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Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckzylinder mit einem Saugventil, insbesondere für eine elektrohydraulische Bremsanlage, wobei das Saugventil ein Ventilgehäuse mit einem einen Ventilsitz aufweisenden Ventildurchlass und einem Ventilschließkörper vor dem Ventilsitz aufweist, der von einer Ventilfeder in Schließrichtung auf den Ventilsitz vorgespannt ist, und wobei das Ventilgehäuse in das gestufte Ende des Druckzylinders so eingesetzt ist, dass der Ventilsitz in den Druckzylinder weist.
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Mit einem derartigen Saugventil ausgestattete Druckzylinder werden unter anderem in elektrohydraulischen Bremsanlagen eingesetzt. In dem Druckzylinder wird ein motorisch angetriebener Kolben gedichtet geführt, wobei in dem Druckzylinder ein hydraulischer Druck aufgebaut wird, wenn er gegen das das Saugventil aufnehmende Ende des Druckzylinders motorisch verschoben wird. Um über das Saugventil Druckmittel aus einem Vorratsbehälter anzusaugen, wird der Kolben in entgegengesetzte Richtung bewegt.
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Bei den bisher eingesetzten Konstruktionen ist das Saugventil als Tellerventil ausgeführt. Ein Teller liegt zylinderseitig an dem Ventilgehäuse an, wobei ein Stößel durch den Ventildurchlass ragt, an dessen freiem Ende ein Kragen befestigt ist, an dem die Ventilfeder abgestützt ist. Diese Anordnung ist vor allem durch eine hohe Anzahl von Einzelteilen charakterisiert, so dass der Zusammenbau des Saugventils aufwendig ist.
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Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, das Saugventil so zu gestalten, dass es wesentlich einfacher montiert werden kann.
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Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass die Ventilfeder vor der in den Druckzylinder weisenden Seite des Ventilgehäuses angeordnet ist.
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Dies ermöglicht es, zunächst den Ventilschließkörper einfacher zu gestalten, da zur Abstützung der Ventilfeder kein Stößel mehr benötigt wird, der durch den Ventildurchlass hindurchragen muss.
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Um der sich an dem Ventilschließkörper abstützenden Ventilfeder eine Gegenabstützung zu gewähren, sieht die Erfindung weiterhin vor, dass zwischen dem Ventilgehäuse und einer Stufe im Ende des Druckzylinders der Randbereich eines Ventilfederträgers eingeklemmt ist.
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Der Ventilfederträger besitzt dazu eine zentrale Tragplatte, auf der zum Beispiel das eine Ende einer Ventilfeder aufsitzt, die mit ihrem anderen Ende am Ventilschließkörper abgestützt ist. Bei einer solchen Anordnung werden aber noch zwei Bauteile benötigt, nämlich zum einen ein Ventilfederträger und zum anderen die Ventilfeder selbst.
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Eine Weiterführung der Erfindung sieht daher vor, dass zwischen dem Ventilgehäuse und einer Stufe im gestuften Ende des Druckzylinders der Randbereich einer aus wenigstens einem Ventilfederarm bestehenden Ventilfeder eingeklemmt ist, wobei das freie Ende des Ventilfederarmes in das Zentrum des Randbereichs ragt und den Ventilschließkörper trägt.
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Im einfachsten Fall ist der Ventilfederarm tatsächlich ein einziger, sich radial in die Achse des Saugventils erstreckender radialer Arm, der zum Beispiel von einem ringförmigen Randbereich ausgeht, der zwischen dem Ventilgehäuse und der Stufe des Druckzylinders eingeklemmt ist.
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Eine andere Lösung besteht darin, den Ventilfederarm nicht als sich radial erstreckenden Arm auszubilden, sondern als eine Spirale, die in einer oder mehreren Windungen in die Achse des Saugventils verläuft.
Dabei bildet die Ventilfeder eine Konusfeder, deren Windungen im Durchmesser nach und nach kleiner werden, sodass die einzelnen Windungen in eine Ebene gelegt werden können.
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Bei einer solchen Anordnung kann die Konusfeder als Stanzteil hergestellt werden.
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Um einen ausreichenden Durchfluss zu erhalten, wird entweder die Konusfeder so weit auseinandergezogen, dass sich jede Windung über die andere Windung erhebt, oder es wird von vornherein zwischen den Windungen ein Spalt ausgestanzt.
