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Vordruckventil für Kraftfahrzeugbremsanlagen
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Die Erfindung betrifft ein Vordruckventil für Kraftfahrzeugbremsanlagen,
mit einem eine Kammer bildenden Gehäuse, das auf einer Seite eine Öffnung zum Hauptzylinder
und auf der anderen Seite eine Öffnung zum Bremskreis aufweist, wobei die Kammer
durch ein Doppelventil in zwei Räume unterteilt wird und das Doppelventil einen
ersten, federbelasteten Ventilkörper aufweist, der in einer Richtung öffnet, und
einen zweiten, federbelasteten Ventilkörper aufweist, der in der anderen Richtung
öffnet.
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Ein derartiges Vordruckventil ist aus dem DE-GM 1 896 381 bekannt.
Im Gehäuse dieses Vordruckventils ist eine feste Trennwand vorgesehen, die das Gehäuse
in zwei Räume teilt. Die Trennwand weist einen Durchgang auf, der mit einem ersten
Ventilkörper verschließbar ist. Im ersten Ventilkörper ist ein weiterer Durchgang
vorgesehen, der mit einem zweiten Ventilkörper verschließbar ist.
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Bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen müssen mit einem Vordruckventil
ausgerüstete Bremsanlagen der vom Band laufenden
Kraftfahrzeuge
auf schnelle und einfache Weise befüllt und gleichzeitig entlüftet werden. Zur Zeit
geschieht dieser Befüllungs- und Entlüftungsvorgang dadurch, daß Bremsflüssigkeit
über den Hauptzylinder in die einzelnen Bremskreise bis zu den einzelnen Radzylindern
gedrückt wird. Eine Befüllung bzw. Entlüftung einer Bremsanlage ist dadurch möglich,
daß die das Vordruckventil aufstoßende Bewegungsrichtung gleich der Strömungsrichtung
der Bremsflüssigkeit ist.
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Da dieser Vorgang am Fließband aber sehr viel Zeit in Anspruch nimmt,
wird angestrebt, eine Bremsanlage mittels Vakuum zu befüllen bzw. zu entlüften.
Dabei soll zunächst in der Bremsanlage vom Hauptzylinder aus ein gewisser Unterdruck
geschaffen werden, der anschließend beim Befüllen ein Hineinsaugen der Bremsflüssigkeit
in die einzelnen Bremskreise bewirkt. Würde man dieses Verfahren an einer Bremsanlage
mit einem herkömmlichen Vordruckventil anwenden, so müßte ein verhältnismäßig hoher
Uberdruck im Hauptzylinder erzeugt werden, bis das Vordruckventil abhebt und den
Bremskreis freigibt. In der Praxis sind derartige Unterdrücke aber nur mit sehr
hohem Aufwand zu erreichen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Vordruckventil
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem beim Anliegen von Unterdruck auf
der Hauptzylinderseite die Druckdifferenz zum öffnen des Ventils geringer ist als
die im normalen Betrieb erforderliche Druckdifferenz zum öffnen des Ventils beim
Lösen der Bremse.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen im Gehäuse dichtend,
axial verschiebbar angeordneten Kolben, der auf einer Seite vom Druck des mit dem
Hauptzylinder verbundenen Raumes
und auf der entgegengesetzten Seite
vom Atmosphärendruck beaufschlagt ist und auf einen Ventilkörper in öffnendem Sinne
einwirkt. Damit ist es möglich, schon mit geringem Unterdruck auf der Hauptzylinderseite
einen Bremsanlage mit Vordruckventil zu befüllen bzw. zu entlüften. Die später in
einer Werkstatt durchzuführende Befüllung bzw. Entlüftung einer Bremsanlage kann
trotz des neuen Vordruckventils auch weiterhin milden bekannten Füll- und Entlüftergeräten
durchgeführt werden.
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Zweckmäßigerweise weist der im Gehäuse gleitbar angeordnete Kolben
eine Ausnehmung auf, in der der zweite Ventilkörper mit einem federbelasteten Halteelement
angeordnet ist. Dadurch wird eine besonders kompakte und raumsparende Anordnung
geschaffen.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen,
daß der im Gehäuse gleitbar angeordnete Kolben im Durchmesser abgestuft ist, wobei
das Teil mit dem größeren Durchmesser an den Innendurchmesser der Kammer und das
Teil mit dem geringeren Durchmesser an den Innendurchmesser eines vom Gehäuse gebildeten
Stutzens, in dem es dichtend gleitend geführt ist, angepaßt sind.
