DE2900996C3 - Druckverhältnisventil - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Druckverhältnisventil nach der Gat­ tung des Hauptanspruchs. Ein derartiges Druckverhältnisventil ist bekannt (DE-AS 18 02 370).

Bei diesem bekannten, mit einem lastabhängigen Bremsdruckregler zu­ sammenarbeitenden Druckverhältnisventil für die Vorderachse kann der Ausgangsdruck nur linear geregelt werden. Eine solche Regelung ist nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckverhältnisventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das durch stetige Änderung der Bremsdruckminderung einen an die ideale Kennung besser angepaßten Druckverlauf mit nicht linearer Druckanhebung an der vom Druckverhältnisventil gesteuerten Achse bei Lastverringerung an der vom lastabhängigen Bremsdruckregler beeinflußten Achse gewährleistet.

Dadurch sollen eine Erhöhung der Abbremsung und ein kürzerer Brems­ weg möglich sein. Die Kraftschlußbeanspruchung der Vorderachse soll im gesamten Anbremsbereich über die der Hinterachse gelegt werden können, um die Stabilität des Fahrzeugs beim Bremsen zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Druckverhältnisventil durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schema eines Bremssystems mit einem Druckver­ hältnisventil im Schnitt, das mit zwei Membranen ausgerüstet ist,

Fig. 2 ein Diagramm mit je einer strichpunktierten Kennlinie für den linearen Druckverlauf für zwei verschiedene aber konstante Achs­ lasten nach dem Stand der Technik und mit je einer durchgezogenen Kennlinie für den progressiven Druckverlauf nach der Erfindung eben­ falls für zwei verschiedene aber konstante Achslasten und

Fig. 3 ein Druckverhältnisventil mit einem Einstellkolben, der nur mit einer Membran ausgerüstet ist.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein Bremssystem hat ein Zweikreis-Bremsventil 1, von dem ein Vorder­ achskreis I und ein Hinterachskreis II mit Druckluft versorgt wer­ den. Im Hinterachskreis II liegt ein von einer Hinterachse 2 bela­ stungsabhängig gesteuerter Bremskraftregler 3, dessen ausgesteuerter Druck zu Hinterachs-Bremszylindern 4 und 5 gelangt. Dieser Druck ist über eine Zweigleitung 6 zu einem Anschluß 7 eines Druckver­ hältnisventils 8 geleitet.

Das Druckverhältnisventil 8 liegt im Vorderachs-Bremskreis I. Es hat einen Anschluß 9 für einen an das Brems­ ventil 1 angeschlossenen Bremsleitungsteil 10 und - gegenüber­ liegend - einen Anschluß 11 für einen Bremsleitungs­ teil 12, der zu einer Vorderachse 13 und dort zu Brems­ zylindern 14 und 15 führt.

Das Druckverhältnisventil 8 hat ein Gehäuse 16 mit einem Ober­ teil 17, einem Mittelstück 18 und einem Unterteil 19. Die drei Teile 17, 18 und 19 sind durch Schrauben 20 miteinander verbunden. Das Oberteil 17 trägt die beiden Anschlüsse 7 und 9 und hat eine Bohrung 21 zur Aufnahme eines Steuer­ kolbens 22 und eines Einstellkolbens 23, die beide den glei­ chen Außendurchmesser haben.

Der Steuerkolben 22 trägt über eine Spinne 24 eine hutförmige Aufnahme 25 für einen federbelasteten Schließkörper 26 eines Doppelsitzventils 27, dessen einer Sitz 28 am Steuerkolben 22 und dessen anderer Sitz 29 gehäusefest am inneren Ende eines Rohransatzes 30 des Unterteils 19 vorgesehen ist; die­ ser Rohransatz 30 bildet eine koaxiale Außenluftverbindung 31 des Druckverhältnisventils 8.

Der Einstellkolben 23 ist topfförmig ausgebildet und hat ei­ nen Boden 32 mit einem zentrischen Durchgangsloch 33 für ei­ nen Rohransatz 34 des Steuerkolbens 22. Dieser Rohransatz 34 umgibt den Rohransatz 30 konzentrisch. Zwischen den Boden 32 und den Steuerkolben 22 ist eine starke Einstellfeder 35 eingesetzt.

