DE3244481A1

DE3244481A1 - Verzoegerung erfassendes modulatorventil fuer fahrzeug-bremsanlagen

Info

Publication number: DE3244481A1
Application number: DE19823244481
Authority: DE
Inventors: Ivan Solihull West Midlands Mortimer
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-12-02
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1983-06-16
Also published as: FR2517270A1; GB2111620B; JPS58110351A; FR2517270B1; ES517810A0; GB2111620A; IN156198B; ES8400950A1

Description

PATENTANWÄLTE

WUESTHOFF-v. PECHMANN-

EUROPEAN PATENTATTORNEYS

1A-56 752

OR.-l NC. FRANZ TUESTHOFF

'Wc. PHIL. FREOA TTUESTHOFF (1927-1956) DIPL.-INC. GERHARD PULS (19J2-I971) DIPL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-TIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ

D-8000 MÜNCHEN SCHWEIGERSTRASSE 2 telefon: (089) 66 20 ji

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

telex: j 24 070

I.Dezember 1982

Patentanmeldung

Anmelderin:

Lucas Industries public limited company

Great King Street

Birmingham 19, West Midlands, England

Titel:

Verzögerung erfassendes Modulatorventil für Fahrzeug-Bremsanlagen

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WUESTHOFF-ν. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ »».«»i-.»«pA*u»T.,_MF(_w-.,,i)

DtPL.-ING. GERHARD PUlS (19J2-I971)

EUROPEAN PATENTATTORNEYS . ζ, _Dlri.._c„„._D, _E. m,„_En von „chwnn

PR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL₁-ING₁; DIPL.-WIRTSCH.-1NG. RUPERT GOETZ

1A-56 752 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2

telefon: (089)6620 ji
telegramm: protectpatent
Telex: 524070

Verzögerung erfassendes Modulatorventil
für Fahrzeug-Bremsanlagen

Die Erfindung betrifft Verzögerung erfassende Modulatorventile für Fahrzeug-Bremsanlagen, mit einem Gehäuse mit einer
Einlaß- und einer Äuslaßöffnung für Bremsdruck, einem im Gehäuse arbeitenden Steuerkolben, der die Beziehung zwischen
den Ein- und Auslaßdrücken zu steuern vermag, und einem im
Gehäuse angeordneten Verzögerungsfühler, der bei Verzögerungen des Gehäuses über einen Verzögerungsschwellenwert hinaus ein Verzögerungsventil zu betätigen vermag, durch dessen Betätigung die vom Steuerkolben vorgenommene Steuerung beeinflußbar ist.

Es sind viele Vorschläge für Ventile dieser Art gemacht worden. Gewöhnlich ist der Bremsdruckeinlaß eines solchen Ventils an eine Bremsdruckquelle angeschlossen, die auch mit
den Vorderradbremsen verbunden ist, und der Bremsdruckauslaß ist mit den Hinterradbremsen verbunden, wobei der Steuerkolben so ausgelegt ist, daß bei eineni Einlaßdruck» der einen entsprechenden Schwellenwert übersteigt, die Zunahme des Auslaßdruckes gegenüber der Zunahme des Einlaßdruckes verringert
w'ird, um durch Zuführen eines im richtigen Verhältnis herabgesetzten Druckes zu den Hinterradbremsen den Änderungen der

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Gewichtsverteilung beim Verzögern des Fahrzeuges Rechnung zu tragen.

Es ist bekannt, daß zum Modifizieren der Beziehung bzw. des Verhältnisses zwischen den Ein- und Auslaßdrücken das Verzögerungsventil sich auf verschiedene Weise auslegen läßt. Das Verzögerungsventil wird verwendet, um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß zum Erzeugen einer bestimmten Verzögerung bei einem beladenen Fahrzeug ein höherer Bremsdruck erforderlich ist als bei einem unbeladenen Fahrzeug. Es ist daher vorgeschlagen worden, den Schwellenwert des Einlaßdruckes durch Abhängigmachen vom Schließen des Verzögerungsventils zu modifizieren. Dadurch wird die Verwendung eines mechanischen Getriebes vermieden, das bei einer Änderung der Fahrzeugbeladung anspricht.

Bei einem Typ solcher Modulatorventile ist das. Verzögerungsventil so ausgelegt, daß bei seinem Schließen ein Fluidvolumen in einer Einstellkammer eingeschlossen wird, die von einem Einstellkolben begrenzt ist, welcher die den Steuerkolben vorspannende Feder steuert. Gewöhnlich wirkt zwischen den beiden Kolben eine Steuerfeder für den Steuerkolben, jedoch ergeben sich bei einer solchen Anordnung eine verhältnismäßig große Länge und nicht völlig zufriedenstellende betriebsmäßige Kennwerte des Modulatorventils.

