DE4202217C2 - Steuerbares Rückschlagventil, insbesondere Zentralventil für einen Hauptbremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein steuerbares Rückschlagventil, insbesondere ein Zentralventil für einen Hauptbremszylinder, mit einem Ventilsitz und einem mechanisch gegen die Strömungsrichtung in seine Offenstellung bewegbaren Ventil­ element, das einen Ventilkopf mit einem an den Ventilsitz andrückbaren Dichtkörper aus elastomerem Werkstoff und einen in einer Ventilbohrung geführten Stößel aufweist.

Ein steuerbares Rückschlagventil der angegebenen Art ist aus dem Bremsenhandbuch der Alfred Teves GmbH, 8. Neuauf­ lage 1984, Seiten 74, 75 in der Verwendung als Zentralven­ til in einem Tandem-Hauptbremszylinder bekannt, der für verschiedene Fahrzeugtypen mit Anti-Blockier-System entwickelt wurde. Das Zentralventil steuert hierbei eine Verbin­ dung zwischen den Druckraum und dem Ausgleichsbehälter des bekannten Hauptbremszylinders, wobei es sich als weniger empfindlich gegenüber Druckschwankungen erwiesen hat, die bei Regelvorgängen des Anti-Blockier-Systems auftreten kön­ nen. Das bekannte Zentralventil hat sich in der Praxis bewährt. Es ist aber nicht für alle Anwendungsfälle geeignet. Ist beispielsweise ein Öffnen des bekannten Zen­ tralventils bei hohen Druckdifferenzen erforderlich, so können die dabei auftretenden, hohen Strömungsgeschwindig­ keiten und damit verbundene Kavitationserscheinungen den elastomeren Dichtkörper zerstören.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein steuerbares Rückschlag­ ventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches auch bei hohen Druckdifferenzen ohne die Gefahr einer Beschädi­ gung seines elastomeren Dichtkörpers geöffnet werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stößel des Ventilelements mit einem Drosselabschnitt verse­ hen ist, der in der Schließstellung des Ventilelements in die Ventilbohrung eingreift und mit der Wand der Ventilboh­ rung einen definierten Drosselspalt bildet und daß durch einen sich an den Drosselabschnitt anschließenden Durchlaß im Stößel die wirksame, axiale Länge des Drosselabschnitts auf einen Wert begrenzt ist, der größer ist als der zum Abheben des Dichtkörpers von dem Ventilsitz erforderliche Hub des Ventilelements und kleiner als der Hub zum Errei­ chen der Offenstellung des Ventilelements.

Bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil wird in der Anfangsphase des Öffnungshubs nur ein definierter Drossel­ spalt geöffnet, so daß auch bei hohen Druckdifferenzen die Strömungsgeschwindigkeiten klein bleiben und es dadurch nicht zu einer Beschädigung des Dichtkörpers und seiner Dichtkante kommt. Erst wenn das Ventil soweit geöffnet ist, daß der erreichte Öffnungsquerschnitt im Bereich des Dicht­ körpers das Auftreten ungünstig hoher Strömungsgeschwindig­ keiten nicht mehr zuläßt, tritt der Drosselabschnitt aus der Ventilbohrung heraus und gibt den Zugang zu einem Durchlaß im Stößel frei, der einen ausreichend großen Quer­ schnitt hat, um einen schnellen Druckabbau zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Rückschlagventil hat einerseits den Vorteil, daß es durch die Verwendung eines elastomeren Dichtkörpers schmutzunempfindlich ist, und es ermöglicht andererseits ein Öffnen bei hohen Druckdifferenzen, ohne daß dadurch die Lebensdauer des elastomeren Dichtkörpers beeinträchtigt wird.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Durchlaß in dem Stößel durch eine Längsbohrung und eine die Längsbohrung kreuzende, dem Dros­ selabschnitt benachbarte Querbohrung gebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung des Durchlasses ist einfach her­ stellbar und ermöglicht die Ausbildung des Stößels mit einer durchgehenden zylindrischen Mantelfläche, die sich zur Führung des Stößels in der Ventilbohrung eignet.

