DE1630642B2 - Hydraulische fahrzeugbremsanlage mit zwei bei verschiedenen druckwerten ansprechenden radbremstypen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit zwei bei verschiedenen Druckwerten ansprechenden Radbremstypen, einem einem Teil der Radbremsen vorgeschalteten Druckübersetzungsventil und einem Druckrückhalteventil, welches zwischen einem Hauptbremszylinder und den bei einem geringeren Druckwert ansprechenden Radbremsen angeordnet ist und dessen Ventilkörper entgegen dem Häuptbremszylinderdruck durch eine Feder in Schließrichtung vorgespannt ist und die Strömungsmittelzufuhr zu den ihm zugeordneten Radbremsen bis zu dem Ansprechwert der anderen Radbremsen unterbricht.

Bei einer bekannten Fahrzeugbremsanlage dieser Art (USA.-Patentschrift 3 278 241) sind die bei verschiedenen Druckwerten ansprechenden Radbremstypen Trommel- und Scheibenbremsen, .von denen die Trommelbremsen den Hinterrädern und die Scheibenbremsen den Vorderrädern zugeordnet sind. Das als Druckminderer ausgebildete Druckübersetzungsventil ist hierbei in der zu den Hinterrädern führenden Leitung angeordnet, da sich bei einer Bremsung das Fahrzeuggewicht von der Hinterradachse auf die Vorderradachse verlagert und die Hinterradbremsen daher weniger stark belastet sind. Das Druckrückhalteventil ist dagegen in der zu den Scheibenbremsen der Vorderräder führenden Leitung angeordnet, da eine Druckbeaufschlagung der Scheibenbremsen mindestens so lange verhindert werden soll, bis der Häuptbremszylinderdruck einen Wert erreicht hat, der größer als der Ansprechdruck der an den Hinterrädern vorgesehenen Trommelbremsen ist. Bei diesem Druckrückhalteventil wird der Ventilkörper nicht nur durch den Häuptbremszylinderdruck, sondern auch durch den Auslaßdruck des Druckrückhalteventils in Öffnungsrichtung beaufschlagt, und zwar über einen Membrankolben, der an einer mit dem Ventilkörper verbundenen Stange angreift. Dies hat zwar den Vorteil, daß die Kraft der Schließfeder nicht nur durch den am Ventilkörper selbst angreifenden Druck, sondern auch durch den am Membrankolben angreifenden Druck überwunden wird, wenn das Druckrückhalteventil geöffnet ist. Nachteilig hierbei ist jedoch der erhebliche konstruktive Aufwand, der durch die Verwendung zweier in getrennten Leitungen angeordneter Ventile noch erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Bremsanlage der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß das Druckrückhalteventil und das Druckübersetzungsventil baulich vereinigt sind, ohne dadurch die Wirkungsweise der beiden Ventile zu beeinträchtigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Druckrückhalteventil und das Druckübersetzungsventil in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und das Druckrückhalteventil dem Druckübersetzungsventil vorgeschaltet ist und daß die Feder des Druckrückhalteventils am Ventilkörper des Druckübersetzungsventils abgestützt ist, so daß die Feder bei einer durch den Häuptbremszylinderdruck hervorgerufenen Bewegung des Ventilkörpers des Druckübersetzungsventils entlastet wird.

Durch die bauliche Vereinigung der beiden Ventile ist es möglich, die Feder des Druckrückhalteventils am Ventilkörper des Druckübersetzungsventils abzustützen. Hierdurch wird erreicht, daß die Feder, die beim Öffnen des Druckrückhalteventils zunächst zusammengedrückt wird, durch die Bewegung des Ventilkörpers des Druckübersetzungsventils wieder entspannt wird. Bei höheren Werten des Bremsdrucks ist die Wirkung der Feder praktisch ausgeschaltet, so daß das Druckrückhalteventil in diesem Druckbereich der Strömung keinen Widerstand entgegensetzt und daher trotz der konstruktiven Vereinfachung kein Druckverlust auftritt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Ventilvorrichtung,

F i g. 2 ein Diagramm, in dem gezeigt ist, wie beim Anwachsen des Bremsdrucks der Druck der Vorderradbremsen größer wird als der Druck der Hinterradbremsen.

Ein Hauptbremszylinder 10 wird über ein Pedal 11 betätigt und liefert über eine Leitung 12 ein Bremsfluid unmittelbar an die mit Trommelbremsen ausgestatteten, an den Hinterrädern befindlichen Radbremsen 13. Eine Leitung 14 leitet das Bremsfluid außerdem an eine Ventilvorrichtung 15, deren Auslässe 16 und 17 zu den Radbremszylindern 18 der auf die Vorderräder wirkenden Scheibenbremsen führen. In dem Gehäuse 19 der Ventilvorrichtung 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 weist ein Gewinde 24 auf, 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 IQ in Verbindung. Innerhalb des Abschnitts 22 der Bohrung befindet sich ein Druckrückhalteventil, das aus einer Gummimembran 28 und einer Metallscheibe 29 besteht, die von einer Feder 31 gegen die Schulter 23 gedrückt werden. Die Gummimembran 28 hat einen dünnen mittleren Abschnitt 32, in dem sich eine Öffnung 33 befindet. Der Rand der Gummimembran 28 weist mehrere Schlitze 34 auf, die zusammen mit der Wand der Bohrung 22 Durchgänge für das Bremsfluid bilden.