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Um einen sicheren Halt zwischen dem Ventilgehäuse und der Stufe des Druckzylinders zu erreichen, wird der Randbereich der Ventilfeder oder des Ventilfederträgers gegen die Stufe abgewinkelt. Dadurch wird erreicht, dass - unabhängig von der Höhe des toleranzbehafteten Abstandes zwischen dem Ende des Ventilgehäuses, das der Stufe zugewandt ist, und der Stufe - der Randbereich fest eingeklemmt wird.
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Um eine Vormontage des Ventilgehäuses mit dem Ventilschließkörper und der Ventilfeder zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass sich, auf dem Umfang des Randbereichs verteilt, ein oder mehrere Klammern befinden, die an der Außenmantelfläche des Ventilgehäuses klemmend anliegen.
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Im Folgenden soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
- 1 in einer Querschnittsdarstellung einen Druckzylinder mit einem Saugventil nach dem Stand der Technik,
- 2 in einer Querschnittsdarstellung einen Druckzylinder mit einem Saugventil in einer ersten Ausführungsform,
- 3 in einer Querschnittsdarstellung einen Druckzylinder mit einem Saugventil in einer zweiten Ausführungsform,
- 4 in einer Querschnittsdarstellung einen Druckzylinder mit einem Saugventil in einer dritten Ausführungsform und
- 5 in einer perspektivischen Darstellung eine Konusfeder, die in der dritten Ausführungsform als Ventilfeder genutzt wird.
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Gemäß 1 ist in das Ende eines Druckzylinders 1 ein Ventilgehäuse 2 eingesetzt, das einen zentralen Ventildurchlass 3 aufweist.
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An der in den Druckzylinder 1 weisenden Unterseite des Ventilgehäuses 2 befindet sich eine Ventilplatte 4 mit einem Ventilstößel 5, der durch den Ventildurchlass 3 hindurchragt. Geführt wird der Ventilstößel 5 von einem Führungskörper 6, der auf der Oberseite des Ventilgehäuses 2 aufsitzt. Am freien Ende des Ventilstößels 5 befindet sich ein Kragen 7, wobei zwischen dem Kragen 7 und dem Ventilgehäuse 2 eine Ventilfeder 8 eingesetzt ist.
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Unterhalb des so gebildeten Saugventils zweigt aus dem Druckzylinder 1 eine Druckleitung 9 ab; oberhalb des Saugventils mündet seitlich eine Saugleitung 10 ein, die zu einem hier nicht näher dargestellten Vorratsbehälter führt. Bei einem Hub eines hier nicht gezeigten Druckkolbens im Druckzylinder 1 in Richtung auf das Saugventil schließt das Saugventil und der sich aufbauende Druck wird in die Druckleitung 9 weitergeleitet. Bei einem Rückhub des Druckkolbens weg vom Saugventil öffnet dieses, so dass Druckmittel aus dem Vorratsbehälter angesaugt wird.
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Ein Saugventil nach dem Stand der Technik besteht demnach aus wenigstens sechs Teilen. Die Erfindung soll diese Anzahl wesentlich verringern.
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Die 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, mit der die Anzahl der Bauteile verringert wird. Der Ventilschießkörper 16 des Saugventils 15 ist als Ventilkugel ausgebildet, die in der Ventilschließstellung an einem konisch ausgeführten Ventilsitz 17 in einem Ventildurchlass 18 im Ventilgehäuse 2 anliegt. Eine Ventilfeder 19, die unterhalb der Ventilkugel 16 angeordnet ist, stützt sich an einem Ventilfederträger 20 ab, der einen ringförmigen Randbereich 21 aufweist, der zwischen dem Ventilgehäuse 2 und einer Stufe 22 im Druckzylinder 1 eingeklemmt ist.
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Der Ventilfederträger 20 besitzt in seinem Zentrum eine Tragplatte 23, auf der die als Zylinderfeder ausgebildete Ventilfeder 19 aufsitzt und dabei die Ventilkugel 16 gegen den Ventilsitz 17 am Ventildurchlass 18 hält. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt der Sauganschluss nicht über einen seitlichen Anschluss, sondern über einen Anschluss in der Achse des Ventilgehäuses 2. In einer dort eingebrachten Vertiefung befindet sich ein Hohlstopfen 25, in den der Stutzen eines Vorratsbehälters eingepresst wird.
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Der Ventilfederträger 20 kann aus einem Blech durch entsprechende Abkantungen hergestellt werden. Mögliche Formen sind dem Fachmann geläufig.
