DE4202217C2

DE4202217C2 - Controllable check valve, in particular a central valve for a master brake cylinder

Info

Publication number: DE4202217C2
Application number: DE19924202217
Authority: DE
Inventors: Rudolf Cezanne; Gunnar Nees
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: DE4202217A1

Description

Die Erfindung betrifft ein steuerbares Rückschlagventil, insbesondere ein Zentralventil für einen Hauptbremszylinder, mit einem Ventilsitz und einem mechanisch gegen die Strömungsrichtung in seine Offenstellung bewegbaren Ventil element, das einen Ventilkopf mit einem an den Ventilsitz andrückbaren Dichtkörper aus elastomerem Werkstoff und einen in einer Ventilbohrung geführten Stößel aufweist.The invention relates to a controllable check valve, in particular a central valve for a master brake cylinder, with one valve seat and one mechanically against the Flow direction in its open position movable valve element that has a valve head attached to the valve seat pressable sealing body made of elastomeric material and has a tappet guided in a valve bore.

Ein steuerbares Rückschlagventil der angegebenen Art ist aus dem Bremsenhandbuch der Alfred Teves GmbH, 8. Neuauf lage 1984, Seiten 74, 75 in der Verwendung als Zentralven til in einem Tandem-Hauptbremszylinder bekannt, der für verschiedene Fahrzeugtypen mit Anti-Blockier-System entwickelt wurde. Das Zentralventil steuert hierbei eine Verbin dung zwischen den Druckraum und dem Ausgleichsbehälter des bekannten Hauptbremszylinders, wobei es sich als weniger empfindlich gegenüber Druckschwankungen erwiesen hat, die bei Regelvorgängen des Anti-Blockier-Systems auftreten kön nen. Das bekannte Zentralventil hat sich in der Praxis bewährt. Es ist aber nicht für alle Anwendungsfälle geeignet. Ist beispielsweise ein Öffnen des bekannten Zen tralventils bei hohen Druckdifferenzen erforderlich, so können die dabei auftretenden, hohen Strömungsgeschwindig keiten und damit verbundene Kavitationserscheinungen den elastomeren Dichtkörper zerstören.A controllable check valve of the specified type is from the brake manual of Alfred Teves GmbH, 8th new edition 1984, pages 74, 75 used as a central ven til in a tandem master cylinder known for developed various types of vehicles with anti-lock braking system has been. The central valve controls a connection between the pressure chamber and the expansion tank of the known master cylinder, it turns out to be less has proven sensitive to pressure fluctuations can occur during control processes of the anti-lock braking system nen. The well-known central valve has been used in practice proven. But it is not for all use cases suitable. Is for example an opening of the well-known Zen tralventils required at high pressure differences, so the high flow velocity that occurs and associated cavitation symptoms Destroy elastomeric sealing body.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein steuerbares Rückschlag ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auch bei hohen Druckdifferenzen ohne die Gefahr einer Beschädi gung seines elastomeren Dichtkörpers geöffnet werden kann.The object of the invention is a controllable setback to create valve of the type mentioned, which also at high pressure differences without the risk of damage supply of its elastomeric sealing body can be opened.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stößel des Ventilelements mit einem Drosselabschnitt verse hen ist, der in der Schließstellung des Ventilelements in die Ventilbohrung eingreift und mit der Wand der Ventilboh rung einen definierten Drosselspalt bildet und daß durch einen sich an den Drosselabschnitt anschließenden Durchlaß im Stößel die wirksame, axiale Länge des Drosselabschnitts auf einen Wert begrenzt ist, der größer ist als der zum Abheben des Dichtkörpers von dem Ventilsitz erforderliche Hub des Ventilelements und kleiner als der Hub zum Errei chen der Offenstellung des Ventilelements.According to the invention this object is achieved in that the Tappet of the valve element with a throttle section verse hen is in the closed position of the valve element in the valve bore engages and with the wall of the valve bore tion forms a defined throttle gap and that by a passage adjoining the throttle section the effective, axial length of the throttle section in the tappet is limited to a value greater than that at Lifting the sealing body from the valve seat required Stroke of the valve element and less than the stroke to reach Chen the open position of the valve element.

Bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil wird in der Anfangsphase des Öffnungshubs nur ein definierter Drossel spalt geöffnet, so daß auch bei hohen Druckdifferenzen die Strömungsgeschwindigkeiten klein bleiben und es dadurch nicht zu einer Beschädigung des Dichtkörpers und seiner Dichtkante kommt. Erst wenn das Ventil soweit geöffnet ist, daß der erreichte Öffnungsquerschnitt im Bereich des Dicht körpers das Auftreten ungünstig hoher Strömungsgeschwindig keiten nicht mehr zuläßt, tritt der Drosselabschnitt aus der Ventilbohrung heraus und gibt den Zugang zu einem Durchlaß im Stößel frei, der einen ausreichend großen Quer schnitt hat, um einen schnellen Druckabbau zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil hat einerseits den Vorteil, daß es durch die Verwendung eines elastomeren Dichtkörpers schmutzunempfindlich ist, und es ermöglicht andererseits ein Öffnen bei hohen Druckdifferenzen, ohne daß dadurch die Lebensdauer des elastomeren Dichtkörpers beeinträchtigt wird.In the check valve according to the invention is in the Initial phase of the opening stroke only a defined throttle gap opened so that even at high pressure differences Flow velocities remain small and so do it not to damage the sealing body and its Sealing edge comes. Only when the valve is opened so far that the opening cross-section achieved in the area of the seal body the occurrence of unfavorably high flow velocity the throttle section emerges the valve bore and gives access to one Passage in the plunger free of a sufficiently large cross cut to enable rapid pressure reduction. The check valve according to the invention has the one hand Advantage that it is through the use of an elastomer Sealing body is insensitive to dirt, and it allows on the other hand, opening at high pressure differences without that thereby the life of the elastomeric sealing body is affected.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Durchlaß in dem Stößel durch eine Längsbohrung und eine die Längsbohrung kreuzende, dem Dros selabschnitt benachbarte Querbohrung gebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung des Durchlasses ist einfach her stellbar und ermöglicht die Ausbildung des Stößels mit einer durchgehenden zylindrischen Mantelfläche, die sich zur Führung des Stößels in der Ventilbohrung eignet.According to an advantageous embodiment of the invention be provided that the passage in the plunger through a Longitudinal bore and a Dros crossing the longitudinal bore selabschnitt adjacent cross hole is formed. A such design of the passage is simple adjustable and enables the formation of the plunger a continuous cylindrical surface, which itself suitable for guiding the tappet in the valve bore.

Die Betätigung des Ventilelements kann, wie bei dem bekann ten Zentralventil mit Hilfe des Stößels erfolgen. Für andere Anwendungen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, wenn auf der dem Stößel entgegengesetzten Seite des Ventil elements ein Betätigungsstift vorgesehen ist, der das Ven tilelement in seine Offenstellung zieht.The actuation of the valve element can, as was known central valve using the tappet. For other applications, however, it may also be appropriate if on the side of the valve opposite the tappet elements an actuating pin is provided, the Ven tilelement pulls into its open position.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigtThe invention is illustrated below with the aid of an embodiment game explained in more detail, which is shown in the drawing is. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Betätigungsende eines Hauptbremszylinders, dessen Kolben ein erfin dungsgemäß ausgebildetes Zentralventil aufweist und Fig. 1 shows a cross section through the actuating end of a master brake cylinder, the piston of which has a central valve according to the invention and

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts X in Fig. 1. Fig. 2 is an enlarged view of detail X in FIG. 1.

Der dargestellte Hauptbremszylinder weist ein Zylinderge häuse 1 mit einer Zylinderbohrung 2 auf, in der ein Kolben 3 angeordnet ist. In die Zylinderbohrung 2 mündet eine in der Gehäusewand vorgesehene Ausgleichsbohrung 4, die an einen nicht näher dargestellten Ausgleichsbehälter anschließbar ist. Der Kolben 3 ist mit einer Kolbenman schette 5 in der Zylinderbohrung 2 abgedichtet und wird mit Hilfe einer Druckstange 6 betätigt, die in eine Sackbohrung in dem aus der Zylinderbohrung 2 herausragenden Ende 7 des Kolbens 3 hineinragt. Eine in das offene Ende der Zylinder bohrung 2 eingesetzte Manschette 8, die an einer Buchse 9 abgestützt ist, dichtet den Hauptbremszylinder nach außen ab.The master brake cylinder shown has a cylinder housing 1 with a cylinder bore 2 in which a piston 3 is arranged. A compensation bore 4 provided in the housing wall opens into the cylinder bore 2 and can be connected to an expansion tank (not shown in more detail). The piston 3 is sealed with a Kolbenman sleeve 5 in the cylinder bore 2 and is actuated with the aid of a push rod 6 which projects into a blind bore in the end 7 of the piston 3 protruding from the cylinder bore 2 . A in the open end of the cylinder bore 2 inserted sleeve 8 , which is supported on a socket 9 , seals the master cylinder from the outside.

