DE102018209665A1 - Differential pressure valve and brake system with such a valve - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Differenzdruckventil für eine elektrohydraulische Bremsanlage nach dem Brake-by-wire-System.Dazu ist ein Ventilschließkörper (20) und ein Betätigungskörper (24) vorgesehen, wobei der Betätigungskörper (24) in Schließrichtung von einer Ventilschließfeder (25) und der Ventilschließkörper (20) in Öffnungsrichtung von einer Ventilöffnungsfeder (22) belastet ist. Beide Federn sich am Ventilgehäuse (1) abgestützt.Der Betätigungskörper (24) wird als Magnetanker eines Elektromagneten ausgeführt, so dass bei einer Betätigung des Ventils dieser Körper vom Ventilschließkörper (20) entfernt wird, so dass dann das Öffnungsverhalten des Ventils allein von der Ventilöffnungsfeder (22), die den Differenzdruck zwischen Ein- und Ausgang (A, B) des Ventils definiert, bestimmt wird.The invention relates to a differential pressure valve for an electrohydraulic brake system according to the brake-by-wire system. A valve closing body (20) and an actuating body (24) are provided for this purpose, the actuating body (24) being closed by a valve closing spring (25) in the closing direction. and the valve closing body (20) is loaded in the opening direction by a valve opening spring (22). Both springs are supported on the valve housing (1). The actuating body (24) is designed as a magnet armature of an electromagnet, so that when the valve is actuated, this body is removed from the valve closing body (20), so that the opening behavior of the valve is solely from the valve opening spring (22), which defines the differential pressure between the inlet and outlet (A, B) of the valve.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Differenzdruckventil mit einem Ventilgehäuse, einem Ventildurchlass, einem Ventilschließkörper vor dem Ventildurchlass, um diesen zu verschließen, einem Betätigungskörper, der in Schließrichtung an dem Ventilschließkörper anlegbar und gegen die Schließrichtung von diesem entfernbar ist, einer Ventilschließfeder, die sich einerseits am Betätigungskörper in Schließrichtung und andererseits am Ventilgehäuse abstützt, und eine weitere Feder, die sich am Ventilschließkörper abstützt.The invention relates to a differential pressure valve with a valve housing, a valve passage, a valve closing body in front of the valve passage in order to close it, an actuating body which can be placed in the closing direction on the valve closing body and can be removed from it in the closing direction, a valve closing spring, which on the one hand is supported on the actuating body in the closing direction and on the other hand on the valve housing, and a further spring which is supported on the valve closing body.
By-wire-Bremssysteme arbeiten mit einem Linearaktuator zur Bremskrafterzeugung. Ein solcher Aktuator besitzt eine Aktuatorkammer, die von einem Kolben begrenzt ist, der wiederum von einem Motor zur Vergrößerung und zur Verkleinerung der Aktuatorkammer verschoben wird.By-wire brake systems work with a linear actuator to generate braking force. Such an actuator has an actuator chamber, which is delimited by a piston, which in turn is displaced by a motor to enlarge and reduce the actuator chamber.
Die Aktuatorkammer ist über Trennventile mit den Bremskreisen der Bremsanlage verbunden. Bei den Trennventilen handelt es sich um stromlos geschlossene Magnetventile, so dass sichergestellt ist, dass bei einem Ausfall der Stromversorgung des Bremssystems der Linearaktuator von den Bremskreisen getrennt wird. Eine weitere Bremsbetätigung erfolgt auf konventionelle Weise mit einem pedalbetätigten Hauptbremszylinder.The actuator chamber is connected to the brake circuits of the brake system via isolating valves. The isolating valves are normally closed solenoid valves, so that it is ensured that the linear actuator is disconnected from the brake circuits in the event of a power failure of the braking system. Another brake actuation is carried out in a conventional manner with a pedal-operated master brake cylinder.
Eine Trennung der Bremskreise vom Linearaktuator ist auch dann notwendig, wenn dessen Aktuatorkammervolumen erschöpft ist. In diesem Fall wird über ein zur Aktuatorkammer hin öffnendes Rückschlagventil Druckmittel aus einem Vorratsbehälter angesaugt, indem der Linearaktuator im Sinne einer Vergrößerung der Aktuatorkammer verschoben wird.A separation of the brake circuits from the linear actuator is also necessary when the actuator chamber volume is exhausted. In this case, pressure medium is sucked out of a storage container via a check valve opening towards the actuator chamber, in that the linear actuator is displaced in order to enlarge the actuator chamber.
