DE102019205473A1

DE102019205473A1 - Druckregelventil

Info

Publication number: DE102019205473A1
Application number: DE102019205473.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Courth
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2020-10-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil mit einer in einem Ventilgehäuse (1) fixierten Druckfeder (4), mit einem Magnetanker (6), der mit einem Ventilstößel (3) verbunden ist, welcher in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung von einem Ventilsitz (2) abgehoben ist, um eine Verbindung zwischen wenigstens zwei in das Ventilgehäuse (1) einmündenden Druckmittelkanälen (15, 16) herzustellen, sowie mit einer koaxial zur ersten Druckfeder (4) im Ventilgehäuse (1) angeordneten zweiten Druckfeder (5), wobei auf besonders kompakt bauende Weise beide Druckfedern (4, 5) zwischen dem Ventilsitz (2) und dem Magnetanker (6) im Ventilgehäuse (1) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein stromlos offenes, analog regelbares Magnetventil, im nachfolgenden Druckregelventil genannt, insbesondere zur Drucksteuerung in Kraftfahrzeugbremsanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Druckregelventile, die mittels einer Strommodulation eine Hubsteuerung darstellen sollen, benötigen eine hohe Federrate für die Rückstellfeder des Magnetantriebs. Die hohe Federrate bedingt einen Zielkonflikt zum Wunsch nach geringen Federkrafttoleranzen. Ein Ansatz dazu ist es, die hohe Federrate durch zwei entgegengesetzt wirkende Druckfedern zu bilden und die Summe beider Federkräfte einstellbar zu gestalten. In WO 2009065735 A1 ist dies durch zwei Druckfedern auf beiden Seiten des Magnetankers verwirklicht, die durch ein Verschieben einer domförmig geschlossenen Hülse auf den einen gewünschten Funktionswert in der Montage des Magnetventils eingestellt werden können.
Nachteilig dabei ist die mechanische Belastung auf den Boden der domförmig geschlossenen Hülse. Weiterhin kann auch die Verschiebung der Hülse nicht mehr zur Einstellung eines möglichst reproduzierbaren, den Durchfluss bestimmenden Ankerhubs genutzt werden.
Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Druckregelventil der angegebenen Art derart zu verbessern, dass die vorgenannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Druckregelventil der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der erfindungswesentliche Lösungsansatz beruht hierbei auf dem Gedanken, dass beide Druckfedern entfernt von der Hülse im Ventilgehäuse angeordnet sind und diese Druckfedern auf den mit dem Magnetanker verbundenen Ventilstößel wirken, wobei durch ein Verschieben des Ventilsitzes die Federkraft und der Restluftspalt gemeinsam auf eine gewünschte Funktionsgröße eingestellt werden können.
Weitere Ausführungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen nachfolgend aus der Beschreibung zweier Zeichnungen gemäß den 1 und 2 hervor.
Es zeigen:

1 eine erste zweckmäßige Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt, wonach das Druckregelventil zur Abstützung zweier Druckfedern im Ventilgehäuse mit zwei Anschlägen versehen ist, wovon der erste Anschlag durch eine Buchse und der zweite Anschlag durch einen radialen Vorsprung im Ventilgehäuse gebildet ist,
2 das Druckregelventil nach 1 in einer Abwandlung der beiden Anschläge, die Bestandteile zweier teleskopartig ineinander gepresster Hülsenkörper sind.