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Vorteilhafterweise ist zum Öffnen des zweiten Ventilkörpers ein in
das Innere der Kammer ragender Anschlag vorgesehen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Abdichtung
des im Gehäuse gleitbar angeordneten Kolbens in dem Teil mit dem größeren Durchmesser
eine an der Innenseite des Gehäuses anliegende O-Ring-Dichtung und in dem Stutzen
des Gehäuses eine an dem Teil mit dem geringeren Durchmesser anliegende O-Ring-Dichtung
eingesetzt sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Kolben
in einer Wand des Gehäuses angeordnet, die den Raum, der mit dem Hauptzylinder verbunden
ist, begrenzt.
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Zweckmäßigerweise ist die Wand die Stirnwand des Gehäuses.
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Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sehen vor, daß der
Kolben einen Kolbenkopf und einen Kolbenschaft mit einem gegenüber dem Kolbenkopf
verringerten Durchmesser aufweist und daß der Kolbenschaft ins Innere des Raumes
ragt, der mit dem Hauptzylinder verbunden ist, und in seiner Endlage den zweiten
Ventilkörper offen hält.
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Zweckmäßigerweise ist am Kolben ein dessen Bewegungsweg begrenzender
Anschlag vorgesehen, der in Form einer Scheibe oder insbesondere als Federring ausgebildet
sein kann.
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Zur einfachen Abdichtung des Vordruckventils gegen den Hauptzylinder
ist am Kolbenschaft eine Dichtung vorgesehen.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert,
die in der Zeichnung dargestellt sind.
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Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Vordruckventils und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines Vordruckventils.
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Das in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellte Vordruckventil 1 weist
ein Gehäuse 2 auf, das an einer seiner Stirnseiten eine Öffnung 3 für den Anschluß
einer (nicht dargestellten) Hauptzylinderleitung und auf der entgegengesetzten Seite
eine
Öffnung 4 für den Anschluß der (ebenfalls nicht dargestellten)
Bremskreisleitung besitzt. Das Gehäuse 2 bildet eine Kammer, die durch ein Doppelventil
5 in zwei Räume 6 und 7 unterteilt wird.
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Das Doppelventil 5 weist einen ersten Ventilkörper 8 auf, der im Gehäuse
2 koaxial angeordnet ist. Dieser erste Ventilkörper 8 ist im wesentlichen zylinderförmig
ausgebildet und weist ein Flanschteil 9 auf, das einen Ventilteller 10 bildet. Der
Ventilsitz für den ersten Ventilkörper 8 wird von einem im Gehäuse 2 dichtend und
gleitbar angeordneten Kolben 11 gebildet. Der Kolben 11 ist im Durchmesser abgestuft
ausgeführt, wobei das Teil mit dem größeren Durchmesser 11a an den Innendurchmesser
der vom Gehäuse 2 gebildeten Kammer und das Teil mit dem geringeren Durchmesser
11b an den Innendurchmesser eines vom Gehäuse 2 gebildeten Stutzens 12 angepaßt
ist, in dem es dichtend und gleitend geführt ist.
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Im Kolben 11 ist eine zentrale Ausnehmung 13 vorgesehen, die zum ersten
Ventilkörper 8 hin offen ist und auf der Bremskreisseite eine zentrale Bohrung 14
besitzt. In der Ausnehmung 13 ist ein zweiter Ventilkörper 15 angeordnet, der eine
Kugelform aufweist und eine im ersten Ventilkörper 8 vorgesehene Bohrung 16 verschließt.
Der kugelförmige Ventilkörper 15 wird von einem Halteelement 17 getragen, gegen
das eine Druckfeder 18 wirkt, die an der bremskreisseitigen Stirnfläche 19 der Ausnehmung
13 abgestützt ist. Das Halteelement 17 ist so ausgeführt, daß das Druckmedium durchströmen
kann. An der hauptzylinderseitigen Innenstirnfläche 20 des Gehäuses 2 ist ein zentraler,
in den Raum 6 hineinragender, zapfenförmiger Anschlag 21 ausgebildet, der, wie weiter
unten beschrieben ist, mit dem kugelförmigen
Ventilkörper 15 zusammenwirkt.
