EP3268252A1 - Ventilbaueinheit für ein antiblockiersystem einer bremsanlage eines fahrzeugs - Google Patents

Ventilbaueinheit für ein antiblockiersystem einer bremsanlage eines fahrzeugs

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Publication number
EP3268252A1
EP3268252A1 EP16704799.2A EP16704799A EP3268252A1 EP 3268252 A1 EP3268252 A1 EP 3268252A1 EP 16704799 A EP16704799 A EP 16704799A EP 3268252 A1 EP3268252 A1 EP 3268252A1
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EP
European Patent Office
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valve
valve assembly
input
output
assembly according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16704799.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mirko Brütt
Volker Heinrich
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ZF CV Systems Hannover GmbH
Original Assignee
Wabco GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Wabco GmbH filed Critical Wabco GmbH
Publication of EP3268252A1 publication Critical patent/EP3268252A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
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    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems

Definitions

  • the invention relates to a valve assembly for an anti-lock brake system of a vehicle, with a cylindrical rotatably mounted in a valve block and actuated by a stepper motor rotary valve, which can take at least two switching positions and has an input and an output, in which in one of the switch positions on the input at least one channel leading to a wheel brake cylinder can be acted upon by a pressure medium, and in which the pressure medium can be discharged via the outlet in another of the switch positions.
  • Anti-lock braking systems for road traffic vehicles have been known for a long time.
  • the pressure prevailing there can be individually varied in each of the master brake cylinders and / or wheel brake cylinders in order to achieve an optimum compromise between braking action and steerability of the vehicle during full braking.
  • an electronic brake force distribution between the axles of the vehicle can be regulated by means of an anti-lock braking system.
  • Brake systems which operate with controllable multi-way valves, for example electromagnetic proportional valves, in order to realize an anti-lock braking system function on the individual wheel brakes or axles. These often require a relatively complicated control of these proportional valves.
  • a valve assembly with such proportional valves is relatively complex and cost-intensive to implement for controlling large volume flows and a high load capacity.
  • Each pair of pressure input lines to the rotary valve out and output lines from the rotary valve out to the respective brake pressure channel out an axial plane of the rotary valve is assigned.
  • the rotary valve has in each of these axial planes an input and an output, via which a pressure source with the respective Brake pressure channels is connected, the inputs and outputs in the individual planes and from plane to plane are angularly offset.
  • a complex system of different extending in the radial and / or axial direction channels is formed.
  • the output lines are acted upon by the channels with different pressure gradient combinations in the individual switching positions.
  • a central common axial passage is provided in the rotary valve, which is connected to drain openings in the axial planes and to a reservoir.
  • the invention has for its object to present a valve assembly for an anti-lock braking system, which is simple in construction, reliable in operation and inexpensive to manufacture.
  • a valve assembly for an anti-lock brake system for a motor vehicle brake system with a high volume consumption such as in commercial vehicles, which normally work in so-called off-highway operation to be developed.
  • the invention is based on the finding that, with a surprisingly simple arrangement of channels, it is possible to combine an inlet valve and an outlet valve for an antilock system pressure control unit in a single rotary valve to provide effective anti-lock braking system functionality as well as actively controlled braking performance for large-volume vehicles to provide pressure medium in the pressure control.
  • the invention therefore relates according to the features of claim 1, a valve assembly for an anti-lock brake system of a vehicle, with a cylindrical, rotatably mounted in a valve block and by a Stepper motor actuated rotary valve, which can assume at least two switching positions and having an input and an output, in which one of the switching positions via the input at least one leading to a wheel cylinder channel with a pressure medium is acted upon, and in which the switching positions in another Output the pressure medium is discharged.
  • this valve assembly is also provided that the input and the output of the rotary valve are arranged in different axial planes and each other angularly offset.
  • a particularly simple combination of an input valve and an output valve is achieved in a valve block. Due to the simple design of the rotary valve, which includes only a few components, the valve assembly is cost-effective in the production and reliable operation even under high loads and in harsh environmental conditions.
  • the rotary valve is advantageously no axial forces.
  • the valve assembly thus allows due to low switching forces, especially in vehicles with a high brake volume displacement of the pressure medium or the brake fluid during braking, such as construction equipment and tractors, high switching frequencies.
  • the anti-lock braking system works very effectively.
  • the input and the output are formed as a continuous radial bores of the rotary valve, which are axially spaced according to their associated axial planes and arranged at an angle of 90 ° to each other, so that these radial bores acting as an input valve or as an output valve, wherein a first switching position for opening the input valve and for simultaneously closing the output valve corresponds to a first angular position of the rotary valve, and a second switching position for closing the input valve and for simultaneous opening of the output valve corresponds to a second angular position of the rotary valve.
  • the input valves and the output valves may each be formed as a simple through-hole, which alternately shut off and release their connection line.
  • the shift control requires only two shift positions and requires only a simple stepper motor control, which is error-insensitive.
  • the valve assembly according to the invention can be easily adapted to different vehicle types. By varying the bore diameter or opening diameter of the input and / or output of the valve assembly, it is easy to adapt the regulator to different brake cylinder volumes.
  • the axial distance between input and output can also be adapted to structural specifications of the brake cylinder and / or the brake lines.