Aus der GB-PS 2010425A ist eine Maßnahme bekannt, die auf die Schaffung besserer Kennwerte abzielt, jedoch zu einer Vorrichtung mit vielen Bauteilen geführt hat.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Modulatorventil der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, das kleine Abmessungen hat, relativ billig herstellbar ist und zufriedenstellende betriebsmäßige Kennwerte besitzt.

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Erfindungsgemäß ist bei einem Modulatorventil der eingangs

beschriebenen Art der Verzögerungsfühler in einem Käfig andern

geordnet, der in einer/Einlaßdruck ausgesetzten Kammer verschiebbar und zur Anlage an einer ersten Anlagefläche am Gehäuse und an einer zweiten Anlagefläche am Steuerkolben elastisch vorgespannt ist, weist das Verzögerungsventil am Steuerkolben einen Ventilsitz auf, der zum Unterbrechen der Verbindung mit der Einlaßöffnung durch den Verzogerungsfuhler verschließbar ist, hat der Käfig einen Ventilöffnungsabschnitt, der an den Verzögerungsfühler anlegbar und so ausgelegt ist, daß der Ventilsitz geöffnet wird, wenn sich der Steuerkolben und der Käfig in bezug aufeinander aus der Stellungsbeziehung herausbewegen, in welcher der Käfig an der zweiten Anlagefläche anliegt, und hat der Steuerkolben eine erste druckwirksame Fläche, die Einlaßdruck ausgesetzt ist, um auf den Steuerkolben eine Kraft auszuüben, die in der dem Käfig entgegengesetzten Richtung wirkt, und eine zweite, entgegengesetzt wirkende druckwirksame Fläche, die Auslaßdruck ausgesetzt und größer als die erste Fläche ist, wobei die Fläche des Ventilsitzes in die Berechnung der ersten Fläche mit einbezogen ist.

Bei einem solchen Ventil kann nach dem Schließen des Ventilsitzes durch den Verzögerungsfühler in der Auslaß-/Einlaßdruck-Kennkurve ein beträchtlicher Sprung dadurch entstehen, daß sich der Käfig an die erste Anlagefläche anlegt, wodurch der Steuerkolben von der Federkraft entlastet wird. Der Ausfall der Federkraft am Steuerkolben ist ein wichtiger Faktor, der eine beträchtliche Zunahme des Einlaßdruckes erforderlich macht, bevor der Auslaßdruck erneut ansteigt. Ein solcher Sprung ist nützlich für das Versetzen der Kennkurve weg von der theoretisch idealen Kurve, die sonst von sinem nachfolgenden Dosierungsabschnitt der Kennkurve geschnitten würde. Dies würde zu einem Blockieren der Hinterräder führen.

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Auch ist es bei einem solchen Ventil möglich, die erste und die zweite Fläche zumindest annähernd gleich zu machen, so daß dafür gesorgt werden kann, daß bei beladenem Fahrzeug ein Verstärkungsabschnitt der Kennkurve, der beim Schließen des Ventilsitzes durch den Verzögerungsfühler beginnt und eine dem Verhältnis der beiden Flächen entsprechende Steigung hat, eine Steigung von nahezu 45° hat, was bedeutet, daß bei niedrigen Eingangsdrücken eine große Annäherung an die theoretische Kurve möglich ist.

Vorzugsweise ist die erste Anlagefläche von einer Stufe im Gehäuse gebildet, an die sich ein Ende des Käfigs anlegt.

Der Ventilöffnungsabschnitt des Käfigs ist vorzugsweise von einer kreisringförmigen, radial nach innen gerichteten Lippe des Käfigs gebildet, welche an die zweite Anlagefläche am Steuerkolben anlegbar ist, um die vom Steuerkolben und vom Käfig zusammen zurückgelegte Wegstrecke zu bestimmen.

Die elastische Vorrichtung zum Vorspannen des Käfigs ist vorzugsweise eine Druckfeder, die sich an einer Endwand an dem dem Steuerkolben entgegengesetzten Ende des Käfigs abstützt.

Zwischen dem Verzögerungsfühler und dem Ventilsitz kann eine direkte abdichtende Anlage vorgesehen sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, auf der dem Steuerkolben zugewandten Seite eine gelochte Endwand des Käfigs so auszulegen, daß sie rings um ihre Öffnung einerseits zusammen mit dem Ventilsitz und andererseits zusammen mit dem Verzögerungsfühler abzudichten vermag, um zwischen dem Verzögerungsfühler und dem Ventilsitz eine indirekte Abdichtung zustande zu bringen.

