DE3503020A1

DE3503020A1 - Valve

Info

Publication number: DE3503020A1
Application number: DE19853503020
Authority: DE
Inventors: Dietmar 6331 Schöffengrund Gath; Jürgen 6272 Niedernhausen Schonlau
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-07-31

Abstract

A valve is proposed in which the closing member movable relative to a valve seat (9) consists of two parts - a closure section (10) and a shank section (15) - which are undetachably joined to one another by friction welding under slight thermal loading. <IMAGE>

Description

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VentilValve

(Zusatz zum Patent ...., Patentanmeldung P 34 43 520.4)(Addition to the patent ...., patent application P 34 43 520.4)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ventil mit einem aus Verschlußabschnitt und Schaftabschnitt aufgebauten Schließglied/ das längs einer Achse relativ zu einem Ventilsitz bewegbar ist, um den Durchfluß eines Mediums durch eine den Ventilsitz aufweisenden Öffnung zu steuern, wobei Verschlußabschnitt und Schaftabschnitt nicht lösbar miteinander verbunden sind, nach Patentanmeldung P 34 43 520.4.The invention relates to a valve with a valve made up of a closure section and a shaft section Closing member / which is movable along an axis relative to a valve seat in order to allow a medium to flow through through an opening having the valve seat, the closure section and the shaft section not being detachable are interconnected, according to patent application P 34 43 520.4.

In der Hauptanmeldung wird ein Ventil zur Steuerung des Durchflusses durch eine den Ventilsitz aufweisende Öffnung vorgeschlagen, bei dem der Verschlußabschnitt und der Schaftabschnitt des Schließgliedes vorzugsweise durch einen Lötvorgang unlösbar miteinander verbunden sind. Bei einer Verbindung mittels eines Lötvorgangs tritt eine nicht unwesentliche Wärmebelastung der miteinander zu verbindenden Teile auf.The main application describes a valve for controlling the flow through an opening having the valve seat proposed in which the closure portion and the shaft portion of the closure member preferably by a Soldering process are inextricably linked. In the case of a connection by means of a soldering process, one does not occur insignificant heat load on the parts to be connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil nach der Hauptanmeldung zu schaffen, bei dem die Verbindung kostengünstig und unter geringer Wärmebelastung der Teile herstellbar ist.The invention is based on the object of providing a valve to create the main application, in which the connection is inexpensive and with low heat load on the parts can be produced.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Teile des Schließgliedes durch Reibschweißen miteinander verbunden sind. Mit der Erfindung wird erreicht, daß die zum Verbinden der Teile aufzuwendende Wärme nicht von außen zugeführt werden muß, sondern durch den ReibvorgangAccording to the invention this object is achieved in that the Parts of the closing member are connected to one another by friction welding. With the invention it is achieved that the To connect the parts to be expended heat does not have to be supplied from the outside, but through the rubbing process

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aufgebracht wird. Eine Wärmebelastung tritt vorteilhaft nur innerhalb örtlich begrenzter Bereiche der Bauteile auf. Auf eine Nachbearbeitung der zusammengefügten Teile kann verzichtet werden, da der Verbindungsbereich der Teile nicht im Bereich der Ventildichtfläche liegt.is applied. A thermal load occurs advantageously only within locally limited areas of the components on. Post-processing of the assembled parts can be dispensed with, since the connection area of the Part is not in the area of the valve sealing surface.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der als Verschlußabschnitt eine gehärtete Stahlkugel vorgesehen ist; durch die örtlich im Verbindungsbereich der Bauteile auftretende Erwärmung wird das Gefüge und die Oberfläche der Stahlkugel im Dichtbereich nicht beeinflußt, so daß die beim Einsatz einer gehärteten Stahlkugel erreichbare hohe Ventildichtigkeit und die hohe Standfestigkeit des Ventils erhalten bleiben. Ein derartig ausgebildetes Ventil eignet sich besonders zum Einsatz in einer Bremsschlupfregelanlage, in der hohe Drücke und kurze Schaltzeiten auftreten.An embodiment is particularly advantageous in which a hardened steel ball is provided as the closure section; by the locally in the connection area of the If the components are heated, the structure and surface of the steel ball in the sealing area will not be affected, so that the high valve tightness and high stability that can be achieved when using a hardened steel ball of the valve are retained. A valve designed in this way is particularly suitable for use in a brake slip control system in which high pressures and short switching times occur.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Schaftabschnitt einen dem Verschlußabschnitt abgewandten Endabschnitt größeren Durchmessers aufweist, kann die zur Durchführung des Reibschweißvorgangs erforderliche Energie dadurch gering gehalten werden, daß ein möglichst kleiner Durchmesser des Schaftabschnitts im Verbindungsbereich vorgesehen wird.In one embodiment of the invention in which the shaft section has an end portion facing away from the closure portion of larger diameter, the for Implementation of the friction welding process required energy can be kept low that a small as possible Diameter of the shaft portion is provided in the connection area.

Ein geringes Reibschweißmoment im Anfangsstadium des Verbindungsvorganges läßt sich dadurch erreichen, daß die Stirnfläche des mit dem Verschlußabschnitt zu verbindenden Schaftabschnitts eben ist.A low friction welding torque in the initial stage of the joining process can be achieved in that the end face of the to be connected to the closure section Shank section is flat.

Ferner ist vorgesehen, daß der Schaftabschnitt mit zwei Verschlußabschnitten versehen ist.It is also provided that the shaft section with two Closure sections is provided.

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Ausfuhrungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it:

Fig. 1 ein 3/2-Sitzventil mit zwei kugelförmigen Verschlußabschnitten/1 shows a 3/2 seat valve with two spherical closure sections /

Fig. 2 ein weiteres Kugel-Sitzventil.Fig. 2 shows another ball seat valve.

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil weist einen Einlaßraum auf, der über einen Gehäuseanschluß 2 und eine Druckleitung 3 unter Zwischenschaltung eines elektromagnetisch schaltbaren 2/2-Wegeventils 4 mit einer Druckquelle 5 verbunden ist. Das Wegeventil 4 sperrt in der dargestellten Lage die Verbindung zwischen Druckquelle 5 und Einlaßraum 1. Bei entsprechender Ansteuerung wird die Druckquelle 5 mit dem Einlaßraum 1 verbunden.The valve shown in Fig. 1 has an inlet chamber, which has a housing connection 2 and a pressure line 3 is connected to a pressure source 5 with the interposition of an electromagnetically switchable 2/2-way valve 4 is. In the position shown, the directional valve 4 blocks the connection between the pressure source 5 and the inlet chamber 1. With the appropriate control, the pressure source 5 is connected to the inlet chamber 1.

Im Innenraum des Ventils ist ein Ringkolben 6 abgedichtet geführt und durch eine Druckfeder 7 in Anlage an einem einlaßseitigen Anschlag 8 gehalten. Die öffnung im Ringkolben 6 bildet einen Ventildurchgang zwischen dem Einlaßrauin 1 und einem Auslaßraum 12. An der Öffnung im Ringkolben 6 ist ein erster Ventilsitz 9 ausgebildet, der einem ersten Verschlußabschnitt 10 eines Ventilschließgliedes zugeordnet ist. Der Auslaßraum 12 ist im wesentlichen zylindrisch geformt und wird an der einen Stirnseite vom Ringkolben 6 begrenzt, während an der anderen Stirnseite ein zweiter Ventilsitz 13 an einer Öffnung einer Leitung ausgebildet ist, die zu einem Rücklaufbehälter 14 führt. Am Ventilschließglied 11 ist unter Zwischenschaltung eines die Öffnung im Ringkolben 6 durchsetzenden Schaftabschnitts 15 ein zweiter Verschlußabschnitt 16 angeordnet, der mit dem zweiten VentilAn annular piston 6 is sealed in the interior of the valve guided and held by a compression spring 7 in contact with a stop 8 on the inlet side. The opening in the annular piston 6 forms a valve passage between the inlet roughness 1 and an outlet space 12. At the opening in the annular piston 6, a first valve seat 9 is formed, the one first closure portion 10 of a valve closure member is assigned. The outlet space 12 is essentially cylindrically shaped and is limited on one end face by the annular piston 6, while on the other end face a second valve seat 13 is formed at an opening of a line which leads to a return tank 14. On the valve closing member 11 is interposed a shaft section penetrating the opening in the annular piston 6 15, a second closure portion 16 is arranged, which is connected to the second valve

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sitz 13 zusammenwirkt. Zwischen Ringkolben 6 und zweiten Verschlußabschnitt 16 ist eine Druckfeder 17 angeordnet, die den ersten Verschlußabschnitt 10 normalerweise in Anlage am ersten Ventilsitz 9 hält. Die Verschlußabschnitte 10 und 16 sind mit dem zylindrisch ausgebildeten Schaftabschnitt 15 unlösbar durch eine Reibschweißverbindung verbunden. In den Auslaßraum 12 mündet ein weiterer Druckanschluß 18, der über eine Leitung zu einem Druckmittelverbraucher 19 führt.seat 13 interacts. A compression spring 17 is arranged between the annular piston 6 and the second closure section 16, which normally holds the first closure section 10 in contact with the first valve seat 9. The closure sections 10 and 16 are inseparable from the cylindrical shaft section 15 by a friction-welded connection tied together. Another pressure connection 18 opens into the outlet space 12, which is connected via a line to a pressure medium consumer 19 leads.

Das so ausgebildete Ventil findet besonders vorteilhaft Verwendung in hydraulischen Bremsanlagen mit Schlupfregelung, beispielsweise in einer Anlage, wie sie in der deutschen Patentanmeldung P 34 13 626.6 vorgeschlagen wird. Bei einer derartigen Verwendung ist die Druckquelle der Druckraum eines hydraulischen Verstärkers, während der Druckanschluß 18 über den Druckraum einer Tandemhauptzylinderanordnung mit einem Druckmittelverbraucher in Form eines Radbremszylinders in Verbindung steht.The valve designed in this way is used particularly advantageously in hydraulic brake systems with slip control, for example in a system as proposed in German patent application P 34 13 626.6 will. When used in this way, the pressure source is the pressure chamber of a hydraulic booster, during which Pressure connection 18 via the pressure chamber of a tandem master cylinder arrangement with a pressure medium consumer in the form a wheel brake cylinder is in communication.

Abhängig vom Beginn einer Bremsschlupfregelphase wird das Wegeventil 4 in die Durchgangsstellung umgeschaltet und eine hydraulische Verbindung zwischen Druckquelle 5 und Einlaßraum 1 hergestellt. Eine Druckbeaufschlagung des Einlaßraums 1 hat zur Folge, daß der Ringkolben 6 bei am Ventilsitz 9 anliegenden Verschlußabschnitt 10 gegen die Kraft der Feder 7 bezüglich der Darstellung nach rechts verschoben wird, so daß der zweite Verschlußabschnitt 16 schließlich am zugeordneten Ventilsitz 13 zur Anlage kommt und die Verbindung zwischen dem Auslaßraum 12 und dem drucklosen Rücklaufbehälter 14 sperrt. Sodann hebt in-Depending on the beginning of a brake slip control phase, the directional control valve 4 is switched to the through position and a hydraulic connection between the pressure source 5 and the inlet chamber 1 is established. Pressurizing the Inlet chamber 1 has the consequence that the annular piston 6 against the valve seat 9 in contact with the closure portion 10 against the Force of the spring 7 is displaced to the right with respect to the illustration, so that the second closure section 16 finally comes to rest on the associated valve seat 13 and the connection between the outlet space 12 and the unpressurized return tank 14 blocks. Then in

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folge weiterer Verschiebung des Ringkolbens 6 nach rechts der Verschlußabschnitt 10 vom zugeordneten Ventilsitz 9 ab und Druckmittel kann aus der Druckquelle 5 über den Einlaßraum 1 in den Auslaßraum 12 und weiter zum Verbraucher 19 strömen. Nach einer Beendigung einer Bremsschlupfregelphase wird unter anderem das elektromagnetisch betätigte Wegeventil 4 umgeschaltet. Nach dem Verschließen des durch den Verschlußabschnitt 10 gesteuerten Ventildurchgangs im Ringkolben 6 wird durch Abheben des Verschlußabschnitts vom Ventilsitz 13 die Verbindung des Auslaßraums 12 zum drucklosen Rücklauf wiederhergestellt. Das Ventil nimmt dann seine dargestellte Ruhelage ein.follow further displacement of the annular piston 6 to the right, the closure section 10 from the associated valve seat 9 and pressure medium can from the pressure source 5 via the inlet space 1 into the outlet space 12 and on to the consumer 19 stream. After the end of a brake slip control phase among other things, the electromagnetically operated directional control valve 4 is switched over. After closing the the closure section 10 is controlled valve passage in the annular piston 6 by lifting the closure section from the valve seat 13, the connection of the outlet space 12 to the unpressurized return is restored. The valve takes then its illustrated rest position.

Das in Fig. 2 dargestellte Ventil weist ein aus einem Schaftabschnitt 15 und einem kugelförmigen Verschlußabschnitt 10 aufgebautes Schließglied auf, das einem ersten Ventilsitz 9 an einem Ventilschieber 21 zugeordnet ist.The valve shown in Fig. 2 has a stem portion 15 and a spherical closure portion 10 constructed closing element which is assigned to a first valve seat 9 on a valve slide 21.

Der Schaftabschnitt 15 ist im Durchmesser gestuft und mit dem Abschnitt 31 größeren Durchmessers mit radialem Spiel in einer Hohlbohrung 32 in einem Betätigungskolben 33 axial unverschieblich mittels eines Sicherungsrings 34 gehalten. Mit dem durchmesserkleineren Abschnitt 35 ist der Schaftabschnitt 15 mit dem als Kugel ausgebildeten Verschlußabschnitt 10 durch Reibschweißen verbunden. Das Schließglied kann aufgrund der radialen Bewegungsmöglichkeit unabhängig von der fluchtenden Lage zwischen Ventilsitz 9 und Betätigungskolben 33 eine zum Ventilsitz 9 koaxiale Lage einnehmen; ein Ausgleich von Fluchtungsfehlern ist so auf einfache Art gewährleistet.The shaft section 15 is stepped in diameter and with the section 31 of larger diameter with radial play held in an axially immovable manner in a hollow bore 32 in an actuating piston 33 by means of a locking ring 34. With the smaller-diameter section 35 is the shaft section 15 with the locking section designed as a ball 10 connected by friction welding. The closing member can due to the radial movement Irrespective of the aligned position between valve seat 9 and actuating piston 33, one that is coaxial with valve seat 9 Take position; a compensation of misalignments is guaranteed in a simple way.

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Der erste Ventilsitz 9 ist am Ende einer Hohlbohrung 20 in dem Ventilschieber 21 ausgebildet, über die ein mit einem Druckmittelverbraucher 19 verbundener erster Raum 22 und ein mit einem Rücklaufbehälter 14 verbundener Raum 23 hydraulisch verbindbar sind. Der in einer Gehäusebohrung geführte Ventilschieber 21 weist einen konisch ausgebildeten Verschlußabschnitt 24 auf, der einem zweiten Ventilsitz 25 zugeordnet ist und mit dem ein Druckmitteldurchgang 26 zwischen einem mit der Druckmittelquelle 5 verbundenen Raum 27 und dem zu dem Druckmittelverbraucher 19 führenden Raum 22 verschließbar ist. Der Druckmitteldurchgang 26 wird durch Axialnuten am Außenumfang des Ventilschiebers 21 gebildet.The first valve seat 9 is formed at the end of a hollow bore 20 in the valve slide 21, via which a with a Pressure medium consumer 19 connected first space 22 and a space 23 connected to a return tank 14 can be hydraulically connected. The one in a housing bore guided valve slide 21 has a conically shaped closure portion 24 which is a second valve seat 25 is assigned and with which a pressure medium passage 26 between a space 27 connected to the pressure medium source 5 and the space 27 connected to the pressure medium consumer 19 leading space 22 can be closed. The pressure medium passage 26 is formed by axial grooves on the outer circumference of the valve slide 21 formed.

Wird der Betätigungskolben 33 aus seiner nicht dargestellten Ruhelage, in der der Druckmittelverbraucher 19 über die Hohlbohrung 20 mit dem Rücklauf 14 in Verbindung steht, bezüglich der Darstellung nach links verschoben, schließt zunächst, wie dargestellt, der Verschlußabschnitt 10 die Verbindung zum Rücklauf 14, wobei sich das Schließglied erforderlichenfalls radial zur Achse des Betätigungskolbens 33 verschiebt. Bei weiterer Verschiebung hebt der Verschlußabschnitt 24 vom Ventilsitz 25 ab und stellt eine Verbindung der Druckquelle 5 zum Druckmittelverbraucher 19 her. Bei Verschiebung des Betätigungskolbens nach rechts wird zunächst die Verbindung zur Druckquelle 5 unterbrochen und erst danach die Verbindung zum Rücklaufbehälter 14 hergestellt.If the actuating piston 33 moves out of its rest position, not shown, in which the pressure medium consumer 19 is in communication with the return 14 via the hollow bore 20, shifted to the left with respect to the illustration, first closes, as shown, the closure section 10, the connection to the return line 14, wherein the closure member if necessary, moves radially to the axis of the actuating piston 33. With further shift it lifts the closure section 24 from the valve seat 25 and provides a connection between the pressure source 5 and the pressure medium consumer 19 ago. When the actuating piston is shifted to the right, the connection to the pressure source 5 interrupted and only then made the connection to the return tank 14.

Claims

ALFRED TEVES GMBH * 28. Jan. 1985 Frankfurt am Main ZL / Br / be P 5721 / 1476P J. Schonlau -6 D. Gath -5 patent claims

1. Valve with a closure member constructed from the closure portion and shaft portion, which is along a Axis is movable relative to a valve seat to allow the flow of a medium through a © the valve seat y to control having opening, with closure closure \ cut and shaft section cannot be detached from each other * are connected, according to patent application P 34 43 520.4, characterized in that the parts of the closing element (11) are connected to one another by friction welding.

2. Valve according to claim 1, characterized in that g e k e η η -

show that a hardened steel ball is provided as the closure section (10, 16).

3. Valve according to claim 2, characterized in that the shaft portion (15) has a the closure portion (10) facing away from the end portion (31) of larger diameter.

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4. Valve according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the end face of the with the closure section (10,16) to be connected shaft section (15) is flat.

5. Valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shaft section (15) is connected to two closure sections (10, 16).