DE1173709B

DE1173709B - Druckregler

Info

Publication number: DE1173709B
Application number: DES74660A
Authority: DE
Inventors: G Chevreux
Original assignee: DBA SA
Current assignee: DBA SA
Priority date: 1960-07-08
Filing date: 1961-07-05
Publication date: 1964-07-09
Also published as: GB942299A; FR1269810A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G05d;

G05g;F06k

Deutsche Kl.: 42 q -1/10

Nummer: 1173 709

Aktenzeichen: S 74660IX b / 42 q

Anmeldetag: 5. Juli 1961

Auslegetag: 9. Juli 1964

Die Erfindung betrifft einen Druckregler oder ein Steuerventil, welches in einem hydraulischen System zwischen eine Druckmittelquelle und einen Druckmittelantrieb zur Regelung des Strömungsdruckes in dem Antrieb eingeschaltet ist. Das Ventil oder der Regler nach der Erfindung ist insbesondere für die Steuerung von kraftgetriebenen Bremsen, Kupplungen od. dgl. in Kraftfahrzeugen verwendbar.

Im besonderen betrifft die Erfindung einen Druckregler der vorbeschriebenen Art, bei dem eine über ein Betätigungsglied verstellbare Ventileinrichtung vorgesehen ist, die die Verbindung zwischen einer mit dem Druckmittelantrieb verbundenen Steuerdruckkammer und einer mit der Druckmittelquelle verbundenen Einlaßkammer und die Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und einer Auslaßöffnung steuert und dabei eine dem Steuerdruck entsprechende Reaktionskraft auf das Betätigungsglied ausübt.

Die bei hydraulischen Anlagen verwendeten Druckregler ergeben eine Reaktion, die es dem Bedienenden ermöglicht, den von dem Druckregler gelieferten Strömungsdruck abzufühlen. Diese Reaktion wird dadurch erhalten, daß ein mit dem Ventilbetätigungsglied verbundenes Glied dem von dem Regler gelieferten Druck unterworfen wird. Der Druckkraft stellt sich die von dem Bedienenden auf das Ventilbetätigungsglied ausgeübte Kraft entgegen, und dadurch kann der Bedienende die Kraft abschätzen, die er auf das Ventilbetätigungsglied ausübt.

Bei den herkömmlichen Anlagen ist jedoch der Druck in dem Druckregler, welcher die Reaktionskraft ergibt, nicht der gleiche wie der Druck in dem von dem Regler gesteuerten Antrieb, sondern übersteigt den Antriebsdruck um einen Betrag, welcher den Druckabfall in den den Regler mit dem Strömungsantrieb verbindenden Leitungen darstellt. Wenn diese Leitungen lang sind und/oder wenn das den Antrieben zugeführte Strömungsvolumen hoch ist (beispielsweise bei hydraulischen Bremsanlagen für schwere Lastwagen), so ist der Druckabfall sehr wichtig, und das anfängliche Abfühlen durch den Bedienenden ist schlecht.

Weiterhin ist häufig eine Feder zwischen das Regelbetätigungsglied und den Regler geschaltet, damit die Bewegung des Betätigungsgliedes von dort in der Ruhelage sich vergrößert, wenn sich der durch den Regler gelieferte Druck erhöht. Bei einem bestimmten Hub des Regelbetätigungsgliedes hat die von der Feder ausgeübte Kraft einen bestimmten Wert, und wenn sich der von dem Reglerglied gelieferte Druck erhöht, bewegt sich der Regler oder das Ventil all-Druckregler

Anmelder:

Societe Anonyme D. B. A., Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Begrich, Patentanwalt,

Regensburg, Lessingstr. 10

Als Erfinder benannt:

G. Chevreux, Bois-Colombes, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 8. Juli 1960 (832 527)

mählich in seine geschlossene Stellung, und es ergibt sich damit eine allmähliche Beschränkung des Flüssigkeitsdurchtritts in dem Regler.

