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Hydraulisches Verstärkerventil, insbesondere
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für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage Die Erfindung bezieht
sich auf ein hydraulisches Verstärkerventil, insbesondere für eine hydraulische
Kraftfahrzeug-Bremsanlage, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art,
wie es beispielsweise aus der DE-AS 26 02 050 bekannt ist.
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Bei diesem bekannten hydraulischen Verstärkerventil ist der Arbeit
kolben in seiner ganzen Länge innerhalb des Ventilgehäuses gelagert.
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Der mit einer äußeren hydraulischen Druckquelle in Verbindung stehende
DruckleitungsanschluB sowie der mit eine hydraulischen Speichergefäß in Verbindung
stehende Rücklaufleitungsanschluß sind im Ventilgehäuse angeordnet. Über im Arbeitskolben
angeordnete Ringkawiern, die sich jeweils über eine bestimmte Länge des Arbeitskolbens
erstrecken, ist dafür gesorgt, daß der Druckleitungssanschluß sowie der R&laulleitungsanschluß
unabhängig von der jeweiligen axialen Lage des Arbeitskolbens innerhalb des Ventilgehäuses
druckmäßig ständig jeweils mit einer in die sacklochartige Axialbohrung des Arbeitskolbens
führende Radialbohrung verbunden ist. Beiderseits des Druckleitungsanschlusses bzw.
des Rücklaufleitungsanschlusses sind im Arbeitskolben Ringdichtungen angeordnet,
wobei die beiderseits des Druckleitungsanschlusses befindlichen Ringdichtungen
ständig
unter Druck stehen, da der Druck der hydraulischen Druckquelle unabhängig vom Betätigen
oder Nichtbetätigen der Bremse ständig am Druckleitungsanschluß und damit an der
zugehörigen Ringkammer des Arbeitbskolbens ansteht.
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Je mehr Dichtungen zwischen axial gegeneinander bewegbaren Teilen
erforderlich sind, desto größer ist die Reibung, insbesondere dann, wenn es sich
hierbei um ständig unter Druck stehende Sochdruckdichtungen handelt. Solche Reibung
ist besonders störend, wenn das hydraulische Verstärkerventil aufgrund assymmetrisch
angeordneter Steuerdurchlässe als sogenanntes nichtdruckausgeglichenes Ventil ausgebildet
ist (wie z. 3. in der DE-AS 26 02 050), weil die Reibung bei solchen Verstärkerventilen
wegen der radialen Verlagerbarkeit des Steuerschiebers innerhalb des Arbeitskolbens
von vornherein etwas größer ist als bei druckausgeglichenen Verstärkerventilen.
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Der Erfindung liegt die rufgabe zugrunde, ein hydraulisches Verstärkerventil
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art konstruktiv weiter zu vereinfachen
und insbesondere so aus zu bilden, daß die Reibung verringert wird.
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Diese aufgabe wird erfindungsgem2ß;durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Arbeitskolben ist nicht wie gewohnt in seiner
gesamten Länge vom Ventilgehäuse umschlossen, sondern nur noch der Endteil, in den
der Steuerschieber eingeführt ist, wobei nur eine Ringdichtung zwischen Ventilgehäuse
und arbeitskolben vorgesehen ist. Die Leitungsanschlüsse zur hydraulischen Druckquelle
sowie zum hydraulischen Speicher sind im aus dem Ventilgehäuse herausragenden freien
Teil des Arbeitskolbens angeordnet und werden bei Betätigung der Bremse zusammen
mit dem Arbeitskolben axial ausgelenk-t, was entsprechend auslenkbare, z. B. flexible
hnschlußleitungen erfordert.
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Beim erfindungsgemäßen hydraulischen Verstärkerventil ist-die auftretende
Reibung nicht nur dadurch verringert worden, daß nur noch
eine Ringdichtung
zwischen Arbeitskolben und Ventilgehäuse benötigt wird, sondern auch zusätzlich
dadurch, daß diese nicht nehr ständig dem Druck der hydraulischen Druckquelle ausgesetzt
ist, weil die dr*ckmäßige Verbindung zwischen dem Druckleitungsanschluß und dem
in die sacklochartige axialbohrung des Arbeitskolbens führenden Durchlaß nicht mehr
über eine zwischen Arbeitskolben und Ventilgehäuse angeordnete Ringkammer o. ä.,
sondern über direkte Verbindungsleitungen innerhalb des Arbeitskolbens erfolgt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindungsind
in den Unteransprüchen angegeben.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
wird die Erfindung im einzelnen erläutert.
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In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein nichtdruckausgeglichenes
hydraulisches Verstärkerventil dargestellt, das z. B.
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innerhalb der hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges als
Bremsdruckverstärker eingesetzt werden kann. Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt
auf derartige nichtdruckausgeglichene Verstärkerventile, sondern in sinngemäßer
Weise auch auf druckausgeglichene hydraulische Verstärkerventile anzuwenden.
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Dieses hydraulische Verstärkerventil besteht im wesentlichen aus einem
Ventilgehäuse 1, einem in einer zylindrischen axialbohrung des Ventilgehäuses axial
verschiebbar gelagerten Arbeitskolben 2 sowie einem Steuerschieber 3, welcher in
einer sacklochförmigen Längsbohrung des Arbeitskolbens 2 gelagert ist und mittels
einer - beispielsweise durch ein nicht weiter dargestelltes Pedal beauf schlagten
- Betätigungsvorrichtung 4 gegen die Wirkung einer zwischen Arbeitskolben 2 und
Steuerschieber 3 wirksamen Druckfeder 2.10 axial verschoben werden kann. Diese Druckfeder
bewirkt eine diese beiden Bauelemente auseinanderdrückende Kraft, so daß der Steuerschieber
3 - falls keine sonstigen Kräfte auf ihn einwirken
- die in der
Zeichnung dargestellte Lage einnimmt. Im Ausführungsbelspiel ist zur Übertragung
der auf den Steuerschieber 3 einwirkenden Betätigungskraft ein Reaktionskolben 4.1
vorgesehen, an dem über ein nicht weiter beziffertes Kugelgelenk eine Eingangs-Druckstange
4.2 angreift.
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Der Arbeitskolben 2 besteht im Ausführungsbeispiel aus mehreren.
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vorzugsweise rotationssymmetrischen Einzelteilen, die formfest miteinander
verbunden sind, nämlich aus einer in der zylindrischen Axialbohrung des Ventilgehäuses
1 axial verschiebbar gelagerten äußeren Pührungsbuchse 2.1, einer in diese Führungsbuchse
eingeschobenen und mit ihr z. 3. über einen Preßsitz verbundenen Steuerbuchse 2.2
sowie einem Kolbenbodenglied 2.3, welchesAdas freie offene Ende der Steuerbuchse
2.2 sonde der Sührungsbuchse 2.1 eingepreßt ist und dieses stirnseitig abschließt.
Xm golbenbodenglied 2.3 befestigt oder mit diesem integriert ist ein Kraftübertragungsglied
5, welches in üblicher Weise einen nicht weiter dargestellten hydraulischen Hauptbremszylinder
betätigt.
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Der aus dem Ventilgehäuse 1 links herausragende Teil des Arbeitskolbens
2 weist einen radial nach außen weisenden Anschlußteil auf, in dem ein Druckleitungsanschluß
2.4 sowie ein Rücklaufleitungsanschluß 2.5 angeordnet sind, die über nicht weiter
dargestellte flexible oder zumindest bewegliche Leitungen mit der zugehörigen hydraulischen
Druckquelle bzw. dem zugehörigen hydraulischen Speicher zu verbinden sind. Über
nicht weiter bezifferte radiale Bohrungen sowie innerhalb des Arbeitskolbens - zwischen
Puhrungsbuchse 2.1 und Steuerbuchse 2.2:- angeordnete Ringnuten steht der Druckleitungsanschluß
2.4 druckmäßig ständig mit einem radialen Druck-Steuerdurchlaß 2.8 und der Rücklaufleitungsanschluß
2.5 ständig mit einem radialen Rücklauf-Steuerdurchlaß 2.7 in Verbindung. Es ist
leicht erkennbar, daß je. nach relativer Stellung des Steuerschiebers 3 zum Arbeitskolben
2 bzw. der Steuerbuchse 2.2 z. B. eine druckmäßige Verbindung vom Druckleitungsanschluß
2.4 zur zwischen der Arbeitskolben-Stirnfläche und der Ventilgehäuse-Bodenfläche
gebildeten Arbeitskammer 2.6 oder eine druckmäßige Verbindung zwischen dem Rücklaufleitungsanschluß
2.5
und dieser arbeitskammer hergestellt werden kann. In dem einen Fall muß der Steuerschieber
3 etwas tiefer als gezeigt in den Arbeitskolben 2 hineingeschoben sein, damit der
Druck-SteuerdurchlCß 2.8 freigegeben wird und im anderen Falle muß der Steuersoieber
3 relativ zum Arbeitskolben 2 etwas weiter nach rechts verlagert sein, damit der
Rücklauf-Steuerdurchlaß 2.7 frei wird und dadurch über die axiale Bohrung 2.9 etc.
eine druckmäßige Verbindung hergestellt ist. Es ist erkennbar, daß stets dann,wenn
der eine Steuerdurchlaß geöffnet ist, der andere verschlossen ist.
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Die Abdichtung zwischen dem Ventilgehäuse 1 und dem Arbeitskolben
2 erfolgt mittels nur einer Ringdichtung 6. Wie aus der Zeichnung leicht zu erkennen
ist, ist diese Ringdichtung nicht ständig druckbeaufschlagt. Bei nichtbetätigter
Bremse ist der Druck-Steuerdurchlaß 2.8 nämlich verschlossen - wie dargestellt,
so daß der am Druckleitungsanschluß 2.4 anstehende hohe Druck an dieser Ringdichtung
nicht wirksam ist.
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Am Ventilgehäuse 1 ist ein vorzugsweise metallisches Schutz- und Montagerohr
7 befestigt, welches den Arbeitskolben 2 mit einem radialen Abstand umhüllt. Dieses
Rohr dient zum einen dem Schutz des Arbeitskolbens gegen Verschmutzung etc. und
zum anderen zur Unterbringung einer Druckfedervorrichtung 9, welche sich - in axialer
Richtung - mit ihrem einen Ende am Arbeitskolben 2 und mit ihrem anderen Ende am
Schutz- und Montagerohr 7 abstützt und den Arbeitskolben bei nichtbetätigter Bremse
in die in der Zeichnung dargestellte Ausgangsposition drückt. Darüber hinaus kann
am vom Ventilgehäuse 1 abgewandten freien Ende dieses Schutz-und Montagerohres 7
ein vom Kraftübertragungsglied 5 des Arbeitskolbens betätigter hydraulischer Hauptbremszylinder
der Bremsanlage angeflanscht werden, so daß-die gesamte Verstärker/Hauptbremszylinder-Einheit
gemeinsam am Fahrzeugaufbau oder Teilen davon befestigt werden kann. Zu diesem Zwecke
ist das Schutz- und Lagerrohr 7 im Ausführungsbeispiel mit einem geeigneten Befestigungsflansch
7.1 ausgerüstet.
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Im Schutz- und Lagerrohr 7 ist ein Längsschlitz 7.2 vorgesehen, durch
welchen ein radial vorspringender Anschlußteil des hrbeitskolbens 2 hindurchgreift,
in welchem der Druckleitungsanschluß 2.4 sowie der RückZaufanschluß 2.5 angeordnet
sind. Bei axialer Verlagerung des Arbeitskolbens 2 aufgrund einer Bremsbetätigung
kann dieser Anschlußteil des Arbeitskolbens innerhalb dieses Längsschlitzes 7.2
unbehindert verschoben werden. Zum Schutz gegen Verschmutzung etc. ist auf das Schutz-
und Lagerrohr ein Dichtungsrohr 8, das zum Beispiel.aus einem gleitfähigen Kunststoff
gefertigt sein kann, aufgeschoben, welches den Längsschlitz 7.2 nach außen abdeckt
und lediglich vom Anschlußteil des Arbeitskolbens 2 - an diesem dicht anliegend
- durchdrungen wird und mit diesem die Axialbewegungen des Arbeitskolbens mitmacht.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein ganz spezieller nicht
druckausgeglichener Verstcrkerventiltyp zugrundegelegt, bei dem der Steuerschieber
3 innerhalb der Steuerbuchse 2.2 ohne Verwendung axialer Ringdichtungen gelagert
ist und durch ein im Steuerschieber angeordnetes, vom Arbeitsdruck beaufschlagtes
Ekaftobertragungsglited 10 im Bereich des Druck-Steuerdurchlasses gegen die Wandung
der Steuerbuchse 2.2 gedrückt wird, um den1Druck-Steuerdurchlaß 2.8 bei nichtbetätigter
Bremse mit hoher Sicherheit hochdicht zu verschlißen.
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Dieses hydraulische Verstärkerventil ist Gegenstand der älteren Patentanmeldung
P 30 23 027.4. Die vorliegende Erfindung ist auf einen solchen Verstärkerventiltyp
nicht beschränkt. Sie ist auch nicht beschränkt auf die Verwendung eines Ventiltyps,
bei dem der Arbeitskolben aus mehreren rotationssymmetrischen Teilen zusammengesetzt
ist. Sie'ist insbesondere auch nicht beschränkt auf nichtdruckausgeglichene Verstärkerventile.