DE2927901C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventileinrichtung für eine Drucksteuereinheit, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen, wobei die Drucksteuereinheit in der Druckmittelverbindung zwischen einem Geberzylinder und mindestens einem Nehmerzylin­ der liegt und wobei die Drucksteuereinheit mindestens einen in einem Gehäuse angeord­ neten und von der Kraft einer Steuerfeder beaufschlagten Stufen­ kolben mit einer axialen Bohrung und ein in Abhängigkeit von der Verschiebung des Stufenkolbens betätigbares Ventil umfaßt, dessen Ventilschließglied elastisch abgestützt ist.

Eine derartige Ventileinrichtung eines Bremsdruckminderventils ist beispielsweise in der US-PS 37 27 989 beschrieben. Das Ventilschließglied wird von einer Feder in Richtung auf den Stufenkolben belastet und gegen einen Anschlag des Gehäuses gedrückt. Dieses Ventilschließglied besteht aus einem harten oder zähelastischen Werkstoff.

Das bekannte Ventil hat jedoch einige Nachteile in funktioneller Hinsicht. Das Ventilschließglied liegt mit einer Stirnfläche am äußeren Rand gegen den Anschlag des Gehäuses und dichtet somit die beiden jeweils von den Stirnseiten des Ventilschließ­ gliedes begrenzten Kammern gegenseitig ab. Dies hat zur Folge, daß bei Druckaufbau das Ventilschließglied durch ständiges Ab­ heben und Aufsetzen, in keiner definierten Stellung gehalten wird, sondern sich ständig bewegt. Somit kann eine definierte Schließstellung des Ventils nicht erreicht werden. Bei niedrigen Umschaltpunkten ist damit eine einwandfreie Funktion des Ventils ausgeschlossen. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß je nach Einbaulage des beschriebenen Drucksteuer­ ventils sich in der Kammer, in welcher die das Ventilschließ­ glied belastende Feder angeordnet ist, Luft eingeschlossen wird, die selbst durch Entlüften der gesamten Bremsanlage nicht vollständig verdrängt werden kann. Ein weiterer Nachteil des bekannten Ventilschließgliedes besteht darin, daß während des Regelvorganges von der Eingangsseite auf das Innenteil des Ventils eine Kraftdifferenz wirkt, die zu einer Durchbiegung des Ventils und somit zur Undichtheit des Ventils führen kann. Dies kann außerdem zu einem frühzeitigen Verschleiß des Ventil­ schließgliedes führen.

Bei der bekannten Anordnung ist es erforderlich, das Gehäuse von beiden Stirnseiten zu bearbeiten, damit die notwendigen Abstufungen und Anschläge vorgesehen werden können. Dies hat zur Folge, daß ein zusätzliches Verschlußstück sowie eine Dichtung erforderlich sind.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Ventileinrichtung für eine Drucksteuereinheit der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einwandfrei dauerhaft funktioniert und die darüber hinaus billig herstellbar und leicht montierbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Ventileinrichtung für eine Druck­ steuereinheit erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventil­ schließglied zylinderförmig ist und an seiner Mantelfläche eine radiale Nut aufweist und daß ein in radialer Richtung federn­ der Ring vorgesehen ist, der mit seinem inneren Durchmesser in die radiale Nut und mit seinem äußeren Durchmesser in min­ destens eine radiale Ausnehmung des Gehäuses eingreift.

Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Ventilanord­ nung sind insbesondere darin zu sehen, daß

• a) eine definierte Schließstellung erreicht wird,
• b) Lufteinschlüsse im hydraulischen System vermieden werden,
• c) für das Ventil auch gummiartige Werkstoffe Verwendung finden können,
• d) das Ventilschließglied praktisch verschleißfrei ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegen­ standes besteht das Ventilschließglied aus einem Kernstück und einem Mantelstück, die formschlüssig miteinander verbunden sind. Durch eine derartige Anordnung können auch elastische Materialien, wie beispielsweise Gummi, Verwendung finden. Da­ bei besteht das Mantelstück vorzugsweise aus einem unelastischen Material, welches die auf das Ventilschließglied wirkenden mechanischen Kräfte aufnimmt. In besonders einfacher Weise erfolgt die Herstellung des Ventilschließgliedes dadurch, daß das Kernstück in das Mantelstück eingespritzt, einvulkanisiert oder eingeknüpft ist. Zweckmäßig ist außerdem die einteilige Ausführung des Ventilschließgliedes aus einem zähelastischen Material.

Zur leichteren Montage des federnden Ringes aus dem Ventil­ schließglied sowie in dem Gehäuse dienen die Merkmale der Ansprüche 6 und 9. Das Merkmal des Anspruches 7 dient nicht nur als Montagehilfe sondern hat insbesondere den Vorteil, daß die Lage des Ringes über seine längere Achse im Gehäuse und über seine kürzere Achse am Ventilkörper definiert ist. Der federnde Ring besteht vorzugsweise aus Stahl oder einem harten Kunststoff. Sofern sich der Druckeinlaßkanal auf der dem Stu­ fenkolben abgewandten Seite des Ventilschließgliedes befindet ist es von Vorteil, an der Mantelfläche des Ventilschließgliedes mindestens einen axialen Druckmitteldurchlaß anzuordnen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nach­ stehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Steuereinheit,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ventilschließgliedes,

Fig. 3 eine vergrößerte Vorderansicht des federnden Ringes.

Die in Fig. 1 dargestellte Drucksteuereinheit hat ein Gehäuse 1, das aus zwei Gehäuseteilen 2 und 3 besteht, die mittels eines Gewindes 4 miteinander verschraubt sind. Die Gehäuse­ teile 2 und 3 haben abgestufte koaxiale Bohrungen, in denen ein Stufenkolben 5 geführt und mittels Dichtungen 6 und 7 gegen die Gehäuseteile 2 und 3 abgedichtet ist. Der Stufenkolben 5 befindet sich mit seiner größeren Kolbenstufe in dem Gehäuse­ teil 2 und begrenzt mit seiner Stirnfläche einen Auslaßraum 8, in den ein Druckmittelanschluß 9 eines Radzylinders mündet. Die kleinere Stufe des Stufenkolbens 5 ist in dem Gehäuseteil 3 geführt und begrenzt mit ihrer Stirnseite einen Einlaßraum 10, 10′. Durch eine Abstufung der Bohrung im Gehäuse 2 ist zwischen dem Stufenkolben 5 und dem Gehäuseteil 2 ein Ringraum 11 gebildet, in dem eine Steuerfeder 12 angeordnet ist, die sich einerseits an einem gehäusefesten Ring 13 und anderer­ seits an einem am Stufenkolben 5 befestigen Ring 14 abstützt. Durch die Kraft der Feder 12 wird der Stufenkolben in Richtung auf den Auslaßraum 8 vorgespannt. Der Stufenkolben 5 weist einen koaxialen Druckmitteldurchlaß 15 auf, durch den der Ein­ laßraum 10 mit dem Auslaßraum 8 verbunden ist. Der Gehäuseteil 3 hat ein zapfenförmiges Ende mit einem Außengewinde 16, das in einen Druckmittelanschluß eines Hauptzylinders einschraub­ bar ist und wobei das Druckmittel durch einen Einlaßkanal 17 in den Einlaßraum 10′ gelangt.

In dem Einlaßraum 10, 10′ befindet sich ein Ventilschließglied 18, das im wesentlichen die Form eines zylinderischen Körpers aufweist. Das Ventilschließglied 18 besteht aus einem Kernstück 19 und einem Mantelstück 20, die formschlüssig miteinander verbunden sind. Das Kernstück 19 besteht aus Gummi und das Mantelstück 20 besteht aus einem unelastischen Kunststoff.

Das Ventilschließglied 18 weist an seiner Mantelfläche eine radiale Nut 21 auf, die einer radialen Nut 22 des Gehäuse­ teiles 3 gegenüberliegt. Das Ventilschließglied 18 ist mittels eines in radialer Richtung federnden Ringes 23 in dem Gehäuse­ teil 3 befestigt, wobei der federnde Ring 23 mit seinem inneren Durchmesser in die Nut 21 des Ventilschließgliedes 18 und mit seinem äußeren Durchmesser in die Nut 22 des Gehäuses 3 ein­ greift. Die axiale Breite der Nut 21 ist größer als die axiale Breite der Nut 22, wodurch eine begrenzte axiale Verschiebbar­ keit des Ventilschließgliedes 18 gegenüber dem Gehäuse 3 ge­ geben ist.

Zwischen dem Ventilschließglied 18 und einem Bohrungsabsatz im Ge­ häuseteil 3 ist eine das Ventilschließglied 18 belastende Feder 24 angeordnet. Das Ventilschließglied 18 weist an seiner Mantelfläche mehrere über den Umfang verteilte axiale Druck­ mittelkanäle 25 auf, die die beiden Teile des Einlaßraumes 10, 10′ miteinander verbinden.

In Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Ventilschließ­ gliedes 18 gezeigt. Das aus Gummi oder aus einem gummiartigen Werkstoff bestehende Kernstück 19 ist in das aus einem un­ elastischen Kunststoff bestehende Mantelstück eingespritzt. Das Einvulkanisieren oder das Einknüpfen des Kernstückes 19 in das Mantelstück 20 wäre ebenso möglich.

Fig. 3 zeigt den Ring 23, der einen Schlitz 26 aufweist und an seinen durch den Schlitz 26 gebildeten Enden mit Anschrä­ gungen 27 und 28 versehen ist. Die Anschrägungen 27 und 28 dienen zur leichteren Montage des Ringes auf dem Ventilschließ­ glied 18 und in dem Gehäuseteil 3. Der Ring 23 hat die Form einer Ellipse.

Zur Montage des erfindungsgemäßen Ventilschließgliedes wird zunächst der in radialer Richtung federnde Ring 23 über das Mantelstück 20 des Ventilschließgliedes 18 geschoben, wobei der Ring 23 aufgeweitet wird. Sobald der Ring 23 den Bereich der Nut 21 erreicht hat, wird er sich aufgrund seiner federnden Eigenschaft auf seinen ursprünglichen Durchmesser zusammen­ ziehen. Nun wird, nachdem zunächst die Feder 24 in die Bohrung des Gehäuses 3 eingesetzt wurde, das Ventilschließglied 18 in die Bohrung geschoben. Da der äußere Durchmesser des Ringes 23 größer ist als der Durchmesser der Bohrung, wird der Ring 23 radial nach innen vorgespannt und das Ventilschließglied 18 mit dem Ring 23 soweit in die Bohrung geschoben, bis sich bei Erreichen der Nut 22 des Gehäuseteiles 3 der Ring 23 aufgrund seiner federnden Eigenschaft auf seinen ursprünglichen Durch­ messer aufweitet.

Die Funktionsweise der Drucksteuereinheit wird wie folgt be­ schrieben:

Im drucklosen Zustand des hydraulischen Systems nehmen die beweglichen Teile der Drucksteuereinheit die in der Fig. 1 dargestellte Ruhelage ein. Bei Aufbau des Druckes wird der Druck eingangsseitig wie ausgangsseitig gleichmäßig gesteigert. An dem Stufenkolben 5 wirken aufgrund der unterschiedlich großen Stirnflächen insgesamt unterschiedlich große Kräfte, wobei die Kraftdifferenz bei einem bestimmten Druckniveau die Vorspannkraft der Feder 12 überwindet und den Stufenkolben 5 in Richtung auf das Ventilschließglied 18 verschiebt. Durch die Bewegung des Stufenkolbens 5 gegen das Ventilschließglied 18 wird der axiale Druckmitteldurchlaß 15 verschlossen. Eine weitere eingangsseitige Druckerhöhung bewirkt nun eine gemin­ derte Druckerhöhung im Auslaßraum 8, wobei das Druckminderungs­ verhältnis dem Flächenverhältnis der beiden Stirnflächen des Stufenkolbens 5 bezüglich der Ventilfläche entspricht. Das Ventil­ schließglied 18 bleibt dabei in seiner eingenommenen Stellung.

Wird eingangsseitig der Druck zurückgenommen, so überwiegt die auf den Stufenkolben 5 und das Ventilschließglied 18 in Richtung des Einlaßraumes 10 wirkende Kraft, die durch den im Auslaßraum 8 herrschenden Druck erzeugt wird. Dadurch werden der Stufenkolben 5 und das Ventilschließglied 18 in Richtung auf den Einlaßraum 10 bzw. 10′ verschoben. Dabei erreicht zu­ nächst der Kolben 5 mit seinem Anschlag 5* den Ring 13 und wird an einer weiteren Bewegung gegen die Feder 12 gehindert. Das axiale Spiel des Ventilschließgliedes 18 ist so bemessen, daß dieses sich noch weiter gegen die Feder 24 bewegen kann und somit den axialen Druckmitteldurchgang 15 des Stufenkolbens 5 öffnet.

Claims (9)

1. Ventileinrichtung für eine Drucksteuereinheit, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen, wobei die Drucksteuereinheit in der Druckmittelverbindung zwischen einem Geberzylinder und mindestens einem Nehmerzylinder liegt und wobei die Drucksteuereinheit mindestens einen in einem Gehäuse angeordneten und von der Kraft einer Steuerfeder beaufschlagten Stufenkolben mit einer axialen Bohrung und ein in Abhängigkeit von der Verschiebung des Stufenkolbens betätigbares Ventil umfaßt, dessen Ventil­ schließglied elastisch abgestützt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilschließglied (18) zylinder­ förmig ist und an seiner Mantelfläche mindestens eine radiale Nut (21) aufweist und daß ein in radialer Richtung federnder Ring (23) vorgesehen ist, der mit seinem inneren Durchmesser in die radiale Nut (21) und mit seinem äußeren Durchmesser in mindestens eine radiale Ausnehmung (22) des Gehäuses (2, 3) eingreift.

2. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilschließglied (18) aus einem Kernstück (19) und einem Mantelstück (20) besteht, die form­ schlüssig miteinander verbunden sind.

3. Ventileinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kernstück (19) aus einem elastischen Material und das Mantelstück (20) aus einem unelastischen Material besteht.

4. Ventileinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kernstück (19) in das Mantelstück (20) eingespritzt, einvulkanisiert oder ein­ geknüpft ist.

5. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilschließglied (18) einteilig ist und aus einem zähelastischen Werkstoff besteht.

6. Ventileinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der federnde Ring (23) geschlitzt ist und aus Stahl oder einem harten Kunststoff besteht.

7. Ventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (23) ellipsenförmig ist.

8. Ventileinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mantel­ fläche des Ventilschließgliedes (18) mindestens ein axialer Druckmitteldurchlaß (25) vorgesehen ist.

9. Ventileinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ring (23) an den durch den Schlitz (26) gebildeten Enden Anschrägungen (27, 28) aufweist.