DE10163721B4

DE10163721B4 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE10163721B4
Application number: DE2001163721
Authority: DE
Inventors: Shozo Inage; Kaneyoshi Nagatani
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: US6662824B2; JP2002195429A; DE10163721B8; US20020079000A1; JP3867498B2; DE10163721A1

Abstract

Rückschlagventil (50) mit einem Ventilgehäuse (500, 520), in dem ein Fluidkanal ausgebildet ist, einem Ventilsitz (504), der im Fluidkanal ausgebildet ist, einem Ventilkörper (540), der sich auf dem Ventilsitz befindet, um den Fluidkanal entsprechend einem auf den Ventilkörper aufgebrachten Fluiddruck zu öffnen und zu schließen, einem im Ventilgehäuse angeordneten Vorspannelement (550, 560) zum Vorspannen des Ventilkörpers in eine Richtung zum Sc6) zum Begrenzen einer seitlichen Bewegung des Ventilkörpers stromabwärts vom Ventilsitz (504) ausgebildet ist, und das Vorspannelement seine Vorspannkraft auf den Ventilkörper in eine Richtung (F) aufbringt, die von einer Richtung (X), in der der Fluiddruck auf den Ventilkörper aufgebracht wird, geneigt ist, so daß der Ventilkörper durch eine seitliche Komponente (F1) der Vorspannkraft zur Seitenwand (526) gedrückt wird und die seitliche Bewegung des Ventilkörpers durch die Seitenwand begrenzt wird, wenn der Ventilkörper den Fluidkanal öffnet,...

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rückschlagventil, das den Fluidfluß in einem Fluidkanal in eine Richtung gestattet, insbesondere auf ein solches Rückschlagventil, daß in einem Auslaßkanal einer Pumpe zur Druckbeaufschlagung von Bremsfluid darin verwendet wird.
2. Beschreibung des in Beziehung stehenden Standes der Technik
Bei einem herkömmlichen Rückschlagventil ist eine Kugel, die einen Ventilkörper bildet, durch eine Feder zu einem Ventilsitz in eine Richtung gegen einen Fluiddruck, der auf den Ventilkörper aufgebracht wird, d. h. in eine Richtung zum Schließen des Rückschlagventils, vorgespannt. Wenn der auf die Kugel aufgebrachte Fluiddruck um einen vorbestimmten Betrag größer als eine Vorspannkraft der Feder wird, wird die Kugel vom Ventilsitz getrennt, um den Kanal zu öffnen. Beim Öffnen des Kanals nimmt die Kugel eine Position ein, in der der Fluiddruck die Vorspannkraft der Feder ausgleicht.
Wenn ein solches Rückschlagventil in einem Stromabkanal eines Auslaßanschlusses einer Pumpe installiert ist, wird die Position der Kugel in einem offenen Zustand des Rückschlagventils nicht stabil aufrechterhalten, da sich der auf die Kugel aufgebrachte Fluiddruck entsprechend dem Auslaßdruck der Pumpe ändert. Anders ausgedrückt vibriert die Kugel entsprechend einem Pulsationsdruck der Pumpe; das Pulsieren des Pumpendrucks wird durch die Vibration der Kugel verstärkt. Bei herkömmlichen Rückschlagventilen war dieses ein Problem.
Dokument US 3.742.975 A bezieht sich auf ein ein Feder vorgespanntes Rückschlagventil mit einem Ventilkörper, der über ein abgeschrägtes, federvorgespanntes Element gegen einen Ventilsitz gedrückt wird. In der Schrift DE 198 43 814 A1 ist ein Druckventil ebenfalls mit diesen Eigenschaften beschrieben, bei dem zwei Auslassanschlüsse auf der Höhe der Feder entgegengesetzt zueinander angeordnet sind.
Im Dokument JP 03-186672 A wird ein Rückschlagventil mit zwei kugelförmigen Elementen beschrieben, die im geöffneten Zustand des Ventils mit entgegengesetzten Abschnitten der Innenwand in Anlage gelangen können.
Bei dem Ventil aus der DE 1 675 425 A drückt ein federbelastes Element den Ventilkörper zu einer Innenwand des Ventilgehäuses hin, die zum Auslassanschluss des Ventils entgegengesetzt liegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf das vorstehend genannte Problem getätigt; eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Rückschlagventil vorzusehen, bei dem eine Vibration des Ventilkörpers aufgrund eines Pulsierens des Pumpendrucks verhindert oder unterdrückt ist, wodurch eine Verstärkung des Pulsierdrucks durch das Rückschlagventil verhindert ist.
Die vorliegende Aufgabe wird durch das Rückschlagventil von Anspruch 1 und das Antiblockiersystem von Anspruch 12 gelöst.
