DE102012210286A1

DE102012210286A1 - Ventilbaugruppe

Info

Publication number: DE102012210286A1
Application number: DE102012210286A
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Briesewitz; Dieter Dinkel
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2013-03-28
Also published as: WO2013041297A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventilbaugruppe, insbesondere zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Hydrauliksystem, bestehend aus einem Ventilgehäuse (8), in dem ein mittels einer Schließfeder (1) belasteter Schließkörper (3) mit einem Ventilsitz (9) zusammenwirkt, wobei die Schließfeder (1) aus mehreren Windungen eines Federdrahts hergestellt ist, die sich mit ihrem ersten Windungsende am Schließkörper (3) und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten zweiten Windungsende entweder unmittelbar am Ventilgehäuse (8) oder an einem mit dem Ventilgehäuse (8) verbundenen Federanschlag abstützt. Die Erfindung sieht vor, dass der Schließkörper (3) als platten- oder scheibenförmiger Flachkolben und der Ventilsitz (9) als ringförmiger, an den Längskanal (2) im Ventilgehäuse (8) unmittelbar angrenzender Flachdichtsitz ausgeführt ist, an dem der Flachkolben durch mehrere Zinnen (4) geführt mit seiner planen Stirnfläche anliegt.

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 Bestandteil einer Dämpfereinheit, um die von einer Kolbenpumpe initiierten Druckpulsation 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 durch die Ventilbaugruppe störende Geräusche verursacht werden, die aus dem Schwingungsverhalten des Feder-Masse-Systems resultieren.
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 den vorgenannten Nachteil 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 eines Ausführungsbeispiels anhand mehrerer Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Ventilbaugruppe im Längsschnitt in einer Gesamtansicht,
2 das Gehäuseoberteil der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe in einer Perspektivansicht mit Blickrichtung auf den Ventilschließkörper,
3 das Gehäuseoberteil im Längsschnitt.
Bevor auf die Einzelheiten der in den 1 bis 3 abgebildeten Ventilbaugruppe eingegangen wird, soll zunächst anhand der 1 der Gesamtaufbau der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe erläutert werden.
Die 1 zeigt somit im Längsschnitt eine 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 Kerbe 6 im Bereich eines im Ventilgehäuse 8 der Ventilbaugruppe angeordneten Ventilsitzes 9 vorgesehen ist, sodass mittels der Kerbe 6 in der Ventilschließstellung eine definierte Durchströmung der Ventilbaugruppe erfolgt. Ein mit dem Ventilsitz 9 zusammenwirkende Schließkörper 3 ist von einer Schließfeder 1 beaufschlagt, die den Schließkörper 3 in seiner Grundstellung am Ventilsitz 9 hält, sodass in der Grundstellung ausschließlich der Querschnitt der als Kerbe 11 ausgeführten Blende im Ventilsitz 9 freigegeben ist. Ein Abheben des Schließkörpers 3 vom Ventilsitz 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 ist aus mehreren Windungen eines Federdrahts hergestellt, die sich mit ihrem ersten Windungsende am Schließkörper 3 und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten Federbereich, der das zweite Windungsende umfasst, unmittelbar am Boden des Ventilgehäuses 8 abstützt, das zweiteilig aus einem Gehäuseoberteil 12 und einem Gehäuseunterteil 13 ausgebildet ist.
Ferner geht aus der 1 hervor, dass zur formschlüssigen Verbindung des Schließkörpers 3 mit der Schließfeder 1 auf der vom Ventilsitz 9 abgewandten Stirnseite des Schließkörpers 3 ein Vorsprung 11, vorzugsweise in Form eines Führungszapfens vorgesehen ist, der sich in die Schließfeder 1 erstreckt.
Das Gehäuseoberteil 12 ist mit dem Gehäuseunterteil 13 formschlüssig, jedoch besser noch kraftschlüssig verbunden, indem das Gehäuseunterteil 13 über das Gehäuseoberteil 12 abschnittsweise aufgeschoben, verclipst oder kraftschlüssig, beispielsweise mittels einer Verstemmung oder Verkrimpung am Gehäuseoberteil 12 fixiert wird. Zur Aufnahme hoher mechanischer Kräfte besteht das Gehäuseoberteil 12 vorteilhaft aus einem dickwandigen, vorzugsweise durch Kaltschlagen oder Konturdrehen aus einem Automatenstahl gefertigten Rohling, der eine Einpresspatrone bildet, an der das besonders kosten- und bauraumgünstig aus einem Tiefziehblech topfförmig verformte Gehäuseunterteil 13 fixiert ist. Das topfförmige Gehäuseunterteil 13 weist zur Ausbildung eines widerstandsarmen Ventilauslasses 10 in seiner Mantelfläche als auch in seinem Topfboden wenigstens eine möglichst groß dimensionierte Öffnung auf, die fertigungstechnisch besonders einfach durch Stanzen hergestellt ist.