  • the rotary valve is rotatably supported by a rolling bearing device in the valve block.
  • This rolling bearing device may preferably consist of two ball bearings, which are arranged axially opposite to the end regions of the rotary valve.
  • the roller bearing ensures that the rotary valve works very smoothly, wear and energy-saving in operation.
  • a fail-safe device is arranged in the valve assembly which is effective in the event of a malfunction of the anti-lock braking system or the brake system or parts thereof.
  • a fail-safe device may, according to one embodiment, be designed as a check valve,
  • valve assembly may additionally include a fail-safe mechanism acting as a shut-off valve which controls the intake manifold. bypass valve in the event of a failure.
  • the fail-safe device provides an additional safety function of the brake system for a vehicle.
  • the fail-safe device may be arranged such that a pressure reduction when the output valve is open can be shortened in time.
  • a second function of the check valve is given by a faster pressure drop at the wheel brake cylinder, for example when the driver releases the brake pedal of his vehicle. This increases the ease of operation of the brake system.
  • a pressure sensor is arranged in a flow path between the input valve and the output valve.
  • the pressure sensor By means of the pressure sensor, the information about the pressure between the inlet and outlet at the wheel brake cylinder can be determined and retrieved by a control unit. This allows a particularly fast and accurate control and monitoring of the function of the anti-lock braking system.
  • the components rotary valve, fail-safe device and pressure sensor can all be integrated in the valve block and form a functional module.
  • a particularly space-saving valve assembly maraf ⁇ fen.
  • such a structural unit is used on each brake cylinder of the vehicle to be controlled.
  • FIG. 1 shows a valve assembly according to the invention in sectional plane A-A of FIG. 4,
  • FIG. 3 the valve assembly of FIG. 1 in a sectional plane CC according to FIG. 5, FIG. Fig. 4, the valve assembly in a plan view with the location of the first sectional plane AA of FIG. 1, and
  • FIG. 5 shows the valve assembly in a plan view with the position of the sectional plane B-B according to FIG. 2 and with the position of the sectional plane C-C according to FIG. 3.
  • Figures 1, 2 and 3 show an embodiment of a valve assembly for an anti-lock brake system of a vehicle, which is formed according to the features of the invention, namely in Fig. 1 in a longitudinal section AA, in Figure 2 in a comparison with FIG rotated by 90 ° longitudinal section BB and in Figure 3 in a cross section CC.
  • the valve assembly comprises a valve block 1, which receives the components of the valve assembly in it.
  • Fig. 4 and 5 shows the position of the sections A-A, B-B, C-C in the valve block 1, wherein the longitudinal sections A-A and B-B are guided through the longitudinal axis of the valve assembly and the cross-section in the amount of a fail-safe means 18 described below is performed.
  • a continuous longitudinal bore 3 is formed, in which a rotary valve 2 is arranged rotatably about its longitudinal axis.
  • the rotary valve 2 is rotatable by means of a schematically illustrated electric stepping motor 26.
  • the rotary valve 2 has a cylindrical body, which is supported at its axial end regions via two ball bearings 4, 5 radially to the valve block 1.
  • the longitudinal bore 3, which receives the rotary valve 2 is sealed at one of its two axial ends by a screw plug 6 with a sealing ring 7 to the outside and secured. At the other end of the rotary valve 2 is flush with the longitudinal bore 3 from.
  • the rotary valve 2 has two axially spaced radial bores 8, 9.
  • the remote from the screw 6 radial bore 8 is formed as an input valve, via which in the axial plane of the input in the valve block 1 formed, transversely oriented supply channel 10 for a pressure medium, such as a hydraulic brake fluid, with a brake pressure channel 1 1 is connectable.
  • the radial bore close to the closure screw 6 tion 9 is formed as an output valve, via which a trained in the axial plane of the output in the valve block 1 transversely oriented return passage 16 with the brake pressure channel 1 1 is connectable.
  • the brake pressure channel 1 1 consists of a first transverse channel 12, a second transverse channel 17 and a longitudinal channel 13, which are also formed in the valve block 1.
  • the first transverse channel 12 extends in an open position of the input valve whose radial bore 8, crosses the longitudinal channel 13, and is closed to the outside pressure-tight by a closure element 14a.
  • the second transverse channel 17 extends in an open position of the output valve whose radial bore 9, crosses the longitudinal channel 13, and is sealed to the outside pressure-tight by a closure element 14c.
  • the longitudinal channel 13 extends parallel to the receiving bore 3 for the rotary valve 2 and is formed with a relative to the receiving bore 3 of the rotary valve 2 smaller diameter. Outwardly, the longitudinal channel 13 is closed pressure-tight by a closure element 14b. The other end of the longitudinal channel 13 is located within the valve block. 1
  • the longitudinal channel 13 of the brake pressure channel 1 1 is hydraulically connected to a channel leading to a wheel brake cylinder 15, so that via the input valve 8 leading to a wheel brake cylinder channel 15 can be acted upon by the pressure medium, and via the output valve 9, the pressure medium from the to a wheel brake cylinder leading channel 15 is dischargeable.
  • a pressure sensor not shown, may be arranged between the input valve 8 and the output valve 9 brake pressure channel 1 1.
