DE102020205126A1

DE102020205126A1 - Ventilbaugruppe

Info

Publication number: DE102020205126A1
Application number: DE102020205126.7A
Authority: DE
Inventors: Uwe Greiff
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2021-10-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe, bestehend aus einem Ventilgehäuse (5), in dem ein einen Ventileinlass (3) mit einem Ventilauslass (4) verbindender Kanal (13) vorgesehen ist, der eine feste Drosselstelle (1) aufweist, mit einem im Kanal (13) eingesetzten Schließkörper (2), der mit einem im Ventilgehäuse (5) ausgebildeten Ventilsitz (7) zusammenwirkt, mit der Besonderheit, dass der Durchfluss innerhalb der Drosselstelle (1) durch die Veränderung eines am Ventilsitz (7) ausgebildeten Kegelwinkels (a) variabel einstellbar 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 ist ein Bestandteil einer Dämpfereinheit, um die von einer Kolbenpumpe initiierte Druckpulsation in einer Kraftfahrzeugbremse zu minimieren. Die Ventilbaugruppe besteht aus einem patronenförmigen Ventilgehäuse, in dem ein mittels einer Schließfeder belasteter Schließkörper mit einem Ventilsitz differenzdruckabhängig zusammenwirkt. Zur Festlegung des minimalen Durchflusses weist das Ventilgehäuse eine hydraulische Drossel auf, mit der Besonderheit, dass die Drossel als Kerbe in einem Ventilsitz eingebracht ist.
Die vorgeschlagene Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass sich nur durch eine aufwendige, präzise Fräsung der Kerbe im Ventilsitz die Größe des Durchflusses variieren lässt, sodass für die Realisierung unterschiedlicher Durchfluss-Kennlinien jeweils teure Fräsoperationen erforderlich sind.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ventilbaugruppe der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass den vorgenannten Nachteil nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für eine Ventilbaugruppe der angegebenen Art mit den 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 in einer Perspektivansicht eine Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe,
2 in einer Perspektivansicht den Schließkörper, der zur Ausbildung der Drosselstelle mit einer Nut versehen ist,
3 eine Abwandlung des in 2 abgebildeten Schließkörpers, der zur präzisen Führung im Ventilgehäuse wenigstens mit einem ersten und einem zweiten Bund versehen ist,
4, 5 jeweils einen vergrößerten Ausschnitt der in 1 abgebildeten Ventilbaugruppe im Bereich des Schließkörpers zur Verdeutlichung unterschiedlicher Durchflussquerschnitte in Abhängigkeit des jeweils gewählten Ventilsitzwinkels,
6 die Anordnung der Ventilbaugruppe innerhalb einer Aufnahmebohrung eines Ventilblocks in Verbindung mit einer Geräuschdämpfungsmembrane.

