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Drucksteuerventil fUr. hydraulische Fahrzeugbremsanlagen
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Drucksteuerventil für hydraulische
Fahrzeugbremsanlagen, bei dem das VerschlußstUck von einem Steuerkolben getragen
ist, der mit einem Ende durch eine Ringdichtung hindurch und in einer Bohrung eines
Gehäuses geführt ist und am anderen Ende eine Stützplatte zum Angriff einer Ventilfeder
trägt und bei dem der Ventilsitz durch einen inneren.Ringbereich der Stirnfläche
eines Ringkörpers gebildet ist, der zwischen dem Gehäuse und dem Innenflansch eines
am Gehäuse befestigten, den Steuerkolben umgebenden Rohrkörpers elastisch nachgebend
gehalten ist, mit einem äußeren, am Innenflansch anliegenden Ringbereich der Stirnfläche
ein Rückflußventii bildet sowie am Innenumfang einen Arbeitskanal und am Aulienumfang
einen Rückflußkanal begrenzt.
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Ein Drucksteuerventil dieser Art ist bereits vorgeschlagen worden
(deutsche Patentanmeldung P 30 46 781.3). Die Konstruktion hat den Vorteil, daß
sich eine vorgefertigte Ventileinheit ergibt, die nachträglich in beliebige Gehäuse
eingesetzt und ehe kurze Baulänge erhalten kann. Der Ringkörper besteht im einfachsten
Fall aus einem elastischen Profilring. Wenn der beispielsweise vom Hauptzylinder
gelieferte Eingangsdruck ansteigt, folgt der beispielsweise einem Radzylinder zuzuführende
Ausgangsdruck zunächst direkt. Sobald das Verschlußstück auf dem Ventilsitz
aufliegt,
ergibt sich wegen der unterschiedlichen Druckflächen des Steuerkolbens ausgangsseitig
ein geringerer Druckanstieg als auf der Eingangsseite. Wenn der Eingangsdruck zurückgenommen
wird,. öffnet sich das zwischen dem äußeren Ringbereich der Stirnfläche des Ringkörpers
und dem Innenflansch des Rohrkörpers gebildete kück£lußventil. Dies geschieht dadurch,
daß der elastisch nachgebende Ringkörper unter dem Einfluß des nunmehr überwiegenden
Austrittsdrucks bzw. der durch diesen hervorgerufenen weiteren Verschiebung des
Steuerkolbens von dem Innenflansch abgehoben wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Rücknahme des
Eintrittsdrucks das Rückflußventil möglichst frühzeitig und mit großer Sicherheit
zu öffnen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen von der Stützplatte
axial verschiebbaren Druckring, der auf die Stirnfläche des Ringkörpers zwischen
innerem und äußerem Ringbereich drückt, wenn der Steuerkolben den normalen Schließhub
etwas überschreitet.
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Wenn bei dieser Konstruktion der Eintrittsdruck fällt, wird der Ringkörper
nicht nur wie bisher durch das mit dem SXuerkolben bewegbare Verschlußstück zusammengedrückt,
sondern außerdem an einer radial weiter außerhalb liegenden Stelle durch den Druckring.
Der Ringkörper wird daher über einen verhältnismäßig grossen Teil seiner Stirnfläche
mechanisch belastet, so daß das Rückflußventil mit Sicherheit öffnet. Der Öffnungszeitpunkt
kann sehr frühzeitig liegen, wel der Druckring schon wirksam gemacht werden kann,
wenn sich der Sialerkolben nur wenig über den normalen Schließhub hinausbewegt hat.
Insbesondere spielen bei dieser Konstruktion Einbautoleranzen nur eine sehr untergeordnete
Rolle, da die von der Toleranz abhängige Kompression des Ringkörpers wegen der mechanisch
zwangsweisen Belastung nur wenig Einfluß hat. Da innerer und äußerer Ringbereich
durch die Druckringauflagefläche getrennt sind, ist es ausgeschlossen, daß der normale
Betrieb des Steuerventils zu einer ungewollten Beeinflussung des Rückflußventils
führt. Völlig ausschließen läßt sich ein das Öffnen des
Rückflußventils
beeinträchtigendes Kippen des Ringkörpers, wenn dieser auf der dem radial innen
angeordneten Ventilsitz gegenüberliegenden Stirnseite radial außen vom Gehäuse abgestützt
wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Druckring von der Stützplatte
getrennt in einer Lage nahe der Stirnfläche des Ringkörpers angeordnet und hat eine
solche axiale Länge, daß in der Ruhestellung sein Abstand von der Stützplatte etwas
größer ist als der Abstand des Verschlußstücks vom Ventilsitz. Der Druckring ist
daher nur um ein geringes Spiel beweglich. Er wird im richtigen Zeitpunkt von der
Stützplatte mitgenommen.
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Hierbei ist es empfehlenswert, wenn der äußere Ringbereich durch einen
Wulst gebildet ist und der Druckring den Innenflansch mit einem bis nahe an den
Wulst reichenden Außenflansch untergreift.
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Durch den Wulst ergibt sich eine definierte, verhältnismäßig kleine
Dichtfläche für das Rückflußventil, die radial so weit außen liegt, daß sie vom
normalen Betrieb des Steuerventils völlig unbeeinflußt bleibt. Mit Hilfe des Außenflansches
am Druckring wird die mechanische Druckkraft aber bis in die unmittelbare Nähe dieses
Wulstes übertragen, so daß das RückflutS-ventil mit Sicherheit öffnet. Außerdem
wird mit Hilfe des Aussenflansches der Druckring in seiner Lage gehalten.
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Günstig ist es auch, wenn der Druckring an seinem der Stützplatte
zugewandten Ende nach innen gerichtete Anschläge trägt und das Verschluß stück an
der einen Seite eines Bundes des Steuerkolbens ausgebildet ist, dessen andere Seite
kurz vor Erreichen der Ruhestellung mit den Anschlägen zusammenwirkt. Diese Anschläge
definieren die Ruhelage des Steuerkolbens, so daß keine Anschläge an anderer Stelle
vorgesehen werden müssen.
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Wenn der Ringkörper ein elastischer Profilring ist, der zwischen der
Stirnseite des Gehäuses und dem Innenflansch des Ringkorpers
eingespannt
ist, empfiehlt es sich, daß der Profilring eine die Projektion des äußeren Ringbereichs
der Stirnfläche übergreifende, vom Außenumfang ausgehende Ringnut aufweist. Durch
diese Formung erhält der Dichtbereich des Rückflußventils eine erhöhte Nachgiebigkeit,
so daß unter dem mechanischen Druckeinfluß des Druckringes in diesem Bereich das
Rückflußventil leicht öffnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten,
bevorzugten Ausführungsbeispiels' näher erläutert.
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Die einzige Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes
Drucksteuerventil.
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Das Drucksteuerventil 1 ist als Baueinheit in den Innenraum 2 eines
Teiles 3 einer Fahrzeugbremsantge eingebaut. Als Gehäuse des Ventils dient eine
Verschraubung 4, die als Eingang eine Gewindebohrung 5 aufweist, in die eine Eingangsleitung,
die in der Regel vom Hauptzylinder abgeht, eingeschraubt werden kann.
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Dieses Teil 3 besitzt ferner einen Ausgang 6, der zu einer Arbeitsbohrung
7 führt. Der Eingang 5 ist über eine Bohrung .8 mit einem Raum 9 verbunden, der
zwischen dem Gehäuse 4 und einem damit fest verbundenen Rohrkörper 10 geb ildet
wird. Ein weiterer Kanal 11 verbindet eine Gehäusebohrung 12 über das Gewinde 13
mit der Atmosphäre. In der Gehäusebohrung ist ein Steuerkolben 14 unter Abdichtung
durch eine Ringdichtung 15 geführt. Am freien Ende trägt der Steuerkolben 14 eine
Stützplatte 16, auf der sich eine außerhalb des Rohrkörpers 10 angeordnete Ventilfeder
17 abstützt, deren anderes Ende am Gehäuse X anliegt. Der Steuerkolben trägt ferner
einen Bund 18, dessen eine Stirnfläche das Versci!ußstück 19 des Steuerventils bildet.
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Dieses wirkt mit einem Ventilsitz 20 zusammen, der durch einen inneren
Ringbereich der Stirnfläche eines elastisch nachgebenden Ringkörpers 21 in der Form
eines elastischen Profilrings gebildet wird. Der so geschaffene Ventilbereich steht
mit dem Eingang 5 und dem Raum 9 über Radialkanäle 22 und innere axiale
Arbeitskanäle
23 in Verbindung, wie es durch die Pfeile S angedeutet ist. Der Ringkörper 21 ist
zwischen die Stirnfläche 24 und einen Innenflansch 25 des Rohrkörpers 10 eingespannt.
Ein Wulst 26 in einem äußeren Ringbereich bildet zusammen mit diesem Innenflansch
25 ein Rückflußventil 27.An der Außenseite des Ringkörpers 21 ergibt sich ein RUckflu"kanal
28, der zum Eingang 5 führt.
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Ein Druckring 29 greift mit einem Außenflansch 30 zwischen den Innenflansch
25-und den Ringkörper 21. Der Innenflansch 25 besitzt am Innen-umfang Einschnitte
31. Am anderen Ende des Druckringes 29 sind nach innen gerichtete Anschläge 32 vorgesehen.
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Der Abstand a zwischen dem Druckring 29 und der derßStützplatte 16
ist geringfügig größer als der Abstand/zwischen dem Verschlußstück 19 und dem Ventilsitz
20 in der Ruhestellung. Die Ruhestellung ist dadurch definiert, daß sich der Bund
18 unter dem Einfluß der Feder 17 gegen die Anschläge 32 des Druckringes 29 legt
und dieser mit seinem Außenflansch 30 am Innenflansch 25 anliegt. Der Ringkörper
21 weist eine die Projektion des Wulstes 26 übergreifende, vom Außenumfang ausgehende
Ringnut 33 auf. Diese gibt dem Außenteil des Ringkörpers eine erhöhte Beweglichkeit.
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Wenn im Betrieb Druckflüssigkeit über den Eingang 5 zugeführt wird,
gelangt diese-ungehindert über das Ventil zum Ausgang 6.
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Wenn der Eingangsdruck ansteigt und dabei ein vorgegebener Druck überschritten
wird, schließt das Ventil gegen die Kraft der Feder 17, indem sich das Verschlußstück
19 gegen den Ventilsitz 20 legt. Alsdann wirkt der Eingangsdruck lediglich innerhalb
eines schmalen Ringstreifens innerhalb des Ventilsitzes 20, während der Ausgangsdruck
über die gesamte Fläche des Steuerkolbens 14 zuzüglich des Bundes 18 wirksam ist.
Bei weiterer eingangsseitiger Drucksteigerung erfolgt eine verminderte Druckerhöhung
am Ausgang 6, wobei die Minderung dem F1tiehebnverhfi~ltrlis ds Steurkolbens 14
entspricht. Wenn der Eingangsdruck unter dz Ausgangsdruck sinkt, bewegt sich der
Steuerkolben 14 einschließlich
der Stützplatte 16 noch weiter nach
links, wobei die Stützplatte 16 mit dem Druckring 29 in Kontakt kommt, so daß auf
den Rinkörper 21 nicht nur der Bund 18, sondern auch der Druckring 29 drückt. Insbesondere
wirkt der Außenflansch 30 in unmittelbarer Nähe des Wulstes 26. Da der zugehörige
Teil des Ringkörpers 21 wegen der Ringnut 33 eine erhöhte Verformbarkeit hat, wird
das Rückflußventil 27 mit Sicherheit geöffnet. Wenn der Ausgangsdruck abgebaut ist,
kehrt der Steuerkolben 14 unter dem Einfluß der Feder 17 in die veranschaulichte
Ruhelage zurück.
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Der Ringkörper 21 braucht keinen Wulst 26 zu besitzen, sondern kann
mit dem äußeren Ringbereich einer flachen Stirnfläche am Innenflansch 25 anliegen.
Der Druckring 29 braucht keinen Aussenflansch 30 zu besitzen. In manchen Fällen
genügt es, ihn mit einer zylindrischen Stirnfläche auf den Ringkörper 21 wirken
zu lassen. Er kann auch mit einzelnen Beinen durch die Aussparung 31 geführt sein.