Das Rückschlagventil entsprechend der vorliegenden Erfindung wird in einem Fluidkanal verwendet, wie z. B. in einem Bremsfluidkanal in einem Antiblockiersystem (ABS) eines Kraftfahrzeugs. Das Rückschlagventil befindet sich an der Seite eines Auslaßanschlusses einer Pumpe, die das Bremsfluid in Radzylinder hochpumpt und das Bremsfluid zu einem Hauptzylinder zurückführt.
Das Rückschlagventil ist mit einem länglichen Ventilgehäuse einstückig ausgebildet, in dem sich ein Fluidkanal befindet. Ein Ventilsitz befindet sich im Fluidkanal an einem Mittelabschnitt des Ventilgehäuses; ein Ventilkörper befindet sich in Berührung mit dem Ventilsitz. Der Ventilkörper wird durch ein Vorspannelement, wie z. B. eine Feder oder einen elastischen Gummistab in eine Richtung vorgespannt, um den Ventilkörper gegen den Ventilsitz zu drücken, wodurch der Fluidkanal geschlossen wird. Ein Fluidkanal wird auf den Ventilkörper in eine Richtung aufgebracht, um den Ventilkörper vom Ventilsitz anzuheben, wodurch der Fluidkanal geöffnet wird. Im offenen Zustand nimmt der Ventilkörper eine Position ein, die den Fluiddruck mit der Vorspannkraft ausgleicht.
Da der Fluiddruck, der von der Pumpe zum Rückschlagventil geführt wird, pulsiert, vibriert der Ventilkörper durch den Pulsierdruck. Zum Unterdrücken der Ventilkörper-Vibration wird die Vorspannkraft auf den Ventilkörper in eine Richtung aufgebracht, die bezüglich einer Richtung, in der der Fluiddruck auf den Ventilkörper aufgebracht wird, geneigt ist. Anders ausgedrückt wird auf den Ventilkörper die Vorspannkraft aufgebracht, die eine Komponente gegen den Fluiddruck und eine seitliche Komponente hat. Anders ausgedrückt ist eine Seitenwand, die die seitliche Bewegung des Ventilkörpers beschränkt, im Ventilgehäuse ausgebildet. Wenn der Ventilkörper durch den aufgebrachten Fluiddruck vom Ventilsitz abgehoben wird, wird der Ventilkörper durch die seitliche Komponente der Vorspannkraft zur Seitenwand gedrückt. Somit wird die Ventilkörperbewegung beschränkt und seine Vibration aufgrund des Pulsierdrucks unterdrückt. Vorzugsweise ist eine Deckenwand zum Begrenzen einer Vertikalbewegung des Ventilkörpers zusätzlich zur Seitenwand im Ventilgehäuse ausgebildet, um die Ventilkörpervibration weiter zu unterdrücken.
Der Ventilkörper kann durch eine Kugel gebildet sein; die Vorspannkraft kann der Kugel über eine andere Kugel zugeführt werden, die mit dem kugelförmigen Ventilkörper in Berührung steht. In diesem Fall befinden sich beide Kugel im Ventilgehäuse, so daß eine Linie, die die Mittelpunkte beider Kugeln verbindet, bezüglich der Richtung des Aufbringens von Fluiddruck geneigt liegt, um die seitliche Komponente der Vorspannkraft zu erzeugen. Es ist auch vorzuziehen, daß ein Auslaßanschluß des Fluidkanals in eine Richtung der seitlichen Komponente der Vorspannkraft ausgebildet wird, so daß der Ventilkörper durch die Fluidströmung weiter zur Seitenwand gedrückt wird.
Das Ventilgehäuse kann sich aus einem Sitzelement und einer Zylinderbuchse, die mit dem Sitzelement verbunden ist, zusammensetzen. In diesem Fall ist der Ventilsitz an einem Endabschnitt des Sitzelementes ausgebildet; Fluid wird vom anderen Endabschnitt eingeführt. Das Vorspannelement und der Ventilkörper befinden sich in der Zylinderbuchse. Ein Stabelement mit einer konischen Fläche, die die Vorspannkraft zur den Ventilkörper bildenden Kugel überträgt, kann zwischen die Feder und den Ventilkörper zwischengefügt sein.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Ventilkörper, wie z. B. eine Kugel, durch die seitliche Komponente der Vorspannkraft gegen die Seitenwand gedrückt, wenn das Ventil die offene Position einnimmt. Daher wird die Vibration des Ventilkörpers aufgrund des Pulsierdrucks unterdrückt.
Weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus den bevorzugten Ausführungsbeispielen schneller deutlich, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben sind.
