DE10209369A1

DE10209369A1 - Druckbegrenzungsventil

Info

Publication number: DE10209369A1
Application number: DE2002109369
Authority: DE
Inventors: Hermann Blaser
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2002-03-02
Filing date: 2002-03-02
Publication date: 2003-06-18

Abstract

Es wird ein Druckbegrenzungsventil mit geschlossenem Federraum vorgesehen, bei dem das sphärische Schließglied gegen eine gehäuseseitige Dichtfläche federbelastet ist und der Federraum über das Schließglied durch eine drosselnde Führung des Schließgliedes im Gehäuse in Richtung auf die Sitzfläche des Schließgliedes abgeschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Druckbegrenzungsventile der vorgenannten Art, wie sie in der Praxis vielfach bekannt sind, zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau aus, neigen aber zu Eigenschwingungen, die sich als höherfrequente Geräusche, auch als Schnarr- und Flattergeräusche bemerkbar machen, und sind nicht in der Lage, im das Druckbegrenzungsventil enthaltenden System auftretende Schwingungen wegzudämpfen. Sie sind daher auch nur bedingt geeignet, in hydraulischen Hinterachslenksystemen von außen auf das Fahrzeug wirkende Störkräfte wie Seitenwind, Spurrillen oder dergleichen in ihrer Wirkung auf die Radstellung der gelenkten Hinterachse bzw. den Lenkzylinder zu mindern bzw. zu unterdrücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in ein Druckbegrenzungsventil der eingangs genannten Art eine Dämpfungsfunktion zu integrieren.

Erreicht wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1, demzufolge der Federraum eines derartigen Druckbegrenzungsventiles als Dämpferraum über das gleitend dichtend gehäuseseitig geführte Schließglied gedrosselt gegen einen Übergangsraum abgegrenzt ist, der bei von der Sitzfläche für das Schließglied abgehobenem Schließglied zwischen dem axialen Anströmquerschnitt und einem radialen, gehäuseseitigen Abströmquerschnitt vom Schließglied gegen den Federraum abgegrenzt ist. Die gehäuseseitige, gleitend dichtende Führung des Schließgliedes hat zur Folge, dass bei mit Hydraulikmedium gefülltem Federraum das in diesem eingesperrte Hydraulikmedium beim Abheben des Schließgliedes von der Sitzfläche komprimiert und nur stark gedrosselt vom Federraum über das Schließglied auf den Übergangsraum übertreten kann, so dass sich, in Abhängigkeit von der Bemessung des Führungsspaltes, eine sehr hohe Dämpfung in Verbindung mit einer trägen Reaktion des Druckbegrenzungsventiles erreichen lässt.

Bevorzugt ist der Federraum rückseitig zum Schließglied geschlossen ausgebildet, wobei der Abschluss durch eine Einstellschraube erfolgen kann, gegen die sich die Federanordnung abstützt, so dass durch Verstellen der Einstellschraube in einfacher Weise das Druckbegrenzungsventil auch auf verschiedene Druckstufen eingestellt werden kann, womit sich die Teilevielfalt reduzieren lässt und auch zusätzliche Einflussmöglichkeiten für den Servicebetrieb eröffnet werden. Insbesondere macht eine solche Ausgestaltung gegenüberliegend zum axialen Anströmquerschnitt bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil die Rückführung des abströmenden Mediums auf einen zentralen Auslassraum möglich, so dass sich das Druckbegrenzungsventil in einfacher Weise in ein Außengehäuse integrieren lässt, bei Nutzung eines Ringraumes zwischen Außengehäuse und Gehäuse des Druckbegrenzungsventiles als Ablaufstrecke, die im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls ebenfalls eine Drosselstrecke bilden kann, so dass bei geöffnetem Schließglied durch eine nachfolgende Drosselstrecke Drucksprünge vermieden werden, die schlagartige Bewegungen des Schließgliedes begünstigen würden.

In Verbindung mit der Abgrenzung des Federraumes gegen den Auslassraum, beispielsweise über eine Einstellschraube, kann es auch zweckmäßig sein, den Federraum mit dem Auslassraum über eine Drosselbohrung oder dergleichen zu verbinden, gegebenenfalls mit einer integrierten Rückschlagfunktion, um die Füllung des Federraumes mit Druckmedium zu gewährleisten und/oder den Druckverlauf, und damit auch die Härte der Abstützung des Schließgliedes gegebenenfalls zu beeinflussen.

