DE2213367B2 - Druckminderventil für druckmittelbetfitigbare Kraftfahrzeug-Bremsanlagen - Google Patents

Description

gekennzeichnetdurch folgende Merkmale:

h) das Steuerelement ist ein in der Sackbohrung (32,33) verschiebbarer, die dritte Druckkammer (C) von der vierten Druckkammer (D) stets abdichtender Zusatzkolben (40),

i) die den Zusatzkolben (40) belastende Feder (43) stützt sich an der Innenwand des Ventilgehäuses (11) ab,

k) die vierte Druckkammer (D) ist mit der zweiten Druckkammer ^ verbunden.

2. Druckminderventil für druckmittelbetätigbare Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, bei dem

a) In einem Ventilgehäuse ein Steuerkolben verschiebbar angeordnet ist,

b) von einem am Steuerkolben vorgesehenen Bund und einem gehäusefesten Ventilsitz ein Ventil gebildet ist, das eine mit einer Druckmittelquelle verbundene erste Druckkammer von einer mit den Hinterradbremsen verbundenen zweiten Druckkammer trennt,

c) die in Ventilschließrichtung druckbeaufschlagten Steuerkolbenflächen größer sind als die in Ventilöffnungsrichtung druckbeaufschlagten Steuerkolbenflächen,

d) der Steuerkolben in Ventilöffnungsrichtung durch die Kraft einer Ventilfeder belastet ist, die das Ventil bis zu einem vorbestimmten ersten Schaltdruck offen hält,

e) im Steuerkolben eine axiale Sackbohrung vorgesehen ist, die zu dem der zweiten Druckkammer abgewandten Kolbenende hin geschlossen ist und mit ihrem Ende eine dritte Druckkammer begrenzt, wobei die erste und die dritte Druckkammer miteinander verbunden sind,

f) die die öffnung der Sackbohrung aufweisende Stirnseite des Steuerkolbens mit der Innenwand des Ventilgehäuses eine vierte Druckkammer begrenzt,

g) in der Sackbohrung ein bewegliches Steuerelement angeordnet ist, das entgegen dem Druck in der dritten Druckkammer durch die Kraft einer Feder belastet ist, wobei die Feder das Steuerelement bis zu einem vorbestimmten zweiten, über dem ersten liegenden Schaltdruck in Anlage am Steuerkolben hält,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

h) das Steuerelement ist ein in der Sackbohrung (32,33) verschiebbarer, die dritte Druckkammer (C) von der vierten Druckkammer (D) stets abdichtender Zusatzkolben (40),

i) die den Zusatzkolben (40) belastende Feder (43) stützt sich am Steuerkolben (30) ab, wobei die Bewegung des Zusatzkolbens (40) entgegen der Kraft dieser Feder (43) durch einen gehäusefesten Anschlag begrenzt ist,

k) die vierte Druckkammer (D) ist mit der zweiten Druckkammer ^ verbunden.

3. Druckminderventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkolben (40) in der Sackbohrung (32) mit einer Bechermanschette (41) abgedichtet ist

4. Druckminderventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkolben (40) einen in die vierte Druckkammer (D) ragenden Endabschnitt (40a) aufweist und daß die Bewegung des Zusatzkolbens (40) in der Druckkammer (D) won der Bewegung des Endabschnitts (40a) gegen die Innenwand des Ventilgehäuses (11) gesteuert ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckminderventil der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2 angegebenen Gattung.

