DE19830078A1

DE19830078A1 - Rückschlagventil

Info

Publication number: DE19830078A1
Application number: DE1998130078
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Schuller; Erika Mank
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-07-06
Filing date: 1998-07-06
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: FR2780762A1; DE19830078B4; FR2780762B1; JP2000145990A; JP3413130B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil (26) für eine Kolbenpumpe (10) einer schlupfgeregelten, hydraulischen Fahrzeugbremsanlage. Zur einfachen Herstellung des Rückschlagventils (26) und zwecks einer platzsparenden Bauweise schlägt die Erfindung vor, das Rückschlagventil (26) mit federelastischen, zungenförmigen Ventilhubbegrenzungselementen (32) auszubilden, die um eine Ventilkugel (30) herum an einem Kolben (16) angeordnet sind und die Ventilkugel (30) mit Hubbegrenzungsnase (34) an freien Enden der zungenförmigen Ventilhubbegrenzungselemente (32) im Bereich eines am Kolben (16) ausgebildeten Ventilsitzes (28) halten.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Derartige Rückschlagventile sind als Ein- und/oder Auslaßventile von Kolbenpumpen für hydraulische, beispielsweise schlupfgeregelte Fahrzeugbremsanlagen bekannt. Die bekannten Rückschlagventile weisen einen Ventilschließkörper beispielsweise in Form einer Ventilkugel auf, die mit einem beispielsweise konischen oder als kreisförmige, umlaufende Kante an einer Ringschulter ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirken. Die bekannten Rückschlagventile können federlos sein oder eine Ventilschließfeder, beispielsweise eine Schraubendruckfeder, aufweisen, die den Ventilschließkörper mit einer Ventilschließkraft gegen den Ventilsitz drückt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Rückschlagventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist ein zungenförmiges Ventilhubbegrenzungselement seitlich des Ventilsitzes auf, das auf einer dem Ventilsitz abgewandten Seite des Ventilschließkörpers angreift und den Ventilschließkörper verliersicher im Bereich des Ventilsitzes hält. Insbesondere dient das Ventilhubbegrenzungselement auch der Führung des Ventilschließkörpers in Hubrichtung. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil hat den Vorteil eines kleinen Bauvolumens, insbesondere eines kurzen Bauraums in Hubrichtung des Ventilschließkörpers, wodurch sich eine Baulänge einer Kolbenpumpe, in die das erfindungsgemäße Rückschlagventil integriert ist, verkürzen läßt. Des weiteren läßt sich der Totraum, also ein am Ende eines Förderhubs bei in einen Zylinder eingeschobenem Kolben verbleibende Restvolumen eines Verdrängungsraums einer Kolbenpumpe verkleinern und dadurch deren Wirkungsgrad erhöhen.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung zum Gegenstand.

Gemäß Anspruch 4 kann das Ventilhubbegrenzungselement als Ventilschließ feder ausgebildet sein, wodurch ein separates Ventilschließfederelement einge spart wird. Gemäß Anspruch 5 wird über eine geneigte Fläche eine Umlenkung der vom Ventilhubbegrenzungselement im wesentlichen senkrecht zu einer Hubrichtung des Ventilschließkörpers ausgeübten Federkraft in Hubrichtung des Ventilschließkörpers erreicht. Die geneigte Fläche kann beispielsweise als Schrägfläche an einer Nase des Ventilhubbegrenzungselements und/oder als Schrägfläche, Konusfläche oder auch als Wölbung einer den Ventilschließkörper bildenden Ventilkugel ausgebildet sein.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Rückschlagventils als beispielsweise Ein- oder Auslaßventil einer Kolbenpumpe (Anspruch 7) kann das Ventilhubbegrenzungselement gemäß Anspruch 8 einstückig mit dem Kolben der Kolbenpumpe sein. Insbesondere beim Spritzgießen des Kolbens aus Kunststoff hat diese Ausgestaltung der Erfindung den Vorteil, daß das Ventilhubbegrenzungselement in einem Arbeitsschritt zusammen mit dem Kolben und damit ohne zusätzlichen Fertigungsaufwand hergestellt wird.

Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist insbesondere als Pumpe in einer Brems anlage eines Fahrzeugs vorgesehen und wird beim Steuern des Drucks in Rad bremszylindern verwendet. Je nach Art der Bremsanlage werden für derartige Bremsanlagen die Kurzbezeichnungen ABS bzw. ASR bzw. FDR bzw. EHB ver wendet. In der Bremsanlage dient die Pumpe beispielsweise zum Rückfördern von Bremsflüssigkeit aus einem Radbremszylinder oder aus mehreren Radbrems zylindern in einen Hauptbremszylinder (ABS) und/oder zum Fördern von Brems flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter in einen Radbremszylinder oder in mehrere Radbremszylinder (ASR bzw. FDR bzw. EHB). Die Pumpe wird beispielsweise bei einer Bremsanlage mit einer Radschlupfregelung (ABS bzw. ASR) und/oder bei einer als Lenkhilfe dienenden Bremsanlage (FDR) und/oder bei einer elektrohydraulischen Bremsanlage (EHB) benötigt. Mit der Radschlupfregelung (ABS bzw. ASR) kann beispielsweise ein Blockieren der Räder des Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs bei starkem Druck auf das Bremspedal (ABS) und/oder ein Durchdrehen der angetriebenen Räder des Fahrzeugs bei starkem Druck auf das Gaspedal (ASR) verhindert werden. Bei einer als Lenkhilfe (FDR) dienenden Bremsanlage wird unabhängig von einer Betätigung des Bremspedals bzw. Gaspedals ein Bremsdruck in einem oder in mehreren Radbremszylindern aufgebaut, um beispielsweise ein Ausbrechen des Fahrzeugs aus der vom Fahrer gewünschten Spur zu verhindern. Die Pumpe kann auch bei einer elektro hydraulischen Bremsanlage (EHB) verwendet werden, bei der die Pumpe die Bremsflüssigkeit in den Radbremszylinder bzw. in die Radbremszylinder fördert, wenn ein elektrischer Bremspedalsensor eine Betätigung des Bremspedals erfaßt oder bei der die Pumpe zum Füllen eines Speichers der Bremsanlage dient.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugt ausgewählter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Achsschnitt einer Kolbenpumpe gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Darstellung einer Einzelheit gemäß Pfeil II in Fig. 1 einer abge wandelten Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 3 einen Querschnitt entlang Linie III-III in Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die in Fig. 1 dargestellte, insgesamt mit 10 bezeichnete, erfindungsgemäße Kolbenpumpe ist in einem Hydraulikblock 12 einer im übrigen nicht dargestellten, schlupfgeregelten, hydraulischen Fahrzeugbremsanlage untergebracht. In den Hydraulikblock 12, von dem der klaren Darstellung wegen lediglich ein die Kolbenpumpe 10 umgebendes Bruchstück dargestellt ist, sind außer der Kolbenpumpe 10 weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte, hydraulische Bauelemente wie Magnetventile, Hydrospeicher und Dämpferkammern eingesetzt und hydraulisch miteinander und mit der Kolbenpumpe 10 verschaltet. Der Hydraulikblock 12 ist über eine Hauptbremsleitung an einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder angeschlossen, an den Hydraulikblock 12 sind über Radbremsleitungen nicht dargestellte Radbremszylinder angeschlossen.

Der Hydraulikblock 12 bildet ein Pumpengehäuse 12 der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe 10 und wird nachfolgend als solches bezeichnet. Im Pumpengehäuse 12 ist eine durchgehende Pumpenbohrung 14 angebracht, in der ein Kolben 16 axial verschieblich aufgenommen ist. Der Kolben 16 ist als Spritzgießteil aus faserverstärktem Kunststoff hergestellt, er ist mit Dichtringen 18 im Pumpengehäuse 12 abgedichtet und mit Führungsringen 20 in der Pumpenbohrung 14 axial verschieblich geführt.

