnfläche des Ventilaufnahmekörpers 5 und teilweise entlang der den zweiten Druckmitteldurchlass 8 begrenzenden Mantelfläche des ersten Ventilaufnahmekörpers 5 strömt. Der erste Ventilaufnahmekörper 5 besteht aus einer zu einem Topf geformten Hülse, die aus Bandstahl im Tiefziehverfahren hergestellt und anschließend im Bereich der vom ersten Ventilschließglied 4 beaufschlagten Fläche gehärtet ist. Der zweite Ventilaufnahmekörper 6 besteht hin gegen aus einem massiven, vorzugsweise metallischen Dreh teil, dessen mittig darin angeordneter erster Druckmittel durchlass 7 als trichterförmig nach unten erweiterte Stufen bohrung ausgeführt ist, deren erster Stufenabschnitt 13 in den erweiterten zweiten Stufenabschnitt 14 des parallel zum ersten Druckmitteldurchlass 7 angeordneten zweiten Druckmit teldurchlass 8 übergeht, so dass eine Druckmittelverbindung beider Druckmitteldurchlässe 7, 8 zustande kommt. Zur Aufnah me und Funktion des ersten Ventilschließgliedes 4 zwischen den beiden Ventilaufnahmekörpern 5, 6 als auch zur internen Kanalverzweigung zwischen dem ersten und zweiten Druckmit teldurchlass 7, 8 ist die Tiefe des zweiten Stufenabschnitts 14 größer als die Tiefe des ersten Stufenabschnitts 13 ge wählt. Besonders bewährt hat sich für das erste Ventil schließglied 4 die Verwendung einer Stahlkugel, die in den erweiterten zweiten Stufenabschnitt 14 eingelegt und von der mechanisch steifen Rundung des in den ersten Stufenabschnitt 13 eingefügten ersten Ventilaufnahmekörper 5 im zweiten Ven tilaufnahmekörper 6 sicher positioniert ist. Der erste Ven tilaufnahmekörper 5 ist von einem in die Ventilaufnahmeboh rung von unten eingesetzten Plattenfilter 11 zusätzlich ge sichert, so dass ein Herausfallen des ersten Ventilaufnahme körpers 5 und des ersten Ventilschließgliedes 4 aus der Ven tilanordnung vermieden ist.In greatly enlarged representation 1, a valve assembly for use in a slip-controlled is shown in Fig. Motor vehicle brake system, with a first valve closure member 4, which is formed check valve as a hydraulically actuatable ball return, and with a further, with means of a solenoid armature 15 and a solenoid 16 control cash valve closure member 3 which is disposed like the first valve closure member 4 in a valve accommodating bore of the valve housing 2. 1 Both valve closing elements 3 , 4 in the valve housing 1 are thus operable independently of one another. The hydraulically actuated ball check valve is part of a unit formed from a first and a second valve receiving body 5 , 6 , which is provided with a centrally arranged in the second valve receiving body 6 first pressure medium passage 7 , which can be closed by means of the second valve closing member 3 . In addition to the first pressure medium passage 7, there is a further, second pressure medium passage 8 in the second valve receiving body 6 , which can be closed and also released by the first valve closing member 4 already described at the beginning. The outer diameter of the first Ventilauf take-up body 5 is adapted to the inner diameter of the second Ven tilaufnahmekörpers 6 such that the first Venti running body 5 is free of play, preferably by means of a press connection in the second valve receiving body 6 is inserted, so that the first valve closing member 4 to egg ner Bore stage 10 in the second fluid passage 8 or on the first valve body 5 can support. The second fluid passage 8 branches according to the arrow representation along the outer surface of the first valve body 5 in the direction of its face and mantle surface, so that pressure medium in the opened state of the valve closing member 4 in the fluid passage 8 partially through an opening 9 in the end face of the valve body 5 and flows partially along the lateral surface of the first valve receiving body 5 delimiting the second pressure medium passage 8 . The first valve receptacle body 5 consists of a sleeve shaped into a pot, which is made from steel strip in the deep-drawing process and is subsequently hardened in the area of the surface acted upon by the first valve closing member 4 . The second valve receptacle body 6 consists of a solid, preferably metallic rotating part, the first pressure medium passage 7 arranged in the middle of it is designed as a funnel-shaped downwardly widened step bore, the first step portion 13 of which extends into the extended second step portion 14 of the parallel to the first pressure medium passage 7 arranged second pressure medium passage 8 passes over, so that a pressure medium connection between the two pressure medium passages 7 , 8 comes about. To record me and function of the first valve closing member 4 between the two valve receiving bodies 5 , 6 and for internal channel branching between the first and second pressure medium passage 7 , 8 , the depth of the second step section 14 is greater than the depth of the first step section 13 selects ge. It has proven particularly useful for the first valve closing member 4 to use a steel ball which is inserted in the expanded second step section 14 and is securely positioned in the second valve tapping body 6 by the mechanically rigid rounding of the first valve receiving body 5 inserted in the first step section 13 . The first Ven tilaufnahmekörter 5 is additionally secured by a plate filter 11 inserted into the valve receiving bore from below, so that falling out of the first valve receiving body 5 and the first valve closing member 4 from the valve arrangement is avoided.
