DE4312414B4

DE4312414B4 - Ventilanordnung für eine Bremsblockierschutz-Einrichtung

Info

Publication number: DE4312414B4
Application number: DE19934312414
Authority: DE
Inventors: Ortwin Engfer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2013-04-17
Also published as: DE4312414A1; JPH072074A

Abstract

Ventilanordnung, insbesondere zur Verwendung in einer Bremsblockierschutz-Einrichtung zwischen einer Brems-Druckquelle (2) und einem Radbremszylinder (4), mit einem ersten Einzel-Ventil (16/17), das einen gesteuert bewegbaren Schließkörper (16) und einen beweglichen Ventilsitz (17) und einen kleinen Durchströmquerschnitt (18) besitzt, mit einem zweiten Einzel-Ventil (19/20; 34/35), das einen Schließkörper (19; 34) und einen ortsfesten Ventilsitz (20; 35) und einen größeren Durchströmquerschnitt besitzt, und mit einer Steuereinrichtung, die eine elektrische Spule (16) einen Magnetanker (15) und wenigstens eine Feder (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung von der Brems-Druckquelle (2) zum Radbremszylinder (4) der Schließkörper (19; 34) des zweiten Einzel-Ventils (19/20; 34/35) vor seinem Ventilsitz (20; 35) beweglich angeordnet ist, daß in der Richtung von der Brems-Druckquelle (2) zum Radbremszylinder (4) der Schließkörper (16) des ersten Einzel-Ventils (16/17) hinter seinem Ventilsitz (17) angeordnet ist, und daß die Feder (14) als eine Schließfeder für das erste Einzel-Ventil (16/17) und als eine Öffnungsfeder für das zweite Einzel-Ventil...

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Ventilanordnung für eine Bremsblockierschutz-Einrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Eine derartige Ventilanordnung ist bekannt durch die DE-AS 21 38 182 .

Die bekannte Ventilanordnung ist für eine Bremsblockierschutz-Einrichtung geeignet und hat eine elektromagnetische Steuereinrichtung, die bei Beginn des Blockierschutzbetriebes auf die Ventilanordnung wirkt zum Absperren der Verbindung vom Hauptbremszylinder zu den Radbremsen. Beim Absperrvorgang wird mittels eines schiebend wirkenden Magnetankers zunächst ein Ventil, das einen als eine Drossel benutzbaren kleinen Durchströmquerschnitt besitzt, und dann ein weiteres Ventil, das mit einem größeren Durchströmquerschnitt ausgestattet ist, geschlossen.

Der Absperrvorgang mittels der Magnetkraft der Steuereinrichtung wird noch durch eine Strömung von Druckmittel aus dem Hauptbremszylinder zum Radbremszylinder unterstützt. Eine bei andauerndem Blockierschutzbetrieb vorhandene Druckdifferenz zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Radbremszylinder kann das Ventil, das den größeren Ventilquerschnitt besitzt, in der Absperrstellung halten.

Die beiden Ventile werden im elektrisch stromlosen Zustand und bei fehlender Druckdifferenz durch Federkräfte in geöffneten Stellungen gehalten. Die Federkräfte sind mindestens so groß, daß eine bei einer Panikbremsung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Radbremszylinder ersseugte Druckdifferenz bzw. Strömung die Ventile nicht ungewollt in deren Schließstellungen steuert.

Andererseits ist zum Schließen der Ventilanordnung eine Magnetkraft zu erzeugen, die größer als die Summe der Federkäfte ist.

Weil bei einsetzendem Blockierschutzbetrieb unmitelbar nach dem Schließen des kleinen Durchströmquerschnitts auch das Schließen des größeren Durchströmquerschnitts gegebenenfalls mit Unterstützung durch strömendes Druckmittel rasch erfolgt, kommt eine zwischen dem Hauptbremszylinder und der Ventilanordnung befindliche Druckmittelsäule abrupt zum Stillstand.

