DE2155706C3 - Lastabhängig arbeitendes Bremsdrucksteuerventil für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein lastabhängig arbeitendes Bremsdrucksteuerventil für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, das zwischen einem Hauptbremszylinder und Radbremszylindern geschaltet ist und das in einem Zylinder einen verschiebbaren Stufenkolben aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Derartige Bremsdruckstesierver· J!e sind beispielsweise aus der GB-PS 11 58 999 bekannt. Sie dienen dazu, den vom Hauptzylinder gelieferten Bremsdruck entsprechend der Belastung der durch das Bremsdrucksteuerventil angesteuerten Achse zu variieren, so daß bei maximaler Achslast der volle Bremsdruck zur Verfügung steht, dagegen bei geringerer Achslast ein entsprechend geringerer Bremsdruck aufgewandt wird, so daß ein Blockieren der Räder der gesteuert gebremsten Achse verhindert wird. Die Übertragung der der Achslast entsprechenden Steuerkraft geschieht durch ein mechanisches Gestänge oder, wie in der genannten Patentschrift beschrieben, bei hydraulischer Federung durch hydraulische Beaufschlagung. Wird durch irgendeinen Umstand, beispielsweise durch Verschleiß, Gewalt- oder Dauerbruch eine Übertragung der achslastabhängigen Steuerkraft auf das Bremsdrucksteuerventil verhindert, so bewegt sich der Stufenkolben in eine Lage, bei der nur der verringerte Bremsdruck entsprechend unbelasteter Achse den Radbremszylindern zur Verfügung steht. Dies hat insbesondere den Nachteil, daß eine im allgemeinen ebenfalls vorhandene Achse (vorzugsweise die Vorderachse), an der der Bremsdruck nicht gesteuert wird, entweder überbremst wird oder aber daß die Fußkraft nicht mehr ausreicht, um eine maximale Abbremsung zu erreichen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde. Hrcmsdrui'ksteiiervcntile eier eingangs angeführten

Arten zw schaffen, bei (Jenen bei Ausfall der Steuerkraft in jedem Fell der volle Bremsdruck zu den Radbremszylindern gelangt.

Nach einem ersten erfindungsgemäßen Lösungsweg wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem s Bremsdrucksteuerventil der im Oberbegriff des Anspruchs I angegebenen Art zwischen Einlaßkammer und Auslaßkammer ein normalerweise geschlossenes Bypaßventil vorgesehen Ut und daß bei Ausfall der achslastabhängigen Steuerkraft der Stufenkolben durch die Kraft der Rückstellfeder in eine Stellung bewegbar ist, in der er das Bypaßventil öffnet

Damit wird eine direkte hydraulische Verbindung zwischen Eingangsdruck und Ausgangsdruck des Bremsdrucksteuerventils hergestellt, und es stellt sich ein dem Eingangsdruck gleicher Ausgangsdruck ein. Es besteht nun wohl die Gefahr, daß bei leerem Fahrzeug die Hinterachse Oberbremst wird, dem steht jedoch der Vorteil gegenüber, daß bei vollbeladenem Fahrzeug die Fußkräfte nicht übermäßig hoch werden können. M

Vorzugsweise wird das Bypaßventil in der Zylinderwand angeordnet und weist einen Stöße! auf, der sich in die eine Zlylinderkammer erstreckt und mit einer Abschrägung am dickeren Kolbenabschnitt derart zusammenwirkt, daß das Ventil öffnet, wenn der Kolben sich beim Ausfall der Steuerkraft zurückbewegt und die Abschrägung in Berührung mit dem Stößel kommt. Hierdurch ist eine besonders praktische Ausführung des erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuerventils gegeben, da auf diese Weise das Bypaßventil immer sicher und zuverlässig geöffnet wird, falls der Kolben bei fehlender Steuerkraft durch die Kraft der Rückstellfeder gegen die Zylinderwand gedrückt wird.

