DE2522929C2 - Bremsventil für eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremsventil für eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, der durch den Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.

Die aus der DE-OS 22 46 553 bekannten Bremsventile dieser Art sind sowohl für Personen- als auch für Lastkraftwagen hauptsächlich für den Zweck vorgesehen, bestehende Unterschiede in der Wirksamkeit der vorderen und hinteren Radbremsen auszugleichen. Solche Unterschiede sind beispielsweise auf die Verwendung unterschiedlicher Bremstypen, wie Scheiben- und Trommelbremsen, für die Vorder- und Hinterräder sowie auch auf unterschiedliche dynamische Belastungen der Radachsen zurückzuführen, wobei letztere insbesondere bei Lastkraftwagen aufgrund unterschiedlicher Beladungszustände entsprechend stark variieren können. Solche unterschiedlichen Beladungszustände bzw. die daraus während eines Bremsvorganges resultierenden unterschiedlichen Achsbelastungen werden bei den gattungsgemäßen Bremsventilen mittels des Trägheitskörpers kompensiert, der dabei das für die Zuleitung des Einlaßdruckes vorgesehene Einlaßventil im wesentlichen nach der in Fig.4 der Zeichnung dargestellten Steuerkurve steuert. Gemäß dieser Steuerkurve ist der von dem Hauptbremszylinder einer hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges gelieferte und gleichzeitig auch an die Radbremszylinder der Vorderradbremsen zugeleitete Eir.laßdruck P\ mit dem Auslaßdruck P₂ verglichen, der an die Radbremszylinder der Hinterradbremsen angeliefert wird. Wenn ein Bremsvorgang durch Betätigung des Bremspedals des Kraftfahrzeuges eingeleitet wird, dann erfährt dabei der Auslaßdruck P₂ zunächst eine von dem Druckvcrteilcrkolben des Bremsvcntils im Zusammenwirken mit dessen Rcgclfeder geregelte Druckerhöhung, die bis zum Erreichen einer vorbestimmten, in dieser Steuerkurve mit dem Steuerpunkt 90 berücksichtigten Drurkhöhe proportional zu dem Einlaßdruck P₁ verläuft Ab dieser Druckhöhe erfährt der Auslaßdruck Pi eine mit der Vorspannung des Druckmodulierkolbens des Bremsventils geregelte geringere Druckerhöhung als der Einlaßdruck Pi, um damit bis zum Erreichen des Steuerpunktes 91 eine bis zum Greifen der Radbremsen existente Totzeit zu überbrücken. Nach dem Erreichen des Steuerpunktes 91 tritt eine deutliche Teilung des Auslaßdruckes P₂ von dem Einlaßdruck P\ auf, die nunmehr von dem Druckmodulierkolben des Bremsventils unter einer gleichzeitigen Einflußnahme des entsprechend dem jeweiligen Beladungszustand durch den Trägheitskörper gesteuerten Einlaßventils so beeinflußt wird, daß der Auslaßdruck P₂ im Verhältnis zu dem Einlaßdruck P\ bis zum Erreichen eines Steuerpunktes 92 zunächst eine übermäßig starke und danach bis zum Erreichen eines weiteren Steuerpunktes 93 eine etwa verhältnisgleiche Druckerhöhung erfahrt. Wenn dieser Steuerpunkt 93 erreicht ist, dann erfährt der Auslaßdruck P₂ wieder eine mit steigendem Einlaßdruck P\ diesem gegenüber wesentlich verringerte Druckerhöhung, bis schließlich beim Erreichen eines Endpunktes 94 der Steuerkurve der Bremsvorgang abgeschlossen ist. Die an dem Steuerpunkt 91 auftretende Teilung wird andererseits zu einem Endpunkt 95 der Steuerkurve hin verlagert, wenn der Bremsvorgang ohne Einflußnahme durch das Einlaßventil bei unbeladenem Kraftfahrzeug durchgeführt wird, wobei jedoch auch dann durch den Druckverteilerkolben des Bremsventils die Ansteuerung des Steuerpunktes 90 geregelt wird.

