DE19711442A1 - Einlaßventil mit integrierter Blende - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisch digital schalt­ bares Einlaßventil mit integrierter differenzdruckgeregelter Blende für eine hydraulische Bremsanlage mit Schlupfrege­ lung.

Derartige Einlaßventile sind aus den Offenlegungsschriften DE 43 19 227 A1 und DE 43 32 819 A1 bekannt. Sie dienen zu­ sammen mit ebenso gesteuerten Auslaßventilen bei hydrauli­ schen Bremsanlagen zur individuellen elektronischen Regelung des Bremsdrucks an den einzelnen Rädern eines Fahrzeugs, wobei der Bremsdruck intermittierend erniedrigt wird, wenn mittels eines Sensors festgestellt wird, daß die Drehzahl eines Rades im Vergleich zu den anderen gebremsten Rädern wesentlich niedriger oder gar Null ist.

Bei solchen Einrichtungen, die vielfach mit der Abkürzung ABS (= Antiblockiersystem) bezeichnet werden, kommt es dar­ auf an, daß der Druckaufbau am Bremszylinder bei einer ab­ rupten Betätigung des Bremspedals (Panikbremsung) nicht zu rasch erfolgt. Zu diesem Zweck hat man dem Einlaßventil eine Blende nachgeschaltet, die von der Druckdifferenz vor und hinter dem Einlaßventil geregelt wird und durch Reduzierung des Strömungsquerschnitts dafür sorgt, daß der Gradient des Druckanstiegs an der Ausgangsseite des Einlaßventils ein vorgegebenes Maß nicht übersteigt. Dazu kann der Strömungs­ querschnitt von der Blende bis auf einen konstruktiv fest­ legbaren Restquerschnitt geschlossen werden.

Bei den bekannten Einlaßventilen sind die Blenden konstruk­ tiv integriert und funktionell in Strömungsrichtung hinter dem Ventilsitz angeordnet. Das führt zu einem vergleichs­ weise komplizierten Ventilaufbau mit konstruktiven und fer­ tigungstechnischen Problemen, die nur mit erheblichem Ko­ stenaufwand zu überwinden sind. Als besonders nachteilig wird angesehen, daß die Integration der Blende praktisch alle Teile des Einlaßventils berührt, so daß auch die an sich nicht betroffenen Teile gegenüber den gleichen Teilen für Einlaßventile ohne Blende abgewandelt werden müssen, was einer wünschenswerten Standardisierung der Bauteile mit ko­ stensenkendem Großserieneffekt entgegensteht.

Es besteht somit die Aufgabe, das gattungsmäßige Einlaßven­ til so weiterzubilden, daß es unter weitgehender Verwendung von Bauteilen für Einlaßventile ohne Blende möglichst ko­ stengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Blende in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß der übliche Ventilaufbau, ins­ besondere im elektromagnetischen Teil, beibehalten werden kann und daß lediglich der den Ventilsitz umfassende Bauteil sowie dessen Einbauumgebung modifiziert werden muß. Beson­ ders vorteilhaft ist es, daß dabei die Blende zusammen mit einer den Ventilsitz aufweisenden Ventilplatte als vormon­ tierbare Baueinheit ausgebildet werden kann, die einfach in eine angepaßte Bohrung im Ventilgehäuse einsetzbar und darin zu befestigen ist.

Bei der hinter dem Ventilsitz angeordneten integrierten Blende muß im Vergleich zum blendenlosen Ventil zwangsläufig ein größerer Einbauquerschnitt gewählt werden, weil die Blende dabei den Auslaßquerschnitt eines üblicherweise vom zentralen Ventilsitz aus gesehen radial nach außen wegfüh­ renden Kanals beeinflussen muß. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung hingegen ist der zu beeinflussende Querschnitt axial vor dem Ventilsitz angeordnet, so daß der Einbauquer­ schnitt des Ventils für die integrierte Blende nicht ver­ größert werden muß.

Damit wurde ein Einlaßventil geschaffen, das wesentlich ko­ stengünstiger herstellbar ist und weniger Einbauquerschnitt erfordert als die bekannten Ausführungsformen des gattungs­ mäßigen Ventils.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.

Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein schematisch darge­ stelltes erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine erste Alternative zu der Baueinheit gemäß Fig. 1,

Fig. 3 und 4 Längsschnitte durch zwei weitere Alternati­ ven zu der Baueinheit gemäß Fig. 1.

Das in Fig. 1 schematisch dargestellte Einlaßventil umfaßt ein unteres Ventilgehäuse 5 mit Einlaßkanal 20 und Auslaß­ kanal 21. Diese Kanäle sind mit einer gestuften Bohrung 4 verbunden, in die eine den Ventilsitz 2 und einen Ansatz 10 mit zentraler Durchgangsbohrung 11 aufweisende Ventilplatte 3 eingesetzt ist. Mit dem Ventilsitz 2 arbeitet ein Ventil­ stößel 14 zusammen, der mit einem Anker 23 verbunden ist und gegen die Rückstellkraft einer Feder 25 durch einen im obe­ ren Teil des Ventilgehäuses 5' angeordneten Elektromagneten 22 nach unten bewegt werden kann, bis der Ausgangsquer­ schnitt der zentralen Bohrung 11 geschlossen ist. Das Ein­ laßventil ist als spannungslos offenes Ventil ausgelegt, d. h. es ist offen und ermöglicht den Durchfluß des hydrau­ lischen Bremsmittels vom Einlaßkanal 20 zum Auslaßkanal 21. Mit 18 und 19 sind in Strömungsrichtung gesehen vor und hin­ ter dem Ventilsitz 2 angeordnete Filter bezeichnet, die da­ für sorgen, daß keine Verunreinigung in den zentralen Be­ reich des Einlaßventils eindringen und Funktionsstörungen hervorrufen können. Der integrierte Blendenkörper 6 weist ein kugelförmiges Schließteil 16 auf und wird mittels der an der Unterseite der Ventilplatte 3 abgestützten Rückstell­ feder 7 in der dargestellten unteren Position gehalten. Der Blendenkörper ist zweiteilig ausgeführt, wobei der obere Teil aus einer endseitig nach innen bzw. außen abgewinkelten Buchse besteht. Mit der nach innen gerichteten Abwinkelung wird oben in einen im Ansatz 10 eingearbeiteten Rezeß einge­ griffen, der den Bewegungsspielraum des Blendenkörpers 6 nach unten begrenzt. Der nach außen abgewinkelte Teil dient als Widerlager für die Rückstellfeder 7. Der untere Blenden­ teil besteht aus einem Zylinder mit vertikalen Durchlässen für die Hydraulikflüssigkeit sowie mit einem an seinem unte­ ren Ende nach außen abstehenden Flansch. Unterer und oberer Blendenteil sind miteinander verbunden. Zwischen dem Flansch des unteren Blendenteils und dem nach außen abgewinkelten unteren Bereich des oberen Blendenteils ist eine Dichtung 9 angeordnet, die die Blende 1 gegen das Ventilgehäuse 5 ab­ dichtet. Auf der anderen Seite ist im Ansatz 10 eine umlau­ fende Ausnehmung 15 eingearbeitet, in die eine Dichtung 8 eingesetzt ist, die die Blende gegen den Ansatz 10 der Ven­ tilplatte 3 abdichtet.

Der Schließteil 16 der Blende 1 ist auf den Einlaßquer­ schnitt 12 der zentralen Bohrung 11 abgestimmt und kann die­ sen bis auf einen konstruktiv vorgegebenen Restquerschnitt verschließen, wenn der auf die Blende wirkende Differenz­ druck die Kraft der Rückstellfeder 7 überwindet. Der Rest­ querschnitt kann - wie angedeutet - durch eine Einkerbung in der Einlaßöffnung 12 realisiert werden. Zur Beaufschlagung der Oberseite der Blende 1 mit dem im Ausgangskanal 21 herr­ schenden Druck ist an der Ventilplatte 3 ein Durchlaß 17 ausgebildet. In Abhängigkeit von der Differenz der Drücke im Einlaßkanal 20 und im Auslaßkanal 21 kann die Blende 1 ste­ tig nach oben verschoben werden, wodurch der Einlaßquer­ schnitt 12 durch den Schließteil 16 der Blende verkleinert wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Gradienten des Druckanstiegs im Auslaßkanal 21 zu begrenzen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann die aus der Ventilplatte 3 und der Blende 1 bestehende Baueinheit ohne weiteres in die Bohrung 4 des Ventilgehäuses eingesetzt werden, wobei die Abstufung in der Bohrung die axiale Position festlegt. Über die mit dem Ventilgehäuse 5 fest verbundene Stößelführung 26 wird die Ventilplatte 3 im Ventilgehäuse 5 festgelegt.