Bei einer Ausführungsform für eine Zweikreis-Bremsanlage ist der Steuerkolben aus zwei normalerweise aneinander anliegenden Kolbenteilen zusammengesetzt, wobei ein erster Kolbenteil

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den Ventilsitz aufweist und an dem dem Ventilsitz fernen Ende dem Auslaßdruck eines Bremskreises und an seinem entgegengesetzten Ende dem Einlaßdruck dieses Bremskreises ausgesetzt ist, und ein zweiter Kolbenteil an seinem dem ersten Kolbenteil abgewandten Ende dem unmodifizierten Hauptzylinderdruck im anderen Bremskreis ausgesetzt ist. Bei Fluiddruckausfall
im letztgenannten Bremskreis ist der erste Kolbenteil außer
Betrieb, so daß der dem erstgenannten Bremskreis zugeführte
Auslaßdruck, gegenüber dem Einlaßdruck nicht verringert wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. V einen Längsschnitt durch ein Modulatorventil gemäß

der Erfindung, wobei die Bauteil im unbetätigten Zustand des Modulatorventils dargestellt sind,
Fig. 2 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Modulatorventils gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 modifizierten Dichtungsanordnung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein Modulatorventil gemäß
der Erfindung für eine Zweikreis-Bremsanlage, wobei
die Bauteile im unbetätigten Zustand des Modulatorventils dargestellt sind, und

Fig. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise
des Modulatorventils gemäß Fig. 4.

Das in Fig. 1 dargestellte Modulatorventil hat ein Gehäuse 1 , in dem eine Stufenbohrung 2 aus Bohrungsabschnitten 3, 4 und 5 von jeweils kleinerem Durchmesser zusammengesetzt ist. Die Stufenbohrung 2 ist an einem Ende mit einem Stopfen 6 verschlossen, der eine Einlaßöffnung 7 aufweist, welche an einen Hauptzylinderauslaß anschließbar ist. An ihrem entgegengesetzten Ende steht die Stufenbohrung 2 mit einer Auslaßöffnung 8 in Verbindung, die mit einer Betätigungsvorrichtung für

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Hinterradbremsen verbindbar ist. Ein außen gestufter Steuerkolben 9 hat einen linken Kolbenabschnitt 10 von größerem Durchmesser, der im Bohrungsabschnitt 5 verschiebbar und gegen ihn durch eine O-Ringdichtung 11 abgedichtet ist, welche in einer äußeren, kreisringförmigen Nut des Steuerkolbens 9 angeordnet ist, und einen rechten Kolbenabschnitt 12 von kleinerem Durchmesser, der in einem ortsfesten Ring 13 verschiebbar und gegen ihn durch einen daneben angeordneten O-Ring 14 abgedichtet ist. Der O-Ring 14 ist zwischen der Wand des Bohrungsabschnitts 4 und der radial äußeren Fläche des Kolbenabschnitts 12 radial zusammengepreßt. Der Ring 13 ermöglicht die maschinelle Bearbeitung der Stufenbohrung 2 von einem Ende her und bildet gleichzeitig die notwendige, zum Kolbenabschnitt 12 komplementäre Verengung. Hinter dem Ring 13 führt eine Entlüftungsöffnung 13' ins Freie.

In den Steuerkolben 9 ist eine axiale durchgehende Bohrung eingearbeitet, die normalerweise eine direkte Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 7 und der Auslaßöffnung 8 herstellt. Am rechten Ende des Kolbenabschnitts 12 ist ein kegelstumpf förmiger Ventilsitz 15 ausgebildet, der die Bohrung 16 umgibt und an den eine als Verzögerungsfühler wirkende Kugel 17 abdichtend anlegbar ist. Die' Kugel 17 ist in einem rohrförmigen Käfig 18 angeordnet.

