DE102013215311A1 - Storage chamber valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Speicherkammerventil (1) mit einer Speicherkammer (5) und einem in der Speicherkammer (5) beweglich geführten Speicherkolben (10) und einer Durchführung (46), über welche die Speicherkammer (5) mit einem ersten Fluidanschluss (6.1) verbunden ist, wobei ein Schließelement (20) in einer Geschlossenstellung einen am Rand der Durchführung (46) angeordneten Ventilsitz (44) abdichtet, wobei ein Öffnungselement (62) die Durchführung (46) durchgreift und vom Speicherkolben (10) bewegbar ist, welcher an dem Öffnungselement (62) eine Betätigungskraft erzeugt, wobei ein Hub des Speicherkolbens (10) über das Öffnungselement (62) einen Öffnungshub (h) des Schließelements (20) bewirkt, wobei das Öffnungselement (62) zumindest teilweise vom Speicherkolben (10) aufgenommen ist. Erfindungsgemäß erzeugt mindestens ein Federelement (64) eine auf das Öffnungselement (62) wirkende zusätzliche Öffnungskraft und ist während des Öffnungsvorgangs durch den Hub des Speicherkolbens (10) vorgespannt.The invention relates to a storage chamber valve (1) having a storage chamber (5) and a storage piston (10) movably guided in the storage chamber (5) and a passage (46) via which the storage chamber (5) is connected to a first fluid connection (6.1) is, wherein a closing element (20) in a closed position at the edge of the passage (46) arranged valve seat (44) seals, wherein an opening member (62) passes through the passage (46) and from the accumulator piston (10) is movable, which on the Opening element (62) generates an actuating force, wherein a stroke of the accumulator piston (10) via the opening element (62) causes an opening stroke (h) of the closing element (20), wherein the opening element (62) is at least partially received by the accumulator piston (10). According to the invention, at least one spring element (64) generates an additional opening force acting on the opening element (62) and is biased during the opening process by the stroke of the accumulator piston (10).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Speicherkammerventil nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1.The invention relates to a storage chamber valve according to the preamble of independent claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind Speicherkammerventile bekannt, bei denen ein Schließelement bzw. Dichtkörper eines federunterstützt geschlossenen Ventils durch einen mit einem Speicherkammerkolben verbundenen Stift aus einem Ventilsitz bzw. Dichtsitz in eine Offenstellung bewegt wird, sobald das Speicherkammervolumen einen Schwellwert unterschreitet, d.h. der Speicherkammerkolben sich einem im Bereich des Dichtsitzes angeordneten Anschlag nähert. Zum Schließen des Ventilsitzes bei einer Basisbremsung bzw. Teilbremsung betätigt der Fahrer das Bremspedal. Dadurch wird der Kolben des Hauptbremszylinders verschoben und ein Flüssigkeitsvolumen wird in die Bremsleitung verschoben. In einem ESP-Aggregat (ESP: elektronisches Stabilitätsprogramm) mit dem Speicherkammerventil wird der Speicherkolben nach unten gedrückt und das Speicherkammerventil geht von einer Normal-Offen-Stellung in eine Geschlossen-Stellung. Nun (erst) kann der Fahrer Bremsdruck aufbauen. Den nennenswert großen Bremspedalweg bis zu diesem Punkt wird der Fahrer als Leerweg ohne große Gegenkraft und/oder Bremswirkung wahrnehmen; dies ist möglicherweise unangenehm und unerwünscht für den Fahrer. Der nennenswert große Bremspedalweg wirkt hauptsächlich bedingt durch den relativ großen Durchmesser des Speicherkolbens, welcher etwa der Größenordnung des Durchmessers des Hauptbremszylinders entspricht, und einer Übersetzung des Bremspedals. Durch die direkt proportionale Verknüpfung des Speicherkolbenhubs zum Stifthub des Speicherkammerventils wird also im häufigen Fall der Basisbremsung eine recht große, eigentlich unerwünschte Volumenaufnahme erzeugt.Storage chamber valves are known from the prior art in which a closing element or sealing body of a spring-assisted closed valve is moved from a valve seat or sealing seat into an open position by a pin connected to a storage chamber piston as soon as the storage chamber volume falls below a threshold value, i. the storage chamber piston approaches a stop arranged in the region of the sealing seat. To close the valve seat in a base braking or partial braking, the driver operates the brake pedal. As a result, the piston of the master cylinder is displaced and a volume of fluid is displaced into the brake pipe. In an ESP (Electronic Stability Program) with the storage chamber valve, the accumulator piston is pushed down and the accumulator chamber valve moves from a normally open position to a closed position. Now (only) the driver can build up brake pressure. The significant amount of brake pedal travel up to this point will be perceived by the driver as a free travel without much counterforce and / or braking action; This may be uncomfortable and undesirable for the driver. The significantly large brake pedal travel acts mainly due to the relatively large diameter of the accumulator piston, which corresponds approximately to the order of the diameter of the master cylinder, and a translation of the brake pedal. As a result of the directly proportional connection of the accumulator piston stroke to the pin stroke of the accumulator chamber valve, a rather large, actually undesirable volume intake is generated in the frequent case of basic braking.
