DE3341220A1 - Bremsdruck-modulationsventil - Google Patents

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft Bromsanlagen für Kraftfahrzeuge und insbesondere ein Bremsdruck-Modulationsventil zum Modulieren des Strömungsmitteldruckos an einem oder mehreren Brems-

§ zylindern bezüglich dos von einer Strömungsmitteldruckquel-Ie erzeugten Strömungsmitteldruckes-

Die erfindungsgeinäßo Vorrichtung verringert den Druck der hinteren Bremsen eines Kraftfahrzeugs im Hinblick auf die

2Q vorderen Bremsen in Boreichen höherer Druckboaufschlagung. Dies ist wünschenswert, da ein Teil des Gewichtes, das von den Hinterrädern des Fahrzeugs getragen wird, während rascher Verlangsamung auf die Vorderräder des Fahrzeugs verlagert wird. Die Gewichtsverlagerung hat zur Folge, daß die

^5 maximal mögliche Bremswirkung der Hinterräder verringert und die maximal mögliche Bremswirkung der Vorderräder erhöht wird. Deshalb ist es wünschenswert, daß während der hohen Verzögerungsgeschwindigkeiten den Vorderrädern ein höherer Strömungsmitteldruck als den Hinterrädern zugeführt wird. Da-

2Q durch wird ein frühzeitiges Blockieren der Hinterräder vermieden, das Fahrzeug unter Kontrolle gehalten und die Gesamtlänge des Bremsweges des Fahrzeuges vermindert»

Die vorderen und hinteren Bremszylinder eines Fahrzeugs sind gewöhnlich so ausgelegt, daß die vorderen und hinteren Bremsen mit Kräften ba-ufschlagt werden, die im gewünschten Verhältnis für schwaches Bremsen oder normales Anhalten stehen. Während äußerst rascher Verzögerung oder scharfer Bremsung ist das "eingebaute" Verhältnis jedoch nicht mehr zufriedenstellend, und das Verhältnis sollte für eine maximale Bremsleistung geändert worden. Jo größer die Verzögerungsgeschwindigkeit, desto größer sollte die Differenz zwischen dem Druck an den vorderen Bremsen und dem Druck an den hinteren Bremsen sein. Während ein bloßes Messen des aufgebrachten Bremsdruckes nicht ein ganz genauer Index für die Verzögerungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges ist, ist er doch eine geeignete Richtschnut, die brauchbar zur Be-

BAD

Stimmung des Punktes ist, bei dem der Druck der vorderen und hinteren Bremszylinder geändert werden sollte. Die Vorrichtung yemäß der vorliegenden Erfindung benutzt den aufgebrachten Bremsdruck zu diesem Zweck.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Modulationsventil mit axialer Durchströmung. Das Ventil besteht aus einem länglichen Gehäuse, in dem ein elastomeres Ventilteil und ein sich im Gehäuse axial beweglicher Kolben vorgesehen

^q ist; das Gehäuse und das Ventilteil bilden zusammen die Ventileinrichtung. Der Ventilkolben weist einen axialen Ströniungsmittelkanal auf, der sich vom Einlaßende des Ventils aus erstreckt und stromauf des elastomeren Ventilteils austritt. Das erfindungsgemäße Modulationsventil ist besonders zur In-line-Anordnung mit anderen Bremselementen geeignet; es ist besonders vorteilhaft bei einem direkten "Einschraub"-Einsatz am Auslaß eines Hauptbremszylinders.

Die Erfindung ist in den Ansprüchen gekennzeichnet und wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine bildliche Darstellung des Modulationsventils mit axialer Durchströmung;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 unter Darstellung der relative Lage

der Ventil elemente;

Fig. 3 eine bildliche Explosionsdarstellung verschiedener Ventil.elemente ;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht teilweise als Schnitt und teilweise als Aufriß des Ventilteils;

Fig. 5 eine teilweise Draufsicht des in Fig. 4 gezeigten Ventilteils;
Fig. 6 ' einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 in

Fig. 4;

Fig. 7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 in

Fig. 4.

ΛΠ1ΛΙΙΙ.Ι

Gemäß Fig. 1, 2 und 3 weist das Modulationsventil 10 einen Rumpf 5 auf, der einen axial vorstehenden, mit Außengewinde versehenen Einlaßstutzen 6 aufweist. Geyenüber dem Einlaß 6 ist in den Rumpf 5 em Auslaßstopfen 4 eingeschraubt.

Innerhalb des Rumpfes 5 befindet sich eine mittlere Bohrung 52, die mit der Stufenbohrung 53 in Verbindung steht, die wiederum mit der Einlaßbohrung 56 in Verbindung steht.

