DE3645323C5

DE3645323C5 - Steuerventil

Info

Publication number: DE3645323C5
Application number: DE3645323A
Authority: DE
Inventors: Peter Livonia Every; Edward N. Manchester Fuller; David T. Ayers; Gary A. Ann Arbor Willi
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2006-08-12
Also published as: DE3645323C2

Abstract

Steuerventil (10) zum Steuern des Bremsmittelflusses zwischen einer ersten Strömungsverbindung (66a) und einer zweiten Strömungsverbindung (50d) in einem Gehäuse (50), mit
– einem Magnetventil (64b, 100, 110), das zwischen beiden Strömungsverbindungen angeordnet ist, wobei das Steuerventil bei geschlossenem Magnetventil eine Strömung von der ersten Strömungsverbindung (66a) in die zweite Strömungsverbindung (50d) verhindert, wenn der Strömungsmitteldruck in der ersten Strömungsverbindung (66a) höher ist als in der zweiten Strömungsverbindung (50d), jedoch ein Durchströmen von Bremsfluid erlaubt, wenn der Strömungsmitteldruck in der ersten Strömungsverbindung (66a) niedriger ist als der Druck in der zweiten Strömungsverbindung (50d), und mit
– einem Anker (100) aus ferromagnetischem Material, der bei Betätigung einer Magnetspule (64b) axial verschiebbar ist und an seinem einen Ende eine Ventilkugel (108) aufweist,
– einem Einsatz (110) mit einem zentralen, axial verlaufenden Kanal (110c, 110d), der die erste und zweite Strömungsverbindung (66a, 50d) miteinander verbindet und mit seinem einen Ende an...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Steuerventil für eine Fahrzeug-Blockierschutzbremsanlage.
Das Abbremsen eines Fahrzeuges bei ungünstigen Umweltbedingungen wie Regen, Schnee oder Eis erfordert eine sehr präzise Betätigung der Bremsen durch den. Fahrzeuglenker. Unter diesen Umständen oder auch bei panikartigen Abbremsungen übt der Fahrer häufig einen zu großen Bremsdruck aus, so daß die Fahrzeugräder blockieren, was zu einem Rutschen der Fahrzeugräder führt. Ein Blockieren der Räder führt zu einem Verlust der Lenkfähigkeit und möglicherweise zu einem unkontrollierten Schleudern des Fahrzeugs.
Bei dem beständigen Bemühen, die Betriebssicherheit der Fahrzeuge zu verbessern, haben sich zahlreiche Unternehmen um die Entwicklung von Blockierschutzbremsanlagen (ABS) bemüht. Während typischerweise derartige Anlagen so ausgelegt sind, daß sie sämtliche Fahrzeugräder regeln, sind einige Anlagen entwickelt worden, die nur einen Teil der Fahrzeugräder regeln. Beispiele derartiger Blockierschutzanlagen zeigen die US-PS 3 515 440 ; 3 870 376 und 3 880 474.
Üblicherweise umfassen derartige Blockierschutzsysteme eine zentrale Steuereinheit zum Überwachen der Drehzahl der geregelten Fahrzeugränder, um die Verzögerung der geregelten Räder zu bestimmen. Wenn die Bremsen des Fahrzeugs betätigt werden und die Radverzögerung der abgefühlten Räder einen vorgegebenen Verzögerungswert überschreitet – was anzeigt, daß das Rad rutscht und sich einem Blockierzustand nähert -, so arbeitet die zentrale Steuereinheit in der Weise, daß sie die Abgabe von hydraulischem Bremsdruck durch eine entsprechende Ventileinrichtung an die zugehörigen Bremsen regelt, um ein Blockieren der Räder zu vermeiden.
Typischerweise umfaßt das Blockierschutzsystem eine Einrichtung, die den den zugehörigen Bremsen zuzuführenden Bremsdruck zyklisch verringert und wieder aufbaut, um den Schlupf des Fahrzeugrades auf einen sicheren Wert zu begrenzen, während ein adäquates Bremsmoment erzeugt wird, um das Fahrzeug nach dem Wunsch des Fahrers zu verzögern. Bei diesen Systemen besteht die Einrichtung zum Wiederaufbringen des Drucks üblicherweise aus einer getrennten hydraulischen Kraftquelle.
Trotz der beträchtlichen Vorteile, die ein Blockierschutzsystem (ABS) beim Abbremsen eines Fahrzeugs unter ungünstigen Bedingungen mit sich bringt, sind jedoch vergleichsweise wenig Fahrzeuge mit derartigen Blockierschutzsystemen ausgerüstet. Einer der Hauptgründe hierfür besteht darin, daß die Steuereinheiten und zugehörigen Ventileinrichtungen dieser Systeme etwas kompliziert und entsprechend teuer sind und daher typischerweise nur bei entsprechend teuren Fahrzeugen eingesetzt werden.
ABS-Bremssysteme beinhalten Steuer-Ventileinrichtungen mit einem Einlaßventil und einem Auslaßventil. Hierbei dient das Einlaßventil dazu, die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem übrigen Bremskreis zu unterbrechen. Das Auslaßventil dient dazu, eine Entlastung des Bremskreises zu ermöglichen, um die Bremsen freizugeben. Sowohl das Einlaßventil als auch das Auslaßventil kann mit einem parallelgeschalteten Rückschlagventil versehen sein. Ein solches Rückschlagventil dient jeweils dazu, das Bremsmittel über den Bremskreis in den Hauptbremszylinder zu rückzuführen. Diese Rückschlagventile sind als herkömmliche Kugelventile ausgebildet, bei denen die Kugel von einer Feder vorbelastet wird (vgl. US 3,532,391 ).
Ferner sind ABS-Systeme bekannt, bei denen das zu dem Einlaßventil oder dem Auslaßventil parallel geschaltete Rückschlagventil in das Gehäuse des Einlaß- bzw. Auslaßventils integriert ist. Ein bekanntes, zu einem Einlaßventil parallelgeschaltetes Rückschlagventil weist einen bewegten Ventilstößel auf, der mit einem O-Ring abdichtend in einem konischen Ventilsitz anliegt und durch eine Feder vorgespannt ist (vgl. US 3,617,098 ). Eine integrierte Anordnung von Auslaß- und Rückschlagventil ist aus der obigen US 3,532,391 bekannt.
Auch sind Magnetventile bekannt, in deren Gehäuse ein Rückschlagventil der herkömmlichen Bauart (Kugel-Feder-Ventil) integriert ist (vgl. GB 1,583,699).
Die oben beschriebenen Rückschlagventile sind in der Konstruktion und Herstellung relativ aufwendig, da sie aus mehreren bewegten Teilen bestehen, die zunächst vormontiert werden müssen Darüber hinaus wird durch diese Konstruktion die Baugröße des Ventils erhöht.
Aus der DE 33 39 782 A1 ist ein Solenoidventil für ein Antiblockier-Bremssystem bekannt, das einen Anker aus ferromagnetischem Material enthält, der bei Betätigung einer Magnetspule axial verschiebbar ist und an seinem Ende eine Ventilkugel aufweist. Hierbei ist ein Einsatz mit einem zentralen, axial verlaufenden Kanal vorgesehen, der mit seinem einen Ende an einen Ventilsitz angrenzt, wobei der Ventilsitz mit der Ventilkugel zusammenwirkt Zudem ist ein den Einsatz aufnehmender Gehäusehohlraum mit einem den Einsatz umgebenden Ringwandabschnitt vorgesehen.
Die Verwendung von Lippendichtringen als Rückschlagventil in ABS-Systemen ist aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt. So zeigt beispielsweise die US 4,659,152 einen Hauptbremszylinder, dessen Zylinderkolben über zwei Lippendichtungen, die als Rückschlagventil wirken, gegenüber einem umgebenden Ringwandabschnitt abgedichtet ist. Ein ähnlicher Hauptbremszylinder ist in der GB 2 129 517 gezeigt. Dort ist der Zylinderkolben ebenfalls über zwei Lippendichtungen gegenüber dem zylindrischen Kolbengehäuse abgedichtet. Hierbei befindet sich die Lippendichtung teilweise in einer umlaufenden Nut des Hauptbremszylinderkolbens.
Schließlich ist aus der GB 1 542 330 ein ABS-Bremssystem bekannt, das ein Modulierventil und ein Trennventil aufweist. Hierbei besitzt das Trennventil einen in einer Stufenbohrung dichtend verschiebbar geführten Stufenkolben, der drei Druckmittelräume begrenzt. In dem Stufenkolben sind zwei weitere Räume vorgesehen, die durch einen Druckmitteldurchgang verbunden sind. In diesem Durchgang ist ein koaxial zum Stufenkolben bewegliches Ventilglied angeordnet, das durch eine Feder vorgespannt ist Zwischen dem Stufenkolben und dem äußeren Gehäuse ist eine Dichtmanschette angeordnet, welche die Funktion eines Rückschlagventils besitzt Diese Dichtmanschette ist einerseits in einer Schulter des äußeren Gehäuses vollständig aufgenommen. Andererseits liegt der Stufenkolben mit einer Schulter an der Dichtmanschette an.