Das sphärische Schließglied ist bevorzugt als Kugel oder Kugelsegment ausgebildet, wobei die Ausbildung als Kugelsegment die Möglichkeit bietet, auch kugelseitig eine der Sitzfläche zugeordnete Ringzone festzulegen, so dass eine wechselseitige Anpassung stattfinden kann.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird die Erfindung nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert, das im Schnitt vereinfacht ein Druckbegrenzungsventil in erfindungsgemäßer Ausgestaltung zeigt.
Das Druckbegrenzungsventil 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das als sphärisches Schließglied 3 eine Ventilkugel und als Federanordnung 4 eine Schraubenfeder aufnimmt, über die das Schließglied 3 gegen eine gehäuseseitige Sitzfläche 5 belastet ist, welche einen Anströmquerschnitt 6 umschließt. Der Anströmquerschnitt 6 liegt im Übergang auf den Abströmquerschnitt, der durch die Summe der Flächen radialer Austrittsöffnungen 8 gebildet ist, die das Gehäuse 2 durchsetzen und auf eine Ablaufstrecke ausmünden, welche durch einen Ringspalt 9 gebildet ist, der gegenüber dem Gehäuse 2 durch ein umschließendes Außengehäuse 10 abgegrenzt ist, das eine Zulauföffnung 11 und eine Ablauföffnung 12 aufweist, die einander in Durchströmungsrichtung axial gegenüberliegen. Im Außengehäuse 10 ist das Gehäuse 2 axial verspannt, und zwar mit seinem sitzseitigen Ende gegen eine Schulter 13 des Außengehäuses 10, die benachbart zur Zulauföffnung 11 liegt, wobei die Verspannung gegen die Schulter 13 über eine Spannverschraubung 14 erfolgt, die durch eine Ringmutter mit unrundem Innenquerschnitt als Ablauföffnung 12 ausgebildet ist. Bevorzugt weist die Ringmutter Sechskantinnenquerschnitt auf, um mit üblichen Montagehilfen arbeiten zu können. Die die Federanordnung 4 bildende Schraubenfeder ist gegenüberliegend zum Schließglied 3 gegen eine in das Gehäuse 2 eingeschraubte Einstellschraube 15 abgestützt, die bedarfsweise, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, eine Drosselbohrung 16 aufweist, über die der die Federanordnung aufnehmende, bevorzugt geschlossene Federraum 17 mit der Ablauföffnung 12 in Verbindung steht. Die Verbindung der Ablaufstrecke 9 zur Ablauföffnung 12 wird über Radialbohrungen 18 im Gehäuse 2 hergestellt, die axial zwischen der Spannverschraubung 14 und der Einstellschraube 15 liegen, wobei über die Ringmutter der Spannverschraubung 14 die Ablaufstrecke 9 ablaufseitig begrenzt ist.
Der Federraum 17 ist, sofern keine Drosselbohrung 16 vorgesehen ist, geschlossen ausgebildet, wobei das sphärische, im Ausführungsbeispiels als Kugel ausgebildete Schließglied 3 den zulaufseitigen Abschluss bildet, der durch die gleitend dichtende Passungsführung des Gehäuses 2 für das Schließglied 3 bei geöffnetem Schließglied 3 mit dem Übergangsraum zwischen Anströmquerschnitt 6 und Abströmquerschnitt in Verbindung steht.
Ausgehend davon, dass sich für den Federraum 17 durch Leckagen oder in sonstiger Weise eine Befüllung mit Arbeitsmedium ergibt bzw. eine solche gegeben ist, bedingt eine Verlagerung des Schließgliedes 3 in Öffnungsrichtung eine Kompression des im Federraum 17 eingeschlossenen Arbeitsmediums mit der Folge, dass dieses über den durch die enge Führung zwischen Schließglied 3 und Gehäuse 2 gebildeten Drosselspalt auf den Übergangsraum verdrängt wird, wobei die Größe des Drosselquerschnittes den damit verbundenen Dämpfungseffekt für das mechanische System von Schließglied 3 und Federanordnung 4 bestimmt. Zusätzlich kann auch die Ablaufstrecke 9 noch eine Drosselstrecke bilden, so dass ein schlagartiger Druckabfall beim Öffnen des Schließgliedes 3 vermieden und ein zusätzlicher Dämpfungseffekt erreicht wird.
Für die angestrebte, drosselnde Führung des Schließgliedes 3 erweist es sich als zweckmäßig, wenn die das Schließglied 3 aufnehmende Bohrung 19 des Gehäuses zumindest im Führungsbereich für das Schließglied in Abstimmung auf dessen Durchmesser eng toleriert ist, so beispielsweise mit einer H- Bohrungspassung ausgeführt ist.
Die Erfindung erlaubt in einfacher Weise die Ausbildung des Gehäuses 2 auch als Buchse, die sitzseitig gegen einen Einlagering abgestützt ist, der im Übergang zum Außengehäuse liegt und dem die Sitzfläche zugeordnet ist. Eine weitere erfindungsgemäße Möglichkeit besteht darin, das Gehäuse 2 als durchlaufende Buchse auszubilden, die sich, in Analogie zum Ausführungsbeispiel, gegen die Schulter des Außengehäuses abstützt, wobei die Schulter des Außengehäuses über den Innenumfang der Buchse vorstehend auch die Sitzfläche bilden kann.
Das erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventil ist mit Vorteil insbesondere in Lenksysteme von Fahrzeugen, vor allem Hinterachslenksysteme von Nutzfahrzeugen zu integrieren, um Störkrafteinflüsse zu unterdrücken.

