DE2937822C2

DE2937822C2 - Hydraulischer Druckregler, insbesondere Druckminderer für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen

Info

Publication number: DE2937822C2
Application number: DE2937822A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter 6000 Frankfurt Reinartz
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1979-09-19
Filing date: 1979-09-19
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE2937822A1

Description

. j dichtung, weil sich der bewegbare Ventilsitz verwerfen

U oder verkanten kann.

j Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hy-Druckregler, insbesondere Druckminderer für Kraft- draulischen Druckregler der eingangs beschriebenen fahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Gehäuse, das einen 60 Art anzugeben, bei dem die Ringdichtung einem gerin-Eintrittsraum und einen Austrittsraum, die durch ein geren Verschleiß ausgesetzt ist und das öffnen des Ven-Ventil trennbar sind, aufweist, mit einem in einer Ge- tils mit geringerer Verzögerung erfolgt. | häusebohrung angeordneten und durch eine Vorspann- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, | kraft belasteten Kolben mit Kolbenstange und mit einer daß zwischen dem Umfang der Ringdichtung und dem | die Kolbenstange umgebenden elastischen Ringdich- 65 Gehäuse ein Durchtrittsspalt verbleibt und daß als abtung, die mit einer Gehäusefläche dichtend zusammen- dichtende Gehäusefläche die Anlagefläche dient, wirkt und deren Stirnseite einen äußeren Ringabschnitt, Wegen des Durchtrittsspalts am Umfang entfällt die der mit einer ringförmigen Anlagefläche zusammen- Reibung zwischen der Ringdichtung und dem Gehäuse.

Entsprechend gering ist der Verschleiß. Das Öffnen des Ventils erfolgt nicht durch ein Abheben des Kolbens von der Ringdichtung, sondern durch das Abheben der Ringdichtung von der Anlagefläche, so daß die Druckflüssigkeit längs der Anlagefläche und durch den Durchtrittsspalt am Umfang fließen kann. Hierfür genügt es, wenn die Ringdichtung mit Hilfe des Kolbens ganz geringfügig verlagert wird. Entsprechend klein ist die Trägheit beim öffnen des Ventils. Der öffnungsdruck kann nahe dem Schließdruck liegen.

Da der äußere Ringabschnitt eine Fläche besitzt, die größer ist als die Querschnittsfläche der Kolbenstange, wird die Ringdichtung bei steigendem Eingangsdruck selbsttätig dichtend gegen die Anlagefläche gedrückt Die in Dichtrichtung wirkende Kraftkomponente ist immer größer als die vom Kolben in Gegenrichtung ausgeübte Kraft, solange der eingangsseitige Druck nicht wieder abgebaut wird. Aus Sicherheitsgründen kann zusätzlich der äußere Ringabschnitt mittels einer schwachen Feder gegen die Anlagefläche gehalten sein.

Bei den gegebenen Belastungen braucht die Ringdichtung keine große Dicke zu haben. Sie kann vielmehr als Ringscheibe ausgebildet sein. Dies ergibt eine Materialersparnis und erlaubt eine Verkürzung der axialen Baulänge.

Eine solche Ringscheibe kann auch durch eine Stützscheibe abgedeckt sein, welche unerwünschte Durchbiegungen der Ringscheibe auf einem Minimum hält Ringscheibe und Stützscheibe brauchen nicht fest miteinander verbunden zu sein. Es genügt, wenn sie aufeinanderliegen. In der Stützscheibe können sogar Löcher vorgesehen sein, um den Flüssigkeitsdruck unmittelbar auf der Ringscheibe wirken zu lassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Haltevorrichtung vorgesehen, die beim Druckaufbau anspricht, den äußeren Ringabschnitt mittels Saugkraft an der Anlagefläche festhält und durch eine Bewegung des Kolbens über die Anlagefläche hinaus lösbar ist.

Diese Saugdruck-Haltevorrichtung führt zu einem sehr plötzlichen Öffnen des Ventils, weil die Saugkraft schlagartig wegfällt, wenn mittels des an der Ringdichtung angreifenden Kolbens ein Leckpfad erzeugt wird, über den sich der Saugdruck abbaut. Die Saugkraft hält die Ringdichtung im Bereich des äußeren Abschnitts fest; daher ist die Neigung, daß die Ringdichtung aufgrund des auf den frei nach innen ragenden Ringdichtungsteil wirkenden Eingangsdrucks nach innen kippt, stark vermindert. Dies gilt insbesondere für eine Ringscheibe. Des weiteren führt die Saugkraft dazu, daß der öffnungsdruck einen gewissen Abstand vom Schließdruck hat, so daß nicht schon kleinere Eingangsdruckschwankungen zum öffnen führen.

Bei einer sehr einfachen Ausführungsform weist die Haltevorrichtung mindestens eine Vertiefung in der Anlagefläche und/oder dem äußeren Ringabschnitt auf. Beim Druckaufbau wird ein Teil des elastischen Materials der Ringdichtung, insbesondere der Ringscheibe, in die Vertiefung gedrückt. Die elastischen Rückstellkräfte sorgen dann für die gewünschte Saugkraft.

Am günstigsten ist eine ringförmige Vertiefung in der Anlagefläche. Zweckmäßigerweise handelt es sich hierbei um eine flache Ringnut, deren Seitenwände mit der Anlagefläche einen kleinen Winkel bilden. Dies ergibt eine besonders gute Anpassung an die Verformungsmöglichkeiten der Ringdichtung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Druckminderers und

F i g. 2 in einem Teilschnitt eine Variante hiervon.
In einen Gehäuse 1 befindet sich ein Eingangsraum 2, der über einen Anschluß 3 mit dem Hauptzylinder einer Bremsanlage eines Kraftfahrzeugs verbunden sein kann, und ein Austrittsraum 4, dessen Anschluß 5 mit dem Bremszylinder eines zu bremsenden Rades verbunden sein kann. Ein Kolben 6 ist mit einer Kolbenstange 7 verbunden, die durch eine Dichtung 8 aus dem Gehäuse herausgeführt und dort durch eine Feder 9 belastet ist, die einerseits an einem Bund 10 der Kolbenstange angreift und andererseits an einer mit dem Gehäuse 1 verbundenen Haube ti abgestützt ist. Diese Feder 9 erzeugt eine definierte Vorspannung.

Eine elastische Ringscheibe 12 wird mit Hilfe einer schwachen Feder 13 gegen eine gehäusefeste Anlagefläche 14, die im wesentlichen radial verläuft, gehalten.

Zwischen dem äußeren Umfang dieser Scheibe und einer zylindrischen Gehäusewand 15 befindet sich ein Durchtrittsspalt 16. In der Anlagefläche ist eine flache Ringnut 17 vorgesehen, deren Seitenwände einen sehr kleinen Winkel mit der Anlagefläche 14 bilden.

Die Kolbenstange 7 hat eine Querschnittsfläche Au der Kolben 6 hat an der Stirnseite 18 eine Fläche Ai. Der Austrittsraum 4 befindet sich in einer Gehäusebohrung 19, deren Querschnittsfläche A3 ist. Die gesamte vom Außendurchmesser der Ringscheibe 12 umschlossene Fläche ist A4. Die Ringscheibe 12 besitzt einen äußeren Ringabschnitt 20, welcher der Differenz A4—A3 entspricht, und einen inneren Ringabschnitt 21, der sich über die Bohrung 19 radial nach innen erstreckt. Dort kann der innere Ringabschnitt 21 mit der ihm zugewandten Ringfläche 22 dichtend zusammenwirken, so daß sich ein Ventil 23 zwischen Eintrittsraum 2 und Austrittsraum 4 ergibt. Die Ringscheibe 12 bildet in Verbindung mit der ringförmigen Vertiefung 17 eine Saugkraft-Haltevorrichtung.

F i g. 1 zeigt die Arbeitsstellung des Druckreglers. In der Ruhestellung ist der Kolben 6 unter dem Einfluß der Feder 9 nach links gedruckt, bis der Bund 10 am Gehäuse 1 anliegt. Wird nun durch Betätigung eines Bremspedals der Eingangsdruck ρε erhöht, so wird der äußere Ringabschnitt 20 der Ringscheibe 12 gegen die Anlagefläche 14 gedrückt. Dabei verformt sich ein Teil des elastischen Materials in die ringförmige Vertiefung 17. Die elastischen Rückstellkräfte der Ringscheibe führen dazu, daß die Ringscheibe mittels Saugkraft an der Anlagefläche gehalten wird. Gleichzeitig wirkt auf den Kolben 6 eine nach rechts gerichtete Kraft ρε · A\. Sobald diese Kraft die Vorspap.nkraft der Feder überschreitet bewegt sich der Kolben nach rechts. Sobald seine Ringfläche 22 am inneren Ringabschnitt 21 der Ringscheibe 12 anliegt, ist das Ventil 23 geschlossen. Während bisher der Ausgangsdruck p_A gleich dem Eingangsdruck ρε war, steigt nunmehr der Ausgangsdruck

