DE4240065A1 - Hydraulisches Umschaltventil für eine Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Umschaltventil gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Bremsanlage mit einem solchen Ventil ist aus der DE- 38 31 426 A1 bekannt. In dieser Bremsanlage führt vom Hauptbremszylinder über ein hydraulisch gesteuertes 3/2-Wegeventil, welches zugleich als Umschaltventil und als Trennventil dient, und über ein elektromagnetisches, strom­ los offenes Einlaßventil eine Bremsleitung zu einer Rad­ bremse eines angetriebenen Rades. Im Falle einer Blockier­ schutzregelung wird über ein elektromagnetisches, stromlos geschlossenes Auslaßventil Druckmittel in einen Nieder­ druckspeicher abgelassen. Aus diesem fördert eine Rück­ förderpumpe das Druckmittel wieder in die Bremsleitung zwischen das hydraulische 3/2-Wegeventil und das Einlaß­ ventil. Für eine Antriebsschlupfregelung ist die Saugseite der Pumpe über den dritten Anschluß des 3/2-Wegeventils mit dem Hauptzylinder verbunden, so daß sie über den Haupt­ zylinder aus dem Druckmittelbehälter ansaugen kann. Bei un­ betätigter Bremse ist die Verbindung vom Hauptbremszylinder zur Saugseite der Pumpe hergestellt, während die Brems­ leitung gesperrt ist. Sobald vom Hauptbremszylinder aus Druck aufgebaut wird, stellt sich das 3/2-Wegeventil in seine zweite Schaltposition, in welcher die Verbindung vom Hauptbremszylinder zur Radbremse hergestellt ist.

Hydraulische Ventile haben gegenüber elektromagnetisch betätigten Ventilen grundsätzlich den Vorteil, daß sie keine elektrischen Steuerleitungen benötigen. Dadurch, daß zur Betätigung solcher Ventile jedoch hydraulischer Druck auf Wirkflächen ausgeübt werden muß, ergibt sich bei der Ventilbetätigung eine Schaltvolumenaufnahme, die sich unter Umständen nachteilig auswirken kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn sich durch erhöhte Haftreibung von Dichtungen (Stick-Slip-Effekt) eine ruckartige Öffnungs- bzw. Schließbewegung ergibt. Dann erfolgt die Schaltvolumen­ aufnahme plötzlich, was bei gattungsgemäßen Umschalt­ ventilen zu einem unkomfortablen Pedalgefühl im Bremspedal führt.

Eine gebräuchliche Maßnahme zur Vermeidung des "Stick-Slip-Effektes" stellt die Verwendung von elastomeren Membranen anstelle von Kolben mit Dichtungen dar. Aller­ dings sind solche Membranen einem gewissen Verschleiß unterworfen und müssen zur Aufrechterhaltung ihrer elastischen Kräfte zusätzlich mit Federn vorgespannt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes hydraulische Umschaltventil zu schaffen, welches mit möglichst wenig Einzelteilen auskommt und dennoch verschleißfrei und "stick-slip-frei" arbeitet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merk­ male des Hauptanspruchs. Ein metallischer Faltenbalg vereinigt in sich die Vorteile einer Membran und einer metallischen Feder. Durch seine Kompressibilität ist keine Verschiebung eines Kolbens erforderlich, und durch seine Elastizität, die keiner Materialermüdung unterworfen ist, erübrigt sich die Verwendung von zusätzlichen metallischen Federn.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Eine nähere Erläuterung des Erfindungsgedankens erfolgt nun anhand der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbei­ spiels anhand einer Zeichnung.

Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Umschaltventil mit metallischem Faltenbalg.

Das Gehäuse des dargestellten hydraulischen Umschaltventils besteht aus dem Schraubkörper 2 und dem Gehäuseblock 4. Der Schraubkörper 2 ist druckdicht in den Gehäuseblock einge­ schraubt. Er ist topfartig geformt und besitzt außerhalb des Gehäuseblocks 4 radiale Luftkanäle 6, die durch den Schutzring 8, welcher einen rechteckigen Querschnitt hat, vor Verschmutzung geschützt sind. Im Innern des Schraub­ körpers 2 ist der metallische Faltenbalg 10 angeordnet, welcher zylinderförmig gestaltet ist, wobei die Zylinder­ wand radiale Falten aufweist. An seinem gehäuseinneren axialen Ende ist der Faltenbalg 10 mit der zylindrischen Innenwand 12 des Schraubkörpers 2 druckdicht verschweißt. An seinem anderen axialen Ende ist der Faltenbalg 10 durch den Boden 14 axial verschlossen. Dieser Boden 14 ist entweder einstückig mit dem Faltenbalg 10 aus einem Stück Blech topfartig geformt oder aber nachträglich an einen rohrförmigen Faltenbalg 10 angeschweißt.

Durch diese Anordnung wird vom Faltenbalg 10 mit dem Boden 14 die Luftkammer 16 vom Auslaßraum 18 getrennt. Im Aus­ laßraum 18 befindet sich der Ventilstößel 20, der durch das Innere des Faltenbalgs 10 verläuft und am Boden 14 in An­ lage ist. Diese Anlage wird durch die Ventilfeder 22 unter­ stützt, welche sich am Ventilsitz 24 abstützt und den Ventilstößel 20 über die mittels des Sprengrings 26 ge­ haltene Anschlagscheibe 28 zum Boden 14 hin beaufschlagt. Die Druckkraft der Ventilfeder 22 ist im Vergleich zur Federhärte des Faltenbalgs 10 zu vernachlässigen.

Der Ventilstößel 20 durchragt den gehäusefesten Ventilsitz 24 und ist im Axialbereich des Durchtritts durch den Ventilsitz 24 radial verdickt, so daß eine sichere radiale Führung des Ventilstößels 20 gegeben ist. Um einen unge­ hinderten Druckmitteldurchstrom zu sichern, besitzt der Ventilstößel 20 an einer Seite im Axialbereich des Ventil­ sitzes 24 eine radiale Abfräsung 30. Hierdurch ist der Strömungsquerschnitt vergrößert. Der Ventilsitz 24 ist zwischen dem Auslaßraum 18 und dem Einlaßraum 32 ange­ ordnet. In Einlaßraum 32 befindet sich das Schließglied 34, welches am Ventilstößel 20 formschlüssig befestigt ist. Zum Ventilsitz 24 hin weist das Schließglied 34 einen umlaufen­ den axialen Dichtwulst 35 auf.

Zum Einlaßraum 32 führt der Hauptzylinderanschluß 36, während der Auslaßraum 18 mit dem Sauganschluß 38 versehen ist. Vom Hauptbremszylinder gelangt das Druckmittel also über den Hauptzylinderanschluß 36 in den Einlaßraum 32, während an den Sauganschluß 38 die Saugseite der selbst­ ansaugenden Rückförderpumpe angeschlossen ist. Ein Druck­ aufbau vom Hauptzylinderanschluß 36 her bewirkt eine axiale Expansion des Faltenbalges 10, welcher von außen nur mit dem Druck der Luftkammer 16, also mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Diese Expansion führt zur Anlage des Dichtwulstes 35 am Ventilsitz 24.

Obwohl der "Stick-Slip-Effekt" bei der dargestellten Aus­ führungsform nicht auftritt, ist es dennoch wünschenswert, die Schaltvolumenaufnahme vom Hauptbremszylinder her so klein wie möglich zu halten. Daher empfiehlt es sich, einen kurzen Ventilsehließweg einzustellen. Dies ist möglich, indem die Ruhelage des Ventilschließgliedes durch die Längenbemessung der Anschlagsockel 40 festgelegt wird. Die Anschlagsockel 40 bestimmen die Hubbegrenzungen des Ventil­ stößels 20, in dem sie in Öffnungsrichtung als Anschlag für die Anschlagscheibe 28 dienen.

Für das hier angegebene Ausführungsbeispiel stellt die dargestellte Position der Funktionselemente die Ruhelage in drucklosem Zustand dar. Durch einfache Veränderung der axialen Länge des Faltenbalges 10 in kräftefreiem Zustand läßt sich ein solches hydraulisches Umschaltventil aber auch als drucklos geschlossenes Ventil gestalten. Beiden Gestaltungsformen ist es gemeinsam, daß bei einer Be­ tätigung der selbstansaugenden Förderpumpe das Ventil nur dann geöffnet werden kann, wenn vom Hauptbremszylinder her im Einlaßraum 32 kein Druck ansteht.

Bezugzeichenliste

 2 Schraubkörper
 4 Gehäuseblock
 6 Luftkanäle
 8 Schutzring
10 Faltenbalg
12 Innenwand
14 Boden
16 Luftkammer
18 Auslaßraum
20 Ventilstößel
22 Ventilfeder
24 Ventilsitz
26 Sprengring
28 Anschlagscheibe
30 Abfräsung
32 Einlaßraum
34 Schließglied
35 Dichtwulst
36 Hauptzylinderanschluß
38 Sauganschluß
40 Anschlagsockel

Claims (5)

1. Hydraulisches Umschaltventil für eine Fahrzeugbrems­ anlage mit einem an einen Druckmittelbehälter ange­ schlossenen Hauptbremszylinder, der über eine Brems­ leitung zumindest mit der Radbremse eines ange­ triebenen Rades verbunden ist, mit einer nach dem Rückförderprinzip arbeitenden Blockierschutzein­ richtung und mit einer selbstansaugenden Rückförder­ pumpe, die in die Bremsleitung fördert und deren Saug­ seite für eine Antriebsschlupfregelung über eine Saug­ leitung und über den Hauptbremszylinder mit dem Druck­ mittelbehälter verbindbar ist, wobei das Umschalt­ ventil in der Saugleitung angeordnet ist und zumindest immer dann die Verbindung sperrt, wenn die Bremsanlage durch den Hauptbremszylinder betätigt wird, und zu­ mindest immer dann die Verbindung freigibt, wenn die Pumpe saugt ohne gleichzeitige Bremsbetätigung durch den Hauptbremszylinder, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Betätigung des Umschalt­ ventils durch Kompression und Expansion eines metallischen Faltenbalges (10) erfolgt.

2. Hydraulisches Umschaltventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (10) zylindrisch geformt ist, an einem axialen Ende ver­ schlossen ist (Boden 14) und am anderen axialen Ende druckdicht mit einer ihm umgebenden zylindrischen Wand (12) verbunden ist.

3. Hydraulisches Umschaltventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faltenbalg (10) von einer Seite in Öffnungsrichtung des hydraulischen Umschaltventils mit Atmosphärendruck (Luftkammer 16) beaufschlagt ist, und von der anderen Seite in Schließrichtung mit dem Druckmitteldruck an der Saugseite der Rückförderpumpe (Sauganschluß 38).

4. Hydraulisches Umschaltventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am axial verschlossenen Ende des Faltenbalges (10) ein axialer Ventilstößel befestigt ist, welcher einen Ventilsitz (24) durchragt und auf der dem Faltenbalg (10) abgewandten Seite des Ventilsitzes (24) ein Schließ­ glied (34) betätigt, welches mit dem Ventilsitz (24) zusammenwirkt.

5. Hydraulisches Umschaltventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ventilsitz (24) aus gesehen auf der Seite des Schließgliedes (34) ein Anschluß (36) zum Hauptbremszylinder angelegt ist und auf der Seite des Faltenbalges (10) ein Anschluß (38) zur Saugseite der Pumpe.