DD280507A1 - Bremsdruckregelventil zur regelung des hydraulischen bremsdruckes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Bremsdruckregelventil zur Regelung des hydraulischen Bremsdruckes. Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Kraftfahrzeugtechnik. Objekte der Anwendung sind Einrichtungen zur Regelung des Bremsdruckes vorzugsweise an Vorderachsen von Kraftfahrzeugen. Eine optimale Dosierbarkeit sowohl beim Betaetigen als auch beim Loesen wird durch den ueber einen Zusatzhub bei geschlossenem Dichtsitz in Verbindung mit am Kolben angreifenden Druckfedern exakt definierten Hystereseverlauf beim Loesen realisiert. Gleichzeitig wird ueber die am Kolben angreifenden Druckfedern ein Schaltpunkt von 2,0 MPa zur Gewaehrleistung der Restbremswirkung bei Kreisausfall im Bereich des Steuerdruckes realisiert, wobei Steuerkolben und Stufenkolben eine getrennte Einheit bilden und die Entlueftung der Kammer zwischen den Bremskreisen durch ein Rueckschlagventil vor Eindringen von Schmutz geschuetzt ist. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Anwendungsgebeit der Erfindung ist die Kraftfahrzeugtechnik.

Objekt der Anwendung ist ein Bremsdruckregelventil zur Regelung des hydraulischen Bremsdruckes in Fahrzeugen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind unterschiedliche Lösungen für die Regelung des hydraulischen Bremsdruckes an der Vorderachse von Kraftfahrzeugen bekannt.

Das Bremsdruckminderventil nach DE-OS 2550674 ist charakteristisch für den bekannten Stand der Technik. Dieses Ventil stellt den Bremsdruck der Vorderachse in Abhängigkeit vom ausgesteuerten Bremsdruck im Hauptzylinder der Vorderachse und dem lastabhängig geregelten hydraulischen Bremsdruck der Hinterachse ein, wobei dor mit dem Ventilglied zusammenwirkende Ventilsitz ortsfest im Gehäuse und das einteilige Ventilg'iea beweglich im mehrfach gestuften Gehäuse angeordnet sind. Die Rückströmung der Flüssigkeit beim Lösen der Bremse erfolgt über eine Sackbohrung mit Radialkanälen und einen als Rückschlagventil arbeitenden O-Ring.

Die Kreistrennung ist über je einen im Gehäuse und im Ventilglied angeordneten Dichtring in Verbindung mit einer Auskammerung im Gehäuse mit Entlastungsanschluß in die Athmcsphäre realisiert.

Die zwischen beweglichem Ventilglied und dem Gehäuse angeordnete Druckfeder dient dazu, den Ventilsitz bei gelöster Bremse geöffnet zu halten und damit das Verbleiben eines Restdruckes am Ventilausga.ig zu vermeiden.

Derartige Ventile sind sehr material- und fertigiingsaufwendig und haben den Nachteil einer extrem großen Hysterese beim Lösen der Bremse, weil der Eingangsdruck Pi erst auf das Niveau des geminderten Druckes p₂ abgesenkt werden muß, bevor eine Rückströmung über Sackbohrung und Radialkanäle erfolgen kann. Bei Kreisausfall der Hinterachse steht nur der durch das Flächenverhältnis am als Stufenkolben ausgeführten Ventilglied bestimmte geminderte Bremsdruck zur Verfügung, der bei voll beladenem Fahrzeug nicht für die gesetzlich geforderte Hilfsbrems- bzw. Rostbremswirkung bei Kieisausfall ausreicht.

Bei bekannten pneumatischen Druckverhältnisventilen mit Entlüftung des ausgesteuerten Bremsdrucks in die Athmosphäre führt die extrem kleine Hysterese in Löstrichtung dazu, daß spezielle Rückhalteventile erforderlich werden, um dio Reduzierung des VA-Bremsdrucks aufgrund dynam. Achslastverlagerung beim Bremsvorgang in Grenzen zu halten (DE-OS 321384). Für das Erreichen der Restbremswirkung bei Kreisausfall werden sowohl bei hydraulischen als auch bei pneumatischen Regelventilen zusätzliche Öurchsteuereinrichtungen eingesetzt (DE-OS 3003627, DE-OS 2849762).