Claims

1. Druckbegrenzungsventil mit einem Gehäuse, mit einer einen axialen, gehäuseseitigen Anströmquerschnitt umschließenden Sitzfläche für ein sphärisches Schließglied, mit einer das Schließglied gegen die Sitzfläche belastenden und gegenüberliegend zur Sitzfläche in einem Federraum angeordneten, rückseitig gegen das Gehäuse abgestützten Federanordnung und mit einem zwischen dem Anströmquerschnitt und einem radialen, gehäuseseitigen Abströmquerschnitt liegenden Übergangsraum, dadurch gekennzeichnet, dass der Federraum (17) als Dämpferraum über das gleitend dichtend gehäuseseitig geführte Schließglied (3) gedrosselt gegen den Übergangsraum abgegrenzt ist.

2. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federraum (17) rückseitig zum Schließglied (3) geschlossen ausgebildet ist.

3. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (4) gehäuseseitig gegen eine Einstellschraube (15) abgestützt ist.

4. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschraube (15) den rückseitigen Abschluss des Federraumes (17) bildet.

5. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellschraube (15) eine Drosselbohrung (16) aufweist.

6. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (3) als Kugel ausgebildet ist.

7. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließglied (3) als Kugelsegment ausgebildet ist.

8. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gehäuseseitige Abströmquerschnitt im Übergang auf eine Ablaufstrecke (9) liegt.

9. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufstrecke (9) durch eine zwischen Gehäuse (2) und dieses umschließendem Außengehäuse (10) liegt.

10. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufstrecke (9) durch einen Ringspalt zwischen Gehäuse (2) und Außengehäuse (10) gebildet ist.

11. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufstrecke (9) jenseits des rückseitigen Abschlusses (Einstellschraube 15) des Federraumes (17) in einen vom Gehäuse (2) umschlossenen Auslassraum ausmündet.

12. Druckbegrenzungsventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablassstrecke (9) als Drosselstrecke ausgebildet ist.

13. Druckbegrenzungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) im Außengehäuse (10) axial eingespannt ist.

14. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) anströmseitig dichtend gegen das Außengehäuse (10) abgestützt ist.

15. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) abströmseitig über eine Spannverschraubung (14) abgestützt ist.

16. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannverschraubung (14) als Ringmutter mit durch einen Unrundquerschnitt gebildeter Ablauföffnung (12) ausgebildet ist.

17. Druckbegrenzungsventil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Unrundquerschnitt als Innensechskantquerschnitt ausgebildet ist.