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Bremsventil Die Erfindung betrifft ein Bremsventil für hilfskraftbetätigte
hydraulische Kraftfahrzeugbremsen mit einem Verschlußkörper, der nach Verschiebung
von Hand über ein Gestänge gegen den Druck der Ventilfeder dem aus einer Druckmittelquelle
zufließenden Druckmittel den Weg zu den Radbremszylindern öffnet, wobei das Gestänge
aus der Kolbenstange eines Hauptzylinders, dem Kolben des Hauptzylinders und der
in dem Hauptzylinder erzeugten Druckmittelsäule besteht, die über einen Steuerkolben
den Verschlußkörper des Bremsventils betätigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Druck der Ventilfeder
zu kompensieren, der bei bekannten Ventilen einen Teil der Fußkraft zu seiner Überwindung
in Anspruch nimmt.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an dem Gestänge ein Schaltglied
angeordnet ist, das einen Federspeicher enthält, dessen Kraft der Kraft der auf
den Verschlußkörper einwirkenden Ventilfeder entspricht und daß der Federspeicher
sich mit seiner einen Seite am Gehäuse des Bremsventils abstützt und mit seiner
anderen Seite am Ende des Schaltweges des Schaltgliedes auf den Steuerkolben einwirkt.
Wesentlich sind bei der Erfindung Führungen im Ventilgehäuse, zwischen denen der
Federspeicher des Schaltgliedes in jeder Stellung bis zum Ende des Schaltweges unverändert
unter einer Vorspannung gehalten wird, deren Kraft etwas größer ist als die Kraft
der Ventilfeder. Die Schaltbewegung kann kreisförmig oder gradlinig sein, beispielsweise
eine Parallelverschiebung. Zweckmäßigerweise ist das Schaltglied mit dem Federspeicher
zur Ausübung einer Schwenkbewegung ausgeführt, bei der sich ein Druckstück des Federspeichers
auf der einen Seite an der Speicherfeder und auf der anderen Seite über einen Wälzkörper.
vorzugsweise eine Kugel, an einer Kreisbahn im Gehäuse des Ventils abstützt, wobei
der Wälzkörper am Ende des Schaltweges über einen Stößel zur Einwirkung auf den
Steuerkolben gelangt und wobei der Federspeicher mit dem Gehäuse des Bremsv; ntils
ein Gelenk im Mittelpunkt der Kreisbahn bildet.
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Solange sich die Kugel des Federspeichers auf der Kreisbahn bewegt,
bleibt die Speicherfeder vorgespannt. Erst am Ende des Schaltweges beaufschlagt
die Kugel den Stößel des Steuerkolbens mit der Kraft der Speicherfeder, verschiebt
den Steuerkolben bis zum Verschluß des Rücklaufspaltes und entspannt die Speicherfeder
auf die Größe der Kraft, mit der sie die. Kraft der Ventilfeder mittelbar über den
Steuerkolben und das Verschlußstück kompensiert. Daran schließen sich die eigentlichen
Steuerbewegungen des Steuerkolbens an, die unter der Einwirkung des im Hauptzylinder
erzeugten hydraulischen Druckes vor sich gehen.
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Es ergibt sich hieraus, daß der erste Teil des Bremspedalweges ohne
Aufwand von Kraft zurückgelegt wird und daß der Verschlußkörper des Bremsventils
am Ende dieses ersten Teiles der Bremsbewegung geöffnet werden kann, ohne daß die
Kraft der Ventilfeder durch die Pedalkraft erst noch überwunden werden muß.
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Weiterhin wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß auf der vom Pedal
betätigten Kolbenstange des Hauptzylinders eine Hülse zwischen einem Anschlag am
Gehäuse und einem Bund der Kolbenstange gleitend angeordnet ist, die zur Abdichtung
der Kolbenstange auf ihrer einen Stirnseite eine Dichtmanschette trägt, welche unter
der Einwirkung der Rückstellfeder des Hauptzylinderkolbens steht und deren andere
Seite durch eine Membran mit dem Ventilgehäuse verbunden ist. Mit dieser Anordnung
wird bewirkt, daß die Kolbenstange des Hauptzylinders bis zum Ende des Schaltweges
des Schaltgliedes zusammen mit ihrer Gehäuseabdichtung bewegt werden kann und daß
erst nach Erreichen eines Anschlages im Gehäuse die bei allen Hauptzylindern vorhandene
Reibungskraft der Kolbenstangenabdichtung mit der Pedalkraft überwunden werden muß.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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A b b. 1 zeigt einen Längsschnitt, A b b. 2 den Schnitt auf der Linie
A-A von A b b. 1, A b b. 3 und 4 Einzelheiten aus A b b. 1.
