DE2926062A1

DE2926062A1 - Druckreduziervorrichtung

Info

Publication number: DE2926062A1
Application number: DE19792926062
Authority: DE
Inventors: Hermann Seip
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1979-06-28
Filing date: 1979-06-28
Publication date: 1981-02-19
Also published as: GB2054076B; IT8023029A0; FR2460237A1; IT1131376B; DE2926062C2; GB2054076A; FR2460237B1

Description

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ALFRED TEVES GMBfI 27. Juni 1979

6000 Frankfurt a.M. 2 £/zg

H. Seip - 35

Druckreduziervorrichtung für hydraulische Fahrzeug

Bremsanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckreduziervorrichtung für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Gehäuse, das einen Zylinderraum aufweist, mit einem einseitig mit einer Kolbenstange versehenen Kolben , der den Zylinderraum in einen Ausgangsraura und einen ringförmigen Eingangsraum kleinen Querschnitts unterteilt sowie in Richtung des Ausgangsrauras durch eine Feder belastet ist, mit mindestens einem Bypaßkanal, der sich vom Ausgangsraum über einen Teil der Länge des Zylinderraums erstreckt und mit einer Ringdichtung am Kolben, die bei Übersteuerung des Endes des Bypaßkanals Eingangs- und Ausgangsraum gegeneinander abdichtet sowie den Teil eines Rücklaufventils zwischen beiden Räumen bildet.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 3 088 285) hat die Ringdichtung zwei parallele Stirnflächen, eine zylindrische Innenumfangsfläche und eine leicht ge wölbte Außenumfangsflache . Mit der Außenumfangsfläche wird das als Bohrung, Ringspalt o.dgl. ausgebildete Ende des Bypaßkanals übersteuert. Die Innenumfangsfläche ist etwas größer als der die Ringdichtung aufnehmende Teil des Kolbens. Die Ringdichtung wird zwischen zwei Flan sehen des Kolbens gehalten, die einen etwas größeren Abstand voneinander haben, als die Höhe der Ringdichtung.

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Der dem Eingangsraum benachbarte Plansch weist eine zum Innendurchmesser führende Bohrung , Abschrägung o.dgl. auf. Infolgedessen wird die Ringdichtung im Normalbetrieb, wenn der Eingangsdruck überwiegt, dicht gegen den dem Ausgangsraum benachbarten Plansch gedrückt, so daß eine Verbindung zwischen Eingangs- und Ausgangsraum nur über den Bypaßkanal möglich ist. Überwiegt dagegen der Ausgangsdruck, so wird die Ringdichtung axial verschoben, wo durch ein Rücklaufkanal entsteht, der längs der einen Stirnfläche und der Innenumfangsfläche der Ringdichtung verläuft. Bei dieser Konstruktion sind sehr genaue Fertigungstoleranzen zu beachten. Denn schon geringe Ungenauigkeiten reichen aus, um den Rücklaufkanal dauernd verschlossen zu halten oder um die Außenumfangsfläche mit zu großer Kraft am Umfang des Zylinderraums anliegen zu lassen. Darüberhinaus ist die Lebensdauer infolge Ver schleiß begrenzt. Die Ringdichtung führt nicht nur eine Relativbewegung zum Gehäuse, sondern auch eineRelativbewegung zum Kolben aus. Die dabei auftretenden Abnutzungen führen im Laufe der Zeit zu AbmessungsVeränderungen, die ein sicheres Dichten beeinträchtigen.

Bei einer anderen bekannten Druckreduziervorrichtung (DE-AS 1 58o 148 ) ist die Ringdichtung zwischen einem Flansch des Kolbens und einer Stufe des Gehäuses festgehalten. Ihre Innenumfangsfläche hat dauernd einen Abstand vom zugehörigen Abschnitt des Kolbens. Die Außenumfangsfläche und die beiden Stirnflächen sind mit Noppen besetzt, um dauernd einen definierten Abstand zur benachbarten Wand aufrecht zu erhalten. Am Übergang von einer Stirnfläche zur inneren Umfangsfläche bildet sie

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einen ringförmigen Ventilsitz, der mit einer Umfangskante am Kolben zusammenwirkt und ein Übertreten der hydraulischen Flüssigkeit vom Eingangsraum in den Ausgangsraum gestattet. An der diagonal gegenüberliegenden Ecke des Querschnitts der Ringdichtung befin det sich eine Dichtlippe, die unter Vorspannung an der Umfangswand des Zylinderraums anliegt und sich von dieser Umfangswand abhebt, wenn der Druck im Ausgangsraum den Druck im Eingangsraum übersteigt. Diese Ringdichtung hat eine sehr komplizierte Form. Es sind sehr genaue Einbautoleranzen zu beachten.

Seit vielen Jahrzehnten werden bei hydraulischen Fahrzeug- Bremsanlagen Dichtmanschetten benutzt, bei spielsweise als Primärdichtung bei Hauptzylindern solcher Bremsanlagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druck reduziervorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die hinsichtlich der Fertigungstoleranzen wesentlich weniger kritisch ist und eine höhere Lebens dauer hat.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelobt, daß die Ringdichtung eine Dichtmanschette ist, deren äußere Dichtlippe zum Eingangsraum hin gerichtet ist und deren innerer Kragen dauernd dicht an Kolben und/oder Kolbenstange anliegt.

Bei dieser Konstruktion sind beide Steuer- oder Ventilfunktionen an einer gemeinsamen Stelle, nämlich an der Dichtlippe, vereinigt. Da die beiden Stirnflächen und die Innenumfangsfläche nicht an der Steuer- und Ventil-

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funktion teilnehmen, sind sie bezüglich der Herstellungstoleranzen völlig unkritisch. Es genügt, wenn eine dieser Flächen dicht an Kolben und/oder Kolbenstange anliegt. Aber auch an die Herstellungsgenauigkeit der Dichtlippe brauchen keine hohen Anforderungen gestellt zu werden, da sie durch den im Eingangsraum herrschenden Druck nach außen gedrückt wird . Auch die Abnutzung der Ringdichtung ist geringer, da nur noch eine Relativbewegung zwischen Dichtmanschette und Gehäuse zu berücksichtigen ist. Sine Abnutzung der Dichtlippe kann aber bis zu einem erheblichen Umfang in Kauf genommen werden, weil der im Eingangsraum herrschende Di^-1UCk einen automatischen Ausgleich der leicht verformbaren Dichtlippe bewirkt. Infolgedessen ist auch die Lebensdauer sehr groß.

Mit besonderem Vorteil ist der innere Kragen unter radialer Vorspannung auf der Kolbenstange gehalten. Statt dessen oder gleichzeitig kann er unter axialer Vorspannung zwischen Kolben und einem Halteflansch gehalten sein. Beides ergibt die gewünschte Abdichtung und lässt sich sehr einfach dadurch erzielen, daß der Innendurchmesser des Kragens etwas kleiner gewählt wird als der zugehörige Abschnitt der Kolbenstange bezw. der Abstand zwischen den beiden Stirnflächen des Dichtkragens etwas kleiner gewählt wird als der Abstand zwischen Kolben und Halteflansch. Tolcranzunterschiede führen hierbei höchstens zu Unterschieden in der Vorspannung.

Günstig ist es ferner, wenn die äußere Dichtlippe von einem Manschettenteil aus, der einen kleineren Durchmesser als der Zylinderraum hat, leicht nach außen geneigt verläuft. Damit ist sichergestellt, daß bei einem Überdruck im Ausgangsraum die Dichtlippe sich über ihren gesamten Umfang von der Zylinderraumwand abheben und dadurch einen

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- 7 raschen Druckausgleich herbeiführen kann.

In weiterer Ausgestaltung kann der Bypaßkanal am Ende über eine Schrägfläche in die Umfangsfläche des Zylinderraums übergehen. Damit wird erreicht, daß die vordere Kante der Dichtlippe am Ende des Bypaßkanals nicht durch einen scharfkantigen Übergang beeinträchtigt wird.