In der gewählten Darstellung nach Fig. 1 handelt es sich um ein in Grundstellung stromlos offen geschaltetes Elektroma gnetventil, dessen Ventilgehäuse 1 beispielhaft in Patronen bauweise ausgeführt und in einem blockförmigen Träger einer schlupfgeregelten Bremsanlage verstemmt ist.In the selected representation of FIG. 1 is a normally open in its basic position switched electromag gnetventil, the valve housing 1 exemplified in cartridge-type construction and is caulked in a block-shaped carrier of a slip-controlled brake system.
Die Fig. 2 zeigt abweichend von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel ein gleichfalls stromlos in Grundstellung of fen geschaltetes Elektromagnetventil, in das zusätzlich eine Überdruckventilfunktion integriert ist, die durch ein feder belastetes Ventilschließglied 3 realisiert wird, das sich abhängig von einem definierten hydraulischen Öffnungsdruck relativ zur Position des Magnetankers bewegen kann, um bei Bedarf losgelöst von der elektromagnetischen Erregung des Magnetankers 15 den ersten Druckmitteldurchlass 7 im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 freizugeben. Der Aufbau der aus dem ersten und zweiten Ventilaufnahmekörper 5, 6 und dem darin integrierten ersten Ventilschließglied 4, als auch die An ordnung der Druckmitteldurchlässe 7, 8, entsprechen grund sätzlich dem eingangs erwähnten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Fig. 2 is different from the previous embodiment, a likewise deenergized fen in the basic position of switched solenoid valve, which is realized by a spring-loaded valve closure member 3 into which a pressure relief valve function is integrated in addition, which is a function of a defined hydraulic opening pressure relative to the position of the Magnet armature can move to release the first pressure medium passage 7 in the second valve receiving body 6 if necessary detached from the electromagnetic excitation of the magnet armature 15 . The structure of the first and second valve receiving bodies 5 , 6 and the first valve closing element 4 integrated therein, as well as the arrangement of the pressure medium passages 7 , 8 , correspond in principle to the exemplary embodiment according to FIG. 1 mentioned at the outset.
