DE3815731A1 - Hauptbremskolben mit zentralregelventil und filtern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zentralregelventil mit Filtern entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Anwendung von Zentralregelventilen im Hauptbremskolben von Hauptbremszylindern wurde im Zusammenhang mit schlupf­ geregelten Bremsanlagen in neuerer Zeit entwickelt. Das Zentralregelventil ersetzt dabei eine Kombination aus dem Hauptkolben zugeordneter Lamellendichtung und radialer Bohrung im Hauptbremszylinder. Diese radiale Öffnung ist mit dem Druckmittel-Reservebehälter hydraulisch verbunden und ist in der Bremslöseposition des Arbeitskolbens von diesem freigegeben ein Teil der Arbeitskammer.

Ebenso ist über eine bestimmte Anschlagsregelung das im Arbeitskolben angeordnete Zentralregelventil in dessen Bremslösestellung geöffnet und stellt die hydraulische Verbindung zwischen der Arbeitskammer und dem Druckmit­ tel-Reservebehälter her.

Die Anordnung des Lamellenventils bzw. des Zentralregel­ ventils sichert, daß in der Bremslösestellung in der Arbeitskammer und in den Hauptbremsleitungen kein hydrau­ lischer Druck aufgebaut werden kann und daß etwaiger Unterdruck durch nachfließendes Hydraulikmittel aus dem Druckmittel-Reservebehälter ausgeglichen wird.

Dabei hat das Zentralregelventil den Vorteil höherer Verschleißfestigkeit. Im Vergleich zum Lamellenventil besteht beim Zentralventil eine höhere Empfindlichkeit gegen Verschmutzung durch feste Partikel im hydraulischen Druckmittel. Aus diesem Grund ist unmittelbar vor und hinter dem Zentralregelventil je ein Filter eingesetzt, so daß das Zentralregelventil in einer Art Filterkäfig ange­ ordnet ist.

Diese Filter können entsprechend ihrer Maschenweite Parti­ kel ab einer bestimmten Mindestgröße zurückhalten, so daß die Regelfunktion des Zentralregelventils von Partikeln dieser Größe nicht beeinträchtigt werden kann.

Partikel, deren Durchmesser kleiner oder gleich der Maschenweite sind, können die Filter nach meist mehreren Durchtrittsversuchen passieren und unerwünschte Undichtig­ keiten zwischen Ventilschließkörper und Ventilsitzen her­ vorrufen. Da ein Verlassen des sogenannten Ventilkäfigs ebenso wie ein Eintreten erst nach mehreren Durchtritts­ versuchen wahrscheinlich ist, ist die Aufenthaltsdauer dieser unerwünschten Teilchen unmittelbar am Zentralregel­ ventil ebenfalls verhältnismäßig hoch. Da das Filter aus bestimmten strömungstechnischen Gründen nicht unendlich verfeinert werden kann, muß eine Mindestgröße der Filter­ maschen festgelegt werden, damit ein strömungstechnisches Optimum erreichbar ist.

Dem nachteiligen Effekt, daß die Filter als Schmutzparti­ kelfalle wirken, mit besonderer Gefahr für die Funktion der Zentralregelventile, wurde bisher durch keine tech­ nischen Maßnahmen begegnet.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Verbesserung der Funk­ tion der Zentralregelventile dadurch zu erreichen, daß eine Wirkung der Filter als Schmutzfänger beseitigt wird.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Zentralregelventil mit Filtern entsprechend den kennzeich­ nenden Teilen der Patentansprüche ausgebildet ist.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die besondere Ausbildung des Filters bei jedem Durchströmen des Zentralregelventils in beliebiger Richtung ein aktives "Ausblasen" von Partikeln erreicht wird, die die Filter passiert hatten.

