DE3009427A1

DE3009427A1 - Druckminderer fuer hydraulische bremskraftanlagen

Info

Publication number: DE3009427A1
Application number: DE19803009427
Authority: DE
Inventors: Derek 6246 Glashütten Lowe; Bernd Ing.(grad.) 6234 Hattersheim Schopper; Peter 6243 Falkenstein Tandler
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1981-09-17
Also published as: JPH0134813B2; FR2478000B1; FR2478000A1; US4377176A; IT8120286A0; GB2071244B; DE3009427C2; GB2071244A; IT1139021B; JPS56142746A

Description

ALFRED TEVES GmbH

Frankfurt am Main 1^4885

'^* B. Schopper - 16 P. Tandler - 10 D. Lowe - 5

Druckminderer für hydraulische Bremskraftanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckminderer für hydraulische Bremskraftanlagen, bei dem ein durch eine Vorspannkraft belastbarer Stufenkolben, dessen kleinere Fläche einem Eingangsraum und dessen größere Fläche einem Ausgangsraum zugewandt ist, in einem Zylinder verschiebbar ist und in einer Umfangsnut einen Dichtring trägt, der am Zylinderumfang mit einem Dichtabschnitt größten Durchmessers anliegt, und bei dem mindestens ein Verbindungskanal, insbesondere eine Axialnut, sich vom Ausgangsraum über einen Teil der Länge des Zylinders erstreckt und sein in der Zylinderwand vorgesehenes Ende von dem Dichtabschnitt abschließbar ist.

Bei einem bekannten Druckminderer dieser Art (SW-OS 303 685) ist der Dichtring ein 0-Ring, der in einer Umfangsnut mit rechteckigem Querschnitt angeordnet ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich im Betrieb die Lage des Dichtabschnitts verändert und daher auch bezüglich des Umschaltpunkts, bei dem der Ausgangsraum vom Eingangsraum getrennt wird, entsprechende Toleranzen auftreten.

Bei einem älteren Vorschlag (DE-Patentanmeldung P 29 26 062) wird der Dichtring durch eine Manschette gebildet, die mit ihrem inneren Umfang und mit ihren beiden Stirnflächen dicht an den entsprechenden Wänden der Umfangsnut anliegt. Der Dichtabschnitt befindet sich nahe dem eingangsraumseitigen Ende und ist an einer Lippe ausgebildet. Wegen der festen Kopplung zwischen Kolben und Dichtring ist der Umschal tpunkt genau definiert. Wenn beim Betrieb mit hohen Druck-

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differenzen zwischen Eingangs- und Ausgangsdruck gearbeitet wird, kann es aber geschehen, daß das Material der Dichtlippe von dem auf die Innenseite der Lippe radial nach außen wirkenden Eingangsdruck teilweise in den Verbindungskanal, insbesondere eine Axialnut, hineingedrückt wird. Diese Verformung kann den Rücklauf des Kolbens behindern und führt zu erhöhtem Verschleiß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druck minderer der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem der Umschaltpunkt genau definiert ist, Reibung und Abnutzung aber klein gehalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtabschnitt an der ausgangsraumseitigen Wutwand beginnt und an ihm in Richtung des Eingangsraums ein Übergangsabschnitt kleineren Durchmessers anschließt und daß der Dichtring die Wut zumindest

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am ausgangsjseitigen Ende und radial ii
im wesentlichen vollständig ausfüllt.

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am ausgangqseitigen Ende und radial innerhalb des Dichtabschnitts

Der im Übergangsbereich wirkende Eingangsdruck hat eine axiale Komponente. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Dichtring fest gegen die ausgangsraumseitige Wand der Wut gepreßt wird. Da sich der Dichtabschnitt in diesem Bereich befindet und infolge der Dichtringausbildung nicht ausweichen kann, ist die Lage des Dichtabschnittes genau definiert. Ferner ist sichergestellt, daß keine radial nach außen gerichtete Komponente des Eingangsdrucks auf den Dichtabschnitt wirkt. Infolgedessen wird der Betrieb nicht durch unzulässige Reibung oder Verschleiß gestört.

Wenn man sich nicht darauf beschränkt, daß der Dichtring die Wut nur am ausgangsraumseitigen Ende und radial innerhalb des Dichtabschnitts im wesentlichen vollständig ausfüllt, sondern dieses Merkmal auch ganz oder teilweise radial innerhalb des Übergangsabschnittes gelten läßt, hat der im Übergangsbereich wirksame Eingangsdruck auch eine radiale Komponente, durch die der Dichtring fest gegen den Nutgrund gepreßt wird. Insbesondere sollte der Dichtring über seine gesamte axiale Länge am Nutgrund an-

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liegen. Dies ergibt eine erhöhte Sicherheit dagegen, daß sich bei hohen Eingangsdrücken ein Druck zwischen Dichtring und Wutgrund aufbaut und im Bereich des Dichtabschnitts eine radial nach! außen gerichtete Kraft hervorruft.