Ein Druckminderventil dieser Art, mit dem eine zweimal geknickte Kennlinie erreichbar ist, ist durch die US-PS 35 01 203 bekannt. Bei diesem bekannten Ventil ist das Steuerelement ein Ventilglied, das bis zu dem zweiten Schaltdruck von der Feder in Anlage an einem in der Sackbohrung ausgebildeten Ventilsitz gehalten ist Steigt der Druck in der dritten Druckkammer über den zweiten Schaltdruck an, so hebt das Ventilglied vom Sitz ab und Druckmittel strömt von der dritten Druckkammer in die vierte Druckkammer und beaufschlagt dort den Steuerkolben zusatzlich in Schließrichtung. Da somit dort in der vierten Druckkammer nach dem Abheben des Ventilgliedes ein vom Druck in der

benachbarten zweiten Druckkammer verschiedener Druck herrscht, ist zwischen diesen beiden Kammern eine zumindest in der einen Strömungsrichtung dichtende Dichtung erforderlich. Ferner muß beim Lösen der Bremsen das in die vierte Druckkammer eingeströmte Druckmittel wieder in die dritte bzw. die erste Druckkammer zurückströmen können. Hierzu ist das Ventilglied als Einwegventil ausgebildet, das bei einem Überdruck in der vierten Druckkammer zur dritten Druckkammer hin öffnet Dieses bekannte Druckminderventil erfordert somit einen hohen Bauaufwand.

Ferner ist ein Druckminderventil bekannt (DE-AS 10 91884), bei dem ein in einer Gehäusebohrung verschiebbares Ventilglied mit einem gehäusefesten Ventilsitz zusammenwirkt und die Verbindung zwischen einer mit einer Druckquelle verbundenen ersten Druckkammer und einer mit den Hinterradbremszylindern eines Fahrzeugs verbundenen zweiten Druckkammer steuert Das Ventilglied ist gegen die Kraft einer Feder in Schließrichtung vom Druck in der ersten Druckkammer beaufschlagt In einer zvr ersien Druckkammer hin offenen Sackbohrung im Ventilglied ist ein Stufenkolben verschiebbar geführt, der mit seiner einen Stirnseite und dem Ende der Sackbohrung eine mit der zweiten Druckkammer verbundene dritte Druckkammer begrenzt Die vom Druck in der ersten Druckkammer beaufschlagte wirksame Fläche des Stufenkolbens ist kleiner als die vom Druck in der dritten Druckkammer beaufschlagte Stirnfläche. Nach dem Schließen der vom Ventilglied gesteuerten Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Druckkammer wird somit dort der Druck in der zweiten Druckkammer mittels des Stufenkolbens gegenüber dem Druck in der ersten Druckkammer untersetzt Einen zweiten Knickpunkt in der Kennlinie kann dort nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckminderventil der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß eine zweimal geknickte Kennlinie mit vergleichsweise wenig Bauaufwand erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß sowohl durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 als auch durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 aufgeführten Merkmale gelöst

Bei beiden, auf demselben Prinzip beruhenden Lösungen bleibt der Zusatzkolben bis zum Erreichen des zweiten Schaltdruckes in Anlage am Steuerkolben. Oberhalb des zweiten Schahdruckes hebt der Zusatzkolben vom Steuerkolben ab und vermindert auf diese Weise die in Öffnungsrichtung auf den Steuerkolben wirkende Kraft Da die Veränderung der am Steuerkolben wirksamen Kräfte lediglich von der Stellung des Zusatzkolbens relativ zum Steuerkolben abhängt und die Bewegung fies Zusatzkolbens mit Hilfe der Druckdifferenz zwischen der dritten Druckkammer und der zweiten Druckkammer sowie der ihn belastenden Feder erfolgt, kann bei den erfindungsgemäßen Lösungen die vierte Druckkammer mi ι der zweiten Druckkammer verbunden sein. Zusätzliche Abdichtungen für die vierte Druckkammer bzw. Ventile sind somit nicht erforderlich. Im übrigen ist es bei den erfindungsgemäßen Lösungen möglich, durch Auswechseln des Zusatzkolbens und der ihn belastenden Feder die Charakteristik des Ventils auf einfache Weise zu verändern. Aufgrund der einfachen Bauweise ergibt sich bei den erfindungsgemä^ ausgebildeten Ventilen auch eine hohe Genauigkeit bei der Drucksteuerung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Lösungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 sind in den Ansprüchen 3 und 4 angegeben.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematisch gehaltene Darstellung einer hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage mit einem Druckminderventil,

