EP0467889A1 - Zylinder-kolben-einheit mit zentralventil, insbesondere für fahrzeugbremsanlagen - Google Patents

Zylinder-kolben-einheit mit zentralventil, insbesondere für fahrzeugbremsanlagen

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EP0467889A1
EP0467889A1 EP19900903588 EP90903588A EP0467889A1 EP 0467889 A1 EP0467889 A1 EP 0467889A1 EP 19900903588 EP19900903588 EP 19900903588 EP 90903588 A EP90903588 A EP 90903588A EP 0467889 A1 EP0467889 A1 EP 0467889A1
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EP
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valve
valve stem
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spring
cylinder
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EP19900903588
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English (en)
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Georg Kehl
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
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    • B60T8/4809—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems
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    • B60T8/489—Traction control, stability control, using both the wheel brakes and other automatic braking systems in hydraulic brake systems using separate traction control modulators
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/60—Biased catch or latch

Definitions

  • Cylinder-piston unit with central valve especially for
  • the invention is based on a cylinder-piston unit
  • the known unit has the disadvantage that the screw connection between the valve stem and the valve body is not secured against loosening. This can cause a change in the distance between the closing member and the valve seat, which disadvantageously results in a change in the closing path of this valve Consequence. Therefore, a change in the tether arrangement of the return spring also occurs due to the change in the distance between the spring plates.
  • the screw connection allows misalignment between the valve stem and the valve body, which the
  • the piston-cylinder unit according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that a positive connection between the sleeve and the valve stem is achieved by gripping the sleeve over the snap ring, which meets very high safety requirements. Even if the snap ring breaks, the connection cannot be loosened because it cannot come out of the groove in the valve stem. The effect of the actuating spring on the valve stem is therefore retained. In addition, no change in the valve closing path and the tether arrangement of the return spring can occur. In addition, the integral connection between the valve closing member and the valve stem provides great security against separation of these two particularly safety-relevant components. Finally, it is advantageous that the individual parts spring plate, springs, valve stem with closing member, sleeve and snap ring form an assembly which can be preassembled and checked independently of the piston before it is inserted into the cylinder.
  • the measure according to claim 2 is particularly advantageous because the dimensioning of the valve closing member with regard to the size of the sleeve inner bore the connection of the closing member with the Valve stem allowed in a joining process, which before assembly of the individual parts to be lined up on the valve stem (spring plate,
  • the development according to claim 3 is advantageous in that the design of the valve seat during the closing process of the central valve causes a centering of the closing member, the shaft of which can compensate for misalignment by the shape of the federal government, without thereby reducing the size of the contact surface of the spring plate on the valve stem remote from the piston.
  • FIG. 1 shows a cylinder-piston unit with a central valve in section
  • FIG. 2 shows the central valve as a preassembled module on a different scale than in FIG. 1.
  • the cylinder-piston unit 10 shown in the drawing is used in a traction control system with brake intervention of a motor vehicle.
  • the arrangement 10 has a cylinder 11, in the bore 12 of which a plunger 13 is arranged (FIG. 1).
  • the piston 13 is due to the effect of a not shown
  • the cylinder 11 is equipped with a connector 16 for connecting a line, not shown, coming from the master cylinder of the vehicle.
  • the plunger 13 has a passage 18 which ends at the bottom of a piston bore 19 in a valve seat 20 with a hollow conical seat surface 21.
  • a central valve 23 arranged in the return spring-side space 22 of the cylinder 11 cooperates with the plunger 13.
  • the central valve 23 has a circular cylindrical valve stem 25 which is provided with a collar 26 at one end portion (FIG. 2).
  • This collar 26 has a spherical zone
  • This support surface 27 is assigned a suitably designed counter surface 28 of a spring plate 29 penetrated by the valve stem 25.
  • the spring plate 29 is supported on the base 30 of the cylinder 11 under the action of the return spring 15 designed as a cylindrical compression spring.
