DE3327802A1

DE3327802A1 - Ventilanordnung zur steuerung eines ausgangsdrucks in anhaengigkeit von einem eingangsdruck

Info

Publication number: DE3327802A1
Application number: DE19833327802
Authority: DE
Inventors: Juan 6083 Walldorf Belart
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1983-08-02
Publication date: 1985-02-21
Also published as: FR2550358B1; GB2144503B; JPS6053457A; GB8416987D0; FR2550358A1; IT8421995A0; SE8403922L; GB2144503A; SE8403922D0; IT1176449B

Description

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Ventilanordnung zur Steuerung eines Ausgangsdrucks in Abhängigkeit von einem Eingangsdruck

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilanordnung zur Steuerung eines Ausgangsdrucks in Abhängigkeit von einem Eingangsdruck mit einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer, bei der zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer ein druckabhängig schaltbarer Ventildurchgang angeordnet ist, wobei der Ventildurchgang zwischen zwei vorgebbaren Druckwerten in der Einlaßkammer eine Schließstellung einnimmt.

Eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen ist aus der DE-OS 30 40 282.5 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung ist in einer Bohrung eines Ventilgehäuses ein Kolben geführt, der durch eine Steuerkraft in Richtung des Auslaßraumes vorgespannt ist. Die Gehäusebohrung verfügt über einen Absatz, der einen Ventilsitz darstellt und mit einem am Kolben angeformten Schließkörper einen ersten Ventildurchgang bildet. Der Ventildurchgang stellt infolge der auf den Kolben einwirkenden Steuerkraft normalerweise eine hydraulische Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer des Ventils her. Erreicht der Druck in der Einlaßkammer ein vorgebbares Niveau, so wird der Kolben gegen die Steuerkraft in Axialrichtung verschoben, bis der am Kolben angeformte Schließkörper am Ventilsitz des Gehäuses zur Anlage kommt, so daß eine hydraulische Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer unterbrochen ist.

Im Kolben der Ventilanordnung ist ein zweiter Ventil-

durchgang zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkanuner angeordnet, die bei einem zweiten in der Einlaßkammer vorherrschenden Druck geöffnet wird. Ist dieser zweite Druckwert in der Einlakammer der Ventilanordnung erreicht, so steigt der Druck in der Auslaßkammer proportional zum Druck in der Einlaßkammer an.

Bei der beschriebenen Ventilanordnung wird daher erreicht, daß ein ein der Einlaßkammer zugeleiteter hydraulischer Druck zunächst ungehindert in die Auslaßkammer der Ventilanordnung gelangt. Ist ein bestimmtes Druckniveau in der Einlaßkammer erreicht, so gelangt der Ventildurchgang zwischen dem am Kolben angeformten Schließkörper und dem am Gehäuse angeformten Ventilsitz in eine Schließstellung, die solange beibehalten wird, bis der Druck in der Einlaßkammer der Ventilanordnung unter diesen Schließdruck abfällt. Der im Kolben angeordnete Ventildurchgang hat einen höheren Öffnungsdruck, so daß der Druck in der Auslaßkammer bis zum Erreichen dieses Öffnungsdrucks konstant bleibt, um dann wiederum mit dem Druck in der Einlaßkammer anzusteigen.

Bei der beschriebenen Ventilanordnung ist insgesamt der relativ aufwendige Aufbau als weniger vorteilhaft anzusehen. Der komplizierte Aufbau ergibt sich in erster Linie dadurch, daß zwei Ventildurchgänge vorzusehen sind, wobei jeder Ventildurchgang durch eine Druckfeder belastet ist, die sehr genau eingestellt werden muß. Desweiteren sind bei beiden Ventilsitzen relativ enge Fertigungstoleranzen einzuhalten, wodurch entsprechende Fertigungskosten entstehen.