Es ist deshalb das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), ein Steuerventil mit einem integrierten Rückschlagventil zu schaffen, das eine kostengünstige Herstellung und eine kompakte Baugröße gewährleisten soll.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merk male des Patentanspruchs 1.
Durch den koaxial zu dem Kanal verlaufenden Anker, der außerhalb des Kanals angeordnet ist und durch den Einsatz, der in einem einseitig offenen Gehäusehohlraum eingesetzt ist, ist auf konstruktiv einfachste Weise das aus dem Stand der Technik an sich bekannte Rückschlagventil in ein ABS-Steuerventil mit Magnetspule integriert.
Erfindungsgemäß wird ein elektromagnetisches ABS-Steuerventil koaxial zu dem Einsatz angeordnet, der mit einem Lippendichtring versehen ist. Hierbei ist der Lippendichtring in einer umlaufenden Nut des Einsatzes aufgenommen. Da ferner der Anker des Elektromagneten koaxial zu dem Kanal verläuft und außerhalb des Kanals angeordnet ist, wird eine sehr kompakte, "schlanke" Bauweise erreicht, wobei das Ventil aufgrund der verwendeten Konstruktion sehr kostengünstig herstellbar ist.
Eine mit dem erfindungsgemäßen Steuerventil aufgerüstete Blockierschutzanlage ist über das Steuerventil in der Lage, die Zufuhr von Bremsdruck zu mindestens einem ausgewählten Fahrzeugrad zu regeln. Wenn festgestellt wird, daß an den geregelten Fahrzeugrädern ein Blockierzustand droht, wird die weitere Zufuhr von Bremsdruck zu der geregelten Radbremse von dem Steuerventil unterbrochen und der Bremsdruck an den Radbremsen wird dann auf einem vergleichsweise konstanten Wert gehalten, und zwar während des gesamten Bremsvorganges, es sei denn, bestimmte Umstände treten hinzu. Wenn beispielsweise nach Halten des Bremsdrucks die Radverzögerung einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird durch Betätigung des Steuerventils der dem geregelten Rad zugeführte Bremsdruck verringert, um ein zu starkes Rutschen zu vermeiden.
Auch nachdem ein Radrutschzustand korrigiert worden ist, ist das System in der Lage, festzustellen, ob das Fahrzeug von einer Oberfläche relativ geringer Reibung (z. B. Eis) zu einer Oberfläche relativ hoher Reibung (z. B. Beton) gelangt. In einem derartigen Fall sorgen die Fahrzeugräder, die nicht von der Blockierschutzanlage geregelt werden, dafür, daß das Fahrzeug stärker verzögert wird. Unter diesen Umständen kann der den geregelten Rädern zugeführte Bremsdruck erhöht werden, ohne hierdurch einen Blockierzustand herbeizuführen. Die Bremsanlage stellt einen derartigen Anstieg der Verzögerung fest und betätigt das Steuerventil, das daraufhin den geregelten Radbremsen zusätzlichen Druck zuführt.
Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt:
1 ein schematisches Diagramm einer Blockierschutzbremsanlage mit einem Steuerventil;
2, 3 perspektivische Ansichten des Steuerventils;
4 einen Querschnitt entlang der Linie 4-4 in 3 zur Darstellung der Lage des Sperrventils, des Entlastungsventils und des Akkumulators innerhalb des Steuerventils;
5 eine Explosionsdarstellung der einzelnen Bauteile des Sperr- und Entlastungsventils;
6 eine Darstellung des Entlastungsventils in 4 in vergrößertem Maßstab.
Die in 1 gezeigte Fahrzeug-Blockierschutzbremsanlage, die ein Steuerventil 10 umfaßt, dient zum Überwachen und Regeln der Abbremsung einer vorgegebenen Anzahl von Rädern eines Fahrzeuges mir mindestens einem bremsbaren Rad, das nicht mit der Blockierschutzregelung verbunden ist. Das in 1 veranschaulichte Blockierschutzsystem kann beispielsweise zur Regelung der Hinterradbremsen eines vierrädrigen Fahrzeugs verwendet werden, während die Vorderradbremsen nicht von dem Blockierschutzsystem geregelt werden. Ein derartiges System ist besonders geeignet für ein Fahrzeug wie einen kleinen Lastwagen, bei dem das von den Hinterrädern abgestützte Gewicht in einem weiten Bereich veränderlich ist.