iü Fig.2 einen Schnitt einer Ausführungsform des erfindungsgemäflen Druckminderventils, Fig.3 in einem Diagramm den Auslaßdrunk über dem Einlaßdruck des Druckminderventils und F i g. 4 einen partiellen Schnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckminderventils. Bei der in F i g. 1 dargestellten hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage ist ein Hauptzylinder 1 zur Erzeugung eines Bremsdrucks in üblicher Weise mit einem Pedal 2 gekuppelt Vom Hauptzylinder 1 führt eine Bremsleitung la zu den Vorderradbremszylindern 3, 4 und zu einem Druckminderventil 10, dem eine Bremsleitung 16 zu den Hinterradbremazylindern 5, 6 zugeordnet ist Der im Hauptzylinder 1 erzeugte Druck wirkt also durch das Druckminderventil gesteuert auf die Hinterradbremszylinder 5,6.

Das Druckminderventil 10 nach Fig.2 umfaßt ein Ventilgehäuse 11 mit einem über die Bremsleitung la an den Hauptzylinder 1 angeschlossenen Druckmitteleinlaß 11a und einem über die Bremsleitung 1 fr an die beiden Hinterradbremszylinder 5, 6 angeschlossenen Druckmittelauslaß üb. Das Ventilgehäuse 11 weist eine abgesetzte Bohrung auf mit einem Abschnitt 12 mit kleinem Durchmesser, einem sich anschließenden Abschnitt 13 mit mittlerem Durchmesser, der mit dem Druckmittelauslaß 116 in Verbindung steht, und mit einem Abschnitt 16 mit großem Durchmesser, der mit dem Druckmitteleinlaß Ua verbunden ist An einer Schulter 14, die den Obergang des Bohrungsabschnitts 13 zu dem Bohrungsabschnitt 16 bestimmt, ist ein ringförmiger Einsatz befestigt und bildet einen Ventilsitz IS. Die abgesetzte Bohrung, eine Sackbohrung, ist im Bereich des Abschnitts 16 — das ist in F i g. 2 gesehen links - durch einen in den Abschnitt 16 eingesetzten Schraubstopfen 20 verschlossen, wobei ein Cichtungsring 21 für einen dichten Abschluß sorgt

In der abgesetzten Bohrung 12, 13, 16 ist ein Steuerkolben 30 hin und her verschiebbar geführt Dabei gleitet der eine Endabschnitt 30b des Steuerkolbens 30 von größerem Durchmesser im Bohmngsabschnitt 12 mit kleinerem Durchmesser, während der andere Endabschnkt 30a von kleinerem Durchmesser als der Kolbenabschnitt 30b in die Bohrungsabschnitts 13 und 16 von mittlerem und großem Durchmesser im Ventilgehäuse U hineinragt Das Ende dieses Kolben abschnitts 30a ist in einer axialen Bohrung 22 des Schraubstopfens 20 geführt, wobei eine Bechermanschette 19 die Abdichtung übernimmt

Es ergibt sich somit im Druckminderventil eine erste etwa ringförmige Druckkammer A zwischen der Außenwand des Kolbenabschnitts 30a und der Innenwand des Bohrungsabschnitts 16. Eine zweite etwa ringförmige Druckkammer B ergibt sich zwischen der Außenwand des Kolbenabschnitts 30b und der Innenwand des Bohrungsabschnitts 13. Die erste Druckkammer A steht stets in Verbindung mit dem Druckmitteleinlaß Ha, die zweite Druckkammer B steht stets mit dem Druckmittelauslaß Wb in Verbindung. Eine Ventilfeder 35, die sich einerseits an einem Flansch 31

des Steuerkolbens 30 und andererseits an einem Anschlagring 17, der in einer im Bereich des Bohrungsabschnitts 16 im Ventilgehäuse 11 ausgebildeten Ringnut eingesetzt ist und Ober Distanzstucke 18 die Bechermanschette 19 fixiert, abstützt, übt auf den Steuerkolben 30 eine in Fig.2 gesehen nach rechts gerichtete Kraft aus.

