DE3021952C2

DE3021952C2 - Verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE3021952C2
Application number: DE3021952A
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl.-Ing. 6234 Hattersheim Berisch
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1980-06-12
Filing date: 1980-06-12
Publication date: 1986-10-30
Also published as: IT1136714B; GB2077870B; JPH0215422B2; FR2484346A1; JPS5726032A; ES502968A0; ES8203740A1; FR2484346B1; SE8102917L; IT8122252A0; US4390213A; SE448706B; BR8103613A; DE3021952A1; ZA813719B; GB2077870A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der ein federbelasteter Stufenkolben mit seiner kleinen Wirkfläche einem mit einem Bremsdruckgeber verbundenen Eingangsraum und mit seiner größeren Wirkfläche einem mit mindestens einem Radbremszylinder verbundenen Ausgangsraum zugewandt ist, bei dem Eingangs- und Ausgangsraum durch einen Kanal mit einem Ventil verbunden sind, das durch ein verzögerungsabhängig bewegbares Verschlußstück, insbesondere eine Kugel, im Eingangsraum und einen Ventilsitz an ihm zugewandten Ende des Stufenkolbens gebildet ist, bei der ein Anschlag für das Verschlußstück vorgesehen ist der in der Ruhelage des Stufenkolbens einen Mindestabstand zwischen Verschlußtück und Ventilsitz sichert, und bei der das eingangsseitige Ende des Stufenkolbens von e=ne Hülse

ίο umgeben ist

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-AS 22 13 496) ist der Anschlag für das Verschlußstück und die Hülse gehäusefest angeordnet Wenn der Eingangsdruck allmählich erhöht wird, bewegt sich der Stufen-

! 5 kolben wegen der unterschiedlichen Wirkflächen gegen die Kraft seiner Feder zum Eingangsraum hin. Bei einem vorgegebenen Umschaltdruck ist der Mindestabstand durchlaufen; nunmehr kann in Abhängigkeit von der verzögerungsabhängigen Bewegung des Verschluß-Stücks das Ventil schließen. Bei geschlossenem Ventil hat der zugehörige zweite Ast der Kennlinie der Vorrichtung eine geringere Neigung als der bei offenem Ventil durchlaufene erste Ast Auf der dem Anschlag abgewandten Seite des Verschlußstücks ist ein gehäusefestes Widerlager vorgesehen. Dessen Abstand vom Anschlag beträgt etwa die doppelte axiale Länge des Verschlußstücks.

Bei dieser Konstruktion sind der Umschaltdruck einerseits und die Neigung der Äste der Druckkennlinie andererseits voneinander abhängig. Dies beeinträchtigt die optimale AmJägung der Bremsdrucksteuervorrichtung. Wenn das Verschlußstück infolge einer Fehlfunktion am Widerlager verbleibt, wirkt das Ventil überhaupt nicht so daß die Vorrichtung insgesamt versagt und beim Betrieb die Blockiergefahr der Hinterradbremsen erheblich erhöht wird.

Der Eriinuuiig ücgt uic Aüigauc zugrunuc, eine verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der es ohne nennenswerten Mehraufwand möglich ist, den Umschaltdruck und die Neigungen der Äste der Druckkennlinie unabhängig voneinander auszulegen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Anschlag von der Hülse getragen und diese vom Eingangsdruck gegen die Kraft einer Feder um einen den Mindestabstand zwischen Verschlußstück und Ventilsitz übersteigenden Hub verschiebbar ist.

Bei dieser Konstruktion kann das Verhältnis der Wirkflächen des Stufenkolbens ausschließlich nach Maßgabe der erstrebten Neigungen der Äste der Druckkennlinie der Vorrichtung gewählt werden. Der Umschaltdruck ist nicht nur durch die Verschiebung des Stufenkolbens sondern zusätzlich durch die entgegengesetzte Verschiebung der Hülse bestimmt. Infolgedessen läßt sich dieser Umschaltdruck durch Bemessung der Wirkfläche der Hülse oder einer allein die Hülse belastenden Feder frei wählen.