Die 1, 2 zeigen jeweils im Längsschnitt ein Druckregelventil, mit einer in einem rohrförmigen Ventilgehäuse 1 fixierten Druckfeder 4, sowie mit einem Magnetanker 6, der mit einem Ventilstößel 3 verbunden ist, der in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung des Magnetankers 6 von einem Ventilsitz 2 abgehoben ist, um eine analog regelbare Verbindung zwischen wenigstens zwei in das Ventilgehäuse 1 einmündenden Druckmittelkanälen 15, 16 herzustellen, sowie mit einer koaxial zur ersten Druckfeder 4 im Ventilgehäuse 1 angeordneten zweiten Druckfeder 5, mit der Besonderheit, dass beide Druckfedern 4, 5 zwischen dem Ventilsitz 2 und dem Magnetanker 6 im Ventilgehäuse 1 angeordnet sind.
Beide Druckfedern 4, 5 sind hierzu besonders kompakt bauend in einer mittig im rohrförmigen Ventilgehäuse 1 ausgerichteten Durchgangsbohrung 10 aufgenommen, in welcher sowohl der Ventilsitz 2 als auch der Ventilstößel 3 bauraumoptimiert angeordnet sind. In diametraler Anordnung sind in der Durchgangsbohrung 10 zwei Axialanschläge 7, 9 für die beiden Druckfedern 4, 5 vorgesehen, an denen sich die diametralen Enden beider Druckfedern 4, 5 abstützen.
Zur Abstützung der beiden einander zugewandten Enden der Druckfedern 4, 5 weist der Ventilstößel 3 einen Bund 8 auf, der somit zwischen den zwei von den beiden Anschlägen 7, 9 abgewandten Enden der Druckfedern 4, 5 eingespannt ist.
Gemäß der in 1 abgebildeten ersten Ausführungsform ist der erste Anschlag 7 auf baulich besonders einfache Weise als eine aus Richtung des Ventilsitzes 2 in die Durchgangsbohrung 10 eingepresste Buchse ausgeführt, an der sich die erste Druckfeder 4 mit ihrem äußeren Ende axial abstützt. Hingegen ist der zweite Anschlag 9 entfernt um das Längenmaß der beiden Druckfedern 4, 5 und die Dicke des Bundes 8 als radial nach innen in die Durchgangsbohrung 10 gerichteter Vorsprung im Ventilgehäuse 1 ausgebildet, an dem sich die zweite Druckfeder 5 mit ihrem äußeren Ende axial abstützt.
In einer alternativen Ausführungsform nach 2 sind die beiden Anschläge 7, 9 Bestandteile zweier teleskopartig ineinander gefügter Hülsenkörper 11, 12, in denen die beiden Druckfedern 4, 5 und der Bund 8 gekapselt aufgenommen sind. Hierzu ist der den ersten Anschlag 7 aufweisende erste Hülsenkörper 11 in den zweiten Hülsenkörper 12 abschnittsweise eingepresst, der gemeinsam mit dem ersten Hülsenkörper 11 als vormontierte Baugruppe am Ventilstößel 3 angeordnet ist.
Wie aus der 2 hervor geht, sind zur Herstellung der Vormontagebaugruppe die beiden Druckfedern 4, 5 mit den beiden Hülsenkörpern 11, 12 aus entgegengesetzten Richtungen in Richtung auf den Bund 8 dem Ventilstößel 3 zugeführt, bis sich die Hülsenkörper 11, 12, aufgrund ihrer unterschiedlichen Durchmesser, zur Herstellung einer Presspassung abschnittsweise überdecken. Dieser Vormontagebaugruppe ist in Richtung des zweiten Hülsenkörpers 12 ein Magnetanker 6 zugeführt, der im vorliegenden Beispiel mittels einer Presspassung an einem Ende des Ventilstößels 3 befestigt ist.
Mittels des zweiten Hülsenkörpers 12 ist die Vormontagebaugruppe in der Durchgangsbohrung 10 des Ventilgehäuses 1 sicher gehalten. Bevorzugt ist der zweite Hülsenkörper 12 hierzu mittels einer einfach herzustellenden Presspassung in der Durchgangsbohrung 10 des patronenförmigen Ventilgehäuses 1 fixiert, das von einer zylindrischen Kappe 13 verschlossen ist, in welcher der Magnetanker 6 angeordnet ist.
Unabhängig davon, welche der beiden beschriebenen Ausführungsvarianten zur Anwendung gelangt, definiert der Abstand zwischen dem Bund 8 und dem ersten Anschlag 7 jeweils die Vorspannung der ersten Druckfeder 4 und damit die Größe der das Ventil öffnenden Federkraft, während der Abstand zwischen dem Bund 8 und dem zweiten Anschlag 9 jeweils die Vorspannung der zweiten Druckfeder 5 bestimmt und damit die Größe der das Ventil schließenden Federkraft.
Infolge der entgegengesetzten Wirkung beider Druckfedern 4, 5 addieren sich die Federraten und die Federkräfte heben sich teilweise auf.
Durch ein Verschieben des Ventilsitzes 2 in das Ventilgehäuse 1 vergrößert sich der Restluftspalt zwischen dem Magnetanker 6 und der magnetischen Polfläche des Ventilgehäuses 1 bei gleichzeitiger Reduktion der das Ventil öffnenden Federkraft. Dadurch kann die Summe aus Magnetkraft und Federkraft mittels einer Führungsgröße wie dem druckabhängigen Abfallstrom, z. B. durch zyklischen Schalten, ggf. unter Druck, während der Verschiebung des Ventilsitzes 2 ermittelt und sehr präzise eingehalten werden. Bei einer Lage der Druckfedern 4, 5 an der oberen Grenze der Federkraft wird dies durch einen kleineren Restluftspalt ausgeg lichen.
Die konzentrische axiale Anordnung beider Druckfedern 4, 5 ermöglicht eine günstige Gestaltung der magnetischen Polflächen. Diese müssen somit nicht durch eine auf den Feder-Außendurchmesser abgestimmte Bohrung geschwächt werden.
Vorteilhaft lässt sich anstelle mit einer Druckfeder nunmehr mit zwei Druckfedern 4, 5 herkömmlicher Güte eine deutlich genauere Einstellung und Funktionsweise des vorgestellten Druckregelventils erzielen. Dies kann für verschiedene Führungs- und Zielgrößen wie Öffnungsdruck, Haltestrom oder Grenzstrom erfolgen. Weiterhin lassen sich durch die Verwendung von zwei Druckfedern 4, 5 Federraten zu geringen Kosten darstellen, die mit einer einzigen Druckfeder nicht wirtschaftlich herstellbar sind.
Das vorgestellte Druckregelventil ist als 2/2 Wegeventil durch geeignete Strommodulation hubgesteuert langsam und damit sehr leise schaltbar, ohne dass die hohe Federrate durch Krafttoleranzen zu höheren Halteströmen und damit erweiterten Anforderung an die Magnetspule 14 führt, welche auf die Kappe 13 und das Ventilgehäuse 1 aufgesetzt ist.
Bezugszeichenliste

