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Beschreibung zu der Patentanmeldung betreffend Trägheitsgesteuertes
Ventil Die Erfindung bezieht sich auf ein trägheitsgesteuertes Ventil für eine hydraulische
Bremsanlage, insbesondere zum Steuern der Druckmittel zufuhr von einem Hauptzylinder
zu den Radzylindern eines Räderpaares eines Fahrzeuges, mit einem Ventilglied, welches
zum Unterbrechen der Verbindung zwischen einem an den Hauptzylinder angeschlossenen
Einlaß und einem an die Redzylinder angeschlossenen Auslaß in einer Ventilkammer
in Anlage an einen Sitz bewegbar ist. Derartige Ventile haben den Zweck, ein Ansteigen
des an den Radzylindern erzeugten Druckes zu verhindern, wenn die Verzögerung des
Fahrzeuges einen bestimmten Wert erreicht.
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Bei Bremsanlagen, die mit einem bekannten trägheitsgesteuerten Ventil
der genannten Art ausgerüstet sind, besteht bei übermäßiger Verzögerung des Fahrzeuges
oder bei übermäßigem Schwenken des Ventils aufgrund von Auslenkungen der Fahrzeugfederung
die Möglichkeit, daß das Ventilglied sich an den Sitz anlegt und
die
Druckmittelzufuhr zu den Radzylindern vor Erreichen eines minimalen Bremsdruckes
in den Radzwlindern unterbricht.
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Um diese Nachteile zu vermeiden, ist nach der Erfindung bei einem
trägheitsgesteuerten Ventil der genannten Art eine Anschlagvorrichtung vorgesehen,
welche in der Bewegungsbahn des Ventilgliedes angeordnet und nach Überschreiten
eines vorbestimmten Druckes in der Ventilkammer durch diesen aus der Bewegungsbahn
des Ventilgliedes herausbewegbar ist. Die Anschlagvorrichtung hindert normalerweise
-das Ventilglied am Verschließen des Sitzes und läßt dieses erst dann zu, wenn der
vorbestimmte Druck in der Ventilkammer überschritten wird.
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Vorzugsweise umfaßt die Anschlagvorrichtung einen in einer Kolbenbohrung
im Ventilgehäuse arbeitenden Kolben, der zwischen einer vorgeschobenen Stellung,
in welche er normalerweise von einer Rückstellfeder gedrückt gehalten wird, und
einer zurückgeschobenen Stellung hin- und herbewegbar ist, in die er durch einen
den vorbestimmten Druck in der Ventilkammer überschreitenden Druck bringbar ist.In
seiner vorgeschobenen Stellung hindert der Kolben das Ventilglied am Ineingriffwkommen
mit dem Sitz solange, bis ein vorgegebener Druck in der Ventilkammer, der den Radzylindern
zugeführt wird, überschritten wird.Dieser Druck schiebt den Kolben gegen die Kraft
der Rückstellfeder zurück, so daß sich das Ventilglied gegen den Sitz anlegen kann.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung ist der Ventilsitz
am Kolben angeordnet und umgibt eine Bohrung, die über einen zwischen dem Kolben
und der Kolbenbohrung angeordneten Ringkanal stets in Verbindung mit dem Auslaß
steht. In der vorgeschobenen Stellung des Kolbens liegt das Ventilglied an der in
die Ventilkammer hineinragenden Kolbenstirnfläche, nicht jedoch an dem ebenfalls
dort angeordneten Sitz an. Mit diesem kann das Ventilglied-erst bei zurückgeschobenen
Kolben in Eingriff kommen.
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Das Ventilglied ist vorzugsweise eine Kugel, die über einen Kleinkreis
mit dem Sitz zurmenwirt, wenn der Kolben zurückgeschoben ist, wobei die L?nc¢Oçhse
des Kolbens durch den Mittelpunkt der Kugel geht, nachdem die Verzögerung der Räder
den vorbestimmten Wert erreicht hat.
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Bei einer anderen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß der
Ventilsitz vom Kolben getrennt im Ventilgehäuse angeordnet ist und eine Bohrung
umgibt, die stets mit dem Auslaß in Verbundung steht. Das hier ebenfalls vorteilhafterweise
als Kugel ausgebildete Ventilglied kann auch in diesem Fall nur mit dem Sitz zusammenwirken,
wenn der Kolben sich in seiner zurückgeschobenen Stellung befindet.
