DE19710175A1

DE19710175A1 - Seat valve for slip-controlled electrohydraulic braking systems

Info

Publication number: DE19710175A1
Application number: DE1997110175
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Dr Feigel
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1997-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1998-09-17

Abstract

A seat valve, especially for slip-controlled electrohydraulic braking systems, consists of a valve pushrod, a first valve plate and a first throttle cross-section in this plate which can be varied by movement of the pushrod. The cross-section is formed by a first sealing body designed on the valve pushrod and by a sealing seat in the first valve plate. Through the movement of the valve pushrod (1), a variable second throttle cross- section (2) is formed which is made by a second sealing body (3) supporting itself on the valve pushrod and by a second sealing seat (4) on the second valve plate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sitzventil, insbesondere für schlupfgeregelte elektrohydraulische Bremsanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a seat valve, in particular for slip-controlled electro-hydraulic brake system after the Preamble of claim 1.

Aus der DE 43 32 820 A1 ist bereits ein derartiges Sitzven til bekannt geworden, das eine Schaltblendenfunktion auf weist, wozu innerhalb des Ventilgehäuses ein federbelasteter Ringkolben angeordnet ist, um in Abhängigkeit der beider seits der Stirnflächen am Ringkolben angreifenden hydrau lischen Druckkräfte den Druckmitteldurchlaß im Ventil redu zieren zu können. Zur Betätigung des Ringkolbens weist die ser entsprechend groß dimensionierte Wirkflächen auf, wo durch sich der Bauaufwand des funktionell in Reihe zum Ven tilschließkörpers angeordneten Ringkolbens unerwünscht ver größert. Durch die damit hervorgerufenen relativ großen Dichtquerschnitte muß der Magnetantrieb des Sitzventils ent sprechend aufwendig gestaltet werden.Such a seat is already known from DE 43 32 820 A1 til become known that a switching aperture function shows what a spring-loaded within the valve housing Annular piston is arranged to depend on both hydraulic engaging on the end faces of the ring piston pressure forces the pressure medium passage in the valve redu to be able to decorate. To actuate the ring piston, the accordingly large dimensioned effective areas on where through the construction effort of the functionally in series to the Ven tilschlusskörper arranged piston undesirable ver enlarged. Due to the relatively large Sealing cross sections must be in the solenoid actuator of the seat valve be designed to be elaborate.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung ein Sitzventil zu entwickeln, welches mit einfachen, funktionssicheren Mitteln sehr klein baut und universell einsetzbar ist.Therefore, it is the object of the invention to provide a seat valve develop, which with simple, reliable means is very small and can be used universally.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Sitzventil der angegebenen Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved for a seat valve Specified species with the characteristic features of Pa claim 1 solved.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und aus der Darstel lung mehrerer Ausführungsbeispiele hervor. Other features, advantages and possible uses of the Invention go from the subclaims and from the presentation development of several embodiments.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes, Fig. 1 shows a first embodiment of the subject invention,

Fig. 2 ein in wesentlichen Elementen des Erfindungsgegen standes nach Fig. 1 teilweise dargestelltes Sitzven til in der elektromagnetisch stromlos offenen Schaltposition, Fig. 2 shows an in essential elements of the subject 1 partially illustrated Sitzven article according to Fig. Til in the electromagnetically normally open switch position,

Fig. 3 das Sitzventil nach Fig. 2 in der elektromagnetisch betätigten Schließstellung, Fig. 3, the seat valve according to Fig. 2 in the solenoid-operated closed position,