Sobald die Aktuatorkammer ausreichend gefüllt ist, werden die Trennventile wieder geöffnet. Dabei kann der Fall auftreten, dass der Druck in den Bremskreisen momentan größer ist als in der Aktuatorkammer, so dass es zu einem nicht erwünschten Druckabbau in den Bremskreisen kommt.As soon as the actuator chamber is sufficiently filled, the isolation valves are opened again. The case may arise that the pressure in the brake circuits is currently greater than in the actuator chamber, so that there is an undesirable pressure reduction in the brake circuits.
Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, die Trennventile so zu gestalten, dass ein solcher nicht erwünschter Druckabbau in den Bremskreisen vermieden wird.The invention is based on the task of designing the isolating valves in such a way that such undesired pressure reduction in the brake circuits is avoided.
Ein Ventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der
Dieses Ventil ist aber nicht geeignet, einen Druckabbau in den Radbremskreisen in Richtung auf die Aktuatorkammer eines Linearmotors zu verhindern.However, this valve is not suitable for preventing pressure reduction in the wheel brake circuits in the direction of the actuator chamber of a linear motor.
Zur Lösung der oben erwähnten Aufgabe wird daher vorgeschlagen, dass die weitere Feder eine Ventilöffnungsfeder ist, die sich einerseits in Öffnungsrichtung am Ventilschließkörper und andererseits am Ventilgehäuse abstützt und dass die Federkraft der Ventilöffnungsfeder kleiner ist als die der Ventilschließfeder.To achieve the above-mentioned object, it is therefore proposed that the further spring is a valve opening spring, which is supported on the one hand in the opening direction on the valve closing body and on the other hand on the valve housing and that the spring force of the valve opening spring is smaller than that of the valve closing spring.
Wenn der Betätigungskörper vom Ventilschließkörper entfernt wird, gibt dieser den Ventilschließkörper frei, der aber nur dann den Ventildurchlass öffnet, wenn der Differenzdruck über den Ventildurchlass bezogen auf die Querschnittsfläche des Ventildurchlasses größer ist als die Federkraft der VentilöffnungsfederIf the actuating body is removed from the valve closing body, this releases the valve closing body, which, however, only opens the valve passage if the differential pressure across the valve passage in relation to the cross-sectional area of the valve passage is greater than the spring force of the valve opening spring
Das erfindungsgemäße Differenzdruckventil ist somit von einer Art, bei der der Ventilschließkörper durch den Betätigungskörper in seiner Schließstellung blockiert wird, wobei die Blockade aufgehoben wird, indem der Betätigungskörper vom Ventilschließkörper entfernt wird, so dass sich das Öffnungsverhalten des Ventils ausschließlich nach dem am Ventil anliegenden Differenzdruck richtet.The differential pressure valve according to the invention is thus of a type in which the valve closing body is blocked in its closed position by the actuating body, the blockage being removed by removing the actuating body from the valve closing body, so that the opening behavior of the valve is solely dependent on the differential pressure applied to the valve directed.
Ein solches Ventil kann nun so zwischen einem Bremskreis und der Aktuatorkammer des Linearaktuators eingefügt werden, dass es nur dann öffnet, wenn der Druck in der Aktuatorkammer größer ist als im angeschlossenen Bremskreis. Der eingestellte Druckunterschied muss bei dieser Verwendung nicht sehr groß sein. Es sollte nämlich lediglich verhindert werden, dass es bei einer Betätigung des Ventils zu einem Druckabbau der Bremskreise in die Aktuatorkammer des Linearaktuators kommt.Such a valve can now be inserted between a brake circuit and the actuator chamber of the linear actuator in such a way that it only opens when the pressure in the actuator chamber is greater than in the connected brake circuit. The pressure difference set does not have to be very large for this use. The only thing that should be prevented is that when the valve is actuated, the brake circuits are relieved of pressure in the actuator chamber of the linear actuator.
