DE69005111T2 - Pendelventil für die dämpfung von druckspitzen. - Google Patents

Pendelventil für die dämpfung von druckspitzen.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Pendelventil mit Dämpfung bei Vollbetätigung und insbesondere ein Pendelventil für eine Antiblockierschutz-Bremsanlage.
  • Ein Pendelventil, das mit einem Elektromagneten verwendet wird, ist in dein Brown U.S. Patent No. 4,620,565 dargestellt. Bei vielen Fahrzeug-Antiblockierschutz-Bremsanlagen wird ein Mechanismus benötigt, der den vorzeitigen vollen Hub des Pendelventils bei einer Vollbetätigung der Bremsen verhindert. Wenn eine Fahrzeug-Bedienungsperson plötzlich auf die Bremse steigt und somit eine Vollbetätigung des Hauptzylinders und des Bremsdrucks herbeiführt, ist es erforderlich, dar der hohe Strömungsmitteldruck anfangs den Bremsen zugeführt wird, und anschließend kann das Pendelventil verstellt werden, und das Antiblockierschutzsystem tritt in Funktion, um ein Rutschen zu vermeiden. Wenn das Pendelventil während einer Vollbetätigung der Bremsen einen vollen Arbeitshub ausführen kann, wird der hohe Bremsdruck anfangs daran gehindert, die Bremsen zu erreichen, und der vom Fahrer erwünschte Bremseffekt tritt nicht ein.
  • Es ist somit äußerst wünschenswert, ein Pendelventil für eine Antiblockierschutz-Bremsanlage zu schaffen, welches einen Mechanismus enthält, der einen vorzeitigen vollen Arbeitshub des Pendelventils bei Vollbetätigung der Bremsanlage verhindert.
  • Die vorliegende Erfindung bietet eine Lösung für das obige Problem durch Offenbarung eines Pendelventils mit Dämpfung bei Vollbetätigung mit einem Ventilgehäuse, das eine abgestufte Bohrung enthält, wobei die Bohrung einen Bohrungsabschnitt kleinen Durchmessers, einen Bohrungsabschnitt verringerten Durchmessers und einen Bohrungsabschnitt vergrößerten Querschnitts aufweist, der Bohrungsabschnitt kleinen Durchmessers mit einem Bremsleitungsanschluß kommuniziert, der Bohrungsabschnitt verringerten Durchmessers mit einer Auslaßöffnung kommuniziert und der Bohrungsabschnitt vergrößerten Durchmessers mit einer Einlaßöffnung kommuniziert, einem Ventilglied, das in der Bohrung angeordnet ist und einen Erstdurchmesser-Abschnitt, der in dem Bohrungsabschnitt kleinen Durchmessers angeordnet ist, und einen Zweitdurchmesser-Abschnitt, der in dem Bohrungsabschnitt vergrößerten Durchmessers gleitbar gelagert ist, aufweist, wobei die Erst- und Zweitdurchmesser-Abschnitte von Dichtungen umgeben sind, die an den Bohrungsabschnitten kleinen und vergrößerten Durchmessers dichtend anliegen, und der Zweitdurchmesser-Äbschnitt eine querverlaufende Bohrung aufweist, die mit einer längsverlaufenden Bohrung kommuniziert, welche mit einer an dem Zweitdurchmesser-Abschnitt des Ventilgliedes angeordneten Kammer kommuniziert, Federmitteln, die innerhalb der Bohrung angeordnet sind und das Ventilglied in Richtung auf eine Ruhe-Öffnungs- Stellung vorspannen, und einem beweglichen Durchflußteil, das an dem Erstdurchmesser-Abschnitt und innerhalb des Bohrungsabschnittes vergrößerten Durchmessers angeordnet ist, wobei das bewegliche Durchflußteil eine Öffnung für eine Durchflußströmung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung aufweist, wobei eine plötzliche Zufuhr von Hochdruckmedium über die Einlaßöffnung zu dem Bohrungsabschnitt vergrößerten Durchmessers eine geringfügig verzögerte Verstellung des Ventilgliedes und des beweglichen Durchflußteils zur Folge hat, wobei die Verstellung des Ventilgliedes und des beweglichen Durchflußteils dann bewirkt, daß das Strömungsmittel durch die Öffnung zu der Auslaßöffnung strömt.