gegenüber dem Eingangsdruck im Verhältnis —²-r—-

an. Hierbei bewegt sich der Kolben 6 nach links. Wenn dabei das Ventil 23 wieder öffnen sollte, kann eine geringfügige Druckflüssigkeitsmenge in den Austrittsraum 4 übertreten. Der Kolben 6 behält daher annähernd die veranschaulichte Stellung bei.

Wenn der Bremsvorgang beendet ist und der Eingangsdruck ρε abgebaut wird, bewegt sich der Kolben 6 unter dem Einfluß des höheren Ausgangsdrucks Pa nach rechts, wodurch die Ringscheibe 12 im Bereich des inne-

ren Ringabschnittes 21 von der Anlagefläche 14 abgehoben wird. Schon beim kleinsten Leckpfad wird der Saugdruck in der Vertiefung 17 abgebaut, so daß Druckflüssigkeit aus dem Ausgangsraum 4 längs der Anlagefläche 14 und durch den Durchtrittsspalt 16 in den Eintrittsraum 2 fließen kann. Der Ausgangsdruck wird daher schlagartig auf die Größe des Eingangsdrucks herabgesetzt Die schwache Feder 13 sorgt dafür, daß die Ringscheibe 12 dann wieder ihren Ruhezustand an der Anlagefläche 14 einnimmt.

Bei der Ausführiungsform nach F ί g. 2 hat der Querschnitt der ringförmigen Vertiefung 25 eine geringfügige andere Form. Ferner ist die elastische Ringscheibe 12 durch eine Scheibe 26 abgedeckt, v/elche einen Kragen 27 und Löcher 28 besitzt Die schwache Feder IS hat hier Konusform.

Die Feder 9 kann auch belastungsabhängig gesteuert oder im Eingangsraum 2 angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

20

Claims

ι 2 wirkt und dessen Fläche größer ist als die Querschnitts-Patentansprüche: fläche der Kolbenstange, und einen frei nach innen ragenden inneren Ringabschnitt, der mit der ihm zuge-

1. Hydraulischer Druckregler, insbesondere wandten Ringfläche des Kolbens das Ventil bildet, auf-Druckminderer für Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, 5 weist

mit einem Gehäuse, das einen Eintrittsraum und ei- Bei einem bekannten Druckregler dieser Art (DE-AS nen Austrittsraum, die durch ein Ventil trennbar 19 35 395) hat die Ringdichtung einen quadratischen sind, aufweist, mit einem in einer Gehäusebohrung Querschnitt und liegt mit der verhältnismäßig großen angeordneten und durch eine Vorspannkraft bela- äußeren Umfangsfläche unter radialer Vorspannung steten Kolben mit Kolbenstange und mit einer die io dichtend an einer zylindrischen Gehäusefläche an. Die Kolbenstange umgebenden elastischen Ringdich- von einem ringförmigen Distanzelement gebildete Antung, die mit einer Gehäusefläehe dichtend zusam- lagefläche dient lediglich dazu, die Ruhelage der Ringmenwirkt und deren Stirnseite einen äußeren Ring- dichtung zu definieren. Das Schließen des Ventils erfolgt abschnitt, der mit einer ringförmigen Anlagefläche beim eingangsseitigen Druckaufbau dadurch, daß sich zusammenwirkt und dessen Fläche größer ist als die 15 der Kolben zur Ringdichtung hin bis zur Anlage an Querschnittsfläche der Kolbenstange, und einen frei ihren inneren Ringabschnitt bewegt. Das öffnen des nach innen ragenden inneren Ringabschnitt, der mit Ventils erfolgt beim eingangsseitigen Druckabbau, inder ihm zugewandten Ringfläche des Kolbens das dem der Kolben die Ringdichtung unter der Wirkung Ventil bildet, aufweist, dadurch gekenn- des ausgangsseitigen Drucks so weit verschiebt, bis die ζ e i c h η e t, daß zwischen dem Umfang der Ring- 20 Kraft der Vorspannfeder ausreicht, den Kolben von der dichtung (12) und dem Gehäuse (1) ein Durchtritts- Ringdichtung zu trennen. Anschließend wird die Ringspalt (16) verbleibt und daß als abdichtende Gehäu- dichtung von einem Mitnehmer am Kolben wieder in sefläche die Anlagefläche (14) dient die Ruhestellung zurückgeführt.

2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Bei dieser Konstruktion muß die Ringdichtung bei s zeichnet, daß der äußere Ringabschnitt (20) mittels 25 jedem Arbeitsspiel unter Oberwindung der Reibung am i{, einer schwachen Feder (13; 29) gegen die Anlageflä- äußeren Umfang hin und her geschoben α erden. Dies ^; ehe (14) gehalten ist führt zu eimern hohen Verschleiß. Das öffnen des Ventils

3, Druckregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch und damit der ausgangsseitige Druckabbau ist wegen

gekennzeichnet, daß die Ringdichtung eine Ring- der Notwendigkeit, die Ringdichtung verschieben zu

scheibe (12) ist. 30 müssen, verzögert. Aufgrund von Toleranzunterschie-

4. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekenn- den, seien sie bereits beim Einbau vorhanden, seien sie zeichnet, daß die Ringscheibe (12) durch eine Stütz- durch unterschiedlichen Verschleiß bestimmt oder seien scheibe (26) abgedeckt ist. sie durch unterschiedliche Erwärmung vorgegeben, er-

5. Druckregler nach Anspruch 4, dadurch gekenn- gibt sich ein unterschiedliches Ansprechverhalten. Dazeichnet, daß in der Stützscheibe (26) Löcher (28) 35 mit die Ringdichtung unter allen Umständen in ihre Ruvorgesehen sind. hestellung zurückgeführt werden kann, werden entspre-

6. Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, chend starke Federn benötigt.

gekennzeichnet durch eine Haltevorrichtung (24), Es ist ferner eine Druckmindervorrichtung für ein

die beim Druckaufbau anspricht, den äußeren Ring- Hydrauliksystem, insbesondere ein hydraulisches Kraftabschnitt (20) mittels Saugkraft an der Anlagefläche 40 fahrzeug-Bremssystem, bekannt (DE-AS 16 55 066), bei

(14) festhält und durch eine Bewegung des Kolbens der ein zwischen Einlaßraum und Auslaßraum geschal-

(6) über die Anlagefläche hinaus lösbar ist. tetes Ventil ein vom Einlaßdruck beaufschlagtes Ver-

7. Druckregler nach Anspruch 6, dadurch gekenn- schlußstück und einen axial beweglichen Ventilsitz aufj. zeichnet, daß die Haltevorrichtung (24) mindestens weist, der durch einen federbelasteten Kolben, eine eine Vertiefung (17; 25) in der Anlagefläche (14) und/ 45 Membran oder einen zwischen Verschlußstück und ei-L oder dem äußeren Ringabschnitt (20) aufweist. ner Anlagefläche des Gehäuses zusammendrückbaren

It

8. Druckregler nach Anspruch 7, gekennzeichnet elastischen Ring gebildet ist. Wenn sich bei steigendem

|i durch eine ringförmige Vertiefung (17; 25) in der Eingangsdruck der Ventilsitz verlagert, verringert sich

Anlagefläche (14). die Größe des Austrittsraums. Dies ist die Ursache für

9. Druckregler nach Anspruch 8, dadurch gekenn- 50 die erstrebte Erhöhung des Austrittsdrucks. Zur Festle-

zeichnet, daß die ringförmige Vertiefung (17; 25) ei- gung des Ansprechdrucks, bei dem das Ventil schließt,

ne flache Ringnut ist, deren Seitenwände mit der ist das Verschlußstück kraftschlüssig mit einem U-för-

Anlagefläche (14) einen kleinen Winkel bilden. migen Glied gekuppelt, das sich seinerseits an einem mit

£·, einer vorgegebenen Kraft belasteten Widerlager ab-

(· 55 stützt. Hierbei ergeben sich Schwierigkeiten bei der Ab-