Die Feder 31 stützt sich innerhalb einer Bohrung 54 an einem 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 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 eine Schulter 51 gebildet ist. Der obere Abschnitt 52 des Kolbens 35 hat 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 hat auf seiner oberen Stirnfläche mehrere Öffnungen 57, die mit Öffnungen 58 in 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

ίο 62, durch die das Gerät befestigt wird.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ventilanordnung sei angenommen, daß die zu überwindende Kraft der Rückstellfedern der Trommelbremsen 4,2kp/cm² beträgt. Damit die Scheibenbremsen der Vorderräder erst betätigt werden, wenn die hinteren Bremsen ansprechen, müssen das aus den Teilen 28 und 29 bestehende Druckrückhalteventil und die Feder 31 ein Abbremsen der Vorderräder verhindern, bis sich der Druck von 4,2 kp/cm² im Hauptbremszylinder 10 und in den Radbremszylindern an den Hinterrädern 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 31 halt die Gummimembran 28 innerhalb des Abschnitts 22 der Bohrung abgedichtet, bis der Druck groß genug geworden ist, so daß er die Spannung der Feder 31 überwindet. Dieser Druck ist gerade der Druck von 4,2 kp/cm², 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 Trommelbremsen zu arbeiten, und die Gummimembran 28 und die Scheibe 29 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 63 im Diagramm der Fig. 2 zeigt den üblichen Verlauf des Bremsdrucks, wie er 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/cm² herrscht. Danach ist der auf die vorderen Bremsen ausgeübte Druck um 4,2 kp/cm² 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 Ab-

. schnitt 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 Leitungen 16 und 17 und den Radbremszylindern der Vorderräder 18 vergrößert (s. Kurve 66). Die Vergrößerung des Drucks, der auf die Querschnittfläche der Bohrung 21 minus der Querschnittfläche der Unterseite des Kolbens 35

wirkt, ist dem Querschnitt der Oberseite des Kolbens 35 direkt proportional.

Zur Erläuterung sei ein Zahlenbeispiel angegeben. Die Querschnittfläche der Bohrung 21 sei 3,88 cm² und die Querschnittfläche desjenigen Abschnitts des Kolbens 35, in dem sich die Bohrung 36 befindet, 1,98 cm², so daß die Differenz dieser beiden Flächen 1,90 cm² beträgt. Es sei ferner angenommen, daß die von den Federn 37 und 38 gemeinsam ausgeübte Kraft 40,82 kp "und die Kraft der Feder 31 4,08 kp ^ beträgt und daß' die Feder 31 zusammengedrückt wird, wenn ein Druck von 4,2 kp/cm² ausgeübt wird. Die Schulter 53 möge sich am Dichtring 47 anlegen und den Flüssigkeitsdurchgang verschließen, wenn der Druck des Hauptbremszylinders 22,8 kp/cm² beträgt. Dies ergibt sich, wenn man die Kraft von 40,82 minus 4,08 kp durch die Fläche von 1,98 cm² dividiert (was 18,6 kp/cm² ergibt) und den Druck von 4,2 kp/cm², der zum Zusammendrücken der Feder 31 erforderlich ist, addiert, was 22,8 kp/cm² 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 16 und 17 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.

362,9 · 3,88 - 40,8 kp
1,9 cm²

= 92,75

_kp_
cm²

Wenn sich der Kolben 35 abwärts bewegt, verringert sich die Kraft der auf dem Kolben sich abstützenden Feder 31; 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 auf Grund ihrer Ausdehnung kleiner wird, verringert sich auch die auf die Teile 28 und 29 ausgeübte Federkraft, wodurch der 4,2-kp/cm²-Druck (der anfangs erforderlich ist, um die Kraft der Feder 31 zu überwinden) ganz oder teilweise zur Verfügung steht, um den Druck in den Radbremszylindern 18 der Vorderräder 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   L Hydraulische Fahrzeugbremsanlage mit zwei bei verschiedenen Druckwerten ansprechenden Radbremstypen, einem einem Teil der Radbremsen vorgeschalteten Druckübersetzungsventil und einem Druckrückhalteventil, welches zwischen einem Hauptbremszylinder und den bei einem geringeren Druckwert ansprechenden Radbremsen angeordnet ist und dessen Ventilkörper entgegen dem Häuptbremszylinderdruck durch eine Feder in Schließrichtung vorgespannt ist und die Strömungsmittelzufuhr zu den ihm zugeordneten Radbremsen bis zu dem Ansprechwert der anderen Radbremsen unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrückhalteventil (28, 29, 31) und das Druckübersetzungsventil (35-, -37, 38, 47) in einem gemeinsamen Gehäuse (19) angeordnet sind und das Druckrückhalteventil dem Druckübersetzungsventil vorgeschaltet ist und daß die Feder (31) des Druckrückhalteventils am Ventilkörper (35) des Druckübersetzungsventils abgestützt ist, so daß die Feder bei einer durch den Hauptbremszylinderdruck hervorgerufenen Bewegung des Ventilkörpers des Druckübersetzungsventils entlastet wird.
2. 2. Fahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckübersetzungsventil (35, 37, 38, 47) als Druckverstärker ausgebildet ist.
3. 3. Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der als Kolben (35) ausgebildete Ventilkörper des Druckübersetzungsventils (35, 37, 38, 47) bei einem Wert des Hauptbremszylinderdrucks, der höher ist als der Öffnungsdruck des Druckrückhalteventils (28, 29, 31), entgegen der Wirkung einer Feder (37, 38) in die Schließstellung bewegbar ist.
4. 4. Fahrzeugbremsanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrückhalteventil (28, 29, 31) unabhängig von seiner Stellung. · eine Rückströmung zum Haupbremszylinder (10) zuläßt.