DE4403030A1 - Verzögerungsabhängiges Druckregelventil für Fahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verzögerungsabhängiges Druckregel­ ventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Ventile sind beispielsweise aus der DE 22 13 463 C3 und aus der EP 0 111 766 B1 bekannt. Sie sind üblicherweise zwi­ schen einem Hauptbremszylinder und einem oder mehreren Rad­ bremszylindern, meist Hinterradbremszylindern, angeordnet, und derart eingestellt, daß sie bei einer bestimmten Fahrzeug­ verzögerung umschalten und danach einen Druckanstieg in den Hinterradbremszylindern nur noch in einem geringeren Maß zulassen als in den Vorderradbremszylindern. Es ist auch möglich, solche Druckregelventile derart anzuordnen, daß sie auf Querbeschleunigungen eines Fahrzeugs bei Kurvenfahrt reagieren und dafür sorgen, daß bei einer Bremsung während einer Kurvenfahrt der Bremsdruck in den kurveninneren Rad­ bremszylindern in geringerem Maß ansteigt als in den kurven­ äußeren Radbremszylindern. In all diesen Fällen soll ein Überbremsen der durch Beschleunigungs- oder Verzögerungskräfte entlasteten Räder vermieden werden.

Es gibt jedoch Fälle, in denen es wünschenswert ist, in Rad­ bremszylindern, die an ein Druckregelventil der genannten Gattung angeschlossen sind, einen unverminderten Druckanstieg auch dann stattfinden zu lassen, wenn eine (positive oder negative) Beschleunigung auftritt, bei der das Ventil normaler­ weise umschalten würde. In anderen Fällen kann es wünschenswert sein, den Druckanstieg in Radbremszylindern, die an ein Druck­ regelventil angeschlossen sind, schon dann zu verändern oder zu begrenzen, wenn eine vorgegebene Beschleunigung oder Verzö­ gerung, bei der das Druckregelventil normalerweise umschalten würde, noch nicht erreicht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verzögerungsab­ hängiges Druckregelventil derart weiterzubilden, daß es solchen Anforderungen genügt.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Druckregelventil der genannten Gattung dadurch gelöst, daß an das Ventilgehäuse ein Elektromagnet angebaut ist, durch den der Ventilkörper auch verzögerungsunabhängig steuerbar ist.

Das Druckregelventil mit seinen üblichen Bauteilen einerseits und der Elektromagnet andererseits bilden somit eine kompakte Baugruppe, die sich mit geringen Kosten herstellen sowie in gleicher Weise und an gleicher Stelle wie bekannte gattungs­ gemäße Druckregelventile in ein Fahrzeug einbauen läßt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand schematischer Zeichnungen näher beschrieben. In Fig. 1 und 2 ist je ein erfindungsgemäßes Druckregelventil in einem axialen Schnitt dargestellt.

Das in Fig. 1 dargestellte Druckregelventil hat ein rotations­ symmetrisches, abgestuft zylindrisches Ventilgehäuse 10, das in ein Fahrzeug beispielsweise so eingebaut wird, daß seine Achse A in oder parallel zur Längsmittelebene des Fahrzeugs angeord­ net ist und leicht nach vorne ansteigt. Wenn im folgenden von hinten und vorne die Rede ist, so ist eine solche Anordnung des Ventilgehäuses 10 gemeint, ohne daß damit ein anderer Einbau, beispielsweise quer zur Längsmittelebene des Fahrzeugs, aus­ geschlossen sein soll.

Das Ventilgehäuse 10 hat einen hinteren Bohrungsabschnitt 12 von größerem Durchmesser und einen vorderen Bohrungsabschnitt 14 von kleinerem Durchmesser sowie eine vordere Stirnwand 16. Hinten ist das Ventilgehäuse 10 durch einen eingeschraubten Stopfen 18 abgeschlossen, der einen zentralen Fluideinlaß 20 aufweist. Durch den Stopfen 18 sind ein abgestuft zylindrischer Einsatz 22 sowie eine scheibenförmige Blende 24 im Ventil­ gehäuse 10 festgehalten. Die Blende 24 hat mehrere Löcher 26, von denen eines zentral angeordnet ist und die übrigen in gleichen Abständen rings um die Achse A angeordnet sind.

Innerhalb des Einsatzes 22 ist zwischen achsparallel angeord­ neten Rippen 28 eine Einlaßkammer 30 ausgebildet, die einen kugelförmigen Ventilkörper 32 aufnimmt und nach vorne durch einen ringförmigen Absatz 34 begrenzt ist. An den Absatz 34 schließt sich eine axiale Zylinderbohrung 36 im vorderen Teil des Einsatzes 22 an. Der Durchmesser der Zylinderbohrung 36 ist kleiner als der Durchmesser des vorderen Bohrungsabschnittes 14. In der Zylinderbohrung 36 sowie im vorderen Bohrungsab­ schnitt 14 sind entsprechende Abschnitte eines Stufenkolbens 38 geführt, der mit seiner kleineren, nach hinten weisenden Stirnfläche die Einlaßkammer 30, und mit seiner größeren, nach vorne weisenden Stirnfläche innerhalb des vorderen Bohrungsab­ schnittes 14 eine Auslaßkammer 40 begrenzt.