1 ist eine Rohrstruktur in einem Antiblockiersystem (ABS), bei dem ein Rückschlagventil entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
2 ist eine Querschnittsansicht, die das Rückschlagventil als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei sich das Rückschlagventil in einer geschlossenen Position befindet,
3 ist eine Querschnittsansicht einer Buchse des Rückschlagventils an der Linie III-III in 2,
4 ist eine Querschnittsansicht des in 2 gezeigten Rückschlagventils, wobei sich das Rückschlagventil in einem offenen Zustand befindet, und
5 ist eine Querschnittsansicht, die das Rückschlagventil als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei sich das Rückschlagventil in einem offenen Zustand befindet.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1–4 beschrieben. Als erstes wird unter Bezugnahme auf 1 eine Gesamtstruktur eines Antiblockiersystems (ABS) beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird das ABS-System auf ein Vierradfahrzeug, das durch Vorderräder angetrieben wird, angewendet; ein x-förmiges Rohrsystem wird bei seinem Bremssystem verwendet. Anders ausgedrückt werden ein rechtes Vorderrad (FR) und ein linkes Hinterrad (RL) durch einen Bremskanal gesteuert, während ein linkes Vorderrad (FL) und ein rechtes Hinterrad (RR) durch einen weiteren Bremskanal gesteuert werden. 1 zeigt den einen Bremskanal, der das FR-Rad und das RL-Rad steuert. Der andere Bremskanal, der das FL-Rad und das RR-Rad steuert, hat die gleiche Struktur.
Wie es in 1 gezeigt ist, ist ein Bremspedal 1 mit einem Bremskraftverstärker 2 verbunden, der eine an das Bremspedal 1 angelegte Bremskraft verstärkt. Der Bremskraftverstärker 2 ist über eine Druckstange mit einem Hauptzylinder 3 verbunden. Ein Bremsdruck im Hauptzylinder 3 wird erzeugt, indem ein Hauptkolben im Hauptzylinder 3 durch die Druckstange gedrückt wird. Ein Haupttank 3a ist mit dem Hauptzylinder 3 verbunden. Der Haupttank 3a führt dem Hauptzylinder 3 Bremsfluid zu und zieht vom Hauptzylinder 3 überschüssiges Bremsfluid ab. Der Druck im Hauptzylinder 3 wird über das Antiblockiersystem (ABS) einem Radzylinder 4 des rechten Vorderrades (FR) und einem Radzylinder 5 des linken Hinterrades (RL) zugeführt. Die folgende Erläuterung wird nur bezüglich des Kanals für das FR-Rad und das RL-Rad vorgenommen, da der andere Kanal für das FL-Rad und das RR-Rad der gleiche ist.
Ein Hauptkanal A, der mit dem Hauptzylinder 3 verbunden ist, unterteilt sich in einen Kanal A1 und einen Hilfskanal D. Der Kanal A1 ist mit einem Dosierventil 22 verbunden; ein Kanal A2, der zu den Radzylindern 4, 5 führt, ist mit dem Dosierventil 22 verbunden. Im allgemeinen hat das Dosierventil 22 die Funktion, einen Druck, der mit einem vorbestimmten Verhältnis von einem Grunddruck abgeschwächt wurde, zu seiner stromabwärts liegenden Seite zu übertragen, wenn dieses in eine Vorwärtsrichtung verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Dosierventil 22 jedoch in eine Rückwärtsrichtung verbunden, wie es in 1 gezeigt ist, wodurch sein Auslaßdruck im Kanal A2 ein Grunddruck ist.
Der Kanal A2 ist in zwei Kanäle unterteilt. Ein Bremsdruck zum Radzylinder 4 wird durch einen Kanal geführt, in dem ein erstes Druckerhöhungssteuerventil 30 in Verbindung steht, während ein Bremsdruck zum Radzylinder 5 durch einen weiteren Kanal geführt wird, in dem ein zweites Druckerhöhungssteuerventil 31 in Verbindung steht. Die Druckerhöhungssteuerventile 30, 31 sind Zwei-Positions-Ventile, die entsprechend Signalen von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des ABS in einen Verbindungszustand oder einen Absperrzustand gesteuert werden. Wenn sich die Druckerhöhungssteuerventile 30, 31 im Verbindungszustand befinden, wird der Druck im Hauptzylinder 3 oder ein Auslaßdruck einer Pumpe 10 den Radzylindern 4 bzw. 5 zugeführt. Die Druckerhöhungssteuerventile 30, 31 sind beim normalen Bremsen, bei dem keine ABS-Steuerung ausgeführt wird, immer im Verbindungszustand. Die Rückschlagventile 30a, 31a sind mit den Druckerhöhungssteuerventilen 30 bzw. 31 parallel geschaltet, um das Bremsfluid in die Radzylinder 4, 5 zurückzuführen, wenn die ABS-Steuerung durch Freigabe des Bremspedals 1 beendet wird.
Das erste Druckerhöhungssteuerventil 30 ist mit einem Tankanschluß 20a eines Tanks 20 über einen Kanal B verbunden, in dem ein erstes Druckverringerungs-Steuerventil 32 in Verbindung steht, während das zweite Druckerhöhungs-Steuerventil 31 mit dem gleichen Tankanschluß 20a über einen anderen Kanal B verbunden ist, in dem ein zweites Druckverringerungssteuerventil 33 in Verbindung steht. Die Druckverringerungssteuerventile 32, 33 werden entsprechend den Signal von der ECU der ABS in einen Verbindungszustand oder einen Absperrzustand gesteuert. Bei einem normalen Bremsen, bei dem die ABS-Steuerung nicht ausgeführt wird, befinden sich die Druckverringerungssteuerventile 32, 33 immer im Absperrzustand.
Einlaßanschlüsse der Druckerhöhungssteuerventile 30, 31 sind mit dem Tankanschluß 20a des Tanks 20 über einen Kanal C verbunden, in dem eine Rotationspumpe 10 in Verbindung steht. Ein Einlaß-Rückschlagventil 10a ist mit einer Einlaßseite der Rotationspumpe 10 verbunden, während ein Auslaßrückschlagventil 50 mit einer Auslaßseite der Rotationspumpe 10 verbunden ist. Unter der ABS-Steuerung wird das Bremsfluid in den Radzylindern 4, 5 in den Tank 20 freigegeben, um den Bremsdruck in den Radzylindern 4, 5 zu verringern. Andrerseits wird das Bremsfluid im Tank 20 durch die Rotationspumpe 10 gepumpt und dem Kanal A2 zugeführt, um den Bremsdruck in den Radzylindern 4, 5 zu erhöhen. Das Rückschlagventil 50 ist das Rückschlagventil, das eine Struktur entsprechend der vorliegenden Erfindung hat, und wird nachfolgend detailliert beschrieben.
Die Rotationspumpe 10 ist eine Zahnradpumpe, wie z. B. eine Trochoidpumpe, die durch einen Motor 11 angetrieben wird. Eine Dämpfungseinrichtung 12 ist mit der Auslaßseite der Rotationspumpe 10 verbunden, um das Druckpulsieren im Fluid, das aus der Rotationspumpe 10 gepumpt wird, zu vermindern. Die Einlaßseite der Rotationspumpe 10 ist über einen Kanal D, in dem ein Steuerventil 34 in Verbindung steht, mit dem Hauptzylinder verbunden. Wenn eine Antischlupfregelung (TRC) ausgeführt wird, pumpt die Pumpe 10 das Bremsfluid in den Kanal A1 über den Kanal D und führt das hochgepumpte Bremsfluid dem Kanal A2 zu. Somit wird der Druck in den Bremszylindern 4, 5 höher als der im Hauptzylinder 3 gestaltet, wodurch die Bremskraft erhöht wird. Das Dosierventil 22, das in seine Rückrichtung verbunden ist, hält eine Druckdifferenz zwischen dem Hauptzylinder 3 und den Radzylindern 4, 5 aufrecht. Ein Rückschlagventil 21 befindet sich zwischen einer Verbindungsstelle, die den Kanal D mit den Kanälen C verbindet, und dem Tankanschluß 20a, um zu verhindern, daß Bremsfluid vom Kanal C zum Tank 20 in Rückwärtsrichtung strömt. Beim normalen Bremsen wird das Steuerventil 34 im Kanal D immer in seinen Absperrzustand gebracht.
Ein Steuerventil 40, das zwischen dem Dosierventil 22 und dem Druckerhöhungssteuerventil 30, 31 Verbindung herstellt, ist ein Zweipositionsventil, das in seinen Verbindungszustand oder seinen Absperrzustand steuerbar ist. Ein Rückschlagventil 40a ist mit dem Steuerventil 40 parallel geschaltet. Das Steuerventil 40 wird normalerweise in den Verbindungszustand gesteuert, und wird nur dann in den Absperrzustand gebracht, wenn sich der Bremsfluiddruck in den Radzylindern 4, 5 in der Situation schnell erhöht, in der der Hauptzylinderdruck niedriger als ein vorbestimmter Pegel ist, oder wenn die TRC-Steuerung ausgeführt wird. Durch das Absperren des Steuerventils 40 wird eine Druckdifferenz zwischen dem Hauptzylinder 3 und den Radzylindern 4, 5 auf einem vorbestimmten Pegel gehalten.