  • the two radial bores 8, 9, which form the inlet valve and the outlet valve, are axially spaced from each other and arranged angularly offset by 90 ° in accordance with the position of the axial planes or longitudinal axes of the feed channel 10 and the return channel 16. This results in two switching positions of the rotary valve. 2
  • the lubrication of the two ball bearings 4, 5 is advantageously carried out by means of leakage oil, which is formed by the used in the valve assembly or in the valve block 1 hydraulic oil for actuating the brake system.
  • the leakage oil accumulates, inter alia, in the region of the two axial ends of the rotary valve 2 and passes within the valve block 1 through the two ball bearings 4, 5 via a first connecting channel 27 and a second connecting channel 28 in a manifold 25, which via an unrecognizable connection line with the said return channel 16 is connected (Fig. 1, Fig. 2).
  • the arranged in comparison with the manifold 25 in another plane of the valve block 1 return passage 16 leads the leakage oil back into a collecting container, not shown for the hydraulic oil. Accordingly, no separate supply of the two ball bearings 4, 5 takes place with a special lubricating oil, since the hydraulic oil used here has sufficiently good lubricating properties for the ball bearings 4, 5 as the pressure medium of the brake system. However, this concept should not use classic brake fluid.
  • FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 3 show this rotational angle position.
  • the inlet valve 8 is closed and the outlet valve 9 is opened.
  • the leading to a wheel brake cylinder 15 is then depressurized via the brake pressure channel 1 1 and the return passage 16, whereby the braking force is reduced accordingly.
  • the switching position changes by means of the stepping motor 26 in a predetermined manner and frequency to control a braking operation with an anti-lock function.
  • the outwardly leading and production-related reasons generated three bore openings of the manifold 25 are closed in the valve block 1 by way of example with three closure elements 14g, 14h, 14i.
  • the fail-safe device 18 is designed essentially as a spring-loaded check valve, which is arranged in a valve bore 24 in the direction of view of the cross section C-C above the rotary valve 2.
  • the valve bore 24 is closed by a closure element 14f to the outside pressure-tight.
  • the check valve 18 consists of a valve ball 21 which is seated on a valve seat 23, wherein the valve ball 21 is pressed against the valve seat 23 by a helical compression spring 22, which is supported on the closure element 14 f inside.
  • a first branch channel 19 leads perpendicular to the supply channel 10 in front of the input valve 8 and a second branch channel 20 at the intersection of the first transverse channel 12 with the longitudinal channel 13 after the input valve 8.
  • the two branch channels 19, 20 are outwardly through in each case a closure element 14d, 14e sealed pressure-tight.
  • the first branch channel 19 is operatively connected to the spring-loaded, ie the biased side with the check valve 18.
  • the second branch passage 20 is operatively connected to the check valve 18 on the side of the brake pressure channel 1 1, that is, the actuating side.
  • the check valve 18 thus bridges the input valve. 8
  • the operation of the fail-safe device 18 is as follows:
  • the check valve 18 is closed. If an overpressure with respect to the inlet occurs on the brake cylinder side, in particular in the case of a blocked or blocked inlet valve 8, the valve ball 21 lifts off from its valve seat 23 as soon as the spring force of the screw pressure spring 22 is overcome by the hydraulic pressure and releases the path in the direction of the supply channel 10 of the pressure medium.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, mit einem zylindrischen, in einem Ventilblock (1) drehbar gelagerten und durch einen Schrittmotor betätigbaren Drehschieber (2), welcher mindestens zwei Schaltstellungen einnehmen kann sowie einen Eingang (8) und einen Ausgang (9) aufweist, bei dem in einer der Schaltstellungen über den Eingang (8) mindestens ein zu einem Radbremszylinder führender Kanal (15) mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, und bei dem in einer anderen der Schaltstellungen über den Ausgang (9) das Druckmittel abführbar ist. Bei dieser Ventilbaueinheit ist vorgesehen, dass der Eingang (8) und der Ausgang (9) des Drehschiebers (2) in verschiedenen Axialebenen und zueinander winkelversetzt angeordnet sind.

Description

Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem einer Bremsanlage eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft eine Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, mit einem zylindrischen, in einem Ventilblock drehbar gelagerten und durch einen Schrittmotor betätigbaren Drehschieber, welcher mindestens zwei Schaltstellungen einnehmen kann sowie einen Eingang und einen Ausgang aufweist, bei dem in einer der Schaltstellungen über den Eingang mindestens ein zu einem Radbremszylinder führender Kanal mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, und bei dem in einer anderen der Schaltstellungen über den Ausgang das Druckmittel abführbar ist.
Antiblockiersysteme für Fahrzeuge, die am Straßenverkehr teilnehmen, sind seit langem bekannt. Bei modernen hydraulischen Antiblockiersystemen kann in jedem der Hauptbremszylinder und/oder Radbremszylinder der dort herrschende Druck einzeln variiert werden, um bei Vollbremsungen einen optimalen Kompromiss zwischen Bremswirkung und Lenkbarkeit des Fahrzeugs zu erzielen. Zusätzlich kann mittels eines Antiblockiersystems eine elektronische Bremskraftverteilung zwischen den Achsen des Fahrzeugs geregelt werden.