Der Käfig 18 ist im Bohrungsabschnitt 3 axial verschiebbar und in Richtung auf eine Stufe 19, die im Gehäuse 1 zwischen den Bohrungsabschnitten 3 und 4 ausgebildet ist, von einer vorbelasteten, beim gezeigten Beispiel von einer Schraubenfeder gebildeten Druckfeder 20 vorgespannt, die zwischen dem Stopfen 6 und einer beim gezeigten Beispiel von einer Verschlußplatte gebildeten Endwand 21 wirkt, welche die Kugel im Käfig 18 unverlierbar hält. Der Käfig 18 hat an seinem linken Ende eine radial nach innen gerichtete, kreisringförmige Lippe 22. Diese ist an eine Anlagefläche 23 an einer

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kreisringförmigen Schulter anlegbar, die am Kolbenabschnitt 12 durch eine Verkleinerung des Außendurchmessers eines Endabschnitts 24 entstanden ist. Der Endabschnitt 24 ist mit beträchtlichem Spiel in der. von der Lippe 22 gebildeten Mittelöffnung aufgenommen. Die Länge des Endabschnitts 24 ist so gewählt, daß sich die Kugel 17 bei Anlage des Käfigs 18 an der Anlagefläche 23 abdichtend an den Ventilsitz 15 anlegen kann, ohne dabei durch die Lippe 22 behindert zu werden, und daß nur eine kleine Trennbewegung des Käfigs 18 und des Steuerkolbens 9 in bezug, aufeinander nötig ist, bevor die Lippe 22 an der Kugel 17 angreift, um sie vom Ventilsitz 15 zu entfernen.

Der Käfig 18 hat wenigstens einen axialen Schlitz 25, der die Lippe 22 durchsetzt und sicherstellt, daß Einlaßdruck die Kammer erreicht, in welcher der O-Ring 14 angeordnet ist.

Die Arbeitsweise des Modulatorventils gemäß Fig. 1 wird nun anhand Fig. 2 beschrieben. Die stetig verlaufenden Kurven A und B stellen die theoretisch idealen Beziehungen zwischen den Hinter- und Vorderrad-Bremsdrücken für das nur mit dem Führer besetzte und das vollbeladene Fahrzeug dar.

Es wird zuerst die Betätigung des Modulatorventils bei nur mit dem Führer besetzten Fahrzeug betrachtet. Bei der ersten Betätigung der Bremsen nehmen die Bauteile die in Fig. 1 gezeichneten Stellungen ein. Das Gehäuse 1 ist in ein Fahrzeug so eingebaut, daß das linke Ende zur Fahrzeugfront weist und mit der Waagerechten ein kleiner Winkel gebildet ist, so daß das rechte Ende tiefer liegt als das linke. Aufgrund dieser Schräglage liegt die Kugel 17 an der Endwand 21 an und hat reichlich Abstand vom Ventilsitz 15, so daß anfängliche Erhöhungen des Einlaßdruckes über die Bohrung 16 direkt zur Auslaßöffnung 8 weitergeleitet werden und den Kurvenabschnitt CD erzeugen.

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Gemäß Fig. 2 verläuft der Kurvenabschnitt CD völlig unterhalb der theoretischen Kurve A. Bei niedrigen Bremsdrücken ist es besonders wichtig, daß der Ausgangsdruck nicht über die theoretische Kurve hinausgeht, weil sonst die Hinterräder blockieren können. Es ist dafür gesorgt, daß in dem unmittelbar unter der Kurve A liegenden Punkt D die Verzögerung des nur mit dem Führer besetzten Fahrzeuges gerade ausreicht, um zu bewirken, daß die Kugel 17 im Käfig 18 nach links rollt und sich an den Ventilsitz 15 anlegt, wobei der Steuerkolben 9 in der in Fig. 1 gezeichneten Stellung aufgrund der nach rechts gerichteten Kraft gehalten wird, die vom Einlaßdruck (gleich dem Auslaßdruck) erzeugt wird, der auf die entgegengesetzten druckwirksamen Flächen A₁ des Kolbenabschnitts 12 und A_ des Kolbenabschnitts 10 wirkt. Die Fläche A₁ entspricht der Bohrung des Ringes 13, A_ der Querschnittsfläche des Bohrungsabschnitts 5; weil A„ größer ist als A₁, ist die am Steuerkolben 9 wirksame Überschußkraft nach rechts gerichtet.

Es ist dafür gesorgt, daß die im Punkt D auf den Steuerkolben 9 wirkende, nach rechts gerichtete Fluiddruck-überschußkraft gerade gleich ist der Vorbelastung der Druckfeder 20. Dies gewährleistet, daß in einem nachstehend erläuterten beladenen Zustand des Fahrzeuges der Käfig 18 in dem Punkt, in dem die Kugel 17 rollt, von der Stufe 19 weg bewegt worden wäre.