IQ Der Stopfen 4 weist einen axial vorstehenden zylindrischen Vorsprung 42 auf, dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der zentralen Bohrung 52 ist und der sich axial in die Bohrung hineinerstreckt. Der Innendurchmesser des zylindrischen Vorsprungs 42 ist ausreichend groß, um darin eine freie axiale Translationsbewegung des Kolbenkopfvorsprungs 22 zu erlauben. Ein als Bohrung ausgebildeter Schlitz 44 verläuft diametral durch den zylindrischen Vorsprung 42 und der Kolbenkopf-Anschlagsfläche 43 des Stopfens 4.

Ein Stufenkolben 25 ist im Rumpf 5 positioniert und verläuft durch die mittlere Kammer 52, die Stufenbohrung 53 und die Einlaßbohrung 56. Der Stufenkolben 25 ist gleitbar in der Bohrung 53 und dem Einlaßabschnitt 26 angeordnet, der axial durch den Einlaßstutzen 6 verläuft und gleitbar in der Einlaßbohrung 56 angeordnet ist. Übliche O-Ringe 18 und 19 bilden eine hydraulische Abdichtung zwischen dem Kolben 25 und dem Rumpf 5, wodurch ein Strömungsmittelstrom in die Kammer 14 verhindert wird, die über einen Kanal 51 zur Atmosphäre entlüftet wird. Der O-Ring 15 sitzt in einer V-förmigen Nut 54, wodurch verhindert wird, daß Schmutz und Fremdstoffe in die Kammer 14 dri.igen. Es können aber auch andere bekannte Filter verwendet werden,

Der Stufenkolben 25 hat einen Einlaßkanal 21, der sich von der Einlaßöffnung 20 aus axial durch den Kolben erstreckt und radial in die mittlere Bohrung 52 mündet- Eine Schrau-

BAO ORIGINAL

bandfeder 16, die den Kolben 25 umgibt, wird zwischen der Beilagscheibe 12 und dem Kolbenflansch 27 zusammengedrückt/ wodurch der Kolbenkopf 22 gegen die Anschlagsfläche 43 des Auslaßstopfens 4 vorgespannt wird. Ein Ventilteil 84 ist um den Kolben 25 in einer ringförmigen Kolbenausnehmung zwischen dem Flansch 27 und dem Kolbenkopf 22 angeordnet.

Fig. 4-7 zeigen Einzelheiten des Aufbaus des Ventilteils 84. Das Ventilteil 84 besitzt eine herabhängende Lippe 86, die im freien Zustand des Ventilteils 84 unter einem Winkel stromauf und radial nach außen geneigt ist. Wenn der Ventilteil· 84 in die Bohrung 52 eingesetzt wird, biegt sich die Lippe 86 dadurch radial nach innen, daß ihr Außenumfang mit der Bohrung 52 in Eingriff kommt. Dadurch wird ein stromabwärts gerichteter Stromungsmittelfluß von der Bohrung 52 um die Lippe 86 herum verhindert. Der Außenumfang des Ventilteils 84 stromab der Lippe 86 hat mehrere in Umfangsrichtung mit Abstand angeordnete, axial verlaufende Rippen 88, die im Querschnitt gesehen im wesentlichen halbzylindrische Form haben. Die? Rippen 88 berühren die Wand der Bohrung 52 stromab der Lippe 86. Der Kolbenflansch 27 liegt teilweise innerhalb der Lippe 86 und erfaßt mehrere beabstandete halbkugelförmige Vorsprünge 90, die stromauf des Ventilteils 84 vorstehen. Der Außendurchmesser des Kolbenflansches 27 xst kleiner als der Innendurchmesser der Lippe 86, wodurch Strömungsmittel durch die Abstände zwischen den Vorsprüngen 90 fließen kann. Der Durchmesser der Ausnehmung 23 des Kolbens 2b is kleiner als der Innendurchmesser der inneren Umfangsflache 92 des Ventilteils 84, so daß ein offener Strömungsmittelweg vom Raum zwischen den Vorsprüngen 90 zum Auslaßstopfen 4 besteht, wenn der Kolben 25 sich in der in Fig. 2 gezeigten Stellung befindet.

Die stromabwärtige Scm te des Ventilteils 84 weist mehrere in Umfang s richtung beabstandete Voryprünge 94 auf, die den zylindrischen Vorsprung 42 des Stopfens 4 erfassen und mit den.

Rippen 88 in Umfanysrichtuny ausgerichtet sind, wcxlurch dazwisehen] ic— gende Räume für einen stromauf gerichteten Strömunysmittelstrom vom Kanal 44, vorbei am Kolbenkopf 22 und nach außeji zwischen dem zylindrischen Abschnitt 4 2 und dem Ventiltoil 84 zu den Abständen zwischen den Rippen entstehen. Somit herrscht der Strömunysmitteldruck an der Auslaßöffnuny 45 auch am äußeren Umfany der Lippe 86, so daß - wenn der Druck an der Ausiaßöffnuny 45 nach Schließen des Ventils höher als der Strömungsmitteldruck an der Einlaßöffnung 20 ist - der Auslaßdruck die Lippe 86 radial nach innen drückt, wodurch ein Rückfluß des StrÖmunysmittels von der Auslaßöffnuny in die Kammer 52 ernöy]ieht wird. Das Ventilteil 84 besitzt einen abyerundeten Ventilsitz 96 am stromabwärtiyen Ende der inneren Umfanysflache 92. Der Sitz 96 erfaßt den Kolbenkopf 22 bei einer stromaufwärtigen Beweyung des Kolbens 26 yeyen die Feder 16. Bei dieser stromaufwärtiyen Beweyung wird das Ventilteil 84 durch Reibungseingriff zwischen der herabhängenden Lippe 86 und der mittleren Bohrung 52 in seiner Lage gehalten.

Somit fließt das Strömungsmittel über die Einlaßöffnuny und den Kanal 21 in die Bohruny 52. Von der Kammer 52 fließt Strömunysmittel zwischen den Vorsprünyen 90 des Ventilteils 8 4 radial nach innen und axial zwischen der inneren Umfangsflache 92 des Ventilteils 84 und der Ausnehmung 23 des Kolbens 25 und über den Kanal 41 hinein in die Auslaßöffnung 45. Strömungsmittel fließt zur Auslaßöffnung 4 5 auch entlang eines Weys radial nach außen zwischen den Vorsprünyen 9 4 und axial, zwischen dem zylindrisehen Abschnitt 4 2 des Stopfens 4 und durch die Bohruny des Kanals 41. Dieser Wey bleibt offen, bis der Strömungsmitteleinlaßdruck einen vorgegebenen Wert erreicht. Zu diesem Zeitpunkt legt sich der Kolbenkopf 22 wieder yegen den Sitz 96. Unter der Annahme, daß der Kolben 2 5 bei offenem Strömunyspfad Kräften ausgesetzt ist und daß die in stromaufwärtiger Richtung wirkenden Kräfte positiv sind, ergibt sich folgendes:

BAD ORIGINAL

ver

(I)F = P₁A₁ - S - P₁^₂,
worin:

F = resultierende Kraft, die auf den Kolben 25 wirkt, wenn der Strömungsmittelweg geöffnet ist.

P.A. = die aus dem auf den Kolbenbereich A₁ wirkenden Kinlaßdruck P₁ resultierende Kraft. S = Federkraft

P.A., = die.· aus dem auf den Kolbenbereich A~ wirken- IQ den Kinlaßdruck P₁ resultierende Kraft.

Der atmosphärische Druck wird in der Gleichung für die auf den Kolben 25 wirkenden Kräfte nicht berücksichtigt, da er gleichmäßig auf alle Teile der Anlage wirkt und in der Anlage keine luftleeren Kammern vorgesehen sind.

Bei inaktiven Bremsen ist F negativ, und die Ventilelemente nehmen die in Fig. 2 gezeigte Stellung ein. Solange F negativ ist, bleibt der Strömungsmittelweg um das Ventilteil 84 herum offen, und der Druck an der Auslaßöffnung gleicht dem Druck an der Hinlaßöffnung. Wenn jedoch der Einlaßdruck so weit zunimmt, daß F positiv wird, bewegt sich der Kolben stromaufwärts, bis der Kolbenkopf 22 mit dem Sitz des Ventilteils 84 in Eingriff kommt, wodurch der Strömungsmittelweg um das Ventilteil 84 herum geschlossen wird.

Sobald der Kopf 22 des Kolbens 2 5 den Strömungsmittelweg um das Ventilteil 84 herum schließt, sind die auf den KoI-ben 25 wirkenden Kräfte wie folgt:

(2) F₁ = P₁A₁ + P₂A₃ - S - P₁A₂ - P₁A₃, worin:

F₁ = resultierende Kraft, die auf den Kolben 25 wjrkt, wenn der Strömungsrnittelweg geschlossen

ist.
P-A-. = die aus dem auf den Kolbenkopfbereich Ä, wir-

kenden Druck Ρ« an der Aus!aßöffnung resultierende Kraft.
P A₁ = die aus dem auf den Kolbenbereich A₁ wirkenden Einlaßdruck P- resultierende Kraft. S= Federkraft

P.A., = die aus dem auf den Kolbenkopfbereich A-. wirkenden Einlaßdruck P₁ resultierende Kraft.