Dieser Nachteil tritt bei hydraulischen Bremsanlagen besonders in Erscheinung, bei denen es notwendig ist, ein verhältnismäßig wesentliches Druckmittelvolumen unter vermindertem Druck an die Radzylinder heranzubringen, um die Backen in Eingriff mit der Trommel oder Scheibe zu bringen, da wegen der Beschränkung des Strömungskanals bei dem Regler das Anlegen der Bremsbacken verzögert wird, und in manchen Fällen kann die sich daraus ergebende Zeitverzögerung größer als 1 Sekunde sein. Infolgedessen ist es wichtig, daß diese Zeitverzögerung die Bremsbedingungen nicht ernsthaft beeinträchtigt.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, einen Druckregler vorzusehen, der zuverlässiger im Betrieb ist und der eine geringere Zeitverzögerung bei Betätigung des geregelten Antriebs mit sich bringt.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung einen Druckregler vor, bei dem die auf das Ventilbetätigungeglied ausgeübte Reaktionskraft nicht an den Druck im Druckregler oder Steuerventil, sondern an den Druck in dem geregelten Druckmittelantrieb oder an den Druck in der den Regler mit dem Druckmittelantrieb verbindenden Leitung gebunden ist. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Druckregler eine besondere Reaktionskammer enthält, deren bewegliche Wand von einem Glied gebildet wird, welches mit dem Betätigungsglied gekuppelt und einem Druck unterworfen ist, der an einer Stelle nahe dem Antrieb in dem der Steuerdruckkammer nachgeschal-

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teten, zum Antrieb führenden Strömungssystem herrscht.

Bei einem Druckregler mit einer alternativ arbeitenden Ventileinrichtung, bestehend aus einem zweisitzigen Ventilglied, welches sich von der Steuerdruckkammer durch eine öffnung in der Einlaßkammer erstreckend den Druckmittelzufluß steuert und einem mit dem Betätigungsglied gekuppelten Kolben, der an seinem in die Steuerdruckkammer eintauchenden Ende eines von dem Ventilglied steuerbare Öffnung enthält, die die Steuerdruckkammer über eine Bohrung im Kolben mit der Abflußöffnung verbindet, sind nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung die Querschnittsflächen des zweisitzigen Ventilgliedes und des Kolbens so bemessen, daß die auf die Ventilgliedkolbenanordnung während der Betätigung des Reglers wirkenden Druckkräfte einander aufheben.

Weitere Ausbildungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 3 bis 5.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine kraftgetriebene hydraulische Bremsanlage mit einem Regler nach der Erfindung in einer schematischen Ansicht;

F i g. 2 ist ein Längsschnitt durch den Regler nach Fig. 1;

F i g. 3 zeigt in graphischer Darstellung Kurven, die die Arbeitsweise eines herkömmlichen Druckreglers wiedergeben;

Fig. 4 zeigt in graphischer Darstellung Kurven, die das Arbeiten des Druckreglers nach der Erfindung zeigen, wobei die Kurven nach beiden Figuren Versuchen, die unter gleichen Bedingungen durchgeführt wurden, entnommen sind.

Das in Fig. 1 dargestellte hydraulische Bremssystem enthält einen Behälter 2, an den der Einlaß einer Pumpe 4 angeschlossen ist, welche ein Druckmittel unter Druck über ein Druckregel- und Überströmventil 8 in einen-Sammelbehälter 6 liefert. Das Ventil 8 verbindet den Auslaß der Pumpe mit dem Sammelbehälter 6 und unterbricht diese Verbindung, wenn ein vorbestimmter höherer Druck in dem Sammelbehälter erreicht ist. Der Sammelbehälter ist an einen von einem Pedal 14 betätigten Druckregler 12 angeschlossen, um den Strömungsdruck in den von den Radzylmdern der Bremsen eines Fahrzeuges gebildeten Druckmittelantrieben 16 zu regeln.

Der Druckregler 12 nach der Erfindung enthält in einem Gehäuse 18 einen mit dem Pedal 14 durch eine Feder 22 verbundenen Steuerkolben 20, die eine fortschreitende Verschiebung des Pedals ermöglicht. Der Druckregler enthält ferner ein zweisitziges Ventilglied 24 und ein Führungsglied 26. In der Ruhestellung ist das Ventilglied 24 im Abstand von einem an dem unteren Ende des Kolbens 20 vorgesehenen Sitz 30 angeordnet und bildet somit eine Verbindung zwischen einer durch eine Leitung 33 mit den Druckmittelantrieben 16 verbundenen Steuerdruckkammer 32 und einer Auslaßöffnung 34 und ruht auf einem Sitz 36, wodurch es die Steuerdruckkammer 32 von einer mit dem Sammelbehälter 6 durch eine Leitung 39 verbundenen Einlaßkammer 38 abschaltet.

Zur Betätigung des Reglers drückt der Fahrer das Pedal durch und die Feder 22 zusammen, die eine Kraft auf den Kolben 20 ausübt. Der Kolben 20 bewegt sich entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 28 nach unten, und der Sitz 30 wird mit dem Ventilglied 24 in Eingriff gebracht und unterbricht die Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer 32 und der Auslaßöffnung 34. Wenn sich der Kolben 20 weiter nach unten bewegt, wird das Ventilglied 24 von seinem Sitz 36 wegbewegt, und die Einlaßkammer 38 und die Steuerdruckkammer 32 werden miteinander verbunden.