Aus der Patentschrift
In der Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Speicherkammerventil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass bei einem Einsatz in einem hydraulischen Bremssystems eines Kraftfahrzeugs aufgrund der mehrstufigen Ausführung der Öffnungsvorrichtung des Speicherkammerventils eine Volumenaufnahme und damit eine Pedalwegverlängerung bei einer Basisbremsung reduziert werden kann.The storage chamber valve according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that when used in a hydraulic brake system of a motor vehicle due to the multi-stage design of the opening device of the storage chamber valve volume and thus a Pedalwegverlängerung can be reduced at a base braking.
Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils wird das Schließelement zuerst durch eine konzentrische Bewegung aus dem Ventilsitz gehoben, so dass der Verschleiß am Ventilsitz und an der Dichtkontur des Schließelements in vorteilhafter Weise reduziert werden kann. Eine gewünschte Kippbewegung des Schließelements erfolgt erst nachdem das Schließelement aus dem Ventilsitz abgehoben ist.In embodiments of the storage chamber valve according to the invention, the closing element is first lifted by a concentric movement out of the valve seat, so that the wear on the valve seat and on the sealing contour of the closing element can be reduced in an advantageous manner. A desired tilting movement of the closing element takes place only after the closing element has been lifted off the valve seat.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Speicherkammerventil mit einer Speicherkammer und einem in der Speicherkammer beweglich geführten Speicherkolben und einer Durchführung zur Verfügung, über welche die Speicherkammer mit einem ersten Fluidanschluss verbunden ist. Ein Schließelement dichtet in einer Geschlossenstellung einen am Rand der Durchführung angeordneten Ventilsitz ab. Ein Öffnungselement durchgreift die Durchführung und ist vom Speicherkolben bewegbar, welcher an dem Öffnungselement eine Betätigungskraft erzeugt. Hierbei bewirkt ein Hub des Speicherkolbens über das Öffnungselement einen Öffnungshub des Schließelements, wobei das Öffnungselement zumindest teilweise vom Speicherkolben aufgenommen ist. Erfindungsgemäß erzeugt mindestens ein Federelement eine auf das Öffnungselement wirkende zusätzliche Öffnungskraft und ist während des Öffnungsvorgangs durch den Hub des Speicherkolbens vorgespannt.Embodiments of the present invention provide a storage chamber valve having a storage chamber and a storage piston movably guided in the storage chamber and a passage through which the storage chamber is connected to a first fluid connection. A closing element seals a valve seat arranged at the edge of the passage in a closed position. One Opening element passes through the passage and is movable by the accumulator piston, which generates an actuating force on the opening element. Here, a stroke of the accumulator piston via the opening element causes an opening stroke of the closing element, wherein the opening element is at least partially received by the accumulator piston. According to the invention generates at least one spring element acting on the opening member additional opening force and is biased during the opening operation by the stroke of the accumulator piston.