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Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine Ventilanordnung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß sich der Fertigungsaufwand erheblich verringert.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelost, daß in einer Bohrung des Ventilgehäuses ein am Außenumfang gedichteter, gegen eine erste Druckfeder verschiebbarer Ringkolben mit einem angeformten Ventilsitz geführt ist und daß mit dem Ventilsitz ein gegen eine Steuerkraft verschiebbarer Schließkörper zusammenwirkt, dessen Maximalhub geringer als der mögliche Hub des Ringkolbens ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Ventilanord-= nung ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß nur ein Ventildurchgang erforderlich ist, der zwei Ventilfunktionen übernimmt. In der Ruhestellung der Ventilanordnung ist der Schließkörper vom Ventilsitz des Ringkolbens abgehoben, so daß eine freie hydraulische Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer besteht. Bei einem relativ geringen Druckniveau in der Einlaßkammer der Ventilanordnung kommt der Schließkörper am Ventilsitz des Ringkolbens zur Anlage, so daß diese hydraulische Verbindung unterbrochen ist. Eine weitere Drucksteigerung in der Auslaßkammer der Ventilanordnung setzt voraus, daß der Ringkolben durch den Druck in der Einlaßkammer gegen die Kraft einer relativ starken Druckfeder verschoben wird. Bei einer Verschiebung des Ringkolbens gegen die Druckfeder wird der Schließkörper zunächst mit verschoben, wobei jedoch die Axialverschiebung des Schließkörpers begrenzt ist, so daß der Ventildurchgang zwischen dem Ringkolben und dem Schließkörper

wiederum öffnet, so daß ein Durchgang zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer freigegeben ist. Von diesem Betriebszustand an ist der Druckanstieg in der Auslaßkammer wiederum proportional zum Eingangsdruck der Ventilanordnung. Bei der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist somit ausschließlich ein Ventildurchgang erforderlich, wodurch die Fertigungskosten unmittelbar gesenkt werden. Es kann ferner vorgesehen sein, daß die Kraft der ersten Druckfeder durch einen im Gehäuse verstellbaren Anschlag einstellbar ist.

In vorteilhafter Weise ist der Ringkolbon derart ausgestaltet, daß das der Einlaßkammer zugewandte Ende der Axialbohrung des Ringkolbens als Ventilsitz ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang ist es konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfach, die Axialbohrung zentrisch im Ringkolben anzuordnen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Anmeldungsgegenstandes sieht vor, daß am Schließkörper ein die Axialbohrung durchragender Kolben angeformt ist, der gegen eine Steuerkraft verschiebbar ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung wird zunächst ausschließlich der am Schließkörper angeformte Kolben vom Druck in der Einlaßkammer beaufschlagt, so daß der Schließkörper schließlich gegen die am Kolben angreifende Steuerkraft in Schließrichtung des Ventildurchgangs verschoben wird. Nunmehr ist die gesamte Fläche des Ringkolbens wirksam, wobei der Ringkolben jedoch durch eine relativ große Steuerkraft in Anlage an einem gehäusefesten Anschlag gehalten ist. Es ist ferner vorgesehen, daß der am Schließkörper angeformte Kolben gedichtet in eine Zylinderbohrung des Gehäu-

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ses ragt und in Öffnungsrichtung des Ventildurchgangs durch eine zweite Druckfeder belastet ist. In einer möglichen Ausgestaltung der Ventilanordnung ist vorgesehen, daß in dem die zweite Druckfeder aufnehmenden Raum atmosphärischer Druck hergestellt ist. Alternativ kann jedoch der die zweite Druckfeder aufnehmende Raum mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt werden, wodurch sich die mit der Ventilanordnung erzielbare Druckkennlinie unmittelbar beeinflussen ließe. Zur Beeinflussung der Kennlinie könnte ferner vorgesehen sein, daß die Kraft der zweiten Druckfeder einstellbar ist.

In bestimmten Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn das Ventilgehäuse als Einschraubpatrone ausgebildet ist» Dabei ist das Ventilgehäuse vorzugsweise aus zwei miteinander verschraubbaren Gehäuseteilen gefertigt, wobei die Bewegung des Schließkörpers bzw. des Kolbens durch Gehäuseanschläge der beiden Gehäuseteile begrenzt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Schnittbildes näher erläutert.

In der Zeichnung ist mit 1 ein Ventilgehäuse bezeichnet, das aus zwei Gehäuseteilen 2, 3, die miteinander verschraubbar sind, zusammengesetzt ist. Das Ventilgehäuse 1 verfügt über einen Gehäuseanschluß 4, dem ein Eingangsdruck P„ zugeführt ist. Ferner verfügt das Ventilgehäuse 1 über einen Gehäuseanschluß 5, an dem ein Ausgangsdruck P_A zur Verfügung steht.

