Zylinder-Kolben-Einheit mit Zentralventil, insbesondere für Cylinder-piston unit with central valve, especially for
Fahrzeugbremsanlagen Vehicle braking systems
Stand der Technik State of the art
Die Erfindung geht aus von einer Zylinder-Kolben-Einheit mit The invention is based on a cylinder-piston unit
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. Central valve according to the genus of the main claim. Such a unit is already known from US Pat. No. 4,550,567, in which the central valve stem is designed as a screw / whose cylinder head engages behind the spring plate facing away from the piston. On the piston side, the valve stem is screwed into a valve body which carries the closing element of the central valve and on which the actuating spring acts. The valve body in turn is longitudinally guided in the piston in a bore which has a flat valve seat at its base.
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 High demands are placed on the functional reliability of such cylinder-piston units with a central valve, in particular if the unit is to be used in vehicle brake systems. However, 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. In addition, the screw connection allows misalignment between the valve stem and the valve body, which the
Schließverhalten des Zentralventils nachteilig verändern. Adversely changing the closing behavior of the central valve.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
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. 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.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zylinder-Kolben-Einheit möglich. The measures listed in the subclaims allow advantageous developments and improvements of the cylinder-piston unit specified in the main claim.
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, 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,
Federn) liegt. Die Qualität der Verbindung kann daher eher sichergestellt werden als bei einem Ventilschaft mit bereits vormontierten Bauteilen. Springs). The quality of the connection can therefore be ensured rather than with a valve stem with pre-assembled components.
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. 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.
Zeichnung drawing
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. An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. FIG. 1 shows a cylinder-piston unit with a central valve in section, and FIG. 2 shows the central valve as a preassembled module on a different scale than in FIG. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Description of the embodiment
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 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
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. Actuator in the direction of arrow 14 against the force of a return spring 15 in the cylinder 11. The cylinder 11 is equipped with a connector 16 for connecting a line, not shown, coming from the master cylinder of the vehicle. In addition, a second connection piece 17 for a likewise not shown, provided leading to the wheel brake cylinder. In order to transmit the brake pressure controlled by the master brake cylinder to the wheel brake cylinder, 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.
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 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
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. Support surface 27. 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. In addition, 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.
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: 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. Near the ball 33, the valve stem 25 has an annular groove 34 for receiving a snap ring 35. In addition, a sleeve 36 with a suitably designed inner bore 37 is guided on the valve stem 25. 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. 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 assembly of the structural unit shown in FIG. 2 is carried out in the following steps:
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. 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. By pressing the return spring 15, 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. Then 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.
Die montierte und in den Zylinder 11 eingefügte Baugruppe hat im Zusammenwirken mit dem Kolben 13 folgende Funktion: The assembled and inserted into the cylinder 11 has the following function in cooperation with the piston 13:
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. When the traction control system takes effect, the plunger 13 in the cylinder 11 is displaced in the direction of arrow 14 against the force of the return spring 15. The 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. In the course of the sliding path of the piston 13, 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. With the central valve 23 now closed, the passage 18 of the plunger 13 is blocked, so that brake fluid is displaced from the cylinder chamber 22 by the further movement of the piston and brake pressure can be generated in the wheel brake cylinder. In the further course of the piston movement, the valve stem 25 is now moved longitudinally relative to the spring plate 23 and the collar 26 lifts off the spring plate 29. During the return stroke of the plunger 13, the collar 26 of the valve stem 25 strikes the spring plate 29 again and is centered on the counter surface 28 of the spring plate by engagement of its support surface 27.
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.
Then the passage 18 of the piston 13 is opened by lifting the ball 33 from the seat surface 21 of the valve seat 20 and the braking pressure generating effect is canceled. The same pressure conditions now exist between the passage 18 of the plunger 13 and the cylinder space 21.