DE4032877A1 - Durchflussregelventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchflußregelventil, insbesonde­ re für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 35 29 340 A1 ist bereits ein Durchflußregel­ ventil für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen be­ kannt, das in einem Ventilgehäuse eine als Tiefzieh- oder Fließpreßteil ausgeführte Hülse aufnimmt, in die ein spanlos hergestellter, permanent von einer Druckfeder beaufschlagter Reglerkolben eingesetzt ist. Eine im Reglerkolben angeordne­ te und von der Druckmittelquelle beaufschlagte Blendenöff­ nung sorgt über mehrere in der Hülse angeordnete Querbohrun­ gen für eine geregelte Verbindung zum Druckmittelverbrau­ cher, wobei in Abhängigkeit von der Hubbewegung des Regler­ kolbens die Regelkante des Kolbenschaftes den Durchflußquer­ schnitt in den Querbohrungen der Hülse reguliert.

Die Verwendung solcher Durchflußregelventile für schlupfge­ regelte Kraftfahrzeugbremsanlagen erweist sich dabei als verbesserungswürdig, da derartige Druckmittelverbraucher ei­ ner besonders sensiblen Regelung bedürfen, um optimale Rege­ lungsergebnisse zu gewährleisten. Die Ansprechschwelle des Durchflußregelventils wird wesentlich durch die Verwendung engtolerierter Reglerfedern sowie durch die Kolbenreibung beeinflußt. Problematisch anzusehen sind die in Folge der relativ hohen Abregeldrücke erforderlichen langen Reglerfe­ dern, die über den gesamten Vorschalthubbereich wirksam sind sowie die dadurch resultierenden relativ langen Regelungs­ zeit bzw. Hübe bis zum eigentlichen Ansprechen der Volumen­ stromregelung.

Daher ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Durchflußregel­ ventil der eingangs genannten Gattung mit einem verbesserten Ansprechverhalten zu versehen, ohne verhältnismäßig hohe produktionsseitige Aufwendungen hinsichtlich dem Fertigungs­ prozeß und den Qualitätsanforderungen vorsehen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentan­ spruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die Erfindung basiert folglich auf dem Gedanken, in Abhän­ gigkeit der Blendenöffnung und des am ersten Rückschlagven­ til eingestellten Vorhaltedruckes die Rücklauftendenz des Reglerkolbens bei Druckentlastung zu verkleinern, so daß auch bei längerer Bremsdruckeinspeisung der Reglerkolben kurz vor seiner Regelungsposition verharrt.

Die entfernt gegenüber dem Reglerkolben angeordnete kurze Reglerfeder mit hoher Federsteifigkeit ist über den gesamten Vorschalthubbereich des Reglerkolbens zur Gewährleistung ei­ ner sensiblen Reaktion des Reglerkolbens unwirksam, so daß nur zum Zwecke der Abregelung während der Stromreglerfunk­ tion der Reglerkolben an der Reglerfeder zur Anlage gelangt. Des weiteren verfügt der Reglerkolben über ein zweites Rück­ schlagventil, das in der Bremslösestellung unter Einwirkung des am ersten Rückschlagventil anstehenden Vorhaltedrucks die rasche Rückstellung des Reglerkolbens in die Ruhepo­ sition gewährleistet.

Zum Zwecke der Funktionsoptimierung sieht die konkrete Aus­ gestaltung des Erfindungsgedankens gemäß den Merkmalen der Ansprüche 2 und 3 vor, daß das erste Rückschlagventil als Kugelsitzventil und das zweite Rückschlagventil als federbe­ lastete Ringmanschette ausgebildet ist.

Den einzustellenden Abregeldruck des im Abreglungsbereich als Stromregelventil wirksamen Reglerkolbens wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 auf günstige Weise durch die ent­ fernt zum Reglerkolben positionierte kurzbauende Reglerfeder realisiert.

Die Merkmale des Anspruchs 5 beschreiben die bauraumopti­ mierte- sowie reibungsminimierte Ausführungsform des Regler­ kolbens in Form eines Stufenkolbens, der in der Kolbenstufe mit kleinerem Durchmesser das erste Rückschlagventil auf­ nimmt. Die kleinere Kolbenstufe dient zugleich als an der entfernt positionierten Reglerfeder anlegbares Anschlagteil.

Um eine konstante Durchflußregelung des von der Druckmittel­ quelle zum Druckmittelverbraucher strömenden Fluides zu er­ zielen, sieht die Erfindung unter Beachtung der Merkmale des Anspruchs 6 vor, die größere Stirnfläche der Kolbenstufe als Regelkante wirken zu lassen, die mit den beiden Regelkanten einer in der Hülse befindlichen Querbohrung korrespondiert.