Den Übergang vom Kolbenabschnitt 30b von größerem Durchmesser zu Kolbenabschnitt 30e von kleinerem Durchmesser bildet ein Bund, eine schräge Ventilfläche 30c, die mit dem gehäusefesten Ventilsitz als Ventil zusammenwirkt. Durch Verschieben des von der Ventilfeder 35 belasteten Steuerkolbens 30 bzw. der daran ausgebildeten Ventilfläche 30c aus der in F i g. 2 dargestellten Offen- oder Ausgangsstellung gegen die Federkraft und relativ zum Ventilsitz 15, infolge einer durch die Wirkung des hydraulischen Drucks auf die wirksame Differentialfläche zwischen den Kolbenabschninen 3öa und 3ϋσ bedingten Kraft auf den Steuerkolben 30, schließt das Ventil 15, 30c Ist das Ventil 15,30c geschlossen, so sind die Druckkammer A und B voneinander getrennt. Die wirksame Druckaufnahmefläche des den kleineren Durchmesser aufweisenden Kolbenabschnitts 30a ist gleich der Querschnittsfläche 51 des Kolbenabschnitts 30a. Die wirksame Druckaufnahmefläche der Ventilfläche 30c bemißt sich nach der Querschnittsfläche 52 des inneren Durchmessers des Ventilsitzes 15.

Im Endabschnitt 30a des Steuerkolbens ist eine axiale Bohrung 36 ausgebildet, die mit der Bohrung 22 des Schraubstopfens 30 stets in Verbindung steht und eine unter Atmosphärendruck stehende Kammer bildet.

In einer axialen, abgesetzt Sackbohrung 33,32 die im Endabschnitt 306 des Steuerkolbens 30 ausgebildet ist, ist ein Zusatzkolben 40 aufgenommen und mit einem mit einer Bechermanschette 41 versehenen Endabschnitt im Bohrungsabschnitt 32 geführt Der innere Bohrungsabschnitt 32 weist einen kleineren Durchmesser auf als äußere Bohrungsabschnitt 33. Den Übergang vom äußeren Bohrungsabschnitt 33 zum inneren Bohrungsabschnitt 33 mit kleinerem Durchmesser bildet eine Schultsr 42, an die ein Flansch am Zusatzkolben 40 mit einer Seite anliegt, während an dessen anderer Seite eine am Ventilgehäuse 11 abgestützte Druckfeder 43 angreift. Diese Feder 43 über auf den Zusatzkolben 40 eine — in F i g. 2 nach links gerichtete — Kraft aus.

Der Zusatzkolben 40 begrenzt mit seinem in der Sackbohrung 32, 33 geführten Endabschnitt in der Bohrung 32, die mit der ersten Druckkammer A durch eine radiale Bohrung 34 im Steuerkolben 30 in steter Verbindung steht, vine dritte Druckkammer C Durch die Feder 43 beiastet wird der Zusatzkoiben 40 in einer bestimmten Ausgangsstellung gehalten, so lange die vom Druck in der Druckkammer C auf den Zusatzkolben 40 ausgeübte Kraft kleiner als die Kraft der Feder 43 ist Die Kraft der Feder 43 ist um ein bestimmtes Maß geringer als die der Ventilfeder 35. Eine vierte Druckkammer D ergibt sich im Bohrungsabschnitt 33. Diese vierte Druckkammer D steht hydraulisch mit der zweiten Druckkammer B über einen Schlitzdurchgang in Verbindung, der durch die Außenwand des Kolbenabschnitts 306 und die Innenwand des Bohrungsabschnitts 12 im Ventilgehäuse 11 begrenzt ist

In Fig.2 ist das Druckminderventil 10 mit dem Steuerkolben 30 in Ausgangs- oder Nullstellung gezeigt wobei der Steuerkolben durch den Unterschied der auf ihn wirkenden Federkräfte der Druckfedern 35 und 43 an der Innenseite der rechten Innenwand des Ventilgehäuses 11 anliegend gehalten ist

Die Arbeitsweise des Druckminderventils nach der ersten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 2 und 3 im einzelnen erläutert In F i g. 3 ist auf der .Y-Achse des Koordinatensystems der von links nach rechts zunehmende Einlaßdruck P1 des Druckminderventils 10 bzw. der Druck an den Vorderradbremszylindem 3,4 oder der Auslaßdruck am Hauptzylinder 1 und auf der K-Achse des Koordinaten-

ίο systems der von unten nach oben zunehmende Auslaßdruck P 2 des Druckminderventils 10 bzw. der Druck an den Hinterradbremszylindern 5, 6 aufgetragen. Eine der ausgezogenen Kurven ergibt den idealer Druckanstieg für die Hinterradbremszylinder im Ver-

ι ■-, hältnis zu dem Druckanstieg in dem Hauptzylinder an.

Der bei Betätigung des Bremspedals 2 im Hauptzylinder erzeugte Druck wird durch die Bremsleitung la aul die Vorderradbremszylinder 3,4 übertragen und wirkt über den DruckmiiieieiniaS iiades Druckminderventil!

2i) 10 und dessen ersten Druckkammer A und von dort bei geöffnetem Ventil 15,30c in dessen zweiter Druckkammer B sowie von dort über den Druckmittelauslaß lift und die Bremsleitung \bauf die Hinterradbremszylinder 5,6. Dabei steigt der Druck an den Vorderradbremszy-

>i lindern 3, 4 bzw. der Einlaßdruck Pi wie auch an den Hinterradbremszylindern 5,6 bzw. der Auslaßdruck PI an (Stufe I in F i g. 3).

Der EiU&ßdruck Pl und der Auslaßdruck Pl sind direkt proportional. Die Beziehung zwischen PX und

in P2 ist durch die Gerade CMC in Fig.3 verdeutlicht und gilt so lange, bis .Pl den Wert A erreicht In Stufe 1 von O-AC wirken auf den Steutrkolben 30 an den druckbeaufschlagten Steuerkolbenflächen zum einen in F i g. 2 nach links gerichtete Schließkräfte und zum

S3 anderen in F i g. 2 nach rechts gerichtete Öffnungskräfte. Im Punkt ACgüt sodann zwischen den Öffnungskräften und den Schließkräften auf den Steuerkolben 30 nachstehende Gleichung:

Pl (S2-SD + P1 -S3 + F35

= P2-{S2-S3) + P2-S3 + Pi S3 + F43. (D

Dabei ist 51 die wirksame Druckfläche am

Kolbenabschnitt 30a, 52 die wirksame Druckfläche am Kolbenabschnitt 30b (in Fig.2 und 4 als mittlerer Durchmesser am Ventilsitz 15, 30c angegeben und 53 die wirksame Druckfläche innerhalb des Steuerkolbens 30 in der stets mit der ersten Druckkammer A in

so Verbindung stehenden dritten Druckkammer C (in Fig.2 und 4 als Durchmesser der Sackbohrung 32 angegeben). Mit F35 ist die Federkraft der auf den Steuerkolben 30 in Richtung der Offen-Stellung, das ist die Ausgangs- bzw. Nullstellung des Ventils 10.

wirkende Feder 35 und mit F43 die Federkraft der Ober den Zusatzkolben 40 auf den Steuerkolben 30 wirkenden, am Gehäuse 11 abgestützten Feder 43 bezeichnet

Für ein Verhältnis 1 :1 zwischen Pt und PT. stellt sich

die Gleichung (1) wie folgt dar:

Pl S1 = F35-F43
oder der Einlaßdruck im Punkt A als
Pi=(F3S-F43)/Sl

(la)

oder

P1/P2=1:I.