Von besonderem Vorteil ist der "Ausblaseffekt" von Parti­ keln in den Druckmittel-Reservebehälter in der Anti­ blockierregelphase der Bremsanlage. Durch eine zusätzliche Filteranordnung im Druckmittel-Reservebehälterausgang zu den Hydraulikpumpen wird der Druckmittel-Reservebehälter durch den Sammeleffekt an Partikeln zum Reinigungsaggregat der Bremsanlage.

Weitere besondere Vorteile können mit einer erfindungs­ gemäßen Anwendung der Filterschaltung auch für andere als die genannten Zentralventile erreicht werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einer Zeichnung mit zugehöriger Erläuterung beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt einen Hauptbremszylinder mit Hauptkolben und entsprechendem Zentralregelventil.

Die Fig. 2 bis 6 zeigen erfindungsgemäße Filter.

In der Fig. 1 ist ein Hauptbremskolben 1 in einem Haupt­ bremszylinder 2 von einem Bremspedal 3 zu betätigen und längsverschiebbar gelagert. Der Hauptbremskolben 1 schließt mit seiner Arbeitsfläche 4 und dem Innenzylinder 5 des Hauptbremszylinders 2 eine Arbeitskammer 6 ein, deren Ausgang 7 zu den nicht mitdargestellten Hauptbrems­ leitungen führt. Dieser Ausgang 7 ist zugleich Eingang für den Druckmittelvolumenstrom, der bei Schlupfregelung durch eine nichtmitdargestellte Hydraulikpumpe erzeugt wird.

Ein Ausgang 8 im Hauptbremszylinder 2 zum Druckmit­ tel-Reservebehälter (9) ist an einer Stelle angeordnet, die in der Bremslösestellung des Hauptbremskolbens 1 hinter dessen Arbeitsfläche 4 und stets außerhalb der Arbeitskammer 6 liegt. Der Hauptbremskolben 1 ist mit einer zentralen Bohrung 10 versehen, die über radiale Bohrungen 11, auf der der Arbeitsfläche 4 abgewandten Sei­ te des Hauptbremskolbens 1 dem Ausgang 8 zugeordnet ist. Der Hauptbremskolben 1 ist an seinem äußeren Durchmesser mit einer Dichtungsmanschette 12 versehen.

In der zentralen Bohrung 10 ist ein aus kugelförmigem Ven­ tilschließglied 12 und Ventilsitz 13 bestehendes Zentral­ regelventil 14 angeordnet. Eine Schließfeder 15 mit Wider­ lager 16 drückt das Ventilschließglied 12 gegen den Ven­ tilsitz 13. Ein dem Ventilschließglied 12 zugeordnetes stößelförmiges Ventilbetätigungsglied 17 ist in einer Lagerbohrung 18 im Hauptbremskolben 1 verschiebbar gela­ gert und mit seinem dem Ventilschließglied 12 abgewandten Ende einem Anschlag 19 zugeordnet. In der zentralen Boh­ rung 10 ist auf der der Arbeitskammer 6 zugewandten Seite ein erstes Filter 20 und auf der den radialen Bohrungen 11 zugewandten Seite ein zweites Filter 21 angeordnet, so daß das Zentralregelventil 14 von beiden Seiten durch die Fil­ ter 20, 21 abgeschirmt ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Filter 20, 21 ist aus Fig. 1 nicht zu erkennen, darauf ist in den Fig. 2 bis 6 Bezug genommen.

Die Funktion des Zentralregelventils 14 setzt bei Betäti­ gungsbeginn des Bremspedals 3 bzw. beim Lösen der Bremse ein, sofern keine Antiblockier-Regelung durchgeführt wird. Beim Bewegen des Bremspedals 3 bzw. des Hauptbremskolbens 1 in Betätigungsrichtung entfernt sich das Betätigungs­ glied 17 vom Anschlag 19. Von dem mittels Schließfeder 15 und Widerlager 16 entgegen der Betätigungsrichtung des Hauptbremskolbens 1 kraftbeaufschlagten Schließglied 12 wird das Betätigungsglied 17 entgegen der Betätigungsrich­ tung verschoben, bis das Schließglied 12 fest am Ventil­ sitz 13 zur Anlage gelangt. Beim weiteren Verschieben des Hauptbremskolbens 1 ist nunmehr in der Arbeitskam­ mer 6 - deren Füllung mit Druckmittel vorausgesetzt - ein hydraulischer Druck aufbaubar, der der Bremsbetätigung dient. Zunehmender Druck in der Arbeitskammer 6 bei axialer Verschiebung des Hauptbremskolbens 1 verstärkt den Schließeffekt des Zentralregelventils 14.