Dies hat den Nachteil, daß hydraulische und mechanische Schwingungen ausgelöst werden, die sich als unangenehme Schaltgeräusche bemerkbar machen. Ferner verursacht die unter Einschaltung der elektromagnetischen Steuereinrichtung zustande kommende Bewegungsenergie des Magnetankers während des Blockierschutzbetriebes eine von Schaltgeräusch begleitete verschleißfördernde Einwirkung auf den Ventilsitz wenigstens des den engeren Durchlaßquerschnitt besitzenden Ventils.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung zu schaffen, die im Blockierschutzbetrieb weitgehend hydraulische und mechanische Schwingungen sowie Schaltgeräusche und Verschleiß vermeidet.

Vorteile der Erfindung

Diese Aufgabe wird bei einer Ventilanordnung der eingangs genannten Gattung durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs ergeben den Vorteil, daß anläßlich eines Beginns eines Blockierschutzbetriebes die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem wenigstens einen Radbremszylinder im Umfang des kleinen Durchströmquerschnitts des einen Ventils offen gehalten werden kann durch Auswahl der Länge einer Zeitspanne, während der die Steuereinrichtung eingeschaltet wird. Ein abruptes Stillsetzen der Druckmittelsäule wird dadurch vermieden. Die Ventilschließkräfte für das Ventil mit dem kleinen Durchströmquerschnitt liefert eine Feder, und die Magnetkraft dient lediglich zum Öffnen dieses Ventils.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: 1 ein Schema einer Bremsblockierschutz-Einrichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilanordnung im Schnitt und 2 eine gleichartige Bremsblockierschutz-Einrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilanordnung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine Bremsanlage gemäß der 1 ist mit einem Bremskraftverstärker 1 und mit einem Hauptbremszylinder 2 als Bremsdruckquelle ausgerüstet, an den über eine Bremsleitung 3 wenigstens ein Radbremszylinder 4 einer Radbremse 5 angeschlossen ist, wobei in die Bremsleitung 3 eine Ventilanordnung 6 einer Bremsblockierschutz-Einrichtung eingesetzt ist. Die Ventilanordnung 6 dient als Einlaßventil im Bremsblockierschutz-Betrieb. Hinter der Ventilanordnung 6 zweigt von einer Bremsleitung 3' aus eine Rückleitung 7 ab, die über ein Auslaßventil 8 und eine Rückförderpumpe 9 zurück in Richtung zum Hauptbremszylinder 2 verläuft.
Die Ventilanordnung 6 ist elektromagnetisch steuerbar. Sie ist im Schnitt dargestellt, so daß zu erkennen ist, daß eine Spule 10 mit Anschlußfahnen 11 versehen ist und ein Ankerführungsrohr 12 umgibt, in dem ein feststehender Kern 13 und ein durch Magnetkraft, die durch Strombeaufschlagung der Spule 10 erzeugbar ist, gegen die Kraft einer Feder 14 bewegbarer Magnetanker 15 angeordnet sind.
An seiner Unterseite trägt der Magnetanker 15 eine Kugel 16, die ein Ventilschließkörper für einen Ventilsitz 17 eines ersten Einzelventils 16/17 ist. Der Ventilsitz 17 ist an einer erweiterten Ausmündung eines engen, als Drossel 18 wirksamen Durchströmquerschnitts gebildet, der eine den Ventilsitz 17 aufweisende Scheibe 19 koaxial durchdringt. Die Drossel 18 hat einen Durchmesser von beispielsweise 0,15 mm.
Die Scheibe 19 ist außerdem auch noch ein Schließkörper für einen Ventilsitz 20, der an einer Gehäuseschulter 21 gebildet ist. Der Scheiben-Schließkörper 19 und der Ventilsitz 20 bilden zusammen ein zweites Einzel-Ventil 19/20 der Ventilanordnung 6. Mit seinem Umfang liegt der Scheiben-Schließkörper 19 gewöhnlich an mehreren Axialvorsprüngen 22 einer Buchse 23 an, die koaxial in die Ventilanordnung 6 eingesetzt ist. Dabei ist es wichtig, daß die Höhenlage der Buchse 23 in der Ventilanordnung 6 genau festgelegt ist. um den Schließhub des zweiten Einzel-Ventils 19/20 mit dem Arbeitshub des Ankers 15 abzustimmen. Hierbei ist der Arbeitshub des Ankers 15 größer als der Schließhub des zweiten Einzel-Ventils 19/20.
