DE60027399T2 - Lade- und druckablassventil - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventil, durch das Fluid von einer Quelle strömt, um einen Speicher in einer Bremsanlage zu laden, und das bei Fehlen von Fluidstrom von der Quelle einen Fluidstrom von der Leitung zu einem Behälter gestattet, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Schrift DE 3218344 offenbart solch ein Ventil.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In Bremsanlagen ist es heute weit verbreitet, zusammen mit Antiblockierbremsfähigkeiten eine Antriebsschlupfregelungsfunktion mit aufzunehmen. Die Antriebsschlupfregelungsfunktion verwendet viele der Komponenten, die zum Erzielen der Antiblockierbremsfähigkeiten erforderlich sind. Damit die Antriebsschlupfregelungsfunktion ein gewünschtes Betriebsniveau erreichen kann, ist in der Bremsanlage oftmals ein Speicher enthalten. Der Speicher wird durch den Betrieb einer Pumpe in der Bremsanlage auf eine gewünschte Druckhöhe geladen. Beim Laden des Speichers wird Fluid von der Pumpe durch eine flexible Leitung geleitet. Leider wird selbst nach Abschalten der Pumpe der durch die Pumpe zum Laden des Speichers erzeugte Fluiddruck in der Leitung aufrechterhalten, und infolgedessen ist es nach einem gewissen Zeitraum und unter gewissen Bedingungen möglich, dass in der flexiblen Leitung ein Leck entsteht. Um den Fluiddruck in der Leitung zu entlasten, ist vorgeschlagen worden, dass die flexible Leitung über eine gedrosselte Öffnung dauerhaft mit einem Behälter verbunden ist. Dank dieser dauerhaften Verbindung kann der Fluiddruck in der Leitung über einen gewissen Zeitraum auf Behälterdruck abgelassen werden. Leider gestattet diese dauerhafte Verbindung auch, dass ein Teil des dem Speicher durch die Pumpe zugeführten Fluids während der Ladefunktion zum Behälter strömt, und infolgedessen wird die Wirksamkeit der Pumpe durch diesen Strom zum Behälter reduziert.
  • KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Um die volle Kapazität einer Pumpe zum Laden eines Speichers auszunutzen, weist die vorliegende Erfindung ein Ventil auf, das es gestattet, dass die gesamte Ausgabe einer Pumpe während eines Ladevorgangs zu einem Speicher strömt, und wenn der Strom von der Pumpe beendet ist, einem Fluid gestattet, von einer flexiblen Leitung zu einem Behälter zu strömen. Das Ventil weist ein Gehäuse mit einer ersten Bohrung darin auf, die durch eine Eintrittsöffnung mit der Pumpe, durch eine Austrittsöffnung mit dem Speicher und durch eine Auslassöffnung mit dem Behälter verbunden ist. Eine in der ersten Bohrung angeordnete Hülse weist neben der Eintrittsöffnung ein erstes Ende und neben der Austrittsöffnung ein zweites Ende auf. Eine zweite Bohrung in der Hülse, die von dem ersten Ende zum zweiten Ende verläuft, weist einen Mitteldurchmesserabschnitt auf, der durch eine erste Schulter von einem ersten Enddurchmesserabschnitt und durch eine zweite Schulter von einem zweiten Enddurchmesserabschnitt getrennt ist. Eine in dem ersten Enddurchmesserabschnitt angeordnete Kugel wird durch eine erste Feder zur ersten Schulter gedrückt. Ein Flansch an dem zweiten Ende der Hülse hält eine zweite Kugel in dem zweiten Durchmesserabschnitt der Hülse. Ein im zweiten Durchmesserabschnitt angeordneter Gelenkmechanismus weist ein erstes Ende, das die erste Kugel in Eingriff nimmt, und ein zweites Ende, das die zweite Kugel in Eingriff nimmt, auf. Eine in der ersten Bohrung angeordnete zweite Feder drückt die Hülse zur Eintrittsöffnung, damit die erste Feder die erste Kugel an der ersten Schulter anordnen kann. Wenn die erste Kugel angeordnet ist, wird Strömungsverbindung durch den Mitteldurchmesserabschnitt verhindert, während eine freie Verbindung zwischen der Austrittsöffnung und der Auslassöffnung gestattet wird, damit Fluid in der Leitung zum Behälter strömen kann. Wenn die Pumpe aktiviert ist, wird Fluidstrom zur Eintrittsöffnung geleitet. Der der Eintrittsöffnung zugeführte Druck des Fluids erzeugt eine Ladekraft, die auf das erste Ende der Hülse einwirkt, und nach der Überwindung bewegt die zweite Feder die Hülse anfangs zur Auslassöffnung. Wenn sich die Hülse der Auslassöffnung nähert, nimmt die zweite Kugel zunächst einen die Auslassöffnung