Günstig ist es, wenn im Übergangsabschnitt der Außendurchmesser des Dichtrings zum Eingangsraum hin kontinuierlich abnimmt. Insbesondere kann der Übergangsabschnitt einen annähernd konischen Teil aufweisen. Die Neigung des Übergangsabschnittes relativ zur Achse sollte zwischen 15° und 45° liegen. Ein solcher kontinuierlich verlaufender Übergangsabschnitt bietet bessere Strömungsverhältnisse am Eintritt in den Verbindungskanal. Außerdem ergibt sich eine optimale Aufteilung zwischen der axialen und der radialen Komponente des auf den Dichtring wirkenden Eingangsdrucks.

Ferner kann der Dichtabschnitt mit einer Rundung in den Übergangsabschnitt übergeleitet sein. Hierdurch werden jegliche Unstetigkeltsstellen vermieden.

Bei einer Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß der Durchmesser des Wutgrundes und der Innenumfang des Dichtringes im Bereich des Übergangsabschnitts ebenfalls zum Eingangsraum hin kontinuierlich abnimmt. Der Dichtring erhält eine sehr einfache Form, die in axialer Richtung durchgehend die gleiche Dicke besitzen kann.

Es ist auch möglich, daß der iMutgrund eine Umfangsprofilierung, wie Rippe oder Rinne, und der Innenurafang des DicMrings eine entsprechende Gegenprofilierung aufweisen. Durch eine solche Profilierung wird der Dichtring und damit der Dichtabschnitt bei einer Rückbewegung des Kolbens axial festgehalten. Dies ist von Interesse, wenn der Dichtring keine axiale Fixierung durch die eingangsseitige Wutenstirnwand hat oder wenn diese axiale Festlegung in der fiähe des Dichtabschnitts erfolgen soll.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die ausgangsraumseitige Nutwand und die zugehörige Stirnfläche des Dichtringes zum Ausgangsraum hin konvergierend geneigt. Auf diese Weise können die

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angestrebten Vorteile mit einem im wesentlichen symmetrischen Dichtring· erzielt werden. Es spielt daher keine Rolle, wie der Dichtring montiert wird. Außerdem ist diese Ausführungsform bei hohen Eingangsdrücken günstig.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dafür gesorgt sein, daß der Dichtring am Ende des Übergangsabschnitts eine am wutgrund anliegende Lippe bildet, die die Mündung wenigstens eines mit dem Ausgangsraum verbundenen, im Kolben verlaufenden Rücklaufkanals abdeckt. Auf diese Weise übernimmt der Dichtring auch die Funktion des Rückschlagventils, das öffnet, wenn der Eingangsdruck unter den Ausgangsdruck absinkt.

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

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Druckminde re r,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 verwendeten Dichtrings und

Fig. 3 bis 7 andere Ausfühungsformen von verwendbaren Dichtringen.

In einem Gehäuse 1 ist ein Eingang 2 vorgesehen, der mit einem Druckgeber, ζ. ß. einem Hauptzylinder, verbunden wird, und ein Ausgang 3, der mit einem Bremszylinder, beispielsweise einem flinte rradzylinder, zu verbinden ist. In einer Gehäusebohrung 4 befindet sich ein Einsatz 5» der mittels eines Schraubstopfens 6 gegen eine Anschlagscheibe 7 drückbar ist, Der Einsatz bildet einen Zylinder 8, in dem ein Stufenkolben 9 axial verschiebbar ist. Er wird durch eine Vorspannkraft P gegen den Schraubstopfen 6 gedrückt. Er weist eine Ringnut 10 auf, in welcher sich ein Dichtring 11 befindet. Ein mit dem Eingang 2 verbundener Eingangsraum 12 steht in der Ruhestellung über als Axialnuten 13 ausgebildete

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Verbindungskanäle im Zylinder 8 mit einem Ausgangsraum 14 in Verbindung, von dem der Ausgang 3 abgeht. Das Ende 15 der Axialnuten 13 kann vom Dichtring 11 übersteuert werden, so daß der Eingangsraum 12 undder Ausgangsraum14 voneinander getrennt sind. Am Umfang des Einsatzes verläuft ein Spalt 16, der durch eine Manschettendichtung 17 abgeschlossen ist.

Wenn im Betrieb über den Eingang 2 ein Eingangsdruck Pg zugeführt wird, pflanzt sich dieser bis zum Ausgang 3 fort, so daß der Ausgangsdruck P_A = P_E ist. Mit steigendem Eingangsdruck wandert der Stufenkolben 9 gegen die Vorspannkraft P nach rechts, weil die dem Ausgangsraum 14 zugewandte Druckfläche dieses Kolbens größer ist als die dem Eingangsraum zugewandte Ringfläche. Bei einem vorgegebenen Umschaltwert des Eingangsdrucks P„ schließt der Dichtring 11 das Ende 15 der Axialnuten 13 ab. JMunmehr wächst der Ausgangsdruck langsamer als der Eingangsdruck, weil das Flächenverhältnis des Stufenkolbens in die Druckübersetzung eingeht. Wenn der Eingangsdruck P_E zurückgenommen wird und daher der Ausgangsdruck P. überwiegt, kann sich dieser über die Dichtmanschette 17 zum Eingang hin abbauen, wodurch der Kolben wieder in die Ruhelage zurückkehrt.

Fig. 2 zeigt im vergrößerten Maßstab, daß der Dichtring 11 mit seiner inneren Umfangsflache dicht am Nutgrund 18 und mit beiden Stirnflächen dicht an den zugehörigen Wutwänden 19 und 20 anliegt. Der äußere Umfang weist einen Dichtabschnitt 21 größten Durchmessers auf, der an der ausgangsseitigen Nutwand 19 beginnt und an dem Zylinder 8 anliegt. Zum Eingaijsraum hin schließt sich ein Übergangsabschnitt 22 an, dessen Durchmesser sich allmählich verkleinert.

Sobald der Kolben in die Schließstellung gelangt ist, wirkt auf den Übergangsabschnitt 22 der Eingangsdruck Pg, welcher den Dichtring 11 sicher gegen den Nutgrund 18 und die Stirnwand 19 drückt. Hierbei behält der Dichtabschnitt 21 seine Lage bei, weil eine Verformung des Dichtringes, der den gesamten Nutenraum innerhalb des Dichtabschnitts 21 und des Übergangsbereichs 22 füllt, nicht

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möglich ist. Soweit der auf den Übergangsbereich wirkende Eingangsdruck infolge elastischer Verformung des Dichtringmaterials eine erhöhte Flächenpressung zwischen Dichtabschnitt 21 und Zylinder 8 hervorruft, ist diese Erhöhung so gering, daß sie nicht stört und vor allen Dingen kein Hineindrücken des DicHringmaterials in die Axialnuten 13 hervorzurufen vermag.

Bei der Ausfühungsform nach Fig. 3 werden für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszahlen verwendet. Der Dichtring 111 sitzt in einer Umfangsnut 110, welche einen zylindrischen Wutengrund 118, aber eine konische Stirnfläche 119 besitzt. Auch hier ist der Dichtring unmittelbar im Anschluß an den Dichtabschnitt 121 vom Kolbenmaterial abgestützt. Es ist ein ausgeprägter Übergangsabschnitt 122 vorhanden. Wenn in der Schließstellung der Eingangsdruck auf diesen Übergangsabschnitt 122 wirkt, ist wiederum sichergestellt, daß der Dichtring an den Flächen 118 und 119 sicher anliegt. Auch hier ist der Umschaltpunkt genau definiert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 werden für entsprechende Teile um 200 erhöhte Bezugszahlen benutzt. Auch hier befindet sich der Dichtabschnitt 221 an dem ausgangsraumseitigen Ende der Nut 210. Der Übergangsabschnitt 222 besitzt Konusform und geht mit einer Rundung 223 in den Dichtabschnitt 221 über. Er besitzt am anderen Ende einen Auslauf 224.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind die Bezugszahlen entsprechender Teile um 300 erhöht. Hier besitzt die Wut 310 eine Umfangsrippe 325, während der Dichtring 311 eine entsprechende Umfangsnut aufweist. Hierdurch ist der Dichtring nahe dem Dichtabschnitt 321 zusätzlich axial festgelegt. Außerdem ist der Übergangsabschnitt 322 im wesentlichen nur bis zum Bereich der Rippe 325 wirksam, weil Verformungen im Dichtungsteil rechts der Rippe 325 keine Auswirkung auf den Dichtabschnitt 321 haben.

Bei der Ausfühungsform nach Fig. 6 werden für entsprechende Teile um 400 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Hier hat der Dichtring durchgehend etwa die gleiche Wandstärke, weil der Nutgrund 418

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sich im Bereich des Übergangsabschnitts 422 ebenfalls im Durchmesser verjüngt. Trotzdem lassen sich die gleichen Vorteile wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen erzielen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 werden für entsprechende Teile um 500 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Der Dichtring 511 hat im wesentlichen die Form des Dichtringes 211 der Fig. 4. Er besitzt aber radial innerhalb des Dichtabschnitts 521 eine Umfangsrippe 526, die zur axialen Festlegung in eine Umfangrinne 525 eingreift. Außerdem ist sein ausgangsraumseitiges Ende als Lippe 527 ausgebildet, welche mehrere kleine Mündungen 528 eines Rücklaufkanalsystems abdeckt, das aus einer Mittelbohrung 529 und mehreren Radialbohrungen 530 besteht. Diese Lippe 527 öffnet, wenn der Ausgangsdruck den Eingangsdruck übersteigt. In diesem Fall kann die Dichtmanschette 17 entfallen.

Statt der Axialnuten 13 können auch Kanäle, die lediglich mit einer Bohrung oder einem Ringspalt in den Zylinderraum münden, oder eine einfache Durchmessererweiterung verwendet werden.

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Claims

300942?

ALFRED TEVES GmbH

Frankfurt am Main P 4885

B. Schopper -16 P. Tandler - 10 D. Lowe - 5

Patentansprüche

.J Druckminderer für hydraulische Bremskraftanlagen, bei dem ein ^v—^ durch eine Vorspannkraft belastbarer Stufenkolben, dessen kleinere Fläche einem Eingangsraum und dessen größere Fläche einem Ausgangsraum zugewandt ist, in einem Zylinder verschiebbar ist und in einer Umfangsnut einen Dichtring trägt, der am Zylinderumfang mit einem Dichtabschnitt größten Durchmessers anliegt, und bei dem mindestens ein Verbindungskanal, insbesondere eine Axialnut, sich vom Ausgangsraum über einen Teil der Länge des Zylinders erstreckt und sein in der Zylinderwand vorgesehenes Ende von dem Dichtabschnitt abschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (21, 121, 221, 321, 421, 521) an der ausgangsraumseitigen JMutwand (19, 119, 219, 319, 419, 519) beginnt und an ihm in Richtung des Eingangsraums (12) ein Übergangsabschnitt (22, 122, 222, 322, 422, 522) kleineren Durchmessers anschließt und daß der Dichtring (11, 111, 211, 311, 411, 511) die Wut (10, 110, 210, 310, 410, 510) zumindest am ausgangsraumseitigen Ende und radial innerhalb des Dichtabschnitts im wesentlichen vollständig ausfüllt.
2. Druckminderer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (11, 111, 211, 311, 411, 511) über seine gesamte axiale Länge am Nutgrund anliegt.
3. Druckminderer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergahgsabschnitt (22, 122, 222, 322, 422, 522) der Außendurchmesser des Dichtrings (11, 111, 211, 311, 411, 511) zum Eingangsraum (12) hin kontinuierlich abnimmt.

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4. Druckminderer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt (122, 222, 422, 522) einen annährend konischen Teil aufweist.
5. Druckminderer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Übergangsabschnitts (222, 422, 522) relativ zur Achse zwischen 15° und 45° liegt.
6. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtabschnitt (221, 421, 521) mit einer Rundung (223, 423, 523) in dem Übergangsabschnitt (222, 422, 522) übergeleitet ist.
7. Druckminderer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Nutgrundes (418) und der Innenumfang des Dichtrings (411) im Bereich des Übergangsabschnitts (422) ebenfalls zum Eingangsraum (12) hin kontinuierlich abnimmt.
8. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund eine Umfangsprofilierung (325, 525) und der Innenumfang des Dichtrings (311) eine entsprechende Gegenprofilierung (326, 526) aufweisen.
9. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge= kennzeichnet, daß die ausgangsraumseitige Nutwand (119) und die zugehörige Stirnfläche des Dichtringes (111) zum Ausgangsraum (14) hin konvergierend geneigt sind.
10. Druckminderer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (511) am Ende des Übergangsabschnitts (523) eine am Nutgrund (518) anliegende Lißpe (527) bildet, die die Mündung (528) wenigstens eines mit dem Ausgangsraum (14) verbundenen, im Kolben (9) verlaufenden Rücklaufkanals (529, 530) abdeckt.

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