Als wesentlicher Unterschied hingegen weist die Ventilanord nung nach Fig. 2 jedoch eine sowohl gegenüber Fig. 1 umge kehrte Montagerichtung als auch Fixierung des zweiten Venti laufnahmekörpers 6 in der Ventilaufnahmebohrung 2 auf, wozu sich dieser an einer Stufe des Ventilgehäuses 1 abstützt. In einem Axialabstand zu den unteren Stirnflächen beider Venti laufnahmekörper 5, 6 befindet sich unterhalb der Ventilge häusestufe ein Vorsprung 12 am Ventilgehäuse 1, der den er sten Ventilaufnahmekörper 5 so weit überdeckt, dass bei ei nem unbeabsichtigten Lösen des ersten Ventilaufnahmekörpers 5 dieser nur um den kleinen Axialabstand nach unten aus dem zweiten Ventilaufnahmekörper 6 herausrutschen kann, so dass die Funktionssicherheit des zwischen den beiden Ventilauf nahmekörpern 5, 6 angeordneten ersten Ventilschließgliedes 4 immer gewährleistet bleibt. In solch einem Zustand wäre eine hinreichende Strömungsverbindung mit dem zweiten Druckmit teldurchlaß 8 über die Öffnung 9 gewährleistet, während der zweite Druckmitteldurchlass 8 unterhalb des Kugelrückschlagventils infolge des abgesenkten ersten Ventilaufnahmekörpers 5 in Richtung des Plattenfilters 11 ausnahmsweise versperrt wäre.As a significant difference, however, the Ventilanord voltage according to FIG. 2, however, a mounting direction reversed in relation to FIG. 1 as well as fixation of the second valve body 6 in the valve receiving bore 2 , for which it is supported on a step of the valve housing 1 . At an axial distance to the lower end faces of both valve body 5 , 6 is below the Ventilge housing stage, a projection 12 on the valve housing 1 , which he covers the most valve body 5 so far that with an unintended loosening of the first valve body 5 this only by small axial distance can slip out of the second valve receiving body 6 , so that the functional reliability of the first valve closing member 4 arranged between the two valve receiving bodies 5 , 6 is always guaranteed. In such a state, a sufficient flow communication with the second pressure with would teldurchlaß 8 through the opening 9 ensured, while the second pressure medium passage 8 would be exceptionally blocked below the ball check valve as a result of the lowered first valve accommodating body 5 in the direction of the plate filter. 11
Grundsätzlich bewegt sich das kugelförmige Ventilschließ glied 4 immer in Abhängigkeit eines hydraulischen Differenz drucks entweder im Schließsinn nach oben gegen die als Ke geldichtsitz wirksame Bohrungsstufe 10 oder im Öffnungssinn nach unten gegen die gewölbte Schulter des topfförmigen Ven tilaufnahmekörpers 5, wodurch das Ventilschließglied 4 in folge der großzügigen Öffnungsquerschnitte in den Stufenab schnitt 13, 14 verlustarm umströmt werden kann.Basically, the spherical valve closing member 4 always moves as a function of a hydraulic differential pressure either in the closing direction upwards against the bore step 10 acting as a ke gel seat or in the opening direction downwards against the curved shoulder of the pot-shaped valve holder body 5 , as a result of which the valve closing member 4 follows generous opening cross-sections in the steps from section 13 , 14 can be flowed around with little loss.
Die anhand den Fig. 1 und 2 vorgestellte Ventilanordnung hat den Vorteil, dass der Druckmittelstrom über das erste Ven tilschließglied 4 dicht nur in Richtung des ersten und zwei ten Stufenabschnitts 13, 14 sinnvollerweise verzweigt wird, sondern auch gleichzeitig bei geringstem Staudruck ein grö ßerer Durchflussquerschnitt im Bereich des umströmten Kugel rückschlagventils geschaffen wird, so dass beispielhaft bei dem nach Fig. 2 geschilderten Überdruckventil der Ventilsitz im Ventilaufnahmekörper 6, der das Ventilschließglied 3 trägt, verkleinert werden kann.The valve arrangement presented with reference to FIGS. 1 and 2 has the advantage that the pressure medium flow via the first valve closure member 4 is only branched in a sensible manner only in the direction of the first and second stage sections 13 , 14 , but also at the same time a larger flow cross section at the lowest dynamic pressure In the area of the flow-around ball check valve is created, so that, for example, in the pressure relief valve shown in FIG. 2, the valve seat in the valve receiving body 6 , which carries the valve closing member 3 , can be reduced.
Dies führt ferner zu dem Vorteil, dass die Kraft der zwi schen dem Magnetanker 15 und dem Stößelabschnitt am Ventil schließglied 3 angeordneten Feder erheblich reduziert werden kann, so dass sich zwangsläufig auch die Belastung des dem ersten Druckmitteldurchlass 7 zugeordneten Ventilsitzes ver ringert, was wiederum zu einem reduzierten Verschleiß des Ventilsitzes führt.This also leads to the advantage that the force of the spring between the armature 15 and the tappet section on the valve closing member 3 arranged spring can be significantly reduced, so that the load on the first fluid passage 7 associated valve seat inevitably decreases, which in turn leads to reduced wear of the valve seat.