Beim Lösen der Bremse erfolgt eine axiale Bewegung des Hauptbremskolbens 1 entgegen der Betätigungsrichtung, wobei der Druck in der Arbeitskammer 6 verringert wird und das Zentralregelventil 14 über das Betätigungsglied 17 bei dessen Anlage an den Anschlag 19 geöffnet wird und über­ schüssiges Druckmittelvolumen über die zentrale Bohrung 10 und das Zentralregelventil 14 in den Druckmittel-Reserve­ behälter 9 fließen kann.

Das Zentralregelventil 14 öffnet und schließt also beim Bremsen außerhalb des Antiblockierregelmodus nahe der Bremslösestellung und wird auch nur in dieser Stellung von hydraulischem Druckmittel durchströmt.

Bei einer Bremsbetätigung und einsetzendem Antiblockier­ regelmodus beginnen unmittelbar die nicht mitdargestellten Hydraulikpumpen Druckmittel zu fördern. Dieses Druckmittel fließt in die Hauptbremsleitungen und somit auch in die Arbeitskammer 6. Das einströmende Druckmittelvolumen in der Arbeitskammer 6 verschiebt den Hauptbremskolben 1 ent­ gegen der Betätigungsrichtung, bis die Bremslösestellung erreicht ist und das Zentralregelventil 14 öffnet. In dieser Stellung ist kein weiterer Druckaufbau durch zuströmendes Druckmittelvolumen in der Arbeitskammer 6 möglich, da die Verbindung der Arbeitskammer 6 mit dem Druckmittel-Reservebehälter 9 hergestellt ist.

In neueren Hauptbremszylindern ist der Anschlag 19 definiert verschiebbar angeordnet, so daß das Zentralre­ gelventil 14 nicht nur in der Bremslösestellung, sondern auch im Bereich eines definierten Hubes des Hauptbremskol­ bens 1, bedingt durch die Stellung des Anschlages 19, öffnet und schließt und ein Zurückstellen des Hauptbrems­ kolbens 1 in die Bremslösestellung bei Einsetzen der Anti­ blockierregelung verhindert wird. Diese neueren tech­ nischen Anordnungen bedingen eine noch höhere Betätigungs­ häufigkeit und Regelgenauigkeit dieses Zentralregelventils 14, sowie ein noch sichereres Ausschließen von Funktions­ störungen etwa durch Schmutzpartikel im hydraulischen Druckmittel.

In Fig. 2 ist ein Schaltplan für das Zentralregelventil 14 mit den Filtern 20, 21 und mit Rückschlagventilen 20′ und 21′ dargestellt. Aus diesem Plan ist ersichtlich, daß vom Zentralregelventil 14 in Richtung Filter 20 strömendes Druckmittel ungefiltert über das in Bypass 20′′ angeordne­ te Rückschlagventil 20′ zur Arbeitskammer 6 sowie in Rich­ tung Filter 21 strömendes Druckmittel über das in Bypass 21′′ angeordnete Rückschlagventil 21′ ungefiltert zum Druckmittel-Reservebehälter 9 strömen kann. Aus diesem Schaltbild ist die Spülwirkung und der Schmutzpartikel­ transport in definierte Richtungen ersichtlich. Ebenso ist erkennbar, daß zwar Druckmittel ungefiltert das Zentral­ regelventil 14 in beliebige Richtung verlassen, jedoch nur gefiltert aus der Arbeitskammer 6 bzw. vom Druckmittelbe­ hälter 9 zum Zentralregelventil 14 strömen kann.