Bei einer einfachen Ausführungsform ist der Bypaßkanal durch mindestens eine Nut gebildet. Hierbei kann die Dichtlippe mit ihrer äußeren Umfangskante an der Umfangsfläche eines Zylinderraumes liegen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel, wobei sich der Kolben im Ruhezustand befindet,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem sich der Kolben in Arbeitsstellung befindet, und

Fig. 3 in einem Diagramm die Abhängigkeit des Ausgangsdrucks P_A über dem Eingangsdruck Pg.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 mit ; einem Deckel 2 mittels Gewinde 3 und unter Zwischenschaltung ι einer flachen Ringdichtung 4 verschraubt. Gleichzeitig wird hierdurch ein zylindrischer Einsatz 5, der an der Außenseite ! eine Dichtung 6 trägt, im Gehäuse 1 festgehalten.

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OBlGJNAL INSPECTED

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Im Gehäuse ist ein Eingangsstutzen 7 vorgesehen, der mit einem ringförmigen Eingangsraura 8 verbunden ist. Im Deckel ist ein Ausgangsstutzen 9 vorgesehen, der mit einem Ausgangsraum 10 verbunden ist.

Eingangsraum 8 und Ausgangsraura 10 sind durch einen Kolben 11 mit einer Dichtmanschette 12 voneinander getrennt. Der Kolben ist mit einer Kolbenstange 13 verbunden, der einen Halteflansch 14 trägt,an v/elchem eine Feder 15 angreift, und der durch eine Dichtmanschette nach außen geführt ist.

Die Dichtmanschette 12 besitzt einen inneren Kragen 17, der unter radialer Vorspannung auf der Kolbenstange 13 gehalten ist. Außerdem können die beiden Stirnflächen dieses Kragenteils unter axialer Vorspannung zwischen dem Kolben 11 und dem Halteflansch 14 gehalten sein. Eine äußere Dichtlippe 18 der Dichtmanschette 12 liegt mit ihrer äußeren Umfangskante 19 an asr einen Zylinderraum 20 definierenden inneren Umfangsfläche des Ein satzes 5 an. In dieser Umfangsfläche sind mehrere Axialnuten 21 vorgesehen, die Bypaßkanäle bilden. Deren Enden 22 werden durch Sohrägflächen gebildet, welche von der Dichtlippe 18 übersteuert werden können. Die Dichtlippe steht von einem Manschettenteil 23 mit kleinerem Durchmesser als dem Innendurchmesser des Einsatzes 5 schräg nach außen vor, so daß sich ein Ringraum 24 ergibt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 , die mehr schematisch veranschaulicht ist, werden für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich

115 ist im wesentlichen, daß die Feder /in einem außen auf

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das Gehäuse 101 aufgesetzten Federgehäuse 125 untergebracht ist und über einen Federteller 126 auf die Kolbenstange 113 wirkt. Unterschiedlich ist ferner, daß als Bypaßkanal eine Ringnut 121 dient, deren Ende 122 als konische Schrägfläche ausgebildet ist.

Beide Ausführungsformen führen zu einer Kennlinie des am Ausgangsstutzen 9 herrschenden Ausgangsdruckes P_A in Abhängigkeit von dem am Eingangsstutzen 7 herrschenden Eingangsdruck Pg, wie er im Diagramm der Fig. 3 veranschaulicht ist. Über einen ersten Abschnitt I folgt der Ausgangsdruck dem Eingangsdruck. Anschließend folgt der Ausgangsdruck dem Eingangsdruck mit einem reduzierten Wert, also mit einer Druckuntersetzung, gemäß dem Abschnitt II. Dies ergibt sich aus folgender Betriebsweise:

Geht man von der Ruhelage des Kolbens 11 in Flg. 1 aus, dann ist der Ausgangsraum 10 mit dem Eingangsraum 8 über die Bypaßkanalnuten 21 verbunden. Der Ausgangsdruck ist gleich dem Eingangsdruck. Dieser Druck wirkt im Ausgangsraum 10 auf die gesamte Fläche F,. des Kolbens 11 und im Eingangsraum 8 auf die um den Kolbenstangenquerschnitt F₂ verminderte Kolbenfläche. Sobald daher der Wert Pg · ψ die Vorspannungskraft K der Feder 15 übersteigt, bewegt sich der Kolben 11 nach rechts in Fig. 1. Übersteuert die Dichtlippe 18 das Ende der Bypaßkanal-Nuten 21, wird also der Ausgangsraum 10 vom Eingangsräum 8 getrennt, ergibt sich ein neues Kraftgleichgewicht gemäß der Form P_A * F₁= P_E (F^ - F₂) + K. Dies führt zu dem Abschnitt II mit reduziertem Ausgangsdruck P^.

Wird bei steigendem Eingangsdruck in den Bremszylindern, die an den Ausgangsstutzen 9 angeschlossen sind, Druckflüssigkeit benötigt, so öffnet die Dichtlippe 18 das Ende der Bypaßkanalnuten 21 geringfügig, so daß etwas Druckflüssigkeit übertreten kann, worauf sich sofort wieder das Druckgleichgewicht aufbaut und der Bypaß geschlossen wird.

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Sinkt der Eingangsdruck P_E, übersteigt also der Ausgangsdruck den Eingangsdruck, so drückt der im Ringraum 24 herrschende Ausgangsdruck die Dichtlippe 18 einwärts, so daß in kürzester Zeit ein Druckausgleich hergestellt ist und der Kolben in die veranschaulichte Ruhestellung zurückkehren kann.

Auf ähnliche Weise funktioniert die Ausführungsform der Fig. 2, Abwandlungen sind in vieler Hinsicht möglich. Beispielsweise kann man für die Belastung der Kolben zweier Druckreduziervorrichtungen mit einer einzigen Feder auskommen, wenn die Kolben in Boxeranordnung, also in einer Achse, aber entgegengesetzt gerichtet, oder in Twinanordnung, also parallel nebeneinander, plaziert werden.

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Claims

ALFRED TEVES GMBH 27. Juni 1979

Frankfurt am Main ρ 475η

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Patentansprüche

Druckreduziervorrichtung für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Gehäuse, das einen Zylinderraum aufweist, mit einem einseitig mit einer Kolbenstange versehenen Kolben, der den Zylinderraum in einen Ausgangsraum und einen ringförmigen Eingangsraum kleineren Querschnitts unterteilt sowie in Richtung des Ausgangsraums durch eine Feder belastet ist, mit mindestens einem Bypaßkanal, der sich vom Ausgangsraum über einen Teil der Länge des ZyIInderräumes erstreckt, und mit einer Ringdichtung am Kolben, die bei Übersteuerung des Endes des Bypaßkanals Eingangs-und Ausgangsraum gegeneinander abdichtet sowie den Teil eines Rücklaufventils zwischen beiden Räumen bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung eine Dichtraanschette (12,112) ist, deren äußere Dichtlippe (18,118) zum Eingangsraum (8,108) hin gerichtet ist und deren innerer Kragen (17,117) dauernd dicht an Kolben (11,111) und/oder Kolbenstange (13,113) anliegt.

2. Druckreduziervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kragen (17,117) unter radialer Vorspannung auf der Kolbenstange (13,113) gehalten ist.

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^-tSruckreduzlervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kragen (17, 117) unter axialer Vorspannung zwischen Kolben (11, 111) und einem Halteflansch (11) gehalten ist.

^. Druckreduziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Dichtlippe (18) von einem Manschettenteil (23)aus, der einen kleineren Durchmesser als der Zylinderraum (20) hat, leicht nach außen geneigt verläuft.

5. Druckreduziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der^:Bypaßkanal (21, 121) am Ende über eine Schrägfläche (22, 122) in die Umfangsfläche des Zylinderraums (20) übergeht.

6. Druckreduziervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bypaßkanal durch mindestens

. eine Nut (21) gebildet ist.

7. Druokreduzfervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (18) mit ihrer äußeren Umfangskante (19) an der Umfangsflache eines Zylinderraumes (20) liegt.

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ORIGINAL INSPeOTID