umgebenden Auslasssitz in Eingriff. Bei Eingriff der zweiten Kugel mit dem Sitz wird eine Strömungsverbindung von der ersten Bohrung zum Behälter unterbrochen. Es kommt zu einer weiteren Bewegung der Hülse, wenn die zweite Feder komprimiert wird, jedoch bleibt die zweite Kugel in einer stationären Position auf dem Auslasssitz, und die erste Kugel, die durch den Gelenkmechanismus mit der zweiten Kugel verbunden ist, bleibt auch stationär, während die erste Feder nun komprimiert wird, wobei sich ein Ladesitz der ersten Schulter von der ersten Kugel weg bewegt, damit Fluid über die zweite Bohrung und die Auslassöffnung zum Speicher strömt. Wenn der Speicher geladen ist, endet Fluidstrom durch die zweite Bohrung, und der Fluiddruck an der Hülse wird ausgeglichen, so dass die zweite Feder die Hülse zur Eintrittsöffnung bewegt und wieder eine Verbindung zwischen der Austrittsöffnung und den Auslassöffnungen einleitet, wenn die erste Kugel wieder auf dem Ladesitz angeordnet wird.
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung wird durch Begrenzen der Zeit, während der eine flexible Leitung unter hohem Druck steht, bereitgestellt.
  • Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Ventils zum Laden eines Speichers und zum Entlüften einer flexiblen Leitung, wenn der Speicher geladen ist, um eine volle Kapazität einer Pumpe auszunutzen, während die Beaufschlagung einer Leitung mit hohem Druck begrenzt wird.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Erfindung besteht in einem Ventil, das nacheinander einen Strömungsverbindungsweg zwischen einer Austrittsöffnung und einer Auslassöffnung schließt, während es einen Verbindungsweg zwischen einer Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung öffnet, um einem Speicher Druckfluid zuzuführen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung einer Bremsanlage, die ein Antiblockierbremssystem mit Schlupfregelung mit einem Ventil zum Laden eines Speichers und Entleeren einer flexiblen Leitung gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
  • 2 ist eine Schnittansicht des Ventils von 1 mit einer Austrittsöffnung, die mit einem Auslass verbunden ist, um Verbindung mit einem Behälter herzustellen;
  • 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2;
  • 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von 2 und
  • 5 ist eine Schnittansicht des Ventils von 1 mit einer Eintrittsöffnung, die mit einer Austrittsöffnung verbunden ist, um Verbindung mit einem Speicher herzustellen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Teil einer Bremsanlage 10 wird in 1 für ein Fahrzeug mit einem Betätigungsabschnitt 12 dargestellt, der mit einer ersten 14 und zweiten 16 Radbremse verbunden ist. Die erste 14 und zweite 16 Radbremse weisen jeweils Drehzahlfühler 18, 18', die Informationen an eine ECU 20 für das Fahrzeug liefern, und verschiedenen Magnetventile 17, 18 und 17', 18' zur Durchführung einer Antiblockierfunktion auf. Darüber hinaus ist ein Elektromagnet 19 in einer Versorgungsleitung 22 von einem Bremskraftverstärker 34 angeschlossenen und eine Betätigungsleitung mit einem Speicher 24 verbunden. Der Elektromagnet 19 ist eigens dafür vorgesehen, eine Schlupfregelungsfunktion als Reaktion auf eine Eingabe von der ECU 20 durchzuführen. Eine Pumpe 32 versorgt den Speicher 24 und den Bremskraftverstärker 34 mit Druckfluid, um als Reaktion auf eine an das Pedal 36 angelegte Eingabe eine Bremsbetätigung zu bewirken. Ein mit einer Versorgungsleitung 40 zwischen dem Speicher 24 und dem Bremskraftverstärker 34 verbundener Druckschalter 38 ist mit der ECU 20 verbunden. Signale vom Druckschalter 38 steuern den Betrieb der Pumpe 32 zur Erzeugung von Druckfluid, das durch die flexible Leitung 52 der Versorgungsleitung 40 und dem Speicher 24 zugeführt wird. Wenn der Speicher 24 auf eine gewünschte Fluiddruckhöhe geladen ist, leitet der Druckschalter 38 ein Signal an die ECU 20 und ein der Pumpe 32 zugeordneter Motor 30 wird in einen Aus-Modus geschaltet. Damit die flexible Leitung 52 nicht fortwährend hohem Druck ausgesetzt ist, nachdem der Speicher 24 geladen ist, gestattet ein Ventil 60, dass Fluid in der flexiblen Leitung 52 durch die Leitung 53 zum Behälter 33 für die Pumpe 32 geleitet wird.
