DE4133391A1 - Seat valve for slip-controlled brake - has valve closure of wrought aluminium alloy, which is closed by valve closing force - Google Patents

Seat valve for slip-controlled brake - has valve closure of wrought aluminium alloy, which is closed by valve closing force

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DE4133391A1 DE19914133391 DE4133391A DE4133391A1 DE 4133391 A1 DE4133391 A1 DE 4133391A1 DE 19914133391 DE19914133391 DE 19914133391 DE 4133391 A DE4133391 A DE 4133391A DE 4133391 A1 DE4133391 A1 DE 4133391A1
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Abstract

The seat valve (18) is for a high pressure pump in a brake system in a motor vehicle. It has elements with different deformation characteristics, formed by a valve seat carrier (12') and a closure (19). One element imprints its valve seat-sided form on the other. The closure consists of ductile material, and the valve seat carrier consists of hardened steel. The closure takes up its final shape under influence of the valve closing force. The member consists of an aluminium wrought alloy. ADVANTAGE -Reduced risk of damage to valve seat.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Sitzventil nach der Gattung des Hauptanspruchs.The invention relates to a seat valve according to the genus of Main claim.

Es ist schon ein derartiges, als Rückschlagventil ausgebildetes Sitzventil bekannt (DE-AS 11 05 674), bei dem das von einer Kugel gebildete Schließglied aus hartem Stahl besteht, der Ventilsitzträ­ ger dagegen aus weicherem, verformbarem Material. Vor der Inbetrieb­ nahme des Ventils wird die Kugel mit einer solchen Kraft gegen eine Ringschulter des Ventilsitzträgers gepreßt, daß dieser eine plasti­ sche Verformung erfährt und somit eine der Kugeloberfläche angepaßte Sitzfläche erhält. Hierdurch soll beim Schließvorgang des Ventils der Druck beim Aufprall des Schließgliedes auf den Ventilsitz gleichmäßig auf die ganze Sitzfläche verteilt werden und das Schließglied nicht mehr imstande sein, den Ventilsitz weiter zu ver­ formen. Man ging nämlich davon aus, daß sich der Ventilsitz durch den ständigen Aufprall der Kugel allmählich ungleichmäßig verbrei­ tert und dadurch zerstört wird. It is already one that is designed as a check valve Seat valve known (DE-AS 11 05 674), in which the of a ball formed closing member made of hard steel, the valve seat on the other hand made of softer, deformable material. Before commissioning Taking the valve will hit the ball with such force against one Ring shoulder of the valve seat carrier pressed that this is a plasti undergoes deformation and thus one adapted to the spherical surface Receives seat. This is said to occur when the valve closes the pressure when the closing element impacts the valve seat evenly distributed over the entire seat and that Closing member will no longer be able to move the valve seat further to form. It was assumed that the valve seat through gradually spread the constant impact of the ball unevenly tert and is thereby destroyed.  

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Sitzventil mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein kostenauf­ wendiger Bearbeitungsvorgang bei der Fertigung des Ventils einge­ spart werden kann, ohne dessen Funktion wesentlich zu beeinträchti­ gen. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Dichtheit des Ventiles auch während der Dauer des Verformungsvorganges am Schließglied aus­ reichend ist.The seat valve according to the invention with the characteristic features the main claim has the advantage that a cost agile machining process in the manufacture of the valve can be saved without significantly impairing its function gen. It has been shown that the tightness of the valve also during the deformation process on the closing member is sufficient.

Von wesentlichem Vorteil ist zudem die Verwendbarkeit von relativ preiswerten Werkstoffen für das Schließglied, beispielsweise des im Unteranspruch 2 gekennzeichneten Werkstoffs.The usability of relative is also of major advantage inexpensive materials for the locking member, such as the im Subclaim 2 marked material.

Die im Anspruch 3 angegebene Maßnahme ist insofern vorteilhaft, als hierdurch nach relativ kurzer Betriebsdauer die Endform des Schließ­ gliedes erreicht wird, weil ausgehend von einer Kantenberührung bei­ der Ventilelemente relativ wenig Werkstoffvolumen am Schließglied verformt werden muß, um Formgleichheit der miteinander beim Schließ­ vorgang in Berührung kommenden Bereiche der beiden Elemente des Sitzventils zu erzielen. Dadurch ist auch die Bildung eines ausge­ prägten Wulstes von verdrängtem Werkstoff am Schließglied vermieden, was andernfalls zu Funktionsstörungen des Sitzventils führen könnte.The measure specified in claim 3 is advantageous in that this results in the final shape of the closure after a relatively short operating time limb is reached because starting from an edge contact the valve elements have relatively little material volume on the closing element must be deformed in order to be identical in shape when closing areas of contact between the two elements of the process To achieve seat valve. This also results in the formation of one embossed beads of displaced material on the locking member avoided, which could otherwise lead to malfunction of the seat valve.

Durch die in den Ansprüchen 4 und 5 gekennzeichneten Ausgestaltungen sind Bemessungen des Schließgliedes angegeben, durch welche der Um­ formvorgang des Schließgliedes unterstützt und die Einprägung von den Innenkegel des Ventilsitzträgers begrenzenden Kanten in den Außenkegel des Schließgliedes vermieden wird.By the features characterized in claims 4 and 5 dimensions of the closing member are indicated, by which the Um Forming process of the closing member supports and the impression of edges delimiting the inner cone of the valve seat support in the External cone of the closing member is avoided.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenEmbodiments of the invention are simplified in the drawing shown and explained in more detail in the following description. Show it

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Pumpenelement einer hydraulischen Hochdruckpumpe für schlupfgeregelte Kraftfahr­ zeug-Bremsanlagen, Fig. 2 und 3 zwei Ausführungsbeispiele eines Sitzventils dieses Pumpenelements mit einem Schließglied im Neuzu­ stand und einem angedeuteten Ventilsitzträger in anderem Maßstab als in Fig. 1, und Fig. 4 eine Ansicht des Schließgliedes gemäß Fig. 3 mit seine Endform einnehmendem Dichtkegel. Fig. 1 shows a longitudinal section through a pump element to a high pressure hydraulic pump for slip-controlled motor vehicle generating brake systems, Fig. 2 and 3 show two embodiments of a seat valve of said pump element with a closing member in Neuzu stand and an indicated valve seat support in a different scale than in FIG. 1, and FIG . 4 is a view of the closing member 3 in accordance with its final shape captivating taper Fig..

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Das in Fig. 1 dargestellte Pumpenelement 10 einer hydraulischen Hochdruckpumpe für schlupfgeregelte Kraftfahrzeug-Bremsanlagen weist einen Pumpenzylinder 11 mit einem längsbewegbar darin aufgenommenen Pumpenkolben 12 aus gehärtetem Stahl auf. Der Pumpenkolben 12 ist durch einen strichpunktiert angedeuteten Exzenter 13 antreibbar. Der Pumpenzylinder 11 besitzt Ansaugöffnungen 14 für Druckmittel, welche mit Querbohrungen 15 des Pumpenkolbens 12 in Verbindung stehen. Die Querbohrungen 15 münden in eine stumpf endende Längsbohrung 16, die exzenterabgewandt in einem Ventilsitz 17 endet. Der Pumpenkolben 12 ist somit zugleich Ventilsitzträger 12′ für ein als Sitzventil 18 ausgebildetes Einlaßventil der Hochdruckpumpe. Dem Ventilsitz 17 des Sitzventils 18 ist ein Schließglied 19 zugeordnet, an dem ventil­ sitzabgewandt eine in einem Ventilträger 20 aufgenommene Ventil­ schließfeder 21 angreift. Das Sitzventil 18 arbeitet somit als Rück­ schlagventil. Der Pumpenkolben 12 ist aufgrund der Kraftwirkung ei­ ner in einem Verdrängerraum 22 des Pumpenzylinders 11 aufgenommenen Rückstellfeder 23 am Exzenter 13 abgestützt. Der Verdrängerraum 22 steht mit einem Auslaßventil, 24 des Pumpenelementes 10 in Verbindung. The pump element 10 shown in FIG. 1 of a hydraulic high-pressure pump for slip-controlled motor vehicle brake systems has a pump cylinder 11 with a pump piston 12 made of hardened steel which can be moved longitudinally therein. The pump piston 12 can be driven by an eccentric 13 indicated by dash-dotted lines. The pump cylinder 11 has suction openings 14 for pressure medium, which are connected to transverse bores 15 of the pump piston 12 . The transverse bores 15 open into a bluntly ending longitudinal bore 16 which ends in a valve seat 17 facing away from the eccentric. The pump piston 12 is thus valve seat support 12 'for a seat valve 18 formed as an inlet valve of the high pressure pump. The valve seat 17 of the seat valve 18 is assigned a closing member 19 , on the valve facing away from a seated in a valve carrier 20 engages valve closing spring 21 . The seat valve 18 thus works as a return check valve. The pump piston 12 is supported on the eccentric 13 due to the force of egg ner in a displacement chamber 22 of the pump cylinder 11 received return spring 23 . The displacement chamber 22 is connected to an outlet valve 24 of the pump element 10 .

Das in Fig. 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des Sitzven­ tils 18 zeigt den Bereich des vom Pumpenkolben 12 gebildeten Ventil­ sitzträgers 12′ im Längsschnitt, der den als Innenkegel ausgeformten Ventilsitz 17 aufweist. Der als gerader Kreiskegelstumpf ausgebil­ dete Ventilsitz 17 hat einen Kegelwinkel α von 100° und ist radial durch den von der Bohrung 16 vorgegebenen Durchmesser dV sowie den Durchmesser DV abgegrenzt. Wie erwähnt, besteht der Ventilsitzträ­ ger 12′ aus durchgehärtetem Stahl. Das Schließglied 19 besteht dage­ gen aus einer Aluminium-Knetlegierung, z. B. mit der DIN-Bezeichnung AlCuMgPb F34, 37, das ist eine Legierung mit folgenden Anteilen: Cu 3,3 bis 4,6%; Pb, Sn, Bi, Cd 1,0-2,5%; Mg 0,4-1,8%; Mn 0,5-1,0%; Rest Aluminium. Diese Legierung hat eine Zugfestigkeit von wenigstens 340 Nimm2 und eine Brinell-Härte von etwa 100 Nimm2 Das Schließglied 19 ist in Fig. 2 in Neuzustand dargestellt. Es be­ sitzt die Form eines geraden Kreiszylinders, welcher ventilsitzsei­ tig durch einen Außenkegel in Form eines geraden Kreiskegelstumpfes verjüngt ist. Ventilsitzseitig ist der Außenkegel des Schließgliedes 19 durch eine Stirnfläche 27 mit dem Durchmesser dS begrenzt. Der Durchmesser dS liegt zwischen den beiden Durchmessern dV und DV des Innenkegels des Ventilsitzes 17. Da das Schließglied 19 einen gegenüber dem Kegelwinkel α des Ventilsitzes 17 kleineren Kegelwinkel β von 95° besitzt, ist das Schließglied 19 mit der am Durchmesser dS gebildeten Kante am Innenkegel des Ventilsitzes 17 abgestützt.The illustrated in Fig. 2 first embodiment of the Sitzven TILs 18 shows the range of the valve formed by the pump piston 12 the seat support 12 'in longitudinal section having the molded as an inner conical valve seat 17. The valve seat 17 configured as a straight circular truncated cone has a cone angle α of 100 ° and is delimited radially by the diameter d V given by the bore 16 and the diameter D V. As mentioned, the valve seat support ger 12 'consists of hardened steel. The closing member 19 is dage gene of an aluminum wrought alloy, for. B. with the DIN designation AlCuMgPb F34, 37 , this is an alloy with the following proportions: Cu 3.3 to 4.6%; Pb, Sn, Bi, Cd 1.0-2.5%; Mg 0.4-1.8%; Mn 0.5-1.0%; Rest aluminum. This alloy has a tensile strength of at least 340 Nimm 2 and a Brinell hardness of about 100 Nimm 2. The locking member 19 is shown in FIG. 2 in new condition. It sits in the form of a straight circular cylinder, which is tapered on the valve seat side by an outer cone in the form of a straight circular truncated cone. On the valve seat side, the outer cone of the closing member 19 is delimited by an end face 27 with the diameter d S. The diameter d S lies between the two diameters d V and DV of the inner cone of the valve seat 17 . Since the closing member 19 has a relation to the taper angle α of the valve seat 17 smaller cone angle β of 95 ° has, the closure member 19 is supported with the edge formed at the diameter d S on the inner cone of the valve seat 17th

Das in Fig. 3 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des Sitzven­ tils 18′ unterscheidet sich vom ersten dadurch, daß das Schließglied 19′ einen Außenkegel mit einem Kegelwinkel β besitzt, welcher größer ist als derjenige Kegelwinkel α des Ventilsitzes 17. Außer­ dem ist das Schließglied 19′ ventilsitzabgewandt nach dem Außenkegel umfangsseitig auf einen Durchmesser DS begrenzt, der zwischen den beiden Durchmessern dV und DV liegt. Aufgrund dieser Bemessung ist das Schließglied 19′ lediglich mit seiner vom Durchmesser DS definierten Kante am Innenkegel des Ventilsitzes 17 abgestützt. The illustrated in Fig. 3 second embodiment of the Sitzven TILs 18 'differs from the first in that the closure member 19' an outer cone having a cone angle β has, which is larger than that of cone angle α of the valve seat 17. In addition, the closing member 19 'facing away from the valve seat is limited on the circumferential side to a diameter D S which lies between the two diameters d V and D V. Because of this dimensioning, the closing member 19 'is supported only with its edge defined by the diameter D S on the inner cone of the valve seat 17 .

Die Fig. 2 und 3 stellen den Neuzustand der Sitzventile 18 und 18′ dar. Da das Schließglied 19, 19′ aus einem duktilen Werkstoff besteht, tritt beim Betrieb des Sitzventils 18, 18′ unter der Wir­ kung der überwiegend vom geförderten Druckmittel erzeugten Ventil­ schließkraft eine plastische Verformung des Schließgliedes 19, 19′ im Bereich der den Ventilsitz 17 berührenden Kante auf. Diese Ver­ formung des Schließgliedes 19, 19′ tritt während einer gewissen Be­ triebsdauer des Sitzventils 18, 18′ auf und kommt dann zum Still­ stand, wenn die spezifische Flächenbelastung in der Berührungsfläche von Ventilsitz 17 und Schließglied 19, 19′ sich soweit vermindert hat, daß die Fließgrenze des Werkstoffes nicht überschritten wird, Die am Beispiel des zweiten Ausführungsbeispiels in Fig. 4 wieder­ gegebene Endform des Schließgliedes 19′ läßt dabei folgende Merkmale erkennen: Das Schließglied 19′ besitzt einen axial verkürzten Außen­ kegelteil 30 mit dem Kegelwinkel β in dessen Neuzustand. Daran axial anschließend ist ein Dichtkegel 31 geformt, welcher den Kegel­ winkel α des Ventilsitzes 17 besitzt. Der bei Formung dieses Dicht­ kegels 31 verdrängte Werkstoff hat ventilsitzabgewandt zu einem Wulst 32 geführt, welcher den Mantel 33 des Schließgliedes 19′ ra­ dial geringfügig überragt. Bei der zeichnerisch nicht wiedergegebe­ nen Endform des Schließgliedes 19 gemäß dem ersten Ausführungsbei­ spiel kommt es dagegen zur Bildung eines Werkstoffwulstes im Bereich der Stirnfläche 27 mit einem axial folgenden Dichtkegel mit dem Ke­ gelwinkel α des Ventilsitzes 17. Figs. 2 and 3 represent the new state of the poppet valves 18 and 18 '. Since the closing member 19, 19' consists of a ductile material, occurs during the operation of the poppet valve 18, 18 'under the We effect of the valve mainly generated by the conveyed printing means closing force a plastic deformation of the closing member 19 , 19 'in the region of the edge touching the valve seat 17 . This deformation of the closing member 19 , 19 'occurs during a certain operating period of the seat valve 18 , 18 ' and comes to a standstill when the specific surface load in the contact area of the valve seat 17 and closing member 19 , 19 'has decreased so far, that the yield point of the material is not exceeded, the example given in the second embodiment in Fig. 4 given the final shape of the closing member 19 'reveals the following features: The closing member 19 ' has an axially shortened outer cone part 30 with the cone angle β in its new condition . Adjoining this axially is a sealing cone 31 , which has the cone angle α of the valve seat 17 . The material displaced in the formation of this sealing cone 31 has turned away from the valve seat to a bead 32 which slightly projects beyond the jacket 33 of the closing member 19 'ra dial. In the graphically not reproduced NEN final shape of the closing member 19 according to the first embodiment, on the other hand, there is formation of a material bead in the region of the end face 27 with an axially following sealing cone with the cone angle α of the valve seat 17th

In Abwandlung der beschriebenen Ausführungsbeispiele kann das Schließglied 19 z. B. kalottenförmig oder kugelzonenförmig begrenzt sein. Auch sind andere Aluminium-Knetlegierungen statt der erwähnten Legierung zur Formung des Schließgliedes geeignet.In a modification of the described embodiments, the closing member 19 z. B. dome-shaped or spherical zone-limited. Other wrought aluminum alloys are also suitable for forming the closing member instead of the alloy mentioned.

Claims (5)

1. Sitzventil (18), insbesondere für hydraulische Hochdruckpumpen in schlupfgeregelten Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, mit wenigstens von ei­ nem Ventilsitzträger (12′) und einem Schließglied (19) gebildeten Elementen mit unterschiedlichen Verformungseigenschaften, von denen das eine Element dem anderen seine ventilsitzseitige Form aufprägt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (19) aus duktilem Werk­ stoff und der Ventilsitzträger (12) aus gehärtetem Stahl bestehen, und daß das Schließglied (19) unter der Wirkung der Ventilschließ­ kraft seine Endform einnimmt.1. Seat valve ( 18 ), in particular for hydraulic high-pressure pumps in slip-controlled motor vehicle brake systems, with at least egg nem valve seat support ( 12 ') and a closing element ( 19 ) formed elements with different deformation properties, one element of which impresses its shape on the valve seat side , characterized in that the closing member ( 19 ) made of ductile material and the valve seat support ( 12 ) consist of hardened steel, and in that the closing member ( 19 ) assumes its final shape under the action of the valve closing force. 2. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (19) aus einer Aluminium-Knetlegierung besteht.2. Seat valve according to claim 1, characterized in that the closing member ( 19 ) consists of an aluminum wrought alloy. 3. Sitzventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ven­ tilsitz (17) des Ventilsitzträgers (12′) als eine Bohrung (16) be­ grenzender Innenkegel und das Schließglied (19) im dem Ventilsitz (17) zugeordneten Bereich als Außenkegel ausgebildet sind, und daß das Schließglied (19) im Neuzustand einen vom Kegelwinkel (α) des Ventilsitzes (17) abweichenden Kegelwinkel (β) hat.3. Seat valve according to claim 1, characterized in that the Ven valve seat ( 17 ) of the valve seat carrier ( 12 ') as a bore ( 16 ) be limiting inner cone and the closing member ( 19 ) in the valve seat ( 17 ) associated area are formed as an outer cone , and that the closing member ( 19 ) in the new state has a cone angle (β) deviating from the cone angle (α) of the valve seat ( 17 ). 4. Sitzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (19) ventilsitzseitig eine den Außenkegel begrenzende Stirnfläche (27) aufweist, deren Durchmesser (dS) zwischen den beiden Durchmessern (dV, DV) des Innenkegels des Ventilsitzes (17) liegt, wenn der Kegelwinkel (β) des Außenkegels des Schließ­ gliedes (19) kleiner ist als der Kegelwinkel (α) des Innenkegels des Ventilsitzes (17) (Fig. 2). 4. Seat valve according to claim 3, characterized in that the closing member ( 19 ) on the valve seat side has an outer cone delimiting end face ( 27 ) whose diameter (d S ) between the two diameters (d V , D V ) of the inner cone of the valve seat ( 17 ) is when the cone angle (β) of the outer cone of the closing member ( 19 ) is smaller than the cone angle (α) of the inner cone of the valve seat ( 17 ) ( Fig. 2). 5. Sitzventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließglied (19′) ventilsitzabgewandt nach dem Außenkegel umfang­ seitig auf einen Durchmesser (DS) begrenzt ist, der zwischen den beiden Durchmessern (dV, DV) des Innenkegels des Ventilsitzes (17) liegt, wenn der Kegelwinkel (β) des Außenkegels des Schließ­ gliedes (19′) größer ist als der Kegelwinkel (α) des Innenkegels des Ventilsitz (17) (Fig. 3).5. Seat valve according to claim 3, characterized in that the closing member ( 19 ') facing away from the valve seat circumference on the outside is limited to a diameter (D S ) between the two diameters (D V , D V ) of the inner cone of the valve seat ( 17 ) is when the cone angle (β) of the outer cone of the closing member ( 19 ') is greater than the cone angle (α) of the inner cone of the valve seat ( 17 ) ( Fig. 3).
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