Wenn bei nur mit dem Führer besetzten Fahrzeug der Einlaßdruck vom Punkt D ausgehend erhöht wird, ergibt sich aus der Einwirkung des ansteigenden Einlaßdruckes auf die Fläche A, bei geschlossenem Ventilsitz 15 eine Erhöhung der nach links auf den Steuerkolben 9 wirkenden Fluiddruckkraft, so daß sich der Steuerkolben 9 nach links bewegt und durch Aufheben des Spiels zwischen der Kugel 17 und der Lippe 22 die Kugel 17 an die Lippe 22 anlegt. Weil der Käfig 18 durch seine Anlage an der Stufe 19 durch das Gehäuse 1 abgestützt ist, ergibt sich aus dem Anliegen der Kugel 17 an der Lippe 22 eine

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effektive Verkleinerung der Fläche des Steuerkolbens 9, über welche der Einlaßdruck wirkt. Diese Flächenverkleinerung ist gleich der Fläche A-, die von der Berührungslinie der Kugel 17 mit dem Ventilsitz 15 eingeschlossen ist. Weil das Innere des Ventilsitzes 15 nach wie vor über die Bohrung 16 mit der Auslaßöffnung 8 in Verbindung steht, ist auch die Fläche A_, auf welche der Auslaßdruck wirkt, effektiv verkleinert, so daß die betriebsmäßig wirksame Fläche A-A, ist.

Ferner wird der Steuerkolben 9 bei seiner nach links gerichteten Bewegung aus der in Fig. 1 gezeichneten Stellung heraus von der Kraft der Druckfeder 20 entlastet, weil diese Kraft durch das Anliegen des Käfigs 18 an der Stufe 19 völlig vom Gehäuse 1 aufgenommen wird. Dies bedeutet, daß der Einlaßdruck um einen Betrag zunehmen muß, der den Verlust der Federkraft ausgleicht.

Die effektive Änderung der Fläche A₃ des Steuerkolbens 9 und der Verlust der Federkraft führen dazu, daß der Einlaßdruck beträchtlich, nämlich nach Punkt E, ansteigen muß,· bevor der Auslaßdruck weiter zunimmt.

Im Punkt E wird die Kraft, welche von dem nach rechts auf den Steuerkolben 9 über eine Fläche A,-A einwirkenden Einlaßdruck erzeugt wird, gleich der Kraft, die von dem nach links auf den Steuerkolben 9 über die Fläche A_-A, einwirkenden Auslaßdruck erzeugt wird, so daß bei einem weiteren Ansteigen des Einlaßdruckes der Steuerkolben 9 sich nach links bewegt und die Kugel 17 von der ortsfesten Lippe 22 vom Ventilsitz 15 abgehoben wird. Wenn sich der Steuerkolben 9 rückwärts und vorwärts hin- und herbewegt, wobei sich das Ventil öffnet und schließt, ergibt sich dann eine Dosierwirkunvj, die den Kurvenabschnitt F gemäß Fig. 2 erzeugt, der eine Steigung von (A₁-A₃)Z(A₂-A₃) hat.

BAD ORIGINAL

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Obgleich der Kurvenabschnitt F schließlich die theoretische Kurve A schneiden würde, geschieht dies nur bei hohen Einlaßdrücken, bei denen die Vorderräder sowieso blockiert hätten.

Es wird nun die Arbeitsweise des Modulatorventils gemäß Fig. 1 bei vollbeladenem Fahrzeug betrachtet. In diesem Fahrzeugzustand steigt der Einlaßdruck von C nach G an, bevor das Fahrzeug genügend verzögert worden ist, um ein Fortrollen und Anlegen der Kugel 17 an den Ventilsitz Ί5 hervorzurufen. Es wurde dafür gesorgt, daß die· nach rechts gerichtete Überschußkraft, die von dem nach rechts auf den Steuerkolben 9 über eine Fläche A„-A. wirkenden Einlaßdruck erzeugt wird, im Punkt D der Vorlast der Druckfeder 20 gleichkommt, so daß der Steuerkolben 9 und der Käfig 18 bei der Zunahme des Einlaßdruckes von D nach G durch die ansteigende Fluiddruckkraft auf den Steuerkolben 9 in bezug auf das Gehäuse 1 nach rechts bewegt werden und dadurch die Last in der Druckfeder"20 vergrößern .

Nachdem der Ventilsitz 15 im Punkt G durch die Kugel 17 verschlossen worden ist, führt ein weiteres Ansteigen des auf die Fläche A, wirkenden Einlaßdruckes zu einer allmählichen Verstellung des Steuerkolbens 9 zusammen mit dem Käfig 18 nach links, so daß der Auslaßdruck mit einer Rate, die durch das Flächenverhältnis A₁ZA₇ bestimmt ist, zunimmt, da der Ventilsitz 15 geschlossen ist. Dies erzeugt den Kurven-' abschnitt GH. Die Erfindung ermöglicht es, daß dieses Verhältnis relativ nahe an 1 liegt, um eine Steigung von wenig unter 45° zu erhalten, so daß eine maximale Verstärkung des Punktes G erzeugt wird. Bei niedrigen Einlaßdrücken besteht daher eine große Annäherung an den Verlauf der theoretischen Kurve.