Wird vorteilhafterweise das Bremsdrucksteuerventil so ausgebildet, daß das Bypaßventil im Stufenkolben angeordnet ist und einen aus der Ringfläche vorstehenden Stößel aufweist, der beim Ausfall der Steuerkraft zur Anlage an die Zylinderrückwand kommt und dadurch einen durch den dickeren Kolbenabschnitt verlaufenden Verbindungskanal zwischen den Zylinderkammern freigibt, so ist es möglich, lediglich durch Einsetzen eines abgeänderten Kolbens herkömmliche Bremsdrucksteuerventile in der erfindungsgemäßen Weise abzuwandeln.

Nach einem zweiten erfindungsgemäßen Lösungs- « weg wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Bremsdrucksteuerventil de» im Oberbegriff des Anspruchs 4 angegebenen Art zwischen dem Gestängeteil und dem Stufenkolben eine Druckfeder angeordnet ist, wobei das Gestängeteil normalerweise entgegen der so Kraft der Druckfeder am Stufenkolben in Anlage gehalten ist und daß das Gestängeteil mit einem Betätigui.gsglied für das Ventil versehen ist, mit dem es bei einem Auseinanderbewegen von Gestängeteil und Stufenkolben das Ventil in seine Offenstellung zieht. 5;

Auch bei dieser Lösung können bei vollbeladenem Fahrzeug die Fußkräfte nicht so hoc ι werden, daß eine Bremsung iim sicheren Bereich nich. mehr möglich ist. Trotz der Unterbrechung der Steuerkraft ist also das Fahrzeug weiterhin voll bremsfähig. to

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Betägigungsglied eine Zugstange ist, die in dem Ventil um ein das ungehinderte normale Arbeiten des Ventils ermöglichendes Stilick frei verschiebbar ist. Besonders vorteilhaft wird eine weitere Aiisfiihriingsform so ausgebildet, h> daß die Zugstange sich durch den dünneren Kolbenabschnitl hindurcherstreckl und mit dein als Kugelpfannenteil ausgebildeten Oistangeteil verbunden ist. Dabei sollte die Druckfeder stärker als die dem Ventil zugeordnete Schließfeder sein, damit das Ventil durch die Druckfeder sicher geöffnet werden kann.

For die praktische Ausführung der Erfindung ist es sweckmäßig, wenn die RQckbewegung des Stufenkolbens durch einen Anschlag begrenzt ist, derart, daß hinter dem Kolben stets eine ausreichende hydraulische Verbindung vom Eingang zum Ventil verbleibt, damit dadurch ein ungehinderter Durchtritt von Strömungsmittel von dem Eingang zum Ausgang und damit zu den Breimszylindern der geregelten Achse möglich ist

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuerventil in der normalen Betriebsstellung bei relativ starker Achslast,

Fig. 2 den gleichen Schnitt wie Fig. 1, wobei jedoch die Stellung nach Ausfall der Steuerkraft dargestellt ist,

F i g. 3 einen schematischen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform, in Nor-riallage bei hoher Achslast,

Fig.4 einen schematischen Axialscnnitt durch eine dritte Ausführungsform in Normalbetriebsstellung bei relativ hoher Achslast und

F i g. 5 den gleichen Schnitt wie F i g. 4, jedoch in einer Betriebslage, wie sie vorliegt wenn die Steuerkraft ausgefallen ist.

Nach Fi g. 1 ist in einem Zylinder 11 ein Stufenkolben 12 angeordnet, der aus einem dickeren Kolbenabschnitt Mb und einem dünneren Kolbenabschnitt 12a besteht. Der dünnere Kolbenabschnitt 12a ist gleitend in einem Zylünderansatz 19 angeordnet.

Innerhalb eines im Inneren des dickeren Kolbenabschnittes vorgesehenen Hohlraumes 26 ist ein Ventil 13 untergebracht, das durch eine Schraubendruckfeder 25 in den Fig. 1 und 2 nach rechts vorgespannt ist. Das Ventil 13 weist an seiner in Fig. 1 rechten Seite einen Zapfen 23 auf, der durch eine Verbindungsöffnung 27 nach außen vorsteht und an dem Zylinderboden 24 zur Anlage kommen kann.