  • a second spring plate 31 sits on the valve stem 25 and cooperates with the plunger 13. This spring plate 31 is also under the action of the return spring 15.
  • the valve stem 25 carries at its end section facing away from the collar 26 a ball 33 as a closing member of the central valve 23.
  • the ball 33 has a smaller diameter than the valve stem 25 and is integrally connected (by welding) to it.
  • the valve stem 25 Near the ball 33, the valve stem 25 has an annular groove 34 for receiving a snap ring 35.
  • a sleeve 36 with a suitably designed inner bore 37 is guided on the valve stem 25.
  • the sleeve 36 On the piston side, the sleeve 36 has a section 38 of its inner bore 37 which is enlarged in diameter and with which it fits over the snap ring 35 which engages in the groove 34.
  • the sleeve 36 Toward the spring plate 31, the sleeve 36 is provided with a section 39 of reduced diameter.
  • An actuating spring 40 designed as a cylindrical compression spring is guided on this, which acts on the one hand on the sleeve 36 and on the other hand on the spring plate 31.
  • the spring plate 29 is pushed onto the valve stem 25 until it rests on the collar 26.
  • the return spring 25 is then centered on the spring plate 29 and the spring plate 31 is arranged on the valve stem 25.
  • the valve stem 25 is released so far from the spring plate 31 that the sleeve 36 with the actuating spring 40 seated thereon can be pushed onto the valve stem 25 until the groove 34 is exposed.
  • the snap ring 35 is inserted into the groove 34 and the return spring 15 is relieved.
  • the sleeve 36 which is longitudinally displaced on the valve stem, overlaps its inner bore 37 with the enlarged section 38 and the snap ring 35.
  • the snap ring 35 is thereby secured against escaping from its groove 34.
  • the sleeve 36 supported on the snap ring 35 and the collar 26 form end cross-sectional enlargements of the valve stem 25 for engaging the spring plates 29 and 31, so that a tether arrangement of the return spring 15 is achieved.
  • the assembled and inserted into the cylinder 11 has the following function in cooperation with the piston 13:
  • valve stem 25 of the central valve 23 is initially held in place due to the action of the actuating spring 40 as a result of the attack by the collar 26 on the spring plate 29.
  • the valve seat 20 meets the ball 33 of the valve stem 25.
  • the seat surface 21 centers the ball 33 of the valve stem 25 guided with play in the piston bore 19 with its sleeve 36
  • Valve stem 25 is compensated for by a relative movement of the collar 26 on the spring plate 29 without the support surface 26 of the collar losing contact with the counter surface 28 of the spring plate.

Description

Zylinder-Kolben-Einheit mit Zentralventil, insbesondere für
Fahrzeugbremsanlagen
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Zylinder-Kolben-Einheit mit
Zentralventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Einheit aus der US-PS 4 550 567 bekannt, bei welcher der Zentralventilschaft als Schraube ausgebildet ist/ deren Zylinderkopf den kolbenabgewandten Federteller hintergreift. Kolbenseitig ist der Ventilschaft in einen das Schließglied des Zentralventils tragenden Ventilkörper eingeschraubt, an dem die Betätigungsfeder angreift. Der Ventilkörper wiederum ist im Kolben in einer Bohrung längsgeführt, die an ihrem Grund einen ebenen Ventilsitz trägt.
