DE2202996A1

DE2202996A1 - Vorrichtung zur bewirkung einer volumenveraenderung in einem abgeschlossenen drucksystem, insbesondere in einer hydraulischen bremsleitung eines mit einer antiblockierregelvorrichtung ausgeruesteten kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE2202996A1
Application number: DE19722202996
Authority: DE
Inventors: Juan Belart
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1972-01-22
Filing date: 1972-01-22
Publication date: 1973-07-26
Also published as: IT978269B; SE392691B; DE2202996C3; DE2202996B2; US3858945A; GB1418353A; FR2169121A1; FR2169121B1

Description

ALFRED TEVES GMBH P 3937

Frankfurt am Main SL/Mit/ho.

, H. Jan. 1972

J. Beiart - 100

Vorrichtung zur Bewirkung einer Volunenveränderung in einem abgeschlossenen Drucksystem, insbesondere in einer hydraulischen Bremsleitung eines mit einer Antiblockierregelvorrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bewirkiing einer Volumenveränderung in abgeschlossenen Drucksystemen, insbesondere in einer hydraulischen Bremsleitung eines mit einer Antiblockierregelvorrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeuge, wobei die Vorrichtung in Abhängigkeit einer Meßgröße druckgesteuert ist und bei Ausfall des Steuerdrucks durch eine mechanische Peder in Ausgangestellung gehalten wird.

Es ist bekannt, wenn in einem Drucksystem der Druck kurzzeitig verändert werden soll, dies durch die gesteuerte Bewegung eines Kolbens in einem mit dem Drucksystem verbundenen Zylinder zu bewirken, wobei natürlich zuvor die Verbindung mit der Druckquelle oder auch UnterdrückteHe zu unterbrechen ist.

Gerade auch in vielen Ausführungsformen von Antiblockieranlagen wird davon Gebrauch gemacht. Um das Blockieren der Fahrzeugräder und die damit verbundenen Gefahren während eines BremsVorgangs zu verhindern, wird in Abhängigkeit einer Regelgröße, häufig der Drehverzögerung des Rades, die hydraulische Verbindung zwischen Bremsbetätigungsvorrichtung und Radbremszylinder durch ein Trennventil unterbrochen und das Volumen des mit dem Radbremszylinder in Verbindung stehen den Abschnitts der Bremsleitung durch die gesteuerte Bewegung eines Verdrängerkolbens vergrößert, so daß der herrschende

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Bremsdruck reduziert wird. Ist die Blockiergefahr vorüber, wird durch die Rückbewegung des Kolbens und öffnen des Trennventils der Ausgangszustand wieder hergestellt.

In den meisten Vorrichtungen dieser Art ist das Trennventil mechanisch gekoppelt mit dem Verdrängerkolben und zwar in der Weise, daß ein durch die Ventildurchtrittsöffnung ragender Portsatz des Verdrängerkolbens das Ventilverschlußglied normalerweise von seinem Sitz abgehoben hält und bei der gesteuerten Bewegung des Verdrängerkolbens das Trennventil schließt. Sine solche Anordnung ist z.B. in der französischen Patentschrift 2 030 813 beschrieben. Der Verdrängerkolben wird durch einen auf seiner vom Trenn ventil abgev/andten Beaufschlagungsfläche lastenden Speicher- oder Steuerdruck in Ausgangsstellung una das Trennventil damit offengehalten. Bei Ansprechen der Regelung wird der Speicher- oder Steuerdruck von der Beaufschlagungsfläche des Verdrängerkolbens weggenommen und durch den auf der dem Trennventil zugewandten Ringfläche lastenden Bremsdruck wird der Verdrängerkolben verschoben und dabei das federbelastete Trennventil geschlossen, so daß der Druck in den Radbremszylindern reduziert wird. Pur den Pail, daß der Speicher- oder Steuerdruck einmal ausfallen sollte, ist, damit die Bremsanlage nicht ganz außer Betrieb gesetzt wird, ein durch den Speicheroder Steuerdruck gegen eine starke Feder vorgespannter Steuerkolben vorgesehen, der mit einem Portsatz in den Raum des Verdrängerkolbens ragt und bei ausgefallenem Speicherdruck durch die Kraft der Feder in Ausgangsposition hält, so daß eine normale Bremsung weiter möglich ist.

