DE3239856C2

DE3239856C2 - Bremsdruck-Steuerventil

Info

Publication number: DE3239856C2
Application number: DE3239856A
Authority: DE
Inventors: Michio Itami Hyogo Moriya
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1981-10-29
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1986-01-09
Also published as: GB2112887A; US4492411A; AU553540B2; AU8936482A; GB2112887B; DE3239856A1

Abstract

Bremsdruck-Steuerventil für eine digitale Bremsanlage mit zwei drucksteuernden Ventilen. Wenn eine der beiden Bremsleitungen ausfällt, können die drucksteuernden Ventile außer Funktion gebracht werden, so daß der Bremsdruck nicht verringert wird. Ein Ventilteller (11) an einer Ventildichtung (10) tritt dabei durch eine Lippendichtung (9) aus einem elastischen Material hindurch.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bremsdruck-Steuerventil für eine diagonale Bremsanlage mit einem Ventilkörper mit zwei Paaren Fluideinlaß- und -auslaßöffnungen und mit einer Bohrung, die jedes Paar der Fluidöffnungen miteinander verbindet, zwei im Ventilkörper gelagerten Ventilkolben mit jeweils einem daran vorgesehenen ringförmigen Ventilteller, einer Feder, die zwischen den Ventilkolben angeordnet ist, um diese auseinanderzudrücken, wobei jede der Ventilkolben sich bei steigendem Fluiddruck so bewegt, daß der Ventilteller beim Überschreiten eines vorbestimmten Wertes des Fluiddruckes an einem Ventilsitz zur Anlage kommt, um das Fluid abzudichten, wodurch der Fluiddruck geregelt wird, zwei Widerlagern, die auf den Ventilspindeln montiert sind, um die Feder zwischen den Ventilkolben zu halten, und mit zwei Kolben, in denen die Ventilkolben zu ihrer Führung druckdicht gelagert sind, die sich bei Druckabfall in eine der Bremskreise gegen die '/orspannung der Feder in Richtung zur Seite mit niedrigem Druck verschieben und die bei gleichem Druck beider Bremskreise durch die Vorspannung der Feder in ihre Normallage gebracht werden.

Ein derartiges Steuerventil ist bekannt aus der DE-OS 29 15 865. Dieser bekannte Zwei-Kreis-Druckregler wird in hydraulischen Bremssystemen verwendet, um eine genaue Verteilung der Bremskraft an den vorderen und rückwärtigen Bremsen zu bewirken. Das Ventil beginnt den Fluiddruck Pr an den rückwärtigen Bremsen zu steuern, nachdem der Fluiddruck Pm im Hauptzylinder einen gewissen Druck Pn (Druck des Reduktionsbeginns) überschritten hat, so daß der Druck f« an den rückwärtigen Bremsen nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Fluiddruck Pm, sondern mit einer geringeren Geschwindigkeit ansteigt, wie dies in der F i g. 2 durch eine durchgezogene Linie A angegeben ist Dies wird als der Anpassungsvorgang bezeichnet

Dieser Druckregler wird in einem Zwei-Kreis-System verwendet, welches ggf. auch als Diagonal-Verzweigungs-System ausgebildet werden kann, bei dem ein Paar der vorderen und rückwärtigen Räder an den gegenüberliegenden Seiten aus der gleichen Leitung mit Bremsfluid versorgt wird (siehe F i g. 1).

Für jeden der Systemkreise ist ein Drucksteuerventil bzw. Druckregler erforderlich. Gemäß der bekannten Ausführung werden diese in einem einzigen Ventilkörper zusammengefaßt, um Montageraum und Kosten zu sparen. In der F i g. 1 ist das Vorderrad mit 31, der Hauptzylinder mit 32, das Bremspedal mit 33, das Hinterrad mit 34, die Bremse für das Hinterrad mit 35, die Bremsleitung mit 36 und das Drucksteuerventil mit 37 bezeichnet.

Bei dem bekannten Druckregler wird beim Ausfallen einer Bremse oder einer Leitung eine Kolbenanordnung mit Ventilkörper verschoben und dadurch ein Schaltelement für eine Leckanzeigevorrichtung betätigt.