Im Punkt H, der unmittelbar unter die theoretische Kurve B gelegt ist, legt sich der Käfig 18 an die Stufe 19 an und nahezu gleichzeitig damit wird durch eine Bewegung des Steuer-

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kolbens 9 nach links, um die Lippe 22 mit der Kugel 17 in Berührung zu bringen, die Fläche A, des Steuerkolbens 9 unwirksam gemacht. Daraus ergibt sich wie bei unbeladenem Fahrzeug eine Verzögerung beim weiteren Ansteigen des Auslaßdruckes, wenn der Einlaßdruck zunimmt, um dem effektiven Verlust der Fläche A-. Rechnung zu tragen, und eine Entlastung des Steuerkolbens 9 von der Federkraft, wenn sich der Käfig 18 an die Stufe 19 im Gehäuse 1 anlegt. Im Punkt K ist die vom auf die Fläche A₁-A₁, wirkenden Einlaßdruck erzeugte, nach links auf den Steuerkolben 9 einwirkende Kraft ausreichend, um die vom auf die Fläche A_-A_ wirkenden Auslaßdruck erzeugte, nach rechts gerichtete Kraft zu überwinden, so daß auch in diesem Falle eine Dosierung beginnt, wobei zwischen Auslaß- und Einlaßdruck die gleiche Beziehung wie für den Kurvenabschnitt F besteht und den Kurvenabschnitt J erzeugt, der wirkungsmäßig eine Fortsetzung der den Kurvenabschnitt F darstellenden Linie is.t.

Das in Fig. !'dargestellte Modulatorventil erzeugt daher die beträchtlichen Verschiebungen von D nach E bzw. von H nach K in den Kennkurven, um sicherzustellen, daß die tatsächlichen Ventilkennkurven die theoretischen Kurven nicht schneiden, ausgenommen bei hohen Einlaßdrücken, und doch bei niedrigen Drücken in den Bereichen von C bis D und C bis H für das nur mit dem Fahrer besetzte bzw. vollbeladene Fahrzeug den theoretischen Kurven ziemlich genau folgen.

Die Endwand 21 weist eine Gruppe von Öffnungen 26 auf, so daß die Kugel 17 bei einer raschen Betätigung des Hauptzylinders infolge scharfen Bremsens durch Fluiddruckkräfte an den Ventilsitz 15 angepreßt wird, um den Punkt D nach niedrigeren Drücken hin zu verschieben. Die Verwirklichung dieses Merkmals wird-durch die Anordnung der Kugel 17 im direkten Fluidweg zwischen der Einlaßöffnung 7 und der Auslaßpffnung 8 vereinfacht.

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Die Anordnung aller Bauteile in einer einzigen Stufenbohrung 2 statt in getrennten Bohrungen trägt zu einer Senkung der Herstellungskosten bei.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 abgeänderte Dichtungsanordnung.mit direkter Metall-Metall-Berührung zwischen der Kugel 17 und dem Ventilsitz 15. In Fig. 1 und 3 einander entsprechende Bauteile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 hat der Käfig 18 auf der dem Kolbenabschnitt 12 zugewandten Seite eine Endwand 27 mit einem Mittelloch 28, das auf entgegengesetzten Seiten der Endwand 27 von auf die Endwand 27 aufgeklebten elastischen Sitzringen 29 und 30 umschlossen ist. Der Sitzring 29 vermag sich an eine den Ventil sitz 15 bildende Anschrägung am Kolbenabschnitt 12 anzulegen, um zwischen der Endwand 27 und dem Kolbenabschnitt 12 abzudichten, und an den Sitzring 30 vermag sich die Kugel 17 abdichtend anzulegen. Bei einem ersten Ansteigen des E'inlaßdruckes bewegt sich der Steuerkolben 9 nach rechts und bringt die Anschrägung zur Anlage am Sitzring 29. Wenn dann die Kugel 17 fortrollt und sich an den Sitzring 30 anlegt, wird über die Endwand 27 zwischen der Kugel 17 und der Schrägfläche am Ende des Kolbenabschnitts 12 indirekt abgedichtet. Der radial innere Rand.der' Anschrägung begrenzt die-Fläche A^, die bei Anlage der Kugel 17 am Sitzring 30 und der Anschrägung am Sitzring 29 unwirksam gemacht ist.

