DE2521962A1

DE2521962A1 - Druckregelventil fuer bremsanlagen

Info

Publication number: DE2521962A1
Application number: DE19752521962
Authority: DE
Inventors: Glyn Phillip Reginald Farr
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1974-05-17
Filing date: 1975-05-16
Publication date: 1975-11-27
Also published as: FR2271085B1; JPS6030583B2; GB1471029A; AU8100975A; FR2271085A1; IN144734B; BR7503012A; US3976334A; ES437723A1; JPS50160665A

Description

Druckregelventil für Bremsanlagen

Die Erfindung betrifft Druckregelventile für Bremsanlagen, insbesondere Fahrzeugbremsanlagen mit getrennten Druckkreisen zur Versorgung verschiedener Radbremsen des Fahrzeuges, mit einem steuernden Verschlußglied, das zur Steuerung der Verbindung zwischen einem Einlaß und einem an einen der Druckkreise anschließbaren Auslaß verstellbar ist, und mit einem elffibischen Bauteil, welches das steuernde Verschlußglied in eine der Offenstellung des Ventils entsprechende Richtung drängt.

Es ist bekannt, bei derartigen Bremsanlagen ein Druckregelventil zu verwenden, mit dem sich der an den Hinterrädern aufgetragene Bremsdruck gegenüber dem Bremsdruck an den Vorderrädern reduzieren oder begrenzen läßt, sobald der Bremsdruck einen vorbestimmten Wert überschritten hat. Die Verwendung von Einrichtungen zur Ausschaltung des Druckregelventils bei einem Ausfall des vorderen Druckkreises ist ebenfalls bekannt. Die Ausschaltung des Druckregelventils kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das Ventil am Schließen oder "Abschalten" gehindert wird, oder daß eine

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Umgehungsleitung geöffnet wird, in jedem Falle mit dem Ziel, zwischen dem Einlaß und dem Auslaß des Ventils, die an den hinteren Bremsdruckkreis angeschlossen sind, eine ungehinderte oder freie Druckverbindung zu schaffen.

Ein Nachteil bekannter Druckregelventile besteht darin, daß ein beispielsweise durch Versagen einer Dichtung bedingter Ausfall der Einrichtung zum Ausschalten des Druckregelventils erst angezeigt wird, wenn es zu einem Ausfall des vorderen Druckkreises kommt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem abzuhelfen.

Diese Aufgabe ist bei einem Druckregelventil der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das steuernde Verschlußglied ein Verlängerungsstück aufweist, das unter Abdichtung in einen Raum eindringt, der zwischen den beiden Druckkreisen liegt und gegen diese abgedichtet ist, und an einem druckempfindlichen Bauteil angreift, das vom steuernden Verschlußglied getrennt ist und mit dem im anderen Druckkreis vorherrschenden Druck beaufschlagt ist, und daß das druckempfindliche Bauteil durch den zuletzt genannten Druck betätigbar ist, um durch Überwinden der Vorspannkraft des elastischen Bauteils das steuernde Verschlußglied zu verstellen und das Ventil zu schließen.

Auf diese Weise macht sich jeglicher Ausfall oder jegliche Störung des zweiten Druckkreises oder des druckempfindlichen Bauteils, beispielsweise ein Dichtungsversagen, durch abnormales Verhalten des Druckregelventils bemerkbar, da in diesem Falle das druckempfindliche Bauteil die Vorspannkraft des elastischen Bauteils nicht überwindet und das Ventil ständig geöffnet bleibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigt:

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Pig. 1 einen Längsschnitt durch ein Druckregelventil in einer Ausbildungsform nach der Erfindung,

Pig. 2 einen Längsschnitt durch ein Druckregelventil in einer weiteren Ausbildungsform nach der Erfindung und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Druckregelventil in einer anderen Ausbildungsform nach der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ventil handelt es sich um ein Druckreduzierventil. Dieses weist ein Gehäuse 1 mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 auf, die mit einer Ventilbohrung 4 in Verbindung stehen, welche an ihrem entsprechend der Zeichnung linken Ende mit einem Verschlußstopfen 5 verschlossen ist. Dieser trägt eine Dichtung 6 zur Abdichtung an ruhenden Flächen. In der Ventilbohrung 4ist ein Ventilstößel 7 aufgenommen, der einen Ventilkopf bzw. Verschlußglied 8 aufweist und von einer vorgespannten Steuerfeder 9 in die in der Zeichnung dargestellte rechte Endstellung gedrängt ist. In dieser normalen oder Offenstellung des Ventilstößels 7 liegt ein an diesem ausgebildeter Flansch an einer Vielzahl von Vorsprüngen an, die an einer Stirnfläche einer ringförmigen Ventildichtung 12 ausgebildet sind und zwischen sich Durchlässe für die ungehinderte Strömung von Flüssigkeit vom Einlaß 2 zum Auslaß 3 bilden. Ein im Durchmesser kleines Verlängerungsstück 13 des Ventilstößels 7 durchdringt eine ringförmige Dichtung 14, die ihm gegenüber als gleitende Berührungsdichtung wirkt, und liegt an einem getrennten druckempfindlichen Bauteil 16 in Gestalt eines Kolbens an, das eine Dichtung 16A für gleitende Flächen trägt und in einem im Durchmesser kleinen Endabschnitt 4A der Ventilbohrung 4 arbeitet. Mit diesem Endabschnitt 4A stehen ein Einlaß 17 und ein Auslaß 18 in Verbindung, die an einen Druckkreis anschließbar sind, der von dem an den Einlaß 2 und den Auslaß 3 angeschlossenen Druckkreis

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hydraulisch getrennt ist. Ein zwischen den Dichtungen 14 und 16A befindlicher Raum 15 wird ins Freie entlüftet.

Im Betrieb ist der Einlaß 2 gewöhnlich an eine erste Druckquelle, beispielsweise an einen Druckraum eines Tandem-Hauptzylinders, und der Auslaß 3 an die hinteren Radbremsen des Fahrzeuges angeschlossen. Der Einlaß 17 und der Auslaß 18 sind mit einem anderen Druckraum des HauptZylinders bzw. mit den Vorderradbremsen verbunden. Bei normalem Betrieb sind die Drücke an den beiden Einlassen 2 und 17 gleich.

Die Arbeitsweise ist wie folgt: Unter normalen Betriebsbedingungen wird durch Betätigen des Bremshauptzylinders an beiden Einlassen 2 und 17 ein Druck erzeugt, wobei Flüssigkeit ungehindert zu den beiden Auslässen 3 und 18 strömt. Die Druckwirkung auf den kleinen Durchmesser des Verlängerungsstückes 13 ist verhältnismäßig klein und kann vernachlässigt werden, so daß am Ventilstößel bzw. steuernden Verschlußglied 7 Druckgleichgewicht besteht. Dem auf das druckempfindliche Bauteil 16 wirkenden Druck wirkt jedoch die Steuerfeder bzw. das elastische Bauteil 9 entgegen. Sobald der Druck an den Einlassen 2 und 17 einen vorbestimmten Wert erreicht, bewegen sich das druckempfindliche Bauteil 16 und das steuernde Verschlußglied 7 gegen die Wirkung des elastischen Bauteils 9 nach links, um den Ventilkopf bzw. Ventilteller 8 an der glatten, entsprechend der Zeichnung rechten Stirnseite der Dichtung 12 anzulegen und dadurch den Einlaß 2 vom Auslaß 3 zu trennen.

Jeder weitere Druckanstieg am Einlaß 2 ist nun über der abgedichteten Fläche A1 des Ventiltellers 8 in dem Sinne wirksam, daß er das steuernde Verschlußglied 7 nach rechts zurückzustellen versucht. Ihm wirkt der erhöhte Druck über der kleineren Fläche A2 des druckempfindlichen Bauteils 16 entgegen, zu dem der Druck hinzukommt, der am Auslaß 3 im Augenblick des ersten Schließens vorherrscht und auf die abgedichtete Fläche A1 an der Auslaßseite des Ventiltellers

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wirkt. Dieses Ungleichgewicht bewirkt, daß das steuernde Verschlußglied 7 zum erneuten Öffnen des Ventils nach rechts zurückgeht und Druckfluid mit im Vergleich zur Druckanstiegsgeschwindigkeit am Einlaß 2 verringerter Durchflußmenge zumißt.

Das Verhältnis der Druckminderung ist bestimmt durch das Verhältnis zwischen den Flächen A1 und A2, das beispielsweise 3i2 betragen kann und ein Dosierverhältnis von 3s1 ergibt, d.h. nach dem ersten Schließen oder "Abschalten" steigt der Hinterrad-Bremsdruck am Auslaß 3 um^e2^w52 kp/cm je etwa 14,1 kp/cm Druckanstieg am Einlaß 2 an. Zur weiteren Erläuterung: beträgt die Vorspannung des elastischen Bauteils 9 80 engl.Pfund (entsprechend 36,3 kp), die Fläche A1

ο 0,3 Quadratzoll (entsprechend 1,94 cm ) und die Fläche A2

ο 0,2 Quadratzoll (entsprechend 1,29 cm ), dann schließt sich das Ventil zuerst bei einem Druck P^, wenn 0,2 P₁ = 80 engl. Pfund (entsprechend 36,3 kp). Daraus folgt P₁ = 400 engl.

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Pfund (entsprechend 28,1 kp/cm ).

Bei einem Einlaßdruck von 600 engl.Pfund (entsprechend 42,2

kp/cm ), errechnet sich der Auslaßdruck P_n nach der Gleichung

80 + 600 χ 0,3 = P_n χ 0,3 + 600 χ 0,2, d.h. P_n = 466 engl.Pfund (entsprechend 32,72 kp/cm²).

Es leuchtet ohne weiteres ein, daß bei Ausfall des dem Einlaß 17 zugeführten vorderen Leitungsdruckes oder bei Versagen der Dichtung 16A am druckempfindlichen Bauteil der hydraulische Schub oder Druck, der zum anfänglichen Schließen des Ventils erforderlich ist, aufgehoben wird. Das Ventil bleibt daher geöffnet und leitet den gesamten verfügbaren Bremsdruck zu den Hinterradbremsen. Dem Fahrer kann zur Stö ru ngsanzeige eine Anzeige der abnormalen Arbeitsweise des Ventils übermittelt werden. In ähnlicher Weise bewirkt ein teilweiser Ausfall des Druckkreises für die Vorderradbremsen eine Verzögerung des anfänglichen Schließens des Ventils.

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Bei normaler Arbeitsweise des Ventils macht das druckempfindliche Bauteil 16 alle Bewegungen des steuernden Verschlußgliedes 7 mit, woraus sich der doppelte Vorteil ergibt, daß die Dichtung 16A am druckempfindlichen Bauteil 16 durch ständiges Bewegen gegen Fressen infolge Korrosion geschützt ist,und daß Versagen dieser Dichtung 16A durch eine abnormale Arbeitsweise des Ventils, insbesondere durch dessen Ausschaltung angezeigt wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Ventil ist dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen ähnlich.

Das im Durchmesser kleine Verlängerungsstück 13 ist vom steuernden Verschlußglied 7 getrennt ausgeführt und an diesem angebracht. Das Verlängerungsstück 13 und das druckempfindliche Bauteil 16 sind mit als O-Ringen ausgeführten Dichtungen 14 und 16A für gleitende Flächen abgedichtet, die sich an Schultern der gestuften Ventilbohrung 4 abstützen. Das Ventil weist zusätzlich ein Druckdifferenz anzeigendes Betätigungsglied mit einem als Differentialkolben ausgeführten Druckdifferenzanzeiger 20 auf, der an seinen entgegengesetzten Enden mit den Drücken in den zugehörigen Druckkreisen beaufschlagt ist. Eine Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkreisen führt zu einer Verstellung des Druckdifferenzanzeigers 20, durch die ein Schalter 2OA betätigt wird.

Das Ventil gemäß Fig. 3 ist dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel im wesentlichen ähnlich.

Die beiden Ventile unterscheiden sich voneinander durch den Aufbau und die Funktion der innen angeordneten Ventilteile. Bei diesem Beispiel weist das steuernde Verschlußglied 7 einen Kolbenkopf 19 auf, der eine Dichtung 19A für gleitende Flächen trägt. Ein im Kolbenkopf 19 ausgebildeter Ventildurchlaß 21 ist normalerweise geöffnet und gestattet eine ungehinderte Verbindung zwischen dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3· Das eigentliche Ventilverschlußelement ist bei diesem Beispiel

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von einem Ventilkegel 22 gebildet, der mit einer kegelstumpfförmigen Nase mit dem Ventildurchlaß 21 zusammenzuwirken vermag. Der Ventilkegel 22 ist von einer weichen Ventilfeder

23 in abschließende Anlage gedrängt, wird jedoch durch eine an einem vergrößerten Schwanzstück 26 angreifende Haltekappe

24 zurückgehalten.

Das anfängliche Schließen des Ventils erfolgt, wie zuvor beschrieben, durch Verstellung des druckempfindlichen Bauteils 16 nach links, unter dem Einfluß des am Einlaß 17 herrschenden Druckes und gegen die Wirkung des elastischen Bauteils 9. Bewegung des steuernden Verschlußgliedes 7 nach links bringt die Mündung des Ventildurchlasses 21 in abdiehfcende Anlage am Ventilkegel 22, so daß die Verbindung zwischen dem Einlaß 2 und dem Auslaß 3 unterbrochen wird. Jeder weitere Druckanstieg am Einlaß 2 wirkt dann auf die Einlaßseite des Kolbenkopfes 19, gegen den Druck auf das druckempfindliche Bauteil 16 und gegen den am Auslaß 3 vorherrschenden Druck, der auf die Auslaßseite des Kolbenkopfe 19 wirkt. Damit ist die zyklische Dosierwirkung wie beim erstgenannten Beispiel wieder gegeben.

Bei jedem der vorbeschriebenen Ventile ist der zwischen den Dichtungen 14 und 16A liegende Baum 15 an die Atmosphäre angeschlossen und gewährleistet, daß auch bei Ausfall einer der Dichtungen 14 und 16A einer der Druckkreise weiter betriebsfähig bleibt. Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispiele weisen nur zwei Gleitdichtungen für relativ zueinander verstellbare Teile auf, nämlich die Dichtungen 14 und 16A. Somit läßt sich die Auswirkung des Dichtungswiderstandes besser kontrollieren und ausgleichen als bei dem Ventil gemäß Fig. 3, das zusätzlich die Dichtung 19A aufweist.

Bei jedem Ventil ist in der Schließstellung der Einlaß 2 gegen die umgebende Atmosphäre nur mit der Dichtung 6 für ruhende Flächen abgedichtet, ohne daß zwischen Einlaß 2 und der Atmosphäre eine G-leitdichtung zischengeschaltet werden müßte.

5G9848/Ö857 /Patentansprüche

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1J Druckregelventil für Bremsanlagen, insbesondere Fahrzeugbremsanlagen, mit separaten Druckkreisen, mit einem steuernden Verschlußglied, das zur Steuerung der Verbindung zwischen einem Einlaß und einem an einen der Druckkreise anschließbaren Auslaß verstellbar ist, und mit einem elastischen Bauteil, welches das steuernde Verschlußglied in eine der Offenstellung des Ventils entsprechende Richtung drängt, dadurch gekennzeichnet, daß das steuernde Verschlußglied (7) ein Verlängerungsstück (13) aufweist, das unter Abdichtung in einen Raum (15) eindringt, der zwischen den beiden Druckkreisen liegt und gegen diese abgedichtet ist, und an einem druckempfindlichen Bauteil (16) angreift, das vom steuernden Verschlußglied (7) getrennt ist und mit dem im anderen Druckkreis herrschenden Druck beaufschlagt ist, und daß das druckempfindliche Bauteil (16) durch den zuletzt genannten Druck betätigbar ist, um durch Überwinden der Vorspannkraft des elastischen Bauteils (9) das steuernde Verschlußglied (7) zu verstellen und das Ventil zu schließen.
2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (13) eine Dichtung (14) für gleitende Flächen durchdringt, die den Raum (15) vom Auslaß (3) trennt.
3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (14) in Achsenrichtung durch eine feststehende Wand abgestützt ist, durch die das Verlängerungsstück (13) hindurchdringt.

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4. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das druckempfindliche Bauteil (16) eine Dichtung (16A) für gleitende Flächen aufweist, die den Raum (15) vom anderen Druckkreis trennt.
5. Druckregelventil nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungen (14,16A) die einzigen Dichtungen für gleitende Flächen des Ventils sind.
6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Verlängerungsstückes (13) im Vergleich zur Querschnitt sf lache des steuernden Verschlußgliedes (7) klein ist.
7. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verlängerungsstück (13) durch einfache berührende Anlage mit dem druckempfindlichen Bauteil (16) verbunden ist.
8. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (2) in der Schließstellung des Ventils gegenüber der Atmosphäre nur durch eine Dichtung (6) für ruhende Flächen abgedichtet ist.
9. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckdifferenz-Anzeiger (20) vorhanden ist, der eine Druckdifferenz zwischen den beiden Druckkreisen anzeigt.

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