Durch den Stufenkolben 38 hindurch erstreckt sich als Ver­ bindung zwischen der Einlaßkammer 30 und der Auslaßkammer 40 ein axialer Kanal 42, dessen der Einlaßkammer 30 zugewandtes Ende von einem Ventilsitz 44 umgeben ist. Der Ventilsitz 44 ist an einem ringförmigen Elastomerkörper 46 ausgebildet, der mit einer Blechkappe 48 am hinteren Ende des Stufenkolbens 38 festgehalten ist.

Die vordere Stirnwand 16 des Ventilgehäuses 10 weist einen axialen Fluidauslaß 50 auf, über den das Druckregelventil im Einbauzustand mit einem Zylinder einer oder mehrerer Radbremsen verbunden ist. Dabei handelt es sich im allgemeinen um Hinter­ radbremsen; die Vorderradbremsen des Fahrzeugs werden vom Hauptzylinder meist unmittelbar mit Bremsflüssigkeit versorgt. Als Strömungshindernis zwischen dem Kanal 42 und dem mit ihm fluchtenden Fluidauslaß 50 ist in der Auslaßkammer 40 ein Drosselkörper 52 schwimmend angeordnet.

Soweit bisher beschrieben, entspricht das dargestellte Druck­ regelventil dem aus der EP 0 111 766 B1 bekannten.

Der Stopfen 18 ist einstückiger Bestandteil eines rotations­ symmetrischen Magnetgehäuses 54, das eine Magnetspule 56 sowie einen Magnetanker 58 umschließt. Der so gebildete Elektromagnet 60 ist ebenso wie das Ventilgehäuse 10 und die in ihm enthal­ tenen Bauteile im wesentlichen rotationssymmetrisch in Bezug auf die Achse A.

Der Magnetanker 58 ist radial zum Ventilkörper 32 verschiebbar geführt und hat einen axialen Stößel 62 mit einem zylindrischen Zapfen 64 kleineren Durchmessers, der sich durch das zentrale Loch 26 der Blende 24 erstreckt. Die Länge des Zapfens 64 begrenzt die Verschiebbarkeit des Stößels 62 aus seiner abgebil­ deten Ruhestellung nach vorne in eine Stellung, in der er den Ventilkörper 32 gegen den Ventilsitz 44 drängt, wodurch der axiale Kanal 42 abgesperrt wird. Zwischen dem Hauptteil des Magnetankers 58 und der Blende 24 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Rückstellfeder 66 angeordnet, die den Magnetanker 58 und somit auch den Stößel 62 in der abgebildeten Ruhestellung hält, solange die Magnetspule 56 nicht unter elektrischer Spannung steht.

Axial durch den Elektromagneten 60 hindurch erstreckt sich ein Fluidkanal 68, der einen Leitungsanschluß 70 in einer hinteren Stirnwand 72 unabhängig von der Stellung des Magnetankers 58 mit dem Fluideinlaß 20 des Ventilgehäuses 10 verbindet.

In der abgebildeten Ruhestellung verhält sich das Druck­ regelventil neutral in dem Sinne, daß es einen am Leitungs­ anschluß 10 anstehenden, beispielsweise von einem Haupt­ bremszylinder erzeugten Druck unvermindert zum Fluidauslaß 50 und somit zu angeschlossenen Hinterradbremszylindern weiter­ leitet. Wenn jedoch das Fahrzeug, in welches das Druckregel­ ventil eingebaut ist, einer Beschleunigung oder Verzögerung ausgesetzt ist, die den Ventilkörper 32 nach vorne rollen oder gleiten läßt, so daß er sich an den Ventilsitz 44 anlegt und somit den axialen Kanal 42 verschließt, so wird ein am Leitungs­ anschluß 70 und somit auch am Fluideinlaß 20 stattfindender Druckanstieg nicht mehr im Verhältnis 1 : 1 zum Fluidauslaß 50 übertragen, sondern in einem Verhältnis, das dem Flächenver­ hältnis der beiden Stirnseiten des Stufenkolbens 38 entspricht. Da im dargestellten Beispiel die vordere Stirnfläche die größere ist, hat ein bestimmter Druckanstieg am Leitungs­ anschluß 70 nur noch einen entsprechend geringeren Druckanstieg am Fluidauslaß 50 zur Folge. Gleiches bewirkt das dargestellte Druckregelventil unabhängig von einer am Fahrzeug wirkenden Beschleunigung oder Verzögerung auch dann, wenn der Elektro­ magnet 60 unter Spannung gesetzt wird, so daß der Magnetanker 58 sich gegen die Kraft der Rückstellfeder 66 nach vorne bewegt und den Ventilkörper 32 gegen den Ventilsitz 44 drückt.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Druck­ regelventils kann dadurch abgewandelt werden, daß die Rück­ stellfeder 66 fortgelassen wird. Bei entsprechender Schräglage des Ventilgehäuses 10 genügt die auf den Ventilkörper 32 einwirkende Schwerkraft, um den Magnetanker 58 nach jeder Betätigung in seine abgebildete Ruhestellung zurückzudrängen.