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Der Kolben 11 ist auf der Hauptzylinderseite von einer Druckfeder
22, die im Raum 6 angeordnet ist, federbelastet. Diese Druckfeder 22 stützt sich
einerseits an der Innenstirnfläche 20 des Gehäuses 2 und andererseits an einer am
Teil 11a gebildeten Schulter 23 ab.
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Auf der Bremskreisseite ist am Ubergang vom Teil 11a zum Teil 11b
des Kolbens 11 eine Kolbenfläche 24 gebildet, auf die Atmosphärendruck wirkt. Der
Atmosphärendruck gelangt über eine im Gehäuse 2 vorgesehene Bohrung 25 in das Innere
des Gehäuses 2.
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Im Teil 11a des Kolbens 11 ist eine Ringnut 26 vorgesehen, in die
eine O-Ring-Dichtung 27 eingesetzt ist, die an der Innenwand des Gehäuses 2 anliegt.
Im Stutzen 12 des Gehäuses 2 ist eine Ringnut 28 vorgesehen, in die eine O-Ring-Dichtung
29 eingesetzt ist, die an der Außenfläche des Teils 11b anliegt.
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Nachfolgend ist die Arbeitsweise des Vordruckventils 1 (Fig. 1) beschrieben:
Das Vordruckventil 1 wirkt im Betrieb im wesentlichen wie das bekannte Vordruckventil.
Bei Beaufschlagung mit Unterdruck von der Hauptzylinderseite her bewegt sich, im
Gegensatz zu dem bekannten Vordruckventil, der Kolben 11 zusammen mit dem ersten
Ventilkörper 8, bis letzterer gegen die Stirnfläche 20 des Gehäuses 2 anschlägt.
In dieser Stellung wird der kugelförmige Ventilkörper 15 vom Anschlag 21 von seinem
Dichtsitz am ersten Ventilkörper 8 abgehoben, so daß das zweite Ventil geöffnet
ist.
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Bei geöffnetem zweiten Ventil wird durch den Unterdruck ein
Hineinsaugen
der Bremsflüssigkeit in die Leitungen der einzelnen Bremskreise bewirkt. Die Druckdifferenz
kann dabei geringer sein als die im normalen Betrieb erforderliche Druckdifferenz
zum öffnen des ersten Ventils durch Abheben des von der relativ starken Druckfeder
22 belasteten ersten Ventilkörpers 8 von seinem Ventilsitz.
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Bei Unterdruck in der Bremsanlage werden die beweglichen Innenteile
des Vordruckventils 1 durch die Kraftwirkung der durch die Bohrung 25 eintretenden,
auf die Kolbenfläche 24 wirkende Atmosphäre in der gezeigten Anschlagstellung gehalten.
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Das in Fig. 2 ebenfalls im Längsschnitt dargestellte Vordruckventil
31 ist ähnlich wie das in Fig. 1 gezeigte Vordruckventil 1 aufgebaut. Das Vordruckventil
31 weist ein Gehäuse 32 auf, das eine Öffnung 33 für den Anschluß der (nicht dargestellten)
Hauptzylinderleitung und eine Öffnung 34 für den Anschluß der (ebenfalls nicht dargestellten)
Bremskreisleitung besitzt. Das Gehäuse 32 bildet eine Kammer, die durch ein Doppelventil
35 in zwei Räume 36 und 37 unterteilt wird.
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Das Doppelventil 35 weist einen ersten Ventilkörper 38 auf, der im
Gehäuse 32 koaxial angeordnet ist. Dieser erste Ventilkörper 38 ist wie der Ventilkörper
8 des Vordruckventils 1 ausgebildet.
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Der Ventilsitz für den ersten Ventilkörper 38 wird von einer im Gehäuse
32 fest ausgebildeten ringförmigen Schulter 39 gebildet.
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Im Gehäuse 32 ist eine zentrale Ausnehmung 40 vorgesehen, die zum
ersten Ventilkörper 38 und zu einer auf der Bremskreisseite vorgesehenen zentralen
Bohrung 41 hin offen ist. In der Ausnehmung 40 ist wie bei der Ausgestaltung gem.
