DE3016208C2

DE3016208C2 - Druckregelventil für hydraulische Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE3016208C2
Application number: DE3016208A
Authority: DE
Inventors: Lucas Heinz Ing.(grad.) 6361 Niddatal Haar
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1980-04-26
Filing date: 1980-04-26
Publication date: 1987-01-29
Also published as: GB2074674B; IT8121379A0; JPH0210745B2; FR2481212B1; US4386807A; IT1137059B; DE3016208A1; JPS56167543A; GB2074674A; FR2481212A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für hydraulische Fahrzeug-Bremsanlagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Druckregelventile werden vorzugsweise in der Bremsleitung zwischen dem Hauptbremszylinder und dem Bremsbetätigungszylinder der Hinterräder angeordnet, um in höheren Bremsdruckbereichen den Bremsdruck der Hinterradbremsen gegenüber demjenigen der Vorderradbremsen entsprechend der Verlagerung des Fahrzeuggewichtes zu verringern.
Bei einem bekannten Druckregelventil dieser Art (DE-OS 15 80 148) besteht die Dichtringanordnung aus einem einteilig ausgebildeten, elastomeren Dichtring, der in der Ruhelage des Ventils mit seiner der Auslaßseite zugewandten Stirnseite an einer in der Druckkammer ausgebildeten Schulter und mit seiner der Einlaßseite zugewandten Stirnfläche an einem radial gegenüber der Dichtungslippe zurückstehenden Bund des Differentialkolbens anliegt, wobei zwischen dem Bund und der diesem zugeordneten Stirnfläche des Dichtringes Flüssigkeitsdurchgänge vorgesehen sind und wobei ferner der Differentialkolben einen zylindrischen Ventilkopf aufweist, der bei einer Axialbewegung des Differentialkolbens zur Einlaßseite hin in die Bohrung des Dichtringes gleitend und dichtend eintaucht und damit den ersten Durchgang verschließt.
Bei dieser Ausführung ist der Dichtring als Schwachstelle anzusehen, da er mit Herstellungstoleranzen behaftet ist, die das Zusammenspiel der unterschiedlichen Funktionsflächen (Dichtflächen), insbesondere bei der hier gegebenen freien Beweglichkeit des Dichtrings gefährden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionssicherheit des Druckregelventils zu verbessern und es in seinem Aufbau zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Hierdurch wird erreicht, daß beim Schließen des ersten Durchlasses der Dichtring mit seiner Stirnfläche gegen die Dichtfläche des Bodens drückt, so daß Reibkräfte an dem Durchlaß vermieden sind und der Dichtring verschleißlos arbeitet. Auch nach einer hohen Anzahl von Lastwechseln ist noch ein einwandfreies Regelverhalten des Ventils zu erwarten. Die druckdichte Halterung und die große Abstützfläche des Dichtringes an dem Differentialkolben ermöglicht eine stabile und haltbare Ausführung des Dichtringes. Die an der Wandung der Bohrung des Gehäuses anliegende Dichtlippe des Dichtrings ist in der bei Hauptzylinderabdichtungen bewährten Art ausgebildet und läßt daher ebenfalls eine hohe Lebensdauer und Zuverlässigkeit erwarten. Durch die Anordnung des Verbindungskanals im Differentialkolben wird die Ausbildung und Abstützung des Dichtrings wesentlich vereinfacht, da keine Flächen mit Vorsprüngen oder Vertiefungen erforderlich sind.
Aus der DE-OS 28 38 377 ist es zwar bei einem Bremskraftverteiler bereits bekannt, einen Dichtring auf einem Kolben druckdicht zu haltern, wobei die Dichtung an einer Schulter des Kolbens zu einem Auslaßraum hin abgestützt ist und mit ihrer einem Einlaßraum zugewandten Stirnfläche mit einer gehäuseseitigen Dichtfläche zusammenwirkt. Aufgrund der im übrigen prinzipiell anderen Gestaltung der Dichtanordnung kann mit dieser bekannten Dichtung die erfindungsgemäße Aufgabe jedoch nicht gelöst werden.
Dadurch, daß die Schließbewegung des Differentialkolbens durch einen Gehäuseanschlag begrenzt ist, wird vermieden, daß der Dichtring bei einem Druckabbau im Einlaßraum durch einen im Auslaßraum herrschenden Druck übermäßig belastet wird.
Es ist vorteilhaft, wenn der Differentialkolben an seinem Abschnitt kleineren Durchmessers einen Bund aufweist, der zur Halterung des Dichtringes auf dem Differentialkolben dient und in Schließrichtung an einer Anschlagfläche des Bodens zur Anlage gelangt. Hierdurch wird erreicht, daß der Bund sowohl die Aufgabe einer axialen Halterung des Dichtringes als auch die der Vorgabe des maximalen Verschiebewegs der Dichtung in Schließrichtung erfüllt, so daß sich eine einfache Herstellung des Differentialkolbens ergibt.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Feder an einer im Auslaßraum der Gehäusewandung angeordneten zweiten Stufenfläche kleineren Durchmessers anliegt und den Differentialkolben über seine Schulter beaufschlagt. Bei dieser Anordnung kann eine Feder mit relativ großem Durchmesser eingesetzt werden, die den Vorteil hat, daß sie hinsichtlich ihrer Federcharakteristik leichter beherrschbar ist.