Nun wird das Rückschlagventil 50, das sich an der Auslaßseite der Rotationspumpe 10 befindet, unter Bezugnahme auf die 2–4 beschrieben. Das in 2 gezeigte Rückschlagventil 50 ist zusammen mit zahlreichen Ventilen und der vorstehend beschriebenen Rotationspumpe 10 an einem ABS-Gehäuse 60 montiert. Das Rückschlagventil 50 ist in ein gestuftes Loch eingeführt, das sich aus einem Loch 61 mit einem großen Durchmesser und einem Loch 62 mit einem kleinen Durchmesser zusammensetzt. Ein Ventilgehäuse des Rückschlagventils 50 setzt sich aus einem Sitzelement 500 und einer mit dem Sitzelement 500 verbundenen Buchse 520 zusammen. Das Sitzelement 500 wird durch Kraft in das große Loch 61 eingeführt und an diesem befestigt; die Buchse 520 befindet sich im kleinen Loch 62.
Ein Bremsfluidkanal 63 ist zwischen dem Außenumfang der Buchse 520 und der Innenwand des kleinen Lochs 62 ausgebildet. Der Bremsfluidkanal 63 steht mit dem Kanal C (in 1 gezeigt) durch einen im ABS-Gehäuse 60 ausgebildeten Kanalanschluß 64 in Verbindung. Ein Einlaßkanal 503 ist durch den Mittelpunkt des Sitzelements 500 ausgebildet. Das durch die Rotationspumpe 10 hochgepumpte Bremsfluid strömt durch den Einlaßkanal 503 in das Rückschlagventil 50 und strömt durch den Kanal 63 und den Kanalanschluß 64 heraus.
Wie es in 2 gezeigt ist, weist das Rückschlagventil 50 das Sitzelelement 500, die Buchse 520, eine erste Kugel 540, eine zweite Kugel 550, eine Feder 560 und einen O-Ring 570 auf. Alle diese Komponente sind mit Ausnahme des O-Rings 570, der aus Gummi hergestellt ist, aus Metallmaterial. Das Sitzelement 500 ist im wesentlichen in einer Zylinderform ausgebildet, die einen Grundabschnitt mit großem Durchmesser und eine Nabe mit kleinem Durchmesser hat. Am Außenumfang des Grundelements ist eine Nut 501, in der der O-Ring 570 untergebracht ist, ausgebildet. Um den Außenumfang der Nabe ist ein kreisförmiger Vorsprung 502 ausgebildet. Auf der oberen Fläche der Nabe ist ein Ventilsitz 504 mit einer konischen Fläche ausgebildet.
Eine erste Kugel 540, die einen Ventilkörper bildet, befindet sich mit dem Ventilsitz 504 in Berührung. Ein Druck des Bremsfluids, das vom Einlaßkanal 503 eingeführt wird, wird auf die erste Kugel 540 in eine Richtung zum Anheben der ersten Kugel 540 aufgebracht. Auf eine Richtung X, in der der Bremsfluiddruck auf die den Ventilkörper bildende erste Kugel 540 aufgebracht wird, wird sich als Druckaufbringrichtung bezogen. Die Druckaufbringrichtung verläuft zu einem axialen Mittelpunkt des Einlaßkanals 503 parallel und zur oberen Fläche des Ventilsitzes 504 lotrecht.
Die Buchse 520 ist in Form eines Zylinders ausgebildet, dessen eines Ende geschlossen ist, und weist drei zylindrische Innenräume auf, die in diesem ausgebildet sind, d. h. einen ersten Innenraum 521, einen zweiten Innenraum 522 und einen dritten Innenraum 523. Der erste Innenraum 521, der mit der Mittelachse der Buchse 520 koaxial ausgebildet ist, dient als ein Fluidkanal, durch den das Bremsfluid strömt, wenn die erste Kugel 540 angehoben ist. Ein Auslaßanschluß 525 ist durch eine dünne zylindrische Wand 524 des ersten Raums 521 ausgebildet. Der Auslaßanschluß 525 ist in eine Richtung einer seitlichen Komponente F1 einer Vorspannkraft der Feder 560 ausgebildet (die nachstehend im Detail erläutert ist). Das Bremsfluid strömt durch den Auslaßanschluß 525 in den Kanal 63.
Der zweite Innenraum 522 mit einem kleineren Durchmesser als der erste Innenraum 521 ist ebenfalls mit der Mittelachse der Buchse 520 koaxial ausgebildet. Der zweite Innenraum 522 weist eine Seitenwand 526, die zur Druckaufbringrichtung X parallel verläuft, und einen Deckenwand 527 auf. Die seitliche Bewegung und die Vertikalbewegung der ersten Kugel 540 werden durch die Seitenwand 526 bzw. die Deckenwand 527 begrenzt.