Das in 1 veranschaulichte Blockierschutzsystem ist in einer hydraulischen Bremsanlage mit einem Bremspedal 12 enthalten, das mit einem Zweikreis-Hauptbremszylinder 14 verbunden ist. Wenn der Fahrer das Bremspedal 12 niederdrückt, gibt der Hauptbremszylinder 14 unter Druck stehendes hydraulisches Bremsmittel von einem vorderen Behälter 14a über eine hydraulische Leitung 16a und von einem hinteren Behälter 14b durch eine hydraulische Leitung 16b an ein Kombinationsventil ab. Das Kombinationsventil 18 besitzt eine erste Ausgangsleitung 18a und eine zweite Ausgangsleitung 18b, von denen die erste Augsgangsleitung 18a Bremsmittel bei einem ersten vorgegebenen Druck an die Vorderradbremsen 19a, 19b abgibt, während die zweite Ausgangsleitung 18b Bremsmittel bei einem zweiten vorgegebenen Druck an die Hinterradbremsen 20a, 20b abgibt. Wenn auch nicht in den Zeichnungen dargestellt, ist das Kombinationsventil 18 typischerweise mit einem integrierten Differenzdruckschalter versehen, der eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen den Leitungen 18a und 16b feststellt; diese Druckdifferenz bedeutet einen teilweisen Ausfall der Bremsanlage.
Das Steuerventil 10 ist mit einem normalerweise offenen Sperrventil 22 versehen, das zwischen die Leitung 18b und eine Leitung 24 geschaltet ist. Die Leitung 24 gibt das Bremsmittel an die Hinterradbremsen 20a, 20b ab. Wie noch erläutert wird, wird das elektromagnetbetätigte Sperrventil 22 geschlossen, wenn ein drohendes Blockieren der Hinterräder festgestellt wird, um den Druck in der Leitung 24 zu halten und somit zu verhindern, daß ein weiterer Druckanstieg in der Leitung 18b an die Leitung 24 weitergegeben wird.
Das Steuerventil 10 umfaßt ferner ein normalerweise geschlossenes Entlastungsventil 26, das zwischen die Leitung 24 und eine Leitung 27 geschaltet ist, die mit einem Akkumulator 28 verbunden ist. Der Akkumulator 28 umfaßt einen volumenveränderlichen Speicher 28a für Hydraulikflüssigkeit, die von einem durch eine Feder 28c vorgespannten gleitbaren Kolben 28b auf einem geringfügig erhöhten Druck gehalten wird. Genauer gesagt, hält die Feder 28c das Strömungsmittel im Akkumulator auf einem Druck, der geringfügig über dem (nicht betätigten) Druck in der Leitung 24 liegt. Wenn das Sperrventil 22 geschlossen worden ist und der in der Leitung 24 gehaltene Druck weiterhin ein zu starkes Rutschen der Hinterräder verursacht, wird, wie noch beschrieben wird, das Entlastungsventil 26 geöffnet, um Bremsmittel in den Akkumulator 28 abzugeben und somit den Druck in der Leitung 24 zu verringern und ein Blockieren der Hinterräder zu vermeiden. Nachdem das Bremspedal 12 entlastet wurde, kann das Entlastungsventil 26b kurzfristig geöffnet werden, um im Akkumulator 28 befindliches Bremsmittel in die Leitung 24 zurückzuführen.
Das Sperrventil 22 und das Entlastungsventil 26 werden von einer Computersteuereinheit 30 gesteuert. Das Sperrventil 22 und das Entlastungsventil 26 sind magnetbetätigte Ventile, die mit der Computersteuereinheit 30 durch elektrische Leitungen 32 bzw. 34 verbunden werden können. Um festzustellen, ob der Fahrer das Fahrzeug abbremst, ist die Computersteuereinheit 30 über eine Leitung 38 mit einem Bremslichtschalter 36 verbunden; hierdurch wird überwacht, ob das Bremspedal 12 niedergedrückt wird. Die Computersteuereinheit 30 ist außerdem mit einem Drehzahlfühler 40 über eine Leitung 42 verbunden, um die Drehzahl der Hinterräder abzufühlen.
Die Computersteuereinheit 30 ist außerdem über eine Leitung 46 mit einem auf eine Druckdifferenz ansprechenden Druckschalter 44 verbunden. Der Druckschalter 44 fühlt die Druckdifferenz zwischen den Leitung 18b und 24 ab und schließt, wenn der Druck in der Leitung 18b größer ist als der Druck in der Leitung 24. Wenn der Druckschalter 44 eingeschaltet ist, bedeutet dies, daß das Sperrventil geschlossen ist und der Druck in der Leitung 18b größer als der in der Leitung 24 ist; wenn der Druckschalter 44 dagegen ausgeschaltet ist, bedeutet dies, daß der Druck in der Leitung 18b gleich oder kleiner ist als der Druck in der Leitung 24.