Es ist auch vorteilhaft, wenn der Boden des Einlaßraumes aus einem im Gehäuse dichtend gehaltenen zylindrischen Ring besteht, in dessen Bohrung der Differentialkolben mit seinem Abschnitt kleineren Durchmessers geführt ist. Diese Anordnung ist besonders für lastabhängige Druckregelventile geeignet. Dadurch, daß der Boden im Gehäuse einsetzbar ist und sowohl ein Teil des Ventils bildet als auch den Differentialkolben über die Bohrung axial verschiebbar führt, wird die Gestaltung des Druckregelventils einfach und billig.
Vorzugsweise besteht auch die Möglichkeit, daß der Boden des Einlaßraumes einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist und der Differentialkolben mit seinem Abschnitt kleineren Durchmessers in einer am Boden angeordneten Sacklochbohrung geführt wird. Diese Anordnung ist besonders für druckabhängige Druckregelventile geeignet und ermöglicht eine einfache und kostengünstige Gestaltung.
Es ist vorteilhaft, wenn eine Druckfeder zwischen dem Dichtring und dem Boden angeordnet ist, da die Druckfeder den Dichtring gegen die Schulter des Differentialkolbens drückt und der Dichtring in dieser Lage gehalten wird. Die Druckfeder kann auch die Funktion der Steuerfeder teilweise oder ganz übernehmen.
Es ist zweckmäßig, daß die Dichtlippe derart elastisch mit dem Dichtring verbunden ist, daß der Dichtring eine begrenzte Axialbewegung ausführen kann, ohne daß eine Verschiebung der Dichtlippe gegenüber dem Gehäuse erforderlich ist. Im Regelbereich führt die Differentialkolben oszillierende Bewegungen aus, die zu einem ständigen Offnen und Schließen des ersten Durchlasses führen. Durch die elastische Verbindung der Dichtlippe mit dem Dichtring wird erreicht, daß die Dichtlippe im Regelbereich an der Wandung der Bohrung keine Bewegung ausführt. Der Verschleiß der Dichtlippe wird hierdurch wesentlich verringert, was zu einer erhöhten Lebensdauer des Druckregelventils führt. Außerdem beeinflußt die Reibung der Dichtlippe nicht die Regelcharakteristik des Ventils.
Dadurch, daß eine umlaufende Nut am Außenumfang des Dichtringes ausgebildet ist, wird auf einfache Weise die erforderliche Elastizität erzielt.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Druckregelventils werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch ein lastabhängiges Druckregelventil,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein druckabhängiges Druckregelventil.
Das in Fig. 1 dargestellte Druckregelventil hat ein Gehäuse 1, das mittels eines Bodens 2 druckdicht verschlossen ist. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Differentialkolben 3 angeordnet, der im wesentlichen aus einem Abschnitt kleineren Durchmessers 4 und einem Abschnitt größeren Durchmessers 5 besteht und an seinem kleineren Durchmesser 4 an der Wandung der Bohrung 6 des Bodens 2 und seinem größeren Durchmesser 5 durch die Wandung der Bohrung 7 des Gehäuses 1 axial verschiebbar geführt ist. Der Differentialkolben 3 ragt mit seinem Abschnitt kleineren Durchmessers 4 aus dem Boden 2 heraus und verschließt die Bohrung 6 mittels einer Dichtung 8. An der Stirnfläche 9 des herausragenden Teils des Differentialkolbens 3 liegt beispielsweise eine nicht dargestellte Feder an, die den Differentialkolben entsprechend dem Fahrzeuggewicht mehr oder weniger gegen eine Anschlagfläche 10 des Gehäuses 1 drückt. Der stufenartig ausgebildete, kreisringförmige Boden 2 wird über seinen äußeren zylindrischen Durchmesser 11 in einer Bohrung 12 des Gehäuses 1 geführt, liegt an einer Stufenfläche 13 des Gehäuses 1 an und wird in dieser Lage über einen im Gehäuse 1 eingesetzten Sicherungsring 14 axial gehalten. Ein im Boden 2 angeordneter Dichtring 15 dichtet die Bohrung 12 des Gehäuses 1 nach außen ab.