Der dritten Innenraum 523 mit einem kleineren Durchmesser als der zweite Innenraum 522 ist mit der Mittelachse der Buchse 520 exzentrisch ausgebildet. Die zweite Kugel 550 und die Feder 560 befinden sich im dritten Innenraum 523. Die zweite Kugel 550 bildet ein Element, das eine Vorspannkraft der Feder 560 zur ersten Kugel 540 überträgt, und befindet sich zwischen der ersten Kugel 540 und der Feder 560. Die Feder 560 übt ihre Vorspannkraft in eine Richtung aus, in der diese die erste Kugel 540 herunterdrückt, wodurch das Rückschlagventil geschlossen wird. Die Buchse 520 wird mit dem Sitzelement 500 dadurch verbunden, daß der Endabschnitt ihrer dünnen Zylinderwand 524 gegen den kreisförmigen Vorsprung 502 des Sitzelements gekröpft wird, nachdem sich sowohl die Feder 560 und die zweite Kugel 550 als auch die erste Kugel 540 in der Buchse 520 befinden.
Der Betrieb des Rückschlagventils 50 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 2, 3 und 4 erläutert. Wenn die ABS-Steuerung ausgeführt wird, wird die Rotationspumpe 10 angetrieben, um dadurch das Bremsfluid, das in diese gesaugt wird, unter Druck zu setzen. Das unter Druck gesetzte Bremsfluid wird durch den Einlaßkanal 503 in das Rückschlagventil 50 eingeführt; der Bremsfluiddruck wird auf die erste Kugel 540 in Druckaufbringrichtung X aufgebracht. Die erste Kugel 540 bewegt sich in eine Richtung, um das Ventil gegen die Vorspannkraft der Feder 560 zu öffnen, wie es in 4 gezeigt ist. Wenn sich das Ventil öffnet, strömt das Bremsfluid über den Einlaßanschluß 503, den ersten Innenraum 521, den Auslaßanschluß 525, den Kanal 63 und den Kanalanschluß 64 in den Kanal C.
Da sich die zweite Kugel 550 im dritten Innenraum 523 befindet, der bezüglich des zweiten Innenraums 522 exzentrisch verläuft, ist eine Linie, die sich vom Mittelpunkt der zweiten Kugel 550 zum Mittelpunkt der ersten Kugel 540 erstreckt, bezüglich der Druckaufbringrichtung X geneigt. Daher wird die Vorspannkraft F der Feder 560 auf die erste Kugel 540 in die Richtung aufgebracht, die bezüglich der Richtung X geneigt ist, wie es in 4 gezeigt ist. Anders ausgedrückt setzt sich die Vorspannkraft F aus einer vertikalen Komponente in Richtung X und einer seitlichen Komponente F1 in einer Richtung, die zur Richtung X lotrecht verläuft, zusammen.
Wenn die erste Kugel 540 gegen die Vorspannkraft F angehoben wird, wird die erste Kugel 540 durch die seitliche Komponente F1 zur Seitenwand 526 gedrückt, wodurch die erste Kugel 540 die Seitenwand 526 berührt. Daher wird die seitliche Bewegung der ersten Kugel durch die Seitenwand 526 beschränkt; dadurch wird die Vibration der ersten Kugel 540, die durch den Pulsierdruck des von der Rotationspumpe 10 zugeführten Bremsfluids verursacht wird, unterdrückt. Dementsprechend wird eine Verstärkung des Druckpulsierens durch die Vibration der ersten Kugel 540 verhindert. Wenn sich der Bremsfluiddruck weiter erhöht, wird die erste Kugel 540 angehoben, bis diese die Deckenwand 527 berührt. In dieser Situation wird die erste Kugel 540 sowohl durch die Seitenwand 526 als auch durch die Deckenwand 527 begrenzt, wodurch die Vibration der ersten Kugel 540 sicher verhindert wird.
Da ferner der Auslaßanschluß 525 in Richtung der seitlichen Komponente F1 der Vorspannkraft F ausgebildet ist, wie es in 3 gezeigt ist, fällt eine Richtung des Bremsfluids, das aus dem Auslaßanschluß 525 herausströmt, mit der Richtung der seitlichen Komponente F1 zusammen. Daher wird die erste Kugel 540 durch die Fluidströmung weiter gegen die Seitenwand 526 gedrückt, wodurch die Vibration der ersten Kugel 540 weiter begrenzt wird. Der Auslaßanschluß 525 ist nicht notwendigerweise in einer Richtung ausgebildet, die mit der Richtung der seitlichen Komponente F1 genau zusammenfällt. Der Auslaßanschluß 525 kann in einem Winkelbereich von plus oder minus 90 Grad von der Richtung der seitlichen Komponente F1 ausgebildet sein. Es ist jedoch vorzuziehen, daß dieser in einem Winkelbereich von plus oder minus 45 Grad ausgebildet ist.