Das in Fig. 4 dargestellte Modulatorventil ist für eine Zweikreis-Bremsanlage bestimmt. Bauteile, die solchen der Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 3 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Steuerkolben von zwei trennbaren, aneinander anliegenden Kolbenteilen 31 und 32 zusammengesetzt, und es wird ein der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ähnliches Dosierventil verwendet, mit der Ausnahme, daß der Sitzring 29 auf

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dem rechten Ende des Kolbenteils. 32 angeordnet ist. Die Bohrung 16 im Kolbenteil 32 ist über radiale Ausnehmungen bzw. Nuten 34 in der linken Endfläche des Kolbenteils 32 mit einer Zwischenkammer 33 im Gehäuse 1 verbunden, mit der die beim gezeigten Beispiel quergerichtete Primärauslaßöffnung 8 in direkter Verbindung steht. · .

Die Einlaßöffnung 7 ist an einen Auslaß 35 eines Tandem-Hauptzylinders 36 angeschlossen, dessen zweiter Auslaß 37 mit einer Öffnung 38 verbunden ist, die am linken Ende des Kolbenteils 31 in eine Kammer 39 mündet, welche mit einer Sekundärauslaßöffnung 40 direkt verbunden ist. An die Primärauslaßöffnung 8 ist eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung für Hinterradbremsen angeschlossen, und die Sekundärauslaßöffnung 40 ist mit einer ebenfalls nicht dargestellten Betätigungsvorrichtung für Vorderradbremsen verbunden.

Der Kolbenteil 32 ist ein außen glatter Kolben, bei dem das rechte Ende Einlaßdruck und das linke Ende Primärauslaßdruck ausgesetzt ist, wogegen der Kolbenteil 31 außen gestuft ist, wobei sein größeres linkes Ende Sekundäreinlaßdruck (gleich Sekundärauslaßdruck) und sein kleineres rechtes Ende dem Druck in der Zwischenkammer 33 ausgesetzt ist. Am Kolbenteil 31 ist die Fläche seines linken Endes mit A₁ und die seines rechten Endes mit A„ bezeichnet. Die Querschnittsfläche der Zwischenkammer 33 und die des Kolbenteils 32 sind mit A, bezeichnet, die Querschnittsfläche des Sitzringes 29 mit A.. Diese Bezugsbuchstaben entsprechen jedoch nicht den für die Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwendeten.

Es kann dafür gesorgt sein, daß im Betrieb beider Bremskreise die in Fig. 5 dargestellten Kennkurven des Modulatorventils gleich sind den Kennkurven der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei einander entsprechende Kurvenabschnitte gleich bezeichnet sind. Die druckwirksame Fläche des Steuerkolbens 31,32,

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die Einlaßdruck ausgesetzt ist und in der dem Käfig 18 entgegengesetzten Richtung wirkt, ist A--A,, weil der Einlaßdruck auf das rechte Ende des Kolbenteils 32 und auf das linke Ende des Kolbenteils 31 wirkt. Die entgegengesetzt wirkende, dem Auslaßdruck ausgesetzte druckwirksame Fläche des Steuerkolbens 31,32 ist A₃-A₃. Somit ist die Steigung des Kennkurvenabschnitts GH (A^-A₁)/(A_-A„), und die der Dosierungsabschnitte F und J ist (A₃-A,-A₄)/(A_-A_-A.).Wenn A, kleiner als A₃ ist und die Flächen in zweckentsprechender Weise gewählt werden, können gleiche Kennkurven wie in Fig. erzielt werden.

Bei einem Druckausfall in dem an die Kammer 39 angeschlossenen Sekundärbremskreis geht die nach links weisende Fläche A₁ für den Einlaßdruck verloren, so daß der Steuerkolben 31, 32 durch Primäreinlaßdruck, der nach links auf die Fläche A₃ am rechten Ende des Kolbenteils 32 wirkt, in der linken Endstellung gehalten wird, um zu verhindern, daß der Sitzring gegen die Endwand 27 des Käfigs 18 abdichtet. Somit bleibt die Zwischenkammer 33 auch bei Anlage der Kugel 17 am Sitzring 30 über den offenen, vom Sitzring 29 gebildeten Ventilsitz mit der Primäreinlaßöffnung 7 in Verbindung, und den Hinterrädern wird, wie in Fig. 5 durch die gestrichelte Linie L angegeben, maximaler Bremsdruck zugeführt.