In Fällen, bei denen der Druckschalter 44 aktiviert und anschließend entregt wurde, bedeutet dies eine Situation, bei der der Fahrer zunächst eine große Bremspedalkraft aufgebracht hat, um das Sperrventil zu schließen und ein Blockieren der Hinterräder zu verhindern, und anschließend die Bremspedalkraft verringert hat, ohne notwendigerweise das Bremspedal vollständig zu entlasten. In diesem Fall ist es wünschenswert, die Blockierschutzregelung aufzuheben und die Bremsanlage zum normalen Bremsbetrieb zurückzuführen Wenn somit die Anlage feststellt, daß der Druckschalter 44 an einem Punkt aktiviert wurde, jetzt jedoch abgeschaltet ist, kehrt die Anlage zum normalen Bremsbetrieb und zum Beginn der Regelschleife zurück Typischerweise ist der Betrieb des Druckschalters 44 von einer Art Hysterese begleitet, derart, daß der Druckschalter 44 nicht zwischen dem Ein- und Aus-Zustand hin und herspringt, wenn der Druck in der Leitung 18b dem Druck in der Leitung 24 praktisch gleich bleibt. Außerdem ist die Steuereinheit 30 mit einem Bremswarnlicht 48 verbunden, das aktiviert wird, wenn ein Fehler in der Blockierschutzbremsanlage festgestellt wird.
Grundsätzlich erfaßt die Blockierschutzbremsanlage die Drehzahl und Verzögerung der Hinterräder, und beim Abbremsen regelt sie die Zufuhr von Hydraulikdruck zu den Hinterrädern über das Steuerventil 10 in der Weise, daß ein Blockieren der Hinterräder vermieden wird. Wenn ein Rutschzustand festgestellt wird, der anzeigt, daß sich die Hinterräder einem Blockierzustand nähern, schließt die Steuereinheit 30 das Sperrventil 22, um den Druck in der Leitung 24 auf seinem augenblicklichen Wert zu halten. Wenn nach Schließen des Sperrventils 22 die Verzögerung der Hinterräder einen vorgegebenen Wert überschreitet, kann das Entlastungsventil 26 geöffnet werden, um den Druck in der Leitung 24 abzusenken und somit ein Blockieren der Bremsen zu vermeiden.
Auch wird die zeitliche Änderung der Verzögerung der Hinterräder ermittelt, um nach einer Korrektur eines drohenden Blockierzustandes festzustellen, ob das Fahrzeug von einer Straßenoberfläche wie z. B. Eis, bei der der Reibbeiwert zwischen Fahrzeugrad und Straßenoberfläche relativ gering ist (kleines μ), zu einer Straßenoberfläche wie z. B. Beton gelangt, bei der der Reibbeiwert zwischen Fahrzeugrad und Straßenoberfläche relativ groß ist (großes μ). Wenn in diesem Fall die Vorderräder des Fahrzeuges die Straßenoberfläche eines größeren Reibbeiwerts berühren, verstärken die ungeregelten Vorderbremsen die Verzögerung des Fahrzeuges, während sich das Fahrzeug von der Straßenoberfläche kleinen Reibbeiwerts auf die Straßenoberfläche großen Reibbeiwerts bewegt. Unter diesen Umständen kann der den Hinterradbremsen zugeführte, in der Leitung 24 gehaltene Druck zur Erhöhung der Bremswirkung erhöht werden, ohne daß ein Blockieren der Hinterräder zu befürchten ist. Dies wird dadurch erreicht, daß das Sperrventil 22 kurzzeitig geöffnet wird, so daß das unter höherem Druck stehende Bremsmittel in der Leitung 18b zur Leitung 24 gelangen kann. Dadurch, daß der Fahrer bei einer kritischen Bremssituation eine Bremskraft auf das Bremspedal auszuüben fortfährt, ist der Druck in der Leitung 18b im allgemeinen größer als der Druck in der Leitung 24. Wie noch erläutert wird, ist das Sperrventil 22 mit einer Dämpfungseinrichtung versehen, die es erlaubt, das kurzzeitige Öffnen des Sperrventils 22 präzise zu steuern und somit den Druckanstieg an den Hinterradbremsen zu regeln.