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In einem Ventilgehäuse 1 sind Ventilbohrungen 2 und eine Hauptzylinderbohrung
3 durch einen Ringraum 4 in einer Verschlußkappe 5 miteinander verbunden. Das Gehäuse
hat zwei Anschlüsse 6 für zwei Druckspeicher und einen Anschluß 7 für den Ablauf
zum Behälter.
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Die Hauptzylinderbohrung 3 enthält ein schwimmendes Zylindergehäuse
8 mit einem Kolben 9 und
einer Kolbenstange 10. In einem Verschlußstopfen
11 der Verschlußkappe 5 ist eine Gleithülse 12, durch die hindurch die Kolbenstange
10 nach außen geführt wird. Das schwimmende Zylindergehäuse 8 stützt sich a1 üer
Verschlußkappe 5 und an einer Druckfeder 14 __n G-häuc 1 ab. Zwei Rückstellfedern
13, 13' liegen mit einem Ende an einem Federteller 15 an. Das andere Ende der Rückstellfeder
13 drückt eine Dichtmanschette 16 gegen die Gleithülse 12, das andere Ende der Feder
13' liegt an einem Innenbund des schwimmenden Zylindergehäuses 8 an.
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Der Hauptzylinder 6, 8, 9 und seine Arbeitsweise sind nicht Gegenstand
dieser Erfindung. Es genügt d-lher zu bemerken, daß durch eine Bewegung der Kolbenstange
10 nach links aus dem Inneren des Zylindergehäuses 8 Druckmittel in den Ringraum
4 verdrängt wird.
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Die Gleithülse 12 hat eine Ringnut 17 in ihrem Kopfteil 18. Auf einer
Stirnseite 19 trägt das Kopfteil 18 die Dichtmanschette 16 (A b b. 3). Auf seiner
Stirnseite 20 ist der Innenrand einer Membran 21 mit einem Anschlagring
22 befestigt. In einer Ringnut trägt die Kolbenstange 10 einen Anschlagring 23 zur
Begrenzung ihrer Einwärtsbewegung. Zwischen dem Anschlagring 23 und dem Hals der
Hülse 12 bzw. der äußeren Stirnseite des Stopfens 11 ist eine Scheibe
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eingelegt. Der äußere Rand der Membran 21 ist zwischen dem Stopfen 11 und
der Verschlußkappe 5 festgeklemmt.
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Wenn sich die Kolbenstange 10 im Anschlag an der Scheibe 24 befindet,
besteht zwischen dem Anschlagring 22 der Gleithülse 12 und einer Einsenkung 25 der
Innenseite des Stopfens 11 ein Spiel »x« (Ab b. 3 ).
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Die Ventileinrichtung befindet sich hinter einer im Ventilgehäuse
fest angeordneten Wand 26 mit axialen Durchlässen 27. Zur linken Seite der Wand
26 ist ein Gehäuse 28 für eine Schaltvorrichtung 29. Die Ventileinrichtung besteht
aus einem Verschlußkörper 30,
der die Form eines Rohres mit kegelförmigem
Kopf 31 hat. Hinter diesem Kopf 31 ist in den Außenumfang des Ventilverschlußkörpers
30 eine Ringnut 32 eingestochen, die durch Radialbohrungen 33 in einer Ventilbüchse
34 mit einem Ringraum 35 zwischen Ventilgehäuse 1 und Ventilbüchse 34 in Verbindung
steht.
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In diesen Ringraum 35 mündet der Anschluß 6 zu einem der Druckspeicher.