  • In größerem Detail enthält das in 2 gezeigte Ventil 60 ein Gehäuse 62 mit einer ersten Bohrung 64 darin. Das Gehäuse 62 weist eine durch eine Leitung 31 mit der Pumpe 32 verbundene Eingangsöffnung 66, eine durch die flexible Leitung 52 mit dem Speicher 24 verbundene Austrittsöffnung 68 und eine durch die Leitung 29 mit dem Behälter 33 verbundene Auslassöffnung 70 auf. Eine sich in der Bohrung 64 befindende Hülse 72 weist eine zweite Bohrung 74 auf, die von einem ersten Ende 76 zu einem zweiten Ende 78 verläuft. Die zweite Bohrung 74 weist einen Mitteldurchmesserabschnitt 80 auf, der durch eine erste Schulter 84 von einem ersten Enddurchmesserabschnitt 82 und durch eine zweite Schulter 88 von einem zweiten Enddurchmesserabschnitt 86 getrennt ist. Die Hülse 72 weist mehrere axiale Schlitze 81, 81' ... 81n auf, die durch mehrere Stege 83, 83' ... 83n getrennt sind, welche sich von dem ersten Ende 76 zur Schulter 84 erstrecken, um den ersten Durchmesserabschnitt 82 zu definieren, siehe 3. Eine erste Kugel 90 befindet sich in dem ersten Durchmesserabschnitt 82 und wird durch die Stege 83, 83' ... 83n in axialer Ausrichtung auf einen durch die Schulter 84 gebildeten Ladesitz 84' gehalten. Eine erste Feder 93, die in dem ersten Durchmesserabschnitt 82 der Bohrung 74 gehalten wird, wirkt auf eine erste Kugel 90 und drückt sie zum Ladesitz 84, um eine Ladekammer 91 in der Bohrung 64 zu definieren.
  • Die Hülse 72 weist mehrere radiale Durchgänge 85, 85', durch die der zweite Durchmesserabschnitt 86 mit der Bohrung 64 verbunden ist, und eine sich neben dem zweiten Ende 78 befindende Schulter 87 auf. Eine zweite Kugel 92 befindet sich im zweiten Durchmesserabschnitt 86 und wird durch einen durch Rollen des Endes 78 in Form einer Teilkugel gebildeten Flansch 79 darin festgehalten.
  • Ein dreieckiger Gelenkmechanismus 94, wie am besten in 4 dargestellt, der sich in dem Mitteldurchmesserabschnitt 80 befindet, weist ein erstes Ende 96 und ein zweites Ende 98 auf. Das erste Ende 96 nimmt die erste Kugel 90 in Eingriff, und das zweite Ende 98 nimmt die zweite Kugel 92 in Eingriff. Die Länge des Gelenkmechanismus 94 von dem ersten Ende 96 zum zweiten Ende 98 ist derart, dass sich bei auf dem Ladesitz 84' angeordneter Kugel 90 die zweite Kugel 92 über das Ende 78 der Hülse 72 hinaus erstreckt.
  • Eine zweite oder Rückstellfeder 100, die sich in der Bohrung 64 befindet, wirkt auf die Schulter 87 der Hülse 72 ein, um die Hülse 72 zur Ladekammer 91 und zur Eintrittsöffnung 60 zu drücken.