Das vorstehend als erstes Ausführungsbeispiel beschriebene Rückschlagventil 50 kann auf unterschiedliche Weise abgewandelt werden. Zum Beispiel kann die Feder 560 durch ein elastisches Element, wie z. B. einen Gummistab, ersetzt werden. Die zweite Kugel 550 und die Feder 560 können zu einem einzigen elastischen Element, wie z. B. einer Gummistütze, kombiniert werden. Es ist ebenfalls möglich, die Feder 560 zu beseitigen und das Gewicht der zweiten Kugel 560 selbst als eine Quelle der Vorspannkraft zu verwenden, die auf die erste Kugel 540 in die Richtung aufgebracht wird, die bezüglich der Druckaufbringrichtung X geneigt ist. Sowohl die erste als auch die zweite Kugel 540, 550 können die gleiche Größe haben, so daß diese in der Buchse 520 enthalten sind, ohne die Zusammenbaureihenfolge zu berücksichtigen.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in 5 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Kugel 550 durch einen Stab 580 ersetzt; die anderen Strukturen sind die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel. 5 zeigt den Zustand, in dem die erste Kugel 540 zum Öffnen des Ventils angehoben ist. Der Stab 580 weist einen Zylinderabschnitt 581 und eine konische Fläche 582 auf, die mit der ersten Kugel 540 in Berührung steht. Die Vorspannkraft der Feder 560 wird durch den Stab 580 zur ersten Kugel 540 übertragen. Die Vorspannkraft wird auf die erste Kugel 540 ebenfalls in die Richtung aufgebracht, die bezüglich der Druckaufbringrichtung X in dieser Struktur geneigt ist. Dementsprechend wird die erste Kugel 540 durch die seitliche Komponente F1 der Vorspannkraft gegen die Seitenwand 526 in der gleichen Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel gedrückt. Somit wird die Vibration der ersten Kugel 540 aufgrund des Pulsierdrucks, der auf diese aufgebracht wird, unterdrückt.
In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wird das Rückschlagventil 50 als ein Rückschlagventil, das mit dem Auslaßanschluß der Rotationspumpe 10 im ABS-System verbunden ist, verwendet. Das Rückschlagventil 50 entsprechend der vorliegenden Erfindung kann als ein Rückschlagventil in anderen Systemen als dem ABS-System verwendet werden.
Das Rückschlagventil 50 kann insbesondere vorteilhaft in Fluidkanälen, die einen großen Betrag an Druckpulsieren aufweisen, verwendet werden.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorhergehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es für den Fachmann deutlich, daß Änderungen bei Form und in Einzelheiten hierbei vorgenommen werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie dieser in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist, abgewichen wird.
Somit befindet sich ein Rückschlagventil (50), das einen Einweg-Fluidströmung gestattet, an einer Auslaßseiten einer Druckpumpe (10). Das Rückschlagventil weist einen Ventilsitz (504) und einen Ventilkörper (540) zum Öffnen und Schließen eines Fluidkanals im Ansprechen auf einen dem Rückschlagventil zugeführten Fluiddruck auf. Der Ventilkörper (540) wird durch ein Vorspannelement, wie z. B. eine Feder (560), in eine Richtung zum Schließen des Fluidkanals vorgespannt. Zum Unterdrücken der Vibration des Ventilkörpers, die aufgrund eines von der Pumpe (10) zugeführten Pulsierfluiddrucks in seiner offenen Position auftritt, wird eine Vorspannkraft (F) auf den Ventilkörper in eine Richtung aufgebracht, die bezüglich der Fluiddruckaufbringrichtung (X) geneigt ist. Der Ventilkörper wird durch eine seitliche Komponente (F1), die in der Vorspannkraft (F) enthalten ist, gegen eine Seitenwand (526) gedrückt, wodurch die Vibration des Ventilkörpers unterdrückt wird.

Claims

Rückschlagventil (50) mit einem Ventilgehäuse (500, 520), in dem ein Fluidkanal ausgebildet ist, einem Ventilsitz (504), der im Fluidkanal ausgebildet ist, einem Ventilkörper (540), der sich auf dem Ventilsitz befindet, um den Fluidkanal entsprechend einem auf den Ventilkörper aufgebrachten Fluiddruck zu öffnen und zu schließen, einem im Ventilgehäuse angeordneten Vorspannelement (550, 560) zum Vorspannen des Ventilkörpers in eine Richtung zum Schließen des Fluidkanals, wobei eine Seitenwand (526) zum Begrenzen einer seitlichen Bewegung des Ventilkörpers stromabwärts vom Ventilsitz (504) ausgebildet ist, und das Vorspannelement seine Vorspannkraft auf den Ventilkörper in eine Richtung (F) aufbringt, die von einer Richtung (X), in der der Fluiddruck auf den Ventilkörper aufgebracht wird, geneigt ist, so daß der Ventilkörper durch eine seitliche Komponente (F1) der Vorspannkraft zur Seitenwand (526) gedrückt wird und die seitliche Bewegung des Ventilkörpers durch die Seitenwand begrenzt wird, wenn der Ventilkörper den Fluidkanal öffnet, das Vorspannelement (550, 560) aus einer Feder (560) und einem Element (550) zusammengesetzt ist, das zwischen die Feder (560) und den Ventilkörper (540) zwischengefügt ist, um eine Vorspannkraft der Feder (560) zum Ventilkörper (540) zu übertragen das Ventilgehäuse (500, 520) einen einzigen Auslaßanschluß (525) des Fluidkanals aufweist, und der einzige Auslaßanschluß (525) in dem Ventilgehäuse (500, 520) ausgebildet ist, um sich in Bezug auf den Ventilkörper (540) im Wesentlichen in eine Richtung zu öffnen, in die die seitliche Komponente (F1) der Vorspannkraft gerichtet ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, wobei der Ventilkörper eine Metallkugel (540) ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 2, wobei das Element zum Übertragen der Vorspannkraft eine Metallkugel (550) ist, die mit dem Ventilkörper (540) in Berührung steht.
