DE2420187A1 - Hydraulisches bremsventil - Google Patents

Description

R. 20 5 1

4.4.1974 My/Ma

Anlage zur

Patent- und Gebrauchsmusterhilf sanraeldung

ROBERT BOSCH GMBH, STUTTGAHT Hydraulisches Bremsventil

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bremsventil, insbe-

anhänger sondere zum Steuern einer Fahrzeug-Bremsanlage, mit einem in einer Bohrung eines Gehäuses angeordneten Steuerglied, das in ungebremstem Zustand einen Pumpen-Anschluss absperrt und abhängig von einer Bremskraft den Druck in einem Bremsen-Anschluss regelt, wozu es die Verbindungen von letzterem zum Pumpen-Anschluss und zu einem Rücklauf-Anschluss steuert und entgegen der Bremskraft vom Druck im Bremsen-Anschluss beaufschlagt wird, mit Jeweils einer den Anschlüssen für Pumpe, Bremse und Rücklauf zugeordneten ersten, zxveiten bzw. dritten Steuerkammer und mit einer zwischen einer Betätigungsvorrichtung und dem

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Steuerglied geschalteten Einrichtung zum Begrenzen der ...... ......:-.. ..,,,, maximalen Bremskraft, welche eine zwischen zwei relativ. _; ..._vr.,._: zueinander beweglichen Gliedern angeordnete, vorgespannte .,-_3β j Feder und einen gehäusefesten Anschlag aufweist. . .. .

Es ist ein hydraulisches Bremsventil der erwähnten Art für _: einen geschlossenen Kreis bekannt, das zum Steuern der Ver-· . bindungen zwischen Pumpen-, Bremsen- und Rücklauf-Anschluss Sitzventile aufweist. Das zweiteilige Steuerglied und die Ausbildung mit Sitzventilen machen das Bremsventil, relativ _ aufwendig und teuer. Ein bewegliches Teil des Steuerglieds _ dichtet am Aussen.umfang.mit Q-Ringen at, was. steine Reibung. . .., in der Gehäusebohrung erhöht und ein genaues Arbeiten des Bremsventils, ungünstig beeinflusst. Ferner ist von Nachteil,, dass die ständig unter hohem Druck stehende, mit dem Pumpen-Anschluss verbundene Steuerkammer nach aussen abgedichtet werden muss. Vor allem aber können beim Entlasten des Bremsen-Anschlusses im Bereich des Rücklauf-Anschlusses Druckstösse auftreten, die zusätzlich zum Bremsdruck am Steuerglied wirksam werden und eine genaue Regelung des Bremsdruckes beeinträchtigen. Dies kann auch zu einem unstabilen Verhalten des Bremsventils_im Betrieb führen. Von Nachteil ist ferner, dass, die zur Einrichtung zum-Begrenzen der maximalen Bremskraft gehörenden Federteller sich an hülsenförmigen Ansätzen von Steuerglied und einem Betätigungsstössel abstützen; auf diese.,.-Weise können Kräfte exzentrisch am Steuerglied angreifen und damit dessen Reibung erhöhen» Diese Bauart der.Einrichtung eignet sich auch schlecht für Steuerglieder kleinen Durchmessers.

Ferner ist ein hydraulisches Bremsventil bekannt, dessen Steuerglied als Kolbenschieber ausgebildet ist_r Dieses Bremsventil ist für einen offenen Kreis vorgesehen und hat neben den Anschlüssen für Pumpe,. Bremse, Rücklauf ,.,einen zusätzlichen Verbraucher-Anschluss.. Der Kolbenschieber wird hier einerseits;

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von der Bremskraft über eine Feder und in Gegenrichtung vom Bremsdruck beaufschlagt. Nachteilig ist hier, dass beim Entlasten des Bremsen-Anschlusses im Rücklauf-Anschluss Druckstösse auftreten können, die zumindest kurzzeitig an einer Stirnseite am Kolbenschieber wirksam werden und die Druckregelung nachteilig beeinflussen, da die andere Stirnseite nur über einen langen Kanal mit dem Rücklauf-Anschluss Verbindung hat. Im übrigen weist der Kolbenschieber keine Dämpfungseinrichtung auf und kann im Betrieb leicht unstabil arbeiten. Ferner hat der Kolbenschieber zum Steuern der grossen Druckmittelmengen zum Verbraucher einen relativ grossen Durchmesser; für seine Rückstellung ist daher eine zusätzliche Feder notwendig. Die Begrenzungseinrichtung kann ausserdem mit ihrer Feder exzentrische Kräfte auf den Kolbenschieber ausüben und damit seine Reibung erhöhen.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile ein hydraulisches Bremsventil für geschlossenen Kreis möglichst einfach so auszubilden, dass es genau und stabil arbeitet.

Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass das Steuerglied als an sich bekannter Kolbenschieber ausgebildet ' ist, dass der Kolbenschieber gegenüber dem Druck in der dritten Steuerkammer druckausgeglichen ist und einen Dämpfungsraum begrenzt, der lediglich über eine erste Drossel mit dem Rücklauf-Anschluss verbunden ist und beim Aufsteuern der Verbindung vom Pumpen- zum Bremsen-Anschluss wirksam wird, dass der Rücklauf-Anschluss über eine zweite Drossel mit der dritten Steuerkammer und über einen Kanal mit einer Kammer Verbindung hat, die im Gehäuse unmittelbar neben der ersten Steuerkammer liegt und durch einen Kolbenabschnitt des Kolbenschiebers von ihr abgedichtet ist.

, Auf diese Weise baut das Bremsventil sehr einfach. Sein Kolben- * schieber ist gegen den Druck: in der dritten Steuerkammer druckausgeglichen und somit unempfindlich gegen Druckstösse. Im Rücklauf-

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Anschluss selbst können beim Entlasten des Bremsen-Anschlusses keine Druckstösse mehr auftreten, da die zweite Drossel dies verhindert. Somit können auch keine Druckstösse einseitig an den Stirnseiten des Kolbenschiebers wirksam werden, wodurch sich der Bremsdruck störungsfreier regeln lässt. Die Dämpfungskammer und die erste Drossel verhindern ein schlagartiges Aufsteuern der Verbindung vom Pumpen- zum Bremsen-Anschluss und damit die Gefahr von Schwingungen. Durch entsprechendes Abstimmen dieser beiden Drosseln mit den am Kolbenschieber angeordneten Peinsteuerfasen lässt sich ein äusserst stabil, genau und schnell arbeitendes Bremsventil erreichen.

Eine äusserst vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich, wenn die Einrichtung zum Begrenzen der maximalen Kraft eine in der Kammer gleitend geführte, becherförmige Patrone aufweist, in der die vorgespannte Feder angeordnet ist und sich an einem Boden der· Patrone und über einen beweglichen Stopfen an einem Sprengring an der Patrone abstützt, dass die Kammer druckmitteldicht nach aussen abgeschlossen ist, dass die Patrone wenigstens eine ihre beiden Seiten miteinander verbindende öffnung aufweist und an ihrem Boden ein Ansteuerkolben der Betätigungsvorrichtung anliegt, während der Stopfen am Kolbenabschnitt anliegt.

Auf diese Weise kann der aus der ersten Steuerkammer entweichende Leckölstrom in der Kammer die Patrone der Begrenzungseinrichtung allseitig schmieren, so dass dort geringe Reibungsverluste auftreten; zugleich erlaubt die Bauart der Begrenzungseinrichtung eine zentrische Kraftübertragung, wodurch der Kolbenschieber besonders reibungsarm arbeitet. Mit aus diesem Grund kann eine' zusätzliche Rückstellfeder entfallen und der Kolbenschieber allein mit einer hydraulischen Rückstellung auskommen. Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.

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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung wiedergegeben, deren einzige Figur einen Schnitt durch ein hydraulisches Bremsventil zeigt.

Die Figur zeigt ein Bremsventil 10, das ein Gehäuse 11 sowie eine an letztere angebaute Betätigungsvorrichtung 12 aufweist. Das Gehäuse 11 hat eine durchgehende Schieberbohrung 13 J die als ringförmige Erweiterung eine erste (14), eine zweite (15) und eine dritte Steuerkammer 16 aufweist. Die erste Steuerkammer

14 steht mit einem Pumpen-Anschluss 17, die zweite Steuerkammer

15 mit einem Bremsen-Anschluss 18 und die dritte Steuerkammer

16 mit einem Rücklauf-Anschluss 19 in Verbindung. Die Schieberbohrung 13 geht über einen als Anschlag dienenden Absatz 21 in eine zylindrische Bohrung 22 über, die- zusammen mit einem Steuergehäuse 25 eine Kammer 24 zur Aufnahme einer Begrenzungs-Einrichtung 25 dient.