Fig. 4 die Schaltstellung des Sitzventils nach Fig. 2 in einer Schaltblendenfunktion. Fig. 4 shows the switching position of the seat valve according to Fig. 2 in a switching aperture function.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer, nicht maßstäblicher Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel für eine zweck mäßige Gestaltung des erfindungsgemäß beanspruchten Sitzven tils. Das vorgeschlagene Sitzventil ist digital ansteuerbar und in seiner elektromagnetisch nicht erregten Grundstellung stromlos geöffnet. Ein derartiges Sitzventil eignet sich besonders für schlupfgeregelte elektrohydraulische Brems anlagen, das eine oder mehrere Radbremsen von einem Brems druckgeber hydraulisch trennen kann. Das Sitzventil besteht aus einem Ventilstößel 1, einer im Ventilgehäuse 9 befestig ten ersten Ventilplatte 6, einer gleichfalls im Ventilgehäu se 9 befestigten zweiten Ventilplatte 5, die von dem Ventil stößel 1 durchdrungen ist, einem durch die Bewegung des Ven tilstößels 1 veränderbaren ersten Drosselquerschnitt 2' in der ersten Ventilplatte 6, der durch einen am Ventilstößel 1 ausgebildeten ersten Dichtkörper 3' und durch einen ersten Dichtsitz 4' an der ersten Ventilplatte 6 gebildet ist. Die Erfindung sieht vor, daß durch die Bewegung des Ventilstö ßels 1 ein veränderbarer zweiter Drosselquerschnitt 2 ent steht, der zwischen einem am Ventilstößel 1 sich abstützen den zweiten Dichtkörper 3 und einem zweiten Dichtsitz 4 an der zweiten Ventilplatte 5 gelegen ist. Dementsprechend ist die zweite Ventilplatte 5 wirkungsmäßig als auch baulich parallel zur ersten Ventilplatte 6 angeordnet, wobei die Dichtsitze 4, 4' an den Ventilplatten 5, 6 bei Bedarf als Kegel-, Platten- oder Kugeldichtsitze ausgebildet sein kön nen. Die Abdichtung zwischen dem zweiten Dichtkörper 3 und dem Ventilstößel 1 kann zweckmäßigerweise mittels einer rein metallischen Spaltabdichtung erfolgen. Gemäß Fig. 1 wird die Spaltabdichtung mit Hilfe einer kalibrierten Hülse 8 dar gestellt, die am scheibenförmigen Dichtkörper 2 anliegt und auf dem Ventilstößel 1 geführt ist. Es ist jedoch bei Wunsch oder Bedarf möglich, die vorgeschlagene Spaltdichtung um eine Berührungsdichtung zu ersetzen bzw. zu ergänzen. Hierzu eignen sich besonders Elastomer- oder Teflondichtungen, die vorzugsweise mittels einer Feder auf dem Ventilstößel 1 po sitioniert sind. Der für die Schaltblendenfunktion vorge schlagene zweite Dichtkörper 3 am Ventilstößel 1 ist dement sprechend möglichst leckagefrei entlang dem Ventilstößel 1 zu führen. Erfindungsgemäß ist gleichzeitig vorgesehen, daß der als Schaltblendenkörper wirksame zweite Dichtkörper 3 im Bedarfsfall eine Rückschlagventilfunktion ausüben kann, so bald der im Bereich des ersten Dichtkörpers 3' anstehende Druck größer wird als der abbildungsgemäß oberhalb des zwei ten Drosselquerschnitts 2 anstehende hydraulische Druck, dem der Schließdruck einer Feder 10 überlagert ist. Ein weiteres Federelement 7 am Ventilstößel 1 sorgt dafür, daß der Ven tilstößel 1 bei unbestromtem elektromechanischen Antrieb eine von zwei definierten Ventilschaltstellungen einnimmt, wobei in jeder dieser Stößelschaltstellungen zumindest eine der beiden Drosselquerschnitte 2, 2' geöffnet ist. Als elek tromechanischer Antrieb ist im vorgeschlagenen Ausführungs beispiel eine Spulen-Magnetankeranordnung 11 vorgeschlagen, so daß der Ventilstößel 1 auf bekannte Weise über den an ihm angebrachten Magnetanker von der Ventilspule betätigt werden kann. Das Sitzventil ist als 2/2-Wegeventil konzipiert, wo bei abbildungsgemäß unterhalb der ersten Ventilplatte 6 ein Zulaufkanal 12 in das patronenförmige Ventilgehäuse 9 ein mündet und zwischen der ersten Ventilplatte 6 und der zwei ten Ventilplatte 5 die dazwischen befindliche Ventilkammer an einen radial aus dem Ventilgehäuse 9 führende Ablaufkanal 13 angeordnet ist. Ferner besteht über die zweite Ventil platte 5 eine Druckmittelverbindung zwischen dem Zulaufkanal 12 und dem Ablaufkanal 13, da im Bereich des Zulaufkanals 12 ein Bypasskanal 14 das Ventilgehäuse 9 bis zum zweiten Dichtkörper 3 durchdringt, der in seiner offenen Grundstel lung den zweiten Drosselquerschnitt 2 in der zweiten Ventil platte 5 in Richtung des Ablaufkanals 13 freigibt. Bei Ver wendung des abbildungsgemäßen Sitzventils für eine schlupf geregelte elektrohydraulische Bremsanlage schließt sich am Zulaufkanal 12 ein Bremsdruckgeber und am Ablaufkanal 13 eine Radbremse an. Damit erfolgt die Anströmung des Ventils von unten in den Zulaufkanal 12 entgegen dem Ventilstößel 1. Fig. 1 shows a schematic, not to scale, sectional view of an embodiment for an expedient design of the seat valve claimed according to the invention. The proposed poppet valve can be controlled digitally and opened when de-energized in its electromagnetically non-energized basic position. Such a seat valve is particularly suitable for slip-controlled electrohydraulic brake systems that can hydraulically separate one or more wheel brakes from a brake pressure sensor. The seat valve consists of a valve stem 1, a befestig th in the valve housing 9 first valve plate 6, a is penetrated 1 likewise in Ventilgehäu se 9 mounted the second valve plate 5, the tappet of the valve, a variable by the movement of Ven tilstößels 1 first throttle cross-section 2 'in the first valve plate 6 , which is formed by a first sealing body 3 ' formed on the valve tappet 1 'and by a first sealing seat 4 ' on the first valve plate 6 . The invention provides that by the movement of the valve tappet 1 a variable second throttle cross section 2 is ent, the second sealing body 3 and a second sealing seat 4 are located on the second valve plate 5 between a support on the valve tappet 1 . Accordingly, the second valve plate 5 is arranged functionally and structurally parallel to the first valve plate 6 , wherein the sealing seats 4 , 4 'on the valve plates 5 , 6 can be formed as a cone, plate or ball sealing seats if necessary. The seal between the second sealing body 3 and the valve tappet 1 can expediently take place by means of a purely metallic gap seal. Referring to FIG. 1, the gap seal with the aid of a calibrated sleeve 8 is provided, which bears against the disc-shaped sealing body 2 and is guided on the valve lifter 1. However, if desired or necessary, it is possible to replace or supplement the proposed gap seal with a contact seal. For this purpose, elastomer or teflon seals are particularly suitable, which are preferably positioned on the valve tappet 1 by means of a spring. The proposed for the switching orifice function second sealing body 3 on the valve stem 1 is accordingly speaking to lead as leak-free as possible along the valve stem 1 . At the same time, it is provided according to the invention that the second sealing body 3, which acts as a switching diaphragm body, can perform a check valve function if the pressure in the area of the first sealing body 3 'becomes greater than the hydraulic pressure present above the two throttle cross section 2 , which is the closing pressure a spring 10 is superimposed. Another spring element 7 on the valve tappet 1 ensures that the Ven tilstößel 1 assumes one of two defined valve switching positions when the electromechanical drive is deenergized, with at least one of the two throttle cross sections 2 , 2 'being open in each of these tappet switching positions. As an electromechanical drive, a coil magnet armature arrangement 11 is proposed in the proposed embodiment, so that the valve tappet 1 can be actuated in a known manner by the valve armature via the magnet armature attached to it. The poppet valve is designed as a 2/2-way valve, where an inlet channel 12 opens into the cartridge-shaped valve housing 9 below the first valve plate 6 , and between the first valve plate 6 and the second valve plate 5 the valve chamber located in between to a radially from the Valve housing 9 leading drain channel 13 is arranged. Furthermore, there is a pressure medium connection between the inlet channel 12 and the outlet channel 13 via the second valve plate 5 , since in the area of the inlet channel 12 a bypass channel 14 penetrates the valve housing 9 to the second sealing body 3 , which, in its open basic position, the second throttle cross-section 2 in the second valve plate 5 releases in the direction of the drain channel 13 . When using the seat valve shown in the illustration for a slip-controlled electrohydraulic brake system, a brake pressure sensor is connected to the inlet channel 12 and a wheel brake to the outlet channel 13 . The flow of the valve from below into the inlet channel 12 thus takes place against the valve tappet 1 .