Der von dem Gehäuse 1 und dem Boden 2 gebildete Druckraum wird von einer Dichtung 16 in einen Einlaßraum 17 und einen Auslaßraum 18 unterteilt. Der Einlaßraum 17 ist mit einer im Gehäuse 1 angeordneten, mit einem Gewinde versehenen Einlaßbohrung 19 und einer sich anschließenden Kanalbohrung 20 verbunden, durch die die Bremsflüssigkeit von einer Leitung eines Hauptbremszylinders einströmt. Der Auslaßraum 18 ist mit einer im Gehäuse 1 angeordneten, mit einem Gewinde versehenen Auslaßbohrung 21 und einer sich anschließenden Kanalbohrung 22 verbunden, durch die die Bremsflüssigkeit in eine Leitung eines Bremsbetätigungszylinders ausströmt.
Der Einlaßraum 17 ist über einen ersten Durchlaß 23 und einen im Differentialkolben 3 angeordneten Verbindungskanal 50, 24 mit dem Auslaßraum 18 verbunden. Der Verbindungskanal 50, 24 wird beispielsweise durch eine Querbohrung 50 und eine sich anschließende Axialbohrung 24 gebildet. Die Mündung der Querbohrung 50 liegt dabei an der Stirnfläche 26 des Dichtrings 16.
Der Dichtring 16 wird auf dem Abschnitt kleineren Durchmessers 4 des Differentialkolbens 3 geführt und stützt sich über eine Schulter 25 des Differentialkolbens 3 zum Auslaßraum 18 hin druckdicht ab. Die dem Einlaßraum 17 zugewandte, kreisringförmige Stirnfläche 26 des Dichtrings 16 bildet mit der ihr in geringem Abstand gegenüberliegenden Dichtfläche 27 des Bodens 2 den ersten Durchlaß 23. Die radial nach außen in Richtung des Einlaßraumes 17 verlaufende, kreisringförmige Dichtlippe 28 des Dichtrings 16 legt sich an der Wandung der Bohrung 7 an und bildet bei einem bestimmten Druckgefälle vom Auslaßraum 18 zum Einlaßraum 17 hin einen zweiten Durchlaß 35.
Zwischen der Dichtung 16 und dem Boden 2 ist eine Druckfeder 29 angeordnet. Im Bedarsfall kann zwischen der Druckfeder 29 und dem Dichtring 16 eine kreisringförmige Scheibe eingesetzt werden.
Die Funktionsweise des Reglers wird im folgenden näher beschrieben. Wird eingangsseitig ein Druck aufgebaut, so gelangt das Druckmittel durch die Einlaßbohrung 19 und die Kanalbohrung 20 in den Einlaßraum 17. Da der erste Durchlaß 23 noch geöffnet ist, gelangt das Druckmittel auch über den Verbindungskanal 50, 24 des Differentialkolbens 3 in den Auslaßraum 18. Von dort gelangt das Druckmittel über die Kanalbohrung 22 und die Auslaßbohrung 21 zu den in der Zeichnung nicht dargestellten Radbremszylindern einer Hinterachse eines Fahrzeuges.
Bei einem bestimmten Druckniveau wird an der druckbeaufschlagten Stirnfläche 36 des Differentialkolbens 3 eine Kraft wirksam, die den Differentialkolben 3 gegen die Kraft der an der Stirnfläche 9 des Differentialkolbens 3 anliegenden Feder und die Druckfeder 29 verschiebt. Durch diese Bewegung des Differentialkolbens 3 gelangt die Stirnfläche 26 des Dichtrings 16 an der Dichtfläche 27 des Bodens 2 zur Anlage, so daß der erste Durchlaß 23 verschlossen wird. Eine weitere Druckerhöhung in dem mit dem Hauptbremszylinder verbundenen Einlaßraum 17 hat eine entsprechend dem Flächenverhältnis der den Einlaßraum 18 begrenzenden Stirnfläche 25 am Abschnitt größeren Durchmessers des Differentialkolbens 3 zu der den Auslaßraum 18 begrenzenden Fläche 36 des Abschnittes größeren Durchmessers 5 des Differentialkolbens 3 sich ergebende Drucksteigerung in den Radbremszylindern zur Folge.
Wird eingangsseitig der Druck soweit reduziert, daß der im Einlaßraum 17 herrschende Druck kleiner ist als der im Auslaßraum 18, so öffnet sich der zweite Durchlaß 35 aufgrund des vom Auslaßraum 18 in Richtung des Einlaßraumes 17 wirkenden Drucks. Dadurch wird der Druck zwischen den Radbremszylindern und dem Hauptbremszylinder wieder ausgeglichen. Sinkt der Druck in dem Auslaßraum 18 unter einen bestimmten Wert, so bewegen die Steuerfedern den Differentialkolben 3 mit seiner Dichtung 16 in ihre Ausgangsstellung.
Das in Fig. 2 dargestellte druckabhängige Druckregelventil stimmt im wesentlichen mit der Ausführung gemäß Fig. 1 überein. Die Bezugszeichen für gleiche Teile wurden aus Fig. 1 übernommen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird nachfolgend nur auf die Unterschiede eingegangen. Im Gegensatz zu Fig. 1 besteht die Federanordnung aus einer einzigen Druckfeder 29, die sich an einer dritten Stufenfläche 32 des Gehäuses 1 und einem am Steuerkolben 3 im Auslaßraum 18 angeordneten Ringbund 30 abstützt. Weiterhin gelangt der Differentialkolben 3 in Schließrichtung an einer zweiten Stufenfläche 31 der Gehäusewandung zur Anlage. Der Abschnitt kleineren Durchmessers 4 des Differentialkolbens 3 wird in einer Sacklochbohrung 33 des Gehäuses 1 axial verschiebbar geführt. Eine am Außenumfang des Dichtrings 16 umlaufende Nut 34 erhöht die Elastizität der Dichtlippe.