  • Eine Möglichkeit zum Ausführen der Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel darstellen.
  • Fig. 1 zeigt das Pendelventil der vorliegenden Erfindung bei einem normalen Bremsvorgang, und
  • Fig. 2 zeigt das Pendelventil nach der Verstellung des Ventils.
  • Es wird nun auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen. Dort ist ein Pendelventil gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehen; es besitzt ein Ventilgehäuse 12 mit einer zylindrischen abgestuften Bohrung 14. Die Bohrung l4 wird an einem Ende von einem mit Gewinde versehenen Kappenteil 16 und einer Dichtung 18 verschlossen, während das andere Ende der abgestuften Bohrung mit einem Brems-Rückführleitungsanschluß 20 kommuniziert. Zwischen dem Kap-Penteil 16 und dem Rückführleitungsanschluß 20 sind ein Bohrungsabschnitt 22 kleinen Durchmessers, ein Bohrungsabschnitt 24 verringerten Durchmessers und ein Bohrungsabschnitt 26 vergrößerten Durchmessers angeordnet. Der Bohrungsabschnitt 24 verringerten Durchmessers kommuniziert mit einer Auslaßöffnung 40, und der Bohrungsabschnitt 26 vergrößerten Durchmessers kommuniziert mit einer Einlaßöffnung 50. Innerhalb der abgestuften Bohrung 14 befindet sich ein Ventilglied 30, das aus einem Erstdurchmesser- Abschnitt 32 und einem Zweitdurchmesser-Abschnitt besteht, welcher allgemein mit dem Bezugszeichen 36 bezeichnet ist. Der Zweitdurchmesser-Abschnitt 36 umfaßt einen Abschnitt 38 verringerten Durchmessers und einen Abschnitt 39 groben Durchmessers. Der erste Durchmesserabschnitt 32 hat einen Radius, der kleiner ist als der Radius des Bohrungsabschnittes 24 verringerten Durchmessers, so dar Strömungsmittel durch einen Spalt 42 zwischen der Einlaßöffnung 50 und der Auslaßöffnung 40 strömen kann. Der Erstdurchmesser- Abschnitt 32 ist von einer Dichtung 60 umgeben, und der Zweitdurchmesser-Abschnitt 36 ist von einer Dichtung 70 umgeben. Eine Feder 80, die in dem Bohrungsabschnitt 22 kleinen Durchmessers angeordnet ist, drückt das Ventilglied 30 in Anlage mit dem Kappenteil 16, wobei die Stellung des Ventilgliedes 30 in Fig. 1 eine "Ruhe"- oder "Öffnungs"- Stellung darstellt. Der Zweitdurchmesser-Abschnitt 36 enthält eine querverlaufende Bohrung 44, die mit einer längsverlaufenden Bohrung 46 kommuniziert, welche zu einer angrenzend am Kappenteil 16 angeordneten Kammer 48 führt.
  • Um den Erstdurchmesser-Abschnitt 32 herum ist ein bewegliches Durchflußteil 90 angeordnet, das aus einem Ringteil mit einer zentralen Öffnung 92 besteht, welche den Erstdurchmesser-Abschnitt 32 aufnimmt. Das bewegliche Durchflußteil 90 enthält einen radial verlaufenden Schlitz bzw. eine radial verlaufende Öffnung 94. Der Erstdurchmesser- Abschnitt 32 und der Zweitdurchmesser-Abschnitt 36 bilden eine Schulter 37, auf der das bewegliche Durchflußteil 90 ruht. Der Bohrungsabschnitt 24 verringerten Durchmessers und der Bohrungsabschnitt 26 vergrößerten Durchmessers bilden eine Bohrungsschulter 27, die mit Abstand zu dem beweglichen Durchflußteil 90 angeordnet ist. Die zentrale Öffnung 92 hat einen größeren Durchmesser als der Erstdurchmesser-Abschnitt 32, so daß sich das Durchflußteil 90 frei um den Erstdurchmesser-Abschnitt 32 herum bewegen und eine Translationsbewegung zwischen den Schultern 27, 37 ausführen kann. In einer Antiblockierschutz-Bremsanlage, die das Pendelventil der vorliegenden Erfindung verwendet, wird Bremsmitteldruck vom Hauptzylinder über die Einlaßöffnung 50 empfangen und durch den Bohrungsabschnitt 26 vergrößerten Durchmessers, den Bohrungsabschnitt 24 verringerten Durchmessers über die Auslaßöffnung 40 zu einem Druckaufbau-/Verzögerungs-Magnetventil übertragen, das dann den Strömungsmitteldruck an eine Bremse abgibt. Die Bremse umfaßt den Rückführleitungsanschluß 20, der mit einem Ende der Bohrung 14 kommuniziert, so dar das Ventilglied 30 eine Druckdifferenz erfährt, die für die Pendelbetätigung erforderlich ist. Bei einem normalen Bremsvorgang wird Bremsdruck durch die Einlaßöffnung 50 auf die Auslaßöffnung 40 über die Bohrung 14 übertragen. Das unter Druck stehende Strömungsmittel gelangt um das bewegliche Durchflußteil 90 herum, so daß es zwischen der Schulter 20 und dem Teil 90 in den Spalt 42 strömt und aus der Auslaßöffnung 40 austritt. Bei einer Vollbetätigung der Bremsanlage durch den Fahrer, wenn der Fahrer seinen Fuß auf das Bremspedal haut, kommt es zu einer plötzlichen Zufuhr von sehr hohem Bremsdruck durch die Einlaßöffnung 50 zu der Auslaßöffnung 40. Es ist notwendig, daß der hohe Druck während einer bestimmten Zeitdauer den Fahrzeugbremsen zugeführt wird, so dar der Fahrer ein entsprechendes Ansprechen der Bremsen spürt, worauf das Pendelventil dann vorteilhafterweise die Zufuhr des durch die Vollbremsung bedingten hohen Bremsdrucks drosselt, wenn die Antiblockierschutz-Bremsanlage den Bremsvorgang so steuert, dar ein Rutschen verhindert wird. Um einen vorzeitigen vollen Ventilhub des Ventilgliedes 30 bei solch einer Vollbeaufschlagung der Bremsen zu verhindern, empfängt das Ventilglied 30 die plötzliche Zufuhr von hohem Bremsdruck über die querverlaufende Bohrung 44, und es drosselt dann die Strömung durch die längsverlaufende Bohrung 46 zu der Kammer 48. Dadurch, daß die Strömung des Hochdruckmediums durch die längsverlaufende Bohrung 46 zu der Kammer 48 gedrosselt wird, ergibt sich eine geringfügige Verzögerung bei der Verstellung des Ventilgliedes 30, was eintritt, wenn der Druck in der Kammer 48 soweit ansteigt, daf3 das Ventilglied 30 eine Druckdifferenz zwischen der Kammer 48 und dem Brems-Rückführleitungsanschluß 20 erfährt. Wenn die Verzögerung bei der Pendelverstellung erfolgt ist und der Druck in der Kammer 48 (der auf den Zweitdurchmesser-Abschnitt 36 einwirkt, der größer ist als der Erstdurchmesser-Abschnitt 32) ansteigt, wird das Ventilglied 30 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verschoben. Die Kammer 46, der Zweitdurchmesser-Abschnitt 36, die Dichtung 70, die Bohrung 40 und das Kappenteil 16 bilden eine volumenveränderliche Kammer 49. In Fig. 2 hat sich das Ventilglied 30 nach oben bewegt, so dar das bewegliche Durchflußteil 90 nun zwischen den Schultern 27 und 37 gefangen ist. Als Folge muß nun die Strömungsverbindung zwischen der Einlaßöffnung 50 und der Auslaßöffnung 40 durch die Öffnung 94 erfolgen, was die Strömung des Druckmittels stark drosselt. Nach einer Anfangsverzögerung bei der Verstellung des Pendelventils, so daß das von der Vollbetätigung herrührende Hochdruckmedium zu einer Bremse des Fahrzeugs gelangen kann, bewegt sich somit das Pendelventil dann, wenn die in Fig. 2 gezeigte Stellung, in der das bewegliche Durchflußteil die Zufuhr von Druckmedium zu der zugehörigen Bremse drosselt. Zu dieser Zeit ist die Antiblockierschutzanlage in Funktion getreten, so dar ein Rutschen des Fahrzeugs verhindert wird. Während des Betriebs der Antiblockierschutzanlage befindet sich das Pendelventil in der in Fig. 2 gezeigten verschobenen Stellung, in der die Zufuhr von Strömungsmitteldruck weiterhin durch die Einlaßöffnung 50, den Bohrungsabschnitt 26 vergrößerten Durchmessers, die Öffnung 94 des beweglichen Durchflußteils, den Spalt 42 und die Auslaßöffnung 40 erfolgt. Wenn der Betrieb der Antiblockierschutzanlage endet oder wenn die Vollbetätigung der Bremsen beendet wird, kehrt das Pendelventil zu seiner in Fig. 1 gezeigten Ruhestellung zurück. Da sich das bewegliche Durchflußteil 90 zwischen den Schultern 27 und 37 und außerdem seitlich um den Erstdurchmesser-Abschnitt 32 herum bewegen kann, bewirkt die Bewegung des Durchflußteils 90 in Verbindung mit der Rückströmung, daß Schmutz oder eine Materialansammlung an der Öffnung 94 des beweglichen Durchflußteils ausgewaschen bzw. ausgespült wird. Ein bei ortsfesten Öffnungen anzutreffendes übliches Problem besteht darin, dar das Ansammeln von Schmutz in der Bremsleitung irgendwann zu einem Zusetzen der ortsfesten Öffnung führen kann. Das bewegliche Durchflußteil 90 überwindet dieses Problem dadurch, dar die Öffnung 94 in einem beweglichen Teil vorgesehen ist, so daß die Bewegung des Teils und die Strömung um das Teil herum die Öffnung kontinuierlich spült bzw. reinigt und somit ein Ansammeln von Material verhindert, das andernfalls zu einem Zusetzen der Öffnung führen könnte.
  • Das Pendelventil der vorliegenden Erfindung schafft eine Lösung gegen einen durch eine Vollbremsung hervorgerufenen vorzeitigen vollen Arbeitshub eines Pendelventils einer Antiblockierschutz-Bremsanlage. Das Pendelventil sorgt nicht nur für die erwünschte Verzögerung bei der Verstellung des Pendelventils, sondern sorgt auch für eine erwünschte Drosselung der Strömung nach der Verstellung und während des Betriebs der Antiblockierschutz-Bremsanlage. Außerdem sorgt es für eine Selbstreinigung bzw. -spülung der Öffnung in dem Durchflußteil, was das bei ortsfesten Durchflußöffnungen so häufig anzutreffende Zusetzproblem überwindet. Das Pendelventil der vorliegenden Erfindung ist besonders vorteilhaft bei Antiblockierschutz-Bremsanlagen, bei denen Pendelventile in Verbindung mit Magnetventilen verwendet werden, die den einer Fahrzeugbremse zuzuführenden Strömungsmitteldruck isolieren, aufbauen und verzögern. Typischerweise kann die Antiblockierschutz-Bremsanlage eine Anzahl von Pendelventilen enthalten, wie z.B. ein Pendelventil für jede der Bremsen oder weniger Pendelventile, falls zwei der Bremsen verbunden sind und gemeinsam betätigt werden.

Claims (9)

1. Pendelventil mit Dämpfung bei Vollbetätigung, mit einem Ventilgehäuse (12), das eine abgestufte Bohrung (14) enthält, wobei die Bohrung (14) einen Bohrungsabschnitt (22) kleinen Durchmessers, einen Bohrungsabschnitt (24) verringerten Durchmessers und einen Bohrungsabschnitt (26) vergrößerten Querschnitts aufweist, der Bohrungsabschnitt (22) kleinen Durchmessers mit einem Bremsleitungsanschluß (20) kommuniziert, der Bohrungsabschnitt (24) verringerten Durchmessers mit einer Auslaßöffnung (40) kommuniziert und der Bohrungsabschnitt (26) vergrößerten Durchmessers mit einer Einlaßöffnung (50) kommuniziert, einem Ventilglied (30), das in der Bohrung (14) angeordnet ist und einen Erstdurchmesser-Abschnitt (32), der in dem Bohrungsabschnitt (22) kleinen Durchmessers angeordnet ist, und einen Zweitdurchmesser-Abschnitt (36), der in dem Bohrungsabschnitt (26) vergrößerten Durchmessers gleitbar gelagert ist, aufweist, wobei die Erst- und Zweitdurchmesser-Abschnitte (32, 36) von Dichtungen (60, 70) umgeben sind, die an den Bohrungsabschnitten (22, 26) kleinen und vergrößerten Durchmessers dichtend anliegen, und der Zweitdurchmesser-Abschnitt (36) eine querverlaufende Bohrung (44) aufweist, die mit einer längsverlaufenden Bohrung (46) kommuniziert, welche mit einer an dem Zweitdurchmesser-Abschnitt (36) des Ventilgliedes (30) angeordneten Kammer (49) kommuniziert, Federmitteln (80), die innerhalb der Bohrung (14) angeordnet sind und das Ventilglied (30) in Richtung auf eine Ruhe-Öffnungs-Stellung vorspannen, und einem beweglichen Durchflußteil (90), das an dem Erstdurchmesser-Abschnitt (32) und innerhalb des Bohrungsabschnittes (26) vergrößerten Durchmessers angeordnet ist, wobei das bewegliche Durchfluf3teil (90) eine Öffnung (94) für eine Durchflußströmung zwischen der Einlaßöffnung (50) und der Auslaßöffnung (40) aufweist, wobei eine plötzliche Zufuhr von Hochdruckmedium über die Einlaßöffnung (50) zu dem Bohrungsabschnitt (26) vergrößerten Durchmessers eine geringfügig verzögerte Verstellung des Ventilgliedes (30) und des beweglichen Durchflußteils (90) zur Folge hat, wobei die Verstellung des Ventilgliedes (30) und des beweglichen Durchflußteils (90) dann bewirkt, dar das Strömungsmittel durch die Öffnung (94) zu der Auslaßöffnung (40) strömt.
2. Pendelventil nach Anspruch 1, bei dem der Bohrungsabschnitt (24) verringerten Durchmessers einen größeren Radius als der Erstdurchmesser-Abschnitt (32) hat, so daß das Strömungsmittel zwischen dem Erstdurchmesser-Abschnitt (32) und dem Bohrungsabschnitt (24) verringerten Durchmessers hindurch zu der Auslaßöffnung (40) strömt.
3. Pendelventil nach Anspruch 1, bei dem das bewegliche Durchflußteil (90) aus einem Ringteil (90) besteht, das um den Erstdurchmesser-Abschnitt (32) herum angeordnet ist, wobei die Öffnung (94) aus einem radialen Schlitz (94) besteht, die in einer Fläche des Ringteils (90) angeordnet ist.
4. Pendelventil nach Anspruch 3, bei dem die Erst- und Zweitdurchmesser-Abschnitte (32, 36) zwischen sich eine Ventilschulter (37) aufweisen und daß die Bohrungsabschnitte (24, 26) verringerten und vergrößerten Durchmessers zwischen sich eine Bohrungsschulter (27) aufweisen, wobei das bewegliche Durchflußteil (90) zwischen diesen Schultern (27, 37) angeordnet ist.
5. Pendelventil nach Anspruch 4, bei dem das bewegliche Durchflußteil (90) eine zentrale Öffnung (92) aufweist, durch die sich der Erstdurchmesser-Abschnitt (32) erstreckt, wobei der Erstdurchmesser-Abschnitt (32) einen Radius hat, der kleiner ist als der Radius der zentralen Öffnung (92).
6. Pendelventil nach Anspruch 5, bei dem das bewegliche Durchflußteil (90) zusammen mit dem Pendelventil (30) während der Verstellung verstellt und zwischen den Schultern (27, 37) gehalten wird, so daß das Strömungsmittel durch die Öffnung (94) strömt.
7. Pendelventil nach Anspruch 1, bei dem ein Ende der Bohrung (14) gegenüber dem Bohrungsabschnitt (72) kleinen Durchmessers von einem KaPPenteil (16) verschlossen wird.
8. Pendelventil nach Anspruch 7, bei dem die Kammer (49) an dem Zweitdurchmesser-Abschnitt (36) des Ventilgliedes (30) an Volumen zunimmt, wann das Ventilglied (30) in Richtung auf den Leitungsanschluß (20) verstellt wird.
9. Pendelventil nach Anspruch 1, bei dem die Federmittel (80) in dem Bohrungsabschnitt (22) kleinen Durchmessers angeordnet sind.
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