Im Gehäuseteil 3 des Ventilgehäuses 1 ist eine Zylinderbohrung 6 vorgesehen, in der ein Ringkolben 7 gleitbar angeordnet ist. Die Außenmantelfläche des Ringkolbens 7 trägt eine Ringdichtung 8.

In der aus der Darstellung ersichtlichen Ruhestellung der Ventilanordnug ist der Ringkolben 7 durch einen am Gehäuseteil 2 angeformten Gehäuseanschlag 9 und eine Druckfeder 10 in einer definierten Ruheposition gehalten.

Im Ringkolben 7 ist eine zentrische Axialbohrung 11 vorgesehen, deren eine Einlaßkammer 12 zugewandte Mündung als Ventilsitz 13 ausgebildet ist. In der Einlaßkammer 12 der Ventilanordnung ist ein Schließkörper 14 angeordnet, an dem ein die Kolbenbohrung 11 durchragender Fortsatz 15 angeformt ist, der in einen Kolben 16 übergeht, der seinerseits gegen die Kraft einer Druckfeder 17 in einer koaxial zur Zylinderbohrung 6 angeordneten Bohrung 18 gedichtet geführt ist. Der die Druckfeder 17 aufnehmende Raum ist mit atmosphärischem Druck beaufschlagt. Der die Druckfeder 10 aufnehmende Raum 19 bildet die Auslaßkammer der Ventilanordnung, die über einen Gehäusekanal 20 eine Verbindung zum Gehäuseanschluß 5 hat.

Nachfolgend ist die Wirkungsweise der beschriebenen Ventilanordnung näher erläutert, wobei davon ausgegangen wird, daß an den Gehäuseanschlüssen 4, 5 atmosphärischer Druck herrscht. Eine Drucksteigerung am Gehäuseanschluß 4 hat zur Folge, daß sich die Druckerhöhung über die Einlaßkammer 12 und den Ringspalt zwischen der Bohrung 11 des Kolbens 7 und dem Fortsatz 15 zur Einlaßkammer

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bzw. zum Gehäuseanschluß 5 fortpflanzt. Der in der Einlaßkammer 12 bzw. in der Auslaßkammer 19 vorherrschende Druck beaufschlagt den Kolben 16 und ist nach Überschreiten eines gewissen Wertes in der Lage, den Kolben 16 gegen die Druckfeder 17 in der Bohrung 18 zu verschieben, bis der mit dem Kolben 16 über den Fortsatz 15 starr verbundene Schließkörper 14 am Ventilsitz 13 zur Anlage kommt. Die Druckfeder 17 ist relativ schwach dimensioniert, so daß eine Anlage des Schließkörpers 14 am Ventilsitz 13 des Ringkolbens 7 bei einem relativ geringen Druck in der Einlaßkammer 12 der Ventilanordnung erfolgt.

Bei einer weiteren Drucksteigerung in der Einlaßkammer 12 der Ventilanordnung verbleibt der Ringkolben 7 zunächst infolge der Kraftwirkung der Druckfeder 10 in seiner aus der Darstellung ersichtlichen Position, bis der Druck in der Einlaßkammer 12 soweit angestiegen ist, den Ringkolben 7 mit dem auf dem Ventilsitz 13 aufliegenden Schließkörper 14 gegen die Kraft der relativ starken Druckfeder in der Darstellung nach unten zu verschieben. Nach einem konstruktiv vorgegebenen Verschiebeweg kommt ein Fortsatz 21 des Kolbens 16 am Gehäuseteil 3 des Ventilgehäuses zur Anlage, so daß der Schließkörper 14 auch bei einer weiteren Drucksteigerung in der Einlaßkammer 12 seine Axiallage beibehält. Dies hat zur Folge, daß der Ringkolben 7 eine Relativverschiebung gegenüber dem Schließkörper 14 ausführt, wodurch der Ventildurchgang 13, 14 geöffnet wird. Dadurch setzt eine Druckerhöhung in der Auslaßkammer 19 der Ventilanordnung ein. Die den Ringkolben 7 beaufschlagende Druckfeder 10 ist nun in der Lage, den Ringkolben 7 in

der Darstellung nach oben zu verschieben, bis der Ventildurchgang 13, 14 wiederum geschlossen ist. Bei einer weiteren Druckerhöhung am Gehäuseanschluß 4 wiederholt sich die Öffnungs- und Schließbewegung des Ventildurchgangs 14, 13 in schneller Folge, wobei der hydraulische Druck in der Auslaßkammer 19 bzw. am Gehäuseanschluß 5 bei einer geeigneten Auslegung der Ventilanordnung proportional zum Druck in der Einlaßkammer ansteigt.

Wird der Eingangsdruck P_, am Gehäuseanschluß 4 bzw. in

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der Einlaßkammer 12 der Ventilanordnung abgesenkt, so wird der Schließkörper 14 durch die Kraftwirkung der Druckfeder 17 in eine Stellung bewegt, in der der Ventildurchgang 13, 14 geöffnet ist, so daß sich der Druck in der Auslaßkammer 19 bzw. am Gehäuseanschluß 5 abbauen kann.

Die beschriebene Ventilanordnung kann beispielsweise in solchen Bremsanlagen Verwendung finden, in denen an der Vorderachse eines Kraftfahrzeuges Scheibenbremsen und an der Hinterachse Trommelbremsen angeordnet sind. Bei einer derartigen Auslegung dient die beschriebene Ventilanordnung dazu, den Druck an den Scheibenbremsen des Kraftfahrzeuges zurückzuhalten, bis der Ansprechdruck der Trommelbremsen erreicht ist. Andererseits sind Kraftfahrzeuge mit einer diagonalen Bremskreisaufteilung bekannt, bei denen eine Bremsdiagonale durch einen statischen Druck eines Hauptbremszylinders versorgt wird, während die andere Bremsdiagonale unmittelbar aus dem Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers gespeist wird. Bei derartigen Bremsanlagen besteht das Problem, daß die statisch versorgte Bremsdiagonale druckverzögert

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-limit Bremsdruck gespeist wird, da im Druckraum des hydraulischen Kraftverstärkers ein gewisses Druckniveau eingestellt werden muß, bevor sich der Verstärkerkolben mit den nachgeschalteten Hauptzylinderkolben in Bewegung setzt. Bei einer derartigen Bremsanlage dient die beschriebene Ventilanordnung also dazu, den dem dynamischen Bremskreis zugeführten Druck solange zurückzuhalten, bis ein entsprechender Druckaufbau im Hauptzylinder bzw. in der statischen Bremsdiagonalen einsetzt.

- Leerseite -

Claims

ALFRED TEVES GMBH 13. Juli 1983

Frankfurt am Main . ZL/Je/di

J. Beiart - 189

Patentansprüche

Ventilanordnung zur Steuerung eines Ausgangsdrucks in Abhängigkeit von einem Eingangsdruck mit einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer, bei der zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer ein druckabhängig schaltbarer Ventildurchgang angeordnet ist, wobei der Ventildurchgang zwischen zwei vorgebbaren Druckwerten in der Einlaßkammer eine Schließstellung einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Zylinderbohrung (6) des Ventilgehäuses (1) ein am Außenumfang gedichteter, gegen eine erste Druckfeder (10) verschiebbarer Ringkolben (7) mit einem angeformten Ventilsitz (13) geführt ist und daß mit dem Ventilsitz (13) ein gegen eine Steuerkraft verschiebbarer Schließkörper (14) zusammenwirkt, dessen Maximalhub geringer als der mögliche Hub des Ringkolbens (7) ist.
2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Einlaßkammer (12) zugewandte Ende der Axialbö'hrung (11) des Ringkolbens (7) als Ventilsitz (13) ausgebildet ist.
3. Ventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrung (11) zentrisch im Ringkolben (7) angeordnet ist.
4. Ventilanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Schließkörper ein die Axialbohrung (11) durchragender Kolben (16) angeformt ist, der gegen eine Steuerkraft verschiebbar ist.
5. Ventilanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (16) gedichtet in eine Bohrung (18) des Gehäuses (1) ragt und in Öffnungsrichtung des Ventildurchgangs (13), (14) durch eine Druckfeder (17) belastet ist.
6. Ventilanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die zweite Druckfeder (17) aufnehmenden Raum atmosphärischer Druck hergestellt ist.
7. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (1) als Einschraubpatrone ausgebildet ist.
8. Ventilanordnung nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch g ekennzeichn e t , daß das Ventilgehäuse (1) aus zwei miteinander verschraubbaren Gehäuseteilen (2,3) besteht.
9. Ventilanordnung nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegung des Schließkörpers (14) bzw. des Kolbens (16) durch Gehäuseanschläge begrenzt ist.