Der dickere Kolbenabschnitt 126 teilt zwei Zylinderkammern 14,15 ab, von denen die Kammer 14 mit dem zum Hauptzylinder führenden Einlaß 17 und die Zylinderkammer 15 mit dem zu den Radbremszylindern führenden Auslaß 18 in Verbindung steht.

Der dünnere Kolbenabschnitt 12a wird über einen Stößel 22, eine Stange 21 und eine Zugfeder 20 in Abhängigkeit von der Achslast mit einer Steuerkraft beaufschlagt, die bei der in Fig. 1 dargestellten Normallage bewirkt, daß der Stufenkolben 12 sich in seiner weitesten Stellung nach rechts befindet und das VentiJ 13 durch Anstoßen des Zapfens 23 an Jen Zylinderboden 24 geöffnet ist.

Der Hohlraum 26 im dickeren Kolbenabschnitt 12fc steht über Verbindungsöffnungen 28 mit der EinlaOkammer 14 in hydraulischer Verbindung, so daß bei geöffnetem Ventil 13 über die öffnungen 27,28 und den Hohlraum 26 eine hydraulische Verbindung zwischen den Zylinderkarmern 14 und 15 vorliegt.

In der Zylinderwandung ist ein Bypaßventil 16 angeordnet, das einen in die Einlaökammer 14 hineinragenden Stößel 29 aufweist, der mit einer Abschrägung 30 am hinteren Ende des dickeren Kolbenabschnittes zusammenarbeitet, derart, daß das Bypaßvenlil 16 g,:gen d\i Kraft einer Druckfeder 42 geöffnet wird und eine Verbindung /wisihen der F.inlaßkammer 14 über einen Kanal 31 /u dem Auslaß 18

freigibt. Ein Anschlag 39 an der Zylinderrückwand 32 begrenzt die Rückbewegung des Kolbens 12 derart, daß eine ausreichend dimensionierte hydraulische Verbindung zwischen dem Einlaß 17 und dem Bypaßventil 16 verbleibt.

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 ist wie folgt:

Wenn die Steuerkraft aufgrund großer Achslast groß ist, wird der Stufenkolben 12 so weit nach rechts gedrückt, daß das Ventil 13 öffnet und der volle Druck durch die Verbindung 28, 26, 27, 18 zu den Radbremszylindern gelangt.

Nimmt die Steuerkraft aufgrund verringerter Achslast ab, so bewegt sich der Stufenkolben 12 bei entsprechendem hydraulischem Druck nach links und das Ventil 13 schließt, weil sich der Zapfen 23 vom Boden 24 löst.

Nunmehr ist am Auslaß 18 nur noch der dem Flüchcnverhijhnis des Stufenkolben eniSTecheride verminderte Druck wirksam.

Während bei verringerter Achslast der Kolben 12 sich nur so weit nach links bewegt, daß zwar das Ventil 13 geschlossen, nicht aber das Bypaßventil 16 geöffnet wird, bewegt sich der Stufenkolben bei völligem Ausfall der Steuerkraft, also z. B. bei einem Bruch der Zugfeder 20. so weit nach links, bis die Abschrägung 30 auf den Stößel 29 aufgleitet und dabei das Bypaßventil 16 öffnet. Nunmehr ist eine direkte Verbindung vom Einlaß 17 über das Bypaßventil 16 und den Kanal 31 zum Auslaß 18 gebildet, welche gewährleistet, daß die Radbremszylinder mit dem vollen Bremsdruck beaufschlagt werden. Dieser Zustand ist in F i g. 2 dargestellt.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. I. Der Unterschied zu der Ausführungsform nach F i g. 3 besteht darin, daß das Bypaßventil 16 innerhalb des dickeren Kolbenabschnittes 12fc angeordnet ist. Der Stößel 29 steht aus der linken Ringfläche des Kolbenabschnittes 12b hervor und kommt an der Zylinderrückwand 32 zur Anlage, wenn beim Ausfall der Steuerkraft der Stufenkolben sich unter der Wirkung der Rückstellfeder 37, die auch bei derAusführungsform nach den K ι g. 1 und 2 vorgesehen ist. nach links bewegt.