So kann der Speicherkolben beispielsweise vor der Bewegung des Öffnungselements zuerst das mindestens eine Federelement vorspannen und dann das Öffnungselement mit dem mindestens einen Federelement bis zum Erreichen seines definierten oberen Hubanschlags bewegen. Zwar ist die von dem mindestens einen Federelement ausgeübte Öffnungskraft gering im Vergleich zu Öffnungskraft durch den Speicherkolben, doch sie kommt nur im geöffneten Zustand des Speicherkammerventils, d.h. im druckausgeglichenen Zustand bei geringeren wirkenden Fluidkräften zum Tragen, und stellt einen zusätzlichen Öffnungshub des Schließelements für mehr Durchfluss sicher. Somit wird der Öffnungshub des Schließelements aus einem Teilhub mit Beteiligung des Speicherkolbens, des Öffnungselements und des Schließelements und dem zusätzlichen Teilhub mit Beteiligung des mindestens einen Federelements, des Öffnungselements und des Schließelements gebildet.For example, before the movement of the opening element, the accumulator piston can first pretension the at least one spring element and then move the opening element with the at least one spring element until it reaches its defined upper stroke stop. Although the opening force exerted by the at least one spring element is small compared to the opening force through the accumulator piston, it only occurs in the open state of the accumulator chamber valve, i. in the pressure-balanced state at lower acting fluid forces to wear, and ensures an additional opening stroke of the closing element for more flow. Thus, the opening stroke of the closing element is formed from a partial stroke with participation of the accumulator piston, the opening element and the closing element and the additional partial stroke with participation of the at least one spring element, the opening element and the closing element.
Im geöffneten Zustand des Speicherkammerventils mit dem Schließelement in der Offenstellung und mit nahezu leerer Speicherkammer und dem Speicherkolben am oberen Hubanschlag, wird vom Schließelement, aufgrund eines durch den Fahrer über ein Bremspedal ausgelösten Bremsvorgangs, mit steigerndem Hauptbremszylinderdruck und einer auf das Schließelement wirkenden Fluidkraft zuerst die Federkraft des mindestens einen Federelements überwunden, so dass das Schließelement über den zusätzlichen Teilhub mit geringer Volumenaufnahme in Richtung Geschlossenstellung bewegt wird. Nach Abfahren des zusätzlichen Teilhubs erreicht das Öffnungselement den Speicherkolben, so dass die weitere Schließbewegung über den ersten Teilhub unter Bewegung des Speicherkolbens über das Schließelement und das Öffnungselements mit relativ großer Volumenaufnahme so lange in Schließrichtung bewegt wird, bis das Schließelement dichtend im Ventilsitz anliegt. Aufgrund der mehrstufigen Ausführung der Öffnungsvorrichtung des Speicherkammerventils ergibt sich in vorteilhafter Weise die Verringerung der Pedalwegverlängerung, weil bei der Schließbewegung des Schließelements durch den vom Fahrer eingestellten Hauptbremszylinderdruck der große Speicherkolben erst kurz vor der Geschlossenstellung des Speicherkammerventils bewegt wird. Dementsprechend gering sind die Volumenaufnahme und die Pedalwegverlängerung.In the open state of the storage chamber valve with the closing element in the open position and with almost empty storage chamber and the accumulator piston on the upper stroke stop, is the closing element, due to a triggered by the driver via a brake pedal braking, with increasing master cylinder pressure and acting on the closing element fluid force first Spring force of the at least one spring element overcome, so that the closing element is moved over the additional partial stroke with low volume absorption in the closed position. After the additional partial stroke has been completed, the opening element reaches the accumulator piston, so that the further closing movement over the first partial stroke while moving the accumulator piston via the closing element and the opening element with a relatively large volume intake is moved in the closing direction until the closing element rests sealingly in the valve seat. Due to the multi-stage design of the opening device of the storage chamber valve advantageously results in the reduction of Pedalwegverlängerung because during the closing movement of the closing element by the master brake cylinder pressure set by the large accumulator piston is moved shortly before the closed position of the storage chamber valve. The volume intake and the pedal travel extension are correspondingly low.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Speicherkammerventils möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 storage chamber valve are possible.