Die Betätigung der Betätigungskörpers kann z. B. auf elektromagnetischem Wege erfolgen. Dazu wird der Betätigungskörper vom Magnetanker eines Elektromagneten gebildet, wobei der Magnetkern des Elektromagneten Teil des Ventilgehäuses ist und die Ventilschließfeder zwischen dem Betätigungskörper und dem Magnetkern angeordnet ist.The actuation of the actuating body can, for. B. done by electromagnetic means. For this purpose, the actuating body is formed by the magnet armature of an electromagnet, the magnetic core of the electromagnet being part of the valve housing and the valve closing spring being arranged between the actuating body and the magnetic core.
Das erfindungsgemäße Ventil lässt sich als Sitzventil als auch als Schieberventil ausbilden. Im vorliegenden Fall sieht die Erfindung aber vor, dass das Ventil als Sitzventil ausgebildet ist, wozu der Druckdurchlass von einem Ventilsitz umgeben ist, auf den der Ventilschließkörper druckmitteldicht aufsetzbar ist.The valve according to the invention can be designed as a seat valve as well as a slide valve. In the present case, however, the invention provides that the valve is designed as a seat valve, for which purpose the pressure passage is surrounded by a valve seat which the valve closing body can be fitted to be pressure-tight.
Zum Halten/Blockieren des Ventilschließkörpers auf dem Ventilsitz besitzt dieser an seinem vom Ventildurchlass abgewandten Ende eine Kraftübertragungsfläche, an die der Betätigungskörper anlegbar ist, wobei der Ventilschließkörper durch die Vorspannung der Ventilschließfeder auf dem Dichtsitz gehalten ist.To hold / block the valve closing body on the valve seat, the latter has a force transmission surface at its end facing away from the valve passage, to which the actuating body can be placed, the valve closing body being held on the sealing seat by the pretensioning of the valve closing spring.
Zur Abstützung der Ventilöffnungsfeder am Ventilschließkörper ist vorgesehen, dass der Ventilschließkörper an seinem vom Ventildurchlass abgewandten Ende einen Kragen aufweist, an dem die Ventilöffnungsfeder abgestützt ist.To support the valve opening spring on the valve closing body, it is provided that the valve closing body has at its end facing away from the valve passage a collar on which the valve opening spring is supported.
Damit die Ventilöffnungsfeder sich andererseits auch am Ventilgehäuse abstützen kann, ist vorgesehen, dass im Ventilgehäuse eine Federhülse fixiert ist, die einen nach innen weisenden Gegenkragen aufweist, wobei die Ventilöffnungsfeder zwischen dem Kragen und dem Gegenkragen angeordnet ist.So that the valve opening spring can also be supported on the valve housing, it is provided that a spring sleeve is fixed in the valve housing, which has an inward-facing counter-collar, the valve-opening spring being arranged between the collar and the counter-collar.
Wie oben schon erwähnt, wird ein solches Ventil in einer Bremsanlage nach dem Brake-by-wire-System integriert. Die Erfindung bezieht sich somit auch auf eine elektrohydraulische Bremsanlage mit einem elektromotorisch betätigbaren Linearaktuator, der zur Bremsbetätigung über Trennventile Druckmittel aus seiner Aktuatorkammer in die Bremskreise der Bremsanlage verdrängt oder in seine Aktuatorkammer aufnimmt. Dabei sind die Trennventile wie oben beschrieben als Differenzdruckventil ausgebildet, wobei dieses so angeschlossen ist, dass bei einem vom Ventilschließkörper entfernten Betätigungskörper die Federkraft der Öffnungsfeder den Drucküberschuss in der Aktuatorkammer gegenüber den Bremskreisen bestimmt, bei denen das Ventil in Richtung auf die Bremskreise öffnet.As already mentioned above, such a valve is integrated in a brake system based on the brake-by-wire system. The invention thus also relates to an electrohydraulic brake system with an electric motor-operated linear actuator which displaces pressure medium from its actuator chamber into the brake circuits of the brake system or receives it into its actuator chamber via brake valves for brake actuation. The isolating valves are designed as a differential pressure valve, as described above, which is connected so that when the actuating body is removed from the valve closing body, the spring force of the opening spring determines the excess pressure in the actuator chamber compared to the brake circuits, in which the valve opens in the direction of the brake circuits.