Derartige Zusatzeinrichtungen beinhalten die Nachteile des komplizierten Aufbaus und technisch hohen Aufwandes.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Bremsdruckregelventils zur Regelung des hydraulischen Bremsdruckes r»¹'» Sicherung einer guten Dosierbarkeit und optimaler Abstimmung der Bremskräfte über den gesamten Regelbereich so· vte üurchsteuerung des für die Hills- bzw. Restbremswirkung erforderlichen Bremsdruckes bei Kreisausfall des geregelten Ansteuerdruckes unter Vermeidung der aufgezeigten Nachteile bekannter Lösungen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Stufenkolben in an sich bekannter Weise ein Ventilsitz und ein Ventilschließglied angeordnet sind und das Öffnen bzw. Schließen des Ventils über einen gehäusefesten Anschlag in Abhängigkeit vom Hub des Stufenkolbens erfolgt.

An der kleineren Ringfläche des Stufenkolbens am Eingang steht der vom Hauptzylinder erzeugte Bromsdruck, der in Öffnungsrichtung wirkt, und an dar größeren Ringfläche dm Ausgang des Ve.ftils der am Radzylinder wirksame Bremsdruck an.

An der Unterseite des Stufenkolbens greift in Öffnungsrichtung eine andere Rückstellkraft an, die sich aus einem durch Druckfedern aufgebrachten konstanten Anteil und einem vom aufgebrachten Steuerdruck abhängigen variablen Anteil zusammensetzt.

Nach dem Schließen dos Dichtsitzes des im Stufenkolben angeordneten Ventils ist ein weiterer definierter Hub des Stufenkolbens bis zum Erreichen eines ortsfesten Gehäuseanschlags möglich, so daß bei Störung des Gleichgewichtszustandes durch Druckabsenkung an einem der Eingänge der Ausgangsdruck um einen äquivalenten Betrag gesenkt werden kann. Damit ist über einen gewünschten Bereich durch Vergrößerung des Volumens auf der Kjdzylinderseite eine proportionale Absenkung des Bremsdruckes in Verhältnis zu Eingangs- und Steuerdruck möglich. Die Grölie ues Hubes ist so zu wäh'en, daß unter Beachtung der im speziellen Fall nachgeschalteten Elastizitäten eine Absenkung des Druckes von min. 1,0 und max. 2,5MPa bis zum Erreichen des ortsfesten Gehäuseanschlags und damit des Einsatzes der Ventilhysterese möglich ist.

Eine weitere Druckabsenkung am Ausgang kann erst dann erfolgen, wenn der unterhalb des Ver.ulsitzes anstehende Eingangsdruck kleiner als der Ausgangsdruck wird. Eine Variation des unterhalb des Stufenkolbens anstehenden Steuerdruckes hat damit keinen Einfluß auf die Höhe des Ausgangsdruckes mehr.

Die Kroistrennung von Eingangsdruck und Steuerdruck erfolgt in bekannter Weise über am geteilten Stufenkolben angeordnete Dichtelemente, wobei die sich aus der mechanischen Bearbeitung ergebenden Fasen am geteilten Stufenkolben in Verbindung mit dem Spiel der Kolben einen Ringraum bilden, der zur exakten Trt inung der Kreise in bekannter Weise mit der Athmosphäre in Verbindung steht. Der Schutz vor dom Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Schmutz erfolgt durch einan am Abgang in die Athmosphäre angeordneten als Rückschlagventil wirkenden Rechteck- bzw. O-Ring. Die zwischen Stufenkolben und Gehäuse angreifende Feder hst die Aufgabe einerseits den Dichtsilz der Ventileinheit bei gelöster Bremse ständig geöffnet zu haiton und andererseits einen Kraftüborschuß in Öffnungsrichtung über einen gewünschten Druckbereich zu gewährleisten.

Die zwischen Steuerkolben und Gehäuse angreifende Feder bewirkt die ständige kraftschlüssige Verbindung von Stufenkolben und Steuerkolben sowie eine weitere Vergrößerung des Kraftüberschusses in Öffoungsrichtung.

Über die Kombination beider Federn kann damit dor Arbeitspunkt dos im Stufenkolben angeordneten Ventils unter Boachtung dar geforderten Drücke für das Erreichen der Hilfshrems· bzw. Restbremswirkung bei Kreisausfall der Ansteuerung im Bereich 1,0 bis 2,0MPa Eingangsdruck eingestellt werden.