Dieser Aufbau erfordert praktisch keinen Mehraufwand, da für die Verschiebbarkeit der Hülse höchstens eine zusätzliche Dichtung erforderlich wird und sogar auf eine eigene Feder für die Hülse verzichtet werden kann, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Hülse gegen die Kraft der Stufenkolben-Feder verschiebbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür gesorgt, daß der Abstand des Widerlagers vom Anschlag etwa der Länge des Verschlußstücks entspricht und daß das Widerlager gegen die Kraft einer schwachen Feder

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einen Ausweichhub durchzuführen vermag- Auf diese Weise ist auch be! einer Hemmung des Verschlußstücks, beispielsweise wenn bei ungünstigen Strömungsverhältnissen oder bei zäher Flüssigkeit das Verschlußstück am normalen Schließen gehindert ist, sichergestellt, daß das Ventil bei einem Druck schließt, der erreicht ist, wen der Stufenkolben etwa den Mindestabstand durchlaufen hat und auf das Verschlußstück tiifft Dieser Druck läßt sich so wählen, daß unter allen Umständen gewährleistet ist, daß oberhalb eines festgelegten Druckes der Ausgangsdruck langsamer ansteigt als der Eingangsdruck. Dadurch daß das Widerlager einen Ausweichhub durchzuführen vermag, wird die Bewegung des Stufenkolbens in richtung des Eingangsraumes, z. B. bei Beendigung des Brems Vorganges, wenn ausgangsseitig eine Entspannung erfolgt, nicht beeinträchtigt. Damit das Ventil bei Rücknahme des Eingangsdrucks unter allen Umständen öffnen kann, muß für den Ausweichhub ein so großer V/eg vorgesehen sein, daß das Verschlußstück auch dann noch vom Ventilsitz anheben kann, wenn sich der Stufenkolben um das größtmögliche Stück in Richtung des Eingangsraums bewegt hat.

Günstig ist es ferner, wenn das Widerlager in der Ruhestellung der Hülse das Verschlußstück gegen den Anschlag drückt und dabei eine Lage nahe seiner eigenen Endstellung einnimmt Das bedeutet, daß das Verschlußstück im Normallfall federnd und damit erschütterungsfrei gegen den Anschlag gedrückt ist Wenn sich die Hülse unter dem Einfluß des Eingangsdrucks verschiebt, kann das Verschlußstück die Ventilfunktion ohne Einfluß der schwachen Feder des Widerlagers durchführen, da das Widerlager schon bald seine Endstellung einnimmt.

Insbesondere kann das Widerlager durch eine Platte gebildet sein, die den Eingangsraum vom zagehörigen Anschluß trennt und mindestens ein auf das Verschlußstück gerichtetes Loch aufweist. Mit dem bei einem Druckanstieg im Eingangsraurn durch das Loch hindurchtretenden Druckmittel kann eine Kraft auf das Verschlußstück ausgeübt werden. Größe, Anzahl und Anordnung des oder der Löcher werden so gewählt, daß relativ neutrale Strömungsverhältnisse oder die Kugelbewegung begünstigende Strömungsverhältnisse im Eingangsraum erzielt werden. Je weiter das Verschlußstück sich vom Widerlager wegbewegt, um so geringer ist der Einfluß des Druckmittelstrahls. Bei der eigentlichen VentiJfunktion ist daher prak'isch kein Einfluß mehr vorhanden.

Des weiteren ist es günstig, wenn der Hub des Stufenkolbens in Richtung des Eingangsraums begrenzt ist. Beispielsweise kann der Hub des Stufenkolbens durch Anschlag an der Hülse begrenzt sein. Dieser Anschlag definiert die größtmögliche Verschiebung des Stufenkolbens in Richtung auf den Eingangsraum. Demzufolge ist auch der erforderliche Ausweichhub des Widerlagers genau definiert. Infolgedessen erhält man eine funktionssichere, axial kurze Vorrichtung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 einen Teillängsschnitt durch ein zweite Ausführungsform und

F i g. 3 den Ausgangsdruck Pa in Abhängigkeit vom Eingangsdruck Pe.