Der konstruktive Aufbau des Steuerventils 10 wird nun im einzelnen erläutert. Die 2 und 3 zeigen perspektivische Ansichten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Steuerventils 10. Das Steuerventil 10 umfaßt ein zweiteiliges Gehäuse 50, das aus einem linksseitigen Gehäuseteil 50a und einem rechtsseitigen Gehäuseteil 50b besteht. Ein Dichtungsteil 52 (von dem eine perspektivische Darstellung in 7 zu sehen ist) ist zwischen den einander zugewandten Stirnflächen der Gehäuseteile 50a und 50b angeordnet und dient, wie in 4 zu sehen, der Abdichtung eines in Längsrichtung verlaufenden inneren Hohlraums 54, der in dem Gehäuse 50 gebildet ist. Die Gehäuseteile 50a und 50b sind durch mehrere Schrauben 55 aneinander befestigt, die sich durch Öffnungen in dem rechtsseitigen Gehäuseteil 50b erstrecken und in entsprechende Gewindebohrungen im linksseitigen Gehäuseteil 50a eingeschraubt sind.
Das Steuerventil 10 enthält einen Einlaß 56 in Form eines Stopfens, der, wie in 4 zu sehen, in die Seitenwand des rechtsseitigen Gehäuseteil 50b eingeschraubt ist und gegenüber diesem durch einen O-Ring 56a abgedichtet ist. Der Einlaß 56 ist mit der Leitung 18b verbunden, um unter Druck stehendes Bremsmittel von dem Kombinationsventil 18 zu erhalten. Ein einen Auslaß 58 bildender Stopfen erstreckt sich durch eine Öffnung 52a (4) die in dem Dichtungsteil 52 gebildet ist und mit der Leitung 24 in Verbindung steht, um Bremsmittel an die Hinterradbremsen abzugeben Eine Entlüftungsschraube 60 ist in die Seitenwand des linksseitigen Gehäuseteils 50a eingeschraubt und dient zum Entlüften der Strömungskanäle im Steuerventil 10 bei der Montage oder Wartung. Außerdem sind in den Gehäuseteilen 50a und 50b mehrere Gewindebohrungen 62 vorgesehen, durch die das Steuerventil am Fahrzeugkörper (nicht gezeigt) befestigt werden kann.
Wie bereits erwähnt, enthält das Steuerventil 10 das Sperrventil 22, das Entlastungsventil 26, den Akkumulator 28 und den Druckschalter 44, die alle in 1 durch einzelne Kästen dargestellt sind. Wie in 4 zu sehen, sind die Bauteile des Sperrventils 22 und des Entlastungsventils 26 in dem längsverlaufenden Hohlraum 54 untergebracht, der von dem linksseitigen Gehäuseteil 50a, dem Dichtungsteil 52 und dem rechtsseitigen Gehäuseteil 50b gebildet wird. Die Bauteile des Sperrventils und die Bauteile des Entlastungsventils sind innerhalb des Hohlraums 54 durch einen zentralen Kern 66 getrennt.
Wie noch erläutert wird, ist der Kern 66 mit einer Anzahl von inneren Kanälen für das das Steuerventil durchströmende Bremsmittel versehen. Wie in 4 gezeigt, strömt beispielsweise Bremsmittel, das in das Steuerventil 10 durch den Einlaß 56 gelangt ist und durch das normalerweise offene Sperrventil 22 hindurchgelangt ist, in einen sich in Längsrichtung erstreckenden Kanal 66a, der im Kern 66 gebildet ist, und es gelangt zu dem Auslaß 58 durch einen AuslaBkanal 66b, der sich quer zu dem Kanal 66a erstreckt Der Stopfen des Auslasses 58 ist in den Kanal 66b eingeschraubt und gegen diesen durch einen O-Ring 58a abgedichtet Wie in 4 gezeigt, sind zwei Magnetspulen 64a und 64b in dem Hohlraum 54 angeordnet, wo sie von dem Kern 66 axial auf Abstand gehalten werden.
Die Magnetspule 64a dient zum Betätigen des Sperrventils 22, während die Magnetspule 64b zum Betätigen des Entlastungsventils 26 dient Die Bauteile des Akkumulators 28 befinden sich innerhalb eines Hohlraumes 50c, der im äußeren Ende des Gehäuseteils 50a gebildet ist Das äußere offene Ende des Hohlraums 50c wird von einem mit Außengewinde versehenen Stopfen 68 und einem damit zusammenwirkenden O-Ring 68a verschlossen und abgedichtet Die Bauteile des Druckschalters 44 befinden sich innerhalb einer Öffnung 66 des Kerns 66, die den sich in Längsrichtung erstreckenden Kanal 66a schneidet und quer zu diesem verläuft.