Durch die geteilte Ausführung von Stufenkolben und Steuerkolben werden negative Auswirkungen von Fertigungstoleranzen auf die Gerätefunktion vermieden. Die Entlüftung des Steueranschlussas erfolgt in bekannter Weise mittels einer seitlichen Abgangs- und Entlüfterschraube.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausfijhrungsbeispiels erläutert werden. Dabei zeigen die

Fig. 1: eine schematische Darstellung des Bremsdruckregelventils

Fig. 2: eine schematische Darstellung der Ventilkennlinie beim Betätigen und beim Lösen der Butriebsbremse

Der Eingang (1) ist mit dem Ausgang vom Hauptzylinder und Ausgang (2) mit den Radbreniszy lindern der Vorderachse verbunden. Am Steueranschluß (3) steht bei Betätigung der Betriebsbremse der lastabhängig goregelte Bremsdruck der Hinterachse an. Bei Betätigung der Bairiebsbremse erfolgt bis zum Erreichen des Punktes (G) ein gleichmäßiger Druckaufbau am Eingang (1) und Ausgang (2) unabhängig vom Druck am Steueranschluß (3). Für das Erreichen der Restbremswirkung bei Ausfall des Druckes am Steueranschluß (3) wird der Punkt (S) und damit der Arbeitsp jnkt des Ventilsitzes (5) mit Ventilglied (6) auf 2,0MPa über die Federn (11) und (16) festgelegt. Nach Erreichen des Punktes (S) wird das Kräftegleichgewicht so gestört, daß am Stufenkolben (7) durch Realisierung des Hubes (h 1) das Ventilglied (6) den Ventilsitz (5) schließt. Über die Druckfeder (8) wird dabei die Ventileinheit geschlossen. In der Kennlinie (A) ist der weitere Druckaufbau am Ausgang (2) im Verhältnis zum Druckaufbau am Eingang (1) dargestellt. Der Druckaufbau erfolgt in bekannter Weise durch Schaltspiele des Ventilgliedes (6). Über den O-Ring (9) im Stufenkolben (7) sind Eingang (1) und Ausgang (2) voneinander getrennt. Das Druckmedium strömt dabei vom Eingang (1) über Radial- und Axialkanäle (10) im Stufenkolben (7) und Ventilsitz (5) mit Ventilglied (6) zum Ausgang (2). Findet im Steueranschluß (3) kein Druckaufbau statt, stellt sich dabei der Druckveriauf (A) gemäß Fig. 2 ein. Das Druckniveau am Ausgang (2) wird dabei von den Flächenverhältnissen am Stufenkolben (7) und dem Schaltpunkt (S) bestimmt. Unterhalb des Stufenkolbens (7) ist der Steuerkolben (15) angeordnet und wird über Druckfeder (16) in ständiger Verbindung mit dem Stufenkolben (?\ gehalten. Die Trennung von Eingang (1) und Steueranschluß (3) wird über die Manschetten (12) und (14) gewährleistet. Die Fasen (13) an Stufenkolben (7) und Stf>uerkolhen (15) bilden in Verbindung mit dem Luftspalt zwischen Kolben (7) bzw. (15) und Gehäuse (4) einen Ringraum, der über Bohrung (18) und als Rückschlagventil wirkenden Rechteckring (17) mit der Athmosphäre in Verbindung steht, so daß bei Defekt der Manschette (12) oder (14) der Austritt des Druckmediums ins Freie erfolgen kann und weiterhin bei der Montage zwischen Stufenkolben (7) und Steuerkolben (15) kein Luftpolster verbleibt. Das Rückschlagventil (17) vermeidet den Eintritt von Schmutzpartikeln in die Entlüftungsöffnung (18). Bei gleichzeitigem Druckaufbau am Eingang (1) und, lastabhängig geregelt, am Ausgang (2) wird bis zum Erreichen des Punktos (S) wieder der Eingangsdruck durchgesteuert. Nach dem Überschreiten dieses Druckes ergibt sich der weitere Druckanstieg in bekannter Weise gemäß Kennlinie B, wobei der Anstieg zwischen Kennlinie (A) und Kennlinie (C) durch Variation des lastabhängig geregelten Druckes am Steueranschluß (3) bestimmt wird.