Exemplarisch für alle Ausführungsbeispiele zeigt die 1 im Längsschnitt eine Gesamtansicht zur grundlegenden Konstruktion der erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe, die bevorzugt zur Dämpfung von Druckschwingungen in einem Bremshydrauliksystem eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird.
Die Ventilbaugruppe besteht aus einem Ventilgehäuse 5, in dem ein einen Ventileinlass 3 mit einem Ventilauslass 4 verbindender Kanal 13 vorgesehen ist, mit einem im Kanal 13 eingesetzten Schließkörper 2, der in Richtung eines im Ventilgehäuse 5 ausgebildeten Ventilsitzes 7 von einer Schließfeder 9 beaufschlagt ist, wobei zur Umgehung des Schließkörpers 2 eine Drosselstelle 1 in Form einer Abplattung vorgesehen ist, die ein unmittelbarer Bestandteil des Schließkörpers 2 ist.
Der Schließkörper 2 ist prinzipiell zylinderförmig ausgeführt, der abschnittsweise entlang seiner Mantelfläche im Ventilgehäuse 5 geführt ist, wobei bei Wunsch oder Bedarf zur Schwingungsreduzierung der Schließkörper 5 an der Mantelfläche einen Reibring 6 aufnimmt, der gemäß der 6 als elastomerer O-Ring zwischen einem ersten und zweiten Bund 10 in einer Ringnut 11 angeordnet ist.
Der Schließkörper 2 weist in Richtung des Ventilsitzes 7 bevorzugt die Kontur einer Kalotte auf, an der sich ein Zapfen 8 als homogener Bestandteil anschließt. Zur Abstützung der Schließfeder 9 am Schließkörper 2 erstreckt sich die Schließfeder 9 abschnittsweise über den Zapfen 8 entweder bis zu mehreren am Zapfen 8 ausgebildete Kufen 12 (siehe 1, 2, 6) oder bis zu dem Bund 10 (siehe 3, 6).
Durch die als Drosselstelle 1 ausgeführte Blende ist unabhängig von der Stellung des Schließkörpers 2 eine permanente Verbindung vom Ventileinlass 3 in Richtung des Ventilauslasses 4 in der Ventilbaugruppe geschaffen. Der mit dem Ventilsitz 7 zusammenwirkende Schließkörper 2 ist infolge der Wirkung der Schließfeder 9 in seiner in den 1, 4, 5, 6 abgebildeten Grundstellung am Ventilsitz 7 positioniert, sodass in der Grundstellung ausschließlich der Querschnitt der Drosselstelle 1 freigegeben ist. Ein Abheben des Schließkörpers 2 vom Ventilsitz 7 erfolgt somit ausschließlich differenzdruckabhängig, d.h. sofern der auf den Schließkörper 2 einwirkende Hydraulikdruck im Ventileinlass 3 größer ist als der Federdruck der beispielhaft als Zylinderfeder ausgeführten Schließfeder 9. Die Schließfeder 9 stützt sich hierzu mit dem einen Windungsende am Schließkörper 2 als auch mit dem entgegengesetzten Windungsende am unteren horizontalen Ende des Ventilgehäuses 5 auf einfache Weise ab.
Wie aus den 1 und 6 hervor geht, ist das Ventilgehäuse 5 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 7 ausgebildet ist. Hingegen ist der aus einem Kunststoff hergestellte Schließkörper 2 gemeinsam mit der Schließfeder 9 in dem aus einem Tiefziehblech topfförmig verformten Gehäuseunterteil aufgenommen. Ferner weist das topfförmige Gehäuseunterteil zur Ausbildung des Ventilauslasses 4 in seiner Mantelfläche und/oder in seinem Topfboden wenigstens eine Auslassöffnung auf, die vorzugsweise durch Stanzen hergestellt ist.
Um eine möglichst einfache Kalibrierung der Drosselstelle 1 zu ermöglichen, sieht die Erfindung vor, dass der Durchfluss innerhalb der Drosselstelle 1 durch die Veränderung eines am Ventilsitz 7 ausgebildeten Kegelwinkels a bedarfsgerecht einstellbar ist, wobei die Drosselstelle 1 am Schließkörper 2 entweder durch eine oder mehrere Abplattungen (siehe 1, 4, 5) oder durch eine oder mehrere Nuten (siehe 3) hergestellt ist.
Gemäß der 1 und 2 sind zur Zentrierung des Schließkörpers 2 innerhalb des Ventilgehäuses 5 über den Umfang des Zapfens 8 verteilt mehrere Kufen 12 ausgebildet, die entlang der Innenwand des Ventilgehäuses 5 eine Gleitlagerung des Schließkörpers 5 bewirken. Gleichzeitig ist die Schließfeder 9 auf einfache Weise zwischen den am Zapfen 8 radial hervorstehenden Kufen 12 und dem Boden des Ventilgehäuses 5 eingespannt.
Zur Verdeutlichung der Erfindung wird hinsichtlich der Wirkungsweise des am Ventilsitz ausgebildeten Kegelwinkels a auf die 4 und 5 verwiesen, die im Bereich der Drosselstelle 1 jeweils einen vergrößerten Ausschnitt des am Ventilsitz 7 anliegenden Schließkörpers 2 zeigen.
Anhand der 4 wird ersichtlich, dass bei einem großen Kegelwinkel a zwangsläufig eine große Neigung (geringe Steigung) der Dichtfläche des Ventilsitzes 7 in Richtung der Drosselstelle 1 zustande kommt, wodurch ein relativ kleiner Öffnungsquerschnitt Qmin im Bereich der Drosselstelle 1 freigegeben wird, sodass nur ein geringer Durchfluss möglich ist.
Hingegen zeigt die 5 einen kleinen Kegelwinkel a, sodass eine große Steigung der Dichtfläche am Ventilsitz 7 in Richtung der Drosselstelle 1 zustande kommt, wodurch infolge des relativ großen Öffnungsquerschnitts Qmax im Bereich der Drosselstelle 1 ein entsprechend großer Durchfluss möglich ist.
Schließlich zeigt die 6 das Ventilgehäuse 5, welches in einer gestuften Aufnahmebohrung 14 eines Ventilblocks 15 fixiert ist, wobei die Aufnahmebohrung 14 stromaufwärts zum Ventileinlass 3 mittels eines hohlen Stopfens 16 verschlossen ist, in dessen Hohlraum eine Geräuschdämpfungsmembran 17 eingesetzt ist.
Durch die vorgestellte Erfindung ergibt sich somit eine einfach herzustellende Ventilbaugruppe, die nach Wahl des Kegelwinkels a eine kostengünstige, präzise Einstellung des Durchflusses zwischen dem Ventilsitz 7 und der Drosselstelle 1 ermöglicht.
Folglich ist die Drosselstelle 1 derart ausgebildet, dass sich in der geschlossenen Grundstellung der Ventilbaugruppe nur durch die Auswahl des Kegelwinkels a am Ventilsitz 7 der Durchfluss präzise einstellen lässt, sodass lediglich durch die einfache Herstellung von kalibrierten Ventilsitzen 7 mit unterschiedlichen Kegelwinkeln a der gewünschte Durchfluss eingestellt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Drosselstelle
2: Schließkörper
3: Ventileinlass
4: Ventilauslass
5: Ventilgehäuse
6: Reibring
7: Ventilsitz
8: Zapfen
9: Schließfeder
10: Bund
11: Ringnut
12: Kufen
13: Kanal
14: Aufnahmebohrung
15: Ventilblock
16: Stopfen
17: Geräuschdämpfungsmembran