Die wirksamen Sitzflächen des Ventilgliedes 24 auf den Sitzen 30 und 36 und auf dem Führungsglied 26

ίο sind gleich, und jede von diesen Flächen ist der Querschnittsfläche des Flüssigkeitsgliedes 26 gleich, so daß die Ventilglied-Führungsgliedanordnung hydraulisch im Gleichgewicht steht. Andererseits weist der Kolben 20 einen Teil 42 verringerten Durchmessers auf, der in einem an dem oberen Ende der Kammer vorgesehenen Kanal abdichtend gleitet; dieser Teil 42 hat eine Querschnittsfläche gleich der Sitzfläche des Ventilgliedes auf dem Sitz 30, so daß der Kolben 20 ebenfalls hydraulisch im Gleichgewicht steht, wenn sich das Ventilglied auf dem Sitz 30 befindet. Auf diese Weise wird keine Reaktionskraft auf den Kolben 20 durch die Drücke in der Einlaßkammer 38 und der Steuerdruckkammer 32 während des Arbeitens des Ventils ausgeübt.

Der Teil 42 des Kolbens 20 verringerten Durchmessers ist nach außen durch eine Schulter 44 begrenzt, welche die bewegliche Wand einer Reaktionskammer 46 bildet. Der Druck in der Kammer 46 übt auf den Kolben 20 eine Kraft aus, die der von der Feder 22 ausgeübten Kraft entgegenwirkt. Bei den herkömmlichen Druckreglern unterschieden sich die Steuerdruckkammer und die Reaktionskammer nicht voneinander, und die Reaktionskraft war dem in der Steuerdruckkammer herrschenden Druck proportional. Bei dem Regler nach der Erfindung kann die Reaktionskraft dem in den Leitungen 33 an irgendeiner Stelle zwischen der Steuerdruckkammer und einer der Druckmittelantriebe 16 herrschenden Druck proportional gemacht werden. Dieser Druck wird der Kammer 46 über eine Leitung 50 mitgeteilt. Da die Volumenveränderungen in der Reaktionskammer während des Betriebes des Reglers sehr klein sind, ergibt sich in der Leitung 50 kein oder nahezu kein Druckabfall, so daß der Fahrer tatsächlich den Druck an der Verbindungsstelle der Leitungen 33 und 50 fühlt.

Während des Anfangsstadiums eines Bremsvorganges ist der Druck in der Steuerdruckkammer 32 des Ventils höher als der in dem Radzylinder 16, da der letztere ein erhebliches Druckmittelvolumen benötigt, um die Backen in Eingriff mit der Bremstrommel zu bringen, und die Strömung des Druckmittels in den Leitungen 33 einen erheblichen Druckabfall erzeugt. Bei den herkömmlichen Druckreglern bewegte der anfängliche Druck in der Steuerdruckkammer den Kolben und das Ventilglied nach oben, so daß der Druckmitteldurchtritt zwischen der Einlaßkammer und der Steuerdruckkammer beschränkt und die Zeit, die nötig war, um die Backen in Eingriff mit der Trommel zu bringen, nicht unbeachtlich war.

Dieser Nachteil ist bei dem Druckregler nach der Erfindung dadurch ausgeschaltet worden, daß der Kolben 20 dem Druck in einem der Radzylinder 16 oder in der Leitung 33 an einer Stelle nahe dem Radzylinder unterworfen wird, so daß der Druck in der Reaktionskammer 46 während der anfänglichen Periode eines Bremsvorganges einen Nullwert hat; da keine Kraft vorhanden ist, die der Feder 22 entgegen-

wirkt, wird eine volle Verbindung zwischen der Einlaßkammer 38 und der Steuerdruckkammer 32 aufrechterhalten, und es wird die Zeit, die für das Einlegen der Bremsen notwendig ist, wesentlich reduziert.

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich klar bei einer Betrachtung der Fig. 3 und 4, bei welchen folgende Kurven dargestellt sind: Pedalhub in Abhängigkeit von der Zeit (Kurvet), Druck in der Steuerdruckkammer in Abhängigkeit von der Zeit (Kurve B) und Druck in einem Druckmittelantrieb in Abhängigkeit von derZeit (Kurve C) bei einem herkömmlichen Druckregler (Fig. 3) und entsprechend bei einem Druckregler nach der Erfindung (Fig. 4).