An die Funktionssicherheit derartiger Zylinder-Kolben-Einheiten mit Zentralventil werden hohe Anforderungen gestellt, insbesondere wenn die Einheit in Fahrzeugbremsanlagen Verwendung finden soll. Die bekannte Einheit weist jedoch den Nachteil auf, daß die Schraubverbindung zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkörper nicht gegen Lösen gesichert ist. Dadurch kann eine Änderung des Abstandes zwischen dem Schließglied und dem Ventilsitz auftreten, was in nachteiliger Weise eine Änderung des Schließweges dieses Ventils zur Folge hat. Daher tritt durch die Änderung des Abstandes zwischen den Federtellern auch eine Änderung der Fesselanordnung der Rückstellfeder auf. Außerdem läßt die Schraubverbindung Fluchtungsfehler zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkörper zu, welche das
Schließverhalten des Zentralventils nachteilig verändern.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Übergreifen der Hülse über den Sprengring eine formschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem Ventilschaft erzielt ist, die sehr hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird. Selbst ein Bruch des Sprengrings vermag die Verbindung nicht zu lösen, da dieser nicht aus der Nut des Ventilschafts heraustreten kann. Die Wirkung der Betätigungsfeder auf den Ventilschaft bleibt daher sicher erhalten. Außerdem kann keine Änderung des Ventilschließweges und der Fesselanordnung der Rückstellfeder auftreten. Darüber hinaus ist durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ventilschließglied und dem Ventilschaft eine große Sicherheit gegen Trennen dieser beiden besonders sicherheitsrelevanten Bauteile erzielt. Schließlich ist vorteilhaft, daß die Einzelteile Federteller, Federn, Ventilschaft mit Schließglied, Hülse und Sprengring eine Baugruppe bilden, die unabhängig vom Kolben vormontiert und geprüft werden kann, bevor sie in den Zylinder eingefügt wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zylinder-Kolben-Einheit möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Maßnahme nach Anspruch 2, weil die Bemessung des Ventilschließgliedes im Hinblick auf die Größe der Hülseninnenbohrung die Verbindung des Schließgliedes mit dem Ventilschaft in einem Fügevorgang gestattet, der vor der Montage der auf den Ventilschaft aufzureihenden Einzelteile (Federteller,
Federn) liegt. Die Qualität der Verbindung kann daher eher sichergestellt werden als bei einem Ventilschaft mit bereits vormontierten Bauteilen.
Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ist insofern vorteilhaft, als die Gestaltung des Ventilsitzes beim Schließvorgang des Zentralventils eine Zentrierung des Schließgliedes bewirkt, dessen Schaft durch die Formgebung des Bundes Fluchtungsfehler ausgleichen kann, ohne daß hierdurch die Größe der Kontaktfläche des kolbenfernen Federtellers am Ventilschaft gemindert wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Zylinder-Kolben-Einheit mit einem Zentralventil im Schnitt und Figur 2 das Zentralventil als vormontierte Baugruppe in anderem Maßstab als in Figur 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der Zeichnung dargestellt Zylinder-Kolben-Einheit 10 findet Anwendung in einem Antriebsschlupf-Regelsystem mit Bremseneingriff eines Kraftfahrzeugs. Die Anordnung 10 hat einen Zylinder 11, in dessen Bohrung 12 ein Plungerkolben 13 angeordnet ist (Figur 1). Der Kolben 13 ist aufgrund der Wirkung einer nicht dargestellten
Betätigungseinrichtung in Richtung des Pfeiles 14 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 15 im Zylinder 11 verschiebbar. Der Zylinder 11 ist mit einem Stutzen 16 für den Anschluß einer nicht dargestellten, vom Hauptbremszylinder des Fahrzeugs kommenden Leitung ausgestattet. Außerdem ist ein zweiter Anschlußstutzen 17 für eine gleichfalls nicht gezeichnete, zum Radbremszylinder führende Leitung vorgesehen. Zum Übertragen des vom Hauptbremszylinder eingesteuerten Bremsdrucks zum Radbremszylinder hat der Plungerkolben 13 einen Durchgang 18, welcher am Boden einer Kolbenbohrung 19 in einem Ventilsitz 20 mit einer hohlkonusförmigen Sitzfläche 21 endet. Mit dem Plungerkolben 13 wirkt ein im rückstellfederseitigen Raum 22 des Zylinders 11 achsgleich angeordnetes Zentralventil 23 zusammen.
Das Zentralventil 23 hat einen kreiszylindrischen Ventilschaft 25, der an seinem einen Endabschnitt mit einem Bund 26 versehen ist (Figur 2). Dieser Bund 26 hat eine als Kugelzone ausgebildete
Stützfläche 27. Dieser Stützfläche 27 ist eine passend ausgebildete Gegenfläche 28 eines vom Ventilschaft 25 durchgriffenen Federtellers 29 zugeordnet. Der Federteller 29 ist unter der Wirkung der als zylindrische Druckfeder ausgebildeten Rückstellfeder 15 am Boden 30 des Zylinders 11 abgestützt. Außerdem sitzt auf dem Ventilschaft 25 ein zweiter Federteller 31, welcher mit dem Plungerkolben 13 zusammenwirkt. Auch dieser Federteller 31 steht unter der Wirkung der Rückstellfeder 15.
Der Ventilschaft 25 trägt an seinem vom Bund 26 abgewandten Endabschnitt eine Kugel 33 als Schließglied des Zentralventils 23. Die Kugel 33 hat einen kleineren Durchmesser als der Ventilschaft 25 und ist stoffschlüssig (durch Schweißen) mit diesem verbunden. Nahe der Kugel 33 weist der Ventilschaft 25 eine ringförmige Nut 34 zur Aufnahme eines Sprengrings 35 auf. Außerdem ist auf dem Ventilschaft 25 eine Hülse 36 mit passend ausgebildeter Innenbohrung 37 geführt. Die Hülse 36 hat kolbenseitig einen im Durchmesser vergrößerten Abschnitt 38 ihrer Innenbohrung 37, mit dem sie den in die Nut 34 eingreifenden Sprengring 35 passend übergreift. Gegen den Federteller 31 hin ist die Hülse 36 mit einem im Durchmesser verringerten Abschnitt 39 versehen. Auf diesem ist eine als zylindrische Druckfeder ausgebildete Betätigungsfeder 40 geführt, welche einerseits an der Hülse 36 und andererseits am Federteller 31 angreift. Bei der Montage der in Figur 2 dargestellten Baueinheit wird in folgenden Schritten vorgegangen:
Auf den Ventilschaft 25 wird der Federteller 29 bis zur Anlage am Bund 26 aufgeschoben. Anschließend wird die Rückstellfeder 25 auf dem Federteller 29 zentriert und der Federteller 31 auf dem Ventilschaft 25 angeordnet. Durch Zusammenpressen der Rückstellfeder 15 wird der Ventilschaft 25 so weit vom Federteller 31 freigegeben, daß die Hülse 36 mit darauf sitzender Betätigungsfeder 40 bis zum Freiliegen der Nut 34 auf den Ventilschaft 25 geschoben werden kann. Anschließend wird der Sprengring 35 in die Nut 34 eingelegt und die Rückstellfeder 15 entlastet. Die dabei auf den Ventilschaft längsverschobene Hülse 36 übergreift dabei mit dem erweiterten Abschnitt 38 ihre Innenbohrung 37 den Sprengring 35. Durch den hiermit erzeugten Formschluß ist der Sprengring 35 gegen Austritt aus seiner Nut 34 gesichert. Die am Sprengring 35 abgestützte Hülse 36 und der Bund 26 bilden endseitige Querschnittsvergrößerungen des Ventilschafts 25 zum Angriff der Federteller 29 und 31, so daß eine Fesselanordnung der Rückstellfeder 15 erzielt wird.