  • FUNKTIONSWEISE
  • Wenn ein Fahrzeug im Betrieb ist und ein Speicherdruckschalter 38 der ECU 20 eine Anzeige des Fluiddrucks im Speicher 24 von unter einer gewünschten Höhe zuführt, führt die ECU 20 dem Motor 30 ein Betriebssignal zu, um die Pumpe 32 zu aktivieren. Die Aktivierung der Pumpe 32 bewirkt einen Fluidstrom durch die Leitung 31 zur Ladekammer 91 im Ventil 60 durch die Eintrittsöffnung 60. Wenn der Fluiddruck in der Ladekammer 91 einen vorbestimmten Wert erreicht, der dazu ausreicht, am Ende 76 der Hülse eine Kraft zur Überwindung der Feder 100 zu erzeugen, bewegt sich die Hülse 72 zur Auslassöffnung 70. Wenn sich das Ende 78 der Hülse 72 der Auslassöffnung 70 nähert, nimmt die Kugel 92 zunächst einen Auslasssitz 70' in Eingriff, um die Verbindung zwischen der Auslasskammer 69 und dem Behälter 33 durch die Auslassöffnung 70 zu unterbrechen, siehe 5. Eine Feder 100 wird weiter komprimiert, die Kugel 92 und die Kugel 90 werden stationär gehalten und die Hülse 72 bewegt sich weiter zur Auslasskammer 69, so dass der Ladesitz 84' die Strömung eines dosierten Fluidstroms in die zweite Bohrung 74 zur Verteilung zum Speicher 24 über den Mitteldurchmesserabschnitt 80, die radialen Durchlässe 85, 85', die Auslasskammer 69, die Austrittsöffnung 68 und die flexible Leitung 52 gestattet. Fluid strömt weiter zum Speicher 24, bis der gewünschte Fluiddruck erreicht wird, und danach führt der Druckschalter 38 der ECU 20 ein Signal zu, dass der Speicher 24 voll geladen ist. Danach beendet die ECU 20 das Betriebssignal zum Motor 30 und die Pumpe 32 wird außer Betrieb gesetzt.
  • Bei Fehlen des Fluidstroms von der Pumpe 32 gleicht sich der Fluiddruck in der Ladekammer 91 und der Auslasskammer 69 aus, und danach bewegt die Feder 100 die Hülse 72 zur Ladekammer 91. Wenn der Druck in der Ladekammer 91 und der Auslasskammer 69 im Wesentlichen gleich sind, wirkt die Feder 100 auf die Hülse 72, um die Hülse zur Ladekammer 91 zu bewegen. Die Anfangsbewegung der Hülse 72 zur Ladekammer bewegt den Ladesitz 84' in Eingriff mit der Kugel 90, um die Verbindung von der Ladekammer 91 zur zweiten Bohrung 74 zu unterbrechen. Durch weitere Bewegung der Hülse zur Ladekammer 91 wird der Flansch 79 in Eingriff mit der Kugel 92 gebracht, um die Kugel 92 von der Auslassöffnung 70' weg zu bewegen und Fluidstrom zum Behälter 33 zu gestatten.
  • Ein zwischen der flexiblen Leitung 52 und der Leitung 40 angeordnetes Rückschlagventil gewährleistet, dass kein Fluid von dem Speicher 24 zum Ventil 60 strömt. Fluidstrom von der flexiblen Leitung 52 geht weiter, bis sich die Druckhöhe darin auf einem Wert befindet, der durch die Kraft der Feder 100 definiert wird. Analog gewährleistet ein Rückschlagventil 51 in der Leitung 31, dass der Fluiddruck in der Ladekammer 91 durch den Fluidrückstrom zur Pumpe 32 nicht vermindert wird.

Claims (6)

  1. Ventil (60) zur Verwendung in einer Bremsanlage (10), durch das eine Fluidquelle (32) einen Speicher (24) auf eine gewünschte Fluiddruckhöhe lädt und durch das in einer Leitung (52) vorliegender Fluiddruck bei Fehlen des Fluidstroms von der Quelle (32) an einen Behälter (33) weitergeleitet wird, wobei das Ventil (60) Folgendes umfasst: ein Gehäuse (62) mit einer ersten Bohrung (64) darin mit einer mit der Fluidquelle (32) verbundenen Eintrittsöffnung (66), einer mit dem Speicher (24) verbundenen Austrittsöffnung (68) und einer mit dem Behälter (33) verbundenen Auslassöffnung (68); und eine in der ersten Bohrung (64) angeordnete Hülse (72), die eine zweite Bohrung (74) aufweist, die von einem ersten Ende (76) zu einem zweiten Ende (78) verläuft, gekennzeichnet dadurch, dass die zweite Bohrung (74) einen Mitteldurchmesserabschnitt (80) aufweist, der durch eine erste Schulter (84) von einem ersten Enddurchmesserabschnitt (82) und durch eine zweite Schulter (88) von einem zweiten Enddurchmesserabschnitt (82) getrennt ist; durch eine erste Kugel (90), die im ersten Enddurchmesserabschnitt (82) angeordnet ist; eine erste Feder (93) zum Drücken der ersten Kugel (90) zur ersten Schulter (84); eine zweite Kugel (92), die im zweiten Durchmesserabschnitt (86) angeordnet ist und dort durch einen Flansch (79) am zweiten Ende (78) der Hülse (72) gehalten wird; einen Gelenkmechanismus (94), der im zweiten Durchmesserabschnitt (80) angeordnet ist und ein erstes Ende (96) und ein zweites Ende (98) aufweist, wobei das erste Ende (96) die erste Kugel (90) in Eingriff nimmt und das zweite Ende (98) die zweite Kugel (92) in Eingriff nimmt; und eine zweite Feder (100), die in der ersten Bohrung (64) angeordnet ist, um die Hülse (72) zur Eintrittsöffnung (66) zu drücken und so der ersten Feder (93) zu gestatten, die erste Kugel (90) an der ersten Schulter (84) anzuordnen und eine Verbindung zwischen dem Mitteldurchmesserabschnitt (80) und der Eintrittsöffnung (66) zu verhindern, während eine freie Verbindung zwischen der Austrittsöffnung (68) und der Auslassöffnung (70) gestattet wird, damit Fluid in der Leitung (52) zum Behälter (33) strömen kann, wobei die zweite Feder (100) durch eine Ladekraft komprimiert wird, die durch ein auf das erste Ende (76) der Hülse (72) wirkendes Druckfluid von der Quelle (32) erzeugt wird, wobei die Ladekraft anfangs die Hülse (72) zur Austrittsöffnung (68) bewegt, um die zweite Kugel (92) in Eingriff mit dem die Auslassöffnung (70) umgebenden Auslasssitz (70') zu bringen, um eine Verbindung von der ersten Bohrung (64) zum Behälter (33) zu unterbrechen, und wobei eine weitere Bewegung die erste Feder (93) komprimiert, damit sich die erste Kugel (90) von einem durch die erste Schulter (84) definierten Verbindungssitz weg bewegen kann und es dem Fluid gestattet, über die zweite Bohrung (74) und die Auslassöffnung (70) zum Speicher (24) zu strömen.
  2. Ventil (60) nach Anspruch 1, bei dem die Hülse (72) weiterhin durch mehrere radiale Durchgänge (85, 85') gekennzeichnet ist, durch die der zweite Durchmesserabschnitt (86) mit der ersten Bohrung (84) verbunden ist, damit Fluid frei zur Austrittsöffnung (70) strömen kann.
  3. Ventil (60) nach Anspruch 2, bei dem die Hülse mehrere axiale Schlitze (81, 81' ... 81'') aufweist, die durch entsprechende mehrere Stege (83, 83' ... 83'') getrennt werden, welche sich von dem ersten Ende (76) zur ersten Schulter (84) erstrecken, wobei die erste Kugel (90) durch die zweite Bohrung (74) durch mehrere Stege (83, 83', ... 83'') ausgerichtet wird, während die mehreren axialen Schlitze (81, 81' ... 81'') dem Fluid gestatten, frei zum Mitteldurchmesserabschnitt (80) weitergeleitet zu werden.
  4. Ventil (60) nach Anspruch 3, bei dem die mehreren Stege (81, 81' ... 81'') den ersten Durchmesserabschnitt (82) der Hülse (80) definieren.
  5. Ventil (60) nach Anspruch 4, bei dem bei Fehlen von Fluidstrom von der Quelle (32) durch die Eintrittsöffnung (68) der auf das erste Ende (76) der Hülse (72) und das zweite Ende (78) der Hülse (72) wirkende Fluiddruck ausgeglichen wird und die zweite Feder (100) danach die Hülse (72) von der Auslassöffnung (70) weg bewegt, um eine Verbindung zwischen dem Mitteldurchmesserabschnitt (80) [Lakune] zu unterbrechen, während eine Verbindung zwischen dem Austrittsabschnitt (68) und der Auslassöffnung (70) geöffnet wird, damit Fluid von der Leitung (52) zu dem Behälter (33) strömen und dadurch jeglicher Druck im Fluid in der Leitung (52) entlastet werden kann.
  6. Ventil (60) nach Anspruch 5, weiterhin mit einem ersten Rückschlagventil (41) in der Leitung (52), das den Fluidstrom von dem Speicher (24) zur Austrittsöffnung (70) einschränkt, und einem zweiten Rückschlagventil (51) in einer zweiten Leitung (31), das den Fluidstrom von der Eintrittsöffnung (66) zur Fluidquelle (21) drosselt.
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