DE19842023A1 - Hydraulische Steuerventileinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Steuerventileinrich­ tung für die Verwendung in Systemen, mit denen der Schlupf von Fahrzeugrädern oder das Fahrzeugverhalten gesteuert wird, bei­ spielsweise bei Antiblockier-Bremssteuerungssystemen, sogenann­ ten ABS-Systemen oder Antischlupfregelungen. Genauer gesagt, die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Steuerventil­ einrichtung, bei der während eines normalen Bremsvorganges ein offener Kanal vorhanden ist und bei der auf einen Drosselkanal umgeschaltet wird, wenn eine hydraulische Drucksteuerung er­ folgt.

Bremseinrichtungen, bei denen ein Blockieren der Räder verhin­ dert wird, indem der Hydraulikbremsdruck elektronisch gesteuert wird, wenn ein abruptes Bremsen oder Starten stattfindet, sind an sich bekannt. Bei dieser Art von Vorrichtung werden Metall­ geräusche, beispielsweise Kratzen, Schwingungen, Klappern oder dergleichen erzeugt, wenn elektromagnetisch ein normalerweise offenes Ventil, nachstehend als hydraulische Steuerventilein­ richtung bezeichnet, in die Schließstellung umgeschaltet wird. Um derartige Geräuschentwicklungen zu verhindern, wird empfoh­ len, ein Schaltventil, das von einer Hydraulikdruckdifferenz betätigt wird, an der stromaufwärtigen Seite eines Einlaßven­ tils zu installieren, das in einer Hydraulik-Hauptbremsleitung liegt.

Obwohl derartige Maßnahmen Geräuschentwicklungen bis zu einem bestimmten Grade reduzieren können, erscheinen Verbesserungen im Hinblick auf Geräuschentwicklungen und Vibrationen immer noch wünschenswert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine hydrauli­ sche Steuerventileinrichtung anzugeben, mit der sich die Redu­ zierung von Geräuschentwicklungen weiter verbessern läßt.

Weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine hydraulische Steuer­ ventileinrichtung anzugeben, mit der sich bei einem Nachlassen der Bremskraft eine sanfte Druckreduzierung mit Sicherheit erreichen läßt und Fehlfunktionen der Steuerventileinrichtung zuverlässig vermieden werden.

Gemäß der Erfindung wird eine hydraulische Steuerventileinrich­ tung angegeben, die folgendes aufweist: eine Hülse, die in ei­ ner Bohrung des Gehäuses befestigt ist, welche in einer Haupt­ bremsleitung vorgesehen ist, die einen Hauptbremszylinder und einen Radbremszylinder miteinander verbindet; einen Anker, der gleitend verschiebbar in der Hülse installiert ist und eine Einlaßventilkomponente aufweist, welche durch die Einwirkung von elektromagnetischer Kraft öffnet bzw. schließt; einen Ma­ gnetkern, in welchem die Einlaßventilkomponente installiert ist, welcher in der Bohrung des Gehäuses zusammen mit der Hülse installiert ist und einen Bereich mit kleinerem Durchmesser be­ sitzt, der sich in das Gehäuse hinein erstreckt; eine Spulenan­ ordnung, welche den Anker elektromagnetisch betätigt; einen Ventilmechanismus im Inneren des Magnetkernes; ein normaler­ weise offenes Einlaßventil, welches die Hülse, den Anker, den Magnetkern, die Spulenanordnung und den Ventilmechanismus auf­ weist.

Ein Schaltventil ist an der stromaufwärtigen Seite des norma­ lerweise offenen Einlaßventils vorgesehen, wobei das Schaltven­ til einen offenen Kanal zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Radbremszylinder bildet, wenn ein normaler Bremsvorgang statt­ findet, jedoch zu einem Drosselkanal umschaltet, was mit einer Hydraulikdruckdifferenz zwischen der Seite des Hauptbremszylin­ ders und der Seite des Radbremszylinders möglich ist, wenn eine hydraulische Steuerung stattfindet. Das Schaltventil weist da­ bei einen äußeren Kolben auf, der gleitend verschiebbar außer­ halb von dem Bereich mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes vorgesehen ist sowie die in dem Gehäuse ausgebildete Bohrung in eine mit dem Hauptbremszylinder verbundene erste Hydraulikkam­ mer und eine mit dem Radbremszylinder verbundene zweite Hydrau­ likkammer unterteilt, wobei der äußere Kolben als Hülse mit einem geschlossenen Bodenbereich ausgebildet ist und wobei eine Feder vorgesehen ist, die eine Federkraft ausübt, um den äuße­ ren Kolben zu der Seite der Bodenfläche der Bohrung hin zu bewegen.

Mindestens ein Verbindungsloch fungiert als Hauptbremsleitung am Boden des Bereiches mit kleinerem Durchmesser des Magnet­ kernes; ferner ist ein Drosselkanal zwischen dem Boden des Bereiches mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes und der gegenüberliegenden Oberfläche des Bodenbereiches des äußeren Kolbens ausgebildet, welcher dem Boden des Bereiches mit klei­ nerem Durchmesser gegenüberliegt, wobei ein Umschalten erfolgt, wenn der äußere Kolben in der Richtung zum Schließen des Ver­ bindungsloches gleitet, das als offener Kanal fungiert, und zwar durch die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruck auf der Seite des Hauptbremszylinders und dem Druck auf der Seite des Radbremszylinders.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die hydrau­ lische Steuerventileinrichtung mit einem Einlaßventil versehen ist, das folgende Komponenten aufweist: einen inneren Kolben, der gleitend verschiebbar in dem Bereich mit kleinerem Durch­ messer des Magnetkernes vorgesehen ist; einen Einlaßventilsitz, der an der Oberfläche des inneren Kolbens ausgebildet ist, wel­ cher der Einlaßventilkomponente gegenüberliegt; ein Kappenteil, das an dem distalen Ende des Bereiches mit kleinerem Durchmes­ ser angeordnet ist; und eine innere Feder zwischen dem inneren Kolben und dem Kappenteil, welche im Betrieb einen Aufprall des Ventilmechanismus absorbiert, welcher die Einlaßventilkompo­ nente und den Einlaßventilsitz aufweist, wenn ein Schließen des Einlaßventils erfolgt.

Das mindestens eine Verbindungsloch fungiert dabei als Haupt­ bremsleitung und ist in dem Kappenteil vorgesehen, während der Drosselkanal zwischen dem Boden des Kappenteiles und dem Boden­ bereich des äußeren Kolbens vorgesehen ist, welcher dem Kappen­ teil gegenüberliegt; dabei erfolgt ein Umschalten, wenn der äußere Kolben in der Richtung zum Schließen von dem mindestens einen Verbindungsloch gleitet, das als großer Kanal fungiert, und zwar durch die Hydraulikdruckdifferenz des Hydraulikdruckes zwischen der Seite des Hauptbremszylinders und der Seite des Radbremszylinders.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung ist vorgesehen, daß der Drosselkanal, welcher eine Verbindung zwischen dem mindestens einen Verbindungsloch in dem Kappenteil und einer Bohrung durch den Bodenbereich des äußeren Kolbens schafft, entweder in dem Kappenteil oder der gegenüberliegenden Oberfläche des Bodens des äußeren Kolbens ausgebildet ist.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung ist vorgesehen, daß ein Loch mit kleinem Durchmesser, das als Drosselkanal fungiert und mit einer Bohrung durch den Boden­ bereich des äußeren Kolbens in Verbindung steht, in dem Kappen­ teil ausgebildet ist.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung ist vorgesehen, daß ein Entlastungskanal entweder zwischen dem inneren Kolben und einer Innenumfangsfläche des Bereiches mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes oder in dem inneren Kol­ ben ausgebildet ist und daß der Hydraulikdruck des Radbremszy­ linders zu dem Hauptbremszylinder über den Entlastungskanal ab­ gelassen wird, wenn der Hydraulikdruck des Hauptbremszylinders kleiner wird als ein bestimmter Wert unterhalb des Hydraulik­ druckes des Radbremszylinders.

In Weiterbildung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß ein Rückschlagventil vorgesehen ist, um eine Strömung von der Seite des Hauptbremszylinders des Entlastungskanals zu der Seite des Radbremszylinders zu verhindern. Das Rückschlagventil weist dabei einen zylindrischen Vorsprung auf, der entweder an der Endoberfläche des Einlaßventilsitzes des inneren Kolbens oder an dem Stufenbereich in dem Bereich mit kleinerem Durch­ messer des Magnetkernes ausgebildet ist, welcher der Endober­ fläche des Einlaßventilsitzes gegenüberliegt, wobei eine Strö­ mung durch den Entlastungskanal von dem zylindrischen Vorsprung und entweder der Endoberfläche des Einlaßventilsitzes, die ge­ gen den zylindrischen Vorsprung anliegt, oder den stufenförmi­ gen Bereich in dem Bereich mit kleinerem Durchmesser, der gegen den zylindrischen Vorsprung anliegt, unterbrochen wird.

In Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuerventileinrichtung ist schließlich vorgesehen, daß ein Hilfsdrosselkanal, der von einem Hohlraum oder einem Loch gebildet wird, zwischen dem Bo­ denbereich des äußeren Kolbens und dem Boden der Bohrung des Gehäuses vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungs­ beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnun­ gen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Längsschnitt einer hydraulischen Steuerventil­ einrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten Längsschnitt zur Erläuterung des wesentlichen Bereiches der hydraulischen Steuerven­ tileinrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung zur Erläuterung eines Einlaßventils und eines Schalt­ ventils der hydraulischen Steuerventileinrichtung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Dämpfungseffektes für störende Geräusche;

Fig. 5 einen vergrößerten Längsschnitt zur Erläuterung des wesentlichen Bereiches einer hydraulischen Steuerven­ tileinrichtung, wenn der Kanal mit großem Durchmesser des Schaltventils auf den Kanal mit kleinem Durchmes­ ser umgeschaltet wird;

Fig. 6 einen vergrößerten Längsschnitt zur Erläuterung des wesentlichen Bereiches der hydraulischen Steuerven­ tileinrichtung während der Entlastung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Hydraulikkreises für eine hydraulische Bremseinrichtung, die mit der hydraulischen Steuerventileinrichtung ausgerüstet ist;

Fig. 8 einen vergrößerten Längsschnitt des wesentlichen Bereiches der hydraulischen Steuerventileinrichtung einer anderen Ausführungsform, wobei ein Loch mit kleinem Durchmesser als Drosselkanal in einem Kappen­ teil ausgebildet ist;

Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8;

Fig. 10 einen vergrößerten Längsschnitt zur Erläuterung des Bodenbereiches eines äußeren Kolbens und einer Boh­ rung für einen anderen Hilfsdrosselkanal;

Fig. 11 einen vergrößerten Längsschnitt eines Rückschlagven­ tils gemäß einer anderen Ausführungsform, wobei ein zylindrischer Vorsprung an der Endoberfläche eines Ventilsitzes des inneren Kolbens ausgebildet ist; und in

Fig. 12 einen vergrößerten Längsschnitt eines Rückschlagven­ tils gemäß einer anderen Ausführungsform, wobei der zylindrische Vorsprung an einem Stufenbereich in einem Bereich mit kleinerem Durchmesser eines Magnet­ kernes ausgebildet ist.

Im folgenden wird zunächst eine erste Ausführungsform unter Be­ zugnahme auf die Fig. 1 bis 7 näher erläutert.

Fig. 7 zeigt einen Hydraulikkreis für eine hydraulische Brems­ einrichtung, die beispielsweise für ein Fahrzeug mit einer An­ tiblockier-Bremssteuerung vorgesehen ist.

Zwischen einem Hauptbremszylinder 10 und einem Radbremszylinder 11 ist eine Hauptleitung 12 vorgesehen. Eine normalerweise offene hydraulische Steuerventileinrichtung 13 gemäß der Erfin­ dung ist in der Hauptleitung 12 vorgesehen. Eine Rücklauflei­ tung 15 ist an die Hauptleitung 12 zwischen dem Radbremszylin­ der 11 und dem Hauptbremszylinder 10 der hydraulischen Steuer­ ventileinrichtung 13 angeschlossen. Das bedeutet, die hydrauli­ sche Steuerventileinrichtung befindet sich zwischen den beiden Enden der Rücklaufleitung 15.

Ein normalerweise geschlossenes Auslaßventil 16, ein Hilfs­ reservoir 17, eine hydraulische Pumpe 19, die von einem Motor 18 betrieben wird, und eine Dämpfungskammer 20 sind in der Rücklaufleitung 15 in Reihenschaltung angeordnet, um den hydraulischen Druck des Radbremszylinders 11 zur stromaufwärti­ gen Seite der hydraulischen Steuerventileinrichtung 13 zu füh­ ren, das heißt zu der Hauptleitungspassage 12a auf der Seite des Hauptbremszylinders 10, und zwar über das Auslaßventil 16 und die hydraulische Pumpe 19.

In der Rücklaufleitung 15 ist eine Rückschlagventil 21 zusammen mit Drosseleinrichtungen 22 mit reduziertem Querschnitt vorge­ sehen.

Die hydraulische Steuerventileinrichtung 13 gemäß der Erfindung ist eine Ventilkombination mit einem normalerweise offenen Ein­ laßventil 23, das mit elektromagnetischer Kraft betätigbar ist, und einem normalerweise offenen Schaltventil 24, das mit einer hydraulischen Druckdifferenz betätigbar ist. Das Schaltventil 24 befindet sich auf der stromaufwärtigen Seite des Einlaßven­ tils 23.

Eine Entlastungsleitung 26 mit einem Rückschlagventil 25 ist in der Hauptleitung 12 vorgesehen, und zwar zwischen der stromauf­ wärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des normalerweise offenen Einlaßventils 23.

Das Schaltventil 24 ist ein normalerweise offenes Ventil mit zwei Stellungen und zwei Richtungen, das mit Hilfe der hydrau­ lischen Druckdifferenz arbeitet. Das Ventil schaltet aus einer offenen Stellung in eine Drosselstellung, wenn die hydraulische Druckdifferenz zwischen dem Hauptbremszylinder 10 und dem Rad­ bremszylinder 11, welche auf die jeweiligen Kammern des Ventils wirkt, größer ist als ein bestimmter Wert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt der hydraulischen Steuerventil­ einrichtung 13, die folgendes aufweist: ein Gehäuse 30; eine stufenförmige Bohrung 31 in dem Gehäuse 30 mit einem Boden; eine Hauptleitungspassage 12a, welche die Bohrung 31 mit dem Hauptbremszylinder 10 verbindet; und eine Hauptleitungspassage 12b, welche eine Verbindung zu dem Radbremszylinder 11 her­ stellt.

Ein Magnetkern 32 eines Magnetventils ist in der Bohrung 31 eingebaut und an dem Gehäuse 30 befestigt. Dabei ist ein Schür­ zenbereich einer kuppelförmigen Hülse 33 außerhalb des Magnet­ kernes 32 an dem Gehäuse 30 befestigt, beispielsweise durch Verstemmen. Ein Anker 34 ist gleitend verschiebbar in der Hülse 33 eingebaut. Eine Rückstellfeder 36 ist zwischen dem Anker 34 und dem Magnetkern 32 eingebaut. Der Anker 34 und ein Ventil­ schaft 35 sind in ein Schaftloch 32a des Magnetkernes 32 einge­ setzt.

Außerhalb von der Hülse 33 ist eine ringwulstförmige Spulenan­ ordnung 37 vorgesehen.

Die oben beschriebene Anordnung ist im wesentlichen die gleiche wie ein üblicherweise bekanntes Magnetventil.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des wesentlichen Bereiches der hydraulischen Steuerventileinrichtung 13, während Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung zeigt, wie die Komponenten zusammengehören.

Das Einlaßventil 23 und das Schaltventil 24 werden von der Innenseite und dem Boden eines Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes 32 gebildet.

Ein zylindrischer innerer Kolben 38 ist gleitend verschiebbar in dem Bereich 32b mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes 32 eingebaut. Eine innere Feder 40 ist zwischen einem Kappen­ teil 39 des distalen Endes des Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser und dem inneren Kolben 38 vorgesehen. Das obere Ende des inneren Kolbens 38 in der schematischen Darstellung liegt gegen einen Stufenbereich 32 einer inneren Bohrung des Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser an, so daß die Ver­ schiebungsstellung und die Bewegung des inneren Kolbens 38 begrenzt sind.

Der normalerweise offene Ventilmechanismus weist eine Einlaß­ ventilkomponente 35a, die an dem distalen Ende des Ventilschaf­ tes 35 ausgebildet ist, und einen Einlaßventilsitz 38a auf, der an der Endoberfläche des inneren Kolbens 38 ausgebildet ist, welcher der Einlaßventilkomponente 35a gegenüberliegt. Der Ein­ laßventilsitz 38a ist an dem inneren Kolben 38 derart ausgebil­ det, daß die Bewegung des inneren Kolbens 38 Metallgeräusche des inneren Kolbens 38 vermeiden oder zumindest verringern kann, wenn die Einlaßventilkomponente 35a den Einlaßventilsitz 38a erreicht.

Ein Hohlraum oder ein Schlitz ist längs der Außenumfangsfläche des inneren Kolbens 38 eingeformt und bildet einen Entlastungs­ kanal 26 zusammen mit der Innenumfangsfläche des Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser. Dieser Entlastungskanal 26 wird ge­ schlossen oder abgesperrt, wenn die Endoberfläche 38b des Ein­ laßventilsitzes 38a des inneren Kolbens 38 gegen den Stufenbe­ reich 32c des Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser anliegt. Der Entlastungskanal 26 wird geöffnet, wenn die Endoberfläche 38b des Einlaßventilsitzes 38a des inneren Kolbens 38 sich von dem Stufenbereich 32c trennt.

Das bedeutet, der Kanal 26 fungiert als Entlastungskanal, der eine Strömung nur von einer nachstehend beschriebenen zweiten Hydraulikkammer 46 auf der Seite des Radbremszylinders 11 zu der Hauptleitungspassage 12a auf der Seite des Hauptbremszylin­ ders 10 ermöglicht, sowie als Rückschlagventil 25, welches eine Strömung von der Seite des Hauptbremszylinders 10 zu der Seite des Radbremszylinders 11 verhindert.

Der Entlastungskanal 26 kann auch als Einsatzloch mit kleinem Durchmesser in dem inneren Kolben 38 ausgebildet sein.

Ein zylindrischer äußerer Kolben 43 mit einem Bodenbereich 43a ist gleitend verschiebbar außerhalb des Bereiches 32b mit klei­ nerem Durchmesser für das Schaltventil 24 vorgesehen.

Ein zylindrisches Dichtungsmaterial 44 ist auf die Außenum­ fangsfläche des äußeren Kolbens 43 aufgebracht. Der Innenraum der Bohrung 31 wird von dem äußeren Kolben 43 und dem Magnet­ kern 32 verschlossen. Der Innenraum der Bohrung 31 ist mit dem zylindrischen Dichtungsmaterial 44 in eine erste Hydraulikkam­ mer 45 und eine zweite Hydraulikkammer 46 unterteilt. Die erste Hydraulikkammer 45 stellt eine Verbindung zu der Hauptleitungs­ passage 12a auf der Seite des Hauptbremszylinders 10 her, wäh­ rend die zweite Hydraulikkammer 46 eine Verbindung zu der Hauptleitungspassage 12b auf der Seite des Radbremszylinders 11 darstellt. Eine Verbindungsbohrung 32d, die in der radialen Richtung in dem Bereich 32b mit kleinerem Durchmesser ausgebil­ det ist, stellt eine Verbindung zwischen der Hauptleitungspas­ sage 12a auf der Seite des Hauptbremszylinders 10 und der zwei­ ten Hydraulikkammer 46 her.

Eine äußere Feder 47 ist zwischen einem Endbereich des Magnet­ kernes 32 und dem Ende der Öffnungsseite des äußeren Kolbens 43 vorgesehen und übt eine Federkraft auf den äußeren Kolben 43 in Richtung der ersten Hydraulikkammer 45 aus.

Die Hauptleitungspassage 12a ist auf der Seite des Hauptbrems­ zylinders 10 im Zentrum des Bodens der Bohrung 31 vorgesehen.

Eine Bohrung 43b im äußeren Kolben 43 ist in dem Bodenbereich 43a des äußeren Kolbens 43 vorgesehen. Diese Bohrung 43b im äußeren Kolben 43 hat eine große Abschrägung an der Seite des Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser. Diese Bohrung 43 ist abgeschrägt, um eine sanfte Fluidströmung zu erzeugen und eine Fehlfunktion des Schaltventils 24 bei einem plötzlichen Brems­ vorgang zu verhindern.

Ein Hohlraum oder ein Schlitz 43c ist längs des Bodenbereiches 43a des äußeren Kolbens 43 ausgebildet, um einen Hilfsdrossel­ kanal zu bilden. Der Hilfsdrosselkanal 43c dient dazu, eine Fehlfunktion des äußeren Kolbens 43 zu verhindern.

Außerdem ist eine Vielzahl von Verbindungslöchern 39a in dem Kappenteil 39 vorgesehen. Ein konkaver Hohlraum oder Schlitz 39b, der eine Verbindung zwischen den Verbindungslöchern 39a herstellt, ist in der äußeren Bodenoberfläche des Kappenteiles 39 vorgesehen.

Normalerweise bildet der äußere Kolben 43 einen Kanal mit großer Fläche für eine Fluidströmung durch Freigabe der Verbin­ dungslöcher 39a des Kappenteiles 39, und zwar durch eine Tren­ nung von dem distalen Ende des Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser aufgrund der Federkraft der äußeren Feder 47. Wäh­ rend einer hydraulischen Steuerung gleitet der äußere Kolben 43 in der Richtung, daß er die äußere Feder 47 zusammendrückt.

Dann liegt der Bodenbereich 43a des äußeren Kolbens 43 gegen das Kappenteil 39 an, um die Verbindungslöcher 39a zu ver­ schließen. Zur gleichen Zeit wird der Drosselkanal von dem Hohlraum oder Schlitz 39b zwischen dem Bodenbereich 43a und dem Kappenteil 39 gebildet, so daß der Kanal mit großer Fläche zu einem Kanal mit kleiner Fläche umgeschaltet wird.

Das normalerweise offene Schaltventil 24 weist das Kappenteil 39, den äußeren Kolben 43 und die äußere Feder 47 auf.

Der Drosselkanal kann in jeder von der planen Fläche des Boden­ bereiches des Kappenteiles 39 und des Bodenbereiches 43a des äußeren Kolbens 43 ausgebildet sein.

Zumindest ein kleiner Kanal wird zwischen dem Bodenbereich des Kappenteiles 39 und dem Bodenbereich 43a des äußeren Kolbens 43 gebildet.

Der Betrieb der hydraulischen Bremseinrichtung und der hydrau­ lischen Steuerventileinrichtung wird nachstehend näher erläu­ tert.

Fig. 7 zeigt einen Hydraulikkreis während eines normalen Brems­ vorganges. Bei einem normalen Bremsvorgang wird ein Hydraulik­ druck, der im Hauptbremszylinder 10 erzeugt wird, der Hauptlei­ tungspassage 12a und dem Schaltventil 24 sowie dem Einlaßventil 23 zugeführt, welche die hydraulische Steuerventileinrichtung 13 bilden. Dann wird der Hydraulikdruck dem jeweiligen Rad­ bremszylinder 11 über die Hauptleitungspassage 12b zugeführt, um die jeweiligen Räder zu bremsen.

Anhand von Fig. 2 wird der Betrieb der hydraulischen Steuerven­ tileinrichtung 13 bei einem normalen Bremsvorgang näher erläu­ tert. Die Einlaßventilkomponente 35a wird von dem Einlaßventil­ sitz 38a des inneren Kolbens 38 getrennt, und das Einlaßventil 23 wird geöffnet.

Die jeweiligen Verbindungslöcher 39a werden durch die Wirkung der Federkraft der äußeren Feder 47 auf dem äußeren Kolben 43 geöffnet. Dementsprechend kommunizieren der Hauptbremszylinder 10 und der Radbremszylinder 11 miteinander über den Kanal mit großer Fläche des Einlaßventils 23 und des Schaltventils 24.

Wenn kein Hohlraum 43c vorhanden wäre, dann würde eine große Menge an Fluid der ersten Hydraulikkammer 45 zugeführt, und der äußere Kolben 43 könnte in unerwünschter Weise in der Richtung gleiten, daß das Schaltventil 24 die Verbindungslöcher 39a drosseln würde. Der Radbremszylinder 11 hätte dann einen man­ gelnden Hydraulikdruck, wenn ein plötzlicher Bremsvorgang stattfindet, während das Schaltventil 24 offen ist. Wenn im Ge­ gensatz dazu der Hohlraum 43c vorgesehen ist, dann wird die Strömung zu der ersten Hydraulikkammer 45 auf einen kleinen Wert begrenzt, und der äußere Kolben 43 arbeitet nicht in uner­ wünschter Weise und verursacht keinen mangelnden Hydraulikdruck auf der Seite des Radbremszylinders 11 bei einem plötzlichen Bremsvorgang.

ABS-Steuerung und Betrieb der elektrischen Ausrüstung

Wenn bei der Anordnung gemäß Fig. 6 und 7 die nicht-darge­ stellte elektronische Steuereinheit einen Zustand feststellt, daß ein Rad während eines Bremsvorganges blockiert, dann werden das Einlaßventil 23, das Auslaßventil 16 und der Motor 18 mit Elektrizität versorgt. Die Pumpe 19 wird von dem Motor 18 akti­ viert, und der Ventilmechanismus mit dem Einlaßventil 23 und dem Auslaßventil 16 arbeiten in der Weise, daß sie öffnen bzw. schließen. Dieser Vorgang sorgt für ein Aufrechterhalten, Erhö­ hen und Verringern des Hydraulikdruckes beim jeweiligen Rad­ bremszylinder 11, um den Hydraulikdruck so einzustellen, daß ein Blockieren der Räder vermieden wird.

Während der hydraulischen Steuerung wird Fluid von dem Rad­ bremszylinder 11 durch das Auslaßventil 16 abgelassen. Das ab­ gelassene Fluid wird der Hauptleitungspassage 12a auf der stromaufwärtigen Seite der hydraulischen Steuerventileinrich­ tung 13 über die Rücklaufleitung 15 zugeführt.

Dämpfung von Geräuschen mit dem Einlaßventil

Der Betrieb der hydraulischen Steuerventileinrichtung 13 wäh­ rend einer Antiblockier-Bremssteuerung wird nachstehend erläu­ tert. Wenn die Spulenanordnung 37 gemäß Fig. 1 mit elektrischem Strom versorgt wird, dann wird eine elektromagnetische Kraft erzeugt. Diese elektromagnetische Kraft läßt den Anker 34 nach unten gleiten, und zwar gegen die Federkraft der Rückstellfeder 36. In Abhängigkeit von der Gleitbewegung des Ankers 34 er­ reicht die Einlaßventilkomponente 35a den Einlaßventilsitz 38a des inneren Kolbens 38, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, so daß das Einlaßventil 23 dadurch geschlossen wird. Wenn die elektrische Versorgung der Spulenanordnung 37 abgeschaltet wird, dann trennt sich die Einlaßventilkomponente 35 von dem Einlaßventilsitz 38a, und zwar durch die Kraft der Rückstellfe­ der 36, so daß dadurch das Einlaßventil 23 öffnet.

Wenn die Einlaßventilkomponente 35a den Einlaßventilsitz 38a erreicht, dann gleitet der innere Kolben 38 und drückt die in­ nere Feder zusammen. Somit werden Aufprallgeräusche und Fluid­ geräusche des Bremsfluid, die durch das Öffnen und Schließen des Einlaßventils 23 erzeugt werden, durch das Kontrahieren der inneren Feder 40 absorbiert.

Betrieb des Schaltventils (Fig. 5)

Das Schließen des Einlaßventils 23 hält den Hydraulikdruck der zweiten Hydraulikkammer 46. Wenn dann das Auslaßventil 16 ge­ öffnet wird, dann wird der Hydraulikdruck des Radbremszylinders 11 und der zweiten Hydraulikkammer 46 reduziert. Das Öffnen des Auslaßventils 16 reduziert nicht den Hydraulikdruck der ersten Hydraulikkammer 45; somit wird eine hydraulische Druckdifferenz zwischen der ersten Hydraulikkammer 45 und der zweiten Hydrau­ likkammer 46 erzeugt.

Wenn der Hydraulikdruck der ersten Hydraulikkammer 45 (Hauptbremszylinder) größer wird als der Hydraulikdruck der zweiten Hydraulikkammer 46 (Radbremszylinder), zusammen mit der Federkraft der äußeren Feder 47, dann gleitet der äußere Kolben 43 in der Richtung, daß er die äußere Feder 47 gegen ihre Fe­ derkraft zusammendrückt, und der Bodenbereich 43a des äußeren Kolbens 43 liegt gegen die Bodenfläche des Kappenteiles 39 an, so daß die Verbindungslöcher 39a geschlossen werden und ein Drosselkanal mit dem Hohlraum oder Schlitz 39b zwischen dem Bo­ denbereich 43a und dem Kappenteil 39 gebildet wird. Infolgedes­ sen schaltet das Schaltventil 24 von dem Kanal mit großer Flä­ che auf einen gedrosselten Kanal um.

Entlastungsbetrieb (Fig. 6)

Nach der Beendigung der hydraulischen Steuerung wird der Hydraulikdruck auf der Seite des Hauptbremszylinders 10 abge­ lassen. Wenn der Hydraulikdruck unter den vorgegebenen Wert des Druckes relativ zu dem Hydraulikdruck des Radbremszylinders ab­ fällt, dann verschiebt sich der äußere Kolben 43 zum Boden der Bohrung 31 hin. Der Entlastungskanal 26 wird von dem inneren Kolben 38 geöffnet, der sich rückwärts bewegt. Dementsprechend wird das Fluid des Radbremszylinders 11 durch den Entlastungs­ kanal 26 abgelassen. Der Druck für das Ablassen zum Hauptbrems­ zylinder 10 wird in Abhängigkeit von der Federkraft der inneren Feder 40 bestimmt.

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung er­ läutert. Bei dieser und weiteren Ausführungsformen werden glei­ che Teile wie bei der vorherigen Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, so daß deren Erläuterung nicht erneut erfolgt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine modifizierte Ausführungsform für den Drosselkanal. Bei dieser Ausführungsform ist ein Loch 39c mit kleinem Durchmesser durch das Zentrum des Kappenteiles 39 ausgebildet. Das Loch 39c mit kleinem Durchmesser fungiert als Drosselkanal. Normalerweise ist der äußere Kolben 43 von dem distalen Ende des Bereiches 32b mit kleinerem Durchmesser ge­ trennt, um die Verbindungslöcher 39a des Kappenteiles 39 zu öffnen, so daß ein Kanal mit großer Fläche gebildet wird.

Bei der hydraulischen Steuerung, die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläutert ist, gleitet der äußere Kolben 43, und der Bodenbereich 43a des äußeren Kolbens 43 liegt gegen das Kappenteil 39 an, um die Verbindungslöcher 39a zu schlie­ ßen. Der Drosselkanal wird dann von dem Loch 39c mit kleinem Durchmesser in dem Kappenteil 39 gebildet, um von dem Kanal mit großer Fläche zu dem Drosselkanal umzuschalten.

Bei dieser zweiten Ausführungsform wird der Drosselkanal von dem Loch 39c mit kleinem Durchmesser gebildet, der in einer ge­ raden Linie parallel zum Zentrum der Bohrung 31 ausgebildet ist. Das Fluid strömt gleichmäßig, auch wenn die Fläche des Ka­ nals reduziert ist.

Wie in Fig. 10 dargestellt, ist bei einer dritten Ausführungs­ form gemäß der Erfindung ein Hilfskanal 43c vorgesehen, um eine Fehlfunktion des äußeren Kolbens 43 zu verhindern; zu diesem Zweck ist ein kleines Loch zwischen der Bohrung 43b des äußeren Kolbens 43 und der Außenumfangsfläche des Bodenbereiches 43a des äußeren Kolbens 43 ausgebildet.

Die Fig. 11 und 12 zeigen einen Rückschlagventilmechanismus für eine vierte Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei diese zusammen mit dem Entlastungskanal 26 verwendet wird.

Gemäß Fig. 11 ist ein zylindrischer ringförmiger Vorsprung 38c an der Endoberfläche 38b des Einlaßventilsitzes 38a des inneren Kolbens 38 ausgebildet. In Fig. 12 ist ein zylindrischer ring­ förmiger Vorsprung 32f auf dem Stufenbereich 32c in dem Bereich 32b mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes 32 ausgebildet.

In beiden Beispielen kann durch das Anliegen des zylindrischen Vorsprunges 38c oder 32f gegen den Stufenbereich 32c in dem Be­ reich 32b mit kleinerem Durchmesser oder die Endoberfläche 38b des Einlaßventilsitzes 38a ein Rückschlagventil 25 für den Ent­ lastungskanal 26 gebildet werden, um eine Strömung von der Seite des Hauptbremszylinders 10 zu der Seite des Radbremszy­ linders 11 zu verhindern.

Durch das Vorsehen des zylindrischen Vorsprunges 38c oder 32f können bei diesen Ausführungsformen irgendwelche Hindernisse, wie z. B. Schmutzteilchen, besonders leicht entfernt werden, wenn derartige Hindernisse in dem Ventilmechanismus des Rück­ schlagventils 25 vorhanden sind, so daß sich eine ausgezeich­ nete Verunreinigungssteuerung ergibt.

Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile.

Das Vorsehen des Schaltventils an der stromaufwärtigen Seite des Einlaßventils reduziert nicht nur Fluidimpulse, die beim Öffnungs- und Schließbetrieb des Einlaßventils in der hydrauli­ schen Bremssteuerung hervorgerufen werden, sondern dämpft auch Fluidimpulse durch die Verwendung des Drosselkanals in Verbin­ dung mit der Seite des Hauptbremszylinders. Außerdem gleitet der innere Kolben gegen die Federkraft, wenn die Einlaßventil­ komponente den inneren Kolben am Einlaßventilsitz erreicht. So­ mit können Metallgeräusche oder Fluidimpulse, die beim Öffnen und Schließen des Ventils erzeugt werden, durch das Auslenken der Feder absorbiert werden, was eine bemerkenswerte Verbesse­ rung bei der Reduzierung von Geräuschen ergibt.

Da ein Kanal von dem Schaltventil zu dem Einlaßventil in einer nahezu geraden Linie vorgesehen ist, wird die Fluidströmung gleichmäßiger. Zur gleichen Zeit wird eine Fehlfunktion des Schaltventils in wirkungsvoller Weise verhindert durch das Vor­ sehen des Hilfsdrosselkanals in dem Bodenbereich des äußeren Kolbens.

Der Ventilmechanismus des Schaltventils weist das Kappenteil und die Oberflächendichtung des Bodenbereiches des äußeren Kol­ bens auf, so daß für ein zuverlässigeres Schließen des Schalt­ ventils gesorgt wird. Außerdem sind die Entlastungsschaltung für das Fluid und die Betätigungsschaltung für den äußeren Kol­ ben getrennt. Auf diese Weise ist ein genauerer Schaltventilbe­ trieb möglich.

Der zylindrische Vorsprung kann an der Endoberfläche des Ein­ laßventilsitzes des inneren Kolbens oder dem Stufenbereich in dem Bereich mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes vorgese­ hen sein, was für eine Antikontaminierungswirkung beim Rück­ schlagventil in dem Entlastungskanal sorgt.

Wenn der Hydraulikdruck des Hauptbremszylinders kleiner wird, dann wird, weil der Entlastungskanal zwischen dem Bereich mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes und dem inneren Kolben vorgesehen ist, Fluid in dem Hauptbremszylinder mit Sicherheit über den Entlastungskanal abgelassen.

Claims (7)

1. Hydraulische Steuerventileinrichtung, die folgendes auf­ weist:

• - eine Hülse (33), die in einer Bohrung (31) eines Ge­ häuses (30) befestigt ist, welche in einer Haupt­ bremsleitung (12) vorgesehen ist, die eine Verbindung zwischen einem Hauptbremszylinder (10) und einem Rad­ bremszylinder (11) bildet,
• - einen Anker (34), der gleitend verschiebbar in der Hülse (33) eingebaut ist und eine Einlaßventilkompo­ nente (35a) aufweist, welche durch die Einwirkung von elektromagnetischen Kräften öffnet bzw. schließt,
• - einen Magnetkern (32), in welchem die Einlaßventil­ komponente (35a) eingebaut ist, wobei der Magnetkern (32) in der Bohrung (31) des Gehäuses (30) innerhalb der Hülse (33) befestigt ist und einen Bereich (32b) mit kleinerem Durchmesser aufweist, der sich in die Bohrung (31) erstreckt,
• - eine Spulenanordnung (37), welche den Anker (34) elektromagnetisch betätigt,
• - einen Ventilmechanismus, der innerhalb des Bereiches (32b) mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes (32) angeordnet ist,
• - ein normalerweise offenes Einlaßventil (23), welches die Hülse (33), den Anker (34), den Magnetkern (32), die Spulenanordnung (37) und den Ventilmechanismus aufweist,
• - ein Schaltventil (24), das an der stromaufwärtigen Seite des normalerweise offenen Einlaßventils (23) vorgesehen ist,
• - wobei das Schaltventil (24) einen offenen Kanal zwi­ schen dem Hauptbremszylinder (10) und dem Radbremszy­ linder (11) bildet, wenn ein normaler Bremsvorgang vorliegt, und zu einem Drosselkanal umschaltet, und zwar durch eine Hydraulikdruckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruck auf der Seite des Hauptbremszylinders (10) und auf der Seite des Radbremszylinders (11), wenn eine hydraulische Steuerung erfolgt,
  wobei das Schaltventil (24) folgendes aufweist:
• - einen äußeren Kolben (43), der gleitend verschiebbar außerhalb des Bereiches (32) mit kleinerem Durchmes­ ser des Magnetkernes (32) vorgesehen ist und der die in dem Gehäuse (30) ausgebildete Bohrung (31) in eine mit dem Hauptbremszylinder (10) verbundene erste Hydraulikkammer (45) und eine mit dem Radbremszylin­ der (11) verbundene zweite Hydraulikkammer (46) teilt, wobei der äußere Kolben (43) als Buchse mit einem geschlossenen Bodenbereich (43a) ausgebildet ist, und
• - eine äußere Feder (47), die den äußeren Kolben (43) zu dem Boden der Bohrung (31) hin drückt, wobei zu­ mindest ein Verbindungsloch (39a), das als Haupt­ bremsleitung (12a) fungiert, am Boden des Bereiches (32b) mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes (32) sowie ein Drosselkanal (39b) vorgesehen sind, der zwischen dem Boden des Bereiches (32b) mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes (32) und der gegenüber­ liegenden Oberfläche des geschlossenen Bodenbereiches (43a) des äußeren Kolbens (43) ausgebildet ist, wel­ cher dem Boden des Bereiches (32b) mit kleinerem Durchmesser gegenüberliegt, wobei eine Umschaltung erfolgt, wenn der äußere Kolben (43) in der Richtung zum Schließen des Verbindungsloches (39a) gleitet, welches als offener Kanal arbeitet, und zwar durch die Druckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruck auf der Seite des Hauptbremszylinders (10) und auf der Seite des Radbremszylinders (11).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (23) folgendes aufweist:

• - einen inneren Kolben (38), der gleitend verschiebbar in dem Bereich (32b) mit kleinerem Durchmesser des Magnetkernes (32) vorgesehen ist,
• - einen Einlaßventilsitz (38a), der an der Oberfläche des inneren Kolbens (38) ausgebildet ist, welcher der Einlaßventilkomponente (35a) gegenüberliegt,
• - ein Kappenteil (39), das sich an dem distalen Ende des Bereiches (32b) mit kleinerem Durchmesser befin­ det, und
• - eine innere Feder (40) zwischen dem inneren Kolben (38) und dem Kappenteil (39), welche im Betrieb einen Aufprall des Ventilmechanismus absorbiert, der die Einlaßventilkomponente (35a) und den Einlaßventilsitz (38a) aufweist, wenn ein Schließen des Einlaßventils (23) erfolgt,

wobei das zumindest eine Verbindungsloch (39a), das als Hauptbremsleitung (12a) fungiert, in dem Kappenteil (39) vorgesehen ist und wobei der Drosselkanal (39b, 43c) zwi­ schen dem Boden des Kappenteiles (39) und dem Bodenbereich (43a) des äußeren Kolbens (43) vorgesehen ist, der dem Kappenteil (39) gegenüberliegt, wobei ein Umschalten er­ folgt, wenn der äußere Kolben (43) in der Richtung glei­ tet, um das zumindest eine Verbindungsloch (39a) zu schließen, das als großer Kanal fungiert, und zwar durch die Hydraulikdruckdifferenz zwischen dem Hydraulikdruck auf der Seite des Hauptbremszylinders (10) und auf der Seite des Radbremszylinders (11).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselkanal (39c, 43c), der eine Verbindung zwi­ schen dem mindestens einen Verbindungsloch (39a) in dem Kappenteil (39) und einer Bohrung (43b) durch den Bodenbe­ reich (43a) des äußeren Kolbens (43) herstellt, entweder in dem Kappenteil (39) oder der gegenüberliegenden Ober­ fläche des Bodenbereiches (43a) des äußeren Kolbens (43) ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Loch (39c) mit kleinem Durchmesser, das als Dros­ selkanal fungiert und mit einer Bohrung (43b) durch den Bodenbereich (43a) des äußeren Kolbens (43) in Verbindung steht, in dem Kappenteil (39) ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Entlastungskanal (26) entweder zwischen dem inne­ ren Kolben (38) und einer Innenumfangsfläche des Bereiches (32b) mit kleinerem Durchmesser oder in dem inneren Kolben (38) ausgebildet ist
und daß der Hydraulikdruck des Radbremszylinders (11) zu dem Hauptbremszylinder (10) hin über den Entlastungskanal (26) abgelassen wird, wenn der Hydraulikdruck des Haupt­ bremszylinders (10) niedriger wird als ein bestimmter Wert unterhalb des Hydraulikdruckes des Radbremszylinders (11).

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (32f, 38c) vorgesehen ist, um eine Strömung von der Seite des Hauptbremszylinders (10) des Entlastungskanals (26) zu der Seite des Radbremszylin­ ders (11) zu verhindern, wobei das Rückschlagventil (32f, 38c) einen zylindrischen Vorsprung aufweist, der an einer Komponente von der Endoberfläche des Einlaßventilsitzes (38a) des inneren Kolbens (38) und einem Stufenbereich in dem Bereich (32b) mit kleinerem Durchmesser des Magnet­ kernes (32) ausgebildet ist, welcher der Endoberfläche des Einlaßventilsitzes (38a) gegenüberliegt, wobei eine Strö­ mung durch den Entlastungskanal (26) von dem zylindrischen Vorsprung (32f, 38c) und entweder der Endoberfläche des Einlaßventilsitzes (38a), welche gegen den zylindrischen Vorsprung anliegt, oder dem stufenförmigen Bereich in dem Bereich (32b) mit kleinerem Durchmesser unterbrochen wird, welcher gegen den zylindrischen Vorsprung anliegt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hilfsdrosselkanal (43c) vorgesehen ist, der von einem Hohlraum oder einem Loch zwischen dem Bodenbereich (43a) des äußeren Kolbens (43) und dem Boden der Bohrung (31) des Gehäuses (30) gebildet ist.