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Title:
CYLINDER-PISTON UNIT WITH A CENTRAL VALVE, IN PARTICULAR FOR VEHICLE BRAKING SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/011918
Kind Code:
A1
Abstract:
These units with central valves are structural elements of vital importance for safety and must comply with stringent requirements (error-free assembly, reliability). The central valve has a valve stem (25) on which two spring plates (29, 31) with preloaded pull-back springs (15) are arranged. The spring plates (29, 31) are gripped from behind by cross-sectional enlargements of the valve stem (25), which has a valve-closing element (33). One cross-sectional enlargement is formed by a collar (26) of the valve stem (25). Another cross-sectional enlargement consists of a sleeve (36) which is guided longitudinally on the valve stem (25). The side of the sleeve (36) opposed to the springs has an expanded internal borehole (38) with which it fits onto a snap ring (35) engaged in the valve stem (25). This results in a form-fitting connection between the sleeve (36) and the valve stem (25), which ensures that the pre-assembled structural group consisting of the above-mentioned parts is held together.

Inventors:
Kehl, Georg (Taläckerstr. 61, Stuttgart 40, D-7000, DE)
Application Number:
PCT/DE1990/000136
Publication Date:
October 18, 1990
Filing Date:
February 27, 1990
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, D-70442, DE)
Kehl, Georg (Taläckerstr. 61, Stuttgart 40, D-7000, DE)
International Classes:
B60T8/34; B60T8/175; B60T8/38; B60T8/48; B60T11/16; B60T15/36; (IPC1-7): B60T8/48; B60T11/20
Foreign References:
FR2619774A1
GB2098294A
DE1170802B
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 464 (M-771)(3311) 06 Dezember 1988, & JP-A-63 188557 (MAZDA) 04 August 1988, siehe das ganze Dokument
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Claims:
Ansprüche
1. ZylinderKolbenEinheit mit Zentralventil, insbesondere für Fahrzeugbremsanlagen, mit folgenden Merkmalen: a) Der Kolben greift an einer Rückstellfeder an, die zwischen zwei Federtellern eingespannt ist, welche auf einem ein Schließglied aufweisenden Ventilschaft des mit dem Kolben zusammenwirkenden Zentralventils angeordnet sind, b) der Ventilschaft ist mit die Federteller auf der federab gewandten Seite hintergreifenden Querschnittsvergrößerungen versehen, c) an der kolbenseitigen Querschnittsvergrößerung greift eine am zugeordneten Federteller abgestützte Feder des Zentralventils an, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale: d) die kolbenseitige Querschnittsvergrößerung ist als auf dem Ventilschaft (25) längsverschiebbar geführte Hülse (36) ausgebildet, e) die Hülse (36) übergreift passend mit einem erweiterten, kolben¬ seitigen Abschnitt (38) ihrer Innenbohrung (37) einen in eine Nut (34) des Ventilschafts (25) eingreifenden Sprengring (35), an dem sie unter Federwirkung abgestützt ist, f) das Ventilschließglied (Kugel 33) ist Stoffschlüssig mit dem Ventilschaft (25) verbunden.
2. ZylinderKolbenEinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied als am Ventilschaft (25) angeschweißte Kugel (33) ausgebildet ist, die einen kleineren Durchmesser als die Innenbohrung (37) der Hülse (36) hat.
3. ZylinderKolbenEinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Ventilschließglied (Kugel 33) zugeordnete Ventilsitz (20) des Kolbens (13) Hohlkonusform hat, während die kolbenferne Querschnittsvergrößerung des Ventilschafts (25) als kugelzonenförmig begrenzter Bund (26) ausgebildet ist, an dem der zugeordnete Feder¬ teller (29) mit passend ausgebildeter Gegenfläche (28) angreift.
Description:
- A -

Zylinder-Kolben-Einheit mit Zentralventil . insbesondere für Fahrzeuσbremsanlaσen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zylinder-Kolben-Einheit mit Zentralventil nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine derartige Einheit aus der US-PS 4 550 567 bekannt, bei welcher der Zentralventilschaft als Schraube ausgebildet ist/ deren Zylinderkopf den kolbenabgewandten Federteller hintergreift. Kolbenseitig ist der Ventilschaft in einen das Schließglied des Zentralventils tragenden Ventilkörper eingeschraubt, an dem die Betätigungsfeder angreift. Der Ventilkörper wiederum ist im Kolben in einer Bohrung längs¬ geführt, die an ihrem Grund einen ebenen Ventilsitz trägt.