Dieser mittels eines gattungsgemäßen Bremsventils hauptsächlich in Abhängigkeit von dem jeweiligen Beladungszustand eines Lastkraftwagens erreichte Ansteuerung der beiden unterschiedlichen Steuerkurven mit den Endpunkten 94 und 95 wird andererseits für die Verhältnisse eines Personenkraftwagens, wo der auf die Hinterachse bezogene Beladungszustand keinen größeren Schwankungen unterliegt, dahin abgewandelt, daß jeder normale Bremsvorgang unabhängig davon, ob auf den Hintersitzen des Fahrzeuges Fahrgäste sitzen oder nicht, nach der den Endpunkt 95 aufweisenden Steuerkurve gesteuert wird. Die auch dabei verwirklichte Einhaltung des Steuerpunktes 90 soll hierbei vorrangig eine Schleuderbewegung des Fahrzeuges verhindern, die bei einer Gewaltbremsung auftreten kann. Bei Personenkraftwagen wird daher nur im Falle einer Gewaltbremsung mit dem dann zusätzlichen Teilupgspunkt 91 die den Endpunkt 94 aufweisende Steuerkurve angesteuert, um auch dann ein Schleudern des Fahrzeuges zu verhindem.

Aus der US-PS 33 85 308 ist ein gattungsähnliches Bremsventil bekannt, bei dem die Einhaltung der den Endpunkt 95 aufweisenden Steuerkurve während eines normalen Bremsvorganges im wesentlichen mit der Vorschaltung einer Drossel vor ein Umgehungsventil sichergestellt wird. Bei einer Gewaltbremsung wird andererseits durch dieses Umgehungsventil im Zusammenwirken mit der vorgeschalteten Drossel der Teilungspunkt 91 angesteuert, so daß der Bremsdruck P₂ längs der den Endpunkt 94 aufweisenden Steuerkurve gesteuert wird.

Die durch den Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe, ein Bremsventil der angegebenen Galtung so auszubilden, daß eine bei den bekannten

ii5 Bremsventilen noch auftretende Verzögerung im Aufbau des Hinterachs-Bremsdruckes bei einer mittels des Trägheitskörpers in Abhängigkeit von einem bestimmten Beladungszustand des Fahrzeuges gesteuerten Ge-

waltbremsung und auch während jedes normalen Bremsvorganges mit einem unbeladenen Fahrzeug verhindert Dabei ist sichergestellt, daß bei unbeladenem Fahrzeug nur die den Endpunkt 95 aufweirande Steuerkurve ausgesteuert wird.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Vorschaltung einer Drossel vor die Druckkammer des Druckmodulierkolbens wird vorrangig für die bei einem Lastkraftwagen auftretenden Bremsverhältnissc siehe: gestellt, daß die den Endpunkt 95 aufweisende Steuerkurve, die bei den bekannten Brcmsventilen die Einhaltung eines normalen Bremsvorganges voraussetzt, auch bei einer Gewaltbremsuns; mit unbeladenem Fahrzeug eingehalten wird. Die sofortige Ansteuerung der den Endpunkt 95 aufweisenden Steuerkurve hinter dem Steuerpunkt 90 durch die der Druckkammer des Druckmodulierkolbens vorgeschaltete Drossel, welche die durch den Patentanspruch 2 gekennzeichnete Ausbildung erfahren kann, verhindert somit ein Schleudern des unbeladenen Fahrzeuges bei jeder Gewaltbremsung. Wenn das Fahrzeug andererseits nur teilweise beladen ist, dann wird durch die Wirkung dieser Drossel der Teilungspunkt zwischen den Steuerpunkten 91 und 93 der den Endpunkt 94 aufweisenden Steuerkurve lastabhängig verschoben, so daß die Steuerkurve parallel zu der den Endpunkt 95 aufweisenden Steuerkurve verläuft.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bremsventils ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt des Bremsventils,