Zum Antrieb des Kolbens 16 zu einer in axialer Richtung hin- und hergehenden Hubbewegung ist ein elektromotorisch rotierend antreibbarer Exzenter 22 auf einer Stirnseite des Kolbens 16 vorgesehen, auf der der Kolben 16 aus der Pumpenbohrung 14 vorsteht. Eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Kolbenrückstellfeder 24, die an einem dem Exzenter 22 abgewandten Ende des Kolbens 16 in der Pumpenbohrung 14 angeordnet ist, drückt den Kolben 16 in Richtung des Exzenters 22 und hält dadurch den Kolben 16 mit einer dem Exzenter 22 zugewandten Stirnfläche in Anlage an einem Umfang des Exzenters 22. Die Kolbenrückstellfeder 24 stützt sich an einem noch zu beschreibenden, lochscheibenförmigen Ventilsitzteil 44 ab, das in die Pumpenbohrung eingesetzt ist.

Als Einlaßventil 26 weist die Kolbenpumpe 10 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Rückschlagventil auf, das in Kolben 16 integriert ist. Das Einlaßventil 26 weist einen konischen Ventilsitz 28 auf, der auf einer dem Exzenter 22 abgewandten Seite des Kolbens 16 ausgebildet ist. Mit dem Ventilsitz 28 wirkt eine Ventilkugel 30 als Ventilschließkörper zusammen. Um die Ventilkugel 30 im Bereich des Ventilsitzes 28 zu halten, weist der Kolben 16 drei zungenförmige Ventilhubbegrenzungselemente 32 auf, die achsparallel auf der Seite des Ventilsitzes 28 vom Kolben 16 abstehen und die äquidistant auf dem Umfang verteilt um die Ventilkugel 39 herum angeordnet sind. Die Ventilhubbegrenzungs elemente 32 sind einstückig mit dem Kolben 16. Sie weisen an ihren freien Enden nach innen stehende Hubbegrenzungsnasen 34 auf, die einen Ventilhub, also den Weg, um den die Ventilkugel 30 vom Ventilsitz 28 abheben kann, begrenzen. Die Ventilhubbegrenzungselemente 32 mit den Hubbegrenzungsnasen 34 übergreifen die Ventilkugeln 30 seitlich und halten die Ventilkugel 30 zwischen sich, also im Bereich des Ventilsitzes 28. Es ist keine Ventilschließfeder für das Einlaßventil 26 vorgesehen, die Ventilkugel 30 ist bis zur Anlage an den Hubbegrenzungsnasen 34 frei beweglich vom Ventilsitz 28 abhebbar.

Zum Anbringen der Ventilkugel 30 am Kolben 16 wird die Ventilkugel 30 axial zwischen die Ventilhubbegrenzungselemente 32 hineingedrückt. Dabei drückt die Ventilkugel 30 beim Überwinden der Hubbegrenzungsnasen 34 die Ventilhubbe grenzungselemente 32 elastisch auseinander. Sobald die Ventilkugel 30 die Hubbegrenzungsnasen 34 überwunden hat, federn die Ventilhubbegrenzungs elemente 32 in ihre ursprüngliche Lage nach innen zurück und halten die Ventilkugel 30 verliersicher im Bereich des Ventilsitzes 28 am Kolben 16.

Ein Pumpeneinlaß erfolgt durch eine Einlaßbohrung 36, die radial in die Pumpenbohrung 14 mündet. Durch die Einlaßbohrung 36 einströmende Bremsflüssigkeit gelangt durch kreuzweise im Kolben 16 angebrachte Querbohrungen 38 in ein axial im Kolben 16 angebrachtes Sackloch 40, dessen Mündung der Ventilsitz 28 des Einlaßventils 26 bildet. Um sicherzustellen, daß die Querbohrungen 38 in jeder Hubstellung des Kolbens 16 mit der Einlaßbohrung 36 kommunizieren, ist im Koben 16 eine umlaufende Nut 41 angebracht, von deren Grund die Querbohrungen 38 ausgehen. Die Nut 41 ist so breit, daß die Einlaßbohrung 36 In jeder Hubstellung des Kolbens 16 in die Nut 41 mündet.

