DE19504586A1 - Steuerbares Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein steuerbares Rückschlagventil, ins­ besondere ein Zentralventil für einen Hauptbremszylinder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein steuerbares Rückschlagventil der angegeben Art ist aus der DE 42 02 217 bekannt. Das steuerbare Rückschlagventil ist hierbei als Zentralventil in einem Hauptbremszylinder ausgebildet, der für verschiedene Fahrzeugtypen mit Antiblockiersystem eingesetzt werden kann. Das Zentralventil steuert hierbei eine Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Ausgleichsbehälter des bekannten Hauptbremszylinders. Hierbei können Druckschwankungen während der Regelvorgänge des Anti­ blockiersystems auftreten. Beispielsweise ist ein Öffnen des bekannten Zentralventils bei hohen Druckdifferenzen erforderlich. Um bei den dabei auftretenden hohen Strömungs­ geschwindigkeiten den Dichtkörper vor einer Zerstörung zu bewahren, wird bei dem bekannten Zentralventil vorgeschlagen, zwischen dem Dichtkörper und einem mit dem Ausgleichsbehälter verbundenen Raum eine Drossel anzuordnen.

Als nachteilig an dem bekannten Ventil ist anzusehen, daß sich beim Öffnen des Ventils zwischen Drossel und Dichtkörper ein druckloser Raum befindet in den das Dichtelement durch den im Druckraum herrschenden Druck hineingepreßt werden kann. Wird der Drosselquerschnitt so klein gewählt, daß beim Schließen des Ventils eine Zerstörung sicher vermieden wird, so kann dieser für die gewünschte Regelfunktion zu klein sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein steuerbares Rückschlagventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auch bei hohen Druckdifferenzen ohne die Gefahr einer Beschädigung seines insbesondere aus elastomerem Material oder aus Kunststoff bestehenden Dichtkörpers geöffnet werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dichtkörper gegen die Wandung der Ventilbohrung dichtet, in die eine oder mehrere Verbindungen zum Druckraum, beispiels­ weise Querbohrungen münden, welche andererseits mit dem Druckraum verbunden sind und die von dem Dichtkörper beim Öffnen bzw. Schließen des Rückschlagventils überfahren werden. Dies bewirkt, daß beim Öffnen bzw. Schließen des Ventil­ elements der Dichtkörper sowohl von der Ventilbohrung als auch von der bzw. den Querbohrungen aus mit dem gleichen Druck belastet wird. Ein derartig druckausgeglichener Dichtkörper unterliegt keinem durch Druckunterschiede ausgelösten Verschleiß.

Reicht der Ventilkopf auf der dem Druckraum abgewandten Seite des Dichtkörpers bis an die Wandung der Ventilbohrung heran, so wird dadurch eine axiale Abstützung des elastomeren Dichtkörpers ermöglicht.

Vorteilhafterweise ist das Dichtelement druckraumseitig mittels eines Federelementes vorgespannt, und/oder mit einem dem Druckraum abgewandten Stößel versehen.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventil wird das Problem des Öffnens und Schließens bei hohen Drücken dadurch gelöst, daß eine Dichtung über einen von beiden Seiten druckausgeglichenen Kanal, beispielsweise eine Querbohrung oder eine Nut bewegt wird. Dieses Prinzip hat den Vorteil, daß der Dichtkörper nicht in diesen Kanal gedrückt und dadurch beschädigt wird.

Bei anderen im Gebrauch befindlichen Ventilen findet beim Öffnungsvorgang durch das hohe Druckgefälle zwischen den zu verbindenden Räumen eine sehr hohe Belastung des Dichtkörpers statt, was die Lebensdauer dieser Ventile stark einschränkt. Diese hohe Belastung ist bei dem erfindungsgemäßen Ventil nicht vorhanden. Es arbeitet im Betrieb nahezu verschleißfrei. Neben dem nahezu verschleißfreien Betrieb zeichnet sich das erfindungsgemäße Ventil durch eine hohe Standfestigkeit, einen geringen Stückpreis, eine bessere Montage und eine höhere Prozeßsicherheit sowie einen einfachen Aufbau und geringen Bauraumbedarf aus. Außer in dem beschriebenen Anwendungsgebiet eines mit Zentralventil versehenen Bremshauptzylinders kann ein derartiges Ventil auch in anderen Geberzylindern, Reglern, Begrenzern, Bremskraftverstärkern sowie weiteren hydraulischen Aggregaten vorteilhaft eingesetzt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand zweier Ausführungsbeispiele. Dabei zeigen

Fig. 1 eine erste Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Rückschlagventils und

Fig. 2 eine zweite Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Rückschlagventils

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil mit einem in einer Ventilbohrung 1 geführten Ventilelement 2, welches einen Ventilkopf 3 aufweist, der mit einem Dichtkörper 4 versehen ist. Der Dichtkörper 4 ist ringförmig ausgebildet und besteht aus einem elastomeren Werkstoff, hier kann auch Kunststoff oder ein anderer, geeigneter Werkstoff vorgesehen sein. Er liegt dichtend an der Ventilbohrung 1 an, die zu einem Druckraum 5 hin offen ist. Auf seiner dem Druckraum 5 abgewandten Seite wird der Dichtkörper 4 von dem Ventilkopf 3 abgestützt, der in diesem Bereich bis an die Wandung der Ventilbohrung 1 heranreicht. Das Ventilelement 2 wird mittels eines Federelements 6 in seine in Fig. 1 abgebildete Schließstellung vorgespannt.

In der Wandung der Ventilbohrung 1 ist zumindest eine Querbohrung 7 angeordnet, die einerseits in die Ventilbohrung 1 und andererseits in den Druckraum 5 mündet. In der dargestellten Schließstellung des Ventilelements 2 befindet sich die ventilbohrungsseitige Öffnung der Querbohrung 7 auf der dem Druckraum 5 zugewandten Seite des Dichtkörpers 4. Anstatt einer Querbohrung 7 kann hier vorteilhafterweise auch eine gestrichelt angedeutete Längsnut 7′ angeordnet sein, die auf derselben Höhe wie die Querbohrung endet und sich von dort in Richtung Druckraum 5 erstreckt. In der folgenden Beschreibung kann statt einer Querbohrung 7 immer auch eine Längsnut 7′ vorgesehen sein.

Ein Öffnen des Ventilelements 2 kann entweder durch einen im Druckraum 5 herrschenden Unterdruck bezüglich der druckraum­ abgewandten Seite des Ventilelements 2 hervorgerufen werden oder durch ein von außen gesteuertes Verschieben des Ventil­ elementes 2 in seine Öffnungsstellung. Im Ausführungsbeispiel wird dazu ein auf der druckraumabgewandten Seite des Ventil­ elements 2 abgewandten Stößel 8 mechanisch betätigt. Zum Öffnen bewegt sich das Ventilelement 2 nach rechts wobei der Dichtkörper 4 die zumindest eine Querbohrung 7 überfährt. Dabei liegt am Dichtkörper 4 sowohl von Querbohrung 7 her als auch im Bereich der Ventilbohrung 1 der gleiche, im Druckraum 5 herrschende Druck an. Ein möglicherweise den Dichtkörper 4 zerstörender Druckunterschied liegt nicht vor. Der Dichtkörper 4 liegt in seinem dem Druckraum 5 zugewandten Bereich an der Ventilbohrung 1 an, während er in seinem rückwärtigen, dem Druckraum 5 abgewandten Bereich einen geringeren Durchmesser als die Ventilbohrung 1 aufweist. Sobald dieser Bereich und der sich daran anschließende tellerförmige Bereich des Ventilkopfs 3 die Querbohrung 7 überfahren, ist das Ventil geöffnet. Zum Schließen überfährt zunächst der aus einem stabilen Material, beispielsweise aus Metall bestehende Ventilkopf 3 die Querbohrung 7 worauf anschließend der auch in diesem Fall beidseitig mit dem im Druckraum 5 herrschenden Druck beaufschlagte Dichtkörper 4 die Querbohrung 7 überfährt und somit das Ventil schließt.

Fig. 2 zeigt den vorderen Teil eines Kolbens 9 der mittels einer Dichtmanschette 10 in der Bohrung eines hier nicht dar­ gestellten Bremshauptzylinders geführt wird. Dabei dient ein im Bremshauptzylinder befestigter bzw. an diesem zum Anschlag bringbarer Querstift 11 als Anschlag für den Stößel 8 des Ventilelements 2. Der Stößel 8 weist Führungsrippen 12 auf, mit denen er in einer sich an die Ventilbohrung 1 anschließen­ den Bohrung 13 des Kolbens 9 geführt wird. Der Freiraum zwischen den Führungsrippen 12 sowie axiale Nuten 14 in der Bohrung 13 bilden eine Druckmittelverbindung vom Bereich des Querstifts 11 zum Ventilkolben 3. Auf der dem Druckraum 5 zugewandten Seite des Ventilkopfs 3 ist ein flächiger Dicht­ körper 4 durch Anspritzen bzw. Aufvulkanisieren befestigt, der eine an der Wandung der Ventilbohrung 1 anliegende umlaufende Dichtlippe 15 und einen Zentrierwulst 16 aufweist, an dem das Federelement 6 zentriert ist. Das Federelement 6 stützt sich andererseits an einer mit einer zentralen Öffnung 17 ver­ sehenen Stützplatte 18 ab, die fest mit dem Kolben 9 verbunden ist. Der flächige Dichtkörper 4 kann auch einfach nur am Ventilkopf 3 anliegen bzw. mit einem Vorsprung 20 form­ schlüssig verbunden sein.

In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Rückschlagventil in seiner Offenstellung abgebildet, in der die Querbohrungen 7 auf der dem Druckraum 5 abgewandten Seite des Dichtkörpers 4 in die Ventilbohrung 1 münden und somit eine Verbindung zwischen Druckraum 5 und einem nicht dargestellten Nachlaufbehälter, der mit dem Raum in dem sich der Querstift 1 befindet ver­ bunden ist, herstellt. Eine Relativbewegung des Kolbens 9 bezüglich des Querstifts 11 nach rechts bewirkt, daß das Ventilelement 2 durch die Kraft des Federelements 6 nach links verschoben wird, so daß die Querbohrungen 7 von der Dichtlippe 15 überfahren werden. Dabei liegt sowohl an der radial inneren Seite der Dichtlippe 15 (Innenraum der Ventilbohrung 1) als auch an deren radial äußeren Seite (Querbohrungen 7) der gleiche Druck an.

Erfindungsgemäß wird somit ein steuerbares Rückschlagventil vorgeschlagen, bei dem ein bewegter Dichtkörper 4 eine druckausgeglichene Querbohrung 7 zum Öffnen bzw. Schließen überfährt. Dabei tritt kein Druckgefälle zwischen den zu verbindenden Räumen auf, der Dichtkörper 4 wird geschont.

Claims (5)

1. Steuerbares Rückschlagventil, insbesondere für Haupt­ bremszylinder, mit einem mechanisch gegen die Strömungsrichtung in seine Offenstellung bewegbaren Ventilelement (2), das einen Ventilkopf (3) mit einem Dichtkörper (4) aufweist und in einer mit einem Druckraum (5) verbundenen Ventilbohrung (1) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (4) gegen die Wandung der Ventilbohrung (1) dichtet, in die zumindest eine Verbindung (7) zum Druckraum mündet, die von dem Dicht­ körper (4) beim Öffnen bzw. Schließen des Rückschlag­ ventils überfahren wird.

2. Steuerbares Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkopf (3) auf der dem Druckraum (5) abgewandten Seite des Dichtkörpers (4) bis an die Wandung der Ventilbohrung (1) heranreicht.

3. Steuerbares Rückschlagventil nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil­ element (2) druckraumseitig mit einem Federelement (6) vorgespannt ist.

4. Steuerbares Rückschlagventil nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil­ element (2) mit einem druckraumabgewandten Stößel (8) versehen ist.

5. Steuerbares Rückschlagventil nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Ventil in einer Hydraulikeinheit einer schlupfgeregelten Brems­ anlage eingesetzt ist.