DE2524842A1 - Zwillingsregelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zwillingsregelventxl mit zwei Ventilen, insbesondere zur getrennten Verbindung mit zwei unabhängigen Unterkreisen einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, wobei jedes der Ventile einen beweglichen Differentialkolben mit einem kleinere Druckangriffsfläche aufweisenden Stangenabschnitt und mit einem größere Druckangriffsfläche aufweisenden Kopfabschnitt aufweist.

Derartige Zwillingsregelventile werden insbesondere bei Diagonalbremskreisen zur Regelung der Hinterachsbremskräfte verwendet. In der britischen Patentschrift 1 24 5 5 23 ist ein Zwillingsregelventxl mit zwei hydraulischen Regelventilen beschrieben, bei dem ^! die Differentialkolben in getrennten Gehäusen angeordnet sind und durch ein mechanisches Gestänge zwangsweise mit einer Rückstellfeder verbunden sind. Diese Anordnung mit zwei getrennten Gehäusen hat zwei Hauptnachteile: Die Herstellung ist ziemlich teuer und j

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die Einstellung des mechanischen Gestänges zum Einstellen eines im wesentlichen gleichen Regelpunktes ist recht schwierig und kann zudem erst dann vorgenommen werden, wenn die beiden Ventilgehäuse am Fahrzeug angebracht worden sind. Die letztgenannte Schwierigkeit ist dann von besonderer Bedeutung, wenn das Zwillingsregelventil in einem Diagonalbremskreis Verwendung finden dann

soll; denn/sollten die Einsatzdrucke der Regelung und die charakteristische Steigung der Regelventile dieselben sein.

Zur Vermeidung der genannten Nachteile wird durch die Erfindung ein Zwillingsregelventil der eingangs beschriebenen Art geschaffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden Differentialkolben in Tandemanordnung in einer einzigen Bohrung des Zwillingsventilgehäuses angeordnet sind, und daß die beiden Differentialkolben durch einen mittleren Kolben getrennt sind, der eine entlüftete Ausnehmung aufweist, in die der Stangenabschnitt des einen, inneren Differentialkolbens paßt, während der Stangenabschnitt des anderen, äußeren Differentialkolbens aus der Bohrung heraussteht, so daß er in Anlage an eine federnde Rückstelleinrichtung kommt.

Das erfindungsgemäße Zwillingsregelventil hat einen einfachen Aufbau und gestattet eine leichte Anpassung der Regeleigenschaften an die mit ihm verbundenen Strömungsmittelkreise. Dabei kann die Anpassung bei der Herstellung erfolgen. Nach der Anbringung auf dem Fahrzeug ist keine weitere Einstellung mehr erforderlich, abgesehen von der üblichen Einstellung, die nur dann notwendig ist, wenn das Zwillingsregelventil ein auf Last ansprechendes

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Regelventil ist.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur ein erfindungsgemäßes Zwillingsregelventil, das zur Verwendung in einem hydraulischen Diagonalbremskreis eines Fahrzeuges geeignet ist und im Schnitt dargestellt ist.

In Figur 1 ist ein Zwillingsventilgehäuse Io mit einer abgesetzten Bohrung versehen, die einen größeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 12 und einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt IU hat. Im Abschnitt 12 ist ein Kopfabschnitt 16 eines Differentialkolbens 2o verschiebbar angeordnet, im kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 14 ein Kopfabschnitt 18 eines Differentialkolbens 22. Die Differentialkolben 2o und 22 sind abgesetzte Kolben, wie sie von herkömmlichen Regelventilen her bekannt sind. Sie weisen Stangenabschnitte mit kleinerer Angriffsfläche und Kopfabschnitte mit größerer Angriffsfläche auf. Die beiden Differentialkolben 2o und 22 sind in Tandemanordnung angeordnet. Sie sind durch einen mittleren Kolben 24 getrennt, dessen Enden 6 2 und 64 gleichen Außendurchmesser aufweisen. Das Ende 64 des mittleren Kolbens 24, das beim inneren Differentialkolben 22 liegt, ist mit einer Ausnehmung versehen. Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung hat diese die Form einer zentnalen Kammer 26, in die ein Stangenabschnitt 28 des inneren Kolbens hineinragt. Die Kammer 26 ist über im mittleren Kolben 24 bzw. dem Zwillingsventilgehäuse Io ausgebildete Kanäle 3o und 32 zwangsl-

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entlüftet. Ein Stangenabschnitt 34 des äußeren Differentialkolbens 2o steht nach außen aus dem Zwillingsgehäuse Io über, verläuft durch eine am Zwillingsgehäuse befestigte Hülse 36 und befindet sich in Anlage an eine Rückstellfeder 38. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist das freie Ende der Rückstellfeder an einem Federhalter 4o abgestützt, der seinerseits an der Hülse 36 befestigt ist. Bei einer anderen, nicht dargestellten Ausführungsform ist das Zwillingsregelventil ein auf die Achsbelastung ansprechendes Regelventil, bei dem die federnde Rückstelleinrichtung für den Differentialkolben 2o mit einer herkömmlichen Verbindung zu einem Lastfühler verbunden ist, z.B. durch eine Hebelverbindung. Wie bei Regelventilen üblich, weist das Zwillingsventilgehäuse Io Einlaßöffnungen 4 2 und 44 und Auslaßöffnungen 46 und 48 auf, die mit zwei unabhängigen Unterkreisen A und B der Fahrzeugbremsanlage verbindbar sind. Die Einlaßöffnungen 4 2 und 44 können z.B. mit einem Tandemhauptbremszylinder verbunden werden, während die Auslaßöffnungen 46 und 48 bei einem Diagonalbremskreis mit den Radbremszylindern der jeweils auf einer Seite der Hinterachse angeordneten Räder verbunden werden können. Wie bei Regelventilen üblich, haben die Differentialkolben 2o und 2 2 gemäß der Figur Kanäle, in denen Rückschlagventile 54 und 56 angeordnet sind. Die Differentialkolben sind ferner mit Dichtringen versehen. Zwischen dem Ende 6o der als Sackbohrung ausgebildeten Ventilbohrung und dem Kopfabschnitt 18 ist noch eine schwache Feder 58 angeordnet.

Die effektive Fläche Al des Stangenabschnittes 34 des äußeren Kolbens 2o ist gleich der effektiven Fläche A5 des Endes 6 2 des

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mittleren Kolbens 2¹+. Ferner ist das Flächenverhältnis der beiden Differentialkolben, d.h. das Verhältnis der effektiven Flächen der Stangenabschnitte und Kopf abschnitte A1/A2 bzw. A3/A¹+ im wesentlichen gleich groß. Obwohl dies für die Arbeitsweise des Zwillingsregelventiles nicht unbedingt erforderlich ist, werden die effektiven Flächen AH und A5 vorzugsweise gleich groß gewählt; dadurch wird die Herstellung des Ventiles vereinfacht.

Das oben beschriebene Zwillingsregelventil arbeitet wie folgt:

In der Zeichnung ist das Zwillingsregelventil in der Stellung bei entlasteten Bremsen dargestellt; in dieser Stellung drückt die Rückstellfeder 38 die Ventilteile in ihre Ruhelage, d.h. in der Figur nach rechts. Der innere Differentialkolben 2 2 liegt am Ende 6o der Ventilbohrung an, wodurch das Rückschlagventil 56 geöffnet wird. Der mittlere Kolben 24 schlägt am Staugend)schnitt 28 an, und der äußere Differentialkolben 2o schlägt am benachbarten Ende des mittleren Kolbens 24 an, wodurch das Rückschlagventil 54 geöffnet wird. Infolgedessen besteht eine freie Strömungsmittelverbindung zwischen den Einlaßöffnungen 42 und 44 und den ihnen zugeordneten Auslaßöffnungen 46 und 48.

j Beim vollen Anlegen der Bremsen werden die zunehmenden Drucke an |

den Einlaßöffnungen 42 und 44 an die Auslaßöffnungen 46 und 48 ; weitergegeben, wobei angenommen wird, daß die beiden Unterkreise ·

ι A und B in Ordnung sind. Erzeugt der über die Stangenfläche Al j hinweg einwirkende Druck eine Kraft, die größer ist als die eingestellte Vorspannung der Rückstellfeder 38, so wird der äußere

