DE1455844B1 - Pressure relief valve for hydraulic brakes in motor vehicles - Google Patents
Pressure relief valve for hydraulic brakes in motor vehiclesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Druckbegrenzungsventil für hydraulische Bremsen in Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Zylindergehäuse verschiebbaren, unter Federdruck stehenden Kolben und einem mit demselben verbundenen, mit einem Ventilsitz zusammenarbeitenden, vom Bremsleitungsdruck entgegen dem Federdruck beaufschlagten Absperrelement, wobei das Absperrelement zusammen mit dem Kolben von einem bestimmten Bremsleitungsdruck an, unter Überwindung des Federdrucks, verschoben und das Absperrelement gegen den Ventilsitz gedrückt und dadurch die Bremsleitung geschlossen wird.The invention relates to a pressure relief valve for hydraulic Braking in motor vehicles, with a sliding in a cylinder housing, under Spring-loaded piston and a piston connected to it, with a valve seat cooperating, acted upon by the brake line pressure against the spring pressure Shut-off element, the shut-off element together with the piston of a certain Brake line pressure on, overcoming the spring pressure, shifted and the shut-off element pressed against the valve seat and thereby the brake line is closed.
Ein derartiges, aus der französischen Patentschrift 1274 049 bekanntes Druckbegrenzungsventil weist bei plötzlichem, scharfem Bremsen eine nachteilige Verhaltensweise auf. Diese nachteilige Verhaltensweise besteht darin, daß bei plötzlichem, starkem Durchdrücken des Bremspedals und damit einer entsprechend starken und plötzlichen Druckerhöhung in der Bremsleitung ein vorzeitiges Schließen des Ventils erfolgt, ohne daß der vorgesehene Bremsdruck erreicht wird. Immer dann also, wenn der Fahrer eines Fahrzeugs eine sofortige und starke Bremsung erzielen will, beispielsweise eine Notbremsung, steht ihm nur eine verminderte Bremskraft zur Verfügung, da der in den Bremszylindern auftretende Druck durch das vorzeitige Schließen des Druckbegrenzungsventils erheblich niedriger ist als bei langsamer bzw. gleichmäßig verstärkter Betätigung des Bremspedals. Infolge dieser schädlichen Verhaltensweise des bekannten Druckbegrenzungsventils kann es bei Notbremsungen zu gefährlichen Auffahrunfällen kommen.One such known from French Patent 1,274,049 pressure limiting valve has an adverse behavior in sudden, sharp braking. This disadvantageous behavior consists in the fact that when the brake pedal is suddenly and strongly depressed and thus a correspondingly strong and sudden increase in pressure in the brake line, the valve closes prematurely without the intended brake pressure being reached. Whenever the driver of a vehicle wants to achieve immediate and strong braking, for example emergency braking, only a reduced braking force is available to him, since the pressure occurring in the brake cylinders due to the premature closing of the pressure limiting valve is considerably lower than with slower or faster braking . evenly increased actuation of the brake pedal. As a result of this harmful behavior of the known pressure relief valve, dangerous rear-end collisions can occur during emergency braking.
Weiterhin ist es allgemein bekannt, zur Dämpfung der Bewegung von Schließkörpern in diesen Ventilen hydraulische Dämpfungseinrichtungen vorzusehen. Die deutsche Patentschrift 1091390 zeigt z. B. ein Rückschlagventil mit einem Ventilsitz und einem mit diesem Ventilsitz zusammenwirkenden kugeligen Schließkörper, der in Schließrichtung über einen Kolben von einer Feder belastet ist. Der Kolben gleitet in einem zylindrischen Gehäuse und bildet die bewegliche Wand einer mit einem hydraulischen Medium gefüllten Dämpfungskammer. Der Kolben weist Drosselöffnungen auf; die die Verbindung zwischen der Dämpfungskammer und dem übrigen hydraulischen System herstellen. Infolge des Widerstandes, den das hydraulische Medium beim Durchströmen der Drosselöffnungen erfährt, findet eine Dämpfung der Kolbenbewegung und damit der Bewegung des Schließkörpers des Rückschlagventils statt.Furthermore, it is generally known to provide hydraulic damping devices for damping the movement of closing bodies in these valves. The German patent specification 1091390 shows, for. B. a check valve with a valve seat and a spherical closing body which interacts with this valve seat and which is loaded in the closing direction by a spring via a piston. The piston slides in a cylindrical housing and forms the movable wall of a damping chamber filled with a hydraulic medium. The piston has throttle openings; which establish the connection between the damping chamber and the rest of the hydraulic system. As a result of the resistance that the hydraulic medium experiences when flowing through the throttle openings, there is a damping of the piston movement and thus the movement of the closing body of the check valve.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckbegrenzungsventil der eingangs genannten Bauart zu schaffen, das unabhängig von der Geschwindigkeit des Druckaufbaus in der Hauptbremsleitung schließt.The invention is based on the object of a pressure relief valve of the type mentioned at the beginning, regardless of the speed the pressure build-up in the main brake line closes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der durch den Kolben abgeschlossene Zylinderraum in an sich bekannter Weise zur Bildung einer Dämpfungskammer mit einem hydraulischen Medium gefüllt und durch eine Drosselöffnung mit einer elastisch erweiterbaren Ausgleichskammer verbunden ist.This object is achieved in that the by the Piston closed cylinder space in a known manner to form a Damping chamber filled with a hydraulic medium and through a throttle opening is connected to an elastically expandable compensation chamber.