Basierend auf dem in Fig. 1 konstruktiv erläuterten Sitzven til soll im nachfolgenden anhand den Fig. 2 bis 4 auf die Funktionsweise des mit einer Schaltblendenfunktion versehe nen Sitzventils eingegangen werden. Einleitend wird darauf hingewiesen, daß das in den Fig. 2 bis 4 abgebildete Sitz ventil konstruktiv in allen wesentlichen Einzelheiten mit dem aus Fig. 1 bekannten Sitzventil identisch ist. Hierbei soll als erwähnenswerter Unterschied lediglich auf das Weg lassen des in Fig. 1 dargestellten Hülsenkörpers bzw. der Hülse 8 hingewiesen werden, da diese zur Erläuterung der Funktion des Sitzventiles nicht zwingend erforderlich ist.Based on the constructively explained in Fig. 1 Sitzven valve will be discussed in the following with reference to FIGS . 2 to 4 on the operation of the seat valve provided with a switching aperture function NEN. Initially, it is pointed out that the seat valve shown in FIGS . 2 to 4 is structurally identical in all essential details with the seat valve known from FIG. 1. As a noteworthy difference, reference should only be made to the fact that the sleeve body or the sleeve 8 shown in FIG. 1 is omitted, since this is not absolutely necessary to explain the function of the seat valve.

Die Fig. 2 zeigt das Sitzventil in seiner elektromagnetisch nicht erregten, hydraulisch offengeschalteten Grundposition, in der der am Ventilstößel 1 angebrachte erste Dichtkörper 3' als auch der die Schaltblendenfunktion wahrnehmende zwei te Dichtkörper 3 von der zweiten Ventilplatte 5 entfernt ist, womit eine Druckmittelverbindung zwischen dem Zulauf kanal 12 und dem Ablaufkanal 13 sowohl über den ersten Dros selquerschnitt 2' als auch über den zweiten, ringförmigen Drosselquerschnitt 2 besteht. Die abbildungsgemäße Grund stellung wird bei dem vorgeschlagenen Sitzventil durch das eingangs erwähnte Federelement 7 gewährleistet, so daß die abbildungsgemäße Darstellung bei Anwendung auf ein Brems system der Normalbremsstellung entspricht. Die Radbremsen würden dementsprechend durch zwei geöffnete Drosselquer schnitte widerstandsarm gefüllt. Vorteilhafterweise kompen sieren sich zum Teil die schließend wirkenden Strömungskräf te durch die entgegengesetzte Einströmrichtungen des Druck mittels beiderseits der Ventilplatten 5, 6. Fig. 2 shows the seat valve in its electromagnetically non-energized, hydraulically open basic position, in which the first sealing body 3 'attached to the valve tappet 1 and the second sealing body 3 performing the switching orifice function are removed from the second valve plate 5 , whereby a pressure medium connection between the inlet channel 12 and the outlet channel 13 both over the first Dros cross section 2 'and over the second annular throttle cross section 2 . The basic position shown in the proposed poppet valve is ensured by the spring element 7 mentioned at the outset, so that the illustration shown corresponds to the normal braking position when applied to a braking system. The wheel brakes would be filled with low resistance by two open throttle cross sections. Advantageously, the closing flow forces are partially compensated for by the opposite inflow directions of the pressure by means of the valve plates 5 , 6 on both sides.

Die Fig. 3 zeigt die elektromagnetisch betätigte Schließ stellung des Ventilstößels 1, in der sowohl der erste Dicht körper 3' an der ersten Ventilplatte 6 als auch der zweite Dichtkörper 3 an der zweiten Ventilplatte 5 druckmitteldicht anliegen. In Bezugnahme auf den Anwendungsfall in einer rad schlupfgeregelten Bremsanlage entspricht diese Schaltstel lung der Bremsdruckregelung, die durch Druckhalten oder Druckabbau in den Radbremsen gekennzeichnet ist. Vorteilhaf terweise ist hierbei nur die Ventilkraft aufzubringen, die notwendig ist, um den ersten Drosselquerschnitt 2' geschlos sen zu halten. Diese elektromagnetisch erzeugte Ventilkraft ist infolge der Miniaturisierung des Ventils relativ klein und somit leicht zu realisieren. Der zweite Dichtkörper 3 wird durch die beiderseits an ihm anstehende Druckdifferenz selbstverstärkend geschlossen. Ein absenken des hydrauli schen Drucks im Zulaufkanal 12 führt gleichzeitig über den parallel dazu verlaufenden Bypasskanal 14 zum Abheben des zweiten Dichtkörpers 3 von der zweiten Ventilplatte 5, so daß der zweite Dichtkörper 3 bei Bedarf und damit zum Zwecke eines hydraulisch gesteuerten Druckabbaus im Ablaufkanal 13 bzw. in der Radbremse eine Rückschlagventilfunktion über nimmt. Fig. 3 shows the electromagnetically actuated closed position of the valve lifter 1 , in which both the first sealing body 3 'on the first valve plate 6 and the second sealing body 3 on the second valve plate 5 are pressure-tight. In relation to the application in a wheel slip-controlled brake system, this switching position corresponds to the brake pressure control, which is characterized by pressure maintenance or pressure reduction in the wheel brakes. Advantageously, only the valve force that is necessary to keep the first throttle cross section 2 'closed is to be applied here. This electromagnetically generated valve force is relatively small due to the miniaturization of the valve and is therefore easy to implement. The second sealing body 3 is closed in a self-reinforcing manner by the pressure difference applied to it on both sides. A lowering of the hydraulic pressure in the inlet channel 12 simultaneously leads via the parallel bypass channel 14 to the lifting of the second sealing body 3 from the second valve plate 5 , so that the second sealing body 3 when necessary and therefore for the purpose of hydraulically controlled pressure reduction in the outlet channel 13 or . takes over a check valve function in the wheel brake.

