DE2424996A1 - Bremsdruckregelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremsdruckregelventil, insbesondere für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einer die Verbindung zwischen einem Ventileinlaß und einem Ventilauslaß steuernden Innenventilanordnung und einem lastaufnehmenden !Teil zum Übertragen einer äußeren Last, die danach trachtet, die Innenventilanordnung geöffnet zu halten. Die Erfindung ist insbesondere auf Druckreduzier- oder Druckbegrenzungsventile gerichtet.

Ausführungsbeispiele solcher Ventile sind in der britischen Patentschrift 1 183 362 beschrieben.

In der praktischen Anwendung sind solche Ventile gewöhnlich in die Druckleitungen zu den Hinterradbremsen eines Straßenfahrzeuges eingebaut. Die äußere Last kann entweder in Abhängigkeit von der Beladung des Fahrzeuges veränderlich oder, wenn sie beispielsweise von einer vorgespannten Feder ausgeübt wird, konstant sein.

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Bei Betätigen der Bremsen tiberträgt das Ventil anfänglich ungehindert Flüssigkeitsdruck zu den Hinterradbremsen. Übersteigt der Druck jedoch ein der äußeren Last entsprechendes Niveau, schließt sich die Innenventilanordnung, um entweder jedes weitere Ansteigen des Druckes an den Hinterradbremsen zu verhindern oder sicherzustellen, daß sich der Druck an den Hinterradbremsen gegenüber dem den Ventileinlaß zugeführten Druck reduziert.

Der gewöhnlich als "Absehaltdruck" bezeichnete Druck, bei dem das Ventil in Tätigkeit tritt, ist durch die äußere Last bestimmt. Je größer die Last, umso höher der Druck, bei dem die Innenventilanordnung sich schlieft.

Ein Nachteil solcher Regelventile besteht darin, daß jegliche Störung in der Lastübertragung dazu führt, daß das Ventil vorzeitig in Tätigkeit tritt und vorzeitig den Bremsdruck an den Hinterrädern gegenüber dem Vorderrad-Bremsdruck reduziert, so daß die Hinterräder zu schwach abgebremst werden. Dasselbe Ereignis bewirkt, daß an den Vorderradbremsen ein unverhältnismäßig hoher Anteil der Spannkraft aufgenommen wird, mit der daraus sich ergebenden Gefahr, daß an den Vorderradbremsen Fading eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremsdruckregelventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem sich die vorerwähnten Nachteile vermeiden lassen.

Diese Aufgabe ist bei einem Bremsdruckregelventil der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß das lastaufnehmende Teil normalerweise gemeinsam mit einem anderen beweglichen Teil des Ventils verstellbar ist, sich jedoch, sobald die von außen einwirkende Last einen vorbestimmten Wert unterschreitet, relativ zu diesem Teil in einer Richtung bewegen läßt, um zwischen dem Ventileinlaß und dem Ventilauslaß eine freie Flüssigkeitsverbindung herzustellen.

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Bei dieser Ausbildung ist bei Ausfall oder Ausbleiben der von außen einwirkenden Last Relativbewegung zwischen dem lastauf nehmenden Teil und dem anderen beweglichen Teil des Ventils möglich, um entweder eine Umgehungsleitung zu öffnen oder das Schließen der Innenventilanordnung zu verhindern. Dadurch ist sichergestellt, daß die Hinterradbremsen mit dem vollen Systemdruck beaufschlagt bleiben.

In jedem der nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele ist der bewegliche Ventilteil ein erster Kolben, der einerseits dem Innendruck im Ventil und andererseits der von außen einwirkenden last ausgesetzt ist, und jedes dieser Ausführungebeispiele zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß das lastaufnehmende Teil an einem zweiten Kolben anliegt oder mit diesem fest verbunden ist, und daß axiale Relativbewegung zwischen den beiden Kolben die Umgehungsleitung Öffnet oder Schließen der Innenventilanordnung verhindert.

Aus der folgenden Beschreibung einiger spezieller Ausbildungsbeispiel· ergibt sich, daß die Erfindung auf eine Vielfalt von Regelventilen verschiedener Ausbildungsformen anwendbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sind in Pig. 1, 2 und 3 der Zeichnung im Längsschnitt dargestellt.

Im Hinblick auf die wesentliche Ähnlichkeit der Ventile sind in den drei Figuren der Zeichnung einander entsprechende Bauteile ait gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei jedem der gezeigten Ausführungsbeispiele weist das Ventil ein Gehäuse 1 alt einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 auf, mit lenen eine Ventilbohrung 4 in Verbindung steht, welche an

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ihrem inneren, rechten Ende geschlossen und an ihrem äußeren Ende mit einem Verschlußstopfen 6 verschlossen ist. Der Verschlußstopfen 6 ist von einem lastaufnehmenden Teil in Gestalt eines Druckstempels 7 durchdrungen, an dem im Betrieb eine mit einem Pfeil A angedeutete von außen einwirkende Regellast angreift. Diese Last kann, wenn mit einer vorgespannten Feder ausgeübt, einen festen Wert haben oder aber in Abhängigkeit von der Hinterachslast des Fahrzeuges veränderlich sin.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel ist in der Bohrung ein erster, gestufter Kolben 8 aufgenommen, der gegen die Bohrung mit Kolbendichtungen 8A und 8B abgedichtet ist. Die Kolbendichtungen sind mit einem Dichtungsabstandhalter 9 in Stellung gehalten. Im ersten Kolben ist konzentrisch und verschieblich ein zweiter Kolben 11 angeordnet, der gegen den ersten Kolben mit einer Kolbendichtung 11A abgedichtet ist. Beide Kolben liegen mit ihren äußeren Enden am inneren, rechten Ende des Druckstempels 7 an, der ein vergrößertes Kopfstück 12 und einen Zapfen 13 zur Aufnahme eines losen Ringes 14 aufweist. Am Ring 14 liegt ebenfalls das äußere Ende des ersten Kolbens 8 an. In der gezeichneten Ruhestellung nehmen der Druckstempel und die beiden Kolben ihre rechten Endstellungen ein und sind gemeinsam gegen die von außen einwirkende Last A nach links verstellbar, bis die Bewegung des ersten Kolbens durch das Anfahren des Ringes 14 an einer Innenschulter 16 gestoppt wird. Der Druckstempel 7 und der zweite Kolben 11 lassen sich weiter nach links bewegen, bis das Kopfstück 12 an einer zweiten Schulter 17 zur Anlage kommt.

An seinem inneren Ende trägt der erste Kolben 8 einen eingesetzten Ventilsitz 18, der mit einer im zweiten Kolben aufgenommenen federbelasteten Kugel 19 verschließbar ist. Wie in der Zeichnung zu erkennen, ist die Kugel von einem Zapfeneinsatz 21 normalerweise im Abstand vom Ventilsitz gehalten.

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Die inneren Strömungswege durch das Ventil sind durch Durchlässe 22, 23 und 24 in den Seitenwänden des Dichtungsabstandhalters 9» des Kolbens 8 bzw. des Kolbens 11 vervollständigt.

Die normale Arbeitsweise ist wie folgt: Bei einer Last A in der konstruktionsmäßig festgelegten Höhe wird bei Betätigen der Bremse ein Druckmittelstrom durch den Einlaß 2, die Durchlässe 22, 23 und 24 und durch den geöffneten Ventilsitz 18 hindurch zum Auslaß 3 ausgelöst. Sobald der Eingangsdruck, der über der mit der Dichtung 8A abgedichteten Fläche des ersten Kolbens 8 wirksam ist, groß genug ist, die äußere Last A zu überwinden, bewegen sich die beiden Kolben gemeinsam mit dem Druckstempel nach außen, so daß die Kugel 19 den Ventilsitz 18 verschließen kann. Jeder weitere Anstieg des Eingangsdruckes wirkt auf den unausgeglichenen ringförmigen Bereich oder die Stufe des ersten Kolbens 8, der sich gemeinsam mit dem Druckstempel 7 und dem zweiten Kolben 11 nach rechts verstellt, um den Ventilsitz 18 erneut zu öffnen. Dieses Schließen und Öffnen wiederholt sich so lange, wie Eingangsdruck ansteigt, so daß zum Auslaß hin strömendes Druckmittel mit, bezogen auf den ansteigenden Eingangsdruck, verringertem Durchsatz zugemessen wird. Derartige Dosierwirkungen in Reduzierventilen sind an sich bekannt.

Bei Absinken der von außen einwirkenden Last unter den konstruktionsmäßig festgelegten Wert, beispielsweise durch Ausfall einer außen angeordneten Feder, wird der Kolben 8 bei Beaufschlagung mit Eingangsdruck nach außen verstellt, bis sich das Kugelventil 18,19 schließt. Sodann bewegt sich der Kolben 11 nach außen, um das Kugelventil 18,19 zu öffnen. Dies bewirkt, daß der Kolben 8 nachläuft, bis der Ring 14 an der Schulter 16 zur Anlage kommt. Sodann setzt der Kolben 11 seine Bewegung relativ zum Kolben 8 fort, bis zum Anfahren des Kopfstückes 12 an der Schulter 17» um sicherzustellen, daß sich das Kugelventil vollständig öffnet, welches geöffnet bleibt und dadurch gewährleistet,

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daß den Hinterradbremsen der volle Systemdruck zugeführt wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Ventilkugel 19 als das Ventilversehlußglied wirkt, welches im Nommalbetrieb die angestrebte Dosierwirkung hervorbringt und bei Ausfall oder Absinken der aufgetragenen Last auf einen ein vorbestimmtes Minimum unterschreitenden Wert außerstande gesetzt ist, die angestrebte Verbindung zwischen dem Einlaß und dem Auslaß aufre cht zuerhalt en.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist der Kolben 11 einstückig oder in anderer Weise fest mit dem Druckstempel 7 verbunden und weist ein konisch gestaltetes inneres Ende auf, das ein Umgehungsventil-Verschlußglied 26 bildet, welches mit einer im ersten Kolben 8 ausgebildeten ümgehungsb'ffnung 27 zusammenwirkt und diese normalerweise dicht verschließt. Ein am ersten Kolben 8 ausgebildeter Ventilteller 28 bildet zusammen mit einer ringförmigen Dichtung 29 eine Dosierventilanordnung. Eine Außenschulter 31 am Kolben liegt normalerweise an der nach außen weisenden Stirnfläche der Dichtung 29 an, welche in Umfangsrichtung mit Zwischenabstand angeordnete Vorsprünge 32 aufweist. Die Lücken zwischen diesen VorSprüngen bilden einen durch die Dichtung hindurchführenden Strömungsweg für den normalen Druckmittelstrom vom Einlaß 2 zum Auslaß 3· Beim gezeigten Beispiel weist der erste Kolben 8 nur eine Außendichtung 8A auf, die von einem Anschlagteil 33 in Lage gehalten ist.

In der normalen Arbeitsweise ist dieses Ventil ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten. Eingangsdruck wirkt so lange auf die abgedichteten Flächen der Kolben 8 und 11, bis diese sich gegen die Last A nach links verstellen, so daß der Ventilteller 28 zur abdichtenden Anlage an der Dichtung 29 kommen kann. Durch den ansteigenden Eingangsdruck, der auf die unausgeglichene fläche des Kolbens 8 wirkt, d.h. auf die um die Fläche innerhalb der Dichtung 8A verminderte Fläche

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innerhalb der Dichtung 29, wird das Ventil erneut geöffnet.

Bei Ausfall der Last A bewegt sich der Kolben 8 unter der Wirkung des Eingangsdruckes nach außen, bis der Ventilteller 28 zur Anlage an seinem durch die Dichtung 29 gebildeten Sitz kommt. Der Kolben 11 verstellt sich sodann relativ zum Kolben 8, um die Umgehungsöffnung 27 zu öffnen, wobei der Kolben 8 dann nachläuft, bis er zur Anlage am Anschlagteil 33 kommt. Der Kolben 11 setzt seine Bewegung nach außen und relativ zum Kolben 8 fort, bis er durch die Schulter gestoppt wird. In dieser Endstellung gibt das Verschlußglied 26 die Öffnung 27 frei, so daß zwischen dem Einlaß und dem Auslaß eine Umgehungsleitung hergestellt ist.

Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel trägt der zweite Kolben 8 einen Ventilbetätigungskopf 35 und ist unter Abdichtung verschieblich in einer Hülse '36 aufgenommen, welche ihrerseits unter Abdichtung verschieblich in der Ventilbohrung 4 geführt ist. In dieser nimmt die Hülse 36 unter der Wirkung einer sich am inneren Ende des VerschlußStopfens 6 abstützenden gewellten Federscheibe 37 normalerweise die gezeichnete innere Endstellung ein. In der Seitenwand der Hülse 36 ist eine konische Ventilöffnung 38 ausgebildet, die eine Verschlußkugel 39 aufnimmt, an welcher in der gezeichneten Normal stellung die Außenkante des Ventilbetätigungskopfes 35 angreift und die von dieser im Abstand von ihrem Sitz gehalten ist.

Im Betrieb gelangt Über den Einlaß zugeführtes Druckmittel ungehindert durch die Ventilöffnung 38 hindurch zum Auslaß, bis der über der kleineren abgedichteten Fläche des Kolbens wirksame Druck ausreicht, den Kolben gegen die äußere Last A nach außen zu verstellen. Durch die Verschiebung des Kolbens 8 kann die Verschlußkugel 39 zur Anlage an ihrem Sitz kommen und dfe Ventilöffnung 38 verschließen. Jeder weitere Druckanstieg wirkt auf die Stufe des Kolbens 8, der dadurch in

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Richtung auf die gezeichnete Stellung umgekehrt wird und die Öffnung 38 erneut öffnet. Durch dieses sich wiederholende zyklische Schließen und Öffnen der Öffnung 38 wird das Druckmittel zwischen dem Einlaß und dem Auslaß dosiert, um, bezogen auf den Eingangsdruck, die Höhe des Anstieges des Ausgangsdruckes zu reduzieren.

Bei Aufheben des Eingangsdruckes wird die Kolbenhülse 36 gegen die Wirkung der Federscheibe 37 nach außen gedrängt, um eine rasche Verminderung des Ausgangsdruckes durch eine Vergrößerung des Druckmittelvolumens nahe des Auslasses zu gestatten.

Diese Ausbildungsform eines Reduzierventils ist an sich aus der britischen Patentschrift 1 183 362 bekannt und hat sich in der Praxis in höchstem Maße bewährt. Das durch Eingliederung der inneren Umgehungsleitung abgewandelte Ventil dieses bewährten Typs ist dadurch in der Lage, die durch internationale Sicherheitsvorschriften für Fahrzeuge auferlegten, immer schwieriger zu lösenden' technischen Forderungen noch besser zu erfüllen.

Wenngleich die Erfindung mit besonderem Bezug auf Druckreduzierventile beschrieben wurde, leuchtet es ohne weiteres ein, daß die in der Konstruktion und der Arbeitsweise der dargestellten Beispiele verwirklichten Grundgedanken auch auf Druckbegrenzungs- und Druckverstärkungsventile anwendbar sind.

/Patentansprüche

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Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE

1. J Bremsdruckregelventil, insbesondere für eine Fahrzeugimsanlage, mit einer die Verbindung zwischen einem Ventileinlaß und einem Ventilauslaß steuernden Innenventilanordnung und einem lastaufnehmenden Teil zum Übertragen einer äußeren Last, die danach.trachtet, die Innenventilanordnung geöffnet zu halten, dadurch gek ennz e ichne t, daß das lastaufnehmende Teil (7) normalerweise gemeinsam mit einem anderen beweglichen Teil (8) des Ventils verstellbar ist, sich jedoch, sobald die von außen einwirkende Last (A) einen vorbestimmten Wert unterschreitet, relativ zu diesem Teil (8) in einer Richtung bewegen laßt, um zwischen dem Ventileinlaß (2) und dem Ventilauslaß (3) eine freie Flüssigkeitsverbindung herzustellen.

2. Bremsdruckregelventil nach Anspruch 1, bei dem der bewegliche Ventilteil ein erster Kolben ist, der einerseits dem Innendruck im Ventil und andererseits der von außen einwirkenden Last ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das lastaufnehmende Teil (7) an einem zweiten Kolben (11) anliegt oder mit diesem fest verbunden ist, und daß axiale Relativbewegung zwischen den beiden Kolben (8,11) eine gesonderte Umgehungsleitung (27) öffnet oder Schließen der Innenventilanordnung (18,19) verhindert.

3. Bremsdruckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gek ennze i chne t, daß das Ventilgehäuse (1) für den ersten und den zweiten Kolben (8 bzw. 11) getrennte Anschlagteile (16 bzw. 17) aufweist, die deren Bewegungen in einer der Richtung der von außen einwirkenden Last (A)

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entgegengesetzten Richtung begrenzen und so angeordnet sind, daß, um bei Aufheben der von außen einwirkenden Last (A) axiale Relativbewegung zwischen den Kolben (8,11) sicherzustellen, ein Kolben (11) einen größeren Verstellweg zurückzulegen vermag als der andere Kolben (8).

4. Bremsdruckregelventil nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekenn z. eiehnet, daß ein Kolben (11) verschieblich in den anderen Kolben (8) eindringt und gegen diesen abgedichtet ist.

5. Bremsdruckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (8) einen Teil (18) der Innenventilanordnung (18,19) trägt, deren zweiter Teil (19) mit dem zweiten Kolben (1-1) verbunden ist und sich durch dessen Bewegung in einer Richtung relativ zum ersten Kolben (8) vom ersten Teil (18) löst, um Schließen der Innenventilanordnung (18,19) zu verhindern.

6. Bremsdruckregelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenventilanordnung (18,19) einen Ventilsitz (18) an einem der Kolben (8) und ein Ventilverschlußglied (19) am anderen Kolben (11) aufweist, und daß ein feststehendes Anschlagteil (21) mit dem Ventilverschlußglied (19) zusammenwirkt, um es im Abstand von seinem Ventilsitz (18) zu halten, wenn der Innendruck im Ventil nicht ausreicht, die Kolben (8,11) gemeinsam gegen die von außen einwirkende Last (A) zu verstellen.

7. Bremsdruckregelventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gek ennz ei ohne t, daß in einem der Kolben (8) eine Umgehungsöffnung (27) ausgebildet ist und der andere Kolben (11) ein Umgehungsventil-Verschlußglied (26) aufweist, das durch die Wirkung der äußeren Last (A) zur abdichtenden Anlage an der Öffnung (27) gedrängt ist, wobei das Umgehungsventil (26,27) bei Ausfall der äußeren

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Last (A) sich öffnen kann und die Verbindung zwischen dem Ventileinlaß (2) und dem Ventilauslaß (3) herzustellen vermag.

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