Um einen möglichst kompakten und geräuschminimierten Aufbau der Ventilbaugruppe realisieren zu können, ist der Schließkörper 3 als platten- oder scheibenförmiger Flachkolben und der Ventilsitz 9 als ringförmiger, an einen Längskanal 2 im Gehäuseoberteil 12 des Ventilgehäuses 8 unmittelbar angrenzender Flachdichtsitz ausgeführt, an dem der Flachkolben mit seiner planen Stirnfläche in der Ruhestellung unter der Wirkung der Schließfeder 3 anliegt. Ein erheblicher Beitrag zur geräuscharmen präzisen Ausgestaltung der Ventilbaugruppe leistet hierbei die Anordnung und Führung des Flachkolbens zwischen mehreren, an den Ventilsitz 9 angrenzende Zinnen 4, die über den Umfang des Ventilsitzes 9 gleichmäßig verteilt am unteren Ende des Gehäuseoberteils 12 axial hervorstehen, wodurch der Flachkolben entlang seiner Mantelfläche durch die Zinnen 4 geführt ist und somit versatzfrei und schwingungsarm in Richtung auf dem ebenen Flachdichtsitz des Ventilsitzes 9 zentriert ist.
Gemäß der 1 befindet sich oberhalb des Längskanals 2 ein Sieb 14, um grobe Verunreinigungen in der Flüssigkeit nicht über den Ventileinlass 7 in den Längskanal 2 eindringen zu lassen.
Wie teilweise aus der 1 bereits zu entnehmen ist, befinden sich mehrere, mindestens jedoch zwei, wie jedoch aus 2 deutlich zu erkennen ist, vorzugsweise vier Zinnen 4 im Anschluss an den Flachdichtsitz an der Stirnfläche des im Wesentlichen rohrförmigen Ventilgehäuses 8.
Aus der Perspektivansicht auf das Gehäuseoberteil 12 der Ventilbaugruppe ist hierzu aus der 2 deutlich zu erkennen, dass zur hydraulisch ungehinderten sowie gleichmäßigen Durchströmung der Zinnen 4 jeweils zwischen zwei Zinnen 4 ein fensterförmiger Ausschnitt 5 vorgesehen ist, der wenigstens so groß ist wie die Größe einer der Zinnen 4, wobei die Zinnen 4 besonders kostengünstig durch eine Ausfräsung des fensterförmigen Ausschnitts 5 an der unteren Stirnfläche des Gehäuseoberteils 12 hergestellt sind. Wie im Ergebnis aus der 2 gut zu entnehmen ist, erfolgt die Ausfräsung von vier fensterförmigen Ausschnitten 5 durch zwei rechtwinklig zueinander stehende Querfräsungen zur Längsachse des Ventilgehäuses 8, wodurch die vier gleichmäßig über den Umfang der Stirnfläche verteilte Zinnen 4 hergestellt sind.
Das gleichfalls in der 3 in einem Längsschnitt dargestellte Gehäuseoberteil 12 veranschaulicht die radial zur Längsachse des Ventilgehäuses 8 verlaufende Kerbe 6, welche zur Erfüllung der Blendenfunktion unmittelbar im ringförmigen Flachdichtsitz (Ventilsitz 9) vorgesehen ist, sodass über die Kerbe 6 der am Ventileinlass 7 angeschlossene Längskanal 2 mit einem im Gehäuseunterteil 13 vorgesehener Ventilauslass 10 im Ventilgehäuse 8 permanent hydraulisch verbunden ist. Die Kerbe 6 ist mittels Fräsen oder Kaltschlagen hergestellt, wobei bei geringen Dichtigkeitsanforderungen an den Ventilsitz 7 auch der Ventilsitz 7 am Gehäuseoberteil 12 durch Kaltschlagen der unteren Ventilgehäuse-Stirnfläche hergestellt ist. Der mittig im Gehäuseoberteil 12 ausgerichtete Längskanal 2 weist in einer konstruktiven Ausgestaltung zu 1 vor dem Ventilsitz 9 einen trichterförmig geöffneten Übergangsbereich auf, der strömungstechnisch in der Funktion eines Diffusors günstig aber jedoch für die Grundfunktion des Ventils nicht zwingend erforderlich ist. Der Diffusor bewirkt vorteilhaft eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit im Längskanal 2 sowie eine sanfte, radial nach außen zu den Ausschnitten 5 gerichtete Umlenkung der vertikalen Strömung.
Obwohl in den vorliegenden Abbildungen nicht dargestellt, ist es zur Erfüllung der Funktion einer hydraulischen Blende mit etwas mehr baulichem Aufwand machbar, dass unmittelbar im Schließkörper 3 eine Drossel bzw. Blendenöffnung vorgesehen ist, die sodann losgelöst von der Stellung des Schließkörpers 3 in einem Ventilbypass den an einem Ventileinlass 7 angeschlossenen Längskanal 2 mit einem Ventilauslass 10 verbindet.
Generell steht die Kerbe 6 als Synonym für weitere alternative Konstruktionsvarianten, d.h. anstelle der Kerbe 6 kann ebenso eine Rille oder Nut die Funktion der hydraulischen Blende übernehmen.
Bezugszeichenliste