Die Wirkflächen der beiden Ventilsitze 17 und 20 stehen in einem Verhältnis von beispielsweise 1:1000. Die Feder 14 hat beispielsweise eine Vorspannung, die so stark ist, daß sie einer Druckdifferenz von etwa 100 bar die Waage hält. Das bedeuet, daß dann, wenn der Scheiben-Schließkörper 19 gegen die Kraft der Feder 14 an dem Ventilsitz 20 anliegen soll, der Hauptbremszylinder 2 einen Druck liefern muß, der 100 bar über dem im Radbremszylinder 4 vorhandenen Radbremsdruck liegen muß. Zwischen der hauptbremszylinderseitigen Bremsleitung 3 und der Buchse 23 ist in einem Ventil-Einsatz 24 eine Drosselscheibe 25 mittels Bördelung festgehalten. Zentral ist die Drossel-Scheibe 25 mit einer Drossel 26 versehen. Die Drossel 26 dient als Vordrossel. Sie verhindert ein ungewolltes Schließen des zweiten Einzel-Ventils 19/20, falls eine Panik-Bremsung erfolgt. Hierzu ist es notwendig, daß der freie Durchlaß des zweiten Einzel-Ventils 19/20 wesentlich größer ist als der Durchflußquerschnitt der Drossel 26.
Zwischen einer Unterseite des Ventil-Einsatzes 24 und einem Gehäuseboden 27 ist eine Einlaßkammer 28 gebildet, in die einerseits die vom Hauptzylinder 2 herangeführte Bremsleitung 3 mündet, andererseits aber auch eine von der Rückförderpumpe 9 kommende Rückleitung 29 hineinführt.
Es ist noch zu bemerken, daß oberhalb des Kugel-Schließkörpers 16 des ersten Ventils 16/17 ein Loch 30 in der Wand des Ankerführungsrohres 12 vorgesehen ist, das zu einer Auslaßkammer 31 führt, an welche der zum Radbremszylinder 4 führenden Teil der Bremsleitung 3' angeschlossen ist. Die Auslaßkammer 31 ist in Richtung zur Spule 10 mittels eines Dichtrings 32 abgeschlossen, der das Ankerführungsrohr 12 dicht umschließt.
Wirkungsweise
Bei Normalbremsungen sind Spulen 10, 45 der Ventilanordnung 6 und des Auslaßventils 8 stromlos. Das zweite Einzelventil 19/20 der Ven tilanordnung 6 ist offen, das Auslaßventil 8 ist geschlossen. Druckmittel aus dem Hauptzylinder 2 fließt praktisch ungehindert durch die Bremsleitung 3, durch die Einlaßkammer 28 und die Drossel 26, durch die Buchse 23 und vorbei an den Axialvorsprünqen 22 durch das offene zweite Einzel-Ventil 19/20, durch das Loch 30 im Ankerführungsrohr 12 in die AuslaBkammer 31 und dann durch die Bremsleitung 3' zum Radbremszylinder 4.
Erkennt ein nicht dargestelltes Steuergerät der Blockierschutz-Einrichtung eine Blockiergefahr, so werden vom Steuergerät das Auslaßventil 8, ein Motor 9a der Pumpe 9 und die einlaßseitige Ventilanordnung 6 gleichzeitig elektrisch bestromt. Hierbei erhält die Ventilanordnung 6 jedoch nur einen Stromimpuls, zu dessen Erzeugung das nicht dargestellte elektronische Steuergerät vorprogrammiert ist.
In der Ventilanordnung 6 wird unter der Wirkung der bestromten Spule 10 der Magnetanker 15 gegen die Kraft der Feder 14 zum Kern 13 gezogen. Das erste Einzel-Ventil 16/17 wird geöffnet und macht dadurch den Schließkörper 19 des zweiten Einzel-Ventils 19/20 frei beweglich. Durch das offene AuslaBventil 8 strömt Druckmittel zum Einlaß der laufenden Pumpe 9 und wird von dieser durch die Leitung 29 in die Kammer 28 zum Schließkörper 19 gefördert. Eine dadurch erzeugte Strömung bewegt den Schließkörper 19 auf seinen Sitz 20. Dadurch wird der Durchfluß zwischen dem Ventilsitz 20 und dem Scheiben-Schließkörper 19 beendet.