In den F i g. 3 und 4 ist T die Zeit in Sekunden, P der Druck in kg/cm² und d der Pedalhub in Millimetern. Diese Kurven haben sich aus Versuchen ergeben, bei denen der Fahrer plötzlich das Pedal bis in eine bestimmte Stellung niederdrückte und in dieser Stellung hielt. Die Kurve B in Fig. 3 zeigt, daß der Druck in der Steuerdruckkammer bei einem herkömmlichen Druckregler schnell seinen Endweit ohne Überschreitung dieses Wertes erreicht, und die Kurve C zeigt, daß der Druck bei einem von einem herkömmlichen Druckregler gesteuerten Druckmittelantrieb langsam anwächst und seinen Maximalwert nach einer Zeitdauer erreicht, die 1 Sekunde überschreitet.

Andererseits erreicht der Druck in der Steuerdruckkammer des Reglers nach der Erfindung (Kurve B bei Fig. 4) einen Höchstwert nahe dem Druckwert im Sammelbehälter, sobald das Pedal niedergedrückt ist, und dieser hohe Druck wird beibehalten, bis der Druck in der Reaktionskammer seinen Maximalwert erreicht. Der Druck in der Reaktionskammer, der dem Druck in dem Druckmittelantrieb (Kurve C in Fig. 4) etwa gleich ist, erhöht sich schnell und erreicht seinen Maximalwert nach einer Zeitdauer von weniger als 0,4 Sekunden.

Der Druckregler nach der Erfindung eignet sich auch für solche hydraulische Anlagen, bei denen die Reaktionskraft auf einen vorbestimmten Maximalwert begrenzt ist oder die Auswirkung der Reaktionskraft verzögert wird, bis ein vorbestimmter Minimalwert in den Antrieben erreicht ist. Hierfür ist in die Leitung 50 ein geeignetes Ventil bekannter Art einzuschalten. Solche Abänderungen ermöglichen es, ein gutes Erfühlen zu erhalten, wenn der Bereich an Arbeitsdrücken weit ist.

Die Erfindung läßt sich auch auf nicht hydraulisch betätigte Bremsanlagen anwenden.

Claims

Patentansprüche:

1. Zwischen einer Strömungsdruckquelle und einem Druckmittelantrieb zur Steuerung des Strömungsdruckes in dem Antrieb eingeschalteter Druckregler, bestehend aus einer über ein Betätigungsglied verstellbaren Ventileinrichtung, die die Verbindung zwischen einer mit dem Druckmittelantrieb verbundenen Steuerdruckkammer und einer mit der Druckmittelquelle verbundenen Einlaßkammer und die Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und einer Auslaßöffnung steuert und dabei eine dem Steuerdruck entsprechende Reaktionskraft auf das Betätigungsglied ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (12) eine besondere Reaktionskammer (46) enthält, deren bewegliche Wand von einem Glied (44) gebildet wird, welches mit dem Betätigungsglied (14) gekuppelt und einem Druck unterworfen ist, der an einer Stelle nahe dem Antrieb (16) in dem der Steuerdruckkammer (32) nachgeschalteten, zum Antrieb (16) führenden Strömungssystem herrscht.

2. Druckregler nach Anspruch 1 mit einer alternativ arbeitenden Ventileinrichtung, bestehend aus einem zweisitzigen Ventilglied, welches, sich von der Steuerdruckkammer durch eine Öffnung in die Einlaßkammer erstreckend, den Druckmittelzufiuß steuert, und einem mit dem Betätigungsglied gekuppelten Kolben, der an seinem in die Steuerdruckkammer eintauchenden Ende eine von dem Ventilglied steuerbare Öffnung enthält, die die Steuerdruckkammer über eine Bohrung im Kolben mit der Abflußöffnung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen des zweisitzigen Ventilgliedes (24) und des Kolbens (20) so bemessen sind, daß die auf die Ventilglied-Kolbenanordnung während der Betätigung des Reglers wirkenden Druckkräfte einander aufheben.

3. Druckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Wand der Reaktionskammer (46) von einer Schulter (44) des Kolbens (20) gebildet wird.

4. Druckregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (42) mit dem Regler-Betätigungsglied (14) durch eine Feder (22) gekuppelt ist.

5. Druckregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welcher zwischen einer Druckmittelquelle und mehreren Druckmittelantrieben eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckmittelantriebe (16) mit der Steuerdruckkammer (32) verbindenden Leitungen so angeordnet sind, daß der Druckabfall von dem Regler zu den Antrieben im Betrieb für alle Antriebe nahezu gleich ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 974 942;
Oppelt, Kleines Handbuch technischer Regelvorgänge, Weilheim, 1956, S. 69.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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