1: Schließfeder
2: Längskanal
3: Schließkörper
4: Zinnen
5: Ausschnitt
6: Kerbe
7: Ventileinlass
8: Ventilgehäuse
9: Ventilsitz
10: Ventilauslass
11: Vorsprung
12: Gehäuseoberteil
13: Gehäuseunterteil
14: Sieb

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 mit einem mittig angeordneten Längskanal, in dem ein mittels einer Schließfeder belasteter Schließkörper mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, wobei die Schließfeder aus mehreren Windungen eines Federdrahts hergestellt ist, die sich mit ihrem ersten Windungsende am Schließkörper und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten zweiten Windungsende entweder unmittelbar am Ventilgehäuse oder an einem mit dem Ventilgehäuse verbundenen Federanschlag abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (3) als platten- oder scheibenförmiger Flachkolben und der Ventilsitz (9) als ringförmiger, an den Längskanal (2) im Ventilgehäuse (8) angrenzender Flachdichtsitz ausgeführt ist, in dessen Richtung der Flachkolben entlang seiner Mantelfläche geführt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flachkolben zwischen mehreren Zinnen (4) entlang seiner Mantelfläche in Richtung auf den ebenen Flachdichtsitz geführt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, mindestens zwei, vorzugsweise jedoch vier Zinnen (4) im Anschluss an den Flachdichtsitz an der Stirnfläche des im Wesentlichen rohrförmigen Ventilgehäuses (8) ausgebildet sind.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur hydraulischen Durchströmung der Zinnen (4) zwischen zwei Zinnen (4) ein fensterförmiger Ausschnitt (5) vorgesehen ist, der wenigstens so groß ist wie die Größe einer der Zinnen (4).
Ventilbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinnen (4) durch eine Ausfräsung des fensterförmigen Ausschnitts (5) an der Stirnfläche des Ventilgehäuses (8) hergestellt sind.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfräsung von vier fensterförmigen Ausschnitten (5) durch zwei rechtwinklig zueinander stehende Querfräsungen zur Längsachse des Ventilgehäuses (8) erfolgt, wodurch vier gleichmäßig über den Umfang der Stirnfläche verteilte Zinnen (4) hergestellt sind.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfüllung der Funktion einer hydraulischen Blende im Ventilsitz (9) eine radial zur Längsachse des Ventilgehäuses (8) verlaufende Kerbe (6) vorgesehen ist, sodass über die Kerbe (6) der an einem Ventileinlass (7) angeschlossene Längskanal (2) mit einem Ventilauslass (10) im Ventilgehäuse (8) hydraulisch verbunden ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerbe (6) und/oder der Ventilsitz (7) mittels Fräsen oder Kaltschlagen der dem Flachkolben zugewandten Ventilgehäuse-Stirnfläche hergestellt sind.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur formschlüssigen Verbindung des Schließkörpers (3) mit der Schließfeder (1) auf der vom Ventilsitz (9) abgewandten Stirnseite des Schließkörpers (3) ein Vorsprung (11), vorzugsweise in Form eines Führungszapfens vorgesehen ist, der sich in die Schließfeder (1) erstreckt.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung eines konstanten Drosselvolumenstroms zwischen dem Schließkörper (3) und dem Ventilsitz (9) die Kerbe (6) in einem Ventilbypass angeordnet ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfüllung der Funktion einer hydraulischen Blende im Schließkörper (3) eine Drosselöffnung vorgesehen ist, die losgelöst von der Stellung des Schließkörpers (3) in einem Ventilbypass den an einem Ventileinlass (7) angeschlossenen Längskanal (2) mit einem Ventilauslass (10) verbindet.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (8) zweiteilig aus einem Gehäuseoberteil (12) und einem Gehäuseunterteil (13) ausgeführt ist, die zumindestens formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig miteinander verbunden.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseoberteil (12) aus einem dickwandigen, vorzugsweise durch Kaltschlagen oder Konturdrehen eines aus einem Automatenstahl gefertigten Rohlings besteht, an dessen Unterseite mehrere Zinnen (4) ausgebildet sind und an dem das aus einem Tiefziehblech topfförmig verformte Gehäuseunterteil (13) fixiert ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Gehäuseunterteil (13) zur Ausbildung eines Ventilauslasses (10) in seiner Mantelfläche und/oder in seinem Topfboden wenigstens eine Öffnung aufweist, die vorzugsweise durch Stanzen hergestellt ist.