Hiermit ist nur noch ein durch die Drossel 18 verminderter Durchfluß wirksam, so daß der Druck in der Kammer 31 und damit der Bremsdruck im Radbremszylinder absinkt als Folge der Arbeit der Pumpe, die mehr wegfördert als durch die Drossel 18 zuströmt. Die impulsartige Bestromung der Spule 10 der Ventilanordnung 6 ist so bemessen, daß ein sicheres Schließen des zweiten Einzel-Ventils 19/20 durch die Strömung möglich ist. Beispielsweise genügen hierfür 10 ms. Nach dem Ende der Bestromung und demzufolge dem Schließen des ersten Einzel-Ventils 16/17 erfolgt eine beschleunigte Bremsdruckabsenkung, da ein Nachstrcimen durch die Drossel 18 unterbunden ist.
Erkennt das Steuergerät der Bremsblockierschutz-Einrichtung, daß die Blockiergefahr infolge von Bremsdruckabsenkung vorbei ist, wird das Auslaßventil 8 geschlossen, und die Höhe des Bremsdrucks im Radbremszylinder 4 bleibt erhalten. Gemäß einer vorwählbaren Programmierung des elektronischen Steuergeräts wird anschließend durch Bestromen der Spule 10 der Ventilanordnung 6 beispielsweise durch Gleichstrom oder durch getakteten Strom, gegebenenfalls mit variablem Taktverhältnis, eine gezielte Bremsdrucksteigerung durch ein- oder mehrmaliges Öffnen und Schließen des ersten Einzel-Ventils 16/17 bewirkt.
Sobald das Steuergerät der Bremsblockierschutz-Einrichtung eine erneute Blockiergefahr erkennt, wird das Auslaßventil 8 wieder bestromt, so daß der Bremsdruck absinkt und die Blockiergefahr verschwindet.
Läßt zur Beendigung einer Bremsung der Fahrer das Bremspedal los, dann sinkt der Druck im Hauptbremszylinder 1. Dann sinkt auch der Bremsdruck im Radbremszylinder 4 durch Abfluß von Druckmittel durch die Drossel. 18 und gegebenenfalls die Rückförderpumpe 9. Schließlich ist ein Druckgefälle von der Bremsleitung 3 zur Bemsleitung 3' so weit gesunken, daß die Feder 14 den Schließkörper 19 von dem Ventilsitz 20 wegdrückt. Nunmehr ist die einlaßseitige Ventilanordnugn 6 wieder frei durchströmbar. Und bei einer nachfolgenden Bremsung kann Druckmittel aus dem Hauptbremszuylinder 2 praktisch unbehindert zum wenigstens einen Radbbremszylinder 4 strömen.
Die erfindungsgemäße Ventilanordnung 6 wurde nur in Verbindung mit einer von dem Hauptbremszylinder 2 ausgehenden Bremsleitung 3 und einer zu einem Radbremszylinder 4 führenden weiteren Bremsleitung 3' beschrieben, was zur Beschreibung der erfindungswesentlichen Merkmale schon ausreicht. Je nach Bedarf kann man einer jeden Radbremse eines Fahrzeugs eine eigene Ventilanordnung 6 zuordnen,
Die 2 zeigt eine Abwandlung der Bauart nach der 1. Entsprechende Teile tragen die gleichen Bezugszahlen. Hier hat ein zweites Einzel-Ventil 34/35 statt eines Flachsitzes einen kegeligen Ventilsitz 35, und ein Schließkörper 34 des zweiten Einzel-Ventils 34/35 ist abdichtend an den Ventilsitz 35 anlegbar. Der Schließkörper 34 hat eine gestufte Durchgangsbohrung 37 mit einer Schulter 38, an der eine mit einer Drossel 39 versehene Drosselscheibe 40 unter der Kraft einer Rückholfeder 41 anliegt. Der Schließkörper 34 hat mehrere Nuten 42 für den Druckmitteldurchgang. Am unteren Ende des Ventileinsatzes 36 ist eine Drosselscheibe 43, die eine Drosselöffnung 44 aufweist. durch Bördelung festgehalten. Diese Drosselöffnung 44 entspricht der Drossel 26 gemäß der 1 und dient also ebenfalls als Vordrossel, während die enge Drossel 39 der Drossel 18 gleichzuzsetzen ist und den kleineren Durchströmquerschnitt des ersten Einzel-Ventils 34/35 bereitstellt.
Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der 2 ist weitgehend gleich derjenigen des esten Ausführungsbeispiels gemäß der 1, jedoch bewirkt hier die neu hinzugefügte Rückholfeder 41, daß das zweite Einzel-Ventil 34/35 auch unabhängig von einer Druckdifferenz bzw. Strömung schließt sobald der Magnetanker 15 herangezogen wird. Hiermit wird auch ein rascheres Schließen des zweiten Einzel-Ventils 34/35 erzielt.

