DE1630642A1

DE1630642A1 - Hydraulische Fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE1630642A1
Application number: DE19671630642
Authority: DE
Inventors: William Stelzer
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1966-10-31
Filing date: 1967-10-17
Publication date: 1971-05-27
Also published as: US3394546A; DE1630642C3; DE1630642B2; GB1163230A

Description

Patentanv/fiHe j 6 3 O 6 4 2

Dr. I.ig. H Mer^-.cbnk

pi;-!, he:. H. i-huck
Pi-it. rtrp. W. Schmitz

Tel. S38U5Ö6

P 16 50 642.6 - 21

Kelsey-Hayes Comp. M-192 München, 9, Januar I970

Hydraulische Fahrzeugbremsanlage

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der ein Bremskraftregler zwischen einem Hauptbremszylinder und mindestens einem Radbremszylinder angeordnet ist, der eine in einem Gehäuse vorgesehene Bohrung aufweist, die einen Einlaß mit einem Auslaß verbindet und in der ein mit einem Bremsfluid beaufschlagbarer Kolben angeordnet ist, der bei einer Bewegung in Richtung des Auslasses einen von dem auf den Kolben wirkenden Einlaßdruck verschiedenen Auslaßdruck erzeugt.

Die Erfindung wird insbesondere bei hydraulischen Bremsanlagen verwendet, bei denen zwei Räder Trommelbremsen und zwei Räder Scheibenbremsen besitzen. Da bei Trommelbremsen Rückstellfedern verwendet werden, werden die Trommelbremsen von dem auf sie anfangs ausgeübten 'Druck nicht betätigt, bis der Federdruok

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(der etwa 4 kp/eiis betragen kann) Überwunden ist·. Der erfindungs-Bremskraftregler verhindert eine Betätigung der Schelben-

rasöii, die sol^ü eine Rüskat@llfeclsr aloht haben, bis doi»

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Bremsdruck auf die Trommelbremsen ausgeübt wird.

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Bremskraftregler für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der der Bremskraftregler zwischen einem Hauptbremszylinder und mindestens einem Bremszylinder angeordnet ist, mit einer in einem Gehäuse vorgesehenen Bohrung, die einen Einlaß mit einem Auslaß verbindet und in der ein mit einem Bremsfluid beaufschlagbarer Kolben angeordnet ist, der bei einer Bewegung in Richtung des Auslasses einen von dem auf den Kolben wirkenden Einlaßdruck verschiedenen Auslaßdruck erzeugt.

Der erfindungsgemäße Bremskraftregler ist dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaß ein Druckverzögerungsventil vorgesehen ist, das von einer Feder normalerweise geschlossen gehalten ist und das eine Strömung vom Einlaß zum Kolben unterbindet, bis der Druck am Einlaß einen vorgegebenen Wert erreicht hat, und daß sich die Feder auf dem Kolben abstützt, so daß die von der Feder auf das Druckverzögerungsventil ausgeübte Kraft kleiner wird, wenn sich der Kolben in Richtung des Auslasses bewegt.

Vorzugsweise ist das Druckverzögerungsventil sowohl dem auf der Einlaßseite als dem auf/
'der Auslaßseite herrschenden Druck ausgesetzt, so daß das Druckverzögerungsventil einen Druckunterschied zwischen den beiden Seiten des Kolbens aufrechterhält, der der von der Feder auf das Druckverzögerungsventil ausgeübten Kraft proportional ist. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine zweite Feder vorgesehen, die den Kolben normalerweise in Richtung des

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Einlasses drückt. Die Feder ist so ausgelegt, daß sie bei einem •bestimmten zweiten Einlaßdruck, der größer als der bereits erwähnte erste Einlaßdruck ist, nachgibt und eine Bewegung des Kolbens in Richtung des Auslasses ermöglicht.