Besonders vorteilhaft ist, dass ein erster Teil des Öffnungselements als in einer Hülse geführter Stößel mit einem Abstützsteg und ein zweiter Teil des Öffnungselements als Auflage ausgeführt ist, welche in eine Führungsöffnung des Schließelements eintaucht. Zudem kann das Öffnungselement zwischen dem Abstützsteg und der Auflage eine Einschnürung aufweisen, welche in vorteilhafter Weise einen größeren Öffnungsquerschnitt für die Durchführung ermöglicht, so dass dem Fluid eine größere Durchflussfläche nutzen kann.It is particularly advantageous that a first part of the opening element is designed as a guided in a sleeve plunger with a support web and a second part of the opening element as a support, which dips into a guide opening of the closing element. In addition, the opening element between the Abstützsteg and the support have a constriction, which advantageously allows a larger opening cross-section for the implementation, so that the fluid can use a larger flow area.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils kann das Öffnungselement mit dem mindestens einen Federelement, der Hülse und einer in die Hülse eingeführten Abstützscheibe eine vormontierbare Öffnungsvorrichtung ausbilden. Die Öffnungsbaugruppe kann dann in eine entsprechende Aufnahmeöffnung im Speicherkolben eingeführt vorzugsweise eingepresst werden.In an advantageous embodiment of the storage chamber valve according to the invention, the opening element with the at least one spring element, the sleeve and a support disk inserted into the sleeve can form a preassemblable opening device. The opening assembly can then be inserted into a corresponding receiving opening in the storage piston preferably pressed.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils kann der Abstützsteg einen oberen Anschlag des Öffnungselements an der Hülse ausbilden und die in die Hülse eingeführte Abstützscheibe kann einen unteren Anschlag des Öffnungselements ausbilden, wobei sich das mindestens eine Federelement am Abstützsteg und an der Abstützscheibe abstützt.In a further advantageous embodiment of the storage chamber valve according to the invention, the support web can form an upper stop of the opening element on the sleeve and the support disk inserted into the sleeve can form a lower stop of the opening element, wherein the at least one spring element is supported on the support web and on the support disk.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils kann das mindestens eine Federelement über das Öffnungselement einen definierten zusätzlichen Teilhub in Öffnungsrichtung des Schließelements bewirken, wenn der Speicherkolben seinen definierten oberen Anschlag erreicht hat. Über eine Einführtiefe der Abstützscheibe in der Hülse kann der zusätzliche Teilhub mit Beteiligung des mindestens einen Federelements und des Öffnungselements in vorteilhafter Weise einfach eingestellt bzw. vorgegeben werden. Während eines Schließvorgangs kann das Schließelement über den vorgegebenen zusätzlichen Teilhub gegen die Kraft des mindestens einen Federelements im Wesentlichen ohne Volumenänderung aus einer Offenstellung in Richtung Geschlossenstellung bewegt werden, wobei der zusätzliche Teilhub vom einstellbaren Abstand des Öffnungselements zum Speicherkolben in der Offenstellung abhängig ist. In a further advantageous embodiment of the storage chamber valve according to the invention, the at least one spring element via the opening element cause a defined additional partial stroke in the opening direction of the closing element when the accumulator piston has reached its defined upper stop. About an insertion depth of the support disk in the sleeve of the additional partial stroke with participation of at least one spring element and the opening element can be easily adjusted or specified in an advantageous manner. During a closing operation, the closing element can be moved over the predetermined additional partial stroke against the force of the at least one spring element substantially without volume change from an open position towards the closed position, wherein the additional partial stroke is dependent on the adjustable distance of the opening element to the accumulator piston in the open position.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils kann die Durchführung mit dem Ventilsitz an einem Ventilkörper ausgebildet werden, welcher mit einer Ventilhülse und dem in der Ventilhülse geführten Schließelement in vorteilhafter Weise eine vormontierbare Ventilbaugruppe ausbildet. Zudem kann in der Ventilhülse ein Filter angeordnet werden, an welchem sich eine Ventilfeder abstützt, welche das Schließelement mit einer Dichtkontur in Richtung Ventilsitz drückt.In a further advantageous embodiment of the storage chamber valve according to the invention, the implementation can be formed with the valve seat on a valve body, which advantageously forms a preassemblable valve assembly with a valve sleeve and the guided in the valve sleeve closing element. In addition, a filter can be arranged in the valve sleeve, on which a valve spring is supported, which presses the closing element with a sealing contour in the direction of the valve seat.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils kann das Schließelement kippbeweglich geführt werden, wobei das Schließelement eine innere Führungskontur aufweist, an welcher die Auflage des Öffnungselements ein korrespondierendes Kippmoment auslöst, wenn das Schließelement auf eine äußere Kippstruktur auftrifft. Durch die Kippbewegung des Schließelements erzeugen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils während des Öffnungsvorgangs eine sichelförmige Öffnung, welche im Tieftemperaturbereich bei zähflüssigem Medium einen besseren Durchfluss als ein durch zentrisches Ausheben des Schließelements erzeugter gleichförmiger Ringspalt ermöglicht und sich vorteilhaft auf das Öffnungsverhalten des Speicherkammerventils auswirkt. Bei den bekannten Speicherkammerventilen besteht zusätzlich der Nachteil, dass die Dichtkugel anaxial aus dem Sitz gehoben bzw. gerollt wird, um die „sichelförmige Öffnung" zu erzeugen. Diese anaxiale Bewegung des Dichtkörpers im bzw. aus dem Dichtsitz, führt durch das auftretende Reibmoment der beiden Dichtpartner zu erhöhtem Verschleiß am Ventilsitz bzw. Dichtsitz, sowie am Schließelement bzw. Dichtkörper. Im Unterschied zu bekannten Speicherkammerventilen wird das Schließelement bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils zuerst durch eine konzentrische Bewegung aus dem kegelförmigen Ventilsitz bzw. Dichtsitz des Ventilkörpers gehoben, bevor eine als Anschlag ausgeführte Kippstruktur das Schließelement einseitig blockiert und die Kippbewegung auslöst. Die Kippstruktur kann beispielweise in der Ventilhülse und/oder am Filter ausgebildet werden.In a further advantageous embodiment of the storage chamber valve according to the invention, the closing element can be guided tiltably, wherein the closing element has an inner guide contour on which the support of the opening element triggers a corresponding tilting moment when the closing element impinges on an outer tilting structure. Due to the tilting movement of the closing element, embodiments of the storage chamber valve according to the invention generate a crescent-shaped opening during the opening process, which enables a better flow in the low-temperature region with viscous medium than a uniform annular gap generated by centric lifting of the closing element and has an advantageous effect on the opening behavior of the storage chamber valve. In the known storage chamber valves there is additionally the disadvantage that the sealing ball is raised or rolled anaxially out of the seat to produce the "crescent-shaped opening." This anaxial movement of the sealing body in or out of the sealing seat leads through the occurring friction torque of the two In contrast to known storage chamber valves, in embodiments of the storage chamber valve according to the invention, the closing element is first lifted by a concentric movement out of the conical valve seat or sealing seat of the valve body before it acts as a stop The tilting structure can be formed, for example, in the valve sleeve and / or on the filter.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Herkömmliche Speicherkammerventile erzeugen durch ihren Aufbau in einem hydraulischen Fahrzeugbremssystem einen großen Pedalleerweg, bis ein für den Fahrer spürbarer Gegendruck am Bremspedal entsteht. Grund für diesen Leerweg ist, das große Volumen, welches erforderlich ist, um den Speicherkolben so weit zu verschieben, dass das Speicherkammerventil schließen kann. Erst wenn dieses Ventil geschlossen ist, wird in den Rädern ein Druck aufgebaut. Der relativ große Weg entsteht auch durch den notwendigen Öffnungsquerschnitt am Speicherkolbenventil, welcher im reinen Saugbetrieb bei einer ABS-Regelung benötigt wird. Dieser Leerweg kann am Bremspedal teilweise über 8 mm betragen. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils
Ausgehend von der in
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Speicherkammerventils können beispielsweise als hydraulisch gesteuerte Speicherkammerventile in einem hydraulischen Bremssystem eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.Embodiments of the storage chamber valve according to the invention can be used, for example, as hydraulically controlled storage chamber valves in a hydraulic brake system of a motor vehicle.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7543896 B2 [0003] US 7543896 B2 [0003]
- DE 4202388 A1 [0004] DE 4202388 A1 [0004]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |