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Stand der Technik
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Die
Erfindung geht aus von einem Regelventil für ein Fahrzeugbremssystem nach
der Gattung des unabhängigen
Patentanspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Fahrzeugbremssysteme bekannt, die verschiedene
Sicherheitssysteme, wie beispielsweise ein Antiblockiersystem (ABS),
ein elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP)
usw. umfassen, und verschiedene Sicherheitsfunktionen, wie beispielsweise
eine Antiblockierfunktion, eine Antriebsschlupfregelung (ASR) usw.
ausführen. 1 zeigt
ein Fahrzeugbremssystem, mit welchem verschiedene Sicherheitsfunktionen
ausgeführt
werden können.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein herkömmliches
Fahrzeugbremssystem 1 einen Hauptbremszylinder 2,
eine strichpunktiert dargestellte Fluidsteuereinheit 3 und
vier Radbremsen 4.1, bis 4.4, die jeweils einen
zugehörigen
nicht dargestellten Radbremszylinder aufweisen. Jeweils zwei der
vier Radbremsen 4.1 bis 4.4 sind einem Bremskreis 10, 20 zugeordnet,
wobei jeder Bremskreis 10, 20 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden
ist. So sind eine erste Radbremse 4.1, die beispielsweise
an einer Fahrzeughinterachse an der linken Seite angeordnet ist,
und eine zweite Radbremse 4.2, die beispielsweise an einer
Fahrzeugvorderachse an der rechten Seite angeordnet ist, einem ersten
Bremskreis 10 zugeordnet, und eine dritte Radbremse 4.3, die
beispielsweise an der Fahrzeugvorderachse an der rechten Seite angeordnet
ist, und eine vierte Radbremse 4.4, die beispielsweise
an einer Fahrzeughinterachse an der linken Seite angeordnet ist, sind
einem zweiten Bremskreis 20 zugeordnet. Jeder Radbremse 4.1 bis 4.4 ist
ein Einlassventil 13.1, 13.2, 23.1, 23.2 und
ein Auslassventil 14.1, 14.2, 24.1, 24.2 zugeordnet,
wobei über
die Einlassventile 13.1, 13.2, 23.1, 23.2 jeweils
Druck in der korrespondierenden Rad bremse 4.1, bis 4.4 aufgebaut
werden kann, und wobei über
die Auslassventile 14.1, 14.2, 24.1, 24.2 jeweils
Druck in der korrespondierenden Radbremse 4.1, bis 4.4 abgebaut
werden kann.
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Wie
aus 1 weiter ersichtlich ist, weist der erste Bremskreis 10 ein
erstes Ansaugventil 11, ein erstes Umschaltventil 12,
einen ersten Fluidspeicher 16 und eine erste Rückförderpumpe 15 auf.
Der zweite Bremskreis 20 weist ein zweites Ansaugventil 21, ein
zweites Umschaltventil 22, einen zweiten Fluidspeicher 26 und
eine zweite Rückförderpumpe 25 auf,
wobei die erste und zweite Rückförderpumpe 15, 25 im
dargestellten Beispiel von einem gemeinsamen Elektromotor 35 angetrieben
werden. Des Weiteren umfasst die Fluidsteuereinheit 3 zur
Ermittlung des aktuellen Bremsdrucks eine Sensoreinheit 30. Die
Fluidsteuereinheit 3 verwendet zur Bremsdruckmodulation
im ersten Bremskreis 10 das erste Umschaltventil 12,
das erste Ansaugventil 11 und die erste Rückförderpumpe 15 und
zur Bremsdruckmodulation im zweiten Bremskreis 20 das zweite
Umschaltventil 22, das zweite Ansaugventil 21 und
die zweite Rückförderpumpe 25.
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Die
Rückförderpumpen 15, 25 der
beiden Bremskreise 10, 20 können beispielsweise als Kolbenpumpen
oder als Zahnradpumpen ausgeführt werden.
Während
einer ESP-Regelung
kann sich durch die offengeschalteten Ansaugventile 11 bzw. 21 ein
Bremsdruck von bis zu 140 bar einstellen, mit dem die Saugseite
der korrespondierenden Rückförderpumpe 15, 25 belastet
wird, wenn in das System eingebremst werden muss. Auch in einem
teilaktiven Systemzustand kann die Rückförderpumpe 15, 25 saugseitig
mit bis zu 140 bar beaufschlagt werden. Zudem kann es zu einem Vordruck
auf der Saugseite der Rückförderpumpe 15, 25 kommen,
wenn der Druck des Hauptbremszylinders 2 über die
offenen Umschaltventile 12 bzw. 22 zu den Rückförderpumpen 15, 25 geleitet
wird und dann bis zu dem für
die Regelung notwendigen Raddruck über die entsprechende Rückförderpumpe 15 bzw. 25 verstärkt wird. Bei
einer Ausführung
der Rückförderpumpen 15, 25 als
Kolbenpumpen kann dieser Hochdruck, der auf eine exzenterseitige
Dichtung der Rückförderpumpe 15, 25 wirkt,
zu einem sehr hohen Verschleiß,
Extrusion und dadurch zu erhöhter
Leckage führen.
Wenn als Rückförderpumpe 15, 25 eine
Zahnradpumpe verwendet wird, belastet dieser Hochdruck Weltendichtringe
der Rückförderpumpen 15, 25,
was zu einer erhöhten
Reibung und ebenso wie bei der Kolbenpumpe zu einem erhöhten Verschleiß der Dichtungen
führen
kann, wobei hochdruckbeständige Wellendichtringe
sehr teuer sind.
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Wie
aus 1 weiter ersichtlich ist, ist zur Begrenzung des
wirksamen Drucks an der Saugseite der korrespondierenden Rückförderpumpe 15, 25, wie
in einer nicht vorveröffentlichten
Patentanmeldung der Anmelderin (int. Az: R.318993) beschrieben ist,
jeweils ein zusätzliches
Regelventil 40, 40' in
eine Saugleitung zwischen der entsprechenden Rückförderpumpe 15, 25 und
dem Hauptbremszylinder 2 eingeschleift, so dass die entsprechende
Rückförderpumpe 15, 25 saugseitig über das
Regelventil 40, 40' oder
das Ansaugventil 11, 21 mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden
ist, d. h. das Regelventil 40, 40' ist zum Ansaugventil 11, 21 parallel
geschaltet und begrenzt den wirksamen Druck an der Saugseite der Rückförderpumpe 15 auf
den vorgebbaren maximalen Druckwert.
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Wie
aus 2 und. 3 ersichtlich ist, weist das
Regelventil 40, 40' einen
Hauptbremszylinderanschluss 41, 41', einen Pumpenanschluss 42, 42', einen druckentlasteten
Anschluss 43, 43' zur
Atmosphäre
und einen längsbeweglichen
Kolben 44 auf. Der längsbewegliche
Kolben 44 ist als abgestufter Kolben 44 ausgeführt, der
zum druckentlasteten Anschluss 43, 43' einen ersten
Durchmesser 48.1 aufweist und zum Pumpenanschluss 42, 42' einen zweiten
Durchmesser 48.2 aufweist, wobei der zweite Durchmesser 48.2 größer als
der erste Durchmesser 48.1 ausgeführt ist. Der Kolben 44 ist
zum druckentlasteten Anschluss 43, 43' und zum Pumpenanschluss 42, 42' jeweils über einen
Dichtring 46.1, 46.2 gegen das Gehäuse abgedichtet.
Ein Übergang des
Kolbens 44 vom ersten auf den zweiten Durchmesser 48.1, 48.2 ist
als Dichtkegel 49.1 ausgeführt, der mit einem Dichtsitz 49.2 im
Gehäuse
korrespondiert. Der längsbewegliche
Kolben 44 ist an der druckentlasteten Seite von einer Stellfeder 45 mit
einer Federkraft beaufschlagt und verbleibt in einem drucklosen
Zustand in einer Ausgangstellung, die in 2 dargestellt
ist, in welcher eine über
eine Kolbenbohrung 44.1 bestehende Fluidverbindung zwischen dem
Hauptbremszylinderanschluss 41 und dem Pumpenanschluss 42 vollständig freigegeben
ist. Während
eines ABS-Eingriffs wird der Kolben 44 von Seiten des Hauptbremszylinderanschlusses 41 mit einem
Druck beaufschlagt, der den Kolben 44 gegen die Federkraft
der Stellfeder 45 in Richtung des druckentlasteten Anschlusses 43' bewegt. Bei
Erreichen des maximalen Druckwerts und der korrespondierenden Anschlagstellung,
die in 3 dargestellt ist, dichtet der Dichtkegel 49.1 des
Kolbens 44 im Dichtsitz 49.2 des Gehäuses ab,
und die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss 41' und dem Pumpenanschluss 42' wird vom Kolben 44 vollständig unterbrochen.
Dadurch wird der Zufluss vom Hauptbremszylinder 2 zur Rückförderpumpe 25 unterbunden
und die Fluidsteuereinheit 3 kann in diesem Zustand eine
ABS-Regelung ausführen.
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Während eines
teilaktiven Zustands des Bremssystems wird der Kolben 44 des
Regelventils 40, 40' von
Seiten des Hauptbremszylinderanschlusses 41, 41' mit einem Druck
beaufschlagt, der den Kolben 44 gegen die Federkraft der
Stellfeder 45 in Richtung des druckentlasteten Anschlusses 43, 43' bewegt, wobei
die Fluidverbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss 41, 41' und dem Pumpenanschluss 42, 42' durch die Kolbenbewegung
reduziert wird. Bei Erreichen des maximalen Druckwerts befindet
sich der Kolben 44 in der korrespondierenden Anschlagstellung,
die in 3 dargestellt ist, in welcher die Verbindung zwischen
dem Hauptbremszylinderanschluss 41' und dem Pumpenanschluss 42' durch den Kolben 44 vollständig unterbrochen
ist. Dadurch wird ein weiterer Druckaufbau zur Rückförderpumpe 25 unterbunden.
Fällt der
aktuelle Druck im Regelventil 40' unter den maximalen Druckwert
ab, dann bewegt die Federkraft der Stellfeder 45 den Kolben 44 aus
der Anschlagstellung in Richtung Ausgangsstellung, wodurch die Verbindung zwischen
dem Hauptbremszylinderanschluss 41, 41' und dem Pumpenanschluss 42, 42' wieder freigegeben
wird. Damit ist sichergestellt, dass sich der Druck in der Leitung
zum Hauptbremszylinder 2 aufbauen kann, ohne den Druck
in der Saugseite der Rückförderpumpe 15, 25 über den
vorgegebenen maximalen Druckwert ansteigen zu lassen. In 3 bezeichnet das
Bezugszeichen 47 den maximalen Hub des Kolbens 44.
Während
eines ESP-Eingriffs verbleibt der Kolben 44 des Regelventils 40 in
der Ausgangstellung, wobei die Rückförderpumpe 15 in
diesem Zustand über
das Regelventil 40 und das Ansaugventil 11 parallel
Fluid ansaugt.
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Bei
dem in der nicht vorveröffentlichten
Patentanmeldung der Anmelderin (int. Az: R.318993) beschriebenen
Regelventil 40, 40' ist
der Durchmesser 48.1 des Kolbens 44, der über den
anstehenden Steuerdruck gegen die Rückstellfeder 45 in
Schließrichtung
bewegt wird, kleiner als der Durchmesser 48.2 des Dichtsitzes 49.1,
der den Dichtkegel 49.2 aufnimmt. Daher sollte der Steuerdruck
zur Betätigung
des Regelventils 40, 40' relativ hoch sein, wobei die Reibung
der Dichtelemente zu einer erhöhten Hysterese
des Schließdrucks
führen
kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Das
erfindungsgemäße Regelventil
für ein Fahrzeugbremssystem
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den
Vorteil, dass es einen Ventilkörper
mit einem Dichtsitz und ein mit einem Steuerkolben gekoppeltes Dichtelement
aufweist. Ein Dichtbereich des Dichtelements wirkt mit dem Dichtsitz
des Ventilkörpers
zu sammen, um einen wirksamen Druck an einem zweiten Fluidanschluss
auf einen vorgebbaren maximalen Druckwert zu begrenzen, wobei ein
wirksamer Durchmesser des Steuerkolbens größer oder gleich einem wirksamen
Durchmesser des Dichtelements ausgeführt ist, um die Regelgüte des Regelventils
zu verbessern bzw. einen erforderlichen Steuerdruck zur Betätigung des
Regelventils zu verringern. Das erfindungsgemäße Regelventil weist einen ersten
Fluidanschluss, einen zweiten Fluidanschluss und einen druckentlasteten
Anschluss zur Atmosphäre
auf, wobei der längsbewegliche
Steuerkolben an der druckentlasteten Seite von einer Stellfeder
mit einer Federkraft beaufschlagt ist und in einer Ausgangstellung
eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem
zweiten Fluidanschluss vollständig
freigibt. Das erfindungsgemäße Regelventil
kann in dem Fahrzeugbremssystem in vorteilhafter Weise die Funktion
eines Ansaugventils übernehmen
und kann zusätzlich
eine Rückführungspumpe
vor erhöhtem
Vordruck auf der Saugseite schützen.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch
1 angegebenen Regelventils für
ein Fahrzeugbremssystem möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass der Steuerkolben durch einen Stift mit dem
Dichtelement gekoppelt ist, wobei der Steuerkolben und das Dichtelement
auf verschiedenen Seiten des Ventilkörpers angeordnet sind, und
wobei der Stift durch eine Durchflussöffnung des Ventilkörpers geführt ist.
Das Dichtelement kann beispielsweise auf den Stift aufgesteckt werden und
am hinteren Bereich über
eine Dichtlippe am Stift abgedichtet sein. Zudem kann das Dichtelement
am vorderen Bereich einen radialen Bewegungsspielraum zum Stift
aufweisen. Dadurch können
Fertigungstoleranzen in vorteilhafter Weise ausgeglichen werden
und ein sicheres Schließen
des Ventils gewährleistet
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Regelventils ist der Stift
an einem Ende mit dem Steuerkolben verbunden, welcher über eine
erste Dichtung gegen eine erste Ventilwand abgedichtet ist, und
weist am anderen Ende einen Bund auf, an welchem eine zweite Dichtung
anliegt, welche über ein
sich am Dichtelement abstützendes
Federelement axial vorgespannt ist und den Stift gegen eine zweite
Ventilwand abdichtet. Die Dichtung am Stift sollte möglichst
reibungsarm sein, um eine zu große Hysterese zu vermeiden.
Dies wird durch die axiale Vorspannung der zweiten Dichtung durch
das Federelement erreicht. Damit kann in vorteilhafter Weise eine
radiale Vorspannung der Dich tung vermieden werden, was zu einer
Grundreibung im drucklosen Zustand führen könnte. Zudem kann die Dichtung beim
Anliegen eines höheren
Druckes druckunterstützt
dichten.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Regelventils bewegt ein
sich am ersten Fluidanschluss aufbauender Druck den Steuerkolben
gegen die Federkraft der Stellfeder in Richtung des druckentlasteten
Anschlusses, wobei die Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss
und dem zweiten Fluidanschluss durch die Bewegung des mit dem Steuerkolben
gekoppelten Dichtelements in vorteilhafter Weise reduziert werden
kann. Die Fluidverbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem
zweiten Fluidanschluss ist bei dem vorgegebenen maximalen Druckwert
am zweiten Fluidanschluss durch eine Anschlagstellung des Dichtbereichs
des Dichtelements im Dichtsitz des Ventilkörpers vollständig unterbrochen,
und die Federkraft der Stellfeder bewegt den Steuerkolben aus der
Anschlagstellung wieder in Richtung Ausgangsstellung, wenn am zweiten
Fluidanschluss der aktuelle Druck unter den maximalen Druckwert
abfällt.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Regelventils ist der erste
Fluidanschluss beispielsweise als Hauptbremszylinderanschluss ausgeführt, welcher
mit einem Hauptbremszylinder im Fahrzeugbremssystem gekoppelt ist,
und der zweite Fluidanschluss ist beispielsweise als Pumpenanschluss
ausgeführt,
welcher mit einer Rückförderpumpe
gekoppelt ist.
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Ein
erfindungsgemäßes Fahrzeugbremssystem
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 8 umfasst einen Hauptbremszylinder, eine Fluidsteuereinheit
und mindestens eine Radbremse, wobei die Fluidsteuereinheit zur
Bremsdruckmodulation der mindestens einen Radbremse in mindestens einem
Bremskreis jeweils ein Umschaltventil, ein Ansaugventil und eine
Rückförderpumpe
umfasst. Das Ansaugventil des mindestens einen Bremskreises ist in
vorteilhafter Weise als erfindungsgemäßes oben beschriebenes Regelventil
ausgeführt,
welches jeweils in einer Saugleitung zwischen der korrespondierenden
Rückförderpumpe
und dem Hauptbremszylinder eingeschleift ist. Somit übernimmt
das erfindungsgemäße Regelventil
im Fahrzeugbremssystem in vorteilhafter Weise die Funktion des Ansaugventils und
schützt
die Rückführungspumpe
zusätzlich
vor erhöhtem
Vordruck auf der Saugseite. Durch die Begrenzung des wirksamen Drucks
an der Saugseite der Rückförderpumpe
kann Verschleiß,
Reibung, Extrusion der Dichtungen in der Rückförderpumpe reduziert werden,
wodurch in vorteilhafter Weise auch eine Lecka ge der Rückförderpumpe
nach außen
reduziert, der Wirkungsgrad erhöht
und die Lebensdauer der Rückförderpumpe
deutlich verlängert
werden kann. Bei einer als Zahnradpumpe ausgeführten Rückförderpumpe wird außerdem ein
teurer, komplexer und hochdruckbeständiger Wellendichtring vermieden
und es kann eine kostengünstige
Wellendichtung eingebaut werden.
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Durch
die in den abhängigen
Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch
8 angegebenen Fahrzeugbremssystems möglich.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass der Steuerkolben des Regelventils während eines
Saugbetriebs der Rückförderpumpe
in der Ausgangstellung verbleibt, und während eines teilaktiven Zustands
des Fahrzeugbremssystems vom Hauptbremszylinderanschluss mit einem
Druck beaufschlagt ist, der den Steuerkolben gegen die Federkraft
der Stellfeder in Richtung des druckentlasteten Anschlusses bewegt. Der
Kolben unterbricht bei Erreichen des maximalen Druckwerts und der
korrespondierenden Anschlagstellung, in welcher der Dichtbereich
des mit dem Steuerkolben gekoppelten Dichtelements im Dichtsitz
des Ventilkörpers
abdichtet, die Fluidverbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss
und dem Pumpenanschluss vollständig.
Die Federkraft der Stellfeder bewegt den Steuerkolben aus der Anschlagstellung
wieder in Richtung Ausgangsstellung, wenn der aktuelle Druck am
Pumpenanschluss unter den maximalen Druckwert abfällt.
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In
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems
verbleibt der Steuerkolben des Regelventils im drucklosen Zustand
in der Ausgangstellung, und ist während eines ABS-Eingriffs vom
Hauptbremszylinderanschluss mit einem Druck beaufschlagt, der den
Steuerkolben gegen die Federkraft der Stellfeder in Richtung des
druckentlasteten Anschlusses bewegt. Der Steuerkolben unterbricht
bei Erreichen des maximalen Druckwerts und der korrespondierenden
Anschlagstellung, in welcher der Dichtbereich des mit dem Steuerkolben
gekoppelten Dichtelements im Dichtsitz des Ventilkörpers abdichtet,
die Fluidverbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss und
dem Pumpenanschluss vollständig,
wobei die Fluidsteuereinheit in diesem Zustand eine ABS-Regelung
ausführt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines herkömmlichen Fahrzeugbremssystems.
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2 und 3 zeigen
jeweils eine schematische Schnittdarstellung eines Regelventils
für das
Fahrzeugbremssystems gemäß 1.
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4 zeigt
ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems.
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5 und 6 zeigen
jeweils eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Regelventils
für das Fahrzeugbremssystem
gemäß 4.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Das
in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems 1' ist im Wesentlichen
gleich wie das herkömmliche
Fahrzeugbremssystem 1 gemäß 1 aufgebaut
und umfasst außer
einem ersten Regelventil 50 und einem zweiten Regelventil 50' die gleichen
Komponenten, welche gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. So
umfasst das Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Fahrzeugbremssystems 1' einen Hauptbremszylinder 2,
eine strichpunktiert dargestellte Fluidsteuereinheit 3' und vier Radbremsen 4.1,
bis 4.4, die jeweils einen zugehörigen nicht dargestellten Radbremszylinder
aufweisen. Jeweils zwei der vier Radbremsen 4.1 bis 4.4 sind
einem Bremskreis 10', 20' zugeordnet,
wobei jeder Bremskreis 10', 20' mit dem Hauptbremszylinder 2 verbunden
ist. So sind eine erste Radbremse 4.1, die beispielsweise an
einer Fahrzeughinterachse an der linken Seite angeordnet ist, und
eine zweite Radbremse 4.2, die beispielsweise an einer
Fahrzeugvorderachse an der rechten Seite angeordnet ist, einem ersten
Bremskreis 10' zugeordnet,
und eine dritte Radbremse 4.3, die beispielsweise an der
Fahrzeugvorderachse an der rechten Seite angeordnet ist, und eine
vierte Radbremse 4.4, die beispielsweise an einer Fahrzeughinterachse
an der linken Seite angeordnet ist, sind einem zweiten Bremskreis 20' zugeordnet.
Jeder Radbremse 4.1 bis 4.4 ist ein Einlassventil 13.1, 13.2, 23.1, 23.2 und
ein Auslassventil 14.1, 14.2, 24.1, 24.2 zugeordnet,
wobei über
die Einlassventile 13.1, 13.2, 23.1, 23.2 jeweils
Druck in der korres pondierenden Radbremse 4.1, bis 4.4 aufgebaut
werden kann, und wobei über
die Auslassventile 14.1, 14.2, 24.1, 24.2 jeweils
Druck in der korrespondierenden Radbremse 4.1, bis 4.4 abgebaut
werden kann.
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Wie
aus 4 weiter ersichtlich ist, ist der ersten Radbremse 4.1 ein
erstes Einlassventil 13.1 und ein erstes Auslassventil 14.1 zugeordnet,
der zweiten Radbremse 4.2 ist ein zweites Einlassventil 13.2 und
ein zweites Auslassventil 14.2 zugeordnet. der dritten
Radbremse 4.3 sind ein drittes Einlassventil 23.1 und
ein drittes Auslassventil 24.2 zugeordnet und der vierten
Radbremse 4.4 sind ein viertes Einlassventil 23.1 und
ein viertes Auslassventil 24.1 zugeordnet. Zudem weist
der erste Bremskreis 10' ein
erstes Ansaugventil 11',
ein erstes Umschaltventil 12, einen ersten Fluidspeicher 16 und
eine erste Rückförderpumpe 15 auf.
Der zweite Bremskreis 20' weist
ein zweites Ansaugventil 21',
ein zweites Umschaltventil 22, einen zweiten Fluidspeicher 26 und eine
zweite Rückförderpumpe 25 auf.
Die Rückförderpumpen 15, 25 der
beiden Bremskreise 10', 20' können beispielsweise
als Kolbenpumpen oder als Zahnradpumpen ausgeführt werden und werden im dargestellten
Ausführungsbeispiel
von einem gemeinsamen Elektromotor 35 angetrieben. Des
Weiteren umfasst die Fluidsteuereinheit 3' zur Ermittlung des aktuellen Bremsdrucks
eine Sensoreinheit 30. Die Fluidsteuereinheit 3' verwendet zur
Bremsdruckmodulation im ersten Bremskreis 10' das erste Umschaltventil 12,
das erste Ansaugventil 11' und
die erste Rückförderpumpe 15 und
zur Bremsdruckmodulation im zweiten Bremskreis 20' das zweite
Umschaltventil 22, das zweite Ansaugventil 21' und die zweite
Rückförderpumpe 25.
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Erfindungsgemäß sind die
Ansaugventile 11', 21' als Regelventile 50, 50' ausgeführt, welche jeweils
in einer Saugleitung zwischen der korrespondierenden Rückförderpumpe 15, 25 und
dem Hauptbremszylinder 2 eingeschleift sind. Die Regelventile 50, 50' werden nachfolgende
unter Bezugnahme auf 5 und 6 beschrieben.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das erste Regelventil 50 in 4 und 5 im
geöffneten
Ausgangszustand während eines
Saugbetriebs der ersten Rückförderpumpe 15 dargestellt,
und das zweite Regelventil 50' ist in 4 und 6 im
geschlossenen Zustand dargestellt.
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Wie
aus 5 und. 6 ersichtlich ist, weisen die
Regelventile 50, 50' jeweils
einen Hauptbremszylinderanschluss 51, 51', einen Pumpenanschluss 52, 52' und einen druckentlasteten
Anschluss 53, 53' zur
Atmosphäre
auf. Zudem umfassen die Regelventile 50, 50' jeweils einen
Ventilkörper 60 mit
einem Dichtsitz 61 und ein mit einem Steuerkolben 54 gekoppeltes
Dichtelement 59. Ein Dichtbereich 59.2 des Dichtelements 59 wirkt
mit dem Dichtsitz 61 des Ventilkörpers 60 zusammen,
um einen wirksamen Druck am Pumpenanschluss 52, 52' auf einen vorgebbaren
maximalen Druckwert zu begrenzen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Ventilkörper 60 an
einem Verstemmbereich 62 mit einer Ventilwand dicht verstemmt,
und ein wirksamer Durchmesser 58.1 des Steuerkolbens 54 ist
größer als
ein wirksamer Durchmesser 58.2 des Dichtelements 59 ausgeführt. Dies
ermöglicht
in vorteilhafter Weise eine Verbesserung der Regelgüte bzw.
eine Verringerung des Steuerdrucks zur Betätigung des Regelventils. Der
längsbewegliche
Steuerkolben 54 ist an der druckentlasteten Seite von einer
Stellfeder 55 mit einer Federkraft beaufschlagt und gibt
in der in 5 dargestellten Ausgangstellung
eine Fluidverbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss 51 und
dem Pumpenanschluss 52 vollständig frei.
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Wie
aus 5 und 6 weiter ersichtlich ist, ist
der Steuerkolben 54 durch einen Stift 57 mit dem
Dichtelement 59 gekoppelt, wobei der Steuerkolben 54 und
das Dichtelement 59 auf verschiedenen Seiten des Ventilkörpers 60 angeordnet
sind, d. h. der Steuerkolben 54 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
links vom Ventilkörper 60 angeordnet, und
das Dichtelement 59 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
rechts vom Ventilkörper 60 angeordnet.
Der Stift 57 ist zur Kopplung des Steuerkolbens 54 mit
dem Dichtelement 59 durch eine Durchflussöffnung des
Ventilkörpers 60 geführt. Das
Dichtelement 59 ist auf den Stift 57 aufgesteckt
und ist am hinteren Bereich über
eine beispielsweise aus Kunststoff gefertigte Dichtlippe 59.1 am
Stift 57 abgedichtet. Am vorderen Bereich weist das Dichtelement 59 einen
radialen Bewegungsspielraum 59.3 zum Stift 57 auf,
um Fertigungstoleranzen auszugleichen und ein sicheres Schließen des
Regelventils zu gewährleisten.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Stift 57 an einem Ende über Rastnasen in einer Sackbohrung
im Steuerkolben 54 eingerastet und so fest mit dem Steuerkolben 54 verbunden,
welcher über einen
ersten Dichtring 56.1 gegen eine erste Ventilwand 50.1 abgedichtet
ist. Alternativ kann der Stift 57 an einem Ende in die
Sackbohrung im Steuerkolben 54 eingepresst und so fest
mit dem Steuerkolben 54 verbunden werden. Am anderen Ende
weist der Stift 57 einen Bund 57.1 auf, an welchem
ein zweiter Dichtring 56.2 anliegt, welcher über ein
sich am Dichtelement 59 abstützendes Federelement 59.4 axial vorgespannt
ist und den Stift 57 gegen eine zweite Ventilwand 50.2 abdichtet.
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Während eines
ABS-Eingriffs wird der erste Durchmesser 58.1 des Steuerkolbens 54 von
Seiten des Hauptbremszylinderanschlusses 51, 51' mit einem Druck
von ungefähr
2 bar beaufschlagt, der den Steuerkolben 54 gegen die Federkraft
der Stellfeder 55 in Richtung des druckentlasteten Anschlusses 53, 53' bewegt und
zieht dabei über
den Stift 57 das Dichtelement 59 mit dem zweiten
Durchmesser 58.2 mit, bis der als Dichtkegel ausgeführte Dichtbereich 59.2 des
Dichtelements 59 in einer in 6 dargestellten
Anschlagstellung am Dichtsitz 61 des Ventilkörpers 60 anliegt.
Bei Erreichen des maximalen Druckwerts von ungefähr 2 bar und der korrespondierenden
Anschlagstellung, die in 6 dargestellt ist, dichtet der
als Dichtkegel ausführte
Dichtbereich 59.2 des Dichtelements 59 im Dichtsitz 61 des
Ventilkörpers 60 ab,
und die Fluidverbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss 51' und dem Pumpenanschluss 52' wird vollständig unterbrochen, wobei
die Fluidsteuereinheit 3' in
diesem Zustand eine ABS-Regelung ausführt. Da der Durchmesser des
Dichtbereichs 59.2 und der Durchmesser des Dichtsitzes 61 gleich
groß ausgelegt
werden können, kann
nach dem Schließen
des Regelventils 50, 50' ein höherer Druck des Hauptbremszylinders 2 gehalten
werden, ohne dass der hohe Druck bis zum Eingang der Rückförderpumpe 25 gelangt.
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Während eines
teilaktiven Zustands des Fahrzeugbremssystems 1' wird der Kolben 54 des Regelventils 50 von
Seiten des Hauptbremszylinderanschlusses 51 mit einem Druck
beaufschlagt, der den Kolben 54 gegen die Federkraft der
Stellfeder 55 in Richtung des druckentlasteten Anschlusses 53 bewegt,
wobei die Fluidverbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss 51 und
dem Pumpenanschluss 52 durch die korrespondierende Bewegung
des Dichtelements 59 reduziert wird. Bei Erreichen des
maximalen Druckwerts befindet sich der Kolben 54 in der
korrespondierenden Anschlagstellung, die in 6 dargestellt
ist, in welcher die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss 51' und dem Pumpenanschluss 52' durch das Dichtelement 59 vollständig unterbrochen
ist. Damit ist sichergestellt, dass sich der Druck in der Leitung
zum Hauptbremszylinder 2 aufbauen kann, ohne den Druck
in der Saugseite der Rückförderpumpe 25 über den
vorgegebenen maximalen Druckwert ansteigen zu lassen. Wird der aktuelle
Druck am Pumpenanschluss 52' reduziert,
indem beispielsweise die Rückförderpumpe 25 saugt,
dann bewegt die Federkraft der Stellfeder 55 den Kolben 54 aus
der Anschlagstellung in Richtung Ausgangsstellung, wodurch die Verbindung
zwischen dem Hauptbremszylinderanschluss 51, 51' und dem Pumpenanschluss 52, 52' wieder freigegeben
wird, bis durch eine Betätigung
des Hauptbremszylinders 2 der Druck von ungefähr 2 bar
erreicht wird. Die Rückförderpumpe 15, 25 weist
somit immer einen Vordruck auf, bleibt aber gegen den hohen Druck
des Hauptbremszylinders 2 geschützt. Im ESP-Fall bleibt das
Regelventil 50 offen und das Bremsfluid kann ungehindert
von der Rückförderpumpe 15 angesaugt
werden. In 6 bezeichnet das Bezugszeichen 57.2 den
maximalen Hub des Dichtelements 59.
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Das
erfindungsgemäße Regelventil
ermöglicht
dadurch, dass der Durchmesser des Steuerkolbens größer oder
gleich als der Durchmesser des Dichtelements ausgeführt werden
kann, dass die Regelgüte
verbessert bzw. der Steuerdruck zur Betätigung des Regelventils reduziert
werden kann. Zudem kann das erfindungsgemäße Regelventil im Fahrzeugbremssystem
die Aufgabe des Ansaugventils übernehmen
und kann zusätzlich
die Rückförderpumpe
vor erhöhtem
Vordruck auf der Saugseite schützen.