Sobald der Stößel 29 zur Anlage an der Rückwand 32 gekommen ist, öffnet das Bypaßventil 16 und es wird ein Verbindungskanal 33 zwischen den Zylinderkammern 14 und 15 freigegeben.

Die Wirkungsweise der Ausführungsform nach F i g. 3 ist analog der nach den F i g. I und 2.
Bei der Ausführungsform nach den F i g. 4 und 5 wird auf die Anordnung eines zweiten Ventils verzichtet. Statt dessen greift in einen Hohlraum 43 des Ventils 13 eine mit einer Erweiterung 41 versehene Zugstange 34 ein, welche sich frei beweglich durch den gesamten Stufenkolben nach links erstreckt bis zu einem Kugelpfannenteil 35, an dem sie befestigt ist. Das Kugelpfannenteil ist durch eine Druckfeder 36 vom Kolben 12 weg vorgespannt. Der kugelpfanncnförmigc Vorsprung paßt jedoch in eine entsprechende kugelpfannenförmige Ausnehmung des Kolbens 12 hinein.

Für die Unterbringung der Druckfeder 36 ist ein Ringraum 44 belassen, der so dimensioniert ist, daß die Feder noch nicht ganz vollständig zusammengedrückt ist, wenn der Kugelpfannenteil 35 mit dem KolbcnabcrhnJM iOa in Rpriihriincr W»mml

Wesentlich ist, daß die Druckfeder 36 stärker als die Schließfeder 25 des Ventils 13 ist.

Beim in Fig. 4 veranschaulichten Normalbetrieb drückt die über den Stößel 22 übertragene Steuerkraft den Kugelpfannenteil 35 fest in die Kugelpfanne des Kolbenabschnittes 12a. so daß die Wirkung der Druckfeder 36 praktisch aufgehoben ist. Hierbei verschiebt sich der Anschlag 41 am Ende der Zugstange so weit 'n den Hohlraum 43, daß das Ventil 13 normal arbeiten kann, d. h. bei großer Achslast öffnen und bei geringer Achslast schließen kann.

Fällt nun die Steuerkraft auf, so bewegt sich der Kugelpfannenteil 35 unter der Wirkung der Druckfeder 36 nach links und entfernt sich von dem Stufenkolben 12. Dabei kommt die Erweiterung 41 der Zugstange 34 am Ende des Hohlraumes 43 zur Anlage und nimmt das Ventil 13 in Öffnungsrichtung mit, weil die Schließfeder 25 des Ventils 13 entsprechend schwach ausgebildet ist. Nunmehr ist ein hydraulischer Weg von der Einlaßkammer 14 durch das Ventil 13 zur Auslaßkammer 15 geöffnet (vergleiche F i g. 5).

Nach den F i g. I bis 3 ist die Rückstellfeder 37 in einer ringförmigen Aussparung am rechten Ende des dickeren Kolbenabschnittes 12ö untergebracht. Die Abdichtung der beiden Kolbenabschnitte 12a. 126 wird durch Dichtungen 40 gewährleistet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche;

