DE102015207728A1

DE102015207728A1 - Ventilbaugruppe

Info

Publication number: DE102015207728A1
Application number: DE102015207728.4A
Authority: DE
Inventors: Vlad Barsan; Rüdiger Briesewitz; Dieter Dinkel; Joseph Dolmaya; Armin Eiser; Christoph Wagner
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2015-04-28
Publication date: 2016-11-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Ventilbaugruppe, bestehend aus einem Ventilgehäuse (5), in dem ein einen Ventileinlass (12) mit einem Ventilauslass (13) verbindender Längskanal (6) vorgesehen ist, mit einem im Längskanal (6) eingesetzten Schließkörper (4), der in Richtung eines im Ventilgehäuse (5) ausgebildeten Ventilsitzes (12) von einer Schließfeder (1) beaufschlagt ist, wobei zur Umgehung des Schließkörpers (4) in einer Parallelschaltung zum Schließkörper (4) ein hydraulischer Bypasskanal (10) vorgesehen ist. Zur vereinfachten Herstellung des Bypasskanals (10) sieht die Erfindung vor, dass der Bypasskanal (10) durch eine partielle plastische Verformung des Ventilsitzes (12) hergestellt ist.

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 2013 202 588 A1 bekannt. Diese Ventilbaugruppe besteht aus einem patronenförmigen Ventilgehäuse, in dem ein mittels einer Schließfeder belasteter Schließkörper mit einem Ventilsitz differenzdruckabhängig zusammenwirkt. Zur Umgehung des Schließkörpers kann bei Wunsch oder Bedarf in einer Parallelschaltung zum Schließkörper eine hydraulische Blende in Form eines Bypasskanals angeordnet werden.
Nunmehr ist es mit Blick auf die Anordnung einer Blende die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Ventilbaugruppe der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass mit möglichst geringem fertigungstechnischem Aufwand eine Integration des Bypasskanals innerhalb des Ventilsitzes erfolgt.
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 mehrerer Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen hervor.
Es zeigen:
1 die erfindungsgemäße Ventilbaugruppe im Längsschnitt in einer Gesamtansicht aller funktionsrelevanter Bauteile,
2 ein Ausschnitt der in der 1 abgebildeten Ventilbaugruppe zwecks Darstellung des Ventilsitzes und des Bypasskanals in einer vergrößerten Ansicht,
3 eine Ansicht der in der 2 im Bereich des Bypasskanals gekennzeichneten Schnittstelle A-A.
Die 1 zeigt im Längsschnitt eine detaillierte Gesamtansicht zur grundlegenden Konstruktion der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe, die bevorzugt zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Bremshydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, wozu eine hydraulische Blende bevorzugt in Form einer Blendenkerbe in dem Ventilsitz 12 angeordnet ist, der am unteren Ende eines das Ventilgehäuse 5 vertikal durchdringenden Längskanal 6 ausgebildet ist, sodass unabhängig von der Stellung des Schließkörpers 4, infolge der als Bypasskanal 10 dargestellten Blende, eine permanente Verbindung vom Ventileinlass 9 in Richtung des Ventilauslasses 13 in der Ventilbaugruppe geschaffen ist.
Der mit dem Ventilsitz 12 zusammenwirkende Schließkörper 4 ist von einer Schließfeder 1 beaufschlagt, die den Schließkörper 4 in seiner Grundstellung am Ventilsitz 12 hält, sodass in der Grundstellung ausschließlich der Querschnitt des Bypasskanals 10 freigegeben ist. Ein Abheben des Schließkörpers 4 vom Ventilsitz 12 erfolgt somit ausschließlich differenzdruckabhängig, d.h. sofern der auf den Schließkörper 4 einwirkende Hydraulikdruck im Ventileinlass 9 größer ist als der Federdruck der beispielhaft als Zylinderfeder ausgeführten Schließfeder 1. Die Schließfeder 1 stützt sich mit ihrem ersten Windungsende am Schließkörper 4 und mit ihrem zum ersten Windungsende diametral angeordneten zweiten Windungsende am unteren horizontalen Ende des Ventilgehäuses 5 ab.
Das Ventilgehäuse 5 ist zweiteilig ausgeführt, bestehend aus einem Gehäuseoberteil und einem Gehäuseunterteil, die beide zumindest formschlüssig, vorzugsweise kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Das Gehäuseoberteil besteht aus einem dickwandigen, vorzugsweise durch Kaltschlagen oder Konturdrehen eines aus einem Automatenstahl gefertigten Rohlings, an dessen Unterseite der Ventilsitz 12 ausgebildet ist. Hingegen ist der Schließkörper 4 gemeinsam mit der Schließfeder 1 in dem aus einem Tiefziehblech topfförmig verformten Gehäuseunterteil aufgenommen. Ferner weist das topfförmige Gehäuseunterteil zur Ausbildung des Ventilauslasses 13 in seiner Mantelfläche wenigstens eine Auslassöffnung auf, die vorzugsweise durch Stanzen hergestellt ist.
Um die Geräuschemission des Schließkörpers 4 durch eine geeignete Dämpfung seines Schwingungsverhaltens zu minimieren, ist stromabwärts zum Schließkörper 4 im Ventilgehäuse 5 ein elastisches Reibelement in Form eines O-Rings 3 angeordnet, der zwischen dem Ventilgehäuse 5 und dem Schließkörper 4 reibschlüssig aufgenommen ist.
Der Schließkörper 4 ist prinzipiell als Kugelventil und daher zumindest sphärisch bzw. als Kalotte ausgeführt, an der sich ein zylinderförmiger Zapfen 7 als homogener Bestandteil anschließt. In einem Abstand zur Kalotte erstreckt sich der Zapfen 7 abschnittsweise in die Schließfeder, wobei der Zapfen 7 außerhalb der Schließfeder 1 einen Bund 2 aufweist, an dem sich sowohl die Schließfeder 1 als auch der O-Ring 3 innerhalb einer in dem Bund 2 eingeformten Ringnut 8 unter Vorspannung abstützt. Der Bund 2 ermöglicht somit in einer Doppelfunktion vorteilhaft die schwingungsdämpfende Reibfunktion des O-Rings 3 als auch die Schließfunktion der Schließfeder 1 auf einfache Weise. Überdies verhindert der sich unterhalb des Bunds 2 in die Schließfeder 1 erstreckende Zapfen 7 ein Ausknicken der zylinderförmig gewickelten Schließfeder 1.
Erfindungsgemäß ist der Bypasskanal 10 durch eine partielle plastische Verformung des Ventilsitzes 12 besonders einfach und präzise, ohne die Gefahr einer Spanbildung im Bereich des Ventilsitzes 12, hergestellt. Der Bypasskanal 10 ist als eine parallel zum Schließkörper 4 unmittelbar im Ventilsitz 12 angeordneten Kerbe, Rille oder Nut ausgebildet, die mittels der plastischen Verformung des Ventilsitzes 12 auf einen definierten Blendenquerschnitt kalibriert ist, sodass während der Schließstellung des Schließkörpers 4 am Ventilsitz 12 der Ventileinlass 9 über den Längskanal 6 im Ventilgehäuse 5 über den Blendenquerschnitt mit dem Ventilauslass 13 permanent verbunden ist.
Wie anhand der 2 zu erkennen ist, erfolgt durch eine bevorzugt lotrechte Zuführung eines Prägewerkzeugs in die Dichtfläche des Ventilsitzes 12 die plastische Verformung des Ventilsitzes 12 bei gleichzeitiger Kalibrierung des für den Bypasskanal 10 erforderlichen Blendenquerschnitts, dessen Querschnitt an der Schnittstelle A-A in 3 gezeigt ist. Hierbei eignet sich zur möglichst einfachen Ausbildung des Bypasskanals 10 bevorzugt ein in die Dichtfläche des Ventilsitzes 12 eingedrückter Draht anstelle eines aufwändig hergestellten Prägewerkzeugs, sodass die in den Ventilsitz 12 eingeprägte Kontur des Drahtes den Bypasskanal 10 mit dem für den Drahtquerschnitt repräsentativen Blendenquerschnitt definiert. Um die Prägefunktion zu realisieren, ist der Draht gehärtet bzw. aus einem Werkstoff hergestellt, dessen Härte signifikant gegenüber der Werkstoffhärte des Ventilsitzes 12 erhöht ist.
Der Ventilsitz 12 ist somit zur Ausbildung des Bypasskanals 10 grundsätzlich aus einem Werkstoff mit einer gegenüber dem Draht geringer Härte, insbesondere aus einem plastisch verformbaren Automatenstahl hergestellt, der nach der Einprägung des Bypasskanals 10 in den Bereich der Dichtfläche des Ventilsitzes 12 anschließend mit einer verschleißfesten Oberflächenhärtung versehen wird.
Die 2 verdeutlicht die Ausführung des Längskanals 6 im Bereich des Ventilsitzes 12 als Stufenbohrung, sodass der Ventilsitz 12 durch eine Bohrungsstufe der Stufenbohrung gebildet ist, in welcher mittels des kalibrierten Bypasskanals 10 eine dauerhafte fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlass 9 und Ventilauslass 13 herstellt ist.
Wie weiterhin aus der 2 zu entnehmen ist, weist die Bohrungsstufe zur Ausbildung einer geeigneten Dichtfläche für den Ventilsitz 12 eine in Richtung des Schließkörpers 4 trichterförmig erweiterte Anfasung 11 auf, die abbildungsgemäß auf der rechten Seite örtlich begrenzt auf einen definierten Blendenquerschnitt des Bypasskanals 10 im Wesentlichen durch die eingangs beschriebene plastische Verformung radial aufgeweitet ist. Zum ungehinderten Umströmen und zur Aufnahme des Schließkörpers 4 im Längskanal 6 weist darunter die Stufenbohrung in Richtung des Ventilauslasses 13 einen größeren Durchmesser als im Bereich des Ventileinlasses 9 auf, sodass unabhängig von der Hubstellung des Schließkörpers 4 jederzeit eine Verbindung zwischen dem Ventileinlass 9 und dem Ventilauslass 13 gewährleistet ist.
Schließlich zeigt die 3 den Querschnitt der in der 2 gekennzeichnete Schnittstelle A-A, aus der die Verformung des Ventilgehäuses 5 infolge des in den Ventilsitz 12 eingeprägten Bypasskanals 10 ersichtlich ist.
Bezugszeichenliste

1: Schließfeder
2: Bund
3: O-Ring
4: Schließkörper
5: Ventilgehäuse
6: Längskanal
7: Zapfen
8: Ringnut
9: Ventileinlass
10: Bypasskanal
11: Anfasung
12: Ventilsitz
13: Ventilauslass

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 102013202588 A1 [0002]

Claims

Ventilbaugruppe, insbesondere zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Hydrauliksystem, bestehend aus einem Ventilgehäuse, in dem ein einen Ventileinlass mit einem Ventilauslass verbindender Längskanal vorgesehen ist, mit einem im Längskanal eingesetzten Schließkörper, der in Richtung eines im Ventilgehäuse ausgebildeten Ventilsitzes von einer Schließfeder beaufschlagt ist, wobei zur Umgehung des Schließkörpers in einer Parallelschaltung zum Schließkörper ein hydraulischer Blendenquerschnitt in Form eines Bypasskanals vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (10) durch eine partielle plastische Verformung des Ventilsitzes (12) hergestellt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (10) spanlos im Ventilsitz (12) hergestellt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (10) als eine parallel zum Schließkörper (4) im Ventilsitz (12) angeordnete Kerbe, Rille oder Nut ausgebildet ist, die während der Schließstellung des Schließkörpers (4) am Ventilsitz (12) den Ventileinlass (9) über den Längskanal (6) im Ventilgehäuse (5) mit dem Ventilauslass (13) permanent verbindet.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (10) durch eine vorzugsweise lotrechte Zuführung eines Prägewerkzeugs in die Dichtfläche des Ventilsitzes (12) eingeprägt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (10) durch eine vorzugsweise lotrechte Zuführung eines Drahts in die Dichtfläche des Ventilsitzes (12) in Form der Kontur des Drahtes eingeprägt ist, der einen runden oder mehrkantigen Drahtquerschnitt aufweist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (12) zur Ausbildung des Bypasskanals (10) aus einem Werkstoff mit geringer Härte, insbesondere aus einem plastisch verformbaren Automatenstahl besteht, der nach der Herstellung des Bypasskanals (10) im Bereich der Dichtfläche des Ventilsitzes (12) mit einer Oberflächenhärtung versehen ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längskanal (6) im Bereich des Ventilsitzes (12) als Stufenbohrung ausgeführt ist, sodass der Ventilsitz (12) durch eine Bohrungsstufe gebildet ist, in welcher mittels des Bypasskanals (10) eine dauerhafte fluidische Verbindung zwischen dem Ventileinlass (9) und Ventilauslass (13) herstellt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung einer Dichtfläche des Ventilsitzes (12) die Bohrungsstufe eine in Richtung des Schließkörpers (4) trichterförmig erweiterte Anfasung (11) aufweist, die örtlich begrenzt auf einen definierten Blendenquerschnitt des Bypasskanals (10) radial aufgeweitet ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum ungehinderten Umströmen und zur Aufnahme des Schließkörpers (4) im Längskanal (6) die Stufenbohrung im Bereich des Ventilauslasses (13) einen größeren Durchmesser als im Bereich des Ventileinlasses (9) aufweist.