Fertigung und Montage bei einer solchen Anordnung sind deshalb schwierig und kostspielig, weil die Zylinderbohrungen der Kolben sowie die Kolben selbst und auch die Durchführung für den Fortsatz des Steuerkolbens in engen Toleranzen ausgeführt

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und genau zentriert werden müssen^ um die notwendige Funktionssicherheit der Anlage zu garantieren. Da der Zylinderraum des gesamten Gehäuses beidseitig mehrere Abstufungen und Verengungen bzw. Durchführungen aufweist, muß das Gehäuse aus mehreren Gehäuseteilen, in denen die entoprechenden Bohrungen ausgeführt werden, zusammengesetzt werden, was das Ausrichten und Zentrieren aller Teile weiter erschwert. Außerdem hat diese bekannte Anordnung den Kachteil, daß eo, wenn die Notfeder in Aktdon tritt, infolge von Fertigmigstoleransen oder geringer Druckmittelverluste während deο Betriebs vorkommen kann, daß das Trennventil nicht exakt offengehalten wird, also der normale Bremsvorgang gestört int. Dies gewinnt insbesondere Bedeutung bei einer Anordnung, wie sie die Anmelderin bereits in einem früheren Patent

(Patentanmeldung, amtl. Aktenzeichen P 21 42 552.5) vorgeschlagen hat, wobei nämlich mehrere in einer geregelten Bremsanlage notwendige Verdrängerkolbeneinheiten in einem Kompaktaggregat zusammengefaßt sind und bei Ausfall des Steueroder Speicherdrucks durch eine einzige gemeinsame Notfeder in Ausgangsstellung gehalten werden.

Aufgabe der "Erfindung ist es, eine Verdrängerkolbeneinheit zu schaffen, die die obengenannten Nachteile nicht aufweist, einfach und billig hinsichtlich Herstellung und Montage ist und ein zuverlässiges Arbeiten der gesamten Anlage gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine mehrteilig ausgeführte dem Steuerdruck in einer Richtung und dem Hauptdruck des Systems in der anderen Richtung Beaufschlagungsflächen bietende Verdrängerkolbeneinheit zusammen mit einem mit ihr zusammenarbeitenden Trennventil in einer Sackbohrung eines Gehäuses angeordnet ist und in der Hündung der Sackbohrung für den aus ihr herausragenden Teil der Verdrängerkolbeneinheit eine an diesem und an der Wand der Sackbohrung dichtende, in radialer Richtung elastische Durchführung vorgesehen ist.

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Die Verdrängerkolbeneinheit besteht aus einer die Volumenerweiterung eigentlich bewirkenden Hülse, deren eine Ringfläche vom Hauptdruck des Systems und deren andere Ringfläche vom in einen in der Sackbohrung entstehenden Ringraum einleitbaren Steuerdruck beaufschlagbar ist, sie besteht weiter aus einem in die Hülse gegen deren Wand abgedichtet hineinragenden Stößel und aus einer in der Hülse abgestützten, der Form des Stößels entsprechenden, mit ihrer Stirnfläche am Verschlußkörper des als Sitzventil ausgebildeten Trennventils anliegenden Kappe.

Die durch eine Druckfeder gegen einen radial nach innen weisenden Bund der Hülse vorgespannte Kappe ist durch seitliche Ausnehmungen druckausgeglichen.

Das aus der Durchführung herausragende Ende des Stößels ist bei Ausfall des Steuerdrucks durch eine Notfeder beaufschlagbar und um ein die Kappe gegen die Kraft der Feder vom Bund der Hülse abhebendes Maß und damit den Ventilverschlußkörper Uli einen den normalen Hub ⁿa^M überschreitenden Hub "b" von seinem Ventilsitz abhebend verschiebbar.

In die Mündung der Sackbohrung ist ein das aus der Sackbohrung herausragende Teil der Verdrängerkolbeneinheit dichtend umfassendes Führungselement mit Spiel eingesetzt und gegen die Wand der Sackbohrung durch einen Dichtring abgedichtet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der anhängenden Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Längsschnittt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung. Die gesamte Anordnung ist entlang der Längsachse gespalten dargestellt, wobei die obere Hälfte sämtliche Teile in Normalstellung zeigt und die untere Hälfte die Stellung derselben Teile bei ausgefallenem Speicher- oder Steuerdruck.