Wird das Bremspedal 2 weiter betätigt, so steigt P i und damit auch P2 über den Punkt AC hinaus an. Die der Differenz der Federkräfte F35-F43 gegenüberstehende resultierende Kraft auf den Steuerkolben 30 bewegt diesen zusammen mit dem daran anliegenden Zusatzkolben 40 aus der Offen-Stellung in F i g. 2 nach links und schließt das Ventil 15,30c

D$~> Ventil 15, 30c bleibt geschlossen, bis bei weiter ansteigendem P1 und bei auf Grund der Trennung der Druckkammer A und der Druckkammer B gleichblei- in bendem Druck P2 die Druckdifferenz P1 - P2 so groß geworden ist, daß die in F i g. 2 nach rechts gerichtete resultierende Öffnungskraft die nach links gerichtete resultierende Schließkraft übersteigt. Der Steuerkolben 30 bewegt sich sodann nach rechts. Dadurch werden die ι '> Druckkammer A und die Druckkammer B miteinander verbunden und P2 steigt an, was sogleich wieder zum Schließen des Ventils 15, 30t· führt. Dies führt zu einer Hin- und Herbewegung des Steuerkcibcns 30, der Steuerkolben 30 »flattert«. Der Anstieg von P2 gegenüber Pi erfolgt in etwa treffenstufenförmig. Für die Gerade AC—SD in Fig. 3, eine Mittellinie der nicht gezeigten Treppenkurve, stellt sich die Gleichung (1) wie folgt dar:

Pl (S2-SI) + F35-F43=P2S2

P2 = ((S2- SlVSl) Pl +(F35-F43).V2 (Ib)

Danach gilt für den Anstieg von Pl in Stufe Il jo bzw. für die Beziehung PlPi :(S2-S1)S2 oder

Haben Pl und P2 den Punkt BD in Fig.3 erreicht und wird das Bremspedal 2 weiter niedergetreten, so steigt P1 weiter an. Die nach rechts gerichteten Kräfte auf den Zusatzkolben 40 übersteigen schließlich die nach links gerichteten Kräfte.

Pl S3 > F43 + P2· S3.

Unter dieser Bedingung bewegt sich der Zusatzkolben 40 unter Zusammendrücken der Feder 43 und damit gegen eine ansteigende Federkraft F43 nach rechts in die vierte Druckkammer D hinein. Der Steuerkolben 30 wird beim Abheben des Zusatzkolbens 40 von der Federkraft F43 entlastet, gleichzeitig steigt beim Bewegen des Zusatzkolbens 40 in die Druckkammer D hinein der Druck P2 in der Druckkammer D aber auch in der zweiten Druckkammer B, die mit der Druckkammer D in Verbindung steht, an und mit dem Anstieg des Druck P2 steigen auch die auf die druckbeaufschlagten Flächen des Steuerkolbens nach links wirkenden Kräfte. Ein öffnen des Ventils 15,30c setzt ein, sobald die durch den Druckanstieg von P 2 auf den Steuerkolben 30 nach links gerichteten Kräfte geringer sind als die durch Entlastung des Steuerkolbens 30 von der Federkraft 43 und durch den weiteren Druckanstieg von Pl eo gegenüber P2 erhöhten, nach rechts gerichteten Kräfte. Der Druckanstieg von P2 wird durch die Bewegung des Zusatzkolbens 40 in der vierten Druckkammer D gesteuert und endet mit einem zur Öffnung des Ventils 15, 30c führenden Überwiegen der nach rechts gerichteten Kräfte gegenüber den nach links gerichteten Kräften auf den Steuerkolben 30; spätestens und in der Praxis üblich bei Anschlag des Zusatzkolbens bzw.

dessen Endabschnitts 4Oe an der die Druckkammer D begrenzenden Gehäuseinnenwand.

Beim »Lösen« bzw. »Abheben« des Zusatzkolbens 40 vom Steuerkolben 30 stellt sich die Gleichung (1) wie folgt dar:

Pl S2-PI Sl + F35 = P2S2-P2S3+P1 S3.

(Ic)

Danach gilt für den Anstieg von P2 in Stufe III b?w. für die Beziehung P2P1:

[Sl-Sl-Si)¹ISl-S3)

Bei Entlastung des Bremspedals 2 nimmt der Druck ;m Hauptzylinder ί und such in den Brcrnszylindcrn schnell ab und die beweglichen Teile des Druckminderventils 10 nehmen die Ausgangs- oder Nullstellung nach der F i g. 2 wieder ein.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 unterscheidet sich konstruktiv von der Ausführungsform nach F i g. 2 lediglich darin, daß die den Zusatzkolben 40 gegen die Schulter 42 am Steuerkolben 30 belastende Feder 43 über einen Ring 44 als Innenschulter am Steuerkolben 30 abgestützt ist und nicht wie in Fig.2 an der die Druckkammer D begrenzenden Innenwandung des Ventilgehäuses 11. Aus dieser Konstruktiven Unterschiedlichkeit ergeben sich bei prinzipiell unveränderter Wirkungsweise des Ventils folgende Unterschiede und Vereinfachungen beim Zusammenbau des Ventils.

In Stufe I von O--4C(siehe Fig.3) wirken auf den Steuerkolben 30 an den druckbeaufschlagten Steuerkolbenflächen Schließkräfte in F i g. 4 nach rechts gerichtet und Öffnungskräfte in F i g. 4 nach links gerichtet nach folgender Gleichung:

Pl (S2-Sl) + Pl S3 + F35
= P2 · (S2 - S3) + Pl ■ S3 + P1 · S3 .

Gegenüber Gleichung (1) fehlt also nur die in Schließrichtung wirkende Federkraft F43. Denn bei der Abstützung der Feder 43 am Steuerkolben 30 wirken hier keine äußeren, die Bewegung des Steuerkolbens 30 beeinflussenden Kräfte auf den Steuerkolben 30.

Bei Pi = P 2 stellt sich sonach die Gleichung (2) wie folgt dar: Pl Sl= F35 oder Einlaßdruck im Punkt A:

P1 = F35/S1.

(2a)

Gegenüber der Gleichung (1 a) fehlt hier lediglich F43.

Für Stufe II ergibt sich aus der Gleichung (2) für die Gerade II in F i g. 3 von AC-BDdK Gleichung:

Pl (S2-S1)

= P2S2.

(2b)

Daraus folgt für den Anstieg von P 2 bzw. für die Beziehung P Xl P2: (S 2-S X)I S2.

Gegenüber Gleichung (Ib) fehlt hier lediglich F43.

Haben Pi und P2 den Punkt BD erreicht und wird das Bremspedal 2 weiter betätigt, so steigt hier wie auch bei Fig.2 PX weiter an und beim Steuerkolben 30 in Schließstellung fibersteigen die nach rechts gerichteten Kräfte auf den Zusatzkolben 40 die nach links gerichteten Kräfte.

PX

Unter dieser Bedingung bewegt sich der Zusatzkolben 40 in Stufe Hl unter Zusammendrücken der Feder 43 und damit gegen eine ansteigende Federkraft in die vierte Druckkammer D hinein. Dabei »löst« sich zwar auch der Zusatzkolben 40 von der Schulter 42 am Steuerkolben 30, wirkt jedoch über die Feder 43 und den Anschlag 44 weiter auf den Steuerkolben 30. Der Druck P2 in der viertel« Druckkammer D und auch in der damit verbundenen zweiten Druckkammer B steigt an und damit auch die durch den Druck Pl hervorgerufenen, nach links gerichteten Kräfte am Steuerkoiben 30. Eine Bewegung des Steuerkolbens 30 aus der Schließstellung nach rechts beginnt auch hier, sobald die durch den Druckanstieg von P2 auf den Steuerkolben 30 wirkenden, nach links gerichteten Kräfte geringer sind als die durch den weiteren Druckanstieg von Pi gegenüber P2 erhöhten, nach rechts gerichteten Kräfte. Der Druckanstieg von P2 in der Druckkammer D wird rh Hip Rpwpcmno