Mit der Wand 26 bildet ein Steuerkolben 36 einen Arbeitsraum 37, der über die Kanäle
27 mit einem Innenraum 38 des Gehäuses 28 in Verbindung steht. Teil 39 ist
die Ventilfeder für den Verschlußkörper 30, Teil 40 eine Rohrbruchsicherung, die
sich im Falle des Bruches der Leitung zu den Radbremszylindern vor die Öffnung eines
Anschlußstückes 41 der Radbremszylinderleitung setzt. Eine Bohrung im Inneren des
Verschlußkörpers 30 ist mit 42 bezeichnet. Zwischen dem Außenumfang der Wand
26 und der Ventilbohrung 2 besteht ein Ringraum 43, an den der Abfiuß 7 zum Behälter
angeschlossen ist.
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Über einen Rücklaufspalt 55 (Ab b. 4) zwischen Steuerkolben
36 und der Stirnfläche des Verschlußkörpers 30 stehen die Radbremszylinder in Lösestellung
mit dem Behälter über Bohrungen 56 in der Wand 26, den Ringraum 43 und den Anschluß
7 in Verbindung.
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Die Schaltvorrichtung 29 besteht aus einer Federhülse 44, einer Speicherfeder
45, einem Druckstück 46 mit einer Wanne 47 für eine Schaltkugel 48 sowie aus einem
Schalthebel 49, der in der Ringnut 17 der Gleithülse 12 gehalten ist. 1n die Wand
26 ist eine Kr--isbahn 50 eingearbeitet, auf der die Schaltkugel 48 abrollt. bis
sie zum Zusammenwirken mit einem Stößel 51 des Steuerkolbens 36 kommt. Der Mittelpunkt
der Kreisbahn 50 liegt in einer verstellbaren Lagerung 52 der Schneide 53 der Federhülse
44.
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Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Das bei der Betätigung der Stange
10 aus dem Hauptzylinder 8 verdrängte Druckmittel gelangt durch den Ringraum
4 und den Innenraum 38 des Gehäuses 28 über die Kanäle 27 in den Arbeitsraum 37
des Steuerkolbens 36. Gleichzeitig wird der Schalthebel 49 von der Hülse
12 um den Betrag »x« weiterbewegt. Dabei bleibt die Hülse 12 auf ihrem Platz auf
der Kolbenstange 10 am Anschlagring 23, 24 stehen. Durch diese Bewegung des Schalthebels
49 wird die Schaltvorrichtung 29 um die Spitze ihrer Schneide 53 geschwenkt, so
daß die Kugel 48 in der Wanne 47 und auf der Kreisbahn 50 abrollt, bis sie sich
auf den Stößel 51 aufsetzt.
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In dieser Position wird die Kraft der Ventilfeder 39 nach Verschieben
des Steuerkolbens 36 bis zum Verschluß des Rücklaufspaltes 55 durch die Kraft der
Speicherfeder 45 kompensiert. In dieser Phase des Bremsvorganges sind keine nennenswerten
Reibungskräfte und nur geringe Federkräfte zu überwinden. Am Ende der Phase ist
das Spiel »x« aufgehoben, und die Hülse 12 liegt mit ihrem Kopfteil
18 in der Einsenkung 25 des Stopfens 11 an.
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Die Bewegung der Kugel 48 bzw. des Stößels 51 bis zum Verschluß des
Rücklaufspaltes 55 beträgt nur Bruchteile eines Millimeters. Nunmehr besteht ein
Kraftschluß zwischen den Teilen 5, 52, 44, 45, 46, 48,
51, 36, 30, 39 und
41. Das Verschlußstück 30 befindet sich in Öffnungsbereitschaft.
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Eine weitere Verschiebung der Kolbenstange 10 erfordert einige Kraft
zur Überwindung der Reibung in der Dichtmanschette 16 und zur Erhöhung des Steuerdruckes
in der Arbeitskammer 37. Während des Steuervorganges bleibt die Schaltvorrichtung
29 zusammen mit der Hülse 12 in der Lage, in der die Kompensation zwischen den Federkräften
von 39 und 45 über das Druckstück 46, die Kugel 48, den Stößel 51 und den Steuerkolben
36 stattfindet.
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Die Rückstellung der Kugel 48 geht unter dem auf den Steuerkolben
36 ausgeübten Druck der Druckmittelquelle vor sich. Dann wird die Kugel durch die
Rückwärtsbewegung der Hülse 12 und des darin geführten Schalthebels 49 wieder in
die Kreisbahn zurückgebracht. Bei der Rückstellung wird der Federspeicher 44, 45,
46 des Schaltgliedes 29 wieder nachgespannt.