An die Funktionssicherheit derartiger Zylinder-Kolben-Einheiten mit Zentralventil werden hohe Anforderungen gestellt, insbesondere wenn die Einheit in Fahrzeugbremsanlagen Verwendung finden soll. Die bekannte Einheit weist jedoch den Nachteil auf, daß die Schraub¬ verbindung zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkörper nicht gegen Lösen gesichert ist. Dadurch kann eine Änderung des Abstandes zwischen dem Schließglied und dem Ventilsitz auftreten, was in nachteiliger Weise eine Änderung des Schließweges dieses Ventils zur

Folge hat. Daher tritt durch die Änderung des Abstandes zwischen den Federtellern auch eine Änderung der Fesselanordnung der Rückstell¬ feder auf. Außerdem läßt die Schraubverbindung Fluchtungsfehler zwischen dem Ventilschaft und dem Ventilkörper zu, welche das Schließverhalten des Zentralventils nachteilig verändern.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Kolben-Zylinder-Einheit mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Übergreifen der Hülse über den Sprengring eine formschlüssige Verbindung zwischen der Hülse und dem Ventilschaft erzielt ist, die sehr hohen Sicherheitsanforderungen gerecht wird. Selbst ein Bruch des Sprengrings vermag die Verbindung nicht zu lösen, da dieser nicht aus der Nut des Ventilschafts heraustreten kann. Die Wirkung der Betätigungsfeder auf den Ventilschaft bleibt daher sicher erhalten. Außerdem kann keine Änderung des Ventilschließweges und der Fesselanordnung der Rückstellfeder auftreten. Darüber hinaus ist durch die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Ventilschließglied und dem Ventilschaft eine große Sicherheit gegen Trennen dieser beiden besonders sicherheitsrelevanten Bauteile erzielt. Schließlich ist vorteilhaft, daß die Einzelteile Federteller, Federn, Ventil¬ schaft mit Schließglied, Hülse und Sprengring eine Baugruppe bilden, die unabhängig vom Kolben vormontiert und geprüft werden kann, bevor sie in den Zylinder eingefügt wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Zylinder-Kolben-Einheit möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Maßnahme nach Anspruch 2, weil die Bemessung des Ventilschließgliedes im Hinblick auf die Größe der Hülseninnenbohrung die Verbindung des Schließgliedes mit dem

Ventilschaft in einem Fügevorgang gestattet, der vor der Montage der auf den Ventilschaft aufzureihenden Einzelteile (Federteller, Federn) liegt. Die Qualität der Verbindung kann daher eher sicher¬ gestellt werden als bei einem Ventilschaft mit bereits vormontierten Bauteilen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 3 ist insofern vorteilhaft, als die Gestaltung des Ventilsitzes beim Schließvorgang des Zentralventils eine Zentrierung des Schließgliedes bewirkt, dessen Schaft durch die Formgebung des Bundes Fluchtungsfehler ausgleichen kann, ohne daß hierdurch die Größe der Kontaktfläche des kolbenfernen Federtellers am Ventilschaft gemindert wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge¬ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Zylinder-Kolben-Einheit mit einem Zentralventil im Schnitt und Figur 2 das Zentralventil als vormontierte Baugruppe in anderem Maßstab als in Figur 1. ,

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die in der Zeichnung dargestellt Zylinder-Kolben-Einheit 10 findet Anwendung in einem Antriebsschlupf-Regelsystem mit Bremseneingriff eines Kraftfahrzeugs. Die Anordnung 10 hat einen Zylinder 11, in dessen Bohrung 12 ein Plungerkolben 13 angeordnet ist (Figur 1). Der Kolben 13 ist aufgrund der Wirkung einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung in Richtung des Pfeiles 14 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 15 im Zylinder 11 verschiebbar. Der Zylinder 11 ist mit einem Stutzen 16 für den Anschluß einer nicht dargestellten, vom Hauptbremszylinder des Fahrzeugs kommenden Leitung ausgestattet. Außerdem ist ein zweiter Anschlußstutzen 17 für eine gleichfalls

nicht gezeichnete, zum Radbre szylinder führende Leitung vorgesehen. Zum Übertragen des vom Hauptbremszylinder eingesteuerten Bremsdrucks zum Radbremszylinder hat der Plungerkolben 13 einen Durchgang 18, welcher am Boden einer Kolbenbohrung 19 in einem Ventilsitz 20 mit einer hohlkonusförmigen Sitzfläche 21 endet. Mit dem Plungerkolben 13 wirkt ein im rückstellfederseitigen Raum 22 des Zylinders 11 achsgleich angeordnetes Zentralventil 23 zusammen.

Das Zentralventil 23 hat einen kreiszylindrischen Ventilschaft 25, der an seinem einen Endabschnitt mit einem Bund 26 versehen ist (Figur 2). Dieser Bund 26 hat eine als Kugelzone ausgebildete Stützfläche 27. Dieser Stützfläche 27 ist eine passend ausgebildete Gegenfläche 28 eines vom Ventilschaft 25 durchgriffenen Federtellers 29 zugeordnet. Der Federteller 29 ist unter der Wirkung der als zylindrische Druckfeder ausgebildeten Rückstellfeder 15 am Boden 30 des Zylinders 11 abgestützt. Außerdem sitzt auf dem Ventilschaft 25 ein zweiter Federteller 31, welcher mit dem Plungerkolben 13 zusammenwirkt. Auch dieser Federteller 31 steht unter der Wirkung der Rückstellfeder 15.

Der Ventilschaft 25 trägt an seinem vom Bund 26 abgewandten Endab¬ schnitt eine Kugel 33 als Schließglied des Zentralventils 23. Die Kugel 33 hat einen kleineren Durchmesser als der Ventilschaft 25 und ist stoffschlüssig (durch Schweißen) mit diesem verbunden. Nahe der Kugel 33 weist der Ventilschaft 25 eine ringförmige Nut 34 zur Aufnahme eines Sprengrings 35 auf. Außerdem ist auf dem Ventilschaft 25 eine Hülse 36 mit passend ausgebildeter Innenbohrung 37 geführt. Die Hülse 36 hat kolbenseitig einen im Durchmesser vergrößerten Abschnitt 38 ihrer Innenbohrung 37, mit dem sie den in die Nut 34 eingreifenden Sprengring 35 passend übergreift. Gegen den Feder¬ teller 31 hin ist die Hülse 36 mit einem im Durchmesser verringerten Abschnitt 39 versehen. Auf diesem ist eine als zylindrische Druck¬ feder ausgebildete Betätigungsfeder 40 geführt, welche einerseits an der Hülse 36 und andererseits am Federteller 31 angreift.

Bei der Montage der in Figur 2 dargestellten Baueinheit wird in folgenden Schritten vorgegangen:

Auf den Ventilschaft 25 wird der Federteller 29 bis zur Anlage am Bund 26 aufgeschoben. Anschließend wird die Rückstellfeder 25 auf dem Federteller 29 zentriert und der Federteller 31 auf dem Ventil ¬ schaft 25 angeordnet. Durch Zusammenpressen der Rückstellfeder 15 wird der Ventilschaft 25 so weit vom Federteller 31 freigegeben, daß die Hülse 36 mit darauf sitzender Betätigungsfeder 40 bis zum Frei¬ liegen der Nut 34 auf den Ventilschaft 25 geschoben werden kann. Anschließend wird der Sprengring 35 in die Nut 34 eingelegt und die Rückstellfeder 15 entlastet. Die dabei auf den Ventilschaft längs¬ verschobene Hülse 36 übergreift dabei mit dem erweiterten Abschnitt 38 ihre Innenbohrung 37 den Sprengring 35. Durch den hiermit erzeugten Formschluß ist der Sprengring 35 gegen Austritt aus seiner Nut 34 gesichert. Die am Sprengring 35 abgestützte Hülse 36 und der Bund 26 bilden endseitige Querschnittsvergrößerungen des Ventil¬ schafts 25 zum Angriff der Federteller 29 und 31, so daß eine Fesselanordnung der Rückstellfeder 15 erzielt wird.

Die montierte und in den Zylinder 11 eingefügte Baugruppe hat im Zusammenwirken mit dem Kolben 13 folgende Funktion:

Bei einem Wirksamwerden des Antriebsschlupf-Regelsystems wird der Plungerkolben 13 im Zylinder 11 in Richtung des Pfeiles 14 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 15 verschoben. Dabei wird der Ventil¬ schaft 25 des Zentralventils 23 aufgrund der Wirkung der Betäti¬ gungsfeder 40 infolge des Angriffs des Bundes 26 am Federteller 29 zunächst in seiner Lage gehalten. Im Verlauf des Schiebeweges des Kolbens 13 trifft der Ventilsitz 20 auf die Kugel 33 des Ventil¬ schafts 25. Dabei zentriert die Sitzfläche 21 die Kugel 33 des mit ihrer Hülse 36 mit Spiel in der Kolbenbohrung 19 geführten Ventil¬ schaft 25. Die hierdurch bewirkte geringfügige Verlagerung des

Ventilschafts 25 wird durch eine Relativbewegung des Bundes 26 am Federteller 29 ausgeglichen, ohne daß die Stützfläche 26 des Bundes ihre Anlage an der Gegenfläche 28 des Federtellers verliert. Bei nun geschlossenem Zentralventil 23 ist der Durchgang 18 des Plunger- kolbens 13 gesperrt, so daß durch die weitere Bewegung des Kolbens Bremsflüssigkeit aus dem Zylinderraum 22 verdrängt und Bremsdruck im Radbremszylinder erzeugt werden kann. Im weiteren Verlauf der Kolbenbewegung wird nun der Ventilschaft 25 relativ zum Federteller 23 längsverschoben und der Bund 26 hebt vom Federteller 29 ab. Beim Rückhub des Plungerkolbens 13 schlägt der Bund 26 des Ventilschafts 25 wieder am Federteller 29 an und wird durch Angriff seiner Stütz¬ fläche 27 an der Gegenfläche 28 des Federtellers zentriert. Anschließend wird der Durchgang 18 des Kolbens 13 durch Abheben der Kugel 33 von der Sitzfläche 21 des Ventilsitzes 20 geöffnet und die bremsdruckerzeugende Wirkung aufgehoben. Zwischen dem Durchgang 18 des Plungerkolbens 13 und dem Zylinderraum 21 bestehen nun gleiche Druckverhältnisse.