Zur Bildung eines Zentralventils weist der Kolben 3 im Innern des Hauptbremszylinders eine mittige Stufenbohrung 10 auf, die mit ihrer Stufe einen Ventilsitz 11 und mit ihrem Bohrungsabschnitt kleineren Durchmessers eine Ventil bohrung 12 bildet. In der Stufenbohrung 10 befindet sich ein Ventilelement 13 mit einem Ventilkopf 14, der einen Dichtkörper 15 aus elastomerem Werkstoff trägt, und mit einem zylindrischen Stößel 16, der in der Ventilbohrung 12 angeordnet ist. Der Stößel 16 weist eine Längsbohrung 17 und eine die Längsbohrung 17 kreuzende Querbohrung 18 auf, die einen Durchlaß bilden. Der Stößel 16 ragt mit seinem dem Ventilkopf 14 entgegengesetzten Ende aus der Ventil bohrung 12 heraus in eine quer zur Ventilbohrung 12 verlau fende, durchgehende Bohrung 19 im Kolben 3, die mit der Ausgleichsbohrung 4 in Verbindung steht. In der Bohrung 19 befindet sich ein Anschlagstift 20, der in einem den Kolben 3 umgebenden Anschlagring 21 befestigt ist. Der Anschlag ring 21 ist gegenüber dem Kolben 3 axial beweglich und stützt in der Bremslösestellung den Kolben 3 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 22 an einer im Zylindergehäuse 1 befestigten Anschlagscheibe 23 ab. Der zylindrische Anschlagstift 20 bildet für den Stößel 16 einen Anschlag, durch den das Ventilelement 13 aufgestoßen wird, bevor der Kolben 3 seine Bremslösestellung erreicht. Die mit dem Anschlagstift 20 zusammenwirkende Stirnfläche 26 des Stößels 16 weist eine Einsenkung auf, damit das Druckmittel ungehindert zwischen dem Stößel 16 und dem Anschlagstift 20 hindurchtreten kann. In der Bremslösestellung hält der Anschlagstift 20 das von einer Ventilfeder 24 in Schließrichtung belastete Ventilelement 13 in einer Offen stellung, in der der Dichtkörper 15 von dem Ventilsitz 11 abgehoben ist und die Querbohrung 18 sich außerhalb der Ventilbohrung 12 befindet.To form a central valve, the piston 3 in the interior of the master cylinder has a central stepped bore 10 , which forms a valve seat 11 with its step and a valve bore 12 with its smaller diameter bore section. In the stepped bore 10 there is a valve element 13 with a valve head 14 , which carries a sealing body 15 made of elastomeric material, and with a cylindrical tappet 16 , which is arranged in the valve bore 12 . The plunger 16 has a longitudinal bore 17 and a transverse bore 18 crossing the longitudinal bore 17 , which form a passage. The plunger 16 protrudes with its valve head 14 opposite end from the valve bore 12 out in a transverse to the valve bore 12 duri fende, through bore 19 in the piston 3 , which is in communication with the compensating bore 4 . In the bore 19 there is a stop pin 20 which is fastened in a stop ring 21 surrounding the piston 3 . The stop ring 21 is axially movable relative to the piston 3 and supports the piston 3 in the brake release position against the force of a return spring 22 from a stop disc 23 fastened in the cylinder housing 1 . The cylindrical stop pin 20 forms a stop for the tappet 16 , through which the valve element 13 is pushed open before the piston 3 reaches its brake release position. The cooperating with the stop pin 20 end face 26 of the plunger 16 has a depression, so that the pressure medium unhindered between the plunger 16 and pass through the stopper pin 20 can. In the brake release position of the stop pin 20 holds position the loaded by a valve spring 24 in the closing direction of the valve element 13 in an open, in which the sealing body is lifted 15 from the valve seat 11 and the transverse bore 18 is located outside of the valve bore 12th