Die Fig. 4 zeigt den Ventilstößel 1 in einer den ersten Drosselquerschnitt 2' in der ersten Ventilplatte 6 freige benden, elektromagnetisch erregten Ventilöffnungsstellung, während der zweite Drosselquerschnitt 2 in der zweite Ven tilplatte 5 vom zweiten Dichtkörper 3 hydraulisch selbstver stärkend, zur Ausführung der Schaltblendenfunktion ver schlossen bleibt. Damit ergibt sich im Ablaufkanal 13 und damit in der angeschlossenen Radbremse ein entsprechend kleiner Druckaufbaugradient. Fig. 4 shows the valve lifter 1 in a the first throttle cross section 2 'in the first valve plate 6 free, electromagnetically excited valve opening position, while the second throttle cross section 2 in the second valve plate 5 from the second sealing body 3 hydraulically self-reinforcing, for executing the switching aperture function remains closed. This results in a correspondingly small pressure build-up gradient in the discharge channel 13 and thus in the connected wheel brake.

Reference list

11

Ventilstößel
Valve lifter

22nd

Zweiter Drosselquerschnitt
Second throttle cross section

22nd

' Erster Drosselquerschnitt
'' First throttle cross section

33rd

Zweiter Dichtkörper
Second sealing body

33rd

' Erster Dichtkörper
'' First sealing body

44th

Zweiter Dichtsitz
Second sealing seat

44th

' Erster Dichtsitz
'First sealing seat

55

Zweite Ventilplatte
Second valve plate

66

Erste Ventilplatte
First valve plate

77

Federelement
Spring element

88th

Hülse
Sleeve

99

Ventilgehäuse
Valve body

1010th

Feder
feather

1111

Magnetanker-Spulenanordnung
Magnet armature coil arrangement

1212th

Zulaufkanal
Inlet channel

1313

Ablaufkanal
Drain channel

Claims

1. Seat valve, in particular for slip-controlled electro-hydraulic brake systems, consisting of a valve tappet, a first valve plate, a variable by the movement of the valve tappet first throttle cross section in the first valve plate, which is formed by a first sealing body formed on the valve tappet and by a sealing seat in the first valve plate is formed, characterized in that a variable second throttle cross-section ( 2 ) is formed by the movement of the valve tappet ( 1 ), which is supported by a valve tappet ( 1 ) supported on the second sealing body ( 3 ) and by a second Sealing seat ( 4 ) on a second Ven tilplatte ( 5 ) is formed.

2. Seat valve according to claim 1, characterized in that the second valve plate ( 5 ) is penetrated by the valve tappet ( 1 ).

3. Seat valve according to claim 1 or 2, characterized in that the second valve plate ( 5 ) is also structurally arranged in parallel to the first valve plate ( 6 ).

4. Seat valve according to claim 1, characterized in that a gap seal between the second sealing body ( 3 ) and the valve tappet ( 1 ) is provided.

5. Seat valve according to claim 1, characterized in that an electromechanical drive for actuating the Ven tilstößels ( 1 ) is provided.

6. Seat valve according to claim 1, characterized in that at least one spring element ( 7 ) on the valve tappet ( 1 ) is seen in front, which causes the valve tappet ( 1 ) to assume one of two defined valve switching positions when the electromechanical drive is deenergized, and that in each this valve switching positions at least one of the two throttle cross-sections ( 2 , 2 ') is open.

7. Seat valve according to claim 1, characterized in that the valve tappet ( 1 ) digitally controlled by means of an electromechanical African drive, is open in the normal position when de-energized.

8. Seat valve according to claim 1, characterized in that the sealing seats ( 4 , 4 ') are designed as conical, plate or ball sealing seats.

9. Seat valve according to claim 4, characterized in that the gap seal is made with the aid of a calibrated sleeve ( 8 ).

10. Seat valve according to claim 4, characterized in that the gap seal replaced by a contact seal or is supplemented.

11. Seat valve according to claim 10, characterized in that the contact seal as an elastomer / teflon seal is formed, which is preferably ge by a spring hold is.

12. Seat valve according to claim 1, characterized in that the second sealing body ( 3 ) has a check valve function.