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Aufgrund der Anordnung nach der Erfindung bleibt das Ventil unbeeinflußt
von übermäßiger Fahrzeug-Verzögerung oder Federungsauslenkung, und das Ventil gewährleistet
stets die Aufrechterhaltung des mindestens erforderlichen Bremsdruckes an den Radbremsen.
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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im
folgenden anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein trägheitsgesteuertes Ventil nach
der Erfindung; Fig. 2 eine Einzelheit des Ventils nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab
bei vorgeschobenem Kolben; Fig.3 in einer Darstellung wie die Fig. 2 die Stellung
des Ventilgliedes bei zurückgeschobenem Kolben und Fig. 4 einen Längsschnitt durch
ein anders ausgeführtes trägheitsgesteuertes Ventil nach der Erfindung.
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Das Ventil nach den i. 1 bis 3 hat ein Gehäuse aus zwei zueinander
passenden Teilen 1 und 2, die mittels einer Schraubenverbindung 3 miteinander verbunden
sind, welche durch radiale Ansätze an den beiden Teilen 1 und 2 hergestellt ist.
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Der Gehäuseteil 1 weist eine Kammer 4 auf, die mit einer Kammer 5
im Gehäuseteil 2 durch eine zentrale Öffnung 6 in einer Platte 7 m Verbindung steht.
Die Platte 7 ist zwischen Schultern an den Gehäuseteilen 1 und 2 eingeklemmt.
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An der in Umfangsrichtung gesehen untersten Stelle der Wand des Gehäuseteils
1 ist eine gegenüber der ISauptlängsachse des Ventils geneigte Bohrung 9 vorgesehen,
in der ein Kolben 8 arbeitet.
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Der Kolben 8 ist normalerweise in einer vorgeschobenen Stellung durch
eine Druckfeder 10 gehalten, die zwischen einer Schulter 11 des Kolbens 8 und einer
Verschlußkappe 12 aufgenommen ist, welche auf einen Ansatz 15 des Gehäuseteils 1,
durch den sich die Bohrung 9 erstreckt, aufgeschraubt ist. Die vorgeschobene Stellung
des Kolbens ist durch eine radiale Schulter 14 am inneren Ende der Bohrung 9 bestimmt,
die mit einem Absatz 15 des Kolbens 8 zusammenr::irkt, an den der Kolben an seinem
inneren Ende in einen Abschnitt 16 kleineren Durchmessers übergeht. In der vorgeschobenen
Kolbenstellung hat das äußere Ende des Kolbens 8 einen Abstand von einem erhabenen
Anschlag 17 an der Verschlu.3-kappe 12, während er mit seinem inneren Ende IG reduzierten
Durchmessers um ein beträchtliches xiaß in die Ventilkammer 4 hineinragt.
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Der Kolben 8 hat eine zentrale Axialbohrung 1E, die sich von dem
inneren Ende 16 her in den Kolben hineinerstreckt und an ihrer Mündung am inneren
Ende von einem Sitz 19 umgeben ist, der eben mit der Stirnfläche des Kolbens 8 ist.
Das innere Ende der
Bohrung 18 kommuniziert mit einen radialen Kanal
20, der in einen in der Umfangsfläche des. Kolbens 8 vorgesehenen Ringkanal 21 münde-t.
Die axiale Breit das Ringkanals 21 ist so gewählt, daß dieser mit einem E^na:L 22
in Xer Gehause1:and kommuniziert, welche in Verbindung mit den Ililiszylindern der
Bremsen an einem Räderpaar des Fahrzeuges in allen möglichen Stellungen des Kolbens
8 in der Bohrung 9 steht. In der Ventilkammer 4 ist ein trägheitsgesteuertes Ventilglied
23 in Form einer Kugel angeordnet, die zwischen dem Kolben 8 und der mit der Öffnung
6 versehenen Platte 7 auf sich axial ers-treckenden Rippen im Grund der Ventilkammer
4 hin- und herrollen kann. Die mit der Kugel 23 zusammenwirkende Stirnfläche der
Platte 7 ist bei 24 ausgespart, so daß unter Druck stehende Bremsflüssigkeit von
einem Hauptzylinder über die Verbindung 25 in der Endwand des Gehäuseteils 2 in
die Kammer 4 durch die Öffnung 6 eintreten und an der Kugel 23 vorbeiströmen kann.