Der bekannte Zwei-Kreis-Druckregler hat aber den Nachteil, daß beim Ausfall einer Bremse oder bei einem Defekt einer der üremsleitungen zwar dieser Ausfall angezeigt wird, jedoch weiterhin für die intakte Leitung eine Bremsdruckreduktion vorgenommen wird, so daß eine gefährlich verminderte Bremswirkung erzielt wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Bremsdruck-Steuerventil zu schaffen, welches bei intakten Bremsleitungen eine Bremsdruckreduktion, beispielsweise für die Hinterräder durchführt, aber beim Ausfall einer Bremse oder einer Leitung durch einfache und billige mechanische Maßnahmen gewährleistet, daß die verbleibenden Bremsen den vollen Bremsdruck zugeführt bekommen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Bremsdruck-Steuerventil der bekannten Art dadurch gelöst, daß die Ventilsitze als elastische Lippendichtiingen ausgebildet sind, deren Innendurchmesser etwas geringer oder gleich dem Außendurchmesser der Ventilteller ist, daß die Ventilspindeln durch Sprengringe oder dgl. im jeweiligen Kolben gehalten sind, so daß eine Verschiebung des jeweiligen Kolbens auf die Ventilspindel übertragen wird und dadurch der Ventilteller

durch die zugehörige Lippendichtung hindurchgezogen wird, und daß im Ventilkörper ein dafür ausreichender Verschiebungsweg für die Kolben und Ventilspindeln vorgesehen ist.

Da der Ventilteller auf der intakten Leitungsseite beim Ausfall der anderen Leitung durch die Lippendichtung hindurchgezogen wird, ist er nicht mehr in der Lage, bei wachsendem Bremsdruck mit der Lippendichtung zusammenzuwirken und dadurch eine Bremsdruckreduktion durchzuführen. Dadurch wird mit ganz einfachen Mitteln beim Ausfall einer Bremsleitung automatisch die Bremsdruckreduktion ausgeschaltet Da die Lippendichtungen im Ventilkörper an einem Gehäuseabsatz anliegen, wirkt auf sie stets ein einseitiger Druck auf der intakten Seite, so daß sie trotz ihres Innendurchmessers, der ggf. etwas geringer als der Außendurchmesser des zugehörigen Ventiltellers ist, nicht durch den Ventilteller mitgenommen werden können.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Üiagonal-Bremssystems;

F i g. 2 eine graphische Darstellung des Bremsdrukkes am Hinterrad in Abhängigkeit vom Druck des Hauptzylinders;

F i g. 3 ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 4 ein Schnitt durch eine zweite Ausführungsform;

F i g. 5 ein Schnitt durch eine dritte Ausführungsform;

F i g. 6 und 7 perspektivische Ansichten zur Erläuterung, wie zwei beispielhafte Federwiderlager an den Kolben befestigt werden; und

F i g. 8 eine perspektivische Ansicht der Kolben, die bei der dritten Ausführungsform verwendet werden.

Wie aus der F i g. 3, die eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, zu ersehen ist, besteht das Drucksteuerventil 37 aus einem Ventilkörper 1 und einem Stopfen 2, der in den Ventilkörper eingeschraubt ist, wobei dazwischen eine Dichtung 3 angeordnet isL Das Drucksteuerventil 37 hat eine Fluideinlaböffnung 4 und eine Auslaßöffnung 5 für die erste Bremsleitung 36 und eine weitere Einlaßöffnung 4' und Auslaßöffnung 5' für die zweite Bremsleitung 36. Die Fluideinlaßöffnungcn 4 und 4' sind mit dem Hauptzylinder 32 des Fahrzeuges verbunden und die Fluidauslaßöffnungen 5 und 5' sind mit den Bremsen der Hinterräder 34 vprbunden.

Der Ventilkörper 1 ist mit einer abgestuften Bohrung versehen, die im wesentlichen symmetrisch ausgebildet ist und unterschiedliche Querschnitte Si, S2, S3 aufweist. Diese TdIe mit unterschiedlichen Querschnittsflächen enden jeweils in Sitzflächen 6 bzw. 6' für die Ventilkolben 10 bzw. 10', Sitzflächen 7 bzw. T für die Lippendichtungen 9 bzw. 9' und Sitzflächen 8 bzw. 8' für Kolben 13 und 13'.