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In einer zweiten und dritten Ausführungsform, dargestellt in den 3 und 4, sind der Ventilfederträger und die Ventilfeder einstückig ausgeführt. So kann gemäß 3 eine Ventilfeder 29 aus einem Ring 30 bestehen, der das Ventilgehäuse 2 umgreift und der einen nach innen in das Zentrum des Ringes 30 ragenden geraden Federarm 31 aufweist, der elastisch vorgespannt ist und an seinem freien Ende eine Sockel 32 besitzt, auf dem die Ventilkugel 16 aufliegt. Durch die Vorspannung des Federarms 31 wird die Ventilkugel 16 in ihrer Schließstellung dicht schließend an dem Ventilsitz 17 am Ventildurchlass 18 gehalten. Sobald im Druckzylinder 1 ein Unterdruck herbeigeführt wird, öffnet sich das Saugventil 15, indem sich der Federarm 31 vom Ventilsitz 17 entfernt und es damit der Ventilkugel 16 ermöglicht wird, den Ventildurchlass 18 freizugeben.
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Anstelle eines radial nach innen gerade abstehenden Federarms 31 kann gemäß 4 der Federarm 31 in mehreren Windungen geführt werden, deren Durchmesser immer kleiner werden, so dass eine Konusfeder 35 gebildet ist. In allen anderen Aspekten entspricht die Ausführung nach 4 der Ausführung nach 2, wobei gleichartige Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. So wird ein ringförmiger Randbereich 36 der Konusfeder 35 zwischen dem Ventilgehäuse 2 und der Stufe 22 im Druckzylinder 1 eingeklemmt.
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Die Konusfeder 35 ist vergrößert und in perspektivischer Darstellung in der 5 dargestellt. Die vertiefte Seite des Konus bildet - wie auch in 4 ersichtlich - gleichzeitig eine Aufnahme für die Ventilkugel 16, so dass diese sicher gehalten ist.
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Die einzelnen Windungen 37 müssen zumindest soweit in axialer Richtung auseinandergezogen sein, dass auch in der geschlossenen Stellung des Saugventils 15, bei dem die Windungen 37 nur wenig auseinandergezogen sind, ein Spalt 38 zwischen den einzelnen Windungen 37 vorliegt.
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Wenn die Konusfeder 35 nicht so weit auseinander gezogen sein soll, muss ein solcher Spalt 38 von vornherein hergestellt werden. Da die Konusfeder 35 vorzugsweise aus einem Stanzteil besteht, bei dem die einzelnen Windungen 37 aus einem Federstahl bestehenden Blech ausgestanzt werden, kann das Stanzwerkzeug so ausgebildet sein, dass ein Spalt 38 zwischen einzelnen Windungen freigestanzt wird.
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Um einen sicheren Halt des ringförmigen Randbereiches der Ventilfeder zwischen dem Ventilgehäuse 2 und der Stufe 22 am Druckzylinder 1 zu ermöglichen, wird der äußere Rand des Randbereichs 21 leicht abgewinkelt, so dass er den Abstand zwischen dem Ventilgehäuse 2 und der Stufe 22 auch bei großen Bauteiltoleranzen vollständig überbrückt.
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Um eine Vormontage des Saugventils 15 zu ermöglichen, befinden sich am Randbereich Klammern in Form von Laschen 39, die um etwa 90° gegenüber der flächigen Ausdehnung des Randbereiches 21 abgewinkelt sind und die so das Ventilgehäuse 2 an seiner äußeren Mantelfläche umklammern können. Zur Vormontage wird die Ventilkugel 16 zwischen dem Ventilsitz 17 und der Ventilfeder bzw. dem Ventilfederträger angeordnet, wobei die Laschen 39 sich an der äußeren Mantelfläche festklemmen.
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Das so vormontierte Saugventil 15 wird in die Öffnung des Druckzylinders eingeführt, wobei der Randbereich 21 zwischen der Stufe 22 und dem Ventilgehäuse 2 eingeklemmt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckzylinder
- 2
- Ventilgehäuse
- 3
- Ventildurchlass
- 4
- Ventilplatte
- 5
- Ventilstößel
- 6
- Führungskörper
- 7
- Kragen
- 8
- Ventilfeder
- 9
- Druckleitung
- 10
- Saugleitung
- 15
- Saugventil
- 16
- Ventilschließkörper/ Ventilkugel
- 17
- Ventilsitz
- 18
- Ventildurchlass
- 19
- Ventilfeder
- 20
- Ventilfederträger
- 21
- ringförmiger Randbereich
- 22
- Stufe
- 23
- Tragplatte
- 25
- Hohlstopfen
- 29
- Ventilfeder
- 30
- Ring
- 31
- Federarm
- 32
- Sockel
- 35
- Konusfeder
- 36
- ringförmiger Randbereich
- 37
- Windungen
- 38
- Spalt
- 39
- Laschen