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Differentialkolben 2o in der Figur nach links bewegt, der innere Differentialkolben 22 folgt unter dem Einfluß der schwachen Feder 58 und nach einer geringen Verschiebung wird das Rückschlagventil 56 geschlossen. Nunmehr besteht keine direkte Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 44 und der Auslaßöffnung 4 8 mehr, und der zunehmende Druck an der Einlaßöffnung 44 wirkt nur noch auf die ringförmige Fläche A4 - A3 ein, so daß der Druck an der Auslaßöffnung 48 langsamer zunimmt als dem Druckzuwachs an der Einlaßöffnung 44 entspricht, wie dies bei bekannten Regelventilen der Fall ist. Wegen der Unterschiede der effektiven Flächen des mittleren Kolbens 24 verbleibt der letztere in Berührung mit dem Kolbenabschnitt 28 des Differentialkolbens 22. Währenddessen wird der äußere Differentialkolben 2o ein wenig weiter bewegt, und das Rückschlagventil 54 wird geschlossen. Der an der Auslaßöffnung 46 herrschende Druck wächst wiederum langsamer an als der Druck an der Einlaßöffnung 42.

Der Knickpunkt in der Regelkurve ist für den Unterkreis B durch eine Bewegung des Differentialkolbens 22 bezüglich des Zwillingsventilgehäuses Io von etwa 1 Millimeter festgelegt, für den Unterkreis A durch eine Bewegung des Differentialkolbens 2o bezüglich des Zwillingsventilgehäuses von etwa 2 Millimetern (1 + 1) Damit sind die Knickpunkte der Regelkurven für die beiden Unterkreise A und B im wesentlichen dieselben, ohne daß nach der Her- | stellung des Zwillingsventiles eine Einstellung vorzunehmen wäre.\ Wird die Vorspannung durch die schwache Feder 58 vernachlässigt, so sind die Drucke an den Knickpunkten der Regelkurve gleich der durch die Rückstellfeder erzeugten Vorspannung geteilt durch die

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Fläche Al. Die Steigung der Regelkurve nach dem Knickpunkt ist für den Unterkreis A durch (A2 - Al) / A2 und für den Unterkreis B durch (AU - A3) /A4 gegeben. Wie schon ausgeführt, werden diese Verhältnisse gleich groß gewählt.

Fällt der Unterkreis A aus und wird an der Auslaßöffnung 46 kein Druck aufgebaut, so muß die Rückstellfeder 38 durch den an der Einlaßöffnung 44 herrschenden Druck überwunden werden, der auf den Stangenabschnitt 28 des inneren Differentialkolbens 22 und auf das benachbarte Ende 64 des mittleren Kolbens 24 einwirkt. Um im Unterkreis B denselben Knickpunkt zu erhalten wie vorher, als beide Unterkreise intakt waren, wird die Fläche A5 gleich der Fläche Al gewählt.

Fällt der Unterkreis B aus und wird an der Auslaßöffnung 48 kein Druck aufgebaut, so werden der Differentialkolben 22 und der mittlere Kolben 24 entgegen der Kraft der schwachen Feder 58 in ihrer Ruhelage gehalten. Der in der Auslaßöffnung 46 herrschende Druck wird dann genauso exakt wie vorher geregelt, nur ist der Knickpunkt der Regelkurve um einen vernachlässigbar kleinen Betrag kleiner als bei intakter Anlage, da der mittlere Kolben 24 dem äußeren Differentialkolben 2o nicht folgt und das Rückschlagventil 54 infolgedessen etwas früher schließt. j

Ein Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Zwillingsregelventiles ist der, daß das Arbeiten eines jeden der beiden mit ihm verbundenen Unterkreise A und B der Bremsanlage im wesentlichen gleichbleibt, nachdem der andere Unterkreis ausgefallen ist.

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Ist das Zwillingsregelventil einer Verbindungseinrichtung zu einem Lastfühler zugeordnet, so erhält man den Wert der Drucke am Knickpunkt der Regelkurve durch eine einzige Einstellung der Vorspannung der die Last ermittelnden Feder nach Anbringung am Fahrzeug. Bei dem erfindungsgemäßen Zwillingsregelventil wird jedoch dank seines Aufbaues die Gleichheit der Drucke am Knickpunkt der Regelkurve in beiden Unterkreisen ohne nach der Herstellung noch vorzunehmende Einstellung auch dann erhalten, wenn das Ventil ein lastabhängiges Regelventil ist.

Die Erfindung ist nicht auf ein Zwillingsregelventil mit abgesetzten Differentialkolben begrenzt, sondern umfaßt gleichermaßen Differentialkolben, bei denen der Stangenabschnitt, d.h. der Abschnitt mit kleinerer effektiver Fläche ringförmige Form hat. Bei einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der mittlere Kolben abgesetzt, so daß zusammen mit der Wand der Ventilbohrung eine ringförmige entlüftete Ausnehmung gebildet wird, in die hinein ein Stangenabschnitt eines inneren Kolbens mit ringförmiger Gestalt übersteht, wobei der Außendurchmesser · dieses Stangenabschnittes gleich dem des beim äußeren Differentialkolben liegenden Endes des mittleren Kolbens ist. Dabei ist die effektive Fläche des letztgenannten Endes gleich der des Stangenabschnittes des äußeren Kolbens. Kurz, diese Anordnung ist die ! Umkehrung der oben beschriebenen, und beide Regelventile arbei- i ten in gleicher Weise. ■■

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Claims (6)

Patentansprüche

1.) Zwillingsregelventil mit zwei Ventilen, insbesondere zur getrennten Verbindung mit zwei unabhängigen Unterkreisen einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, wobei jedes der Ventile einen beweglichen Differentialkolben mit einem kleinere Druckangriffsfläche aufweisenden Stangenabschnitt und mit einem größere Druckangriffsfläche aufweisenden Kopfabschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Differentialkolben (2o,22) in Tandemanordnung in einer einzigen Bohrung (12, 14) des Zwxllxngsventilgehäuses (lo) angeordnet sind, und daß die beiden Differentialkolben (2o,22) durch einen mittleren Kolben (24) getrennt sind, der eine entlüftete Ausnehmung (26) aufweist, in die der Stangenabschnitt (28) ' des einen, inneren Differentialkolbens (22) paßt, während der j Stangenabschnitt (34) des anderen, äußeren Differentialkolben^ (2o) aus der Bohrung (12,14) heraussteht, so daß er in Anlage j an eine federnde Rückstelleinrichtung kommt.

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- Io -

2. Zwillingsregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung durch eine zentrale Kammer (26) gebildet ist, in die hinein der Stangenabschnitt (28) des inneren Differentialkolbens (22) übersteht, daß die beiden Enden (62, 64) des mittleren Kolbens (24) denselben Außendurchmesser aufweisen, und daß die effektive Fläche (A5)des dem äußeren Differentialkolben (2o) benachbarten Endes (62) des mittleren Kolbens (24) gleich der effektiven Fläche (Al) des Stangenabschnittes (34) des äußeren Kolbens (2o) ist.

3. Zwillingsregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Kolben ein abgesetzter Kolben ist, der eine ringförmige Ausnehmung begrenzt, über die der Stangenabschnitt des inneren Differentialkolbens übersteht, daß der Stangenabschnitt des inneren Differentialkolbens ringförmige Gestalt aufweist und sein Außendurchmesser gleich dem des dem äußeren Kolben benachbarten Endes des mittleren Kolbens ist, und daß die effektive Fläche des letztgenannten Endes gleich der des Stangenabschnittes des äußeren Differentialkolbens ist.

4. Zwillingsregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenverhältnisse der Kopf- und Stangenabschnitte (A1/A2;A3/A4) der Differentialkolben (2o,22) für beide Differentialkolben dieselben sind.

5. Zwillingsregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Fläche (A5) des dem

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äußeren Differentialkolben (2o) benachbarten Endes (62) des mittleren Kolbens (24) gleich der effektiven Fläche (A4) des Kopfabschnittes (18) des inneren Differentialkolbens (22) ist.

6. Zwillingsregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6,gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Änderung der Vorspannung der federnden Rückstelleinrichtung gemäß den Änderungen der Achsbelastung des Fahrzeuges.

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