Die Ventilkolben tO; 10' erstrecken sich durch Lippendichtungen 9 bzw. 9', die auf den Sitzflächen 7 bzw. T für die Lippendichtungen 9 und 9' gehalten werden, welche jeweils eine Querschnittsfläche Si aufweisen. Die Ventilkolben 10; 10' haben jeweils an einem Ende Ventilteller 11; W mit einer Querschnittsfläche S» und Fluiddurchgänge 12; 12'. Ihr eines Ende wird in einem zylindrischen Teil mit einem Querschnitt Si und ihr anderes Ende in einer Bohrung (mit einem Querschnitt 5s) der Kolben 13 bzw. 13' grhalten, welche in der Bohrung des Ventilkörpers 1 abgedichtet mit ihren zylindrischen Teilen mit einem Querschnitt Sj verschiebbar aufgenommen sind.

Zur Dichtung zwischen den Kolben 13; 13' und den zylindrischen Teil mit dem Querschnitt S5 und zwischen den Kolben 13; 13' und den Ventilkolben 10; 10' sind 5 O-Ringe 14; 14' und Lippendichtringe 15; 15' vorgesehen. Zwischen den Kolben 13; 13' ist eine Buchse 16 vorgesehen, die die Innenwand des zylindrischen Teils mit dem Querschnitt 53 fast berührt und an ihren beiden Enden von den Kolben 13 bzw. 13' gehaltert ist.

In dem durch die Ventilspindeln 10; 10', die Kolben i3; 13' und die Hülse i6 gebildeten Raum ist eine Feder 18 aufgenommen. Die Feder wird zwischen Federwiderlagern 17; 17' gehalten, die an den Ventilkolben 10; 10' befestigt sind, um die Ventilkolben jeweils gegen die Sitzflächen 6 und 6' zu drücken. Auf den Ventilkolben 10 und 10' sind auch Sprengringe 19; 19' fest montiert, um die Ventilkolben zwangsweise bei Bewegung der Kolben 13 bzw. 13' zu bewegen.
Die Funktionsweise insgesamt wird im folgenden hauptsächlich für den ersten Bremst ds an der linken Seite des Ventils (F i g. 3) beschrieben. Da das Ventil gemäß der vorliegenden Erfindung spiegelsymmetrisch ist, gilt dies auch für den zweiten Bremskreis an der rechten Seite des Ventils.

Wenn Jas Bremssystem intakt ist, arbeitet das Ventil wie im folgenden beschrieben.

Die Bremsflüssigkeit wird vom Hauptzylinder (mit Druck Pm, P'm) den Einlaßöffnungen 4; 4' zugeführt. Da normalerweise Pm — P'm ist werden die Kolben 13; 13', infolge des Druckgleichgewichts an beiden Seiten der Buchse 16 normalerweise nicht bewegt

Bis Pm einen gewissen Wert erreicht, strömt Bremsflüssigkeit zwischen der Lippendichtung 9 und dem Ventilkolben 10 durch den Fhiiddurchgang 12 zur Auslaßöffnung 5 und dann zum Bremszylinder für die zugehörige rückwärtige Bremse, in diesem Zustand wird davon ausgegangen, daß der Druck an der Ausgangsöffnung Pr = Ρ_Λ/ist.
Weil der Außendurchmesser des Ventiltellers 11 des Ventilkolbens 10 etwas größer als der Innendurchmesser der Lippendichtung 9 ist, wird das Fluid abgedichtet, wenn der Ventilteller 11 mit der Lippendichtung 9 im Eingriff steht. Im folgenden wird das Gleichgewicht der auf den Ventilkolben 10 wirkenden Drücke betrachtet.

Wenn die wirkende Belastung der Feder 18 als F bezeichnet wird, wenn das Fluid durch das Anliegen des Ventiltellers 11 an der Lippendichtung 9 abgedichtet ist, dann ist der Druck, der in der F i g. 3 nach links wirkt, Pm (S4 —5δ) + F und der nach rechts wirkende Druck PrSa.

Wenn dann Pm einen gewissen Wert übersteigt (der Druck für den Reduktionsbeginn P_n = F/S5), dann wird Pr = (1 -S5/S4) Pm + F/3* sein, so daß die Geschwindigkeit der Druckerhöhung an der Auslaßöffnung 5 geringer als die an der Einlaßöffnung 4 sein wird. Anders ausgedrückt beginnt das Ventil den sogenannten Anpaß- oder I .oportionierungsvorgang auszuführen.

Wenn einer oder beide Bremskreise ausfallen sollten, wird das Ventil wie >m folgenden funktionieren. Es wird angenommen, daß der erste (linke) Bremskreis normal und der zweite (rechte) Bremskreis ausgefallen iot. Dann wird P'm = 0. Wenn das Bremsfluid mit dem Druck Pm der Eingangsöffnung 4 zugeführt wird, wird der Kolben 13 sich unter dem Eingangsdruck bewegen und die Buchse 16, den Kolben 13' und den Sprengring 19 nach rechts drücken.