Die Betätigung des Ventilelements kann, wie bei dem bekann­ ten Zentralventil mit Hilfe des Stößels erfolgen. Für andere Anwendungen kann es jedoch auch zweckmäßig sein, wenn auf der dem Stößel entgegengesetzten Seite des Ventil­ elements ein Betätigungsstift vorgesehen ist, der das Ven­ tilelement in seine Offenstellung zieht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Betätigungsende eines Hauptbremszylinders, dessen Kolben ein erfin­ dungsgemäß ausgebildetes Zentralventil aufweist und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts X in Fig. 1.

Der dargestellte Hauptbremszylinder weist ein Zylinderge­ häuse 1 mit einer Zylinderbohrung 2 auf, in der ein Kolben 3 angeordnet ist. In die Zylinderbohrung 2 mündet eine in der Gehäusewand vorgesehene Ausgleichsbohrung 4, die an einen nicht näher dargestellten Ausgleichsbehälter anschließbar ist. Der Kolben 3 ist mit einer Kolbenman­ schette 5 in der Zylinderbohrung 2 abgedichtet und wird mit Hilfe einer Druckstange 6 betätigt, die in eine Sackbohrung in dem aus der Zylinderbohrung 2 herausragenden Ende 7 des Kolbens 3 hineinragt. Eine in das offene Ende der Zylinder­ bohrung 2 eingesetzte Manschette 8, die an einer Buchse 9 abgestützt ist, dichtet den Hauptbremszylinder nach außen ab.

Zur Bildung eines Zentralventils weist der Kolben 3 im Innern des Hauptbremszylinders eine mittige Stufenbohrung 10 auf, die mit ihrer Stufe einen Ventilsitz 11 und mit ihrem Bohrungsabschnitt kleineren Durchmessers eine Ventil­ bohrung 12 bildet. In der Stufenbohrung 10 befindet sich ein Ventilelement 13 mit einem Ventilkopf 14, der einen Dichtkörper 15 aus elastomerem Werkstoff trägt, und mit einem zylindrischen Stößel 16, der in der Ventilbohrung 12 angeordnet ist. Der Stößel 16 weist eine Längsbohrung 17 und eine die Längsbohrung 17 kreuzende Querbohrung 18 auf, die einen Durchlaß bilden. Der Stößel 16 ragt mit seinem dem Ventilkopf 14 entgegengesetzten Ende aus der Ventil­ bohrung 12 heraus in eine quer zur Ventilbohrung 12 verlau­ fende, durchgehende Bohrung 19 im Kolben 3, die mit der Ausgleichsbohrung 4 in Verbindung steht. In der Bohrung 19 befindet sich ein Anschlagstift 20, der in einem den Kolben 3 umgebenden Anschlagring 21 befestigt ist. Der Anschlag­ ring 21 ist gegenüber dem Kolben 3 axial beweglich und stützt in der Bremslösestellung den Kolben 3 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 22 an einer im Zylindergehäuse 1 befestigten Anschlagscheibe 23 ab. Der zylindrische Anschlagstift 20 bildet für den Stößel 16 einen Anschlag, durch den das Ventilelement 13 aufgestoßen wird, bevor der Kolben 3 seine Bremslösestellung erreicht. Die mit dem Anschlagstift 20 zusammenwirkende Stirnfläche 26 des Stößels 16 weist eine Einsenkung auf, damit das Druckmittel ungehindert zwischen dem Stößel 16 und dem Anschlagstift 20 hindurchtreten kann. In der Bremslösestellung hält der Anschlagstift 20 das von einer Ventilfeder 24 in Schließrichtung belastete Ventilelement 13 in einer Offen­ stellung, in der der Dichtkörper 15 von dem Ventilsitz 11 abgehoben ist und die Querbohrung 18 sich außerhalb der Ventilbohrung 12 befindet.