Ein Auslaßventil 42 des Kolbens 10 ist ebenso ausgebildet wie das Einlaßventil 26. Das Auslaßventil 42 ist auf einer dem Exzenter 22 abgewandten Stirnseite des Kolbens 16 in der Pumpenbohrung 14 untergebracht. Es weist einen lochscheibenförmigen Ventilsitzkörper 44 auf, der an einer umlaufenden Stufe 46 der Pumpenbohrung 14 in die Pumpenbohrung 14 eingesetzt ist. Ein Mittelloch 48 des Ventilsitzkörpers 44 erweitert sich auf einer dem Kolben 16 abgewandten Seite des Ventilsitzkörpers 44 konisch, wobei der Konus einen Ventilsitz 50 des Auslaßventils 42 bildet. Von der dem Kolben 16 abgewandten Seite des Ventilsitzteils 44 stehen drei zungenförmige Ventilhubbegrenzungselemente 52 achsparallel ab. Die Ventilhubbegrenzungselemente 52 sind einstückig mit dem Ventilsitzteil 44, sie weisen Hubbegrenzungsnasen 54 an ihren freien Enden auf. Die Ventilhubbegrenzungselemente 52 halten eine Ventilkugel 56 als Ventilschließkörper des Auslaßventils 42 zwischen sich und begrenzen mit ihren Hubbegrenzungsnasen 54 einen Ventilhub des Auslaßventils 42. Das Auslaßventil 42 ist ebenso ausgebildet wie das Einlaßventil 26 und funktioniert in gleicher Weise.

Auf einer dem Exzenter 22 abgewandten Seite ist die Pumpenbohrung 14 durch einen napfförmigen Verschlußstopfen 58 verschlossen, der durch eine umlaufende Verstemmung 60 des Pumpengehäuses 12 druckdicht in der Pumpenbohrung 14 gehalten ist. Der Verschlußstopfen 58 hält den lochscheibenförmigen Ventilsitzkörper 44 des Auslaßventils 42 an der Stufe 46 in der Pumpenbohrung 14. Ein Pumpenauslaß erfolgt durch eine Querbohrung 62 im Verschlußstopfen 58 in eine im Pumpengehäuse 64 radial zur Pumpenbohrung 14 angebrachte Auslaßbohrung 64. Eine umlaufend am Außenumfang des Verschlußstopfens 58 angebrachte, im Querschnitt halbkreisförmige Nut 66 stellt sicher, daß die Querbohrung 62 im Verschlußstopfen 58 in jeder Winkelstellung des Verschlußstopfens 58 mit der Auslaßbohrung 64 im Pumpengehäuse 12 kommuniziert.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausgestaltung des Einlaßventils 26 der Kolbenpumpe 10, bei dem die Ventilhubbegrenzungselemente 32 zugleich als Ventilschließfeder wirken. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Einlaßventil 26 sind die Hubbegrenzungsnasen 54 der Ventilhubbegrenzungselemente 32 so dicht am Ventilsitz 28 angeordnet, daß die Hubbegrenzungsnasen 34 auch bei geschlossenem Einlaßventil 26, d. h. bei am Ventilsitz 28 anliegender Ventilkugel 30 an der Ventilkugel 30 anliegen. Wird die Ventilkugel 30 beim Öffnen des Einlaßventils 26 vom Ventilsitz 28 abgehoben, drückt die Ventilkugel 30 die Ventilhubbegrenzungselemente 32 an deren Hubbegrenzungsnasen 34 radial auseinander. Dadurch werden die Ventilhubbegrenzungselemente 32 elastisch verformt und bewirken eine Federkraft, die die Ventilkugel 30 im Schließsinn beaufschlagt, d. h. die Ventilhubbegrenzungselemente 32 drücken mit ihren Hubbegrenzungsnasen 34 die Ventilkugel 30 federnd gegen den Ventilsitz 28. Der Ventilkugel 30 zugewandte Flächen der Hubbegrenzungsnasen 34 sind geneigt zur Hubrichtung der Ventilkugel 30 als Schrägflächen 68 ausgebildet, die mit der Wölbung der Ventilkugel 30 zusammenwirken und eine radial nach innen gerichtete Federkraft der Ventilhubbegrenzungselemente 32 in eine die Ventilkugel 30 axial gegen den Ventilsitz 28 drückende Ventilschließkraft umlenken.

Um dauerhaft und temperaturunabhängig ein federelastisches Verhalten der Ventilhubbegrenzungselemente 32 sicherzustellen, ist eine aus einer Blattfeder gebogene Ringfeder 70 in eine Nut eingelegt, die auf einer Außenseite der Ventilhubbegrenzungselemente 32 angebracht ist. Form und Lage der Ringfeder 70 ist in Fig. 3 gut erkennbar. Zur Verdrehsicherung weist die Ringfeder 70 eine nach innen gebogene Nase 72 an ihrem einen Ende auf, die eines der Ventilhubbegrenzungselemente 32 seitlich umgreift. In Abweichung von Fig. 1 sind bei dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils zwei anstatt drei Ventilhubbegrenzungs elemente 32 vorgesehen.

Claims

1. Rückschlagventil mit einem Ventilschließkörper, der mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (26, 42) ein zungenförmiges Ventilhubbegrenzungselement (32, 52) aufweist, das seitlich des Ventilsitzes (28, 50) angebracht und seitlich des Ventilschließkörpers (30, 56) angeordnet ist, daß das Ventilhubbegrenzungselement (32, 52) den Ventilschließkörper (30, 56) auf einer dem Ventilsitz (28, 50) abgewandten Seite übergreift und dadurch im Bereich des Ventilsitzes (28, 50) hält.

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (26, 42) mehrere Ventilhubbegrenzungselemente (32, 52) aufweist, die um den Ventilschließkörper (30, 56) herum angeordnet sind und die den Ventilschließkörper (30, 56) beweglich zwischen sich halten.

3. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilhubbegrenzungselement (32, 52) den Ventilschließkörper (30, 56) mit Spiel zum Ventilsitz (28, 50) hält.

4. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilhubbegrenzungselement (32, 52) federelastisch ausgebildet ist und den Ventilschließkörper (30) mit einer Federkraft gegen den Ventilsitz (28) drückt.

5. Rückschlagventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilhubbegrenzungselement (32) im wesentlichen senkrecht zu einer Hubrichtung des Ventilschließkörpers (30) federnd ausgebildet ist, und daß das Ventilhubbegrenzungselement (32) und/oder der Ventilschließkörper (30) eine zur Hubrichtung des Ventilschließkörpers (30) geneigte Fläche (68) aufweist, über die das Ventilhubbegrenzungselement (32) den Ventilschließkörper (30) in Hubrichtung gegen den Ventilsitz (28) drückt.

6. Rückschlagventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zungenförmigen Ventilhubbegrenzungselemente (32, 52) von einer Ringfeder (70) umgriffen sind.

7. Kolbenpumpe mit einem zu einer hin- und hergehenden Hubbewegung antreibbaren Kolben, der in einer Pumpenbohrung in einem Pumpengehäuse axial verschieblich aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenpumpe (10) ein Rückschlagventil (26, 42) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

8. Kolbenpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilhubbegrenzungselement (32) einstückig mit dem Kolben (16) der Kolbenpumpe (10) ist.