Claims

1. Druckregelventil für hydraulische Fahrzeug- Bremsanlagen, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Druckkammer, die über einen Einlaß mit einem Hauptbremszylinder und über einen Auslaß mit mindestens einem Bremsbetätigungszylinder verbunden ist, einem in der Druckkammer angeordneten, durch eine Feder zum Auslaß hin beaufschlagten Differentialkolben, dessen größere Fläche mit dem Auslaß- und dessen kleinere Fläche mit dem Einlaßdruck beaufschlagt ist, einem in der Druckkammer zwischen dem Einlaß und dem Auslaß angeordneten elastomeren Dichtring, der einen ersten Durchlaß von der Einlaß- zur Auslaßseite steuert, der durch eine Axialverschiebung des Differentialkolbens verschließbar ist, sobald ein durch die Differentialkolbenflächen und die Feder vorbestimmter Druck in dem Einlaß und dem Auslaß erreicht ist, und der an seiner dem Einlaß zugekehrten Seite eine mit der Druckkammerwandung zusammenwirkende Dichtlippe aufweist, durch die ein zweiter Durchlaß bei einem Druckgefälle vom Einlaß zum Auslaß hin verschlossen und bei einem umgekehrten Druckgefälle geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (16) auf dem Differentialkolben (3) druckdicht gehalten und an einer Schulter (25) des Differentialkolbens (3) zum Auslaßraum (18) hin abgestützt ist und mit seiner dem Einlaßraum (17) zugewandten Stirnfläche (26) und einer gegenüberliegenden Dichtfläche (27) am Boden (2) des Gehäuses (1) den ersten Durchlaß (23) bildet und daß ein Verbindungskanal (50, 24) im Differentialkolben (3) den ersten Durchlaß (23) mit dem Auslaßraum (18) verbindet.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließbewegung des Differentialkolbens (3) durch einen Gehäuseanschlag (Stufenfläche 31) begrenzt ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (3) im Auslaßraum (18) einen Ringbund (30) aufweist, der in Schließrichtung an einer zweiten Stufenfläche (31) der Gehäusewandung zur Anlage gelangt (Fig. 2).

4. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (3) an seinem Abschnitt kleineren Durchmessers einen Bund aufweist, der zur Halterung des Dichtrings (16) auf dem Differentialkolben (3) dient und in Schließrichtung an einer Anschlagfläche des Bodens (2) zur Anlage gelangt.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (29) an einer im Auslaßraum (18) an dem Gehäuse (1) angeordneten dritten Stufenfläche (32) anliegt und den Differentialkolben (3) über den Ringbund (30) beaufschlagt (Fig. 2).

6. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) des Einlaßraumes (17) aus einem im Gehäuse (1) dichtend gehaltenen zylindrischen Ring besteht, in dessen Bohrung (6) der Differentialkolben (3) mit seinem Abschnitt kleineren Durchmessers (4) geführt ist (Fig. 1).

7. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (2) des Einlaßraumes (17) einstückig mit dem Gehäuse (1) ausgebildet ist und der Differentialkolben (3) mit seinem Abschnitt kleineren Durchmessers in einer am Boden (2) angeordneten Sacklochbohrung (33) geführt wird (Fig. 2).

8. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (29) zwischen dem Dichtring (16) und dem Boden (2) angeordnet ist (Fig. 1).

9. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (28) derart elastisch mit dem Dichtring (16) verbunden ist, daß der Dichtring (16) eine begrenzte Axialbewegung ausführen kann, ohne daß eine Verschiebung der Dichtlippe (28) gegenüber dem Gehäuse (1) erforderlich ist.

10. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine umlaufende Nut (34) am Außenumfang des Dichtrings (16) ausgebildet ist.