Inzwischen werden auch für Fahrzeuge, die zwar überwiegend abseits von Straßen betrieben werden, sich aber auch im Straßenverkehr mit Höchstgeschwindigkeiten von weniger als 40 km/h oder in abschüssigem Gelände bewegen, insbesondere für Nutzfahrzeuge wie Baumaschinen und Ackerschlepper, Bremsanlagen gefordert, die mit einem Antiblockiersystem ausgestattet sind.
In den Bremsanlagen von Baumaschinen und Ackerschleppern oder dergleichen können bei der Bremsdruckregelung relativ große Volumenströme des Bremsfluids auftreten. Durch das Öffnen von Ausgangsventilen im Bremssystem können somit hohe Durchsatzmengen des Druckmittels an Hauptbremszylindern und/oder Radbremszylindern entstehen. Zudem sind die Bremsen häu- fig rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. An die Komponenten und Steuerungseinrichtungen derartiger Bremsanlagen werden daher besondere Anforderungen an Robustheit und Regelkomfort gestellt. Die Antiblockiersystem- Funktion innerhalb einer derartigen Bremsanlage muss diesen Anforderungen gewachsen sein. Zudem muss eine schnelle Schaltbarkeit einer Ventileinrichtung, welche die Bremskraft an den einzelnen Radbremsen einschaltet, ausschaltet und regelt, gewährleistet sein.
Bekannt sind Bremsanlagen, die mit ansteuerbaren Mehrwegeventilen, beispielsweise elektromagnetischen Proportionalventilen, arbeiten, um eine Anti- blockiersystem-Funktion an den einzelnen Radbremsen oder Achsen zu realisieren. Diese erfordern häufig eine relativ komplizierte Steuerung dieser Proportionalventile. Eine Ventilbaueinheit mit solchen Proportionalventilen ist für eine Regelung großer Volumenströme und eine hohe Belastbarkeit relativ aufwendig und kostenintensiv zu realisieren.
Aus der DE 22 48 266 C3 ist ein Antiblockier-Regelsystem mit einem als Drehschieber ausgebildeten Schrittschalter bekannt, der für die einzelnen Bremsdruckkanäle radweise oder achsweise getrennt, abhängig von seiner jeweiligen Schaltstellung, eine Druckänderung nach einem von mehreren vorgegebenen Druckgradienten, also Druckanstiege oder Druckabsenkungen mit verschiedenen Steigungen oder eine Druckkonstanthaltung, bewirkt. Abhängig von einer Auswertung des Drehverhaltens der Fahrzeugräder werden Steuersignale für den Drehschieber von einem Steuergerät ausgegeben. Zur Einstellung einer Vielzahl von verschiedenen Schaltstellungen kann der Drehschieber durch einen impulsgesteuerten elektrischen Schrittmotor angetrieben sein oder über eine Schaltkupplung zur Weiterschaltung jeweils kurzfristig mit einem dauernd laufenden Motor verbunden werden. Jedem Paar von Druckeingangsleitungen zum Drehschieber hin und Ausgangsleitungen aus dem Drehschieber heraus zum jeweiligen Bremsdruckkanal hin ist eine Axialebene des Drehschiebers zugeordnet. Der Drehschieber weist in jeder dieser Axialebenen einen Eingang und einen Ausgang auf, über welche eine Druckquelle mit den jeweiligen Bremsdruckkanälen verbindbar ist, wobei die Eingänge und Ausgänge in den einzelnen Ebenen und von Ebene zu Ebene zueinander winkelversetzt sind. Innerhalb des Drehschiebers ist ein komplexes System von unterschiedlichen sich in radialer und/oder axialer Richtung erstreckenden Kanälen ausgebildet. Durch verschiedene Drehwinkelstellungen des Drehschiebers werden in den einzelnen Schaltstellungen die Ausgangsleitungen über die Kanäle mit unterschiedlichen Druckgradient-Kombinationen beaufschlagt. Für den Rückfluss des Druckmittels ist in dem Drehschieber ein zentraler gemeinsamer Axialkanal vorgesehen, der mit Abflussöffnungen in den Axialebenen und mit einem Vorratsbehälter verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem vorzustellen, das einfach im Aufbau, zuverlässig im Betrieb sowie kostengünstig in der Herstellung ist. Insbesondere soll eine solche Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem für eine Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einem hohen Volumenverbrauch, wie in Nutzfahrzeugen, die normalerweise im sogenannten Off-Highway-Betrieb arbeiten, entwickelt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Ventilbaueinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es mit einer überraschend einfachen Anordnung von Kanälen möglich ist, ein Einlassventil und ein Auslassventil für eine Antiblockiersystem-Druckregelungseinheit in einem einzigen Drehschieber zu kombinieren, um eine effektive Antiblockiersystemfunktionalität sowie eine aktiv gesteuerte Bremsfunktionsfähigkeit für Fahrzeuge mit großen Durchsätzen an Druckmittel bei der Druckregelung bereitzustellen.