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Im Gehäuse 1 ist gemäß der Zeichnung von links nach rechts eine Sackbohrung 2 ausgeführt. Vom Boden der Sackbohrung 2 geht der Druckmittelanschluß 3 zur den Hauptdruck liefernden Druckquelle, im Falle einer Bremsanlage zum Hauptbremszylinder ab. An diesem beim Druokmittelanschluß 3 liegenden Ende ist in die Sackbohrung 2 ein kuraes Innengewinde 4 geschnitten, über das eine ein entsprechendes Außengewinde aufweisende Hülse 5 eingeschraubt ist, die durch eine in einer Ringnut angeordnete Dichtung 6 gegen die Wand der Sackbohrung 2 abgedichtet ist. In dem weiteren Raum der Sackbohrung 2 zugewandten Bereich der Hülse 5 ißt eine Querbohrung 7 vorgesehen, die mit einer Bohrung 7¹ im Gehäuse 1 korrespondiert und in den Abschnitt des Drucksystem3 führt, der durch Verschiebung des erfindungsgemäßen Verdrängerkolbens in seinem Volumen verändert werden soll, im Fall einer Bremsanlage den Radbremszylindern und betreffenden Zuleitungen. Eine Längsbohrung 8 führt aus der Querbohrung 7 in den weiteren Raum der Sackbohrung 2. An der Innenwand der Hülse 5 ist eine Abstufung vorgesehen, die den Ventilsitz 9 für die kegelige Mantelfläche des Ventilverschlußgliedes 10 des Trennventils bildet. Das Ventilverschlußglied 10 ist durch eine Feder 11, die sich einerseits auf einer in der Hülse 5 verankerten Ringscheibe 12 und andererseits auf einer Anschlagfläche 13 am Ventilverschlußkörper abstützt, in Schließrichtung vorgespannt. Bei geschlossenem Trennventil wird die Druckmittelverbindung zwischen dem Anschluß 3 und den Bohrungen 7,7* unterbrochen. Der zylindrische Fortsatz 14 des Ventilverschlußkegels ragt durch die Hülse 5.

In Ruhestellung mit ihrer eigenen Ringfläche an der Ringfläche dt;r Hülse 5* anliegend ist in der Sackbohrung 2_f gegen deren Wand durch einen 'Dichtring 15 abgedichtet,eine weitere Hülse 16 verschiebbar angeordnet. Diese Hülse 16 bildet das eigentliche Volumen verändernde Bauteil. Sie weist in ihrem

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vom Trennventil 9,10 abgelegenen Drittel einen radial nach innen weisenden Bund 17 auf. Eine vorgespannte Feder 18, die sich mit ihrem einen Ende auf der Ringfläche der Hülse 5 abstützt, hält den zu einem Bund 19 radial nach außen gebogenen Rand einer langgestreckten Kappe 20, deren Innendurchmesser etwa dem am Bund 17 entspricht, in Anschlag am Bund 17 der Hülse 16. Das Kopfende der Kappe 20 ist kegeistumpfförmig ausgebildet und die Stirnfläche liegt in Ruhestellung der Anordnung am durch die Hülse 5 ragenden Portsatz 14 des Ventilverschlußkörpers an. Seitlich in der Kappe 20, vorzugsweise an der Kegelfläche sind Ausnehmungen 21 vorgesehen, so daß die Kappe 20 immer druckausgeglichen ist. In die Hülse 16 hinein ragt am Bund 17 gleitend geführt ein Stößel 22, dessen Kopfende ebenfalls kegeistu ipfförmig ausgebildet ist und in Normalsteilung der Anordnung nur wenig bis über den Bund 17 hinausragt. Der Stößel 22 ist durch einen in die durch den Bund 17 entstehende Abstufung eingelegten Dichtring 23 gegen die Hülse 16 abgedichtet. Der Dichtring 23 ist mitsamt den zweckmäßigerweise beidseitig angeordneten Stützringen 24 durch eine in der Mündung der Hülse 16 verankerten Haltescheibe 25 gesichert. Hinter der Hülse 16 ist der Stößel 22 in der Sackbohrung 2 von einem Ringraum 26 umgeben, aus dem ein Druckmittelanschluß 27 über nicht dargestellte Wegeventile zu einer Speicherdruckoder Steuerdruckquelle oder in einen drucklosen Behälter führt. In einem gewissen Abstand zur Hülse 16 weist die Sackbohrung 2 eine kleine Abstufung 28 und anschließend eine Abschrägung 29 bis zur Mündung auf. In diese Abstufung 28 ist ein Führungselement 30, durch das der Stößel 22 dicht geführt ist, mit Spiel 31 eingesetzt. Das Führungselement 30 weist an seiner Mantelfläche eine abgeschrägte Abstufung 32 auf. In den Ringraum zwischen den beiden Schrägen an Sackbohrung 2 und Führungselement 30 ist eine Dichtung 33 eingelegt, die durch eine gegenmontierte Haltescheibe 34 gehalten ist. Durch das Spiel zwischen der Wand der Sackbohrung 2 und dem Führungselement 30

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und die Verformbarkeit der Dichtung 33 ist eine genaue Zentrierung des Stößels 22 mit dem Führungselement 30 in der Sackbohrung 2 nicht nötig, vielmehr kann sich der Stößel 22 bei der Montage in einem gewissen Toleranzbereich selbst ausrichten.

Am Stößel 22 ist außerdem ein Bund 35 angearbeitet, über den er an der Stirnfläche des Führungselementes 30 oder einer in diesem verankerten Haltescheibe 36 anliegt und so am Herausgleiten gehindert ist. Der Durchmesser des Teils des Stößels 22, der sich in Ruhestellung im Raum 26 befindet, ist gegenüber dem im Führungselement 30 geführten Teil um ein geringes Maß reduziert. In Ruhestellung ragt der Stößel 22 um ein bestimmtes, seinem Arbeitshub entsprechendem Maß über die Sackbohrung 2 hinaus, an seinem freien.Ende ist er durch eine nicht dargestellte durch Speicherdruck vorgespannte Not-Rückstellfeder beaufschlagbar.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende: In Normalstellung der Anlage ist der Raum 26 über den Druckmittelanschluß 27 mit einer Druckquelle verbunden, so daß die Hülse 16 gegen die Kraft der Feder 13 und gegen eventuell durch den Druckmittelanschluß 3 eingesteuerten Druck in Anlage an der Hülse 5 gehalten wird. Der Stößel 22 wird infolge des erwähnten Durchmesserunterschiedes in Anschlag an der Haltescheibe 36 gehalten. Andererseits wird durch den Druck im Raum 26 über den Bund 17 der Hülse 16 auch die Kappe 20 gegen die Kraft der Feder 18 in Ausgangsstellung, d.h. mit ihrer Stirnfläche in Anlage am Fortsatz 14 des Ventilverschlußkörpers und dieser von seinem Ventilsitz 9 gegen die Kraft der Feder 11 um den Hub ⁿaⁿ abgehoben gehalten. Der Druckmittelflurchtritt vom Anschluß 3 bis zum Anschluß 7' ist frei und es kann Druck im Falle einer Bremsanlage vom Hauptzylinder aus im Radbremszylinder aufgebaut werden. Die Kappe 20 ist durch ihre Ausnehmungen 21 hinsichtlich dieses vom Anschluß 3 aus

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eIngesteuerten Druckes druckausgeglichen, während der Stößel von ihm zusätzlich beaufschlagt und mit seinem Bund 35 in Anlage an der Haltescheibe 36 gehalten wird. Soll der Druck im am Anschluß 7* liegenden Abschnitt des Systeme, also beispielsweise im Radbremszylinder, vorübergehend gesenkt werden, so wird der Anschluß 27 des Raums 26 durch Schalten der nicht dargestellten Wegeventile von der Druckmittelquelle getrennt und mit einem drucklosen Behälter verbunden, so daß der Druck im Raum 26 abgebaut wird. Daraufhin wird die Hülse 16 durch den sie beaufschlagenden, vom Anschluß 3 her eingesteuerten Druck vorschoben. Durch die Kraft der vorgespannten Feder 18, die die Reibfcraft der Dichtungen 15/23 überwinden kann, macht die Kappe 20 die Bewegung der Hülse 16 mit und gibt so das Ventilverschlußglied frei, das ebenfalls vom eingesteuerten Druck beaufschlagt mit seiner Kegelfläche 10 auf dem Ventilsitz 9 aufsitzt und den Druckmitteldurchtritt für den eingesteuerten Druck sperrt. Die Hülse 16 kann sich nun noch um ein dem im mit dem Anschluß 7^f verbundenen Abschnitt herrschenden Druck entsprechendes Haß weiterbewegen, wodurch eine Volumenerweiterung und damit ein Druckabbau im selben Abschnitt eintreten. Die Bewegung des Kolbens 16 kann durch erneutes Schalten der obengenannten Wegeventile gestoppt und rückgängig gemacht werden, wodurch der alte Zustand wieder hergestellt wird.

Im Falle, daß der Speicher- oder Steuerdruck ausfallen sollte, wird die nicht dargestellte vorgespannte Not-Rückstellfeder nicht mehr niedergehalten, sondern sie beaufschlagt den aus der Führung herausragenden Stößel 22 und verschiebt ihn derart (siehe untere Hälfte der Figur), daß sich die Stirnfläche seines kegelstumpfförmigen Kopfendes an die entsprechende Innenfläche der Kappe 20 legt und diese mitsamt dem Ventilverschlußkörper um einen größeren Hub ^wb·· anhebt, wobei dann sein Bund 35 gegen die Ringfläche der Hülse 16 bzw. die Haltescheibe 25 schlägt und so die Hülse 16 in Ausgangsstellung

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gehalten wird. In diesem Zustand ist eine Volumenerweiterung zwar nicht mehr möglich, aber die Druckanlage selbst bleibt funktionsfähig, da der Druckmitteldurchttitt vom Anschluß 3 zum Anschluß 7' gewährleistet ist. Besonders bei einer Anordnung, die mehrere, von einer gemeinsamen Not-Rückstellfeder beaufschlagbare Vorrichtungen zur Volumenveränderung beinhaltet, ist eine Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft, da in den verschiedenen Einheiten unterschiedliche Toleranzen auftreten können, die durch den größeren Hub "b" des Ventilverschlußkörpers im Notfall überdeckt werden. Eine genaue Zentrierung an der Durchführung de3 Stößels erübrigt sich erfindungsgemäß. Die einzelnen Bauteile der Vorrichtung können in die Sackbohrung eines einstückigen Gehäuses nacheinander eingesetzt werden. Das Gehäuse muß nicht aus mehreren Gehäuseteilen bestehen, in denen Zylinderbohrungen mit engen Durchführungen vorgesehen werden müssen, die bei der Hontage auszurichten und zu zentrieren sind. Die Fertigungskosten werden daher wesentlich gesenkt bei Erhöhung der Funktionssicherheit.

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Claims

ALFRED TEVES GMBH P 3937

Frankfurt am Main ^_n SL/Mit/ho.

14. Jan. 1972

J. Beiart - 100

Patentansprüche

1. !Vorrichtung zur Bewirkung einer VoIumenveranderung in abgeschlossenen Drucksystemen, insbesondere in einer hydraulischen Bremsleitung eines mit einer Antibloekiervorrichtung ausgerüsteten Kraftfahrzeugs, wobei die Vorrichtung in Abhängigkeit einer Meßgröße druckgesteuert ist und bei Ausfall des Steuerdrucks durch eine mechanische Feder in Ausgangsstellung gehalten wird, dadurch gekennze lehne t, daß eine mehrteilig ausgeführte dem Steuerdruck in einer Richtung und dem Hauptdruck des Systems in der anderen Richtung Beaufschlagungsflächen bietende Verdrängerkolbeneinheit zusammen mit einem mit ihr zusammenarbeitenden Trennventil (10) in einer Sackbohrung (2) eines einstückig ausgebildeten Gehäuses (1) angeordnet ist und in der Mündung der Sackbohrung (2) für den aus ihr herausragenden Teil der Verdrängerkolbeneinheit eine an diesem und an der Wand der Sackbohrung (2) dichtende, in radialer Richtung elastische Durchführung vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängerkolbeneinheit aus einer die Volumenerweiterung eigentlich bewirkenden Hülse (16) deren eine Ringfläche vom Hauptdruck des Systems und deren andere Ringfläche vom in einen in der Saokbohrung (2) entstehenden Ringraum (26) einleitbaren Steuerdruck beaufschlagbar ist, aus einem in die Hülse (16) gegen deren

Wand abgedichtet hineinragenden Stößel (22) und aus einer

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in der Hülse (16) abgestützten, der Form des Stößels (22) entsprechenden mit ihrer Stifnlläche am Verschlußkörper (10,14) des als Sitzventil ausgebildeten Trennventils anliegenden Kappe (20) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch c e k e η η ze lehne t, daß die durch eine Druckfeder (10) gegen einen radial nach innen weisenden Bund (17) der Hülse (16) vorgeepannte Kappe (20) durch seitliche Ausnehmungen (21) druckausgeglichen ist.

4· Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 31 dadurch g e k e η r. zeichnet, daß das aus der Durchführung herausragende Ende des Stößels (22) bei Ausfall des Steuerdrucks durch eine Notfeder beaufschlagbar und um ein die Kappe (20) gegen die Kraft der Feder (18) vom Bund (17) der Hülse (16) abhebendes Maß und damit den Ventilverechlußkörper (14»10) um einen den normalen Hub "a" überschreitenden Hub "b" von seinem Ventilsitz (9) abhebend verschiebbar ist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze lehne t, daß in die Mündung der Sackbohrung (2) ein das aus der Sackbohrung (2) herausragende Teil der Verdrängerkolbeneinheit dichtend umfassendes Führungselement (30) mit Spiel eingesetzt ist und gegen die Wand der Sackbohrung (2) durch einen Dichtring (33) abgedichtet ist.

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