Da der Sprengring 19 fest auf dem Ventilkolben 10 befestigt ist, wird, wenn Pm einen gewissen Druck übersteigt, der Kolben 13 die Feder 18 zusammen mit der

Hülse 16 und dem Kolben 13' über den Sprengring 19, den Ventilkolben 10 und das Federwiderlager 17 nach rechts gegen die Vorspannung der Feder verschoben.

Der Kolben 13 bewegt sich nach rechts, bis der Kolben 13' an der Sitzfläche 8' anliegt. Wenn der Ventilkolben 10 nach rechts bewegt wird, tritt der Ventilteller 11 an der Ventilspindel durch die Lippendichtung 9, da diese aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi hergestellt ist. Während der Ventilteller 11 im normalen Zustand, wie in der F i g. 3 dargestellt, links von der Lippendichtung 9 liegt, gelangt der Ventilteller damit auf die rechte Seite der Lippendichtung 9, wenn die zweite Leitung ausfällt und nur die erste Leitung normal arbeitet.

in diesem Zustand übt das Ventil keinen Anpaßvorgang wie im normalen Zustand aus, so daß das Bremsfluid zwischen der Lippendichtung 9 und dem Ventilkolben 10 durch den Fluiddurchgang 12 zur Auslaßöffnung 5 strömt, ohne daß irgendeine Druckverringerung erfolgt. Nun ist Pm = Pr. Das heißt, daß das Steuerventil gemäß der vorliegenden Erfindung, selbst wenn eine der beiden Leitungen ausfällt, zufriedenstellend funktioniert.

Während der Zeit, in der der Ventilteller 11 die Lippendichtung 9 passiert, wird das Fluid so abgedichtet, daß der Druck Pr nicht steigt. Die Zeit der Abdichtung ist jedoch sehr kurz und praktisch zu vernachlässigen.

Wie aus den Figuren zu ersehen ist, kehren unter der Vorspannung der Feder 18 alle Teile in ihre Ausgangsposition gemäß F i g. 3 zurück, wenn der Eingangsdruck weggenommen wird.

Eine in der F i g. 4 gezeigte andere Ausführungsform ist im wesentlichen gleichaufgebaut wie die erste Ausführungsform, mit Ausnahme, daß zwei Federn 18 und 18' für je einen Bremskreis anstatt der einen Feder für beide Bremskreise vorgesehen sind.

F > g. 5 zeigt eine dntte Ausiuhrungsform, bei der die in der ersten Ausführungsform verwendeten zwei Sprengringe und eine Hülse weggelassen sind. Statt dessen dienen die auf die Ventilkolben festaufgestemmten Federwiderlager zur Übertragung der Bewegung der Kolben 13 und 13' auf die Ventilkolben 10 und 10'.

Wie aus der F i g. δ zu ersehen ist, ist der Ventilkolben 10 an seinem inneren Ende mit zwei Schultern 21 und 22 versehen. Ein Federwiderlager in Form einer Kappe 17a ist auf der ersten Schulter 21 der Ventilspindel befestigt und die zweite Schulter 22 wird durch Stemmen deformiert, um Haltenasen 24 zu bilden, wodurch ein Lösen der Kappe 17a verhindert wird.

Wie in der F i g. 7 dargestellt, ist der Ventilkolben 10 an seinem inneren Ende mit einer einzigen Schulter 21 versehen, auf der ein Federwiderlager 176 fest montiert ist Das Federwiderlager 176 ist mit radialen Schlitzen 23 versehen, um es federnd auszugestalten, wodurch ein Lösen verhindert wird. Zusätzlich wird das Ende des Ventilkolbens 10 plastisch verformt, um das Federwiderlager 176 formschlüssig zu halten.

Obwohl zwei Beispiele für Federwiderlager gegeben worden sind, können diese an der Ventilspindel auf jede andere Art befestigt sein.

Die dritte Ausführungsform, bei der die Federwiderlager gemäß der F i g. 6 verwendet werden« ist in der F i g. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist ein Kolben 13a in zwei Teile aufgeteilt, um die Montage der Feder 18 und des Federwiderlagers 17' zu erleichtern.