Die Erfindung betrifft gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 daher eine Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, mit einem zylindrischen, in einem Ventilblock drehbar gelagerten und durch einen Schrittmotor betätigbaren Drehschieber, welcher mindestens zwei Schaltstellungen einnehmen kann sowie einen Eingang und einen Ausgang aufweist, bei dem in einer der Schaltstellungen über den Eingang mindestens ein zu einem Radbremszylinder führender Kanal mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, und bei dem in einer anderen der Schaltstellungen über den Ausgang das Druckmittel abführbar ist. Bei dieser Ventilbaueinheit ist zudem vorgesehen, dass der Eingang und der Ausgang des Drehschiebers in verschiedenen Axialebenen sowie zueinander winkelversetzt angeordnet sind.
Dadurch, dass der Eingang und der Ausgang des Drehschiebers in verschiedenen Axialebenen sowie zueinander winkelversetzt angeordnet sind, ist eine besonders einfache Kombination eines Eingangsventils und eines Ausgangventils in einem Ventilblock erreicht. Durch den einfachen Aufbau des Drehschiebers, der nur wenige Bauteile umfasst, ist die Ventilbaueinheit kostengünstig in der Herstellung und auch bei hohen Belastungen sowie unter rauen Umgebungsbedingungen zuverlässig im Betrieb. Der Drehschieber unterliegt vorteilhaft keinen Axialkräften. Die Ventilbaueinheit ermöglicht demnach aufgrund niedriger Schaltkräfte insbesondere bei Fahrzeugen mit einer hohen Bremsvolumenverdrängung des Druckmittels beziehungsweise der Bremsflüssigkeit bei Bremsvorgängen, wie bei Baumaschinen und Ackerschleppern, hohe Schaltfrequenzen. Das Antiblockiersystem arbeitet dadurch sehr effektiv.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Ventilbaueinheit gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Eingang und der Ausgang als durchgehende Radialbohrungen des Drehschiebers ausgebildet sind, die entsprechend der ihnen zugehörigen Axialebenen axial beabstandet und in einem Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet sind, so dass diese Radialbohrungen als Eingangsventil beziehungsweise als Ausgangventil wirksam sind, wobei eine erste Schaltstellung zur Öffnung des Eingangsventils und zur gleichzeitigen Schließung des Ausgangsventils einer ersten Drehwinkelstellung des Drehschiebers entspricht, und eine zweite Schaltstellung zur Schließung des Eingangsventils und zur gleichzeitigen Öffnung des Ausgangsventils einer zweiten Drehwinkelstellung des Drehschiebers entspricht.
Demnach können die Eingangsventile und die Ausgangsventile jeweils als eine einfache Durchgangsbohrung ausgebildet sein, die wechselweise ihre Anschlussleitung absperren und freigeben. Die Schaltsteuerung erfordert nur zwei Schaltstellungen und benötigt lediglich eine einfache Schrittmotorsteuerung, die fehlerunempfindlich ist. Die erfindungsgemäße Ventilbaueinheit lässt sich leicht an verschiedene Fahrzeugtypen anpassen. Durch Variieren der Bohrungsdurchmesser beziehungsweise Öffnungsdurchmessers des Eingangs und/oder Ausgangs der Ventilbaueinheit ist es einfach, den Regler an verschiedene Bremszylindervolumen anzupassen. Der axiale Abstand von Eingang und Ausgang kann zudem an bauliche Vorgaben der Bremszylinder und/oder der Bremsleitungen angepasst werden.
Außerdem kann gemäß einer anderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Drehschieber mittels einer Wälzlagereinrichtung in dem Ventilblock drehbar abgestützt ist. Diese Wälzlagereinrichtung kann vorzugsweise aus zwei Kugellagern bestehen, welche axial gegenüberliegend an den Endbereichen des Drehschiebers angeordnet sind. Durch die Wälzlagerung wird erreicht, dass der Drehschieber besonders leichtgängig, verschleißarm sowie energiesparend im Betrieb arbeitet.
Weiter kann vorgesehen sein, dass in der Ventilbaueinheit eine Ausfallsicherungseinrichtung angeordnet ist, die im Falle einer Fehlfunktion des Antiblo- ckiersystems oder der Bremsanlage oder Teilen davon wirksam ist. Eine solche Ausfallsicherungseinrichtung kann gemäß einer Ausführungsform als ein Rückschlagventil ausgebildet sein,
über welches das Eingangsventil überbrückbar ist.
Demnach kann die Ventilbaueinheit zusätzlich einen Ausfallsicherungsmechanismus aufweisen, der als ein Absperrventil wirksam ist, welches das Einlass- ventil im Fall eines Ausfalls umgeht. Durch die Ausfallsicherungseinrichtung wird eine zusätzliche Sicherheitsfunktion der Bremsanlage für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt.
Die Ausfallsicherungseinrichtung kann derart angeordnet sein, dass ein Druckabbau bei geöffnetem Ausgangsventil zeitlich verkürzbar ist. Demnach ist eine zweite Funktion des Rückschlagventils durch einen schnelleren Druckabfall am Radbremszylinder gegeben, beispielsweise wenn der Fahrer das Bremspedal seines Fahrzeugs löst. Dadurch wird der Bedienungskomfort der Bremsanlage erhöht.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass in einen Strömungsweg zwischen dem Eingangsventil und dem Ausgangventil ein Drucksensor angeordnet ist. Mittels des Drucksensors können die Informationen über den Druck zwischen dem Ein- lass und Auslass an dem Radbremszylinder ermittelt und von einem Steuergerät abgerufen werden. Dadurch kann eine besonders schnelle und genaue Steuerung sowie Überwachung der Funktion des Antiblockiersystem ermöglicht werden.