Somit besteht die Fahrzeugbremsanlage aus einem Druckverteilungsventil und einem Druckverzögerungsventil, wobei das Druekverteilungsventil von einer Feder offengehalten wird, bis sich ein genügend großer Druck in dem Gerät aufgebaut hat, um die Federkraft zu überwinden, und das Druckverzögerungsventil eine Strömung zum Druckverteilungsventil unterbindet, bis der vom Hauptzylinder gelieferte Druck genügend groß ist, um das Druckverzögerungsventil zu öffnen. Normalerweise befinden sich die Scheibenbremsen an den Vorderrädern und die Trommelbremsen an den Hinterrädern.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig» I einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Bremskraftregler,

Fig. 2 ein Diagramm, in dem gezeigt ist, wie beim Anwachsen des Bremsdrucks der Druck der vorderen Bremsen größer wird als der Druck der hinteren Bremsen.

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Ein Hauptbremszylinder 10 wird über ein Fußpedal 11 betätigt und liefert über eine Leitung 12 ein Bremsfluid unmittelbar an die Radbremszylinder 13* wodurch auf die Bremstrommeln eine Bremskraft ausgeübt wird. Eine Leitung 14 leitet das Bremsfluid außerdem an einen Bremskraftregler 15, dessen Auslässe 16 und zu den Radbremszylindern 18 der auf die Vorderräder wirkenden Scheibenbremsen führen. Es versteht sich von selbst, daß die Scheibenbremsen und Trommelbremsen vertauscht werden könnten. In dem Gehäuse 19 des Bremskraftreglers 15 befindet sich eine zylindrische Bohrung 21 mit einem oberen Abschnitt 22 verringerten Durchmessers. Am oberen Ende des Abschnitts 22 befindet sich eine Schulter 23, die von einem weiteren Abschnitt 27 noch kleineren Durchmessers gebildet wird. Das untere Ende der Bohrung 21 besitzt ein Gewinde 24, in das ein Verschluß 25 eingeschraubt ist. Von der Bohrung 21 gehen zwei Kanäle 26 weg, die zu den Auslaßleitungen 16 und 17 der vorderen Radbremszylinder führen. Das Gehäuse 19 steht über einen an den Abschnitt 27 der Bohrung angrenzenden Einlaßkanal mit der Leitung 14 und dem Hauptbremszylinder 10 in Verbindung. Innerhalb des Abschnitts 22 der Bohrung befindet sich ein Druckverzögerungsventil, das aus einer Gummimembran 28 und einer Metallscheibe 29 besteht, die von einer Feder 31 gegen die Schulter 23 gedrückt werden. Die Gummimembran 28 besitzt einen dünnen mittleren Abschnitt 32, in dem sich eine öffnung 33 befindet. Der Rand der Gummimembran 28 besitzt mehrere Schlitze 34, die zusammen mit der Wand der Bohrung 22 Durchgänge für das Bremsfluid bilden.

Die Feder 31 stützt sich innerhalb einer Bohrung 54 an einem

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Kolben 35 ab, der außerdem eine von seinem Boden nach oben verlaufende Sackbohrung 36 aufweist, in der sich eine am Boden des Verschlusses 25 anliegende Feder 37 befindet. Eine die Feder 37 umgebende Feder 38 stützt sich einerseits am Boden des Kolbens 35 und andererseits am Boden des Verschlusses 25 ab. Die beiden Federn erzeugen bei verhältnismäßig geringer Länge des Verschlusses 25 die erforderliche Federkraft, während der Verschluß nicht zu lang zu sein braucht. Der Verschluß 25 steht mit einer Scheibe 39 in Berührung, gegen die ein O-Ring 41 und eine Scheibe

42 von einer Feder 43 gedrückt werden. Das obere Ende der Feder

43 stützt sich an einem Sprengring 44 ab, der in einer Ringnut 45 des Kolbens 35 gehalten wird. Oberhalb des Sprengrings 44 befindet sich eine Feder 46, die sich an einem elastomeren Dichtring 47 abstützt. Der Dichtring berührt eine vorzugsweise aus gesintertem Metall bestehende Hülse 48, deren unterer Abschnitt 49 dicker ist als die übrige Hülse, so daß ein wesentlicher Teil des Dichtrings 47 von der Hülse berührt wird und außerdem

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eine Schulter/gebildet ist. Der obere Abschnitt 52 des Kolbens 35 besitzt einen größeren Durchmesser, wodurch eine Schulter 53 vorhanden ist, die sich innerhalb des Abschnitts 49 bei der Hülse 48 an den Dichtring 47 anlegen kann. Die Hülse 48 und die Schulter 53 üben eine Kraft aus, die bei einer Abwärtsbewegung des Kolbens 35 den elastomeren Dichtring 47 innerhalb der Bohrung 21 nach unten bewegt.