Die verzögerungsdbhängige Bremsdrucksteuervorrichtung der Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 auf, dessen Innenraum eingangsseitig durch eine Schraube 2 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 3 verschlossen ist. Ein Eingangsstutzen 4 ist mit einem Druckgeber, insbesondere einem Hauptzylinder einer Bremsk. aftanlage, verbunden; an ihm wird der Eingangsdrurk Pe zugeführt Am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses ist ein Ausgangsstutzen 5 vorgesehen, der mit einem Bremskreis verbunden ist, beispielsweise den Radzylindern an der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs; an ihm wird der Ausgangsdruck Pa abgeführt

Der Eingangsstutzen 4 steht über einen Vorraum 6 mit einem Eingangsraum 7 in Verbindung. Dieser ist über ein Ventil 8 und einen in einem Stufenkolben 9 verlaufenden Kanal 10 mit einem Ausgangsraum 11 verbunden, von dem der Ausgangsstutzen 5 abgeht. Das Ventil 8 wird durch ein im Eingangsraum 7 angeordnetes Verschlußstück 12 in der Form einer Kugel und einen Ventilsitz 13 am eingangsseitigen Ende des Stufenkolbens 9 gebildet.

Der Stufenkolben 9 ist mit seinem Abschnitt 14 größerer Wirkfläche A 1 unter Zwischenschaltung einer Dichtung 15 in einer Gehäusebohru .-.g 16 geführt. Sein Abschnitt J7 kleinerer Wirkfiäche A Z >st unter Zwischenschaltung einer Dichtung 18 in einer Hülse 19 geführt die ihrerseits unter Zwischenschaltung einer Dichtung 20 in einer Gehäusebohrung 21 mit der Gesamtfläche A 3 geführt ist. Eine Feder 22 drückt die Hülse 19 in der Ruhelage gegen einen durch einen Sprengring gebildeten Anschlag 23 und belastet gleichzeitig unter Zwischenschaltung eines Stützrings 24 über eine Stufe 25 den Stufenkolben 9. Die Feder 22 befindet sich in einem Raum 26, der über eine Dichtungsanordnung 27 mit der Atmosphäre in Verbindung steht

Die Hülse 19 trägt am eingangsseitigen Ende einen Anschlag 28, gegen welchen in der Normalstellung das Verschlußstück 12 von einem Widerlager 29 unter dem Einfluß einer schwachen Feder 30 gedrückt wird. Dieses Widerlager 29 besteht aus einer Platte, deren eine Endlage durch einen Anschlag 31 und deren andere Endlage duch eine Fläche 32 bestimmt ist. In der Platte sind Löcher 33 zur Verbindung des Vorraumes 6 mit dem Eingangsraum 7 vorgesehen.

Witt A 4 ist der freie Querschnitt des Ventilsitzes 13 bezeichnet. Der Anschlag 28 hält das Verschlußstück 12 normalerweise in einem Mindestabstand s 1 vom Ventilsitz 13. Die Hülse 19 kann bis zur Anlage an einer Gehäusestufe 34 einen Verschiebeweg 5 2 zurücklegen, der größer sein soll als der Mindestabstand s 1. Der Ausweichhub s 3 des Widerlagers 29 ist so bemessen, daß sich das Verschlußstück 12 auch dann noch vom Ventilsitz 13 abheben kann, wenn der Stufenkolben 9 seine rechte Endlage eingenommen hat, welche durch die konstruktiven Gegebenheiten und die maximale Höhe des Eingangsdrucks Pe vorgegeben ist.

In :^:ig. 2 ist ein Stufenkolben 109 veranschaulicht, der zur Festlegung dieser Endlage eine zusätzliche Stufe 35 aufweist, welche an der Stirnseite 36 der Hülse 19 zur Anlage kommen kann. Dies ist der Fall, wenn die Hülse 19 ihrerseits an der Gehäusestufe 34 anliegt. Der so definierte Versctiiebeweg s4 des Stufenkolbens 109 muß demnach kleiner sein als si + s3, damit auch in Extremstellung das Ventil 8 noch öffnen kann.

Eine solche Bremsdrucksteuervorrichtung wird derart in ein Kraftfahrzeug eingebaut, daß das Eingangsende tiefer liegt als das Ausgangsende. In der Regel wird der Bremskreis für die Hinterräder über die Steuervorrichtung geführt, während die Bremskreise für die Vorderräder direkt mit dem Druck des Hauptzylinders be-

schickt werden. Das bedeutet für das Diagramm der F i g. 3, daß auf der Abszisse der Bremsdruck für die Vorderachse und auf der Ordinate der Bremsdruck für die Hinterachse aufgetragen ist. Eine solche Vorrichtung arbeitet automatisch in Abhängigkeit von der Be- s !astung des Fahrzeugs, weil bei stärkerer Beladung eine entsprechende Verzögerung erst bei höherem Bremsdruck auftritt und dadurch der Unterschaltdruck automatisch angehoben wird.

Die Funktionsweise wird nachstehend anhand der F i g. 3 näher erläutert. Für ein leeres Fahrzeug gilt die Idealkurve B, für ein beladenes Fahrzeug die Idealkurve C. Der tatsächliche Kurvenverlauf im Normalbetrieb ist wie folgt: Wenn der Eingangsdruck Pe kontinuierlich ansteigt, folgt der Ausgangsdruck Pa längs des ersten is Astes D 1 der steileren Kennlinie D. Bis zum Umschaltdruck P\ kann das Ventil 8 nicht schließen, weil das Verschlußstück 12 durch den Anschlag 28 im Abstand vom Ventilsitz 13 gehalten wird. Beim Umschaltdruck P1 wirkt aber auf die dem Eingangsraum 7 zugewandte Fläche (A 3- A 2) der Hülse 19 eine solche Kraft, daß unter Zusammendrückung der Feder 22 sich die Hülse 19 um einen solchen Teil des Weges s2 nach links bewegt hat, daß das Verschlußstück 12 mit dem Ventilsitz 13 in Eingriff treten kann.

Ob und wann dies jenseits des Umschaltdruckes P1 der Fall ist, hängt von der Belastung und der augenblicklichen Verzögerung des Fahrzeugs ab. Bei einem leeren Fahrzeug kann beispielsweise das Ventil 8 sofort beim Umschaltdruck Pl schließen, so daß der horizontale Kurvenabschnitt £ 1 wirksam wird, in welchem mit steigendem Eingangsdruck Pe der Ausgangsdruck Pa so lange konstant bleibt, bis die Gerade F erreicht ist, welche die Steigung gleich dem Flächenverhältnis (A 2—A 4): (A l—A 4) hat. Längs dieser Linie wird mit steigendem Eingangsdruck Feder Ast Fl durchlaufen.

Sollte dagegen das Fahrzeug beladen sein, schließt das Ventil 8 erst bei einem höheren Eingangsdruck Fe, so daß sich der strichpunktierte Kurvenverlauf längs der Abschnitte D 2 und E 2 bis zum Ast F1 ergibt.

Gestrichelt ist in F i g. 3 das Verhalten der Vorrichtung bei einer Fehlfunktion angedeutet. Der tatsächliche Arbeitsbereich kann nicht außerhalb der gestrichelten Linien liegen. Wenn das Verschlußstück 12 unabhängig von einer Verzögerung, beispielsweise infolge einer Erschütterung, dem Anschlag 28 unmittelbar folgt, ergibt sich im Anschluß an den Ast D1 der Abschnitt C, der dicht neben dem Abschnitt E1 verläuft.

Sollte das Verschlußstück 12 sich unter dem Einfluß der Verzögerungskräfte nicht aus seiner Ruhelage bewegen, so wandrrt der Stufenkolben 9 nach rechts, bis das Ventil 8 schließt, was nach Durchlaufen des Mindestabstands 51 beim Druck F 2 erfolgt dessen Höhe von dem Flächenverhältnis A 1: A 2 und der Feder 22 abhängt Sobald das Ventil 8 geschlossen ist, wirkt auf das Verschlußstück 12 eine nach links gerichtete Kraft, durch die der Stufenkolben 9 nach links verschoben wird; gleichzeitig wird die Feder 22 entspannt Dies ergibt den Abschnitt //der gestrichelten Kurve.

Mit steigendem Eingangsdruck kommt das Verschlußstück 12 am Anschlag 28 zur Anlage; das Ventil 8 bleibt jedoch so lange geschlossen, bis der Eingangsdruck soweit angestiegen ist daß die Druckgleichung Fe (A 2—A 4) = Pa(AX-AA) erfüllt ist wobei der horizontale Abschnitt /der gestrichelten Kurve durchlaufen wird Sobald die Gerade F erreicht wird, arbeitet die Vorrichtung in üblicher Weise längs dieser Geraden. Auf disse Weise ist sichergestellt daß auch bei einer Fehlfunktion des Verschlußstücks die gewünschte Umschaltung auf ein kleineres Verhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsdruck erreicht und hierdurch ein Blockieren der Hinterräder verhindert wird.

Das Mittelloch 33 in dem plattenförmigen Widerlager 29 sorgt im übrigen dafür, daß ein Notbetrieb, in welchem die Abschnitte //und /durchlaufen werden, nur in sehr seltenen Ausnahmefällen eintritt, weil das hier zugeführte Druckmittel eine zusätzliche Kraft auf das Verschlußstück 12 ausübt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der ein federbelasteter Stufenkolben mit seiner kleinen Wirkfläche einem mit einem Bremsdruckgeber verbundenen Eingangsraum und mit seiner größeren Wirkfläche einem mit mindestens einem Radbremszylinder verbundenen Ausgangsraum zugewandt ist, bei dem Eingangs- und Ausgangsraum durch einen Kanal mit einem Ventil verbunden sind, das durch ein verzögerungsabhängig bewegbares Verschlußstück, insbesondere eine Kugel, im Eingangsraum und einen Ventilsitz am ihm zugewandten Ende des Stufenkolbens gebildet ist, bei der ein Anschlag für das Verschlußstück vorgesehen ist, der in der Ruhelage des Stufenkolbens einen Mindestabstand zwischen Verschlußstück und Ventilsitz sichert, und bei der das eingangsseitige Ende des Stufenkolbens von einer Hülse umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (28) von der Hülse (19) getragen und diese vom Eingangsdruck (Pe) gegen die Kraft einer Feder (22) um einen den Mindestabstand (si) zwischen Verschlußstück (12) und Ventilsitz (13) übersteigenden Hub fs 2) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (22) die den Stufenkolben (9) in seine Ruhelage vorspannende Feder ist

3. Vorrichtung, bei der für die dem Anschlag abgewandte Seile des Verschlußstücks ein Widerlager vorgesehen ist, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Widerlagers (29) vom Anschlag (28) etwa der J änge des Verschlußstflcks (12) entspricht und daß das Widerlager (29) gegen die Kraft einer schwachen Feder (30) einen Ausweichhub (s 3) durchzuführen vermag.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (29) in der Ruhestellung der Hülse (19) das Verschlußstück (12) gegen den Anschlag (28) drückt und dabei eine Lage nahe seiner eigenen Endstellung (Anschlag 31) einnimmt

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (29) durch eine Platte gebildet ist, die den Eingangsraum (7) vom zugehörigen Anschluß (Eingangsstutzen 4) trennt und mindestens ein auf das Verschlußstück (12) gerichtetes Loch (33) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Stufenkolbens (109) in Richtung des Eingangsraums (7) begrenzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Stufenkolbens (1C9) durch Anschlag an der Hülse (19) begrenzt ist.