In den Fig. 2 bis 4 sind alternative Ausführungsformen der im wesentlichen aus Ventilplatte 3 und Blendenkörper 6 be­ stehenden Baueinheit dargestellt. Mit Bezugsziffern versehen sind und beschrieben werden nur die Teile, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 unterscheiden. Auf die Angabe eines Durchlasses 17 bzw. einer Einkerbung im Einlaßquer­ schnitt 12 der zentralen Bohrung 11 wurde verzichtet.

In Fig. 2 ist wieder ein zweiteiliger Blendenkörper 6 mit kugelförmigem Schließteil 16 dargestellt. Der äußere Blen­ denteil besteht wiederum aus einer Buchse, die oben nach innen abgewinkelt ist und unten eine im Querschnitt U-förmi­ ge, radial offene Nut aufweist, in die die zwischen Ventil­ gehäuse und Blende wirksame Feder 9 eingelegt ist. Der inne­ re Blendenteil weist Durchgänge für die Hydraulikflüssigkeit auf, wird über einen unten nach außen vorstehenden Flansch von der Rückstellfeder 7 gegen den äußeren Blendenteil an­ gedrückt und hält den kugelförmigen Schließteil 16. Der äu­ ßere Blendenteil greift mit seiner oberen nach innen gerich­ teten Abwinkelung in einen Rezeß des Ansatzes 10 ein, der den Bewegungsspielraum der Blende nach unten begrenzt. Der Ansatz 10 weist ferner eine umlaufende Ausnehmung auf, in die die zwischen Blende und Ansatz 10 wirksame Dichtung ein­ gesetzt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist an der Ventilplatte 3 ein zylindrischer Ansatz 10 mit zentraler Bohrung und au­ ßen umlaufender Ausnehmung vorgesehen, in die die zwischen Blende und Ventilplatte wirksame Dichtung 8 eingelegt ist. Unterhalb des Ansatzes 10 ist eine Ringscheibe 27 dar­ gestellt, die mit dem Ansatz 10 fest verbunden ist. Sie dient als Begrenzung des Bewegungsspielraums der Blende nach unten. Der äußere Blendenkörper ist hier wiederum als Buchse ausgeführt, die oben eine im Querschnitt U-förmige, radial offene Nute aufweist, in die die zwischen Ventilgehäuse und Blende wirksame Dichtung 9 eingelegt ist. Der innere Blen­ denkörper ist über eine Scheibe im äußeren Blendenkörper abgestützt, wobei die Rückstellfeder 7 zwischen der Ring­ scheibe 27 und der Scheibe des inneren Blendenkörpers einge­ spannt ist. Der innere Blendenteil weist ein mit der Einlaß­ öffnung der zentralen Bohrung in der Ventilplatte 3 korre­ spondierendes kegelförmiges Schließteil 16 auf.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind der Ansatz 10 und der innere Blendenteil im wesentlichen genauso ausgeführt wie in Fig. 3. Auch die im Ansatz 10 außen umlaufende Aus­ nehmung für die Dichtung 8 ist unverändert geblieben. Der äußere Blendenteil besteht wiederum aus einer Buchse, die hier jedoch oben und unten endseitig nach außen abgewinkelt ist. Unterhalb des Ansatzes 10 ist wiederum eine mit dem Ansatz 10 verbundene Ringscheibe 27 vorgesehen. Die Rück­ stellfeder ist zwischen dieser Ringscheibe 27 und der unte­ ren Abwinkelung des äußeren Blendenteils eingespannt. Un­ terhalb der oberen Abwinkelung des äußeren Blendenteils ist die zwischen Blende und Ventilgehäuse wirksame Feder 9 an­ geordnet. Der äußere Blendenteil ist über den größten Teil seiner Länge, d. h. bis knapp oberhalb der Ringscheibe 27, mit axialen Ausnehmungen versehen, d. h. nach unten lediglich durch eine Mehrzahl von schmalen stegartigen Wandungsteilen des buchsenförmigen Ausgangskörpers fortgesetzt. Die Ring­ scheibe 27 weist dazu korrespondierende Ausnehmungen auf, so daß die Stege quasi durch die Ringscheibe 27 hindurchgeführt werden können. Die Ringscheibe 27 bildet wiederum die untere Begrenzung für den Bewegungsspielraum der Blende, wobei in diesem Fall der mit dem Schließteil 16 zusammenwirkende Ein­ gangsquerschnitt der zentralen Bohrung im Ansatz 10 der Ven­ tilplatte 3 in der Ringscheibe 27 ausgebildet ist.