Ein Durchgang 56 verbindet die Bohrung 54 mit der äußeren Oberfläche des Kolbens 35. Der Dichtring 47 besitzt auf seiner oberen Stirnfläche mehrere öffnungen 57» die mit öffnungen 58 in

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Verbindung stehen, die auf dem oberen Umfangsabschnitt des Dichtrings gebildet sind. Wenn der Druck oberhalb des Dichtrings 47 größer als der Druck des Dichtrings ist, kann Bremsfluid nach unten strömen, wenn eine Dichtlippe 59 nach innen gebogen wird. In öffnungen 61 des Gehäuses 15 befinden sich Bolzen 62, durch die das Gerät befestigt wird.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung sei angenommen, daß die zu überwindende Kraft der Rückstellfedern der Trommelbremsen 4,2 kp/em beträgt. Damit die Scheibenbremsen der Vorderräder erst betätigt werden, wenn die hinteren Bremsen ansprechen, müssen das aus den Teilen 28 und 29 bestehende Druckverzögerungsventil und die Feder 3I ein Abbremsen der Vorderräder verhindern,

bis sich der Druck von 4,2 kp/cm im Hauptbremsaylinder 10 und den Radbremszylindern aufgebaut hat. Bis dieser Druck in der Leitung 14 vorhanden ist, bleibt die Gummimembran 28 an ihren Rändern abgedichtet, während sich ihr mittlerer Abschnitt gegen die Scheibe 29 bewegt und die öffnung 33 verschließt. Der Druck der Feder J>1 hält die Gummimembran 28 innerhalb des Abschnitts 22 der Bohrung abgedichtet, bis der Druck groß genug geworden 1st, so daß er die Spannung der Feder J>\ überwindet. Dieser

Druck ist gerade der Druck von 4,2 kp/cm , der erforderlich ist, um die Kraft der Rückstellfedern der Trommelbremsen zu überwinden.

Wenn der von dem Bremshauptzylinder 10 erzeugte Druck in den : Leitungen 12 und 14 weiter ansteigt, beginnen die hinteren

Bremsen zu arbeiten, und die Gummimembran 28 und die Scheibe 29

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bewegen sich nach unten, so daß Bremsfluid durch die Schlitze 34 strömen kann. Der Druck wird darauf an das Bremsfluid in den · Bohrungen 54, 55 und 56 und die Leitungen 16 und 17 der vorderen ' ' Radbremszylinder 18 übertragen. Wenn sich der Druck unterhalb der Scheibe 29 und der Gummimembran 28 aufbaut, bewegen sie sich gegen die Schulter 23 und von ihr weg. Die gestrichelte Linie im Diagramm der Fig. 2 zeigt den übliehen Verlauf des Bremsdrucks, wie er von bekannten Servogeräten auf die vorderen und hinteren Radbremszylinder ausgeübt wird. Der Kurvenabschnitt 64 stellt den auf die vorderen und hinteren Radbremszylinder ausgeübten Druck

dar, der nach Erreichen der 4,2 kp/cm herrscht. Danach ist der

auf die vorderen Bremsen ausgeübte Druck um 4,2 kp/em geringer als der hintere Bremsdruck, bis ein Punkt 65 erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der auf das obere Ende des Kolbens 35 wirkende Druck größer als die Kraft der Federn 37 und 38, und der Kolben 35 bewegt sich nach unten, wodurch die Umströmung des Kolbens unterbunden wird. Das tritt dann ein, wenn sich der obere Abschnitt 52 des Kolbens an die Schulter 51 der Hülse 48 und der Abschnitt 53 am Dichtring 47 anlegen. Ein weiteres Ansteigen des auf die Oberseite des Kolbens 35 wirkenden Drucks bewegt den Kolben und den Dichtring 47 nach unten, wodurch sich der Druck in den Leitung» 16 und 17 und den Radbremszylindern der Vorderräder 18 vergrößert (siehe Kurve 66). Die Vergrößerung des Drucks, der auf die Querschnittsfläche der Bohrung 21 weniger der Querschnittsfläche der Unterseite des Kolbens 35 wirkt, ist dem Querschnitt der Oberseite des Kolbens 35 direkt proportional.