Solange F₁ positiv ist, bewegt sich der Kolben 2^V> stromauf- YQ wärts, und der Strömungsmitte!weg um das Ventil teil 84 herum bleibt geschlossen. Wenn jedoch der Einlaßdruck P so weit zunimmt, daß V negativ wird, bewegt eich der Kolben 25 stomabwärts, wodurch der Strömungsmittel.weg geöffnet wird. Dann trifft die Gleichung (1) zu. Der Arbeitsdruck je des durch das Ventil fließenden Strömungsmittels wird somit durch die Bewegung des Kolbens 25 in stromauf- und stromabwärtiger Richtung moduliert.

Die Erfindung wurde oben in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Verschiedene Änderungen der Form, Größe und Anordnung der Teile sind natürlich möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

BAD ORK3INAL

ΛΌ
Leerseite

Claims (4)

1. Patentansprüche.·;

   . ι Druck-Modulationsventi 1 für Strömungsmittel systeme , gekennzeichnet durch ein längliches Gehäuse? (5) mit einer Einlaßöffnung (56), einer Auslaßöffnung (45) und einer axialen Innenkammer (52), die die Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung verbindet, einen im Gehäuse (5) axial beweglich angeordneten Kolben (25) mit einem ersten Durchmesser (Α.), der einen Rumpfab.schru.tt. nahe der Auslaßöffnung (45) definiert, und einem kleineren zweiten Durchmesser (A ), der in die Einlaßöffnung (56) ragt, wobei der Kolben (25) nahe der Auslaßöffnung (45) eine äußere Umfangsnut (23), die einen Kolbenkopf definiert, und eine Bohrung (21) aufweist, die die Einlaßöffnung (20) mit der Fläche des Rumpfabschnitts des Kolbens verbindet, eine im Gehäuse angeordnete Dichtung (18), die eine Axialbewegung des Kolbens (25) zuläßt und zwischen den öffnungen der Ko]benbohrung angeordnet ist, wobei der Kolben (25) gegen den Einlaß (56) gedrückt wird, wenn der Einlaßdruck zunimmt, eine Ventil einrichtung (84), die von der Ringnut (23) des Kolbens gehalten wird und mit dem Kolbenkopf zusammenwirkt, so daß der Strömungsmittelstrom vom Einlaß (56) zum Auslaß (45) gedrosselt wird, wenn ein vorbestimmter Einlaßdruck erreicht ist, und die den Druck am Auslaß bei einer Druckabsenkung am Einlaß vermindert.
2. 2. Druck-Modulationsventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein kreisförmiges einstückiges elastomeres Ventilteil (84), das mehrere in Umfangsrichtung mit Abstand angeordnete Vorsprünge (88,90,^cJ4) auf beiden kreisförmigen ebenen Flächen und auf der radial äußeren Fläche aufweist und eine konische Schulter (86)besitzt, die gegen die Einlaßöffnung (56) des Gehäuses (5) gerichtet i_t, wobei die Vorsprünge zwischen sich Abstände für eine freie Strömungsmittelströmung vom Einlaß zum Auslaß bilden, wenn sich der Kolben in Richtung des Auslasses bewegt,, und der Kolbenkopf zur Drosselung des Strömungsmittelstroms gegen das Ventilteil bewegbar ist, wenn der KoI-

   BAD ORIGINAL

   bon in Richtung der Einlaßöffnung bewegt wird.
3. 3. Druck-Modulationsventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Feder (16) , die den Kolben (25) in Richtung des Auslasses (45) drückt, so daß dadurch das Verhältnis zwischen Einlaß- und Auslaßdruck verändert wird.
4. 4. Hydraulxkdruck-Modulationsventil mit einem in einem Gehäuse angeordneten beweglichen Kolben, wobei der Strömungsmitteldruck an der Einlaßöffnung verglichen mit dem Strömungsmitteldruck an der Auslaßöffnung in einem gewünscntes Verhältnis größer ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (25) einen länglichen Abschnitt (26)/ der in die Einlaßöffnung (56) ragt, und einen Kanal (21) aufweist, durch den Strömungsmittel von der Einlaßöffnung

   (56) zu einem Bereich innerhalb des Gehäuses fließt, der durch Dichtungen (18,19) von der Einlaßöffnung (56) getrennt ist.

   BAD ORfHiMAl