DE2714155A1

DE2714155A1 - Druckminderventil fuer eine fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2714155A1
Application number: DE19772714155
Authority: DE
Inventors: Glyn Phillip Reginald Farr
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1976-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1977-10-13
Also published as: JPS52120422A; US4113317A; BR7701957A

Description

UH. ING. F. WUFSTHOFF DR. K. ν. FE(JHM ANN UR. ING. D. HEHR ENS DIPL. IN(J. H. GOETZ PATENTANWÄLTE

9OOO MÜNCHEN 9O SCHWEIQERSTRAHSE 2 TELKFON (08B) 86 20 51 TKLKX S 24 070

TELKOHAMMKl PHOTECTPATKNT MÜMOBBN

1A-49 228

27U15S

Patentanmeldung

Anmelder: Girling Limited, Kings Road, Tyseley, Birmingham 11, West Midlands, England

Titel:

Druckminderventil für eine Fahrzeugbremsanlage

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IIR. INU. F. WUKSTHOFF

DR. E. ν. PECIIMANN DR. ING. D. BKHRENS DIPL. ING. R. GOETZ PATENTANWÄLTE

7 UI 55

8 MÜNCHEN UO SCHWEIUEIiSTIiASSK ^ TKLKFON <OHI1> β« UO -Tl TKLEX 3 24 070

TKLKORAMMK : PROTKCTPATKXT Ml'NfHKS

1A-49 228

B β s c h r e i b u η

Druckminderventil für eine Fahrzeugbremsanlage

Die Erfindung betrifft Druckminderventile zur Verwendung in Bremsanlagen für Fahrzeuge_o

Solche Ventile sind normalerweise in die Bremsdruckleitung zwischen die Druckquelle, normalerweise einen Hauptbremszylinder und eine oder mehrere fiadbremsen, normalerweise die Hinterradbremsen geschaltet, um die an den Hinterradbremsen wirkende Bremskraft im Vergleich zu den Vorderradbremsen zu verringern und dadurch die Gefahr zu mindern, daß die Hader blockieren«.

Bei bekannten Ventilen wird die Verbindung zwischen einem Einlaß und einem Auslaß vom Betrieb eines im Innern angeordneten Ventilsatzes gesteuert, der eine elastomere Dichtung und einen Kolben umfaßt, dessen Bewegung das Schließen des Ventilsatzes bewirkte Unterschiedliche Druckkräfte wirken auf den Kolben, so daß bei zunehmendem Einlaßdruck der Ventilsatz wiederholt öffnet und schließt, mit dem Ergebnis, daß das zum Auslaß gelangende Druckfluid bemessen wird, wobei der Auslaßdruck geringer ist als der Einlaßdruck«

Bei bekannten Druckminderventilen besteht insofern eine Schwierigkeit, als bei geschlossenem Zustand des Ventils die Dichtung die Tendenz hat, aufgrund des Druckunterschiedes zwischen Einlaß und Auslaß in die Öffnung

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hineingedrückt zu werden, die sie verschließt. Das erfolgt jedes Mal, wenn der Ventilsatz geschlossen wird und kann die Dichtung beschädigen» Angesichts der vielen wiederholten Ventilbetätigungen kann die Lebensdauer der Dichtung dadurch erheblich beeinträchtigt werden,,

Aufgabe der Erfindung ist es, die obengenannte Schwierigkeit zu vermeiden und eine vor Beschädigungen besser geschützte Dichtung an einem Ventil der genannten Art vorzusehen.

Gemäß der Erfindung wird ein Druckminderventil für eine Fahrzeugbremsanlage mit einem Einlaß und einem Auslaß, die über eine radiale Öffnung miteinander in Verbindung stehen, und mit einer elastomeren Dichtung geschaffen, die im Verhältnis zur Öffnung zwischen einer geschlossenen, die Öffnung abdeckenden Stellung und einer offenen Stellung bewegbar ist« Hierbei ist die Dichtung so angeordnet, daß sie die Öffnung an der Auslaßseite überdeckt, so daß die Zwischenfläche zwischen Dichtung und Öffnung dem Einlaßdruck ausgesetzt ist„

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert» Es zeigt:

Figo 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils;

Pig«, 1A einen Detailschnitt einer Ventildichtung gemäß Figo 1 in vergrößertem Maßstab;

Figo 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;

Figo 3 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;

Fig_e 4 einen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ventils mit einer Sperrvorrichtung O

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Bei allen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen sind einander entsprechende Teile jeweils mit dem gleichen Bezugszeichen versehene

Das in Figo 1 gezeigte Ventil weist ein Gehäuse 1 mit einem Einlaß 2 und einem Auslaß 3 auf, die mit den beiden Enden einer Ventilbohrung 4 in Verbindung stehen, welche an einem Ende in der Nähe einer Auslaßkammer 5 aufhört und am anderen Ende durch einen abgedichteten Verschlußstopfen 6 verschlossen ist, der zwei Kolbendichtungen 7, 7A trägt. Durch die Dichtungen 7» 7A erstreckt sich die Kolbenstange 9 eines abgestuften Ventilkolbens 8, der auch einen Kopf 10 hat, welcher mit axial geneigten Durchlässen 11 ausgebildet ist, die zu radialen öffnungen 12 führen_e Der Ventilkolben 8 wird von einer vorgespannten, schraubenartig gewundenen Druckfeder 13 zum Auslaßende der Ventilbohrung 4 gedrängte

Um den Kopf 10 herum ist ortsfest eine ringförmige Dichtung 14 aus elastomerem Werkstoff angeordnet, die mit dem Kopf zur Einlaßseite der Öffnungen 12 hin abdichtend in Eingriff steht. Die Innenfläche der Dichtung ist in einem axialen Stirnflächenbereich, der normalerweise die öffnungen 12 umgibt, hinterarbeitet bzw«, ausgespart. Die Dichtung wird von einem mit engem Paßsitz in die Ventilbohrung 4 eingesetzten Sicherungsring 15 in ihrer Lage gehalten.

Wie am besten in Pig. U zu sehen ist, hat die Dichtung 14 eine nutenartige Ausnehmung 14A zur Aufnahme des Sicherungsringes 15 und auch um einen lippenartigen Rand oder abdichtenden Schließbereich 14B flexibler zu machen, der den wirksamen Bereich des Ventils in der Nähe des hinterarbeiteten Bereichs HC darstellt·

Im Betrieb wird Druckmittel von einem Hauptbremszylinder dem Einlaß zugeführt und fließt frei durch die Durchlässe 11,

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die Öffnungen 12 und die Auslaßkammer 5 zum Auslaß 3? bis der Ungleichgewichtsdruck, der auf die wirksame Fläche der Kolbenstange 9 wirkt, ausreicht, die Kraft der Druckfeder 13 zu überwinden, um den Kolben nach links zu bewegen, bis die Öffnungen 12 bedeckt und vom lippenartigen Rand oder Schließbereich HB geschlossen sind»

In diesem Zustand unterliegt die Dichtung gleichem Druck an beiden Seiten, und der durch die Öffnungen 12 wirkende Einlaßdruck liefert genügend Widerstand dagegen, daß das Dichtungsmaterial in die Enden der Öffnungen hineingedrückt wird ο In dem Maß, indem der Einlaßdruck weiter steigt, wirkt er auf die Abstufung im Ventilkolben und drängt diesen nach rechts, um die Öffnungen 12 erneut abzudecken und eine weitere Strömung durch das Ventil zum Auslaß 3 zu ermöglichen. Diese Öffnungs- und Schließwirkung wird wiederholt, während der Einlaßdruck ansteigt, um das Druckmittel durch das Ventil hindurch so zu bemessen, daß der Auslaßdruck in reduziertem Ausmaß im Verhältnis zum Einlaßdruck ansteigt₀ Während dieses ganzen Vorganges wirkt Einlaßdruck in der Ausnehmung 14A und ist damit bestrebt, den Einlaßdruck auszugleichen, der durch die Öffnung

12 nach außen auf denSchließbereich 14B wirkte

Wenn der Einlaßdruck nachläßt aber nicht unter den Auslaßdruck absinkt, bewegt sich der Ventilkolben nach links, wodurch das Volumen der Auslaßkammer vergrößert und dadurch der Auslaßdruck verringert wird, um wieder einen Auegleich der auf den Ventilkolben 8 wirkenden Kräfte herzustellen. Wenn der Einlaßdruck auf einen Wert unterhalb des Auslaßdrucks absinkt, wird Druckmittel an dem hinterarbeiteten bzw. ausgesparten Bereich HO der Dichtung H vorbeigedrängt und biegt den lippenartigen Schließbereich HB der Dichtung vom Kolben weg, damit eine Rückströmung des Druckfluids zum Einlaß und der damit einhergehende Abfall des Auslaßdrucks möglich wirdo Die Druckfeder

13 bewirkt bei ausreichend starkem Absinken des Einlaßdrucks

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daß der Ventilkolben nach rechts zurückbewegt wird, so daß die Öffnungen 12 freigegeben werden und die Durchlässe 11 und die Öffnungen 12 wiederum frei mit der Auslaßkammer 5 und dem Einlaß in Verbindung stehen,,

Es ist ersichtlichι daß die Dichtung unter keinen Umständen großen Durckunterschieden ausgesetzt ist, und daß zu jeder Zeit, wenn der Kopf des Ventilkolbens durch die Dichtung gleitet, die Gefahr, daß das Dichtungsmaterial durch Reibung beschädigt wird, dadurch aufgewogen ist, daß die Zwischenfläche zwischen den Öffnungen 12 und der Dichtung dem Einlaßdruck ausgesetzt ist, der durch die Öffnungen 12 wirkt und das Dichtungs· material von den Oftoungen weg statt in sie hinein drückte

Bei dem in Figo 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der allgemeine Aufbau und Betrieb des Ventils ebenso wie im Zusammenhang mit Figo 1 beschrieben. Der hauptsächliche Unterschied besteht darin, daß der Ventilkolben 8 rohrförmig gestaltet ist und die Dichtung 14 so angeordnet ist₉ daß sie gegen die Innenfläche des Ventilkolbens 8 abdichtend wirkt₀ Die Dichtung ist auf einer schaftartigen Verlängerung des Verschlußstopfens 6 des Ventils angebracht.

Auch bei dem in Figo 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der allgemeine Aufbau und Betrieb des Ventils der gleiche wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figo 1, wobei der hauptsächliche Unterschied darin besteht, daß der Ventilkolben 8 rohrförmige Gestalt hat und die Dichtung 14 in einer Nut in der Kolbenstange 9 zum Zusammenwirken mit Öffnungen 12 angeordnet ist, die hier in einer rohrförmigen, haubenartigen oder zylindrischen Verlängerung des Verschlußstopfens 6 des Ventils ausgebildet sind. Lie Öffnungen 12 sind also ortsfest, während die Dichtung 14 mit dem Ventilkolben 8 bewegbar ist_o

Bei einer Zweikreisbremsanlage könnte der Ventilkolben 709841 /0863

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der oben beschriebenen Ventile in Abhängigkeit von Druckverlust in einem der Bremskreise durch die in Figo 1 und 3 gezeigte Kolbenstange 9 einer größeren Sperrkraft, d_oh_o einer Kraft zum Außerbetriebsetzen ausgesetzt sein, um das Schließen des Druckminderventils zu verhindern,.

Das in Figo 4 dargestellte Druckminderventil umfaßt eine Sperrvorrichtung 20 ähnlich der in der parallel laufenden Anmeldung P 25 21 962„9 beschriebenen Vorrichtung, auf die hier Bezug genommen wird» Kurz gesagt weist diese Vorrichtung zum Außerkraftsetzen ein Glied 21 auf, welches in einer Bohrung 22 abdichtend verschiebbar und an einem Ende dem Druck ausgesetzt ist, welcher in einer Kammer 23 herrscht, deren Einlaß 24 an die gleiche Druckquelle angeschlossen ist wie der Einlaß 2, und die außerdem einen Auslaß 25 hat_o Das andere Ende des Gliedes 21 liegt an einer Verlängerung 26 des Ventilkolbens 8 in einem entlüfteten, passiven Raum 27 an. Die Verlängerung 26 ist in beliebiger geeigneter Weise am Ventilkolben 8 befestigt»

Ansonsten ist dies Ventil im allgemeinen ähnlich dem in Fig., 1 gezeigteno Weitere hauptsächliche Unterschiede bestehen darin, daß der Ventilkolben 8 von einer Stütze 28 geführt ist, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Vorsprünge längs ihres Umfanges hat, die das Hindurchströmen von Druckmittel erlauben, und daß die Öffnungen 12 an eine Axialbohrung 29 im Ventilkolben 8 Anschluß haben,.

Im Betrieb fließt bei normalen Betriebsbedingungen Druckfluid frei von beiden Einlassen 2 und 24 zu den entsprechenden Auslässen 3 bzw« 25ο Die Wirkung des Drucks auf den kleineren Durchmesser der Verlängerung 26 ist verhältnismäßig gering und kann außerachigelassen werden, so daß die auf den Ventilkolben 8 wirkende Druckkraft ausgeglichen ist; aber dem auf das Glied 21 wirkenden Druck wirkt die Druckfeder 13 entgegen« Wenn der Druck in den Einlassen eine vorherbestimmte

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Höhe erreicht, bewegen sich Ventilkolben 8 und Glied 21 entgegen der Federbelastung nach rechts und schließen das Ventil.