Außen am Einstellkolben 23 ist ein aus zwei Membranen 36 und 37 bestehendes Membranglied 36/37 befestigt; außerdem eine Abstützfläche 38 für das Membranglied 36/37. Die Außenränder der Membranen 36 und 37 sind axial in das ringförmige Mit­ telstück 18 eingelassen. Auch dieses Mittelstück 18 trägt Abstützflächen 39. Beide Abstützflächen 38 und 39 sind fin­ gerartig ausgebildet und greifen ineinander, so daß sie sich axial zueinander bewegen können und dabei für die bei­ den Membranen 36 und 37 veränderliche Stützflächen bilden. Eine Beeinflussungskammer über dem Membranglied 36/37 trägt die Bezugszahl 40 und eine Auslaßkammer unter dem Membran­ glied 36/37 ist mit der Bezugszahl 41 versehen. Eine Eingangs­ kammer 42 schließlich ist über dem Steuerkolben 22 angeordnet.

Wirkungsweise

Bei gelöster Bremse nehmen die beweglichen Teile des Druck­ verhältnisventils 8 die in der Zeichnung dargestellte Lage ein.

Am Beginn des Bremsvorganges strömt die vom Bremsventil 1 ein­ gesteuerte Luft über das noch offene Einlaßventil 26/28 in die Aus­ laß-Kammer 41 und von dort über den Anschlußstutzen 11 und den Bremsleitungsteil 12 zu den Vorderachs-Bremszylindern 14 und 15. Im Hinterachs-Bremskreis II steht der Regler 3 ebenfalls auf "Durchsteuern", so daß auch in den Hinterachs- Bremszylindern 4 und 5 ein Anbremsdruck erzeugt wird.

Wird der Bremsdruck vom Bremsventil 1 her weiter erhöht, so beginnt der Regler 3 mit seiner lastabhängigen Abregelung des Druckes. Dieser geregelte Druck gelangt über die Zweig­ leitung 6 in die Beeinflussungs-Kammer 40.

Der Eingangsdruck p₁ steigt weiter und damit auch der Aus­ gangsdruck p₂. Letzterer wirkt von unten auf die große Kol­ benfläche des Einstellkolbens 23 so ein, daß die Einstellfe­ der 35 gespannt wird und mit ihrem anderen Ende so auf den Steuerkolben 22 einwirkt, daß sie eine Gegenkraft zu der auf die kleine (obere) Kolbenfläche wirkenden Kraft vom Eingangsdruck p₁ bildet. Der in der Auslaßkammer 41 herrschende Auslaßdruck p₂ schiebt den Einstellkolben 23 nach oben. Dadurch verkleinert sich die Wirkfläche des Membrangliedes 36/37. Um das Gleichgewicht auf­ rechtzuerhalten, muß p₂ überproportional ansteigen. Dieser Anstieg ist in dem Diagramm nach der Fig. 2 zu erkennen. Auch ein Anstieg des lastabhängig geregelten Druckes in der Zweigleitung 6 bewirkt durch Druckanstieg in der Beeinflussungs-Kammer 40 eine Steigerung der Progressivität des Anstiegs von p₂.

Mit einer derartigen Bremsdrucksteuerung ist die Stabilität des Fahrzeugs beim Bremsen wesentlich zu verbessern, weil der Bremsdruck die Radhaftung optimal ausnutzt und die Kraftschlußbeanspruchungen an den Achsen fast linear sind, weil entsprechend der dynamischen Lastverlagerung zur Vorderachse der Bremsdruck an dieser Achse durch das progressive Druckverhältnisventil angehoben wird.

Es ist noch zu bemerken, daß bei Ausbildung des Druckverhältnisven­ tils als Relaisventil der Auslaßdruck p₂ von einem eigenen Vorrat gespeist wird. p₂ kann dann größer werden als p₁.

Die Fig. 3 zeigt ein solches Druckverhältnisventil 48 mit einem flächenveränderlichen Membranglied 49 mit nur einer Membran. Ein Vorratsanschluß trägt die Bezugszahl 50, der Membrankolben die Bezugszahl 51.