Rückschlagventil nach Anspruch 2, wobei das Ventilgehäuse eine Deckenwand (527) zum Begrenzen der Bewegung des Ventilkörpers in die Richtung (X), in der der Fluiddruck auf diesen aufgebracht wird, aufweist.
Rückschlagventil nach Anspruch 1, wobei das Ventilgehäuse aus einem Sitzelement (500), das sich an einer Stromaufseite des Fluidkanals befindet, und einer Buchse (520), die mit dem Sitzelement an einer Stromabseite des Fluidkanals verbunden ist, zusammengesetzt ist, der Ventilsitz (504) an einem Stromauf-Endabschnitt des Sitzelementes ausgebildet ist, und die Seitenwand (526) in der Buchse ausgebildet ist und die Feder (560) und das Vorspannkraftübertragungselement (550) in der Buchse enthalten sind.
Rückschlagventil nach Anspruch 5, wobei das Sitzelement (500) einen Einlaßkanal (503) aufweist, der durch einen axialen Mittelpunkt des Sitzelements ausgebildet ist, wobei das durch den Fluidkanal strömende Fluid vom Einlaßkanal in das Rückschlagventil eingeführt wird, und wobei die Buchse (520) in im wesentlichen zylindrischer Form ausgebildet ist, wobei der eine Endabschnitt geschlossen und der andere offen ist, und wobei die Buchse mit dem Sitzelement durch Kröpfen eines Außenumfang (524) des offenen Endabschnitts einstückig verbunden ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 6, wobei die Buchse (520) einen ersten Innenraum (521), einen zweiten Innenraum (522) und einen dritten Innenraum (523) aufweist, wobei diese Räume in dieser Reihenfolge vom offenen Endabschnitt der Buchse ausgebildet sind, wobei die Seitenwand (526) einen Teil einer Wand bildet, die den zweiten Innenraum umgibt, und die Feder (560) und das Vorspannkraft-Übertragungselement (550) in dem dritten Innenraum (523) enthalten sind.
Rückschlagventil nach Anspruch 7, wobei der erste und der zweite Innenraum (521, 522) mit der Richtung (X), in der der Fluiddruck auf den Ventilkörper ausgeübt wird, koaxial ausgebildet sind, während der dritte Innenraum (523) mit dieser Richtung (X) exzentrisch ausgebildet ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 8, wobei eine Deckenwand (527) zum Begrenzen der Bewegung des Ventilkörpers in die Richtung (X), in der der Fluiddruck auf den Ventilkörper ausgeübt wird, als ein Teil einer Wand ausgebildet ist, die den zweiten Innenraum (522) umgibt.
Rückschlagventil nach Anspruch 8, wobei der erste Innenraum (521) von einer Zylinderwand (524) umgeben ist und ein Auslaßanschluß (525) des Fluidkanals durch die Zylinderwand (524) in eine Richtung ausgebildet ist, in der die seitliche Komponente (F1) der Vorspannkraft gerichtet ist.
Rückschlagventil nach Anspruch 2, wobei das Vorspannkraft-Übertragungselement ein Stab (580) mit einem Zylinderabschnitt (581) und einer mit dem Zylinderabschnitt verbundenen konischen Fläche (582) ist, wobei sich die konische Fläche mit der den Ventilkörper bildenden Kugel (540) in Berührung befindet, so daß die Vorspannkraft der Feder auf die Kugel in die Richtung (F) aufgebracht wird, die bezüglich der Richtung (X) des Fluiddrucks geneigt ist.
Antiblockiersystem mit einem Hauptzylinder (3) zum Zuführen von Bremsfluid zu Radzylindern (4, 5), um eine Bremskraft zu erzeugen, und einer Pumpe (10) zum Ansaugen des Bremsfluids von den Radzylindern und zum Zuführen des angesaugten Bremsfluids zum Hauptzylinder, wobei das in Anspruch 1 definierte Rückschlagventil (50) mit einer Auslaßseite der Pumpe verbunden ist.