Der Außendurchmesser des Stößels 16 ist um ein definiertes Maß kleiner als der Innendurchmesser der Ventilbohrung 12. Auf diese Weise wird ein Drosselspalt gebildet, der eine Drosselwirkung entfaltet, wenn sich die Querbohrung 18 bei teilweise geöffnetem Ventil innerhalb der Ventilbohrung 12 befindet. Maßgebend für die Drosselwirkung ist der zwischen dem Ventilkopf 14 und der Querbohrung 18 liegende Dros selabschnitt 25 des Stößels 16, da die Drosselwirkung an der Querbohrung 18 abnimmt. Die Länge des Drosselabschnitts 25 ist so bemessen, daß er nur in der ersten Phase der Öff nungsbewegung des Ventilelements 13 wirksam ist, wobei der die Ventilbohrung 12 passierende Druckmittelstrom so stark gedrosselt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit am Dicht körper 15 ausreichend klein bleibt und der Dichtkörper 15 nicht durch Kavitation beschädigt wird. Diese Öffnungsphase ist in Fig. 1 und in der oberen Hälfte von Fig. 2 gezeigt. Erst wenn in der zweiten Phase der Öffnungsbewe gung der Dichtkörper 15 so weit von dem Ventilsitz 11 ent fernt ist, daß der Strömungsquerschnitt zwischen dem Dicht körper 15 und dem Ventilsitz 11 ausreichend groß ist und dort keine hohen Strömungsgeschwindigkeiten mehr auftreten können, tritt die Querbohrung 18 aus der Ventilbohrung 12 heraus. Das Druckmittel kann daraufhin nahezu ungedrosselt durch die Querbohrung 18 und die Längsbohrung 17 in die Bohrung 19 und zur Ausgleichsbohrung 4 gelangen, um einen schnellen Druckabbau zu ermöglichen. Diese Öffnungsphase ist in der unteren Hälfte von Fig. 2 gezeigt. The outside diameter of the tappet 16 is smaller than the inside diameter of the valve bore 12 by a defined amount. In this way, a throttle gap is formed, which has a throttling effect when the transverse bore 18 is located inside the valve bore 12 when the valve is partially open. Decisive for the throttle effect is the lying between the valve head 14 and the transverse bore 18 Dros selabschnitt 25 of the plunger 16 , since the throttle effect on the transverse bore 18 decreases. The length of the throttle section 25 is dimensioned such that it is only effective in the first phase of the opening movement of the valve element 13 , the pressure medium flow passing through the valve bore 12 being throttled so much that the flow velocity on the sealing body 15 remains sufficiently small and the sealing body 15 is not damaged by cavitation. This opening phase is shown in FIG. 1 and in the upper half of FIG. 2. Only when in the second phase of the opening movement of the sealing body 15 is so far removed from the valve seat 11 that the flow cross section between the sealing body 15 and the valve seat 11 is sufficiently large and high flow velocities can no longer occur, the transverse bore 18 occurs out of the valve bore 12 . The pressure medium can then pass almost unthrottled through the transverse bore 18 and the longitudinal bore 17 into the bore 19 and to the compensating bore 4 in order to enable rapid pressure reduction. This opening phase is shown in the lower half of FIG. 2.

BezugszeichenlisteReference list

1 Zylindergehäuse
2 Zylinderbohrung
3 Kolben
4 Ausgleichsbohrung
5 Kolbenmanschette
6 Druckstange
7 Ende
8 Manschette
9 Buchse
10 Stufenbohrung
11 Ventilsitz
12 Ventilbohrung
13 Ventilelement
14 Ventilkopf
15 Dichtkörper
16 Stößel
17 Längsbohrung
18 Querbohrung
19 Bohrung
20 Anschlagstift
21 Anschlagring
22 Rückstellfeder
23 Anschlagscheibe
24 Ventilfeder
25 Drosselabschnitt
26 Stirnfläche 1 cylinder housing
2 cylinder bore
3 pistons
4 compensation hole
5 piston sleeve
6 push rod
7 end
8 cuffs
9 socket
10 step bore
11 valve seat
12 valve bore
13 valve element
14 valve head
15 sealing body
16 pestles
17 longitudinal bore
18 cross hole
19 hole
20 stop pin
21 stop ring
22 return spring
23 stop disk
24 valve spring
25 throttle section
26 end face

Claims

1. Controllable check valve, in particular Zentralven valve for a master brake cylinder, with a valve seat and a mechanically movable against the direction of flow in its open position valve element, which has a valve head with a pressable to the valve seat sealing body made of elastomeric material and a plunger guided in a valve bore, thereby characterized in that the plunger ( 16 ) is provided with a throttle section ( 25 ) which, in the closed position of the valve element ( 13 ), engages in the valve bore ( 12 ) and forms a defined throttle gap with the wall of the valve bore ( 12 ) and that through a passage ( 17 , 18 ) in the plunger ( 16 ) the effective axial length of the throttle section ( 25 ) is limited to a value which is greater than the stroke of the valve body ( 11 ) required for lifting the sealing body ( 15 ) Valve element ( 13 ) and smaller than the stroke to reach the open position of the Ventileleme nts ( 13 ).

2. Check valve according to claim 1, characterized in that the passage in the plunger ( 16 ) through a longitudinal bore ( 17 ) and a longitudinal bore ( 17 ) crossing, the throttle section ( 25 ) adjacent transverse bore ( 18 ) is formed.

3. Check valve according to one of the preceding Ansprü surface, characterized in that an actuating pin is provided on the plunger ( 16 ) opposite side of the valve element ( 13 ) which pulls the Ventilele element in its open position.