Auch die Beanspruchung der den Magnetanker 15 umschließenden Ventilhülse beim Auftreffen des Magnetankers 15 auf den Ven tilhülsendom verringert sich erheblich, da nunmehr auch die zwischen dem Magnetanker 15 und dem Magnetkern 17 einge spannte Rückstellfeder schwächer ausgelegt werden kann, so dass der Auftreffimpuls an der Ventilhülse nach Abbruch der elektromagnetischen Erregung minimiert ist.The stress on the valve armature 15 surrounding the armature when the magnet armature 15 strikes the Ven tilhülsendom is considerably reduced, since now the return spring clamped between the magnet armature 15 and the magnetic core 17 can be designed to be weaker, so that the impact pulse on the valve sleeve Termination of electromagnetic excitation is minimized.
Einen weiteren, erheblichen Beitrag zur Minimierung der Kan tenbeanspruchung in den Ventilaufnahmekörpern 1, 2 ergibt sich durch die topfförmig nach oben gewölbte steife Stütz kontur zwischen dem Topfboden und dem Topfrand, an der sich das erste Ventilschließglied 4 abstützt, da in vorliegender Ausführungsform das Kugelrückschlagventil jeweils auf den festigkeitsmäßig günstigen Wölbungsbereich am ersten Venti laufnahmekörper 5 anschlägt. Verschleiß in Form von Kanten abnutzung wird folglich durch die Geometrie des ersten Ven tilaufnahmekörpers 5 effizient verhindert.A further, significant contribution to minimizing the Kan tenbeanlastung in the valve receiving bodies 1 , 2 results from the pot-shaped upward stiff support contour between the bottom of the pot and the rim of the pot, on which the first valve closing member 4 is supported, since in the present embodiment, the ball check valve each strikes on the first part of the Venti running body 5 favorable in terms of strength. Wear in the form of edge wear is thus efficiently prevented by the geometry of the first Ven tilaufnahmekörpers 5 .
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Tatsache, dass durch die dezentrale Anordnung des ersten Ventilschließglie des 4 im zweiten Stufenabschnitt 14 jeweils vom Kugelrück schlagventil eine asymetrische Belastung auf den ersten Ven tilaufnahmekörper 5 ausgeübt wird, die allenfalls zu einem zusätzlichen vorteilhaften Verklemmen des ersten Ventilauf nahmekörpers 5 im zweiten Ventilaufnahmekörper 6 führt, so dass im Betrieb des Kugelrückschlagventils die Einpresskraft am Ventilaufnahmekörper 5 von einer Klemmkraft zusätzlich überlagert wird, die eine weitere Sicherheit gegenüber einem Lösevorgang des ersten Ventilaufnahmekörpers 5 aus dem zwei ten Ventilaufnahmekörper 6 darstellt. Another advantage arises from the fact that the decentralized arrangement of the first valve closing element 4 in the second step section 14 exerts an asymmetrical load on the first valve tappet body 5 from the ball check valve, which at most results in an additional advantageous jamming of the first valve body 5 leads in the second valve receptacle body 6 , so that during the operation of the ball check valve, the press-in force on the valve receptacle body 5 is additionally superimposed by a clamping force, which represents a further security against a release process of the first valve receptacle body 5 from the second valve receptacle body 6 .
11
Ventilgehäuse
valve housing
22
Ventilaufnahmebohrung
Valve accommodating bore
33
Zweites Ventilschließglied
Second valve closing element
44
Erstes Ventilschließglied
First valve closing element
55
Erster Ventilaufnahmekörper
First valve body
66
Zweiter Ventilaufnahmekörper
Second valve body
77
Erster Druckmitteldurchlass
First fluid passage
88th
Zweiter Druckmitteldurchlass
Second fluid passage
99
Öffnung
opening
1010
Bohrungsstufe
bore step
1111
Plattenfilter
plate filters
1212
Vorsprung
head Start
1313
Erster Stufenabschnitt
First stage section
1414
Zweiter Stufenabschnitt
Second stage section
1515
Magnetanker
armature
1616
Magnetspule
solenoid
1717
Magnetkern
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