Die Komponenten Drehschieber, Ausfallsicherungseinrichtung und Drucksensor können sämtlich in den Ventilbock integriert sein und ein Funktionsmodul bilden. Dadurch ist eine besonders Bauraum sparende Ventilbaueinheit geschaf¬ fen. Vorzugsweise wird an jedem zu regelnden Bremszylinder des Fahrzeugs eine solche Baueinheit eingesetzt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine Ventilbaueinheit gemäß der Erfindung in Schnittebene A-A gemäß Fig. 4,
Fig. 2 die Ventilbaueinheit der Fig. 1 in einer Schnittebene B-B gemäß Fig. 5, Fig. 3 die Ventilbaueinheit der Fig. 1 in einer Schnittebene C-C gemäß Fig. 5, Fig. 4 die Ventilbaueinheit in einer Draufsicht mit der Lage der ersten Schnittebene A-A gemäß Fig. 1 , und
Fig. 5 die Ventilbaueinheit in einer Draufsicht mit der Lage der Schnittebene B-B gemäß Fig. 2 sowie mit der Lage der Schnittebene C-C gemäß Fig. 3.
Demnach zeigen die Figuren 1 , 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel einer Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem einer Bremsaniage eines Fahrzeugs, welche gemäß den Merkmalen der Erfindung ausgebildet ist, nämlich in Fig. 1 in einem Längsschnitt A-A, in Fig.2 in einem gegenüber Fig.1 um 90° gedrehten Längsschnitt B-B und in Fig.3 in einem Querschnitt C-C. Die Ventilbaueinheit weist einen Ventilblock 1 auf, der die Komponenten der Ventilbaueinheit in sich aufnimmt. Fig. 4 und Fig.5 zeigt die Lage der Schnitte A-A, B-B, C-C in dem Ventilblock 1 , wobei die Längsschnitte A-A und B-B durch die Längsachse der Ventilbaueinheit geführt sind und der Querschnitt in Höhe einer weiter unten beschriebenen Ausfallsicherungseinrichtung 18 geführt ist.
In dem Ventilblock 1 ist eine durchgehende Längsbohrung 3 ausgebildet, in der ein Drehschieber 2 um seine Längsachse drehbar angeordnet ist. Der Drehschieber 2 ist mittels eines schematisch dargestellten elektrischen Schrittmotors 26 drehbar. Der Drehschieber 2 weist einen zylindrischen Körper auf, der sich an seinen axialen Endbereichen über zwei Kugellager 4, 5 radial an dem Ventilblock 1 abgestützt ist. Die Längsbohrung 3, welche den Drehschieber 2 aufnimmt, ist an einem ihren beiden axialen Enden durch eine Verschlussschraube 6 mit einem Dichtring 7 nach außen dicht abgeschlossen und gesichert. Am anderen Ende schließt der Drehschieber 2 bündig mit der Längsbohrung 3 ab.
Der Drehschieber 2 weist zwei axial beabstandete Radialbohrungen 8, 9 auf. Die von der Verschlussschraube 6 ferne Radialbohrung 8 ist als ein Eingangsventil ausgebildet, über das ein in der Axialebene des Eingangs in dem Ventilblock 1 ausgebildeter, quer ausgerichteter Zufuhrkanal 10 für ein Druckmittel, beispielsweise eine hydraulische Bremsflüssigkeit, mit einem Bremsdruckkanal 1 1 verbindbar ist. Die zu der Verschlussschraube 6 nahe Radialboh- rung 9 ist als ein Ausgangsventil ausgebildet, über das ein in der Axialebene des Ausgangs in dem Ventilblock 1 ausgebildeter quer ausgerichteter Rücklaufkanal 16 mit dem Bremsdruckkanal 1 1 verbindbar ist.
Der Bremsdruckkanal 1 1 besteht aus einem ersten Querkanal 12, einem zweiten Querkanal 17 und einem Längskanal 13, welche ebenfalls in dem Ventilblock 1 ausgebildet sind. Der erste Querkanal 12 verlängert in einer Öffnungsstellung des Eingangsventils dessen Radialbohrung 8, kreuzt den Längskanal 13, und ist nach außen hin durch ein Verschlusselement 14a druckdicht abgeschlossen. Der zweite Querkanal 17 verlängert in einer Öffnungsstellung des Ausgangsventils dessen Radialbohrung 9, kreuzt den Längskanal 13, und ist nach außen hin durch ein Verschlusselement 14c druckdicht abgeschlossen. Der Längskanal 13 verläuft parallel zur Aufnahmebohrung 3 für den Drehschieber 2 und ist mit einem gegenüber der Aufnahmebohrung 3 des Drehschiebers 2 geringeren Durchmesser ausgebildet. Nach außen hin ist der Längskanal 13 durch ein Verschlusselement 14b druckdicht abgeschlossen. Das andere Ende des Längskanals 13 liegt innerhalb des Ventilblocks 1.