Da letztendlich ein Druckabbau der Bremskreise in den Speicher verhindert werden soll, reicht es aus, dass die Federkraft der Öffnungsfeder so gewählt ist, dass der Drucküberschuss zwischen 1-3 bar liegt.Since pressure reduction of the brake circuits in the accumulator is ultimately to be prevented, it is sufficient that the spring force of the opening spring is selected so that the excess pressure is between 1-3 bar.
Im Folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert. Dazu zeigt:
-
1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ventil und -
2 in schematischer Darstellung die Integration des Ventils nach1 in eine elektrohydraulische Bremsanlage.
-
1 a cross section through an inventive valve and -
2 the integration of the valve in a schematic representation1 into an electro-hydraulic brake system.
Das Ventil besitzt gemäß
Die Ventilhülse
Zwischen der Bodenöffnung
Oberhalb des Ventilsitzes
Zwischen dem Ventilschließkörper
Zwischen dem Magnetkern
Für die Erfindung ist es wesentlich, dass sich auch die Ventilöffnungsfeder
Die Federhülse besitzt an ihrem in die Ventilhülse
Die Federhülse
Das Ventil wird in bekannter Weise in einem nicht dargestellten Ventilblock eingesetzt, wobei die Ventilhülse
Um die Bodenöffnung
Die Seitenöffnungen münden in eine Ringnut in der Mantelfläche der Bohrung, die über Kanäle im Ventilblock zu weiteren Aggregaten der hydraulischen Bremsanlage verbunden ist.The side openings open into an annular groove in the lateral surface of the bore, which is connected to further units of the hydraulic brake system via channels in the valve block.
Ebenso hat die Bodenöffnung Verbindung zu einem Bodenraum in der Bohrung, die ebenfalls über Kanäle im Ventilblock mit weiteren Aggregaten der hydraulischen Bremsanlage in Verbindung steht.The floor opening also has a connection to a floor space in the bore, which is also connected to other units of the hydraulic brake system via channels in the valve block.
Entscheidend für die Erfindung ist außerdem, dass die Ventilschließfeder
Zur elektromagnetischen Betätigung wird eine hier nicht dargestellte Spule, die um die Kernhülse
Dies hat aber nicht zwingend zur Folge, dass das Ventil geöffnet wird, weil - je nach den am Ventil herrschenden Druckverhältnissen - der Ventilschließkörper
Zwar wirkt die Ventilöffnungsfeder
Die Bedeutung dieses Merkmals erschließt sich, wenn man seine Verwendung in einer hydraulischen Bremsanlage betrachtet, die teilweise in der
Die Aktuatorkammer
Die Trennventile sind entsprechend der
Bei einer Bremsung kann der Fall auftreten, dass die Aktuatorkammer
Soweit die Aktuatorkammer
Damit das Ventil tatsächlich öffnet, muss der Druck in der Aktuatorkammer
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ventilgehäusevalve housing
- 22
- Sockelbase
- 33
- Kernhülsecore sleeve
- 44
- Ventilhülsevalve sleeve
- 55
- Magnetkern magnetic core
- 66
- Bodenöffnungbottom opening
- 77
- Seitenöffnungenside openings
- 88th
- Ventilringvalve ring
- 99
- VentildurchlassValve passage
- 1010
- Ventilsitz valve seat
- 2020
- VentilschließkörperValve closing body
- 2121
- Kragencollar
- 2222
- VentilöffnungsfederValve opening spring
- 2424
- Betätigungskörperoperating body
- 25 25
- Ventilschließfeder Valve closing spring
- 2626
- Federhülsespring sleeve
- 2727
- Gegenkragenagainst the collar
- 2828
- Stufe/SickeLevel / Beading
- 2929
- Filter filter
- 3030
- Linearaktuatorlinear actuator
- 3131
- Aktuatorkammeractuator chamber
- 3232
- Kolbenpiston
- 3333
- Elektromotorelectric motor
- 3434
- Rückschlagventil check valve
- 3535
- Trennventilisolation valve
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL TEVES AG & CO. OHG, 60488 FRANKFURT, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |