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Titel: Vordruckventil für hydraulische Fahrzeug-
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bremsanlagen
B e s c h r e i b u n g Vordruckventil
für hydraulische Fahrzeugbremsanlagen Die Erfindung betrifft Vordruckventile für
hydraulische Fahrzeugbremsanlagen, die, wenn eine Bremse betätigt werden soll, aus
einem Druckraum eines hydraulischen Hauptzylinders Strömung durch eine Rohrleitung
zu einer-Betätigungsvorrichtung der Bremse ermöglichen und bei gelöster Bremse in
der Rohrleitung einen vorbestimmten Restüberdruck zurückhalten und einen ersten
Ventilkörper, der von einer ersten Feder normalerweise in Anlage an einem ersten
Ventilsitz an einem Gehäuse vorgespannt wird und von ihm abhebL.tr ist, um beim
Betätigen der Bremse Strömung aus dem Drtlekraum zur Betätigungsvorrichtung zu ermöglichen,
und einen zwciten Ventilkörper aufweisen, der von einer beträchtlich schwächeren
zweiten Feder, die in zur ersten Feder entgegengesetzter Richtung wirkt, normalerweise
in Anlage an einem zweiten Ventil sitz am ersten Ventilkörper vorgespannt wird,
wobei nach dem Lösen der Bremse der erste Ventilkörper durch Bremsflüssigkeit in
der Rohrleitung vom ersten Ventilsitz abgehoben wird, bis der Druck in der Rohrleitung
auf den genannten Restüberdruck abgesunken ist, der durch die Last in der
ersten
Feder bestimmt wird, die dann den ersten Ventilkörper wieder mit dem ersten Ventilsitz
in Eingriff bringt.
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l t üblich, eine Bremsanlage nach dem als Unterdruckentlüftung bekannten
Verfahren zu entlüften, bei dem die geuamte Anlage zuerst luftleer gemacht und danach
mit Bremsflüssigkeit gefüllt wird. Es bereitet jedoch Schwierigkeiten, dieses Verfahren
zum Entlüften von Bremsanlagen anzuwenden, die Vordruckventile der vorstehend beschriebenen
Art aufweisen, da solche Ventile wegen des Druckunterschiedes nicht geöffnet werden
können, der an den Ventilkörpern wirksam ist, wenn der erste Ventilkörper von der
Kraft in der ersten Feder in Anlage am ersten Ventilsitz gehalten wird.
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Erfindungsge.mäß ist bei einem Vordruckventil der ingangs beschriebenen
Gattung ein auf Druck ansprechendes Hilfsmittel vorgesehen, das auf einen Unterdruck
anspricht, um das Ventil bei Beginn einer Unterdruckentlüftung automatisch zu öffnen,
wonach Luft unbehindert abgeführt werden kann.
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Das auf Druck ansprechende Hilfsmittel bildet eine bewegliche Fläche,
die bei Einwirkung des Unterdruckes eine Überschußkraft erzeugt, die größer ist
als die Kraft der ersten Feder.
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Das auf Druck ansprechende Hilfsmittel kann ein Differentialkolben
sein, der in einer Stufenbohrung im Gehäuse arbeitet, an seinem äußeren Ende von
größerer Fläche den ersten Ventilsitz aufweist und in Verbindung mit einem in bezug
auf ihn feststehenden Finger eine Bewegung des zweiten Ventilkörpers zusammen mit
dem ersten Ventilkörper begrenzt, wenn er durch auf sein äußeres Ende einwirkenden
Unterdruck aus der Stufenbohrung zurückgezogen wird und dabei der erste Ventilkörper
mit ihm zusammen relativ vom Gehäuse weg bewegt wird.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann das auf Druck ansprechende
Hilfsmittel von einem Bauteil gebildet sein, das auf den Unterdruck anspricht, um
einen Finger, auf den das Bauteil einwirkt, in eine Richtung zu bewegen, in welcher
der zweite Ventilkörper vom zweiten Ventil sitz abgehoben wird.
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Das Bauteil kann ein Kolben von beträchtlichem Durchmesser oder eine
flexible Membrane sein.
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In beiden Fällen ist die Fläche des Bauteils, die seiner Unterdruck
aussetzbaren Seite entgegengesetzt ist, unter atmosphärischem Druck stehender Luft
ausgesetzt, welche in einer dichtverschlossenen Kammer eingeschlossen sein kann.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch
ein Vordruckventil, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein anderes Vordruckventil und
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein dem in Fig. 2 dargestellten ähnliches, jedoch
ihm gegenüber abgewandeltes Vordruckventi.
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Das in Fig. 1 dargestellte VordruCkventil haL tA.tt Gehäuse 1 mit
einer an den Enden offenen längsgerichteten Bohrung 2, die an einem Ende einen Anschluß
3 für eine Rohrleitung, die zu einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung für eine
Innenbacken-Trommelbremse führt, und am entgegengesetzten Ende einen mit einem Außengewinde
versehenen Ansatz 4 aufweist, der mit einem Hauptzylinder verbindbar ist.
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An dem in den Ansatz 4 mündenden Ende ist die Bohrung 2 zu einem Bohrungsabschnitt
5 erweitert, der seinerseits eine Bohrungserweiterung in Form eines Bohrungsabschnitts
6-hat.
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Die Bohrungsabschnitte 5 und 6 bilden zusammen eine Stufenbohrung,
in der als auf Druck ansprechendes Hilfsmittel ein hohler Differentialkolben 7 arbeitet.
Jeder Abschnitt des Differentialkolbens 7 trägt ein Dichtglied 5a bzw. 6a, das a)s
Berührungsdichtung gegen den zugehörigen Bohrungsabschnitt 5 zw. 6 abdichtet. Der
zwischen den Dichtgliedern 5a und 6a gelegene Bereich kann mit der Atmosphäre in
Verbindung stehen, um eine ungehinderte Bewegung des Differentialkolbens 7 in der
Bohrung 2 zu ermöglichten.
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An seinem äußeren Ende von größerer Fläche weist der Differentialkolben
7 einen ersten Ventilsitz 8 auf, an den ein erster Ventilkörper 9 von einer beim
gezeigten Beispiel als Druckfeder ausgebildeten Feder 10 anpreßbar ist, die zwischen
dem Ventilkörper 9 und einer Locharmatur in Gestalt einer rohrförmigen Kappe 11
eingespannt ist. Der Rand der Kappe 11 umschließt eine radiale Nut im Ansatz 4 und
ist so nach innen Econ, daß er in diese Nut eingreift, um die Kappe 11 am Gehäuse
1, .3n das sie angeschweißt ist, zu zentrieren.
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In der Bohrung des Differentialkolbens 7 ist ein zweiter Ventilkörper
12 in Gestalt einer Kugel angeordnet. Der Ventilkörper 12 ist an einen zweiten Ventilsitz
13 anlegbar, der eine den ersten Ventilkörper 9 durchsetzende zentrale Öffnung 14
umgibt. Der Ventilkörper 12 wird in der Bohrung 2 von einer Druckfeder 15 in mittiger
Lage gehalten, die auf die Kugel über ein Druckstück 16 wirkt. Die Druckfeder 15
ist beträchtlich schwächer als die Feder 10.
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Von der als Rückstellfeder wirkenden Feder 10 wird gegen das ffi ochte
Fnde der Kappe 11 eine Platte 18 vorgespannt, von der ein Finger 17 aufragt und
durch die Öffnung 14 hindurch dicht an den Ventilkörper 12 heranragt, wenn dieser
an Ventilsitz 13 anliegt.
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Der Differentialkolben 7 ist ein auf Druck ansprechendes Bauteil,
welches das in die Rohrleitung zwischen dem Hauptzylinder und der Bremse eingebaute
Vordruckventil bei Beginn einer Unterdruckentlüftung automatisch zu öffnen vermag.
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Bei Beginn der Unterdruckentlüftung wirkt der Unterdruck auf eine
Fläche, die größer ist als die des VentilkörpersS, nämlich auf die größere Fläche
des benachbarten Endes des Differentialkolbens 7, und diese Überschußkraft reicht
aus, um die Last in der Feder 10 zu überwinden, wodurch der Differentialkolben 7
aus der Bohrung 2 zurückgezogen wird und' dabei die Ventilkörper 9 und 12 mitnimmt.
Nach einer kleinen anfänglichen Bewegung wird eine nachfolgende Bewegung des Ventilkörpers
12 durch den Finger 17 gestoppt, der Ventilkörper 9 bewegt sich jedoch in derselben
Richtung und in bezug auf den Ventilkörper 12 weiter, um das Ventil zu öffnen, wonach
die Unterdruckentluftung durch das dann geöf fne t.c Ventil hindurch stattfinden
kann. Bei Beendigung der Untcrdruckentlüftung und bei mit Bremsflüssigkeit gefüllter
Anlage ist der auf den Differentialkolben 7 wirkende Unterdruck aufgehoben worden.
Dies ermöglicht es, daß die Bauteile unter der Wirkung der Kraft der Feder 10 in
die gezeichneten Stellungen automatisch zurückgestellt werden.
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Wenn die Bremse nachfolgend betätigt wird, wird unter Druck stehende
Bremsflüssigkeit aus dem Druckraum zur Bremse geleitet, wobei es den zweiten Ventilkörper
12 gegen die Last in der Druckfeder 15 vom Ventilsitz 13 abhebt. Die Druckfeder
15 setzt dieser Öffnungsbewegung nur einen sehr geringen Widerstand entgegen. Beim
Lösen der Bremse bewegt osich der Ventilkörper 9 vom Ventil sitz 8 weg, um das Absinken
des der Bremse zugeführten Druckes auf einen Restwert zu erniir)!-lichen, der von
der Last in der dieser Bewegung entgegenwirkenden Feder 10 bestimmt wird.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten tordruckventil: ist der Differentialkolben
7 weggelassen und der Ventilkörper 9 ist an einen Ventilsitz 20 anlegbar, der das
zugehörige Ende -der Bohrung 2 umgibt. Der Finger 17 ist von einem Kolben 21 getragen,
der als auf Druck ansprechendes Bauteil vorgesehen und von beträchtlich größerem
Durchmesser ist als der Ventilkörper 9.
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er Kolben 21 arbeitet in einer Bohrung 22, die in einem ungelochten
Abschnitt des äußeren Endes der Kappe 11 ausgebildet ist, deren übrige Wand Öffnungen
23 aufweist. Die nach oben gerichtete Bewegung des Kolbens 21 wird von einem radial'en
Anschlagglied 24 begrenzt, das auch eine Abstützung für das äußere Ende der Feder
10 bildet. An der'dem Finger 17 entgegengesetzten Seite des Kolbens 21 ist in einer
dichtverschlossenen Kammer 25 unter atmosphärischem Druck stehende Luft eingeschlossen.
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Der Kolben 21 ist normalerweise an beiden Seiten unter atmo-;6)h.iriscllenl
Druck stehender Luft ausgesel.zt. Wenn jedoch eine Unterdruckentluftung vorgenommen
werden soll und im Hohlraum der Kappe 11 Unterdruck herrscht, der auf die der Kammer
25 entgegengesetzte Fläche des Kolbens 21 wirkt, herrscht am Kolben 21 ein Druckunterschied,
der den Kolben 21 in der Bohrung 22 vorschiebt. Mit dieser Vorwärtsbewegung des
Kolbens 21 geht eine entsprechende Bewegung des Fingers 17 einher, der sich an die
Kugel bzw. an den Ventilkörper 12 anlegt und-ihn danach vom Ventilsitz 13 am ersten
Ventilkörper 9 abhebt, um das Ventil zu öffnen. Danach kann durch das dann geöffnete
Ventil hindurch die Unterdruckentlüftung stattfinden. Bei Beendigung der Unterdruckentlüftung
und bei zenit Bremsflüssigkeit gefüllter Anlage ist der Unterdruck aufgehoben worden,
und der Kolben 21 wird in die gezeichnet bestellung zurückgestellt, sobald ihm bei
der der UnterdruckentlüStung nachfolgenden ersten Bremsbetätigung Druck aus dem
Hauptzylinder zugeführt wird.
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Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform hat den Vorteil einer gegenüber
dem Ventil gemäß Fig. 1 kleineren Anzahl von Dichtgliedern. Der Differentialkolben
7 gemäß Fig. 1 trägt zwei Dichtglieder 5a und 6a, wogegen der Kolben 21 gemäß Fig.
2 nur mit einem Dichtglied versehen ist.
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Aufbau und Arbeitsweise des in Fig. 2 dargestellten Vordruckventils
sind im übrigen die gleichen wie bei dem Ventil gemäß Fig. 1; einander entsprechende
Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Vordruckventil ist der Kolben 21 als.auf
Druck ansprechendes Bauteil durch eine flexible Membrane 40 ersetzt, die auf einen
vergrößerten Kopf 41 des Fingers 17 wirkt. Die Membrane 40 stützt sich normalerweise
an einem gelochten, kuppelförmigen Auflagestück .42 ab, welches die zurückgezogene
Stellung für den Finger 17 festlegt und durch das hindurch die zugehörige Fläche
der Membrane 40 gegenüber der Atmosphäre stets freiliegt.
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Bei Beginn einer Unterdruckentlüftung wird an der innenliegenden Fläche
der Membrane 40 Unterdruck erzeugt, und c'tie Membrane 40 bewegt sich in der gleichen
Weise wie der Koll)cr 21 relativ nach innen und drängt dadurch den Finger 17 naclinnen,
um, wie in der rechten Zeichnungshälfte dargestellt, den Ventilkörper 12 von seinem
Ventilsitz 13 abzuheben. Die nach innen gerichtete Bewegung der Membrane 40 wird
durch eine kuppelförmige Platte 43 begrenzt, die auch eine Abstützung für die Feder
10 bildet. Die Unterdruckentlüftung kann dann in der im Zusammenhang mit Fig. 1
beschriebenen Weise stattfinden.
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Bei dem in Fig. 3 dargestellten Vordruckventil ist die Fläche des
Ventilsitzes 20 auf eine kreisringförrnisz,e Schneide reduziert.
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Aufbau und Arbeitsweise des in Fig. 3 dargestellten Vordruckventils
sind im übrigen die gleichen.wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2; einander
entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.