Die montierte und in den Zylinder 11 eingefügte Baugruppe hat im Zusammenwirken mit dem Kolben 13 folgende Funktion:
Bei einem Wirksamwerden des Antriebsschlupf-Regelsystems wird der Plungerkolben 13 im Zylinder 11 in Richtung des Pfeiles 14 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 15 verschoben. Dabei wird der Ventilschaft 25 des Zentralventils 23 aufgrund der Wirkung der Betätigungsfeder 40 infolge des Angriffs des Bundes 26 am Federteller 29 zunächst in seiner Lage gehalten. Im Verlauf des Schiebeweges des Kolbens 13 trifft der Ventilsitz 20 auf die Kugel 33 des Ventilschafts 25. Dabei zentriert die Sitzfläche 21 die Kugel 33 des mit ihrer Hülse 36 mit Spiel in der Kolbenbohrung 19 geführten Ventilschaft 25. Die hierdurch bewirkte geringfügige Verlagerung des Ventilschafts 25 wird durch eine Relativbewegung des Bundes 26 am Federteller 29 ausgeglichen, ohne daß die Stützfläche 26 des Bundes ihre Anlage an der Gegenfläche 28 des Federtellers verliert. Bei nun geschlossenem Zentralventil 23 ist der Durchgang 18 des Plungerkolbens 13 gesperrt, so daß durch die weitere Bewegung des Kolbens Bremsflüssigkeit aus dem Zylinderraum 22 verdrängt und Bremsdruck im Radbremszylinder erzeugt werden kann. Im weiteren Verlauf der Kolbenbewegung wird nun der Ventilschaft 25 relativ zum Federteller 23 längsverschoben und der Bund 26 hebt vom Federteller 29 ab. Beim Rückhub des Plungerkolbens 13 schlägt der Bund 26 des Ventilschafts 25 wieder am Federteller 29 an und wird durch Angriff seiner Stützfläche 27 an der Gegenfläche 28 des Federtellers zentriert.
Anschließend wird der Durchgang 18 des Kolbens 13 durch Abheben der Kugel 33 von der Sitzfläche 21 des Ventilsitzes 20 geöffnet und die bremsdruckerzeugende Wirkung aufgehoben. Zwischen dem Durchgang 18 des Plungerkolbens 13 und dem Zylinderraum 21 bestehen nun gleiche Druckverhältnisse.

Claims

Ansprüche
1. Zylinder-Kolben-Einheit mit Zentralventil, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, mit folgenden Merkmalen: a) Der Kolben greift an einer Rückstellfeder an, die zwischen zwei Federtellern eingespannt ist, welche auf einem ein Schließglied aufweisenden Ventilschaft des mit dem Kolben zusammenwirkenden Zentralventils angeordnet sind, b) der Ventilschaft ist mit die Federteller auf der federabgewandten Seite hintergreifenden Querschnittsvergrößerungen versehen, c) an der kolbenseitigen Querschnittsvergrößerung greift eine am zugeordneten Federteller abgestützte Feder des Zentralventils an, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale: d) die kolbenseitige Querschnittsvergrößerung ist als auf dem Ventilschaft (25) längsverschiebbar geführte Hülse (36) ausgebildet, e) die Hülse (36) übergreift passend mit einem erweiterten, kolbenseitigen Abschnitt (38) ihrer Innenbohrung (37) einen in eine Nut (34) des Ventilschafts (25) eingreifenden Sprengring (35), an dem sie unter Federwirkung abgestützt ist, f) das Ventilschließglied (Kugel 33) ist Stoffschlüssig mit dem Ventilschaft (25) verbunden.
2. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied als am Ventilschaft (25) angeschweißte Kugel (33) ausgebildet ist, die einen kleineren Durchmesser als die Innenbohrung (37) der Hülse (36) hat.
3. Zylinder-Kolben-Einheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ventilschließglied (Kugel 33) zugeordnete Ventilsitz (20) des Kolbens (13) Hohlkonusform hat, während die kolbenferne Querschnittsvergrößerung des Ventilschafts (25) als kugelzonenförmig begrenzter Bund (26) ausgebildet ist, an dem der zugeordnete Federteller (29) mit passend ausgebildeter Gegenfläche (28) angreift.
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