F i g. 2 eine Schemadarstellung einer das Bremsventil aufweisenden hydraulischen Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges,

Fig.3 eine Schnittansicht des Druckverteilerventils des Bremsventils gemäß F i g. 1 und

F i g. 4 ein Schaubild zur Darstellung des durch das Bremsventil gemäß Fig. 1 unter verschiedenen Bremsbedingungen gesteuerten Auslaßdruckes in Abhängigkeit von dem Einlaßdruck.

Das in Fig. 1 in seiner Gesamtheit dargestellte Bremsventil 10 ist nach Fig. 2 für die hydraulische Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges vorgesehen, die einen durch dessen Bremspedal 11 betätigbaren Hauptbremszylinder 12 umfaßt, der über Bremsleitungen 13 und 14 an die Radbremszylinder der Vorderradbremsen 15 und über das Bremsventil 10 sowie eine weitere Bremsleitung 16 an die Radbremszylinder der Hinterradbremsen 17 des Fahrzeuges angeschlossen ist. Der von dem Hauptbremszylinder 12 an das Bremsventil 10 gelieferte Einlaßdruck entspricht daher ständig dem an den Vorderradbremsen 15 wirksamen Bremsdruck, während der an die Hinterradbremsen 17 weitergeleitete Auslaßdruck des Bremsventils 10 eine von dem Einlaßdruck abhängige Regelung durch die einzelnen Bauteile des Bremsventils 10 erfährt.

Das Bremsventil 10 besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse 19, dessen beide Teile durch Bolzen 22 zusammengehalten sind. Eine an die Bremsleitung 13 angeschlossene Einlaßbohrung 23 hat mit einer Längsbohrung 24 Verbindung, in welcher ein zylindrischer Trägheitskörper 26 angeordnet ist. Der Trägheitskörper 26 ist durch zwei Kugellager 27 abgestützt und entgegen der Fahrtrichtung durch eine Feder 28 vorgespannt, die in einer axialen Verlängerung 29 kleineren Durchmessers der Längsbohrung 24 angeordnet und durch einen eingeschraubten Federsitz 31 mit veränderbarer Vorspannung abgestützt ist. An dem federseitigen Ende dos Trächeitsköroers 26 ist ein aus Gummi bestehender Ventilkörper 32 eines normal geöffneten Einlaßventils angeordnet, das zur Weiterleitung des über die Bremsleitung 13 an die Längsbohrung 24 herangeführten Einlaßdruckes P\ durch den Trägheitskörper 26 im Zusammen-virken mit einer Schulter 33 gesteuert wird, an welcher eine Dichtungslippe des Ventilkörpers 32 anliegt, wenn das Einlaßventil entgegen der Kraft der Feder 28 durch den Trägheitskörper 26 geschlossen wird.

Die Längsbohrung 24 des Bremsventils 10 ist stromabwärts von dem Einlaßventil über eine Querbohrung 34 an eine Zylinderbohrung 36 angeschlossen. Die Querbohrung 34 ist endseitig durch einen Stopfen 37 verschlossen. Die Zylinderbohrung 36 ist durch einen Stopfen 38 endseitig verschlossen, der an einem zylindrischen Schaftteil einen auf der nach außen führenden Seite der Kreuzungsstelle der beiden Bohrungen 34 und 36 in einer Ringnut angeordneten Dichtungsring 39 trägt und auf der anderen Seite dieser Kreuzungsstelle in einem Bund 41 vergrößerten Durchmessers endet.

Dieser Bund 41 des Stopfens 38 bildet im Zusammenwirken mit der umgebenden Wand der Zylinderbohrung 36 eine Drossel 36,41, die einer durch die Resilänge der Längsbohrung 36 gebildeten Druckkammer 44 vorgeschaltet ist. in welcher ein mittels eines weiteren Dichtungsringes 43 gegenüber der umgebenden Wand abgedichteter Druckmodulierkolben 42 angeordnet ist. Der Druckmodulierkolben 42 ist entgegen dem über die Querbohrung 34 herangeführten Einlaßdruck durch eine Vorlastfeder 66 vorgespannt, die mit ihrem einen Ende durch das Gehäuse 19 und mit ihrem anderen Ende durch einen Flansch 64 eines Federsitzes 62 abgestützt wird, der auf ein verlängertes Ende 61 des Druckmodulierkolbens 42 aufgesteckt ist.

In axialer Verlängerung der Zylinderbohrung 36 ist eine weitere Bohrung 47 in dem Gehäuse 19 ausgebildet, die mehrere abgestufte Durchmesserbereiche aufweist und ein Druckminderventil 18 aufnimmt. Auch die Bohrung 47 ist über eine Querbohrung 48 an die Längsbohrung 24 angeschlossen und hat eine durch das Druckminderventil 18 gesteuerte Verbindung mit einer Auslaßbohrung 49, an welche die zu den Hinterradbremsen 17 führende Bremsleitung 16 angeschlossen ist. Das Druckminderventil 18 umfaßt einen den Auslaßdruck des Biemsventils 10 in Abhängigkeit von dem Einlaßdruck regelnden Ventilk^iben 53. dessen Schaft 54 durch eine mit dem Gehäuse 19 verschraubte Führung 52 axial geführt wird und an seinem dem Aufstekken eines topfförmigen Federsitzes 57 dienenden, axial vorstehenden Ende durch eine in diese Führung eingesetzte Ringdichtung 56 gegen die durch dessen Hohlraum gebildete Ventilkammer 70 des Druckminderventils 18 abgedichtet ist. Der Schaft 54 des Kolbens 53 ist im Bereich der Kreuzungsstelle der beiden Bohrungen 47 und 48 mit einem Bund 72 vergrößerten Durchmessers versehen, durch den im Übergang zu einem Abschnitt 73 kleineren Durchmesser des Schaftes 54 eine Anschlagschulter für die Dichtungslippen eines auf diesem Abschnitt 73 angeordneten Ventiikörpers 76 des Druckminderventils 18 gebildet wird. Der Ventilkörper

bo 76 ist im axialen Übergang der Längsbohrung 47 in eine im Durchmesser verringerte Auslaßkamnier 71 angeordnet, in welche das gegenüber dem Abschnitt 73 wiederum im Durchmesser vergrößerte Ende 74 des KoI-bcnschaftcs 54 vorsteht, in welchem die Auslaßkammer

h-3 71 mit der Auslaßbohrung 49 verbindende Auslaßkanäie 78 ausgebildet sind. Der in die Längsbohrung 47 im Übergang /u der Auslaßkamnier 71 eingesetzie Ventilkörner 76 ties Druckverteilerventils J8 wirkt in Abhän-

gigkeit von der Axiallage des Druckverteilerkolbens 53 außer mit der durch den Bund 72 gebildeten Schulter 79 über eine Dichtungslippe 88 als Ventilsitzfläche auch noch mit der durch das Schaftende 74 gebildeten Schulter 81 zusammen, um so den Auslaßdruck P₂ des Brems-Zylinders 10 in Abhängigkeit von dem Einlaßdruck P\ der Fahrzeugverzögerung und dem Eingangsdruckgradienten zu steuern. Die Funktion des Druckminderventils 18 wird dabei noch durch die Vorspannung einer Regelfeder 59 beeinflußt, deren eines Ende durch einen Flansch 58 des Federsitzes 57 und deren anderes Ende durch eine Schulter 63 des der Abstützung der Vorlastfeder 66 dienenden Federsitzes 62 abgestützt wird, womit über die Regelfeder 59 eine Koppelung des Ventilkolbens 53 mit dem Druckmodulierkolben 42 bewirkt ist. Die Regclfcdcr 59 und die Vorlastfcdcr 66 sind dabei im übrigen in einer Federkammer 46 des Gehäuses 19 angeordnet.

Wenn unter Verwendung eines Bremsventils 10 der vorbeschriebenen Ausführungsform für eine hydraulisehe Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges der in F i g. 2 schematisch dargestellten Ausbildung ein Bremsvorgang durch Betätigung des Bremspedals 11 eingeleitet wird, dann erfolgt in der Bremsanlage durch den Hauptbremszylinder 12 eine Druckerhöhung, die unter Bezugnähme auf das Schaubild der F i g. 4 zunächst von einem Nullwert 89 bis zum Erreichen eines Steuerpunktes 90 gleichmäßig verläuft. Während dieser ersten Phase der Druckerhöhung wird der von dem Hauptbremszylinder 12 gelieferte Druck über die Bremsleitung 14 an die Radbremszylinder der Vorderradbremsen 15 in gleicher Höhe über die Bremsleitung 16 auch an die Radbremszylinder der Hinterradbremsen 17 weitergeleitet, so daß der an den Hintenadbrernsen !7 wirksame Auslaßdruck P₂ während dieser ersten Phase gleich dem an den Vorderradbremsen wirksamen Einlaßdruck P\ des Bremsventils 10 ist.

Wenn der Steuerpunkt 90 erreicht ist, dann steuert das Druckminderventil 18 eine gegenüber dem Einlaßdruck P] langsamere Druckerhöhung des Auslaßdrukkes P₂, wobei während dieser bis zum Erreichen des Steuerpunktes 91 andauernden Phase des Bremsvorganges der in der Druckkammer 44 auf den Druckmodulierkolben 42 einwirkende höhere Einlaßdruck P₁ durch die Vorlastfeder 66 für die Einhaltung einer von dem Beladungszustand des Fahrzeuges unabhängigen Totzeit kompensiert wird, während welcher sowohl die Vorderradbremsen 15 als auch die Hinterradbremsen 17 zum Greifen gebracht werden. Sobald der Steuerpunkt 91 erreicht ist, wird dann unter Mitwirkung des durch den Trägheitskörper 26 in Abhängigkeit von dem Belader Feder 28 auf das Oberschreiten einer Bremsverzögerung von etwa 0,4 G eingestellten Einlaßventils der nächste Steuerpunkt 92 durch das Druckminderventil 18 angesteuert, wobei während dieser Phase des Bremsvorganges der Auslaßdruck P₂ dadurch eine gegenüber dem Einlaßdruck P₁ wesentlich raschere Druckerhöhung erfährt, daß jetzt der Druckmodulierkolben 42 durch den in der Druckkammer 44 vorherrschenden Einiaßdruck am Ende der vorerwähnten Totzeit axial verschoben wird und dadurch die auf den Ventilkolben 53 ausgeübte Vorspannkraft der Regelfeder 59 für eine entsprechende Beeinflussung des Druckminderventils 18 erhöht. Die mitteis der Regelfeder 59 bewirkte Koppelung des Druckmodulierkolbens 42 mit dem Ventilkoiben 53 äst dabei gleichzeitig so gewählt, daß nach dem Erreichen des Steuerounktes 92 der Auslaßdruck Pi bis zum Erreichen eines nächsten Steuerpunktes 93 eine mit dem Einlaßdruck P\ verhältnisgleiche Erhöhung erfährt. Sobald dei Steuerpunkt 93 erreicht ist, wird bis zum Erreichen eines Endpunktes 94 dieser Steuerkurve der Einlaßdruck P\ im Verhältnis zu dem Auslaßdruck P₂ analog der durch die Steuerpunkte 90 und 91 festgelegten Phase des Bremsvorganges angesteuert.