Claims

Ventilanordnung, insbesondere zur Verwendung in einer Bremsblockierschutz-Einrichtung zwischen einer Brems-Druckquelle (2) und einem Radbremszylinder (4), mit einem ersten Einzel-Ventil (16/17),das einen gesteuert bewegbaren Schließkörper (16) und einen beweglichen Ventilsitz (17) und einen kleinen Durchströmquerschnitt(18) besitzt, mit einem zweiten Einzel-Ventil (19/20; 34/35), das einen Schließkörper (19; 34) und einen ortsfesten Ventilsitz (20; 35) und einen größeren Durchströmquerschnitt besitzt, und mit einer Steuereinrichtung, die eine elektrische Spule (16) einen Magnetanker (15) und wenigstens eine Feder (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung von der Brems-Druckquelle (2) zum Radbremszylinder (4) der Schließkörper (19; 34) des zweiten Einzel-Ventils (19/20; 34/35) vor seinem Ventilsitz (20; 35) beweglich angeordnet ist, daß in der Richtung von der Brems-Druckquelle (2) zum Radbremszylinder (4) der Schließkörper (16) des ersten Einzel-Ventils (16/17) hinter seinem Ventilsitz (17) angeordnet ist, und daß die Feder (14) als eine Schließfeder für das erste Einzel-Ventil (16/17) und als eine Öffnungsfeder für das zweite Einzel-Ventil (19/20; 34/35) ausgebildet ist und der Magnetanker (15) zum Öffnen des ersten Einzel-Ventils (16/17) angeordnet ist.
Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten Einzel-Ventil (34/35) eine im Schließsinn wirkende zweite Feder (41) zugeordnet ist, die schwächer ausgebildet ist als die erste Feder (14).
Ventilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchström-Querschnitt des zweiten Einzel-Ventils (19/20; 34/35) größer ist als ein Querschnitt einer in Reihenschaltung dem zweiten Einzel-Ventil (19/20; 34/35) zugeordneten Drossel (26, 44).
Bremsblockierschutz-Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (19) des zweiten Einzel-Ventils (19/20) und der Ventilsitz (17) des ersten Einzel-Ventils (16/17) als ein Bauteil ausgebildet sind.
Ventilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (16) des ersten Einzel-Ventils (16/17) mit dem Magnetanker (15) fest verbunden ist.