Ein in der Schieberbohrung 13 gleitend geführter Kolbenschieber 26 weist drei Kolbenabschnitte 27* 28, 29 auf, von denen ein erster 27 die erste Steuerkammer 14 gegen die Bohrung 22 abdichtet.

Der zweite, mittlere Kolbenabschnitt 28 weist zwei Steuerkanten 31,32 jeweils mit Feinsteuerfasen 33 auf und sperrt in ungebremstem Zustand die Verbindung vom Bremsen-Anschluss 18 zum Pumpen-Anschluss 17 ab. Der- dritte Kolbenabschnitt 29 begrenzt zusammen mit einem die Schieberbohrung I3 verschliessenden Stopfen 34 einen Dämpfungsraum 35* der nur über eine Querbohrung 36 mit einer ersten Drossel 37 mit dem Rücklauf-Anschluss I9 verbunden ist. Zwischen letzterem und die dritte Steuerkammer 16 ist eine zweite Drossel 38 geschaltet. In einer Sacklochbohrung 39 des Kolbenschiebers 26 ist ein Druckbolzen 4l dicht und gleitend geführt; ein dabei ausgebildeter Druckraum 42 hat über eine öffnung 43 stets mit dem Bremsen-Anschluss 18 Verbindung. Mit seinem freien Ende 44 stützt sich der Druckbolzen

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4ϊ am Stopfen 34 ab. Vom Rücklauf-Anschluss 19 führt ferner ein Kanal 45 in die Kammer 24, in der die Begrenzungs-Einrichtung 25 angeordnet ist. Letztere hat eine becherförmige, in der Bohrung 22 geführte Patrone- 46, an deren Boden 47 sich eine Feder 48 abstützt, deren anderes Ende an einem in der Patrone 46 beweglichen Stopfen 49 anliegt. Der Stopfen 49 wird von der Feder 48 gegen einen Stützring 51 in der Patrone 46 gedruckt; ferner liegt am Stopfen 49 zentrisch der Kolbenabschnitt 27 an.

Die Patrone 46 hat in ihrem Boden 47 eine ihre beiden Seiten miteinander verbindende Bohrung 52 sowie am Umfang eine Längsnut 55 zur einwandfreien Schmierung der Patrone 46.

Ein Dichtring 54 zwischen Gehäuse 11 und Steuergehäuse 23 dichtet die Kiimmer 24 nach aussen ab und dient als Anschlag für die Patrone 46. Im Steuergehäuse 23 ist ein über, einen Steueranschluss 55 hydraulisch beaufschlagter Ansteuerkolben 56 geführt, der an dem Boden 47 der Patrone 46 anliegt. Der Ansteuerkolben 56 und die Patrone 46 mit innenliegendem Stopfen 49 sind koaxial zum Kolbenschieber 26 angeordnet, wodurch auf letzteren keine exzentrisch wirkenden Kräfte übertragen werden können.

Die Wirkungsweise des Bremsventils 10 ist wie folgt: Bei fehlendem Steuerdruck im Steueranschluss 55 nimmt der Kolbenschieber 26 die gezeigte Stellung ein, in der sein erster Kolbenabschnitt 27 den Pumpen-Anschluss I7 absperrt, in dem ständig von einer nicht näher gezeichneten Druckmittelquelle ein hoher Druck ansteht. Der Bremsenanschluss 18 ist über die Steuerkante 31 j die dritte Steuerkammer 16 und die zweite Drossel 38 zum Rücklauf-Anschluss I9 entlastet. Infolge dieser Verbindung kann über die Steuerkante 32 leckendes Druckmittel keinen Druck im Bremsen-Anschluss 18 aufbauen. Vom Pumpen-Anschluss 17 über den ersten Kolbenabschnitt 27 leckendes Druckmittel gelangt in die Kammer 24, wo es durch die Bohrung 52 und die Längsnut 53 auch auf die dem Kolbenschieber 26 abgewandte Seite der Patrone

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46 gelangt. Die Patrone 46 ist damit gut geschmiert; die Bohrung 52 erlaubt ein rasches Verschieben der Patrone 46 in der Kammer 24, da Druckmittel von einer Seite der Patrone leicht auf deren andere Seite gelangen kann. Von der Kammer 24 strömt Druckmittel über den Kanal 45 in den Rücklauf-Anschluss 19 ab, wo selbst beim Lüften der Bremse keine Druckstösse mehr auftreten können.

Wirkt über .den Steueranschluss 55 ein Steuerdruck aus einem nicht näher gezeichneten Hauptzylinder einer Zugwagen-Bremsanlage auf den Ansteuerkolben 56, dann drückt dieser auf die Patrone 46, die über die vorgespannte Feder 48 und den Stopfen 49 auf den Kolbenschieber 26 einwirkt. Dabei wandert der Kolbenschieber 26 nach links, wobei er Druckmittel aus dem Dämpfungsraum 35 über die erste Drossel 37 in den Rücklauf-Anschluss l8 verdrängen muss und damit keine sprunghafte Bewegung ausführen kann. Bei dieser Bewegung unterbricht der mittlere Kolbenabschnitt 28 die Verbindung von der zweiten Steuerkammer I5 zur dritten 16 und öffnet die Verbindung zur .ersten Steuerkammer 14. Dadurch baut sich ein Druck im Brems en-Anschluss 18 auf, der über die Öffnung 4j5 auch im Druckraum 42 wirkt. Der Bremsdruck wird solange steigen, bis am Kolbenschieber 26 Gleichgewicht zwischen den von Bremsdruck und Steuerdruck verursachten Kräften herrscht und dann die Verbindung zum Pumpen-Anschluss I7 wieder stärker zusteuern. Durch wechselwetses Auf- und Zusteuern der beiden Verbindungen wird der Bremsdruck in üblicher Weise stets auf einen Wert geregelt, der der Höhe des Steuerdrucks proportional ist, solange dieser nicht einen maximalen Wert übersteigt. Dabei können die Steuerkanten J51, 32 sowohl mit positiver wie auch mit negativer Überdeckung ausgebildet sein; sie müssen jedoch auf jeden Fall Feinsteuerfasen 33 aufweisen, die den jeweiligen Gegebenheiten angepasst sind. Der maximale Bremsdruck ist durch die Begrenzungs-Einrichtung 25 festgelegt. Wenn die Patrone 46 am Anschlag 21 anliegt, kann auch bei weiter steigendem Steuerdruck am Ansteuerkolben 56 nur die

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Kraft der vorgespannten Feder 48 auf den Kolbenschieber 26 einwirken, die einen entsprechenden maximalen Bremsdruck ergibt. Beim Entlasten des Bremsdruckes bewirkt die zweite Drossel 38, dass keine Druckstösse im Rücklauf-Anschluss 19 und damit auch an einer Stirnseite des Kolbenschiebers 26 auftreten können. In der dritten Steuerkammer 16 kann sich dabei zwar ein zwischen dem jeweiligen Bremsdruck und dem Rücklaufdruck liegender Zwischendruck aufbauen, der aber am druckausgeglichenen Kolbenschieber 26 nicht wirksam wird. Dieser Zwischendruck verringert zugleich die vor und hinter der zugeordneten Steuerkante Jl auftretende Druckdifferenz und damit die Strömung, vorbei an ■der Steuerkante J>1 bzw. durch die zugehörigen Feinsteuerfasen 33· Daraus ergeben sich aber verringerte Strömungskräfte auf den Kolbenschieber 26, die eine Dämpfung bei seiner Rechtsbewegung bewirken und somit einen genauer geregelten Bremsdruck ermöglichen.

Auf den Kolbenschieber 26 selbst kann die Begrenzungs-Einrichtung 25 nur in Achsrichtung Kräfte übertragen, so dass Reibungsverluste infolge von Querkräften vermieden werden. Die geringe Reibung am Kolbenschieber 26 und an der Patrone 46 einerseits sowie die Wirkung der zweiten Drossel 38 andererseits ermöglichen eine rein hydraulische Rückstellung des Kolbenschiebers 26 ohne zusätzliche Federkräfte. Das Übersetzungsverhältnis von Ansteuerdruck zu Bremsdruck wird somit nicht verfälscht.

Die beiden Drosselstellen 37> 38 werden mit den Feinsteuerfasen 33 an beiden Steuerkanten 31> 32 durch Versuch abgestimmt; dies kann so geschehen, dass das Bremsventil bei genauer und schneller Regelung des Bremsdruckes ein äusserst stabiles Verhalten zeigt.

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Claims (7)

1. Ansprüche

   IJ Hydraulisches Bremsventil, insbesondere zum Steuern einer

   •n / Fahrzeuganhänger-Bremsanlage, mit einem in einer Bohrung

   eines Gehäuses angeordneten Steuerglied, das in ungebremstem Zustand einen Pumpen-Anschluss absperrt und abhängig von einer Bremskraft den Druck in einem Bremsen-Anschluss regelt, wozu es die Verbindungen von letzterem zum Pumpen-Anschluss und zu einem Rücklauf-Anschluss steuert und entgegen der Bremskraft vom Druck im Bremsen-Anschluss beaufschlagt wird, mit jeweils einer den Anschlüssen für Pumpe, Bremse und Rücklauf zugeordneten ersten, zweiten bzw. dritten Steuerkammer und mit einer zwischen einer Betätigungs vorrichtung und dem Steuerglied geschalteten Einrichtung zum Begrenzen der maximalen Bremskraft, welche eine zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Gliedern angeordnete, vorgespannte Feder und einen gehäusefesten Anschlag aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied als an sich bekannter Kolbenschieber (26) ausgebildet ist, dass der Kolbenschieber (26) gegenüber dem Druck in der dritten Steuerkammer druckausgeglichen ist und einen Dämpfungsraum (3>5) begrenzt, der lediglich über eine erste Drossel (37) mit dem Rücklauf-Anschluss (19) verbunden ist und beim Aufsteuern der Verbindung vom Pumpen- zum Bremsen-Anschluss wirksam wird, dass der Rücklauf-Anschluss über eine zweite Drossel (38) mit der dritten Steuerkammer (16) und über einen Kanal (45) mit einer Kammer (24) Verbindung hat, die im Gehäuse (11) unmittelbar neben der ersten Steuerkammer (l4) liegt und durch einen Kolbenabschnitt (27) des Kolbenschiebers (26) von ihr abgedichtet ist.
2. 2. Hydraulisches Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (25) zum Begrenzen der maximalen Kraft eine in der Kammer (24) gleitend geführte, becher förmige Patrone (46) aufweist, in der die vorgespannte Feder

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   (48) angeordnet 1st, die sich an einem Boden (47) der Patrone und über einen beweglichen Stopfen (49) an einem Sprengring (51) in der Patrone (46) abstützt, dass die Kammer (24) druckmitteldicht nach aussen abgeschlossen ist, dass die Patrone (46) wenigstens eine ihre beiden Seiten miteinander verbindende öffnung (52) aufweist und an ihrem Boden (47) ein Ansteuerkolben (56) der Betätigungsvorrichtung (12) anliegt, während der Stopfen (49) am Kolbenabschnitt (27) anliegt.
3. 3. Hydraulisches Bremsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenschieber (2.6), die Patrone (46) mit Stopfen (49) und der Ansteuerkolben (56) koaxial zueinander angeordnet sind.
4. 4. Hydraulisches Bremsventil nach einom der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenschieber (26) einen zweiten, beide Druckmittelverbindungen steuernden Kolbenabschnitt (28) sowie einen dritten., die dritte Steuerkammer (16) von der Dämpfungskammer (35) trennenden Kolbenabschnitt (29) aufweist und dass der Kolbenschieber (26) in einer Sacklochbohrung (39) einen Druckbolzen (4l) aufnimmt, der einen mit dem Bremsen-Anschluss (l8) .verbundenen Druckraum (42) aufweist.
5. 5. Hydraulisches Bremsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrone (46) an ihrem Umfang eine Längsnut (53) aufweist.
6. 6. Hydraulisches Bremsventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberbohrung (13) am Übergang zur Kammer (24) einen Absatz (21) aufweist, der den Anschlag für die Patrone (46) bildet.
7. 7. Hydraulisches Bremsventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kolbenabschnitt (28) an seinen beiden Steuerkanten (3I, 32) jeweils Feinsteuerfasen (33) aufweist.

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