Hierdurch wird erreicht, daß der durch das stoßweise Betätigen des Bremspedals in der Hauptbremsleitung erzeugte Druckstoß kein plötzliches Verschieben des Kolbens mit dem Absperrelement bewirken kann, da das im wesentlichen inkom pressible hydraulische Medium in der Dämpfungskammer sich einer solchen plötzlichen Verschiebung widersetzt. Die Verschiebung des Kolbens mit dem Absperrelement wird vielmehr allmählich einsetzen, und zwar in dem Maße, wie hydraulisches Medium aus der Dämpfungskammer durch die Drosselöffnung in die Ausgleichkammer ausströmen kann. Infolge dieses »sanften« und nicht stoßweisen Schließens des Druckbegrenzungsventils bleibt genügend Zeit, damit sich in den zu, den Radbremszylindern führenden Bremsleitungen ein genügend hoher Leitungsdruck aufbauen kann. Die Schließgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Druckbegrenzungsventils ist somit unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Bremspedals, sondern hängt nur von baulichen Größen ab, wie z. B. von der Federkraft, dem Durchmesser der Drosselöffnung, der Viskosität des hydraulischen Mediums und der Elastizität der Ausgleichskammer.This ensures that the by intermittently actuating the The brake pedal in the main brake line produced no sudden shift in pressure of the piston with the shut-off element can cause the essentially incom pressible hydraulic medium in the damping chamber is subject to such a sudden shift opposes. Rather, the displacement of the piston with the shut-off element is gradual use, to the extent that hydraulic medium from the damping chamber can flow out through the throttle opening into the compensation chamber. As a result of this "Soft" and not intermittent closing of the pressure relief valve is sufficient There is enough time for the brake lines leading to the wheel brake cylinders to build up high line pressure can build up. The closing speed of the invention The pressure relief valve is therefore independent of the operating speed of the brake pedal, but only depends on structural dimensions, such. B. from the spring force, the diameter of the throttle opening, the viscosity of the hydraulic medium and the elasticity of the compensation chamber.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Druckbegrenzungsventile beschrieben, diese Ausführungsformen werden durch Zeichnungen erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Längsschnitt durch ein Druckbegrenzungsventil, F i g. 2 ein Längsschnitt durch ein Druckbegrenzungsventil gleicher Art, bei dem der Ausgleichsraum im Gehäuse des Geräts selbst untergebracht ist.Below are two exemplary embodiments of the invention Pressure relief valves described, these embodiments are illustrated by drawings explained. It shows F i g. 1 a longitudinal section through a pressure relief valve, F i g. 2 is a longitudinal section through a pressure relief valve of the same type in which the compensation space is housed in the housing of the device itself.
In den. F i g. 1 und 2 bedeutet 1 ein Gehäuse des Druckbegrenzungsventils, 2 ist ein Absperrorgan, das mit einem Kolben 3 kraftschlüssig verbunden ist, auf den eine Feder 4 einwirkt, um den Verschluß offen zu halten.In the. F i g. 1 and 2 means 1 is a housing of the pressure relief valve, 2 is a shut-off device which is positively connected to a piston 3 on which a spring 4 acts to keep the closure open.
Die Öffnung der Kammer, die das Absperrorgan aufnimmt, wird durch den Stopfen 5 abgeschlossen, der eine Gewindebohrung 6 besitzt, in die eine nicht dargestellte Leitung führt, die mit einer Speiseleitung für Drucköl, einem üblichen Hauptzylinder, verbunden ist. Der Pfeil A deutet diese Zuleitung zum Ventil' schematisch an. Die Gewindebohrung 6 setzt sich in einem Durchlaß 7 fort, der in die Kammer mit dem Absperrorgan mündet.The opening of the chamber that receives the shut-off device is through the plug 5 completed, which has a threaded hole 6, in which one is not The line shown leads with a feed line for pressure oil, a common Master cylinder, is connected. The arrow A indicates this feed line to the valve 'schematically at. The threaded hole 6 continues in a passage 7 into the chamber opens with the shut-off device.
Das kegelstumpfförmige Kopfteil des Absperrorgans 2, das sich gegen den Stopfen 5 legt, besitzt eine oder mehrere durchlaufende Nuten 8, die das Eindringen von Öl in die Absperrkammer, das Umfließen des Absperrorgans und das Eindringen in den Mittelraum 9 ermöglichen, von wo es durch die Durchlässe 10 in die Gewindebohrungen 11 gelangt, welche nicht dargestellte Leitungen aufnehmen, die, schematisch durch die Pfeile R versinnbildlicht, das Ventil mit den Bremszylindern verbinden. Das sind die einzelnen Radbremszylinder der Hinterachse eines Kraftfahrzeugs, wenn man in bekannter Weise den Bremsdruck der Hinterachse begrenzen will.The frustoconical head part of the shut-off device 2, which is against the plug 5 places, has one or more continuous grooves 8, the penetration of oil in the shut-off chamber, the flow around the shut-off device and the penetration allow in the central space 9, from where it is through the passages 10 in the threaded holes 11 arrives, which receive lines, not shown, which, schematically through the arrows R symbolize, connect the valve with the brake cylinders. That are the individual wheel brake cylinders of the rear axle of a motor vehicle, if one wants to limit the brake pressure of the rear axle in a known manner.
Das in dem Raum 9 enthaltene Öl wirkt außerdem auf die Innenseite des Kolbens 3.The oil contained in the space 9 also acts on the inside of the piston 3.
Wenn der Druck dieses Öls einen bestimmten Wert erreicht, ist er so groß, daß die Feder 4 zusammengedrückt wird. In diesem Augenblick verschiebt sich der Kolben 3 nach links (in der Figur) und führt das Absperrorgan 2 mit sich, mit dem er kraftschlüssig verbunden ist. Dadurch wird nun die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern unterbrochen.When the pressure of this oil reaches a certain value, it is like that large that the spring 4 is compressed. At that moment it shifts the piston 3 to the left (in the figure) and carries the shut-off device 2 with it which it is positively connected. This now establishes the connection between the Brake master cylinder and the wheel brake cylinders interrupted.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß der Druck, bei dem diese Unterbrechung stattfindet, abnimmt, wenn die Geschwindigkeit zunimmt, mit der der Fahrer des Kraftfahrzeugs den Kolben im Hauptbremszylinder mittels des Bremspedals bewegt.Experience has shown that the pressure at to the this interruption takes place, with decreasing as the speed increases the driver of the motor vehicle the piston in the master cylinder by means of the brake pedal emotional.
Die F i g. 1 stellt eine erste Ausführungsmöglichkeit dar, bei der der Kolben 3 das bewegliche Element eines Dämpfungsraumes darstellt, der den Zylinderraum 12 umfaßt, in dem die Feder 4 untergebracht ist, und der mit einer Ausgleichskammer 13 durch eine kalibrierte Düse 14 in Verbindung steht.The F i g. 1 shows a first embodiment in which the piston 3 represents the movable element of a damping space which comprises the cylinder space 12 in which the spring 4 is accommodated and which is connected to a compensation chamber 13 through a calibrated nozzle 14.
Diese Düse 14 kann einfach in einen Gewindestopfen 15 eingearbeitet sein, der den Zylinderraum 12 verschließen kann, während die Ausgleichskammer 13 hier mit einer aus Gummi bestehenden dehnbaren Manschette 16 gebildet ist, die auf der zylindrischen Außenseite des Gehäuses 1 durch eine Schelle 17 festgehalten wird. Nach dem Ansetzen der Manschette 16 werden die Ausgleichkammer 13 und der Zylinderraum 12 vollständig mit Öl gefüllt; es ist darauf zu achten, daß keine Luftblasen darin verbleiben.This nozzle 14 can simply be incorporated into a threaded plug 15 be, which can close the cylinder space 12, while the compensation chamber 13 is formed here with an elastic sleeve 16 made of rubber, which on the cylindrical outside of the housing 1 is held by a clamp 17. After the cuff 16 has been attached, the compensation chamber 13 and the cylinder space 12 completely filled with oil; care must be taken that there are no air bubbles in it remain.
Der Abfluß von Öl aus dem Zylinderraum 12 in die Ausgleichskammer 13 durch die kalibrierte Düse 14 kann zum Abbremsen der Bewegung des Kolbens 3 derart eingestellt werden, daß die Bewegung ausreichend verlangsamt wird, um den Druck hinter dem Ventil im Augenblick des Schließens des Absperrorgans 2 unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der das Bremspedal vom Fahrer betätigt wird, zu halten.The outflow of oil from the cylinder space 12 into the compensation chamber 13 through the calibrated nozzle 14 can be used to brake the movement of the piston 3 in this way adjusted so that the movement is slowed down sufficiently to accommodate the pressure behind the valve at the moment of closing the shut-off device 2 regardless of the speed at which the driver depresses the brake pedal.
Man kann durch geeignete Dimensionierung der Düse 14 auch erreichen, daß der beim Schließen des Absperrorgans2 vorhandene Druck nicht unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit ist, sondern mit dieser zunimmt infolge der Verzögerung des Schließens des Absperrorgans, die die Dämpfung der Kolbenbewegung herbeiführt, mit Rücksicht auf den Vorgang des Ausbaus des Zuleitungsdrucks.One can also achieve by suitable dimensioning of the nozzle 14, that the pressure present when closing the shut-off device2 is not independent of the operating speed, but increases with this due to the delay the closing of the shut-off device, which dampens the piston movement, with regard to the process of increasing the supply pressure.
Das hin Augenblick des Bremsens in die Ausgleichskammer 13 gedrückte Öl wird in den Zylinderraum 12 zurückgesaugt, sobald die Bremsung beendet und der Kolben 3 unter der Wirkung der Feder 4 in seine Ruhelage zurückgeführt wird; gleichzeitig nimmt die Ausgleichskammer13, die sich ausgedehnt hatte, wieder ihr ursprüngliches Volumen ein. The oil pressed into the compensation chamber 13 towards the moment of braking is sucked back into the cylinder space 12 as soon as the braking is ended and the piston 3 is returned to its rest position under the action of the spring 4; at the same time, the compensation chamber13, which had expanded, resumes its original volume.
Das benutzte Öl ist vorzugsweise dasselbe, das die Bremsleitung füllt, um damit den Einfluß der Viskosität dieses Öls auf die Funktion der Anlage auszuschalten oder wenigstens beträchtlich zu verringern.The oil used is preferably the same that fills the brake line, in order to eliminate the influence of the viscosity of this oil on the function of the system or at least to reduce it considerably.
Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 ist die Ausgleichskammer 13 in das Gehäuse des Ventils in Form eines zylindrischen Raums eingelassen, in dem sich ein Kolben 1$ verschiebt. Dieser wird unter der Wirkung einer Feder 19 zurückgeführt. Die Kammer 13 ist abgeschlossen durch den Gewindestopfen 20.In the embodiment according to FIG. 2 is the compensation chamber 13 let into the housing of the valve in the form of a cylindrical space in which a piston $ 1 moves. This is returned under the action of a spring 19. The chamber 13 is closed by the threaded plug 20.
Beim Bremsvorgang läßt das von dem Kolben 3 durch die Düse 1.1 gedrückte Öl den Kolben 18 in der Ausgleichskammer 13 zurückweichen. Dieses Öl wird in den Zylinderraum 12 zurückgesaugt, wenn der Kolben 3 unter der Wirkung der Feder 4 in seine Ausgangslage zurückkehrt. Gleichzeitig wird der Kolben 18 durch die Feder 19 in seine Anfangslage zurückgeführt. Diese Ausführungsform läßt den gleichen Betriebsablauf zu wie die vorher beschriebene Ausführungsform und wie er vorher angegeben ist.During the braking process, the piston 3 pushes through the nozzle 1.1 Oil pull back the piston 18 in the compensation chamber 13. This oil is in the Cylinder space 12 sucked back when the piston 3 under the action of the spring 4 in returns to its original position. At the same time, the piston 18 is lifted by the spring 19 returned to its initial position. This embodiment allows the same operational flow to like the embodiment previously described and as indicated above.
Man kann, da man cine hydraulische Dämpfungsflüssigkeit verwendet, auch die Ausgleichsfeder des Ventils außerhalb der genannten Räume unterbringen, wobei sie dann auf die Ausgleichskammer wirken kann; diese Anordnung ist besonders geeignet für den Fall eines Begrenzungsventils, bei dem man den von dem Ventil abgegebenen Druck als Funktion einer vorgebbaren oder veränderlichen Belastung, die in diesem Fall leicht auf die genannte Ausgleichsfeder einwirken kann, variieren lassen will. Eine derartige Variante entspricht im Fall der F i g. 2 der Versetzung der Ausgleichsfeder 4 an die Stelle der Feder 19.Since a hydraulic damping fluid is used, one can also accommodate the compensating spring of the valve outside of the named spaces, where it can then act on the compensation chamber; this arrangement is special suitable for the case of a relief valve in which the output from the valve is used Pressure as a function of a predeterminable or variable load, which in this Case can easily act on the said compensating spring, want to vary. Such a variant corresponds in the case of FIG. 2 the displacement of the balancing spring 4 in place of spring 19.
Für die Ansprüche 2 bis 5 wird nur Schutz in Verbindung mit dem Anspruch 1 begehrt.For claims 2 to 5 only protection in connection with the claim is given 1 coveted.
Claims (5)
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