Wird nach Erreichen des maximalen Druckes am Ausgang (2) der Druck am Eingang (1J oder am Steueranschluß (3) gesenkt, folgt der Druck am Ausgang (2) zunächst der Kennlinie B1. Bei Druckabsenkung von über 1,0 MPa wird über einen gewünschten, vom Zusatzhub (h2) festgelegten, Bereich der Druck am Ausgang (2) proportional zum Eingangsdruck (1) analog Kennlinie (B 2) abgesenkt. Bei Erroichen einer Druckabsenkung von max. 2,5MPa am Ausgang (2) folgt der Ausgangsdruck dem

Kennlinienabschnitt (B3), das heißt eine weitere Druckabsenkung am Ausgang (2) kann erst erfolgen, wenn der Druck am Eingang (1) kleiner als der Druck am Ausgang (2) wird. Der Kennlinienabschnitt (B 1) wird durch die Federn (11) und (16) sowie die Reibungsverhältnisse an Stufenkolben (7) und Steuarkolben (15) bestimmt. Der Kennlinienabschnitt (B2) und damit der Einsatzpunkt der Hysterese des Ventilsitzes (5) in Verbindung mit Ventilglied (6) gemäß Kennlinienabschnilt (B3) ergibt sich aus dem möglichen Hub (h2) des Stufenkolbens (7).

Bei Erreichen der Kennlinie (C), das heißt Durchsteuerung des Druckes vom Eingang (1) auf Ausgang (2), erfolgt eine Drucksenkung am Ausgang (2) infolge einer Drucksenkung erst nach Aufbrauchen des sich aus den Federn (11) und (16) ergebenden Kraftüberschusses in Öffnungsrichtung. Am Steueranschluß (3) wird dagegen der Druck ar ι Eingang (1) bei konstantem Druck am Steueranschluß (3) abgesonkt, erfolgt die Druckabsenkung am Ausgang (2) im Bereich der Kennlinie (C) hysteresefrei aufgrund des durch die Druckfedern (11) und (16) realisierten Kraftüberschusses in Öffnungsrichtung für Ventilsitz (5). Damit kann erreicht werden, daß sich aus der Rücknahme dor Bedienkraft ergebende Drucksenkungen am Eingang (1) zur feinfühligen Dosierung der Estriebsbremse einerseits entsprechend Kennlinienabschnitt (B 1) und (B 2) am Ausgang (2) in Richtung Drucksenkung und damit Absenkung der Bremskraft auswirken, andererseits aber durch den Einfluß der Federn (11) und (16), entsprechend Kennlinienabschnitt (B 1) sowie Begrenzung des Hubes (h 2), entsprechend Begrenzung des Kennlinienabschnittes (B2), sich eine Senkung des Druckes am Steueranschluß (3) nur in engen Grenzen auf den Ausgangsdruck am Anschluß (2) auswirken kann.

Durch die Federn (11) und (16) wird also einerseits in Verbindung mit dem Hub (h 2) ein definierter Hystereseverlauf, wie in den Kenniinienabschnitten (B 1), (B 2) und (B3) ersichtlich, und andererseits über die Einstellung des Schaltpunktes (S) ein ausreichender Druck für die Rest- bzw. Hilfsbremswirkung bei Kreisausfall des Steueranschlusses (3) entsprechend Kennlinie (A) realisiert.

Claims (3)

1. Bremsdruckregelventil zur Regelung des hydraulischen Bremsdruckes, gekennzeichnet dadurch, daß über die Federn (11) und (16) bis zum Erreichen des Schaltdruckes (S) von maximal 2,0 MPa ein Kraftüberschuß in Öffnungsrichtung und nach Schließen des Ventilsitzes (5) durch Ventilglied (6) beim Hub (h 1) des Steuerkolbens (7) noch ein weiterer Hub (h2) bis zum Erreichen des Gehäuseanschlages, der einer Druckabsenkung am Anschluß (2) von max. 2,5MPa abhängig vom Druck am Eingang (1) bzw. Steueranschluß (3) entspricht, realisiert ist, wobei eine Druckabsenkung am Ausgang (2) bei Drucksenkung am Eingang (1) oder Steueranschluß (3) erst dann erfolgen kann, wenn der durch die am Eingang (1), angeordnete Druckfeder (11) und die am Steueranschluß (3) angeordnete Druckfeder (16) realisierte, in Öffnungsrichtung wirkende Kraftüberschuß überwunden wird.

2. Bremsdruckregelventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der in bekannter Weise gedichtete Ventilkolben in eir jn Stufenkolben (7) und einen Steuerkolben (15) unterteilt ist, wobei durch die Fasen (13) an beiden Kolbenteilen ein Entlastungsraum gebildet wird.

3. Bremsdruckregelventil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise angeordnete Entlüftungsbohrung (18) mit oinem als Rückschlagventil ausgebildeten Dichtring (17) gegen die Athmosphäre abgedichtet ist.