DE3016390A1

DE3016390A1 - Druckregler

Info

Publication number: DE3016390A1
Application number: DE19803016390
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 6292 Weilmünster Reuter; Bernd Ing.(grad.) 6234 Hattersheim Schopper; Peter 6243 Falkenstein Tandler
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1979-07-27
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1981-11-05
Also published as: JPS628804B2; GB2055435B; US4325407A; DE2930476C2; JPS5649468A; FR2462742B1; DE2930476A1; GB2055435A; FR2462742A1

Description

ALFRED TEVES GMBH 23. April 1980

Frankfurt am Main ZL/Je/Ber

P 4935

B. Schopper - 22 P. Tandler - 14 M. Reuter - 2

Druckregler

(Zusatz zu Patent

Patentanmeldung P 29 30 476.5)

Die Erfindung bezieht sich auf Druckregler mit einem an einen Geberzylinder anschließbaren Einlaßraum,, einem an einen Nehmerzylinder anschließbaren Auslaßraum, einem dazwischen geschalteten, bei einem vorgebbaren Schaltdruck schließenden Ventil, das seinerseits einen Stößel mit einem darauf befestigten, im wesentlichen zylindrischen elastischen Ventilkörper umfaßt, mit einem radialen Abstand des Ventilkörpers zur Wandung des Auslaßraumes, mit einer an der äußeren zylindrischen Mantelfläche des Ventilkörpers vorgesehenen Armierung zur Vermeidung einer Verformung in radialer Richtung gegen die Wandung des Auslaßraumes und einem funktionsmäßig parallel geschalteten Rückschlagventil, welches aufgrund einer Druckverminderung im Einlaßraum relativ zum Auslaßraum gegen eine schließende Kraft öffnet nach Patentanmeldung P 29 30 476.5.

Ein derartiger Druckregler ist in der US-PS 30 08 285 beschrieben. Bei der bekannten Vorrichtung hat die Ringdichtung zwei parallele Stirnflächen, eine zylindrische Innenumfangsflache und eine leicht gewölbte Außenumfangsfläche. Mit der Außenumf angsflache wird das als Bohrung, Ringspalt oder dgl. ausgebildete Ende des Bypaßkanals übersteuert. Die Innenumfangsfläche ist etwas größer als der die Ringdichtung aufnehmende Teil des Kolbens. Die Ringdichtung wird zwischen zwei Flanschen des Kolbens gehalten, die einen etwas größeren Abstand voneinander haben als die Höhe der Ringdichtung. Der dem Einlaßraum. benachbarte Flansch weist eine zum Innendurchmesser führende Bohrung auf. Infolge_w/dessen wird die Ringdichtung im Normalbe-

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trieb, wenn der Eingangsdruck überwiegt, dicht gegen den dem Auslaßraum benachbarten Flansch gedrückt, so daß eine Verbindung zwischen Einlaßraum und Auslaßraum nur über den Bypaßkanal möglich ist. Überwiegt dagegen der Ausgangsdruck, so wird die Ringdichtung axial verschoben, wodurch ein Rücklaufkanal entsteht, der längs der einen Stirnfläche und der Innenumfangsfläche der Ringdichtung verläuft. Bei dieser Konstruktion sind sehr genaue Fertigungstolerarizen zu beachten, denn schon geringe Ungenauigkeiten reichen aus, um den Rücklaufkanal dauernd verschlossen zu halten oder um die Ausgangsfläche mit zu großer Kraft am Umfang des Zylinderraumes anliegen zu lassen. Auch ist eine sichere Funktionsweise des bekannten Druckreglers deshalb nicht gegeben, weil die elastische Ringdichtung durch die hohe Kraftbeanspruchung deformiert wird und dadurch Schlicßwegtoleranzen auftreten. Darüber hinaus ist die Lebensdauer infolge Verschleiß begrenzt. Die Ringdichtung führt nicht nur eine Relativbewegung zum Gehäuse, sondern auch eine Relativbewegung zum Kolben aus. Die dabei auftretenden Abnutzungserscheinungen führen im Laufe der Zeit zu Abmessungsveränderungen, die ein sicheres Dichten beeinträchtigen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Druckregler der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der bei einfachem Aufbau sicher in der Wirkungsweise ist, bei dem kein Verschleiß oder eine bleibende Deformation des Ventils auftritt und bei der insbesondere die Funktion des Rückschlagventils garantiert ist, indem eine Anlage des Ventilkörpers am Ventilstößelteil infolge plastischer oder elastischer Verformung ausgeschlossen ist.

Diese. Aufgabe wird bei einem Druckregeier der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die innere zylindrische Mantelfläche des Ventilkörpers durch einen Ringkörper armiert ist und daß der Ringkörper mit dem Ventilstößel mindestens einen Durchlaßkanal bildet. Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgcmäßan Druckreglers sind insbesondere darin zu sehen,

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a) die Kraftbeaufschlagung auf den elastischen Ventilkörper auf ein Minimum reduziert ist, so daß ein Rücklauf vom Einlaßraum zum Auslaßraum erhalten bleibt,

b) bei gleicher Druckbelastung eine geringere Verformung des elastischen Ventilkörpers auftritt, so daß auch weniger hochwertige Kunststoffe Verwendung finden können und ein Kostenvorteil gegenüber bekannten Ausführungsformen erzielt wird,

c) daß insbesondere die ungestörte Funktionsweise des Rückschlagventils sichergestellt ist.

Gemäß dem Merkmal des Anspruches 2 ist es besonders vorteilhaft, den Ring nicht als besonderes .Teil sondern als Bestandteil einer becherförmigen Kappe auszubilden, die bereits zur Armierung der äußeren zylindrischen Mantelfläche des elastischen Ventilkörpers vorgesehen ist. Ferner ist es nach Anspruch 3 vorteilhaft, die innere Mantelfläche des Ringkörpers abwechselnd mit Durchlaßkanälen und sich gegen das Ventilstößelteil abstützenden Stegen zu versehen, ■ so daß der elastische Ventilkörper und die Kappe in ihrer Lage eindeutig fixiert sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand von Fig. 1 und Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert.Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Druckregler

und
Fig. 2 die Querschnittsfläche eines Ringkörpers.

Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist in einem Gehäuse 1 eine mehrfach abgestufte Bohrung 2 sowie ein mit einem Geberzylinder verbundener Druckmittelanschluß 3 und ein mit einem Nehmer-

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zylinder verbundener Druckmittelanschluß 4 angeordnet. In die Bohrung 2 sind eine erste Hülse 5 und eine zweite Hülse 6 eingesetzt und mittels Dichtungen 7 und 8 gegen das Gehäuse 1 abgedichtet. Durch einen Ring 9^ der in ein Gewinde 10 am offenen Ende der Bohrung 2 geschraubt ist, wird die zweite Hülse 6 in Anlage an der ersten Hülse 5 und diese wiederum an einem ersten Anschlag 11 des Gehäuses 1 gehalten.

In der zweiten Hülse 6 ist ein Ventilstößel 12 verschiebbar angeordnet und mittels einer Dichtmanschette 13 gegen diese abgedichtet. Die Dichtmanschette 13 begrenzt einen Druckmitteleinlaßraum 14, der durch radiale öffnungen 15 in der ersten Hülse 5 mit dem Druckmittelanschluß 3 verbunden ist. Auf einem verjüngten Ende 12" des Ventilstößels 12 ist eine im wesentlichen becherförmig ausgestaltete Kappe 16 befestigt, wobei der Boden der becherförmigen Kappe 16 einen Druckmittelauslaßraum 17 begrenzt und das offene Ende der becherförmigen Kappe 16 in eine Ringnut 18 der ersten Hülse 7 greift.

Das freie Ende 16' der Kappe 16 ist mit Spiel in der radialen Nut 18 geführt, so daß ein ausreichender Druckmitteldurchgang gewährleistet ist.

In der becherförmigen Kappe 16 ist ein im wesentlichen zylindrischer elastischer Ventilkörper 19 angeordnet, der am Becherboden und an der Becherwandung anliegt und zu dem Ventilstößelteil 12' einen radialen Abstand aufweist. Die innere zylindrische Mantelfläche des elastischen Ventilkörpers 19 liegt an einem Ringkörper 16'' an, der seinerseits mit dem Ventilstößelteil 12' ein radiales Spiel aufweist, so daß ein Durchlaßkanal 20 gebildet ist, der eine Verbindung zwischen dem Auslaßraum 17 und dem Einlaßraum 14 herstellt und auf der dem Einlaßraum 14 zugewandten Seite mit einer Dichtlippe 22, die an dem Ventilstößel 12 anliegt, verschlossen ist. Der Axialabstand zwischen dem Ventilkörper 19 und der ersten Hülse 5 ist derart auf den axialen Abstand zwischen dem offenen Ende 1f>'

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der Kappe und dem Grund der Ringnut 18 abgestimmt, daß bei Anlegen des Ventilkörpers 19 an die radiale Fläche der ersten Hülse 5 keine weitere Bewegung des Ventils in Schließrichtung erfolgt, damit der Ventilkörper nicht verformt wird. Durch die beidseitige Armierung des Ventilkörpers, die einerseits durch die Kappe 16 und andererseits durch den Ringkörper 16'' erfolgt, ist einer plastischen Verformung des Ventikörpers 19 mit Sicherheit entgegengewirkt. Auf den Ventilstößel 12 wirkt eine Kraft F, wodurch die becherförmige Kappe 16 gegen einen zweiten Anschlag 23 im Gehäuse 1 belastet und das Ventil in seiner Offenstellung gehalten wird.

Die Wirkungsweise des in der Zeichnung dargestellten Druckreglers wird wie folgt beschrieben:

In der Ruhelage der Anordnung nehmen alle -Teile die in der Zeichnung dargestellte Position ein. Bei eingangsseitigem Druckaufbau wird, da das Ventil geöffnet ist, auch ausgangsseitig ein Druck aufgebaut, der im Betrag genau dem Eingangsdruck entspricht. Erreicht der Druck im Einlaßraum 14 und in dem Auslaßraum 17 den Schaltdruck, der durch die Kraft F vorgegeben ist, so schließt das Ventil durch Anlegen des Ventilkörpers 19 an der radialen Fläche der ersten Hülse 5. Sofern der äußere Durchmesser des durch die erste Hülse 5 gebildeten Ventilsitzes gleich dem gedichteten Durchmesser des Ventilstößels 12 in der Dichtmanschette 13 ist, hat eine weitere eingangsseitige Druckerhöhung keine ausgangsseitige Veränderung zur Folge.Das Druckregelventil arbeitet in diesem Fall als Begrenzungsventil.

Wird nun der Druck in dem Einlaßraum 14 unter den Schaltdruck vermindert, so bewirkt das nunmehr herrschende Druckgefälle vom Auslaßraum 17 zum Einlaßraum 14 ein Abheben der Dichtlippe 22 von dem Ventilschaft 12', so daß durch den Durchlaßkanal 20 ein Druckausgleich stattfinden kann. Damit sinkt in dem Auslaßraum 17 der Druck unter den Schaltdruck ab, wodurch das Ventil aufgrund der Kraft F wieder öffnet.

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Sofern der äußere Durchmesser des durch die erste Hülse 5 gebildeten Ventilsitzes größer ist als der Durchmesser des Ventilschaftes 12 in der Manschette 13, arbeitet das beschriebene Ventil als Druckminderer. Dabei wird das Ventil bei Erreichen des Umschaltdruckes geschlossen. Bei weiterer eingangsseitiger Druckerhöhung wird das Ventil durch die erhöhte Kraftwirkung wieder geöffnet und der Druck im Auslaßraum 17 steigt an, wodurch eine Krafterhöhung in Schließrichtung erfolgt, die das erneute Schließen des Ventils bewirkt. Durch diesen Vorgang stellt sich in dem Auslaßraum 17 ein Druckanstieg ein, der entsprechend dem Verhältnis der wirksamen druckbeaufschlagten Flächen gegenüber dem Eingangsdruck gemindert ist.

Bei eingangsseitiger Reduzierung des Druckes unter den Wert des in dem Auslaßraum 17 herrschenden Druckes erfolgt ein Druckabbau durch Abheben der Dichtlippe 22, so wie es bereits vorstehend beschrieben wurde. Der erfindungsgemäße Druckregler eignet sich für viele Arten von Drucksteuerventilen, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsanlagen. Wegen des einfachen Aufbaus und der platzsparenden Bauweise ist der beschriebene Druckregler auch für Twin- oder Boxeranordnungen geeignet.

Sofern das radiale Spiel zwischen dem freien Ende 16' der Kappe 16 und der Wandung der Ringnut 18 so gering ist, daß kein ausreichender Druckmitteldurchgang gewährleistet ist, können in dem Bereich zwischen dem freien Ende 16' und dem Ventilkörper radiale Druckmittelöffnungen 24 vorgesehen sein.

In Fig. 2 ist ein Ringkörper 16'' dargestellt, dessen innere Mantelfläche abwechselnd mit Durchlaßkanälen 20 und mit sich gegen das Ventilstößelteil 12' abstützenden Stegen 21 versehen ist.

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ALFRED TEVES GMBH 23. April 19 80

Frankfurt am Main ZL/Je/Ber

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B. Schopper - 22 P. Tandler - 14 M. Reuter - 2

Patentansprüche

Π/) Druckregler mit einem an einen Geberzylinder anschließbaren Einlaßraum, einem an einen Nehmerzylinder anschlicßbaren Auslaßraum, einem dazwischen geschalteten, bei einem vorgebbaren Schaltdruck schließenden Ventil, das seinerseits einen Stößel mit einem darauf befestigten, im wesentlichen zylindrischen elastischen Ventilkörper umfaßt, mil; einem radialen Abstand des Ventilkörpers zur Wandung des Auslaßraumes, mit einer an der äußeren zylindrischen Mantelfläche des Ventilkörpers vorgesehenen Armierung zur Vermeidung einer Verformung in radialer Richtung gegen die Wandung des Auslaßraumens und einem funktionsmäßig parallel geschalteten Rückschlagventil, welches aufgrund einer Druckverminderung im Einlaßraum relativ zum Auslaßraum gegen eine schließende Kraft öffnet nach Patentanmeldung P 29 30 476.5, dadurch gekennzeichnet , daß die innere zylindrische Mantelfläche des Ventilkörpers (19) durch einen Ringkörper (16¹¹) armiert ist und daß der Ringkörper (16'') mit dem Ventilstößelteil (12') mindestens einen Durchlaßkanal (20) bildet.
2. Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (16¹¹) als Teil einer becherförmigen Kappe (16) ausgebildet ist.
3. Druckregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η. η zeichnet , daß die innere Mantelfläche des Rinqkörpers (16¹¹) abwechselnd mit Durchlaßkanälen (20) und sich gegen das Ventilstößelteil (12') abstützenden Stegen (21) versehen ist.

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