Die Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiele beschränkt, sie umfaßt vielmehr weitere kon­ struktive Realisierungsmöglichkeiten, wobei stets maßgebend ist, daß die Blende in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz angeordnet ist und daß die den Ventilsitz umfassende Ventil­ platte zusammen mit der Blende eine vormontierbare in das Ventilgehäuse leicht einsetzbare Baueinheit bildet.

Claims (10)

1. Elektromagnetisch digital schaltbares Einlaßventil mit integrierter, differenzdruckgeregelter Blende für eine hydraulische Bremsanlage mit Schlupfregelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (1) in Strömungsrichtung vor dem Ventilsitz (2) angeordnet ist.

2. Einlaßventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (1) und eine den Ventilsitz (2) aufwei­ sende Ventilplatte (3) eine vormontierbare Baueinheit bilden und gemeinsam in eine Bohrung (4) eines Ventil­ gehäuses (5) einsetzbar sind.

3. Einlaßventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit die Ventilplatte (3), einen Blenden­ körper (6), eine Rückstellfeder (7) sowie je eine zwi­ schen Ventilplatte (3) und Blendenkörper (6) bzw. zwi­ schen Blendenkörper (6) und Ventilgehäuse (5) wirksame Dichtung (8, 9) aufweist.

4. Einlaßventil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Blendenkörper (6) in der Bohrung (4) des Ventilgehäuses (5) axial verschieblich geführt ist.

5. Einlaßventil nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rückstellfeder (7) als eine zwi­ schen Ventilplatte (3) und Blendenkörper (6) einge­ spannte Schraubenfeder ausgebildet ist.

6. Einlaßventil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilplatte (3) einlaßseitig einen zylindrischen Ansatz (10) mit axialer Bohrung (11) aufweist, deren Einlaßquerschnitt (12) vom Blen­ denkörper (6) geregelt wird und deren Auslaßquerschnitt (13) von einem elektromagnetisch digital gesteuerten Ventilstößel (14) freigegeben bzw. gesperrt wird.

7. Einlaßventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (10) außen eine umlaufende Ausnehmung (15) für die Aufnahme der zwischen Ventilplatte (3) und Blendenkörper (6) wirksamen Dichtung (8) aufweist.

8. Einlaßventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Blendenkörper (6) einen kugel- oder kegelförmigen Schließteil (16) aufweist, mit dem der Einlaßquerschnitt (12) der Bohrung (11) bis auf einen definierten Restquerschnitt verschließbar ist.

9. Einlaßventil nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ventilplatte (3) unter Ausbildung eines Durchlasses (17) zur Beaufschlagung des Blenden­ körpers (6) mit dem auslaßseitigen Druck im Ventilge­ häuse (5) befestigt ist.

10. Einlaßventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Blendenkörper (6) einen mit dem auslaßseitigen Druck beaufschlagbaren Teil und einen mit dem einlaß­ seitigen Druck beaufschlagbaren Teil aufweist und daß die zwischen Blendenkörper (6) und Ventilgehäuse (5) wirksame Dichtung (9) zwischen diesen Teilen angeordnet ist.