Auf diese' Weise kann über die Zwischenräume zwischen benachbarten Rippen in der
Kammer 4, die Kanäle 18 und 20 im Kolben 8 und den Auslaßkanal 22 Bremsflüssigkeit
zu den Hilfszylindern an den Rädern gespeist werden.
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Der Durchmesser der Kugel 23 und das Maß, um den der Kolben 8 mit
seinem inneren Ende 16 in die Ventilkammer 4 hineinragt, sind so gewählt, daß bei
vorgeschobener Stellung des Kolbens 8 die Kugel 23 mit dem inneren Ende des Kolbens
8 an einem Punkt zusammenwirkt, der unterhalb des untersten Punktes des Sitzumfanges
des Sitzes 19 liegt. Daher ist die Ventilkammer bei dieser Stellung mit dem Auslaßkanal
22 frei verbunden.
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Das Ventil ist derart in einem Fahrzeug angeordnet, daß die Längsachse
der Ventilkammer 4 mit der Längsachse des Fahrzeuges parallel ist oder damit zusammenfällt,
wobei der Sitz 19 zum vorderen Fahrzeugende hinweisend angeordnet ist. Normalerweise
steht der Auslaßkanal 22 in Verbindung mit den EIilfszylindern der i3rcmsen an den
Hinterrjdern des Fahrzeuges.
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Bei normalem Anlegen der ^em.san durch Betätigung des Hauptzylinders
wird Bremsflüssigkeit über über die öffnung 6 zugeführt und aus der Ventilkammer
Ç zu den Hilfszylindern über die Kanäle 18 und 20 in dem Kolben 8 und den Äuslaßkanal
22 zugeführt. Dieser Vorgang, setzt sich solange fort, bis der Druck in der Ventilkammer
4, der auf das innere Ende des Kolbens 8 wirkt, ausreicht, um die Federkraft der
Rückstellfeder 10 zu überwinden. Der Druck bewegt dann den Kolben 8 in seine zurückgeschobene
Stellung, die durch Zusammenwirkung des Kolbens 8 mit dem erhabenen Anschlag 17
der Verschlußkappe 12 bestimmt ist. Der Druck in der Ventilkammer 4, der erforderlich
ist, um die Federkraft der Rückstellfeder zu überwinden, ist hinreichend groß, um
zu gewährleisten, daß der mindestens erforderliche Bremsdruck an den Hilfszylindern
zur Verfügung steht, bevor der Kolben 8 in seiner zurückgeschobene Stellung bewegt
wird.
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enn die Verzögerung des Fahrzeuges einen vorbestimmten Wert erreicht
und der Kolben 8 sich in seiner zurückgeschobenen Stellung befindet, bewegt sich
die Kugel 23 aufgrund ihrer Träheit axial in der Ventilkammer 4 und kommt in Anlage
an dem Sitz 19, um die Zufuhr von Bremsflüssigkeit zu den Hilfszylindern zu unterbrechen
und damit ein Anwachsen des Druckes in den Hilfszylindern zu verhindern. In dieser
Stellung geht die Längsachse des Kolbens 8 durch den geometrischen Mittelpunkt der
Kugel 23.
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Wenn die Kugel 23 mit dem inneren Ende des Kolbens 8 zusammenwirkt,
bevor der Druck in der Ventilkammer 4 eine zum Zurückschieben des Kolbens 8 ausreichende
Größe erreicht hat, können die Bremsen normal betätigt werden, bis der vorbestimmte
Druck in der Ventilkammer erreicht ist.
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Bei Betätigung des Bremspedals bildet die durch die Öffnung 6 vom
Hauptzylinder her zu geführte bremsflüssiFMeit einen Strahl, der auf. der Kugel
23 aufprallt und diese in Anlage mit dem inneren Ende des Kolbens 8 drückt, und
zwar unabhängig von
der auf die Kugel l:rirkendrn''r:)heitslraft.
Wie oben beschrieben, wirkt die Kugel 4> ;jedoch ril ccn Si%z'19 zum Unterbrechen
der Strömung zu den Milfszyling n erst dann zusa,lmen, wenn der Druck in der Ventilkammer
4 einen um Zurückschieben des Kolbens 8 hinreichenden Wert erreicht hat.
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Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist das Gehäuse 30 einstückig und
an einem Ende offen. Das Gehause'30 ist mit einer abgesetzten Längsbohrung 31 versehen.
