DE2142552C2 - Drucksteuerventil für eine Antiblockierregelanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drucksteuerventil für eine Antiblockicrregelanlage. bei der in Abhängigkeit von einer durch Meßfühler erfaßbaren Regelgröße eine zu steuernde hydraulische Bremsleitung zwischen Radbremszylinder ur-.d Hauptzylinder durch ein Trennventil unterbrechbar ist, bei der das Bremsmedium im mit dem Radbremszylinder verbundenen Abschnitt durch VoIumencrwcilerung entspannbar ist, bei der die Volumenerwcitcrung von der Stellung eines von einem hydraulischen Druck gesteuerten Verdrängerkolbens abhängig ist, bei der der hydraulische Druck einer Hilfsdruckquelle gegen die Kraft eines Federpakets auf einen ersten Kolben einer Hiifskraftvorrichtung einwirkt und bei der die Hilfskraftvorrichtung im Zusammenwirken mit einem in mechanischen Eingriff mit dem ersten Kolben bringbaren zweiten Kolben bei Druckentlastung des ersten Kolbens infolge Ausfalls der Hilfsdruckquelle die Trennventile geöffnet hält.

Ein derartiges Drucksteuerventil ist aus der DE-OS 012 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist das Trennvenlil als Kugelsitzventil ausgebildet, das durch einen Stößel in einer geöffneten Stellung gehalten wird, solange keine Blockierregelung stattfindet. Der Stößel ist an einem in einer Gehäusebohrung geführten

Kolben befestigt, dessen dem Stößel abgewandte Stirnfläche vom Druck einer Hilfsdruckquelle beaufschlagt ist.

Wird durch Meßfühler ein drohender Blockierzustand am Fahrzeugrad erfaßt, so wird ein elektromagnetisch betätigbares Hydraulikventil derart umgesteuert, daß die normalerweise dem Druck der Hilfsdruckquelle ausgesetzte Stirnfläche des Kolbens druckentlastet wird. Durch den auf der anderen Stirnfläche lastenden Bremsdruck wird, der Kolben in der Gehäusebohrung verschoben, wodurch zunächst das Trennventil schließt und im weiteren eine Volumenerweiterung und eine entsprechende Druckabsenkung in dem mit dem Radbremszylinder verbundenen Abschnitt der Bremsleitung einsetzt. Bei Entregung des Hydraulikventils gelangt der Kolben wieder in seine Ausgangsstellung, in der das Trennventil geöffnet ist

In einer weiteren Gehäusebohrcng ist koaxial zum ersten Kolben ein zweiter Kolben geführt, der einerseits ständig dem Druck der Hilfsdruckquelle ausgesetzt und andererseits von einer vorgespannten Druckfeder belastet ist. Ein am zweiten Kolben sn^CTefoiinter Stöße! ra**! unter Abdichtung in die erste Gehäusebohrunf

Fällt der Druck der Hilfsdruckquelle aus oder unzulässig weit ab, so wird der zweite Kolben infolge der Federkraft soweit verschoben, bis der mit ihm verbundene Stößel am ersten Kolben zur Anlage kommt und das Trennventil ständig geöffnet hält Damit ist auch bei einer Störung der Hilfsdruckquelle ständig eine Verbindung zwischen Hauptzylinder und Radzylinder vorhanden.

Ein Drucksteuerventil mit den eingangs genannten Merkmalen ist ferner aus der DE-OS 20 46 059 bekannt, das ähnlich wie das vorstehend beschriebene Ventil arbeitet und aufgebaut ist Beiden Drucksteuerventilen ist gemeinsam, daß mehrere Kolben verschiebbar hintereinander im Gehäuse angeordnet sind. Daraus resultiert eine relativ große Baulänge, die bei der Packungsdichte im Kraftfahrzeug zu Einbau- und Wartungsschwierigkeiten führen kann. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es uaher, ein Drucksteuerventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das sich gegenüber bekannten Drucksteuerventilen durch einen kompakteren Aufbau, insbesondere eine geringe Baulänge, auszeichnet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Ausfall der Hilfsdruckquelle der zweite Kolben Bremsmedium aus einem Raum zu einem das Trenn ventil steuernden Verdrängerkolben verlagert und da3 der Hauptzylinder über ein bei ausgefallener Hilfsdruckquelle geöffnetes Ventil mit diesem Raum verbunden ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung ist es insbesondere vorteilhaft, daß bei Ausfall der Hilfsdruckquelle der das Trennventil in der Offenstellung haltende Kolben hydraulisch betätigt wird. Es ist somit möglich, die Achsen des zweiten Kolbens und des Verdrängerkolbens beliebig zueinander anzuordnen, wodurch eine Verkürzung der Baulänge bzw. eine Anpassung der Geräteabmessungen an den zur Verfugung stehenden Einbauraum erzielbar ist.

Zu einer zweckmäßigen Ausgestaltung gelangt man, wenn das Gehäuse einen Fortsatz mit einer abgestuften zylindrischen Ausnehmung aufweist, in deren engerem Teil der zweite Kolben dicht geführt ist, und wenn in dem verbleibenden Ringraum zwischen der Wand des Fortsatzes und dem zweiten Kolben der als Ringkolben ausgebildete erste Kolben dicht geführt ist, der mit einem radial nach innen weisenden Bund an seinem freien Ende in eine Abstufung am zweiten Kolben greift, und wenn eine auf der Mantelfläche des Fortsatzes gleitbare, durch das Federpaket belastete Hülse vorgesehen ist, deren radial nach innen weisender Bund in eine Ringnui am Ringkolben greift Zur Verkürzung der Baulänge ist ferner vorgesehen, daß das die Hülse konzentrisch umgebende Federpaket sich einerseits auf dem Boden eines gegen das Gehäuse montierten Federtopfes und andererseits an einem radial nach außen weisenden Bund der Hülse abstützt

Vorteilhaft ist es auch, den Ringraum zwischen der Wand des Fortsatzes und dem zweiten Kolben als Druckspeicher auszubilden und mit einer die Hilfsdruckquelle bildenden elektromotorisch angetriebenen Pumpe zu verbinden. Durch die Verlagerung des Druckmittelspeichers in das Innere des Gerätes kann auf einen separaten Speicher verzichtet werden. Nach Anflanschen einer elektromotorisch angetriebenen Pumpe lassen sich alle hydraulischen Bauteile der Aniiblockierregelanlage zu einem Gerät zusammenfassen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Antrieb der Pumpe durch den Rin^kolbcn schaltbar ist.

Vorteilhafterweise sind in den Zylinderbohrungen der Verdrängerkolbeneinheiten jeweils der das Trennventil steuernde Verdrängerkolben und ein Gegenkolben dicht angeordnet Eine Blockierregelung ist dadurch sichergestellt, daß der Zwischenraum zwischen Verdrängerkolben und Gegenkolben über ein in Ruhestellung geöffnetes Einlaßventil mit der elektromotorisch angetriebenen Pumpe bzw. dem als Druckspeicher dienenden Ringraum und über ein in Ruhestellung geschlossenes Auslaßventil mit dem Rücklauf verbunden ist

Das Drucksteuerventil kann ferner derart weitergebildet werden, daß der vom zweiten Kolben begrenzte Raum über ein in Richtung auf diesen Raum schließendes Sitzventil verbunden ist mit einer kleinen -Kammer. Diese Kammer ist über ein Rückschlagventil verbunden mit einer der mit dem Hauptzylinder in Verbindung stehenden, durch das Trennventil von der übrigen Zylinderbohrung der Verdrängerkolbeneinheiten trennbaren Kammern. Zweckmäßigerweise ist das Sitzventil zwischeii dem vom zweiten Kolben begrenzten Raum und der kleinen Kammer druckmittelbetätigt

In einer vorteilhaften Ausführung des D"ucksteuerventils ist vorgesehen, daß die Zylinderbohrungen aller in einem Bremssystem erforderlichen Verdrängerkolbeneinheiten im Gehäuse zueinander parallel und vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse angeordnet sind. In diesem Fall ergibt sich unter gewissen Voraussetzungen die kürzeste Baulänge. Je nach den vorliegenden Randbedingungen lassen sich diese Achsen jedoch auch beliebig zueinander anordnen.

Zur Blockierregelung sind die Einlaßventile und Auslaßventils abhängig von den Werten einer den Bewegungszustand der Räder darstellenden Regelgröße schaltbar. Vorzugs* eise sind die Einlaßventile und Auslaßventile elektromagnetisch betätigbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand von Fig. 1 und Fig.2 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Drucksteuerventil bei ungestörter Hilfsdruckquelle und

Fig.2 ein Drucksteuerventil bei ausgefallener Hilfsdruckquelle.

Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Ein Gehäuse 31 hat einen zentralen hohlzylindrischen Fortsatz 32. dessen Innenwand eine Abstufung 33 auf-

weist. Im innen gelegenen, engeren Abschnitt des Zylinders ist ein Kolben 34 verschiebbar und gegen die Zylinderwand abgedichtet angeordnet, wobei dieser Kolben 34 aus der Zylinderöffnung herausragt. In den zwischen Kolben 34 und Zylinderwand 35 verbleibenden Ringraum 36 ist ein Ringkolben 37 dicht eingeführt; an seinem aus dem Zylinder herausragenden Ende ist ein nach innen weisender Bund 38 vorgesehen, der unter eine entsprechende Abstufung 39 des Kolbens 34 greift. Auf der Mantelfläche des hohlzylindrischen Fortsatzes 32 gleitet eine Hülse 40, die wiederum mit einem nach innen weisenden Bund 41 in eine Ausnehmung am Ringkolben 37 faßt.

Ein konzentrisch angeordnetes Federpaket 42 liegt einerseits auf dem Boden eines gegen das Gehäuse 31 montierten Federtopfes 43 auf und stützt sich andererseits an einem radial nach außen weisenden Bund 44 der Hülse 40 ab. Der Ringraum 36 ist mit einer clektro-motorisch angetriebenen Pumpe 45 verbunden und dient als Druckspeicher. Im vor dem zentralen Zylinder gelegenen Teil des Gehäuses 31 sind senkrecht zur Mittellinie dieses Zylinders verlaufende Zylinderbohrungen 46 vorzugsweise parallel zueinander in einer Reihe vorgesehen. Ihre Zahl entspricht den im betreffenden Bremssystem zur Antiblockierregelung benötigten Druckmodulatoren. In jeder dieser Zylinderbohrungen 46 sind ein Verdrängerkolben 47 und ein Gegenkolben 48 verschiebbar und gegen die Zylinderwand abgedichtet angeordnet Der Raum 49 zwischen diesen beiden Zylindern ist durch eine Druckmittelleitung 50 und über ein in Ruhestellung geöffnetes Einlaßventil 51 mit der Pumpe 45 verbunden. Der im Raum 49 herrschende Druck hält den Verdrängerkolben 47 und den Gegenkolben 48 auf Abstand bzw. auf Anschlag an den beiden Enden der Zylinderbohrung 46. Der Raum 49 ist außerdem über ein in Ruhestellung geschlossenes Auslaßventil 52 an den Rücklauf 53 angeschlossen. Vor dem im hohlzylindriscnen Fortsatz 32 vom Kolben 34 begrenzten Raum 54 liegt eine kleine Kammer 55, beide sind durch ein in Richtung auf den Raum 54 schließendes Sitzventil 56 voneinander getrennt Der Raum 54 ist durch eine Druckmittelleitung 57 mit dem durch den Gegenkolben 48 am einen Ende der Zylinderbohrung 46 begrenzten Abschnitt 58 verbunden. Aus der Kammer 55 führt über ein in Richtung auf die Kammer 55 öffnendes Rückschlagventil 59 eine Druckmittelleitung in eine der von den einzelnen Zylinderbohrungen 46 durch Trennventile 60 getrennten Kammern 61. In jede dieser Kammern 61 mündet außerdem der mit dem Hauptzylinder 62 in Verbindung stehende Abschnitt 63 der Bremsleitung. Aus dem auf der anderen Seite des Trenn ventils 60 gelegenen, vom Verdrängerkolben 47 begrenzten Abschnitt

64 der Zylinderbohrungen 46 führt jeweils der Abschnitt

65 der Bremsleitung zu den einzelnen Radbremsen 66. Die Anlage arbeitet wie folgt:

F i g. 1 zeigt den betriebsbereiten Zustand. Durch die Pumpe 45, deren Motor durch den Ringkolben 37 schaltbar ist wird im Ringraum 36 Speicherdruck erzeugt der den Ringkolben 37 und die Hülse 40 in Anlage auf dem Boden des Federtopfes 43 und das Federpaket 42 in gespanntem Zustand hält. Speicherdruck herrscht außerdem im Raum 49 der Zylinderbohrung 46, so daß Verdrängerkolben 47 und Gegenkolben 48 auf Abstand gehalten werden; durch den auf Anschüag stehenden Verdrängerkolben 47 wird das Trennventil 60 von seinem Sitz abgehoben, also in geöffneter Stellung gehallen. Im Raum 54, der Kammer 55. dem Abschni» 58 der Zylinderbohrung 46 herrscht Niederdruck wie zunächst in der eigentlichen Bremsleitung. In diesem Zustand kann vom Hauptzylinder 62 aus durch den Abschnitt 63 der Bremsleitung, das geöffnete Trennventil 60 und den Abschnitt 65 der Bremsleitung Bremsdruck in der Radbremse 66 aufgebaut werden. Der Speicherdruck im Raum 49 hält den Verdrängerkolben 47 gegen den Bremsdruck in Ausgangsstellung. Gleichzeitig wird durch die für einen Bremskreis nur einmal vorgesehene Verbindungsleitung über das Rückschlagventil 59 aus

ίο den einzelnen Kammern 61 in der Kammer 55 Bremsdruck aufgebaut, der das Sitzventil 56 zum Raum 54 schließt. Raum 54 und Abschnitt 58 aller Zylinderbohrungen 46 bleiben weiter unter Niederdruck. Kommt eines der Räder durch überhöhte Verzögerung in einen kritischen Bewegungszustand, so werden durch entsprechende Betätigungssignale Einlaßventil 51 und Auslaßventil 52 der betreffenden Einheit in Schaltstellung gebracht. Der Raum 49 der Zylinderbohrung 46 wird von der Pumpe 45 getrennt und das Druckmittel entspannt sich durch das Auslaßventil 52 in den Rücklauf 53. infolgedessen kann der auf der Stirnfläche des Verdrängerkolbens 47 lastende Bremsdruck denselben in der Zylinderbohrung 46 verschieben, wodurch das Trennventil 60 geschlossen wird und sich der mit der Radbremse verbundene Abschnitt 64 der Zylinderbohrung 46 vergrößert, so daß der Druck in der Radbremse 66 reduziert wird und das Rad sich wieder beschleunigen kann. Hat das betreffende Rad einen bestimmten Bewegungszustand wieder erreicht, werden das Einlaßventil 51 und das Auslaßventil 52 in ihre Ruhestellung zurückgeschaltet, im Raum 49 wird erneut Druck aufgebaut, der den Verdrängerkolben 47 gegen den Bremsdruck in seine Ausgangsstellung zurückbringt und dabei das Trennventil 60 aufstößt, so daß eine neue Bremsung einsetzen kann.

Bei Ausfall des Speicherdrucks bzw. der Pumpe 45 muß vermieden werden, daß der Verdrängerkolben 47 in jedem Fail vorn Bremsdruck verschoben und Hauptzylinder 62 durch das Trennventil 60 von der Radbremse 66 getrennt wird, wodurch jede Bremsung verhindert würde.

Bei der oben beschriebenen Anlage bewegt bei Ausfall der Pumpe 45 bzw. des Speicherdrucks das gespannte Federpaket 42 die Hülse 40, welche durch den Eingriff mit dem Ringkolben 37 diesen mitnimmt und in den Ringraum 36, der nun ohne Druck ist, hineinschiebt. Nach einem kurzen Weg des Ringkolbens 37 schlägt sein nach innen weisender Bund 38 an die Ringfläche der Abstufung 39 des zentralen Kolbens 34, so daß auch dieser in der Bewegung mitgenommen wird und schließlich auf dem Boden des Raumes 54 zur Anlage kommt (siehe dazu F i g. 2). Bei der Bewegung des Kolbens 34 unter der Kraft des Federpakets 42 steigt der Druck im Raum 54 und auch in allen von den Gegenkolben 48 begrenzten Abschnitten 58 der Zylinderbohrungen 46, so daß die Gegenkolben 48 auf die Verdrängerkolben 47 zu bewegt werden und die Verdrängerkolben 47 in Anschlag und die Trennventile 60 offengehalten werden, so daß eine normale Bremsung wenn auch ohne Antiblok-

M) kierregelung möglich ist.

Bei dem oben beschriebenen Vorgang kann es infolge geringer Druckmittelverluste im Raum 54 dazu kommen, daß nicht alle Verdrängerkolben 47 bis auf Anschlag gehen und die entsprechenden Trennventile 60

h5 geschlossen bleiben. Bei einer darauffolgenden Bremsung sind die von den betreffenden Verdrängerkoiben 47 begrenzten Kammern 64 der Zylinderbohrungen 46 zunächst drucklos. Jedoch kann durch die nur einmal

vorgesehene Druckmittclleitung mit dem Rückschlagventil 59, die Kammer 55, das geöffnete Sitzventil 56 und die Druckmittelleitung 57 Bremsdruck auf die Bcaufschlagungsfläche der Gcgenkolbcn 48 gelangen, so daß auch diese restlichen Trennveniile 60 durch den jeweiligen Vcrdrängerkoiben 47 aufgestoßen werden.

Das Rückschlagventil 59 und die entsprechende Druckmittelverbindung mit der Kammer 55 ist nur einmal vorgesehen. Im Falle einer Zweikreisbremsanlage garanv-rt das Rückschlagventil 59 bei gleich/eiligem Ausfall des Speicherdrucks und eines Bremskreises die Funktion des verbleibenden Bremskreises.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Drucksteuerventil für eine Antiblockierregelanlage, bei der in Abhängigkeit von einer durch Meßfühler erfaßbaren Regelgröße eine zu steuernde hydraulische Bremsleitung zwischen Radbremszylinder und Hauptzylinder durch ein Trennventil unterbrechbar ist. bei der das Bremsmedium im mit dem Radbremszylinder verbundenen Abschnitt durch Volumenerweiterung entspannbar ist, bei der die Volumenerweiterung von der Stellung eines von einem hydraulischen Druck gesteuerten Verdrängerkolbens abhängig ist, bei der der hydraulische Druck einer Hilfsdruckquelle gegen die Kraft eines Feder- «s pakets auf einen ersten Kolben einer Hilfskraftvorrichtung einwirkt und bei der die Hilfskraftvorrichtung im Zusammenwirken mit einem in mechanischen Eingriff mit dem ersten Kolben bringbaren zweiten Kolben bei Druckentlastung des ersten KoI-bens infolge Ausfalls der Hilfsdruckquelle die Trennventile geöffnet hält, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausfall der Hilfsdruckquelle (Pumpe 45) der zweite Kolben (34) Bremsmedium aus einem Raum (54) zu einem das Trennventil (60) steuernden 2> Verdrängerkolben (47, 48) verlagert und daß der Hauptzylinder (62) über ein bei ausgefallener Hilfsdruckquelle geöffnetes Ventil (56) mit diesem Raum (54) verbunden ist.

2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch j< > gekennzeichnet, daß sein Gehäuse (31) einen Fortsatz (32) mit einer abgestuften zylindrischen Ausnehmung aufweist, hi deren jngerem Teil der zweite Kolben (34) dicht gefchr«. ist, und daß in dem verbleibenden Ringraum (36) zwisc. en der Wand (35) des r> Fortsatzes (32) und dem zweiten Kolben (34), der als Ringkolben (37) ausgebildete erste Kolben dicht geführt ist, der mit einem radial nach innen weisenden Bund (38) an seinem freien Ende in eine Abstufung (39) am zweiten Kolben (34) greift, und daß eine auf der Mantelfläche des Fortsatzes (32) glcitbare, durch das Federpaket (42) belastete Hülse (40) vorgesehen ist, deren radial nach innen weisender Bund (41/ in eine Ringnul am Ringkolbcn (37) greift.

3. Drucksteuerventil nach Anspruch 2, dadurch <r> gekennzeichnet, daß das die Hülse (40) konzentrisch umgebende Federpaket (42) sich einerseits auf dem Boden eines gegen das Gehäuse (31) montierten Federtopfes (43) und andererseits an einem radial nach außen weisenden Bund (44)der Hülse (40) abstützt, vt

4. Drucksteuerventil nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringraum (36) /.wischen der Wand (35) des Fortsatzes (32) und dem zweiten Kolben (34) als Druckspeicher ausgebildet ist und mit einer die Hilfsdruckquelle bildenden elektromotorisch angetriebenen Pumpe (45) verbunden ist.

5. Drucksteuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Pumpe (45) durch den Ringkolben (37) schaltbar ist.

6. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zylinderbohrungen (46) der Verdrängerkolbeneinheitcn jeweils der das Trennventil (60) steuernde Verdrängerkolbcn (47) und ein b5 Gegenkolben (48) dicht angeordnet sind.

7. Drucksteuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (49) zwischen Verdrängerkolben (47) und Gegenkolben (48) über ein in Ruhestellung geöffnetes Einlaßventil (51) mit der elektromotorisch angetriebenen Pumpe (45) bzw. dem als Druckspeicher dienenden Ringraum (36) und über ein in Ruhestellung geschlossenes Auslaßventil (52) mit dem Rücklauf (53) verbunden ist.

8. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vom zweiten Kolben (34> begrenzte Raum (54) über ein in Richtung auf diesen Raum

(54) schließendes Sitzventil (56) verbunden ist mit einer kleinen Kammer (55).

9. Drucksteuerventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte kleine Kammer

(55) über ein Rückschlagventil (59) verbunden ist mit einer der mit dem Hauptzylinder (62) in Verbindung stehenden, durch das Trennventi! (60) von der übrigen Zylinderbohrung (46) der Verdrängerkolbeneinheiten trennbaren Kammern (61).

10. Drucksteuerventil nach Anspruch 8 und 9. dadurch gekennzeichnet, daß das Sitzventil (56) zwischen dem vom zweiten Kolben (34) begrenzten Raum (54) und der kleinen Kammer (55) druckmittelbetätigt ist.

11. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß d^:je Zylinderbohrungen (46) aller in einem Bremssystem erforderlichen Verdrängerkolbcneinheiten im Gehäuse (31) zueinander parallel und vorzugsweise senkrecht zur Mittelachse angeordnet sind.

12. Drucksteuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile (51) und Auslaßventile (52), wie bekannt, abhängig von den Werten einer den Bewegungszustand der Räder darstellenden Regelgröße schaltbar sind.

13. Drucksteuerventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßventile (51) und Auslaßventile (52). wie bekannt, elektromagnetisch betätigbar sind.