1. Lastabhängig arbeitendes Bremsdrucksteuerventil für eine hydraulische Fahrzeugbrenisanlage, das zwischen einem Hauptbremszylinder und Radbremszylindern geschaltet ist und das in einem Zylinder einen verschiebbaren Stufenkolben aufweist, auf den entgegen der Kraft einer Rückstellfeder eine von der Achslast abhängige Steuerkraft wirkt und dessen größere Räche gleichsinnig mit der Kraft der Rückstellfeder vom Auslaßdnick und dessen kleinere Räche vom Hauptzylinderdruck beaufschlagt ist und der ferner ein in Abhängigkeit von der Kolbenstellung gesteuertes Ventil enthält, vs das im Bereich der maximalen Verschiebung des Kolbens in Richtung Auslaßkammer die beiden durch den Stufenkolben begrenzten Zylinderkammern miteinander verbindet und das bei einer Bewegung aus diesem Bereich entgegen der achslastaoiiängigen Steuerkraft schließt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Einlaßkamrner (14) und Auslaßkammer (15) ein normalerweise geschlossenes Bypaßventil (16) vorgesehen ist und daß bei Ausfall der achslastabhängigen Steuerkraft der Stufenkolben (12) durch die Kraft der Rückstellfeder (37) in eine Stellung bewegbar ist, in der er das Bypaßventil öffnet.

2. Bremsdrucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (16) in der Zylinderwand angeordnet ist und einen Stößel (29) aufweist, der sich in die Einlaßkammer (14) erstreckt und mit einer Abschrägung (30) am dickeren Kolbenabschnitt (\2b) derart zusammenwirkt, daß das Ventil (16) öffnet, wenn der Kolben (12) sich beim Ausfall der Steuerkraft rückbewegt und die Abschrägung (30) in Berührung mit dem Stößel (29) kommt.

3. Bremsdrucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bypaßventil (16) *o im Stufenkolben (12) angeordnet ist und einen aus der Ringfläche vorstehenden Stößel (29) aufweist, der beim Ausfall der Steuerkraft zur Anlage an der Zylinderrückwand (32) kommt und dadurch einen durch den dickeren Kolbenabschnitt (12b) verlaufen- *5 den Verbindungskanal (33) zwischen der Einlaßkammer (14) und der Auslaßkammer (15) freigibt.

4. Lastabhängig arbeitendes Bremsdrucksteuerventil für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, das zwischen einem Hauptbremszylinder und Rad- » bremszylinder:, geschaltet ist und das in einem Zylinder einen verschiebbaren Stufenkolben aufweist, dessen größere Fläche entgegen der Kraft einer von der Achslast abhängigen Kraft vom Auslaßdruck und dessen kleinere Fläche vom Hauptzylinderdruck beaufschlagt ist und der ferner ein in Abhängigkeit von der Kolbenstellung gesteuertes Ventil enthält, das im Bereich der maximalen Verschiebung des Kolbens in Richtung Auslaß die beiden durch den Stufenkolben begrenz- go ten Zylinderkammern miteinander verbindet und das bei einer Bewegung aus diesem Bereich entgegen der achslastabhängigen Steuerkraft schließt, wobei die achslastabhängige Steuerkraft auf den Stufenkolben mittels eines CJeslängcteils ^ übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gestängeteil (35) und dem Stufenkolben (12) eine Druckfeder ()6) angeordnet ist. wobei das Gestängeteil normalerweise entgegen der Kraft der Druckfeder am Stufenkolben in Anlage gehalten ist, und daß das Gestängeteil mit einem Betätigungsglied (34) für das Ventil (13) versehen ist, mit dem es bei einem Auseinanderbewegen von Gestängeteil (35) und Stufenkolben (12) das Ventil (13) in seine Offenstellung zieht,

5. Bremsdrucksteuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätipungsglied eine Zugstange (34) ist, die in dem Ventil (13) um ein das ungehinderte normale Arbeiten des Ventils ermöglichendes Stück frei verschiebbar ist

6. Bremsdrucksteuerventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstange (34) sich durch den dünneren Kolbenabschnitt (12a^ hindurcherstreckt und mit dem als Kugelpfannenteil (35) ausgebildeten Gestängeteil verbunden ist.

7. Bremsdrucksteuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (36) stärker als die dem Ventil zugeordnete Schließfeder (25) ist.

8. Bremsdrucf steuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückbewegung des Stufenkolbens (12) durch einen Anschlag (39) begrenzt ist, derart, daß hinter dem Kolben stets eine ausreichende hydraulische Verbindung vom Einlaß (11) zum Bypaßventil (16) verbleibt.