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 Kanal vorgesehen ist, der für einen definierten Durchfluss eine feste Drosselstelle aufweist, mit einem im Kanal eingesetzten Schließkörper, der mit einem im Ventilgehäuse ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss innerhalb der Drosselstelle (1) durch die Veränderung eines am Ventilsitz (7) ausgebildeten Kegelwinkels (a) variabel einstellbar ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle (1) durch eine oder mehrere Abplattungen am Schließkörper (2) hergestellt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselstelle (1) durch eine oder mehrere Nuten am Schließkörper (2) hergestellt ist.
Ventilbaugruppe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper (2) außerhalb der Drosselstelle (1) die Kontur einer Kalotte aufweist, die unmittelbar mit dem Ventilsitz (7) zusammenwirkt.
Ventilbaugruppe nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Ventilsitz (7) abgewandten Stirnseite des Schließkörpers (2) ein Zapfen (8) ausgebildet ist, der sich in eine Schließfeder (9) erstreckt, die sich innerhalb des Ventilgehäuses (5) abstützt.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung des Schließkörpers (2) innerhalb des Ventilgehäuses (5) über den Umfang des Zapfens (8) verteilt mehrere Kufen (12) ausgebildet sind, die entlang der Innenwand des Ventilgehäuses (5) eine Gleitlagerung des Schließkörpers (5) bewirken.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zentrierung des Schließkörpers (2) innerhalb des Ventilgehäuses (5) über den Umfang des Zapfens (8) wenigstens ein Bund (10) ausgebildet ist, der entlang der Innenwand des Ventilgehäuses (5) eine Gleitlagerung des Schließkörpers (2) bewirkt.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließfeder (9) zwischen den am Zapfen (8) radial hervorstehenden Kufen (12) und dem Boden des Ventilgehäuses (5) eingespannt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilgehäuse (5) in Patronenbauweise zweiteilig ausgeführt ist, welches in einer Aufnahmebohrung (14) eines Ventilblocks (15) fixiert ist, wobei die Aufnahmebohrung (14) stromaufwärts zum Ventileinlass (3) mittels eines hohlen Stopfens (16) verschlossen ist, in dessen Hohlraum eine Geräuschdämpfungsmembran (17) eingesetzt ist.
Ventilbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (7) aus einem nicht gehärteten Automatenstahl und der Schließkörper (2) aus einem Kunststoff hergestellt ist.