Wenn der Bremsvorgang mit einem unbeladenen Fahrzeug durchgeführt wird, dann wird dabei das Einlaßventil durch den Trägheitskörper 26 beim Erreichen des Steuerpunktes 91 geschlossen, womit nachfolgend der Druckmodulierkolben 42 für eine axiale Verschiebung gesperrt und damit das Druckminderventil 18 für eine mit dem Einlaßdruck P\ gleichmäßige Erhöhung des Aiisiaßdruckes P-. bis zürn Erreichen eines Endpunktes 95 einer zweiten Steuerkurve beeinflußt bleibt. Bei einem mit einem unbeladenen Fahrzeug durchgeführten Bremsvorgang tritt folglich nur der eine Teilungspunkt

90 für eine merkliche Abtrennung des an den Vorderradbremsen 15 wirksamen Bremsdruckes von dem an den Hinterradbremsen 17 wirksamen Bremsdruck auf, während bei einem mit einem beladenen Fahrzeug durchgeführten Bremsvorgang eine weitere merkliche Abtrennung beim Erreichen des Steuerpunktes 93 längs der den Endpunkt 94 aufweisenden Steuerkurve in Erscheinung tritt. Die für diese weitere Abtrennung maßgebliche, auf den Einlaßdruck P] und den Auslaßdruck Pi des Bremsventils 10 bezogene Relativlage des neben dem Teilungspunkt 90 weiteren Teilungspunktes 93 ist dabei abhängig von der Größe der Beladung des Fahrzeuges, womit dieser weitere Teilungspunkt 93 bei einem nur teilbeladenen Fahrzeug näher zu dem Steuerpunkt 92 auf der den Endpunkt 94 aufweisenden Steuerkurve hin verlagert wird. Diese Verlagerung des Teilungspunktes 93 hin zu dem Steuerpunkt 92 wird andererseits bei einer mit einem unbeladenen Fahrzeug durchgeführten Gewaltbremsung unter der dann wirksamen Einflußnahme der Drossel 36,41, die der Druckkammer 44 des Druckmodulierkolbens 42 vorgeschaltet ist, durch eine Verlagerung bis hin zu dem Steuerpunkt

91 ersetzt, so daß dann also wiederum nur der eine Teilungspunkt 90 zur Verhinderung eines Schleuderns in Erscheinung tritt. Die zwischen dem Bund 41 des Druckmodulierkolbens 42 und der umgebenden Wand der Zylinderbohrung 36 ausgebildete Drossel 36, 41 ist dafür so ausgelegt, daß sie bis zum Erreichen einer Bremsverzögerung von etwa 0,4 G, bei welcher das durch den Trägheitskörper 26 gesteuerte Einlaßventil beispielsweise eine Beeinflussung erfährt, jeden zum Verschieben des Druckmodulierkolbens 42 ausreichenden Druckaufbau in der Druckkammer 44 verhindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Bremsventil für eine hydraulische Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, das in die von dem Hauptbremszylinder zu den Radzylindern der Hinterradbremsen führende Bremsleitung eingebaut ist und einen den Auslaßdruck in Abhängigkeit von dem Einlaßdruck regelnden Ventilkolben aufweist, der vorzugsweise über eine Regelfeder mit einem vorzugsweise durch eine Vorlastfeder in eine Ruhelage vorgespannten und in einer separaten Druckkammer angeordneten Druckmodulierkolben gekoppelt ist in die der auch zur Steuerung des Druckmodulierkolbens genutzte Einlaßdruck über ein durch einen Trägheitskörper gesteueries Einlaßventil zugeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkammer (44) des Druckmodulierkolbens (42) eine Drossel (36, 41) vorgeschaltet ist

2. Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel zwischen einem Bund (41) eines in die Zylinderbohrung (36) des Druckmodulierkolbens (42) stromaufwärts von der Druckkammer (44) eingesetzten Stopfens (38) und der umgebenden Wand der Zylinderbohrung (36) ausgebildet ist.