Der Längskanal 13 des Bremsdruckkanals 1 1 ist mit einem zu einem Radbremszylinder führenden Kanal 15 hydraulisch verbunden, so dass über das Eingangsventil 8 der zu einem Radbremszylinder führenden Kanal 15 mit dem Druckmittel beaufschlagbar ist, sowie über das Ausgangsventil 9 das Druckmittel aus dem zu einem Radbremszylinder führenden Kanal 15 abführbar ist.
In dem zwischen dem Eingangsventil 8 und dem Ausgangsventil 9 angeordneten Bremsdruckkanal 1 1 kann ein nicht dargestellter Drucksensor angeordnet sein. Die beiden Radialbohrungen 8, 9, welche das Eingangsventil und das Ausgangsventil bilden, sind entsprechend der Lage der Axialebenen beziehungsweise Längsachsen des Zufuhrkanals 10 und des Rücklaufkanals 16 axial zueinander beabstandet sowie um 90° winkelversetzt angeordnet. Daraus ergeben sich zwei Schaltstellungen des Drehschiebers 2. Die Schmierung der beiden Kugellager 4, 5 erfolgt vorteilhaft mittels Leckageöl, welches durch das in der Ventilbaueinheit beziehungsweise in dessen Ventilblock 1 genutzte Hydrauliköl zur Betätigung der Bremsanlage gebildet ist. Das Leckageöl fällt unter anderem im Bereich der beiden axialen Enden des Drehschiebers 2 an und gelangt innerhalb des Ventilblocks 1 durch die beiden Kugellager 4, 5 über einen ersten Verbindungskanal 27 sowie einen zweiten Verbindungskanal 28 in eine Sammelleitung 25, welche über eine nicht erkennbare Verbindungsleitung mit dem genannten Rücklaufkanal 16 verbunden ist (Fig. 1 , Fig. 2). Der im Vergleich mit der Sammelleitung 25 in einer anderen Ebene des Ventilblocks 1 angeordnete Rücklaufkanal 16 führt das Leckageöl zurück in einen nicht dargestellten Sammelbehälter für das Hydrauliköl. Demnach findet keine separate Versorgung der beiden Kugellager 4, 5 mit einem speziellen Schmieröl statt, da das hier verwendete Hydrauliköl als Druckmedium der Bremsanlage hinreichend gute Schmiereigenschaften für die Kugellager 4, 5 hat. Bei diesem Konzept sollte jedoch keine klassische Bremsflüssigkeit genutzt werden.
Die Funktionsweise des Drehschiebers 2 ist demnach wie folgt:
In einer ersten Drehwinkelstellung ist das Eingangsventil 8 geöffnet und das Ausgangsventil 9 geschlossen. Der der zu einem Radbremszylinder führenden Kanal 15 wird über den Zufuhrkanal 10 und über den Bremsdruckkanal 1 1 mit dem Druckmittel beaufschlagt, wodurch eine entsprechende Bremskraft erzeugt wird. Diese Drehwinkelstellung zeigt Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 3. In einer zweiten um 90° gegenüber der ersten Drehwinkelstellung gedrehten Drehwinkelstellung ist das Eingangsventil 8 geschlossen und das Ausgangsventil 9 geöffnet. Der der zu einem Radbremszylinder führenden Kanal 15 ist dann über den Bremsdruckkanal 1 1 und den Rücklaufkanal 16 druckentlastet, wodurch die Bremskraft entsprechend reduziert wird. Über eine Antiblockiersystem-Steuerung wechselt die Schaltstellung mittels des Schrittmotors 26 in einer vorgegebenen Weise und Frequenz, um einen Bremsvorgang mit einer Antiblockier-Funktion zu regeln. Die nach außen führenden und aus produktionstechnischen Gründen erzeugten drei Bohrungsöffnungen der Sammelleitung 25 sind in dem Ventilblock 1 beispielhaft mit drei Verschlusselementen 14g, 14h, 14i verschlossen.
Fig. 3 zeigt die schon erwähnte Ausfallsicherungseinrichtung 18. Die Ausfallsicherungseinrichtung 18 ist im Wesentlichen als ein federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet, welches in Blickrichtung des Querschnitts C-C oberhalb des Drehschiebers 2 in einer Ventilbohrung 24 angeordnet ist. Die Ventilbohrung 24 ist durch ein Verschlusselement 14f nach außen druckdicht abgeschlossen.
Das Rückschlagventil 18 besteht aus einer Ventilkugel 21 , die an einem Ventilsitz 23 sitzt, wobei die Ventilkugel 21 von einer Schraubendruckfeder 22, die sich an dem Verschlusselement 14f innen abstützt, gegen den Ventilsitz 23 gedrückt wird. Von der Ventilbohrung 24 führt ein erster Stichkanal 19 senkrecht auf den Zufuhrkanal 10 vor dem Eingangsventil 8 und ein zweiter Stichkanal 20 auf den Kreuzungspunkt des ersten Querkanals 12 mit dem Längskanal 13 nach dem Eingangsventil 8. Die beiden Stichkanäle 19, 20 sind nach außen hin durch jeweils ein Verschlusselement 14d, 14e druckdicht abgeschlossen. Der erste Stichkanal 19 ist auf der federbelasteten, also der vorgespannten Seite mit dem Rückschlagventil 18 wirkverbunden. Der zweite Stichkanal 20 ist auf der Seite des Bremsdruckkanals 1 1 , also der Betätigungsseite, mit dem Rückschlagventil 18 wirkverbunden. Das Rückschlagventil 18 überbrückt somit das Eingangsventil 8.
Die Funktionsweise der Ausfallsicherungseinrichtung 18 ist wie folgt:
Solange auf der Eingangsseite und auf der Bremszylinderseite der Druck wenigsten annähernd ausgeglichen ist, insbesondere bei vollständig geöffnetem und durchgängigem Eingangsventil 8, ist das Rückschlagventil 18 geschlossen. Stellt sich auf der Bremszylinderseite ein Überdruck gegenüber dem Eingang ein, insbesondere bei verstopftem oder blockiertem Eingangsventil 8, hebt die Ventilkugel 21 von ihrem Ventilsitz 23 ab, sobald die Federkraft der Schrauben- druckfeder 22 durch den hydraulischen Druck überwunden ist und gibt den Weg in Richtung des Zufuhrkanals 10 des Druckmittels frei.
Bezugszeichen (Teil der Beschreibung)
1 Ventilblock
2 Drehschieber
3 Längsbohrung
4 Kugellager, Wälzlager
5 Kugellager, Wälzlager
6 Verschlussschraube
7 Dichtring
8 Eingang, Eingangsventil, Radialbohrung
9 Ausgang, Ausgangsventil, Radialbohrung
10 Zufuhrkanal für Druckmittel
1 1 Bremsdruckkanal
12 Erster Querkanal
13 Längskanal
14a-i Verschlusselement
15 Zu einem Radbremszylinder führender Kanal
16 Rücklaufkanal
17 Zweiter Querkanal
18 Ausfallsicherungseinrichtung, Rückschlagventil
19 Erster Stichkanal
20 Zweiter Stichkanal
21 Ventilkugel des Rückschlagventil
22 Schraubendruckfeder des Rückschlagventils
23 Ventilsitz des Rückschlagventils
24 Ventilbohrung des Rückschlagventils
25 Sammelleitung
26 Schrittmotor
27 Erster Verbindungskanal
28 Zweiter Verbindungskanal

Claims

Patentansprüche
1 . Ventilbaueinheit für ein Antiblockiersystem einer Bremsanlage eines Fahrzeugs, mit einem zylindrischen, in einem Ventilblock (1 ) drehbar gelagerten und durch einen Schrittmotor betätigbaren Drehschieber (2), welcher mindestens zwei Schaltstellungen einnehmen kann sowie einen Eingang (8) und einen Ausgang (9) aufweist, bei dem in einer der Schaltstellungen über den Eingang (8) mindestens ein zu einem Radbremszylinder führender Kanal (15) mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist, und bei dem in einer anderen der Schaltstellungen über den Ausgang (9) das Druckmittel abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (8) und der Ausgang (9) des Drehschiebers (2) in verschiedenen Axialebenen und zueinander winkelversetzt angeordnet sind.
2. Ventilbaueinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang (8) und der Ausgang (9) als durchgehende Radialbohrungen des Drehschiebers (2) ausgebildet sind, die entsprechend der ihnen zugehörigen Axialebenen axial beabstandet und in einem Winkel von 90° zueinander versetzt angeordnet sind, so dass diese Radialbohrungen (8, 9) als Eingangsventil beziehungsweise als Ausgangventil wirksam sind, wobei eine erste Schaltstellung zur Öffnung des Eingangsventils (8) und zur gleichzeitigen Schließung des Ausgangsventils (9) einer ersten Drehwinkelstellung des Drehschiebers (2) entspricht, und eine zweite Schaltstellung zur Schließung des Eingangsventils (8) und zur gleichzeitigen Öffnung des Ausgangsventils (9) einer zweiten Drehwinkelstellung des Drehschiebers (2) entspricht.
3. Ventilbaueinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (2) mittels einer Wälzlagereinrichtung (4, 5) in dem. Ventilblock (1 ) drehbar abgestützt ist.
4. Ventilbaueinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzlagereinrichtung (4, 5) aus zwei Kugellagern besteht, welche axial gegenüberliegend an den Endbereichen des Drehschiebers (2) angeordnet sind.
5. Ventilbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ventilbaueinheit eine Ausfallsicherungseinrichtung (18) angeordnet ist, die im Falle einer Fehlfunktion des Antiblockiersystems oder der Bremsanlage oder Teilen davon wirksam ist.
6. Ventilbaueinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfallsicherungseinrichtung (18) als ein Rückschlagventil ausgebildet ist, mittels dem das Eingangsventil (8) überbrückbar ist.
7. Ventilbaueinheit nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ausfallsicherungseinrichtung (18) ein Druckabbau bei geöffnetem Ausgangsventil (9) zeitlich verkürzbar ist.
8. Ventilbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Strömungsweg zwischen dem Eingangsventil (8) und dem Ausgangventil (9) ein Drucksensor angeordnet ist.
9. Ventilbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten Drehschieber (2), Ausfallsicherungseinrichtung (18) und Drucksensor in den Ventilbock (1 ) integriert sind und ein Funktionsmodul bilden.
10. Ventilbaueinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedem zu regelnden Bremszylinder (15) des Fahrzeugs eine solche Ventilbaueinheit zugeordnet ist.
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