Anhand der 4, 5 und 6 wird nun der konstruktive Aufbau und die Funktionsweise des Entlastungsventils 26 im einzelnen erläutert Wie bereits erwähnt, wird das Entlastungsventil 26 normalerweise in seiner Schließstellung gehalten; es kann jedoch geöffnet werden, nachdem das Sperrventil geschlossen wurde, um Bremsmittel an den Akkumulator 28 abzugeben und somit den Bremsdruck an den Hinterradbremsen abzusenken. Die Bauteile des Entlastungsventils 26 sind in der Explosionsdarstellung in 5 im einzelnen gezeigt Das Entlastungsventil 26 enthält einen Anker 100 aus ferromagnetischem Material, der bei Betätigung der Magnetspule 64b axial verschoben wird. Wie in den 4 und 6 gezeigt, wird der Anker 100 normalerweise in seine Schließstellung gedrückt, und zwar von einer Schraubendruckfeder 101, die mit ihrem einen Ende in einer Öffnung am inneren Ende des Ankers 100 sitzt und mit ihrem anderen Ende an einem Filter 102 angreift, der in dem Kanal 66a angeordnet ist Der Anker 100 ist in einer Hülse 103 gleitbar gelagert, die mit einem Ende über einen durchmesserverringerten Endabschnitt 66g des Kerns 66 gezogen ist und mit diesem durch einen O-Ring 104 abgedichtet verbunden ist, während das andere Ende der Hülse 103 in einen durchmesserverringerten Abschnitt 54d des Hohlraums 54 eingesetzt ist und mit diesem durch einen O-Ring 106 abgedichtet verbunden ist.
Der Anker 100 ist mit einem zentralen, axial verlaufenden Kanal 100a versehen Eine Ventilkugel 108 ist in das äußere Ende des Kanals 100a eingepreßt und darin reibschlüssig gehalten, und sie kann sich an einen kugelförmigen Ventilsitz 100a in einer Stirnfläche 110b eines schwimmenden Einsatzes 110 dichtend anlegen. Die Feder 101, die zwischen dem Anker 100 und einem Filterelement 102 zusammengedrückt wird, hält den Anker 100 in seiner normalen Schließstellung. Der Einsatz 110 besitzt einen zentralen, axial verlaufenden Kanal 110c, der mit einem durchmesserverringerten Abschnitt 110d angrenzend am Ventilsitz 110a versehen ist Der Kanal 110c ist axial ausgerichtet zu einem Kanal 50d in der Stirnwand des Hohlraumes 54, der bei geöffnetem Entlastungsventil Bremsmittel an den Akkumulator 28 abgibt Ein Dichtring 111 umgibt den Einsatz 110 und liegt an einer Ringwand 54e des Hohlraumes 54 dichtend an.
Der Akkumulator 28 besitzt einen Kolben 112 (der dem Kolben 28b in 1 entspricht). Der Kolben 112 ist in der Ausnehmung 50c gleitbar gelagert, die am einen Ende des Gehäuseteils 50a gebildet ist und von dem Stopfen 68 verschlossen wird. Ein O-Ring 114 ist in einer Ringnut in der Ausnehmung 50c angeordnet und liegt an der äußeren zylindrischen Wand des Kolbens 112 dichtend an. Normalerweise wird der Kolben 112 von einer Schraubenfeder 120 (die der in 1 schematisch dargestellten Feder 128c entspricht) axial nach innen gedrückt, so daß die Stirnfläche 112a des Kolbens 112 an einer inneren Stirnwand 50e der Ausnehmung 50c anliegt. Wenn das Entlastungsventil kurzzeitig geöffnet wird, um den Bremsdruck an den Hinterradbremsen abzusenken, gelangt Bremsmittel in die Ausnehmung 50c, um den Kolben 112 axial nach links zu drücken und die Feder 120 zu komprimieren. Der Dichtring 111, der den Einsatz 110 umgibt, verhindert eine Strömung zwischen den äußeren Wänden des Einsatzes 110 zum Akkumulator hin; wenn jedoch der Druck im Hinterradbremskreis unter den Druck im Akkumulator abfällt, kann Bremsmittel an dem Dichtring 111 vorbeiströmen und auf diese Weise in den Hinterradbremskreis zurückgeführt werden.