Zur Erlä-■' -mg sei ein Zahlenbeispiel angegeben. Die Querschnitts-

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■fläche der Bohrung 21 sei 3,88 cm und die Querschnittsfläche desjenigen Abschnitts des Kolbens 35, in dem sich die Bohrung befindet, 1,98 cm , so daß die Differenz dieser beiden Flächen

1,90 cm beträgt. Es sei ferner angenommen, daß die von den Federn 37 und 38 gemeinsam ausgeübte Kraft 4O,82kp und die Kraft der Feder 31 4,08 kp beträgt, und daß die Feder 31 zusammengedrückt wird, wenn ein Druck von 4,2 kp/cm ausgeübt wird. Die Schulter 53 möge sich am Dichtring 47 anlegen und den Flüssigkeitsdurchgang verschließen, wenn der Druck des Hauptbremszylinders 22,8 kp/cm beträgt. Dies ergibt sich, wenn man die Kraft von 40,82 kp - 4,08 kp durch die Fläche von 1,98 cm² dividiert (was 18,6 kp/cm ergibt) und den Druck von 4,2 kp/cm , der zum Zusammendrücken der Feder 3I erforderlich ist, addiert, was 22,8 kp/cm ergibt. Das ist der Druck,der erforderlich ist, um die Kraft der Federn zu Überwinden und den Kolben abwärts zu bewegen. Der von den Leitungen l6 und I7 ausgeübte Druck kann ermittelt werden, wenn der Druck des HauptbremsZylinders bekannt ist. Wenn z.B. der Druck des HauptbremsZylinders 362,9 kp beträgt, ergibt sich für den Leitungsdruck t _β 92,75 ^2

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Wenn sich der Kolben 35 abwärtsbewegt, verringert sich die Kraft der auf dem Kclben sich abstützenden Feder 31j dies ist im Diagramm angedeutet durch die strichpunktierte Linie 68, die den Druck darstellt, der sich einstellen würde, wenn die Feder 31 nicht vorhanden wäre. Die Kurve 66 nähert sich der Kurve 68, wenn sich der Kolben 35 weiter nach unten bewegt. Da die Kraft der Feder 31 aufgrund ihrer Ausdehnung kleiner wird, verringert sich auch die auf die Teile 28 und 29 ausgeübte Federkraft, wodurch der 4,2 kp/cm - Druck (der anfangs erforderlich ist, um die Kraft

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der Feder J>1 zu überwinden) ganz oder teilweise zur Verfügung
steht, um den Druck in den Radbremszylindern 18 der Vorderrädei» zu vergrößern. Wie im Diagramm zu sehen ist, liegen die Kurven 64 und 66 dicht an einer Kurve 67, die einen idealen Verlauf des auf die vorderen und hinteren Radbremszylinder ausgeübten Drucks darstellt, wenn die Wirkung der Rückstellfedern der Trommelbremsen vernachlässigt wird.

Claims

Perfervlanv/isffa
Dr. Ing. H. Ne^.-.'J«nk

Dip'. Sc -:ί. K---.-rk
Dp!. VWp. V-/. Sci>iv.siz

Kelsey-Hayes Comp.