Wirkungsweise

Vom Bremsventil kommt der Eingangsdruck p₁ in das Druckverhältnis­ ventil 48 und wirkt auf den Kolben. Der Hohlstößel öffnet das Ventil zur Vorratsluft. Diese strömt an der Membran vorbei zu den Brems­ zylindern der Vorderachse (p₂). Der Druck p₂ wirkt gleichzeitig auf den Membrankolben. Dieser spannt die Druckfeder und liefert damit die Reaktionskraft zum Druck p₁. Das Ventil zum Vorrat schließt wieder. Die Druckhöhe p₁ bestimmt die Kraft bzw. Vorspannlänge der Feder und damit die Membranwirkfläche am gefingerten Membrankolben 51. Der von dem Bremskraft­ regler 3 kommende Druck wirkt als Steuerdruck auf eine Fläche am Membrankolben 51. Durch diese Kraft wird die Druckfeder wieder entlastet, so daß der mit p₁ belastete Kolben das Ventil zum Vorrat wieder öffnet. Der Druck p₂ erhöht sich und spannt die Feder wieder so weit, daß der von p₁ beaufschlagte Kolben wieder in Gleichgewichts­ stellung ist. Die Ventilsitze verbleiben dann in einer Mittelstellung (Ein- und Auslaß geschlossen). Geht p₁ oder der Druck vom Bremskraftregler zurück, dann drückt die Feder den Kolben nach oben und der Auslaßsitz öffnet.

Zur Platzersparnis und zur Verminderung der notwendigen Leitungen ist es auch möglich, das Druckverhältnis­ ventil 8, 48 mit dem Bremsventil 1 zusammenzubauen.

Claims (8)

1. Druckverhältnisventil für Druckmittel-Bremsanlagen von Kraft­ fahrzeugen, das mit einem Doppelsitzventil (27) ausgerüstet ist und das sowohl einen Bremsleitungs-Eingang (9), welcher mit einem den Ventildurchgang steuernden Steuerkolben (22) in Verbindung steht, als auch einen Bremsleitungs-Ausgang (11) besitzt, welcher zu den Radbremsen (14; 15) der nicht vom lastabhängigen Bremskraftregler (3) beeinflußten Achse (13) führt, und das außerdem einen mit der Außenluft verbundenen Entlastungsanschluß (31) für das zu steuernde Bremsdruckmittel aufweist, und das weiter mit einem durch einen lastabhängigen Steuerdruck zu betätigenden Einstellkolben (23) für das Doppelsitzventil (27) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einstellkolben (23) über federndes Element am Steuerkolben (22) abstützt, daß der Einstellkolben (23) in dem lastabhängigen Steuerdruck entgegenwirkendem Sinne vom Aus­ gangdruck beaufschlagt ist und daß der Einstellkolben (23) ein flächenveränderliches Membranglied (36, 37; 49) als Dich­ tung hat, dessen Wirkflächen beim Hub des Einstellkolbens (23) über Stützglieder (38; 39) veränderbar ist.

2. Druckverhältnisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das das flächenveränderliche Membranglied mit zwei Membra­ nen (36, 37) bestückt ist.

3. Druckverhältnis nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einstellkolben (23) und dem einen beweglichen Ventilsitz (28) des Doppelsitzven­ tils (27) tragenden Steuerkolben (22) eine druckabhängig ver­ änderlich vorspannbare Einstellfeder (35) angeordnet ist.

4. Druckverhältnisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben (22) den Ein­ laßsitz (28) trägt und eine dem Bremsleitungseingang (9) zu­ gekehrte Wirkfläche hat und daß der Einstellkolben (23) auf den Steuerkolben (22) abgedichtet gleitend aufgesetzt ist (Fig. 1).

5. Druckverhältnisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Schließkörper (26) des Doppel­ sitzventils (27) mittels einer Aufnahme (25) im Steuerkol­ ben (22) gelagert und mittels einer Ventilfeder gegen diesen abgestützt ist.

6. Druckverhältnisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5 für eine Bremsanlage mit an der Hinterachse angeordnetem last­ abhängigen Bremskraftregler, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckverhältnisventil (8) an der Vorderachse (13) angeordnet ist und daß an den Steueranschluß (7) eine von dem Hinter­ achs-Bremskreis II herangeführte, den lastabhängig geregelten Bremsdruck führende Zweigleitung (6) angeschlossen ist.

7. Druckverhältnisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Druckverhältnisventil (48) als Relaisventil ausgebildet ist, wobei der Auslaßdruck (p₂) von einem eigenen Vorrat (Anschluß 50) speisbar ist (Fig. 3).

8. Druckverhältnisventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Druckverhältnisventil (8; 48) mit einem Bremsventil (1) zusammengebaut ist.