Der Außendurchmesser des Stößels 16 ist um ein definiertes Maß kleiner als der Innendurchmesser der Ventilbohrung 12. Auf diese Weise wird ein Drosselspalt gebildet, der eine Drosselwirkung entfaltet, wenn sich die Querbohrung 18 bei teilweise geöffnetem Ventil innerhalb der Ventilbohrung 12 befindet. Maßgebend für die Drosselwirkung ist der zwischen dem Ventilkopf 14 und der Querbohrung 18 liegende Dros­ selabschnitt 25 des Stößels 16, da die Drosselwirkung an der Querbohrung 18 abnimmt. Die Länge des Drosselabschnitts 25 ist so bemessen, daß er nur in der ersten Phase der Öff­ nungsbewegung des Ventilelements 13 wirksam ist, wobei der die Ventilbohrung 12 passierende Druckmittelstrom so stark gedrosselt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit am Dicht­ körper 15 ausreichend klein bleibt und der Dichtkörper 15 nicht durch Kavitation beschädigt wird. Diese Öffnungsphase ist in Fig. 1 und in der oberen Hälfte von Fig. 2 gezeigt. Erst wenn in der zweiten Phase der Öffnungsbewe­ gung der Dichtkörper 15 so weit von dem Ventilsitz 11 ent­ fernt ist, daß der Strömungsquerschnitt zwischen dem Dicht­ körper 15 und dem Ventilsitz 11 ausreichend groß ist und dort keine hohen Strömungsgeschwindigkeiten mehr auftreten können, tritt die Querbohrung 18 aus der Ventilbohrung 12 heraus. Das Druckmittel kann daraufhin nahezu ungedrosselt durch die Querbohrung 18 und die Längsbohrung 17 in die Bohrung 19 und zur Ausgleichsbohrung 4 gelangen, um einen schnellen Druckabbau zu ermöglichen. Diese Öffnungsphase ist in der unteren Hälfte von Fig. 2 gezeigt.

Bezugszeichenliste

 1 Zylindergehäuse
 2 Zylinderbohrung
 3 Kolben
 4 Ausgleichsbohrung
 5 Kolbenmanschette
 6 Druckstange
 7 Ende
 8 Manschette
 9 Buchse
10 Stufenbohrung
11 Ventilsitz
12 Ventilbohrung
13 Ventilelement
14 Ventilkopf
15 Dichtkörper
16 Stößel
17 Längsbohrung
18 Querbohrung
19 Bohrung
20 Anschlagstift
21 Anschlagring
22 Rückstellfeder
23 Anschlagscheibe
24 Ventilfeder
25 Drosselabschnitt
26 Stirnfläche

Claims (3)

1. Steuerbares Rückschlagventil, insbesondere Zentralven­ til für einen Hauptbremszylinder, mit einem Ventilsitz und einem mechanisch gegen die Strömungsrichtung in seine Offenstellung bewegbaren Ventilelement, das einen Ventilkopf mit einem an den Ventilsitz andrückbaren Dichtkörper aus elastomerem Werkstoff und einen in einer Ventilbohrung geführten Stößel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (16) mit einem Drossel­ abschnitt (25) versehen ist, der in der Schließstellung des Ventilelements (13) in die Ventilbohrung (12) ein­ greift und mit der Wand der Ventilbohrung (12) einen definierten Drosselspalt bildet und daß durch einen Durchlaß (17, 18) im Stößel (16) die wirksame, axiale Länge des Drosselabschnitts (25) auf einen Wert begrenzt ist, der größer ist als der zum Abheben des Dichtkörpers (15) von dem Ventilsitz (11) erforderliche Hub des Ventilelements (13) und kleiner als der Hub zum Erreichen der Offenstellung des Ventilelements (13).

2. Rückschlagventil nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Durchlaß in dem Stößel (16) durch eine Längsbohrung (17) und eine die Längsbohrung (17) kreuzende, dem Drosselabschnitt (25) benachbarte Quer­ bohrung (18) gebildet ist.

3. Rückschlagventil nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Stößel (16) entgegengesetzten Seite des Ventilelements (13) ein Betätigungsstift vorgesehen ist, der das Ventilele­ ment in seine Offenstellung zieht.