M - 192 München, 9. Januar 1970

Neue Patentansprüche

1. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der ein Bremskraftregler zwischen einem Hauptbremszylinder und mindestens einem Radbremszylinder angeordnet ist, der eine in einem Gehäuse vorgesehene Bohrung aufweist, die einen Einlaß mit einem Auslaß verbindet und in der ein mit einem Bremsfluid beaufschlagbarer Kolben angeordnet ist, der bei einer Bewegung in Richtung des Auslasses einen von dem auf den Kolben wirkenden Einlaßdruck verschiedenen Auslaßdruok erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaß (27) ein Druckverzögerungsventil (28) vorgesehen ist, das von einer Feder (31) normalerweise geschlossen gehalten ist und das eine Strömung vom Einlaß (27) zum Kolben (35) unterbindet, bis der Druck am Einlaß (27) einen vorgegebenen Wert erreicht hat, und daß sich die Feder (31) auf dem Kolben (35) abstützt, so daß die von der Feder (31) auf das Druokverzögerungsventil (28) ausgeübte Kraft kleiner wird, wenn sich der Kolben (35) in Richtung des Auslasses (26) be- j wegt. ;

"iArt7'i"iÄb8.'2Nr. 1 saü3iki3fa*MWHjiQ«#;v.4.ftiiew

2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zweite Feder (37, 38), die normalerweise eine Bewegung, des Kolbens (35) in Richtung des Auslasses (26) verhindert und die so bemessen ist, daß sie bei einem bestimmten Einlaßdruck, der größer als der bereits erwähnte Einlaßdruck ist, nachgibt und eine Bewegung des Kolbens (35) in Richtung des Auslasses (26) zuläßt.

5. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckverzögerungsventil (28) nur in der einen Richtung wirkt, so daß unabhängig von der Stellung des Druckverzögerungsventils (28) eine Strömung vom Auslaß (26) zum Einlaß (27) möglich ist,

4. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die dem Auslaß (26) zugewandte wirksame Oberfläche des Kolbens (35) kleiner als die dem Einlaß (27) zugewandte Oberfläche 1st, so daß der von ihm erzeugte Druck am Auslaß größer als der Druck am Einlaß ist, durch den der Kolben (35) bewegt wird.

5. Fahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckverzögerungsventil (28) auf der Einlaßseite und auf der gegenüberliegenden Seite mit dem gleichen Bremsdruck beaufschlagt ist, so daß das Druckverzögerungsventil eine Druckdifferenz aufrecht erhält, die der von der Feder (130) auf das Druckverzögerungsventil ausgeübten

ι Kraft proportional ist. \

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6. Pahrzeugbremsanlage nach einem der Ansprüche 1-5* gekennzeichnet durch ein Druckverteilungsventil (47, 53) das in geöffneter Stellung eine unmittelbare Verbindung zwischen dem Einlaß (27) und dem Auslaß (26) herstellt und das sich bei der Abwärtsbewegung des Kolbens (35) schließt, wenn dieser auf der Einlaßseite mit einem Druck beaufschlagt ist, der größer als der vorgegebene Einlaßdruck ist.

7. Hydraulische Pahrzeugbremsanlage mit einem Bremskraftregler zur Verzögerung der Leitung des Bremsfluids von einem Hauptbremszylinder zu den Bremszylindern von Scheibenbremsen an den Vorderrädern eines Fahrzeugs, wenn das Bremsfluid vom Hauptbremszylinder zugleich auf die Trommelbremsen der Hinterräder gegeben wird, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bremskraftregler ein erstes Ventil vorgesehen ist, das von einer Feder normalerweise so-lange offen gehalten ist, bis sich im Regler ein ausreichender Druck aufbaut, der die Federkraft überwindet, und daß ein zweites Ventil vorgesehen ist, das die Leitung des Bremsfluids zum ersten Ventil solange unterbindet, bis ein für die Betätigung der Trommelbremse ausreichender Druck aufgebaut ist, durch den das zweite Ventil öffnet.

8. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, ' daß zwischen den beiden Ventilen eine Feder angeordnet ist, die das zweite Ventil mit vorgegebener Federkraft solange geschlossen hält, bis die Federkraft von dem anfänglichen Betätigungsdruck der Trommelbremse überwunden wird.

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9* Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Bewegung des ersten Ventils bei einem Anwachsen des Druckes die Feder ausgedehnt und die auf diese ausgeübte Kraft fortschreitend vermindert wird, sobald der die Bremszylinder der Vorderräder beaufschlagende Druck den auf die Bremszylinder der Hinterräder aufgebrachten Druck übersteigt.

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