-
Ventilanordnung zur Bremsdrucksteuerung
-
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Steuerung des Bremsdruckes
einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage mit einem Druckminderventil zur Steuerung
einer ersten Verbindung zwischen einem Ventileingang und einem Ventilausgang und
einem Angleichventil zur Steuerung einer zweiten Verbindung zwischen Ventileingang
und Ventilausgang. Eine solche Ventilanordnung ist durch die DT-OS 19 26 409 bekannt.
-
Mit solchen Ventilanordnungen wird der Bremsdruck in Kraftfahrzeugbremsanlagen
derart gesteuert, dass im unteren Druckbereich nur ein gegenüber dem Hauptzylinderdruck
verminderter Druck zu den Radbremsen gelangt. Ab einem bestimmten Druck wird dann
der Bremsdruck wieder dem Hauptzylinderdruck angeglichen, um schliesslich mit dem
Hauptzylinderdruck zu steigen. Verwendet werden solche Ventilanordnungen beispielsweise
bei Lastkraftwagen zur Beeinflussung des Vorderachsbremsdruckes, um der Achlastverlagerung
Rechnung zu tragen oder bei Fahrzeugen, bei denen eine Achse mit Scheibenbremsen
und die andere mit Trommelbremsen ausgerüstet ist, um ein gleichmässiges Anlegen
der Bremsen beider Achsen zu erreichen.
-
Bei der bekannten Ventilanordnung ist das Druckminderventil und das
Angleichventil in je einer eigenen Bohrung des Gehäuses angeordnet. Jedes der beiden
Ventile hat damit einen mit dem Ventileingang verbundenen Einlassraum und einen
mit dem Ventilausgang verbundenen Auslassraum. Durch diese Ausbildung beansprucht
die bekannte Ventilanordnung relativ viel Bauraum, wodurch auch
der
Materialverbrauch, insbesondere für das Gehäuse, relativ hoch ist und was auch ein
entsprechendes Gewicht zur Folge hat. Darüber hinaus ist sie fertigungstechnisch
ungünstig. Speziell das Gehäuse verlangt eine Vielzahl von Bearbeitungsvorgängen,
bei denen es mehrfach umgespannt werden muss. Insgesamt gesehen ist die bekannte
Ventilanordnung damit teuer.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilanordnung der eingangs genannten
Art derart zu vereinfachen, dass sie nur ein Minimum an Bauraum beansprucht, besonders
einfach in der Herstellung und billig ist.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Druckminderventil einen
in einer Bohrung beweglichen Kolben hat, in dem das Angleichventil angeordnet ist,
und durch den die erste Verbindung an einem Ventilsitz verschliessbar ist, und durch
den die zweite Verbindung geführt ist, die durch das im Kolben angeordnete Angleichventil
steuerbar ist, und dass durch ein im Kolben angeordnetes, in Richtung Ventilauslass
sperrendes Rückschlagventil das Angleichventil umgehbar ist. Damit braucht am Gehäuse
nur noch eine einzige Bohrung zur Aufnahme eines dichtend verschiebbaren Kolbens
bearbeitet werden, der im Bereich der Kolbenführung keine Abstufung aufweist.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit den darin beschriebenen Merkmalen wird erreicht, dass die erste Verbindung manuell
von aussen geöffnet werden kann, was für das Füllen des Bremssystems mit Druckmittel
von Bedeutung ist. Durch die elastische Kappe ist der Kolben vor Verschmutzung geschützt.
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
-
In einem Gehäuse 1 ist eine Bohrung 2 vorgesehen. An die Bohrung 2
schliesst sich im Gehäuse 1 ein erweiterter Innenraum 3 an, der auf seiner der Bohrung
gegenüberliegenden Seite verschlossen ist. Im, in der Zeichnung gesehen, unteren
Bereich des Innenraumes 3 nahe der Bohrung 2 mündet ein Ventileingang 5, der mit
einem Hauptzylinder verbindbar ist. In den oberen Bereich münden zwei Ventilausgänge
6, an welche Radbremszylinder, beispielsweise die einer Vorderachse eines Lastkraftwagens,
anschliessbar sind. Zwischen dem Ventileingang 5 und den Ventilausgängen 6 hat der
Innenraum 3 eine Abstufung, an der ein in einem Stützelement gehaltener elastischer
Ventilsitz 7 angeordnet ist.
-
In der Bohrung 2 ist ein Kolben 8 dichtend verschiebbar geführt, der
sich in den Innenraum 3 und aus dem Gehäuse 1 heraus erstreckt. Im Innenraum 3 hat
der Kolben 8 einen vergrösserten Querschnitt, um schliesslich oberhalb des Ventilsitzes
7 mit einem pilzförmigen Ende abzuschliessen, an dessen Unterseite eine Dichtkante
9 ausgebildet ist, und bei deren Anlage am Ventilsitz 7 der Innenraum 3 in einen
Einlassraum 3a und einen Auslassraum 3b unterteilt ist. Der Kolben 8 bildet mit
dem Ventilsitz 7 und der Dichtkante 9 das Druckminderventil 7,8,9, wobei die am
Kolben 8 vorbeiführende erste Verbindung am Ventilsitz 7 verschliessbar ist.
-
Im Kolben 8 ist ein von dem Einlassraum 3a durch einen Ventilsitz
11 zum Auslassraum 3b führender Kanal 1o vorgesehen. Unterhalb des Ventilsitzes
11 ist im Kolben 8 eine Bohrung 15 angeordnet, welche über eine Schnüffelöffnung
14 mit der Atmosphäre verbunden ist. In der Bohrung 15 ist ein Hilfskolben 13 dichtend
verschiebbar angeordnet, an dem ein den Ventilsitz 11 zugewandter Ventilteller 12
befestigt ist, der aus einem Stützelement und einem elastischen Teil besteht. Am
Ventilteller 12 ist eine Feder
16 derart abgestützt, dass sie den
Ventilteller 12 in Richtung des Ventilsitzes 11 drückt. Die Feder 16 ist entgegengerichtet
am Kolben 8 abgestützt. Der Hilfskolben 13 mit Ventilteller 12 und Feder 16 und
der Ventilsitz 11 bilden das Angleichventil, durch das der Kanal 1o, der die zweite
Verbindung bildet, verschliessbar ist.
-
In der oberen Stirnseite des Kolbens 8 sind in den Kanal 1o mündende
Öffnungen 17 vorgesehen, die auf der Seite des Kanals 1o durch eine elastische Scheibe
18 verschliessbar sind. Diese Scheibe 18 hat die Funktion eines die Öffnungen 17
in Richtung des Auslassraumes 3b sperrenden Rückschlagventils. Dabei ist zu beachten,
dass die Scheibe 18 die Öffnungen 17 bei druckloser Ventilanordnung nicht vollständig
verschliesst, sondern auch einen geringfügigen Volumenausgleich vom Einlassraum
3a zum Auslassraum 3b hin erlaubt. Nur bei nennenswerter Druckmittelströmung durch
die Öffnungen 17 wird die Scheibe 18 als Rückschlagventil wirksam.
-
Ein aus dem Gehäuse 1 herausragendes Ende des Kolbens 8 ist von einer
am Gehäuse 1 befestigten elastischen Kappe 19 umschlossen.
-
Die Kappe 19 verhindert das Eindringen von Schmutz zwischen die Bohrung
2 und den Kolben 8 und in die Schnüffelöffnung 14.
-
Es ergibt sich aus diesem Aufbau folgende Funktionsweise der Ventilanordnung:
Bei beginnendem Druckaufbau am Ventileingang 5 wird im Einlassraum 3a der Kolben
8 durch die von der Durchmesserdifferenz zwischen Dichtkante 9 und Kolben 8 in der
Bohrung 2 bestimmte Ringfläche nach oben beaufschlagt. Die Dichtkante 9 wird damit
vom Ventilsitz 7 abgehoben und das Druckmittel gelangt in den Auslassraum 3b. Dort
wird der Kolben 8 dann auf der gesamten vom Durchmesser der Dichtkante 9 bestimmten
Fläche nach unten beaufschlagt,
so dass der Kolben 8 wieder in Schließstellunggelangt,
weil diese Fläche grösser als die Ringfläche ist. Es ist also durch die erste Verbindung
nur der Durchtritt von so viel Druckmittel möglich, dass im Auslassraum 3b ein gegenüber
dem Einlassraum 3a entsprechend dem Flächenverhältnis verminderter Druckaufbau stattfindet.
-
Der Druck im Einlassraum 3a wirkt auch auf den Ventilteller 12 auf
die vom Durchmesser des Ventilsitzes 11 bestimmten Fläche und versucht den Ventilteller
12 mit dem Hilfskolben 13 entgegen der Kraft der Feder 16 in Offenstellung zu verschieben.
Gemeinsam mit der Feder 16 wirkt noch der Druck des Auslassraumes 3b auf die vom
Durchmesser des Ventilsitzes 11 und vom Durchmesser des Hilfskolbens 13 bestimmten
Ringfläche. Wenn also eine bestimmte Druckdifferenz zwischen Einlassraum 3a und
Auslassraum 3b erreicht ist, wird die Feder 16 überwunden, so dass Druckmittel durch
die zweite Verbindung den Kanal 1o von dem Einlassraum 3a zum Auslassraum 3b fliesst.
Damit wird der Druck im Auslassraum 3b während der sich nun anschliessenden Phase
langsam an den Druck im Einlassraum 3a angeglichen. Die Phase des Angleichens dauert
bis der Druck in der Lage ist, durch Beaufschlagen der Querschnittsfläche des Hilfskolbens
13 die Feder 16 zusammenzudrücken und damit das Angleichventil 11,12,13,16 in Offenstellung
zu halten. Ab Beginn der Angleichphase bleibt der Kolben 8 in seiner Schließstellung.
-
Bei Druckabbau fliesst zunächst das Druckmittel vom Auslassraum 3b
durch den Kanal 1o zurück zum Einlassraum 3a vorbei am geöffneten Angleichventil
11,12,13,16 bis der Druck so weit abgesunken ist, dass dieses schliesst. Durch das
daraus resultierende Druckgefälle vom Auslassraum 3b zum Einlassraum 3a wird die
Scheibe 18 von den Öffnungen 17 abgehoben, so dass nunmehr das Druckmittel unter
Umgehung des Angleichventils 11,12w13,16 durch den mit dem Einlassraum 3a verbundenen
Abschnitt des Kanals 1o zum Einlassraum 3a zurückströmt.
-
Leerseite