Der Stößel 62 kann auch fest mit dem Ventilkörper 32 verbunden sein, beispielsweise dadurch, daß der Zapfen 64 in den Ventil­ körper 32 eingeschraubt ist. Außerdem kann der Elektromagnet 60 so gepolt sein, daß er in erregtem Zustand den Magnetanker 58 in seiner abgebildeten Ruhestellung festhält. In diesem Fall wird auch der Ventilkörper 32 festgehalten, so daß er bei erregtem Elektromagneten 60 den Ventilsitz 44 selbst dann nicht erreichen kann, wenn eine Beschleunigungs- oder Verzögerungs­ kraft auftritt, die den Ventilkörper 32 normalerweise an den Ventilsitz 44 anpressen würde.

Das Druckregelventil gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten dadurch, daß die Rückstellfeder 66 zwi­ schen dem Magnetanker 58 und der hinteren Stirnwand 72 einge­ baut und so vorgespannt ist, daß sie bei stromlosem Elektromag­ neten 60 den Magnetanker 58, wie abgebildet, nach vorne drückt. Dabei hält der Stößel 62 mit seinem Zapfen 64 den Ventilkörper 32 in Anlage am Ventilsitz 44. Dadurch ist sichergestellt, daß bei Stromausfall stets eine Druckverminderung stattfindet, vorausgesetzt, daß der Stufenkolben 38 in der dargestellten Weise eingebaut ist.

Im Normalfall wird der Elektromagnet 60 des in Fig. 2 darge­ stellten Druckregelventils ständig bestromt, d. h. die Magnet­ spule 56 wird ständig unter elektrischer Spannung gehalten. Infolgedessen nimmt der Magnetanker 58 seine zurückgezogene Stellung ein, in der sein Stößel 62 unwirksam ist, so daß der Ventilkörper 32 sich entsprechend den auf ihn einwirkenden Massenträgheitskräften verhält. Dies bedeutet, daß der Ventil­ körper 32 normalerweise an der Blende 24 anliegt und den Ventilsitz 44 freiläßt, so daß im Druckregelventil keine Druck­ änderung, im dargestellten Beispiel also keine Druckminderung, stattfindet. Der Ventilkörper 32 rollt, solange die Magnetspule 54 unter Spannung steht, nur dann zum Ventilsitz 44 und ver­ schließt diesen, wenn entsprechende Beschleunigungskräfte auf ihn wirken. Dabei handelt es sich um eine negative Beschleuni­ gung, falls der Druckregler in Fahrzeuglängsrichtung eingebaut ist bzw. um eine Querbeschleunigung, wenn der Druckregler quer eingebaut ist.

Claims (7)

1. Verzögerungsabhängiges Druckregelventil für Fahrzeug­ bremsanlagen, mit

• - einem Ventilgehäuse (10), das einen Fluideinlaß (20), einen Fluidauslaß (50), sowie einen dazwischen angeordneten Stufen­ zylinder (14, 36) aufweist,
• - einem Stufenkolben (38), der im Stufenzylinder (14, 36) geführt ist,
• - einem Kanal (42), der an je eine Stirnfläche des Stufen­ kolbens (38) angrenzende Zylinderkammern (30, 40) miteinander verbindet und einen Ventilsitz (44) aufweist, und
• - einem verzögerungsabhängig im Ventilgehäuse (10) bewegbaren Ventilkörper (32), der an den Ventilsitz (44) anlegbar ist, um den Kanal (42) abzusperren, dadurch gekennzeichnet, daß an das Ventilgehäuse (10) ein Elektromagnet (60) angebaut ist, durch den der Ventilkörper (32) auch verzögerungsunabhängig bewegbar ist.

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (60) gleichachsig mit dem Ventilgehäuse (10), dem Stufenkolben (38), dem Kanal (42) und dem Ventilkörper (32) angeordnet ist.

3. Druckregelventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (60) einen axialen Fluidkanal (68) enthält, der einen Leitungsanschluß (70) mit dem Fluideinlaß (20) des Ventilgehäuses (10) verbindet.

4. Druckregelventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (60) einen Magnetanker (58) mit einem axialen Stößel (62) zum unmittelbaren Betätigen des Ventilkörpers (32) aufweist.

5. Druckregelventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (62) durch eine Blende (24) erstreckt, die zwischen Fluideinlaß (20) und Ventilkörper (32) im Ventilgehäuse (10) befestigt ist.

6. Druckregelventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (24) als Anschlag zur Begrenzung des Stößels (62) in Richtung Ventilkörper (32), sowie zur Begrenzung der Bewegung des Ventilkörpers (32) in Richtung Stößel (62), ausgebildet ist.

7. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (32) zugleich verzögerungsabhängig bewegbare träge Masse und Anker des Elektromagneten (60) ist.