In Fig. 3 und 4 ist ein zylindrisches Filter 20 bzw. 21 dargestellt, das mit einem Rückschlagventil 20′ bzw. 21′ kombiniert ist. Auf einem gemeinsamen kreisförmigen Grund­ körper 22 mit Quersteg ist auf der einen Teilfläche, die durch den Quersteg und einen Teilkreis gebildet ist, eine Filterfläche 23 angeordnet, auf dem übrigen Teil der aus Teilkreis und Quersteg gebildeten Fläche ist eine als Schließkörper 24 fungierende Ventilklappe angeordnet. Die Filterfläche 23 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 als Quasi-Zylinder mit halbkreisförmigen Grundflächen ausgebildet.

In Fig. 5 ist der Filter 21 ein auf einer Seite mit einer Ausnehmung versehener Zylinder in der das Ventilbetäti­ gungsglied 17 dicht geführt ist. Eine Manschette 26 wirkt als Schließkörper in einer Vorzugströmungsrichtung, das in der Gegenstromrichtung schließt. In diesem Beispiel wird der Filter 21 in Ausblasrichtung von den etwa vorhandenen Schmutzpartikeln umströmt, die in der Vorzugsrichtung das Zentralregelventil verlassen können.

In Fig. 6 ist der Filter 20 bzw. 21 ein auf einer Seite offener Zylinder, dessen Mantelfläche als Filter ausgebil­ det ist, und dessen gelochte Stirnfläche mit einer als Rückschlagventil wirkenden Lamellendichtung 25 versehen ist.

Bezugszeichenliste:

 1 Hauptbremskolben
 2 Hauptbremszylinder
 3 Bremspedal
 4 Arbeitsfläche des Hauptbremskolbens
 5 Innenzylinder des Hauptbremszylinders
 6 Arbeitskammer
 7 Ausgang zur Hauptbremsleitung bzw.
   Hydraulikpumpe
 8 Ausgang zum Druckmittel-Reservebehälter
 9 Druckmittel-Reservebehälter
10 zentrale Bohrung
11 radiale Bohrungen
12 Schließglied
13 Ventilsitz
14 Zentralregelventil
15 Schließfeder
16 Widerlager
17 Ventilbetätigungsglied
18 Lagerbohrung
19 Anschlag für das Ventilbetätigungsglied
20 erstes Filter
20′ Rückschlagventil
20″ Bypass
21 zweites Filter
21′ Rückschlagventil
21″ Bypass
22 Grundkörper
23 Filterfläche
24 Schließkörper
24′ Öffnung
25 Lamellendichtung
26 Manschette

Claims (6)

1. Zentralregelventil (14) mit Filtern (20, 21) im Haupt­ bremskolben (1) eines Hauptbremszylinders (2) einer schlupfgeregelten Bremsanlage mit Druckmittel-Reser­ vebehälter (9), Radbremszylindern und Regelventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fil­ ter (20, 21) des Zentralregelventils (14) mit je einem Rückschlagventil (20′, 21′) kombiniert sind.

2. Zentralregelventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes Rückschlagventil (20′, 21′) in je einem Bypass (21′′, 22′′) zu jedem der Filter (20, 21) angeordnet ist.

3. Zentralregelventil nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Rückschlagventil (20′, 21′) ein Teil des Filters (20, 21) ist.

4. Zentralregelventil nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Filter (20, 21) ein mit einer Öffnung (24′) und einem Schließkörper (24) für diese Öffnung (24′) versehener Zylinder ist.

5. Zentralregelventil nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schließkörper (24) an einer Stirnfläche des Filters (20, 21) angeordnet ist.

6. Zentralregelventil nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schließkörper (24) eine Klappe, eine Lamelle, eine Manschette oder eine Kugel ist.