Fig. 1 ein zweiter,
kugelförmiger Ventilkörper 42 angeordnet, der
eine im ersten Ventilkörper 38 vorgesehene Bohrung 43 verschließt. Der kugelförmige
Ventilkörper 42 wird von einem Halteelement 44 getragen, gegen das eine Druckfeder
45 wirkt, die an der bremskreisseitigen Stirnfläche 46 der Ausnehmung 40 abgestützt
ist. Auch die Federbelastung des Ventilkörpers 38 erfolgt in gleicher Weise wie
bei dem Vordruckventil 1, d. h. mittels einer Druckfeder 47.
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Im Unterschied zu dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
mündet die hauptzylinderseitige Öffnung 33 des Vordruckventils 31 radial in den
Raum 36. Der Kolben 11 des Vordruckventils 1 (Fig. 1) ist bei dem Vordruckventil
31 (Fig. 2) durch einen Kolben 48 ersetzt, der axial gleitbar in einer zentralen
Bohrung 49 in der Stirnwand 50 des Gehäuses 32 eingesetzt ist. Die Bohrung 49 weist
eine Erweiterung 51 auf, die einen tellerförmigen Kolbenkopf 52 aufnimmt, der auf
seiner Außenseite vom Atmosphärendruck belastet ist.
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Vom Kolbenkopf 52 ausgehend ragt ein Kolbenschaft 53 durch die Stirnwand
50 des Gehäuses 32 in das Innere des Raumes 36. Dieser Kolbenschaft 53 erfüllt die
Funktion des Anschlages 21 bei dem Vordruckventil 1 gem. Fig. 1. Die Bewegung des
Kolbens 48 wird durch eine in eine am Kolbenschaft 53 vorgesehene Ringnut eingesetzte
ringförmige Scheibe 54, z. B. einen Federring, begrenzt.
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In eine am Kolbenschaft 53 vorgesehene weitere Nut ist eine Dichtung
55 eingesetzt, um den Kolbenschaft 53 gegenüber der Bohrung 49 abzudichten.
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Das Vordruckventil 31 der Fig. 2 arbeitet wie folgt: Bei Beaufschlagung
mit Unterdruck von der Hauptzylinderseite her bewegt sich der Kolben 48 durch die
Druckdifferenz so weit in
den Raum 36, bis er gegen den kugelförmigen
Ventilkörper 42 stößt und diesen von seinem Dichtsitz am ersten Ventilkörper 38
abhebt. Dadurch wird das zweite Ventil geöffnet. Durch den Unterdruck im Hauptzylinder
wird Bremsflüssigkeit in die einzelnen Bremskreise hineingesaugt. Die Druckdifferenz
kann dabei wie in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel geringer sein
als die im normalen Betrieb erforderliche Druckdifferenz zum öffnen des ersten Ventils.
Bei Unterdruck in der Bremsanlage werden die beweglichen Innenteile des Vordruckventils
31 in der in Fig. 2 gezeigten Anschlagstellung gehalten.
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BEZUGSZEICHENLISTE 1 Vordruckventil 2 Gehäuse 3 hauptzylinderseitige
Öffnung 4 bremskreisseitige Öffnung 5 Doppelventil 6 Raum 7 Raum 8 erster Ventilkörper
9 Flanschteil 10 Ventilteller 11 Kolben 11a Teil von 11 11b Teil von 11 12 Stutzen
13 zentrale Ausnehmung 14 zentrale Bohrung 15 zweiter Ventilkörper 16 Bohrung 17
Halteelement 18 Druckfeder 19 Stirnfläche 20 Innenstirnfläche 21 Anschlag 22 Druckfeder
23 Schulter 24 Kolbenfläche 25 Bohrung 26 Ringnut 27 O-Ring-Dichtung 28 Ringnut
29 O-Ring-Dichtung 30 -31 Vordruckventil 32 Gehäuse 33 hauptzylinderseitige Öffnung
34 bremskreisseitige Öffnung 35 Doppelventil 36 Raum 37 Raum 38 erster Ventilkörper
39 ringförmige Schulter 40 zentrale Ausnehmung 41 zentrale Bohrung 42 zweiter Ventilkörper
43 Bohrung 44 Halteelement 45 Druck feder 46 Stirnfläche von 40 47 Druckfeder 48
Kolben 49 zentrale Bohrung 50 Stirnwand von 32 51 Erweiterung 52 Kolbenkopf 53 Kolbenschaft
54 Scheibe 55 Dichtung