1: Ventilgehäuse
2: Ventilsitz
3: Ventilstößel
4: Druckfeder
5: Druckfeder
6: Magnetanker
7: Anschlag
8: Bund
9: Anschlag
10: Durchgangsbohrung
11: Hülsenkörper
12: Hülsenkörper
13: Kappe
14: Magnetspule
15: Druckkanal
16: Druckkanal

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

WO 2009065735 A1 [0002]

Claims

Druckregelventil, mit einer in einem Ventilgehäuse fixierten Druckfeder, mit einem Magnetanker, der mit einem Ventilstößel verbunden ist, welcher in der elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung von einem Ventilsitz im Ventilgehäuse abgehoben ist, um eine Verbindung zwischen wenigstens zwei in das Ventilgehäuse einmündenden Druckmittelkanälen herzustellen, sowie mit einer koaxial zur ersten Druckfeder im Ventilgehäuse angeordneten zweiten Druckfeder, dadurch gekennzeichnet, dass beide Druckfedern (4, 5) zwischen dem Ventilsitz (2) und dem Magnetanker (6) im Ventilgehäuse (1) angeordnet sind.
Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Druckfedern (4, 5) in einer mittig im Ventilgehäuse (1) ausgerichteten Durchgangsbohrung (10) aufgenommen sind, in welcher sowohl der Ventilsitz (2) als auch der Ventilstößel (3) angeordnet sind.
Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Durchgangsbohrung (10) in diametraler Anordnung zwei Axialanschläge (7, 9) für die beiden Druckfedern (4, 5) vorgesehen sind, an denen sich die diametralen Enden beider Druckfedern (4, 5) abstützen.
Druckregelventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilstößel (3) einen Bund (8) aufweist, der zwischen zwei von den beiden Anschlägen (7, 9) abgewandten Enden der Druckfedern (4, 5) eingespannt ist.
Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschlag (7) als eine aus Richtung des Ventilsitzes (2) in die Durchgangsbohrung (10) eingepresste Buchse ausgeführt ist, an der sich die erste Druckfeder (4) axial abstützt, und dass der zweite Anschlag (9) entfernt um das Längenmaß der beiden Druckfedern (4, 5) und die Dicke des Bundes (8) als radial nach innen in die Durchgangsbohrung (10) gerichteter Vorsprung im Ventilgehäuse (1) ausgebildet ist, an dem sich die zweite Druckfeder (5) axial abstützt.
Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Anschläge (7, 9) Bestandteile zweier teleskopartig ineinander gefügter Hülsenkörper (11, 12) sind, in denen die beiden Druckfedern (4, 5) und der Bund (8) aufgenommen sind, wozu der den ersten Anschlag (7) aufweisende erste Hülsenkörper (11) in den zweiten Hülsenkörper (12) abschnittsweise eingepresst ist, der gemeinsam mit dem ersten Hülsenkörper (11) als vormontierte Baugruppe am Ventilstößel (3) angeordnet ist.
Druckregelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der Vormontagebaugruppe die beiden Druckfedern (4, 5) mit den beiden Hülsenkörpern (11, 12) aus entgegengesetzten Richtungen in Richtung auf den Bund (8) dem Ventilstößel (3) zugeführt sind.
Druckregelventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vormontagebaugruppe in Richtung des zweiten Hülsenkörpers (12) ein Magnetanker (6) zugeführt ist, der vorzugsweise mittels einer Presspassung an einem Ende des Ventilstößels (3) befestigt ist.
Druckregelventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierte Baugruppe mittels des zweiten Hülsenkörpers (12) in einer Durchgangsbohrung (10) eines Ventilgehäuses (1) gehalten ist.
Druckregelventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hülsenkörper (12) mittels einer Presspassung in der Durchgangsbohrung (10) des Ventilgehäuses (1) fixiert ist, das von einer Kappe (13) verschlossen ist, in welcher ein Magnetanker (6) angeordnet ist.