DE3037218C2

DE3037218C2 - Hydraulisches Verstärkerventil, insbesondere für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE3037218C2
Application number: DE19803037218
Authority: DE
Inventors: Günter 3170 Gifhorn Leineweber; Heinz 3340 Wolfenbüttel Rühmer; Rolf Dipl.-Ing. 3170 Gifhorn Warnecke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-10-02
Filing date: 1980-10-02
Publication date: 1982-09-02
Also published as: DE3037218A1

Description

Die Ir.rfiiklung bezieht sich auf ein hydraulisches Yersiürkcrventil. inibesondere 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

Bei diesem bekannten hydraulischen Verstärkerventil ist der Arbeitskolben in seiner ganzen Länge innerhalb des Ventilgehäuses gelagert Der mit einer äußeren hydraulischen Druckquelle in Verbindung stehende Druckleitungsanschluß sowie der mit einem hydraulischen Speichergefäß in Verbindung stehende Rücklau f- leitungsanschluß sind im Ventilgehäuse angeordnet. Über im Arbeitskolben angeordnete Ringkammern, die sich jeweils über eine bestimmte Länge des Arbeitskolbens erstrecken, ist dafür gesorgt, daß der Druckleitungsanschluß sowie der Rücklaufleitungsanschluß 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 Druckleitungsan- Schlusses bzw. des Rücklaufleitungsanschlusses sind im Arbeitskolben Ringdichtungen angeordnet, wobei die beiderseits des Driickleitungsanschlusses 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 Arbeitskolbens ansteht

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 Hochdruckdichtungen handelt. Solche Reibung ist besonders störend, wenn das hydraulische Verstärkerventil aufgrund asymmetrisch angeordneter Steuerdurchlässe als sogenanntes nicht druckausgeglichenes Ventil ausgebildet ist (wie z. B. in der DE-AS 26 02 050), weil die Reibung bei solchen Verstärkerventilen wegen der radialen Veriagerbarkeit des Steuerschiebers innerhalb des Arbeitskolbens von vornherein etwas größer ist als bei druckausgeglichenen

Verstärkerventilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydraulisches Verstärkerventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art konstruktiv weiter zu vereinfachen und insbesondere so auszubilden, daß die

Reibung verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Arbeitskolben ist nicht wie gewohnt in seiner gesamten Länge vom Ventilgehäuse umschlos- sen, 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 ausgelenkt, was entsprechend auslenkbare, z. B. flexible Anschlußleitungen erfordert.

Beim erfindungsgemäßen hydraulischen Verstärkerventil ist die auftretende Reibung nicht nur dadurch verringert worden, daß nur noch wie beispielsweise aus anderen Verstärkerventilen bekannt (CH-PS 4 56 356 und US-!'S 38 78 b82). eine Ringdichtung zwischen

ft'' Arbeitskolben und Ventilgehäuse benötigt wird, sondern auch zusätzlich dadurch, daß diese nicht mehr ständig dem Druck der hydraulischen Druckqiiclle ruisgcsct/l ist. weil die druckmäßige Verbindung

zwischen dem Druckleitungsanschluß und dem in die sacklochartige Axialbohrung des Arbeitskolbens führenden Durchlaß nicht mehr über eine zwischen Arbeitskolben und Ventilgehäuse angeordnete Ringkamoier o. ä, sondern über direkte Verbindungsleitungen innerhalb des Arbeitskolbens erfolgt

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung im einzelnen erläutert

In der einzigen Figur der Zeichnung ist ein nichtdruckausgeglichenes hydraulisches Verstärkerventil dargestellt, das z. B. 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.

Dieses hydraulische Verstärkerventil besteht im wesentlichen aus einem Ventilgehäuse I₁ 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 beaufschlagten — 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 Ausführungsbeispiel ist zur Übertragung der auf den Steuerschieber 3 einwirkenden Betätigungskraft ein Reaktionskolben 4.1 vorgesehen, an dem über ein nicht weiter bezifferter Kugelgelenk eine Eingangs-Druckstange 4.2 angreift

Der Arbeitskolben 2 besteht im Ausführungsbeispiel aus mehreren vorzugsweise rotationssymmetrischen Einzelteilen, die formfest miteinander verbunden sind, nämlich aus einer in der zylindrischen Axialbohrung des Ventilgehäuses 1 axial verschiebbar gelagerten äußeren Führungsbuchse 2.1, einer in diese Führungsbuchse eingeschobenen und mit ihr z. B. über einen Preßsitz verbundenen Steuerbuchse 2.2 sowie einem Kolbenbodenglied 23, weiches in das freie offene Ende der Steuerbuchse 2.2 sowie der Führungsbuchse 2.1 eingepreßt ist und dieses stirnseitig abschließt. Am Kolbenbodenglied 2.3 befestigt oder mit diesem integriert ist ein Kraftübertragungsglied 5, welches in üblicher Weise einen nicht weiter dargestellten hydraulischen Hauptbremszylinder betätigt.

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 Führungsbuchse 2.1 und .Steuerbuchse 2.2 — angeordnete Ringnuten steht der Onickleitun^arischluß 2.4 driickmaßig 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. R. eine druckmäßige Verbindung vom Druckieitungsanschluß 2.4 zur zwischen der Arbeitskolben-Stirnfläche und der Ventilgehäuse-Bodenfläche gebildeten Arbeitskammer 2.6 oder

ίο eine druckmäßige Verbindung zwischen dem Rücklaufieitungsanschluß 23 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-Steuerdurchlaß 2.8 freigegeben wird und im anderen Falle muß der Steuerschieber 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.

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-Steuerdurchla3 2.8 nämlich verschlossen — wie dargestellt, so daß der am Druckleitungsanschluß 2.4 anstehende hohe Druck an dieser Ringdichtung nicht wirksam ist.

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 Unierbringung 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 >> erden kann. Zu diesem Zwecke ist das Schutz- und Lagerrohr 7 im Ausführungsbeispiel mit einem geeigneten Befestigungflansch 7.1 ausgerüstet.

Im Schutz- und Lagerrohr 7 ist ein Längsschlitz 7.2 vorgesehen, durch welchen ein radial vorspringender Anschlußteil des Arbeitskolbens 2 hindurchgreift, in welchem der Druckleitungsanschluß 2.4 sowie der Rücklaufanschluß 2.5 angeordnet sind. Bei axialer Verlagerung des. Arbeitskolbens 2 aufgrund einer Bremsbetätigung kann dieser An.;chki3'.eil dis Arbeitskolbens innerhalb dieses Längss^iiiK'e? 7.2 unbehindert verschoben werden. Zum Schutz gegen Verschmutzung etc. ist auf das Schutz- und Lagerrohr ein Dichtungsrohr 8, d;is zum Beispiel aus einem gleitfähigen Kunststoff gefertigt scui ki-.nri. au/jjeschoben, welches den Liin.cs·

o5 schlil: 7.2 nach ;u Ilen abdeckt und lediglich ··■■>·: Anschlußteil des Arneitskolbens 2 — an diesem dich; anliegend - durchdrungen wird und mit diesem die .,Axialbewegungen de¹- Arbcitskolbens mitmacht.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein ganz spezieller nichtdruckausgeglichener Verstärkerventiltyp 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 Kraflübertragungsglied 10 im Bereich des Druck-Sleuerdurchlasses gegen die Wandung der Steuerbuchse 2.2 gedruckt wird, um den Druck-Steuerdurchlaß 2.8 bei nichtbetätigter Bremse mit hoher Sicherheit hochdicht zu verschließen. 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hydraulisches Verstärkerventil, insbesondere für eine hydraulische Kraftfahrzeug-Bremsanlage, mit einem axial verschiebbar in einer Bohrung eines Ventilgehäuses geführten Arbeitskolben und einem in einer sacklochartigen Axialbohrung des Arbeitskolbens gelagerten, mittels einer Betätigungsvorrichtung axial verschiebbaren Steuerschieber, wobei eine zwischen Arbeitskolben-Stirnfläche und Ventilgehäuse-Bodenfläche gebildete Arbeitskammer über im Arbeitskolben und im Steuerschieber angeordnete Axial- und Radialbohrungen sowie Steuerd'irchlässe je nach der relativen Stellung des Steuerschiebers zum Arbeitskolben entweder mit einem Druckleitungsanschluß oder mit einem Rücklaufleitungsanschluß des Verstärkcrventils verbindbar ist, dadurch geke.inzeichnet, daß der Arbeitskolben (2) nur teilweise in das Ventilgehäuse (1) hineinragt und zwar mit seinem der Betätigungsvorrichtung (4) zugekehrten Endteil, in den der Steuerschieber (3) eingeführt ist, daß der Druckleitungsanschluß (2.4) sowie der Rücklaufleitungsanschluß (2J) in einem aus dem Ventilgehäuse (1) ständig herausragenden Teil des Arbeitskolbens (2) angeordnet sind und daß der Arbeitskolben (2) nur durch eine Ringdichtung (6) gegen die Wandung des Ventilgehäuses (1) abgedichtet ist.

2. Verstärkerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ventilgehäuse (1) ein den Arbeitskolben (2) mit radialem Abstand umhüllendes und einen Längsschlitz (7.2) aufweisendes, vorzugsweise metallisches Schutz- und Montagerohr (7) befestigt ist, an dessen vom Ventilgehäuse (1) abgewandten freien Ende ein vom Arbeitskolben (2) über ein Kraftübertragungsglied (5) beaufschlagbarer hydraulischer Hauptbremszylinder befestigbar ist und durch dessen Längischlitz (7.2) ein den Druckleitungs- sowie den Rücklaufleitungsanschluß (2.4 bzw. 2.5) aufweisender Anschlußteil des Arbeitskolbens (2) radial hindurchgreift.

3. Verstärkerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutz- und Montagerohr (7) von einem den Längsschlitz (7.2) abdeckenden und nur vom Anschlußteil des Arbeitskolbens (2) durchdrungenen Dichtungsrohr (8) umschlossen ist, welches auf ihm entsprechend der Axialbewegung des Arbeitskolbens axial verschiebbar ist.

4. Verstärkerventil nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß im Schutz- und Montagerohr (7) eine Druckfedervorrichtung (9) angeordnet ist, die sich — in axialer Richtung — mit ihrem einen Ende am Arbeitskolben (2) und mit ihrem anderen Ende am Schutz- und Monlagerohr (7) abstützt.

5. Verstärkerventil nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Schutz- und Montagerohr (7) ein Flansch (7.1) befestigt ist, mit dem das Verslärkerventil (1) oder die Verstärkerventil/Hauptbrenmylinder-Einheit am Fahrzeugaufbau oder Teilen davon befestigbar ist.