Bei dieser Anordnung werden die Federwiderlager an den Ventilkolben 10 bzw. 10' befestigt, nachdem diese durch die entsprechenden Bohrungen in den Kolbenteilen 13a, 13'a eingeschoben wurden. Dann werden die Kolbenteile 13a, 13'a aneinander befestigt, nachdem die Feder 18 zwischen den Fcderwiderlagern angeordnet wurde. Diese zusammengesetzte Baugruppe wird in dem Ventilkörper 1 zusammen mit der Lippendichtung 9' montiert. Schließlich wird der Stopfen 2 mit der anderen Lippendichtung 9 auf dem offenen Ende des Ventilkörpers 1 montiert und dadurch das Steuerventil fertiggestellt.

Die dritte Ausführungsform ist im wesentlichen bezüglich Konstruktion und Funktionsweise die gleiche wie die erste Ausführungsform, mit der Ausnahme, daß die Bewegung des Kolbens über die Federwiderlager auf die Ventilkolben übertragen wird.

Ein Unterschied und Vorteil der dritten Ausführungsform gegenüber den ersten und zweiten Ausführungsformen besteht darin, daß zwei Sprengringe und eine Hülse, die in den letztgenannten verwendet werden, wegfallen können.

Wie aus der F i g. 8 zu ersehen ist. ist jeder Ventilkolben 10; 10' an seinem äußeren Ende mit mehreren Kerben 25 und radialen Nasen 26 versehen, die an der Außenseite der Lippendichtringe 15 liegen. Die Kerben 25 dienen als Luftdurchgang für den nicht im Betrieb befindlichen Bremskreis und die Nasen 26 dienen dazu, ein Lösen der Lippendichtringe 15 zu verhindern. Hierdurch ist es möglich, daß auf jeden Halter für die Lippendichtringe 15 verzichtet wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsdruck-Steuerventil für eine diagonale Bremsanlage mit:

Einem Ventilkörper mit zwei Paaren Fluideinlaß- und -auslaßöffnungen und mit einem Durchlaß, der jedes Paar der Fluidöffnungen miteinander verbindet, zwei im Ventilkörper gelagerte Ventilkolben mit jeweils einem daran vorgesehenen ringförmigen Ventilteller, einer Feder, die zwischen den Ventilkolben angeordnet ist, um diese auseinanderzudrücken, wobei jeder der Ventilkolben sich bei steigendem Fluiddruck so bewegt, daß der Ventilteller beim Oberschreiten eines vorbestimmten Wertes des Fluiddrucks an einem Ventilsitz zur Anlage kommt, um das Fluid abzudichten, wodurch der Fluiddruck geregelt wird, zwei Widerlagern, die auf den Ventilkolben montiert sind, um die Feder zwischen den Ventilkolbcii zu halten, und mit zwei Kolben, in denen die Ventilkolben zu ihrer Führung druckdicht gelagert sind, die sich bei Druckabfall in einem der Bremskreise gegen die Vorspannung der Feder in Richtung zur Seite mit niedrigerem Druck verschieben und die bei gleichem Druck beider Bremskreise durch die Vorspannung der Feder in ihre Normallage gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze als elastische Lippendichtungen (9; 9') ausgebildet sind, deren Innendurchmesser etwas geringer oder gleich dem Außendurchmesser der Ventilteller (11; 11') ist,

daß die Ventilkolbt;n (10; iJ') durch Sprengringe (19; 19') oder dgl. im Jeweiligen Kolben (13; 13') gehalten sind, so daß eine Ven ,hiebung des jeweiligen Kolbens (13; 13') auf den Ventilkolben (10; 10') übertragen wird und dadurch der Ventilteller (11; 11') durch die zugehörige Lippendichtung (9; 9') hindurchgezogen wird, und

daß im Ventilkörper (1) ein dafür ausreichender Verschiebungsweg für die Kolben (13; 13') und Ventilkolben (10; 10') vorgesehen ist

2. Bremsdruck-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (13a; 13a') an ihren äußeren Enden mit Aussparungen (Kerben [75; 25']) versehen sind, die bei Ausfallen einer der Leitungen als Luftdurchlaßöffnungen dienen.

3. Bremsdruck-Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin zwischen den Kolben (13a: 13a') und den Ventilkolben (10; 10') becherförmige Dichtungen (Lippendichtringe [15; 15']) vorgesehen sind, und die Kolben (13a; 13a') in der Nähe ihrer äußeren Enden mit Nasen (26; 26') versehen sind, um ein Lösen der becherförmigen Dichtungen zu verhindern.

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