Wie bereits erwähnt, ist das Entlastungsventil normalerweise geschlossen, so daß das Bremsmittel, das durch den Filter 102 in den längsverlaufenden Kanal 100a und von dort durch den quer verlaufenden Kanal 110b gelangt ist, in eine Kammer 122 strömt, die das äußere Ende des Ankers 100 umgibt; aufgrund der Dichtwirkung der Kugel 108 und des Ringes 111 gelangt es jedoch nicht in den Akkumulator 28. Wenn der den Hinterradbremsen zugeführte Bremsdruck abgesenkt werden soll, wird die Magnetspule 64b kurzzeitig betätigt, um den Anker 100 zu verschieben und die Kugel 108 vom Ventilsitz 110a zu entfernen. Das Bremsmittel kann dann über den Kanal 110c in den Akkumulator strömen. Nach Beendigung eines geregelten Bremsvorgangs und einem Entlasten des Bremsdrucks an den Hinterradbremsen wird im Akkumulator enthaltenes Bremsmittel automatisch in die Anlage zurückgeführt, wie oben beschrieben Durch geeignete Wahl des Durchmessers D2 des Kanals 110d und der Größe G2 des Spaltes zwischen der Stirnfläche 100c des Ankers 100 und der Stirnfläche 66h des Kerns 66 läßt sich die Größe der Druckabsenkung präzise steuern.

Claims

Steuerventil (10) zum Steuern des Bremsmittelflusses zwischen einer ersten Strömungsverbindung (66a) und einer zweiten Strömungsverbindung (50d) in einem Gehäuse (50), mit – einem Magnetventil (64b, 100, 110), das zwischen beiden Strömungsverbindungen angeordnet ist, wobei das Steuerventil bei geschlossenem Magnetventil eine Strömung von der ersten Strömungsverbindung (66a) in die zweite Strömungsverbindung (50d) verhindert, wenn der Strömungsmitteldruck in der ersten Strömungsverbindung (66a) höher ist als in der zweiten Strömungsverbindung (50d), jedoch ein Durchströmen von Bremsfluid erlaubt, wenn der Strömungsmitteldruck in der ersten Strömungsverbindung (66a) niedriger ist als der Druck in der zweiten Strömungsverbindung (50d), und mit – einem Anker (100) aus ferromagnetischem Material, der bei Betätigung einer Magnetspule (64b) axial verschiebbar ist und an seinem einen Ende eine Ventilkugel (108) aufweist, – einem Einsatz (110) mit einem zentralen, axial verlaufenden Kanal (110c, 110d), der die erste und zweite Strömungsverbindung (66a, 50d) miteinander verbindet und mit seinem einen Ende an einen Ventilsitz (110a) angrenzt, der mit der Ventilkugel (108) zusammenwirkt, um den Kanal (110c,110d) zu schließen, wobei der Anker (100) koaxial zu dem Kanal (110c, 110d) verläuft und außerhalb des Kanals angeordnet ist, – einem Dichtring (111), der in einer umlaufenden Nut des Einsatzes (110) angeordnet ist, – einem an einem Ende offenen Gehäusehohlraum (54), in den der Einsatz (110) mit dem Dichtring (111) eingesetzt ist und der einen den Einsatz umgebenden Ringwandabschnitt (54e) aufweist, der mit dem Dichtring (111) zusammenwirkt, – wobei der Dichtring (111) bei Beaufschlagung mit Bremsdruck ein Durchströmen von Bremsfluid zwischen dem Einsatz (110) und dem Ringwandabschnitt (54e) in der einen Richtung vom größeren hin zum kleineren Druckniveau verhindert, während in der entgegengesetzten Richtung Bremsfluid an dem Dichtring (111) überströmen kann, wenn der größere Druck auf der entgegengesetzten Seite anliegt.
Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Strömungsverbindung (66a) mit einem Hauptbremszylinder (14) verbunden ist, wobei bei erhöhtem Bremsdruck in der zweiten Strömungsverbindung (50d) das Bremsfluid über den Dichtring (111) zu dem Hauptbremszylinder (14) zurückgeführt wird, wenn der Bremsdruck abgebaut wird.
Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (64b, 100, 110) zwischen einem Auslaß (58), der unter Druck stehendes Bremsfluid an eine Fahrzeugbremse abgibt, und einem Bremsfluidspeicher (28) angeordnet ist.
Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil normalerweise geschlossen ist.
Steuerventil nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (111) einen Bremsfluidfluß vom Auslaß (58) zum Bremsfluidspeicher (28) unterbindet, wenn das Magnetventil (26) geschlossen ist und der Druck am Auslaß (58) größer ist als der vorgegebene Druck im Bremsfluidspeicher (28), und einen Strömungsmittelfluß vom Bremsfluidspeicher (28) zum Auslaß (58) zuläßt, wenn das Magnetventil (26) geschlossen ist und der Druck im Bremsfluidspeicher (28) größer ist als der Druck am Auslaß (58).