Jeder weitere Druckanstieg am Einlaß 2 wirkt nun über die abgedichtete Fläche des Ventilkolbens 8 im Sinne einer Rückkehr des Ventilkolbens 8 nach links, und ihm steht der erhöhte Druck entgegen, der über die kleinere Fläche des Gliedes 21 wirkt und unterstützt wird vom Druck, der beim anfänglichen Schließen am Auslaß 3 herrscht und auf die abgedichtete Fläche an der Auslaßseite des Ventilkolbens 8 wirkt. Dies Ungleichgewicht bewirkt, daß der Ventilkolben nach rechts zurückkehrt und das Ventil erneut öffnet und dass Druckfluid in einer im Verhältnis zur Druckanstiegsrate am Einlaß verringerten Strömungsmenge durch den Auslaß zugemessen wird_o

Es liegt ohne weiteres auf der Hand, daß bei einem Ausfall des dem Einlaß 24 zugeführten vorderen Leitungsdrucks der hydraulische Druck auf das Glied 21 aufgehoben wird, der nötig ist, um das anfängliche Schließen des Ventils zu bewirken, welches infolgedessen offen bleibt und den gesamten zur Verfügung stehenden Druck zum Auslaß 3 weiterleitet«

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wirkt Einlaßdruck im wesentlichen auf die Dichtungsfläche der Dichtung und ist bestrebt, diese von den Öffnungen 12 wegzubiegen.

In allen Fällen ist das Ventil mit einer vorher eingestellten, im Inneren angeordneten Schraubenfeder 13 dargestellt, die den Druck bestimmt, bei dem das Ventil sich anfänglich schließt. Für den Fachmann liegt aber auf der Hand, daß der Ventilkolben auch einer von außen wirkenden Kraft ausgesetzt sein könnte, z.B. einer veränderlichen Federkraft, die der Belastung der Hinterachse des infrage stehenden Fahrzeugs proportional wäre und über den nach außen vorstehenden Abschnitt der Kolbenstange 9 bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1

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und 3 auf den Ventilkolben 8 übertragen würde»

Es ist ersichtlich, daß die Dichtung 14 auch andere Formen haben kann. Beispielsweise kann die Dichtung statt einer die Öffnungen 12 umgebenden ringförmigen Ausnehmung auch in dem die Öffnungen umgebenden Bereich 14G eine Vielzahl axialer Aussparungen haben, die durch in Umfangsriehtung im Abstand voneinander liegende erhabene Bereiche voneinander getrennt sind, welche die Dichtung im Bereich der Öffnungen 12 abstützen,, Die Anzahl erhabener Bereiche und Öffnungen 12 ist so gewählt, daß bei geöffneter Stellung des Ventils mindestens eine Öffnung offen ist_o

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L e e r s e i i e

Claims

Ansprüche

1»j Druckminderventil für eine Fahrzeugbremsanlage mit einem isinlaß und einem Auslaß, die durch eine radiale Öffnung miteinander in Verbindung stehen, und mit einer elastomeren Dichtung, die im Verhältnis zur Öffnung zwischen exner die Öffnung abdeckenden geschlossenen Stellung und einer offenen Stellung bewegbar ist,

dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (14) so angeordnet ist, daß sie die Öffnung (12) an der Auslaßseite überdeckt.und daß die Zwischenfläche zwischen der Dichtung (H) und der Öffnung (12) dem Einlaßdruck ausgesetzt ist»

2ο Druckminderventil nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (H) einen Schließbereich (HB) für das Ventil hat, der in geschlossener Stellung die Öffnung (12) überdeckt, sowie eine Ausnehmung (HA) an der Einlaßseite der Dichtung und radial im Abstand von dem Schließbereich, wobei in geschlossener Stellung im wesentlichen Druckausgleich am Schließbereich (HB) herrscht.

3o Druckminderventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung einen ausgesparten Bereich (HC) hat, der bei geöffneter Stellung der Öffnung benachbart ist.

4 β Druckminderventil nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet , daß der ausgesparte

Bereich eine ringförmige Ausnehmung hat«,

5· Druckminderventil nach Anspruch 3,

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ORIGINAL INSPECTED

dadurch gekennzeichnet , daß der ausgesparte Bereich eine Vielzahl axialer Ausnehmungen hat, die durch in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete erhabene Bereiche voneinander getrennt sind«

6β Druckminderventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß bei geöffneter Stellung die Auslaßseite der Öffnung an der Auslaßseite der Dichtung (H) geöffnet ist,

7ο Druckminderventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (14) ortsfest ist.

8ο Druckminderventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (12) in einem beweglichen Ventilkolben (8) ausgebildet ist, der mit der Dichtung zusammenwirkt»

9 ο Druckminderventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (H) den Ventilkolben (8) umgibt₀

1O₀ Druckminderventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der Ventilkolben (8) eine innere Bohrung (5') hat, innerhalb der die Dichtung (H) gleitet.

11 β Druckminderventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Öffnung (12) ortsfest und die Dichtung (H) beweglich angeordnet ist»

12. Druckminderventil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtung (H) an einem Ventilkolben (8) angebracht ist, der innerhalb eines

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zylindrischen Teils verschiebbar ist, in dem die Öffnung ausgebildet ist,

13· Druckminderventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine Sperrvorrichtung (20) zum Anschluß an einen getrennten Bremskreis vorgesehen ist und den Betrieb des Ventils verhindert, wenn der getrennte Bremskreis ausfällte

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