kolbSHS 40 bz

Endabschnitt 40e in dieser Druckkammer D gesteuert und endet mit einem zur öffnung des Ventils 15, 30c führenden Überwiegen der nach rechts gerichteten Kräfte gegenüber den nach links gerichteten Kräften auf den Steuerkolben 30, in der Praxis spätestens bei Anschlag an der die Druckkammer D begrenzenden Gehäuseinnenwand.
Beim »Lösen« des Zusatzkolbens 40 von der Schulter

42 am Steuerkoiben 30 stellt sich die Gleichung (2) wie folgt dar:

P2·52 = ((52 - 51)/52) · Pi + F35/52.

Eine Belastung des Steuerkolbens 30 in Öffnungsrichtung durch eine Entlastung des Steuerkolbens 30 von der Federkraft 43 entfällt hier.

Erst bei einem durch Anschlagen bedingten Ende der Bewegung des Zusatzkolbens 40 an der Innenwand des Ventilgehäuses 11 ergibt sich ein Einfluß der komprimierten Feder 43 auf den Steuerkolben 30, und zwar nach links, also in Öffnungsrichtung. Die auf den Steuerkolben 30 wirkenden Offnungs- und Schließkräfte stehen dabei in folgender Beziehung:

/³I · S2- PI Sl + F35 = Pl Sl Pl .S'3

+ Pl S3-F43 (2c)

F43)(S2-S3).

Gegenüber Gleichung (Ic) ist hier die Größe F43 enthalten.

Daraus ergibt sich das Steigungsmaß der Linie III bzw. die Beziehung P2/P 1:

(52-51-53)^52-53).

Hierzu 2 UIaIt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Druckminderventil für druckmittelbetätigbare Kraftfahrzeug-Bremsanlagen, bei dem

a) in einem Ventilgehäuse ein Steuerkolben verschiebbar angeordnet ist,

b) von einem am Steuerkolben vorgesehenen Bund und einem gehäusefesten Ventilsitz ein Ventil gebildet ist, das eine mit einer Druckmittelquelle verbundene erste Druckkammer von einer mit den Hinterradbremsen verbundenen zweiten Druckkammer trennt,

c) die in Ventilschließrichtung druckbeaufschlagten Steuerkolbenflächen größer sind als die in Ventilöffnungsrichtung druckbeaufschlagten Steuerkolbenflächen,

d) der Steuerkolben in Ventilöffnungsrichtung durch di·? Kraft einer Ventilfeder belastet ist, die das Veuiil bis zu einem vorbestimmten ersten Schaltdruck offen hält,

e) im Steuerkolben eine axiale Sackbohrung vorgesehen ist, die zu dem der zweiten Druckkammer abgewandten Kolbenende hin geschlossen ist und mit ihrem Ende eine dritte Druckkammer begrenzt, wobei die erste und die dritte Druckkammer miteinander verbunden sind,

f) die die Öffnung der Sackbohrung aufweisende Stirnseite des Steuerkolbens mit der Innenwand des Ventilgehäuses eine vierte Druckkammer begrenzt,

g) in der Sackbohrung vin bewegliches Steuerelement angeordnet ist, das eis^egen dem Druck in der dritten Druckkammer durch die Kraft einer Feder belastet ist, wobei die Feder das Steuerelement bis zu einem vorbestimmten zweiten, über dem ersten liegenden Schaltdruck in Anlage am Steuerkolben hält,