Als zweckmäßig erweist sich die Fixierung der Reglerfeder mittels eines zwischen der Hülse und dem Ventilgehäuse ein­ gespannten Federkäfigs, in dem die Feder, beispielsweise teilumschlossen von einem kolbenförmigen Führungsteil, axial beweglich geführt ist.

Die Erfindung soll nachstehend an einem in der Zeichnung ge­ mäß Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläu­ tert werden.

Die Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch das erfindungsge­ mäße Durchflußregelventil, wonach in der Teilansicht darge­ stellt das Ventilgehäuse 14 die den Reglerkolben 1 führende Hülse 15 aufnimmt. Am in der Abbildung rechtsseitigen Ende des Ventilgehäuses 14 ist das Ventilgehäuse 14 als separat verstemmte Verschlußkappe ausgebildet, die in ihrem Inneren die in den Federkäfig 13 eingesetzte Reglerfeder 7 aufnimmt. Ein kolbenförmiges Führungsteil 16 sorgt für die erforder­ liche radiale Federführung, die bei Kontaktierung des Reg­ lerkolbens 1 zustande kommt. Der gegenüber der Reglerfeder 7 in der Hülse 15 positionierte Reglerkolben 1 befindet sich gemäß der Abbildung an der linken Anschlagfläche des Ventil­ gehäuses 14. Die in einer radialen Nut des Reglerkolbens 1 eingesetzte Ringmanschette steht permanent unter Federpres­ sung, wobei die Dichtlippe der Manschette die Funktion des zweiten Rückschlagventils 6 übernimmt, um ein unbeabsichtig­ tes Überströmen des von der Druckmittelquelle kommenden Fluides in den zwischen dem Reglerkolben 1 und den auf Höhe der Querbohrung 10 endenden Vorschaltbereich zu verhindern. Die Hülse 15, die Reglerfeder 17 mit dem Federkäfig 13, so­ wie der Reglerkolben 1 mit dem ersten und zweiten Rück­ schlagventil 3, 6 befinden sich rotationssymmetrisch zur Längsachse des Durchflußregelventils, wobei der erste und zweite Druckmittelanschluß 2, 5 senkrecht zur Hülse 15 das Ventilgehäuse 14 durchdringt. Dabei verhindert ein in eine Umfangsnut der Hülse 15 eingesetzter Dichtring 17 einen Kurzschlußstrom zwischen den beiden Druckmittelanschlüssen 2, 5.

Funktionsweise

Bei Beaufschlagung des von der Druckmittelquelle kommenden ersten Druckmittelanschlusses 2 gelangt das Fluid über einen aus dem Ventilgehäuse 14 und dem Ende der Hülse 15 gebilde­ tenen Zwischenraum 18, der sich bis zur dem Vorschaltraum 19 abgewandten Stirnfläche des Reglerkolbens 1 erstreckt, zum Reglerkolben 1. Damit steht das Druckmittel gleichzeitig über die Blendenöffnung 4 am ersten Rückschlagventil 3 sowie am parallelgeschalteten zweiten Rückschlagventil 6 an. Die Schließkraft der Rückstellfeder 8 am ersten Rückschlagventil 3 liegt gerade über der maximalen Kolbenreibkraft, so daß der Reglerkolben 1 zunächst zügig lediglich im Vorschaltraum 19 bis zur Kontaktierung der Reglerfeder 7 gleitet. Auf eine Wirkung der Reglerfeder 7 im gesamten Vorschalthubbereich wird somit auf vorteilhafte Weise verzichtet. Sobald der Öffnungsdruck des ersten Rückschlagventils 3 überschritten ist, gelangt das Fluid über die Querbohrung 10 zum in Rich­ tung des Druckmittelverbrauchers führenden zweiten Druckmit­ telanschluß 5. Der eigentliche Hub des Reglerkolbens 1 zur Regulierung des Volumenstromes beginnt mit dem Überfahren der hülsenseitigen Querbohrung 10 und entspricht demzufolge der lichten Weite in der Querbohrung von ca. 1,5 bis 3,5 mm. Sobald die Druckdifferenz im Bereich der Blendenöffnung 4 zunimmt, drückt der Reglerkolben 1 die Reglerfeder 7 zusam­ men, andererseits verursacht die an der abgestuften Kolben­ stirnfläche wirksame Regelkante 9 eine Querschnittsverklei­ nerung und damit eine variable Drosselung des Volumenstroms in Richtung des zweiten Druckmittelanschlusses 5. Die Volu­ menstromregelung beginnt zwangsläufig mit der Überdeckung der ersten an der Querbohrung 10 angeformten Regelkante 11 und endet mit der Überdeckung der zweiten Regelkante 12 mit­ tels der am Reglerkolben wirksamen Regelkante 9. Sobald die Versorgung des ersten Druckmittelanschlusses 2, beispiels­ weise durch das Lösen des Bremspedals, unterbrochen wird, erfolgt in Abhängigkeit des am zweiten Rückschlagventil 6 wirksamen Vorhaltedrucks die Rückstellung des Reglerkolbens 1 in seine Ruheposition. Durch die Aufteilung der ansonst verwendeten langen, relativ weichen Reglerfeder in eine re­ lativ harte, kurze Reglerfeder 7 und eine am ersten Rück­ schlagventil 3 wirksamen weiche Rückstellfeder 8 kann auf eine Federwirkung im gesamten Vorschalthubbereich verzichtet werden. Damit unterbleibt einerseits, daß nach dem Zurück­ laufen des Reglerkolbens 1 in die Ruheposition bei erneuter Regelung das gesamte Vorschaltvolumen abgebaut werden muß, bevor der Druck im Druckmittelverbraucher, bzw. in der Brem­ se, überhaupt abgesenkt werden kann. Andererseits entfällt ein relativ großer Vorschalthub, da auch bei längerem Druck­ mittelverbrauch, d. h. bei längerer Bremsung der Reglerkol­ ben 1 dicht vor der Querbohrung 10 verharrt. Beim anschlie­ ßenden Einsetzen einer ABS-Regelung kann sodann überraschend schnell aus dem geregelten Rad der Bremsdruck abgelassen werden. Als außerordentlich vorteilhaft erweist sich auch die Verwendung einer harten, kurzhubigen Reglerfeder 7 in Hinsicht auf die gewünschten engen Fertigungstoleranzen, wo­ durch der Materialausschuß bzw. die Reglerstreuung drastisch verringert werden kann.

Bezugszeichenliste

 1 Reglerkolben
 2 erster Druckmittelanschluß
 3 erstes Rückschlagventil
 4 Blendenöffnung
 5 zweiter Druckmittelanschluß
 6 zweites Rückschlagventil
 7 Reglerfeder
 8 Rückstellfeder
 9 Regelkante
10 Querbohrung
11 Regelkante
12 Regelkante
13 Federkäfig
14 Ventilgehäuse
15 Hülse
16 Führungsteil
17 Druckmittelgehäuse
18 Zwischenraum
19 Vorschaltraum

Claims (7)

1. Durchflußregelventil, insbesondere für schlupfgeregelte Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit einem in einem Ventilge­ häuse eingesetzten Reglerkolben, der in Abhängigkeit von seiner Position eine Verbindung zwischen einem mit einer Druckmittelquelle verbundenen ersten Druckmittelanschluß und einem Druckmittelverbraucher zugeordneten zweiten Druckmittelanschluß herstellt, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) im Reglerkolben (1) in wirkungsmäßiger sowie bau­ licher Reihenschaltung ein in Richtung des ersten Druckmittelanschlusses (2) sperrend wirkendes er­ stes Rückschlagventil (3) sowie eine Blendenöffnung (4) integriert ist,
• b) parallel zur Blendenöffnung (4) und zum ersten Rückschlagventil (3) am Reglerkolben (1) ein in Richtung des zweiten Druckmittelanschlusses (5) sperrend wirkendes zweites Rückschlagventil (6) an­ geordnet ist,
• c) der Reglerkolben (1) an einer im Ventilgehäuse (14) entfernt positionierten Reglerfeder (7) hoher Fe­ dersteifigkeit anlegbar ist.

2. Durchflußregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rückschlagven­ til (3) aus einem mit einer Rückstellfeder (8) kleiner Federsteifigkeit versehenen Kugelsitzventil gebildet ist.

3. Durchflußregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rückschlag­ ventil (6) aus einer federbelasteten Ringmanschette ge­ bildet ist.

4. Durchflußregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernt zur Stirn­ fläche des Reglerkolbens (1) angeordnete Reglerfeder (7) den Druckmittelstrom zum zweiten Druckmittelanschluß (5) zu steuern vermag.

5. Durchflußregelventil nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reglerkolben (1) als Stufenkolben ausgeführt ist, dessen Kolbenstufe mit kleinerem Durchmesser das erste Rückschlagventil (3) aufnimmt, wobei die Kolbenstufe an der entfernt positionierten Reglerfeder (7) anlegbar ist.

6. Durchflußregelventil nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Stirnfläche der Kolbenstufe eine Regelkante (9) aufweist, die mit zwei von einer Querbohrung (10) be­ stimmten Regelkanten (11, 12) zusammenwirkt.

7. Durchflußregelventil nach mindestens einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Reglerfeder (7) aufnehmender Federkäfig (13) zwischen dem Ventilgehäuse (14) und einer ortsfest im Ventilgehäuse (14) eingesetzten Hülse (15) gehalten ist.