Bei einer nicht dargestellten abgewandelten Ausführungsform des Modulatorventils gemäß Fig. 4 ist der Kolbenteil 31 ein außen glatter Kolben und der Kolbenteil 32 ein außen gestufter Kolben.

Claims

DtPL.-INC. GERHARD PU LS (1952-1971)

iÄ-56 752 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2

TE LE PON: (089) 66 20 J I TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: 524070

Patentansprüche :

( 1.) Verzögerung erfassendes Modulatorventil für eine Fahrzeug-Bremsanlage, mit einem Gehäuse mit einer Einlaß- und einer Auslaßöffnung für Bremsdruck, einem im Gehäuse arbeitenden Steuerkolben, der die Beziehung zwischen den Ein- und Auslaßdrücken zu steuern vermag, und einem im Gehäuse angeordneten Verzögerungsfühler, der bei Verzögerungen des Gehäuses über einen Verzögerungsschwellenwert hinaus ein Verzögerungsventil zu betätigen vermag, durch dessen Betätigung die vom Steuerkolben vorgenommene Steuerung beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Verzögerungsfühler (17) in einem Käfig (18) angeordnet ist, der in einer Einlaßdruck ausgesetzten Kammer verschiebbar und zur Anlage an einer ersten Anlagefläche (19) am Gehäuse (1) und an einer zweiten Anlagefläche (23) am Steuerkolben (9) elastisch vorgespannt ist, das Verzögerungsventil am Steuerkolben (9) einen Ventilsitz (15) aufweist, der zum Unterbrechen der Verbindung mit der Einlaßöffnung (7) durch den Verzögerungsfühler (17) verschließbar ist, der Käfig (18) einen Ventilöffnungsabschnitt (22) hat, der an den Verzögerungsfühler (17) anlegbar und so ausgelegt ist, daß der Ventilsitz (15) geöffnet wird, wenn sich der Steuerkolben (9) und der Käfig (18) in bezug aufeinander aus der Stellungsbeziehung herausbewegen, in welcher der Käfig (18) an der zweiten Anlagefläche (23) anliegt, und daß der Steuerkolben (9) eine erste druckwirksame Fläche (A^) hat, die Einlaßdruck ausgesetzt ist, um auf den Steuerkolben (9) eine Kraft auszuüben, die in der dem Käfig (18) entgegen-

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gesetzten Richtung wirkt, und eine zweite, entgegengesetzt wirkende druckwirksame Fläche (A_), die Auslaßdruck ausgesetzt und größer als die erste Fläche (A.) ist, wobei die Fläche (A-) des Ventilsitzes (15) in die Berechnung der ersten Fläche (A,) mit einbezogen ist.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net , daß die erste Anlagefläche von einer Stufe (19) im Gehäuse (1) gebildet ist, an die sich ein Ende des Käfigs (18) anlegt.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Ventilöffnungsabschnitt des Käfigs (18) von einer kreisringförmigen, radial nach innen gerichteten Lippe (22) des Käfigs (18) gebildet ist, welche an die zweite Anlagefläche (23) am Steuerkolben (9) anlegbar ist, um die vom Steuerkolben (9) und vom Käfig (18) zusammen zurückgelegte Wegstrecke zu bestimmen.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet , daß die elastische Vorrichtung zum Vorspannen des Käfigs (18) eine Druckfeder (20) ist, die sich an einer Endwand (21) an dem dem Steuerkolben (9) entgegengesetzten Ende des Käfigs (18) abstützt.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet , daß auf der dem Steuerkolben (9) zugewandten Seite eine gelochte Endwand (27) des Käfigs (18) so ausgelegt ist, daß sie rings um ihr Loch (28) einerseits zusammen mit dem Ventilsitz (15) und andererseits zusammen mit dem Verzögerungsfühler (17) abzudichten vermag, um zwischen dem Verzögerungsfühler (17) und dem Ventilsitz (15) eine indirekte Abdichtung zustande zu bringen.

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6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für eine Zweikreis-Bremsanlage, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkolben aus zwei normalerweise aneinander anliegenden Kolbenteilen (31,32) zusammengesetzt ist, wobei ein erster Kolbenteil (32) den Ventilsitz (15) aufweist und so ausgelegt ist, daß er an dem dem Ventilsitz (15) fernen Ende dem Auslaßdruck eines Bremskreises und an seinem entgegengesetzten Ende dem Einlaßdruck dieses Bremskreises ausgesetzt ist, und ein zweiter Kolbenteil (31) so ausgelegt ist, daß er an seinem dem ersten Kolbenteil (32) abgewandten Ende dem unmodifizierten Hauptzylinderdruck im anderen Bremskreis ausgesetzt ist.■