Das Ende
mit dem kleineren Durchmesser bildet ein Ventil, in der ein Ventilglied 32 zwischen
einer konischen Ansenkung 34 am geschlossenen Ende des Gehäuses 30 und einer Platte
35 aufgenommen ist, die zwischen einer Schulter 36 in der Bohrung 31 an der Stelle
der Durchmesseränderung und einem Stopfen 37 eingeklemmt ist, der in das offene
äußere Ende der Bohrung 31 eingeschraubt ist. Die Ventilkammer 33 steht über eine
Bohrung 38 im Stopfen 37 und eine zentrale Öffnung 39 in der Platte 35 mit einem
pedalbetätigbaren Hauptzylinder in Verbindung. Am geschlossenen Ende des Gehäuses
30 ist im Grund der konischen Ansenkung 34 der Ventilkammer 33 ein Sitz 40 vorgesehen,
der eine Bohrung 41 umgibt, welche eine Verbindung zu den Hilfszylindern der Radbremsen
eines Räderpaares eines Fahrzeuges herstellt. Die Achse denjenigen Abschnitts des
Kanals 41, der am Sitz 4C endet, geht durch den geometrischen Mittelpunkt der Kugel
32.
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In einer Bohrung 43, die an der untersten Umfangsstelle des Gehäuses
30 angeordnet und gegenüber der Hauptlängsachse des Ventils geneigt ist, arbeitet
ein Kolben 42. Der Kolbe 49 wird von einer Rückstellfeder normalerweise nach einwärts
gedrückt gehalten, welche zwischen dem Kolben 42 und einem Stopfen 45 angeordnet
ist, der in eine Gegenbohrung 46 am äußeren Ende der Bohrung 43 eingeschraubt ist.
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Die Platte 35 bildet einen Anschlag für die Kugel 32, welche somit
eine Einwärtsbewegung des Kolbens 42 begrenzt. In dieser
vorgeschobenen
Stellun, des Kolbens 42 ist die Kugel 32 außer Berührung mit dem Sitz 40 gehalten.
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Normalerweise stellt daher der Auslaßkanal 41 eine Verbindung zwischen
den Milfszylindern der Radbremsen und der Ventilkammer 33 her. Wenn durch normale
Betätigung des Hauptzylinders die Bremsen angelegt werden, wird Bremsflüssigkeit
über die (5ffnung 39 zugeführt und zu den Hilfszylindern über den Ventilsitz 40
und den Kanal 41 gespeist. Dieser Vorgang dauert so lange an, bis der Druck in der
Ventilkammer 33, der auf das innere Ende des Kolbens 42 wirkt, ausreichend groß
ist, um die Federkraft der Druckfeder 44 zu überwinden. Dadurch wird der Kolben
42 in eine zurückgeschobene Stellung gebracht, die durch das Anschlagen einer axialen
Verlängerung 47 des Kolbens 42 an dem Stopfen 45 begrenzt ist. Der zum Zurückschieben
des Kolbens gegen die Federkraft der Feder 44 in der Kammer 33 erforderliche Druck
ist hinreichend groß, um zu gewährleisten, daß der mindestens erforderliche Bremsdruck
an den Hilfszylindern zur Verfügung steht, bevor der Kolben 42 zurückgeschoben wird.
Ist dieser Druck erreicht und der Kolben 42 zurückgeschoben, so kann die Kugel 32
in Eingriff mit dem Sitz 40 kommen, um die Verbindung zu den Hilfszylindern abzusperren,
wobei vorausgesetzt-ist, daß die Trägheit der Kugel oder Druckkräfte, denen die
Kugel 72 ausgesetzt ist, zum Bewegen der Kugel gegen den Sitz ausreichen.
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Wenn die Verzögerung des Fahrzeuges einen vorbestimmten Wert erreicht,
genügt die Trägheit der ,Kugel 32,zum um diese axial in der Kammer 33 in tangentiale
Berührung mit dem Sitz 40 zu bringen und dadurch die Speisung von unter Druck stehender
Bremsflüssigkeit zu den Hilfszylindern zu unterbrechen und somit jedes weitere Anwachsen
des Druckes in den Hilfszylindern zu verhindern.
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Im übrigen arbeitet die Ausführung nach Fig. 4 ebenso wie diejenige
nach den Fig. 1 bis 3.
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Ansprüche: