DE2216611B2

DE2216611B2 - Vorrichtung zum lastabhangigen Steuern von Fahrzeugbremsen

Info

Publication number: DE2216611B2
Application number: DE2216611A
Authority: DE
Inventors: Gert Artur Oxie Persson; Lars Mattis Malmoe Severinsson
Original assignee: SVENSKA BROMSREGULATOR MALMOE (SCHWEDEN) AB
Current assignee: SVENSKA BROMSREGULATOR MALMOE (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1971-04-07
Filing date: 1972-04-06
Publication date: 1973-11-15
Also published as: JPS519967B1; FI55798B; HU164507B; PL71168B1; SE366512B; FR2135987A5; CA947105A; AT317990B; US3808954A; FI55798C; AU4074972A; BE780983A; ES401494A1; RO56098A; IT960803B; DD98645A5; DE2216611A1; AU452781B2; BE786195R; SU502597A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum lastabhängigen Steuern von Fahrzeugbremsen, die sich als Wägeventil verwenden läßt und in ihrem oberen Teil das Ventil aufweist, das die Zufuhr von Bremsmedium zu den Radbremszylindern steuert.

Das cbere Ende eines Tauchkolbens hebt das Ventil in Abhängigkeit von der Belastung von seinem Sitz ab, das andere Ende des Tauchkolbens ist radial von einem verformbaren inkompressiblen Medium umgeben und mit ihm verbunden, um die aus der schwankenden Fahrzeugbelastung resultierenden Schwingungen zu dämpfen.

Es sind Wägeventile bekannt, die einen Differentialkolben haben, dessen Teil kleineren Durchmessers ein Tauchkolben ist und auf dessen Teil ^rößeren Durchmessers Druckluft wirkt. Der verhältnismäßig niedrige pneumatische Druck gleicht, da er auf den Teil größeren Durchmessers des Differentialkolbens wirkt, die hohe, auf den Tauchkolben wirk ~de, schwankende Fahrzeuglast aus. Bei einem soicuen bekannten Ventil ist der Tauchkolben von einer hydraulischen Flüssigkeit beaufschlagt, bei einem anderen wird die Last von einem elastischen Material auf den Tauchkolben übertragen. Bei der Verwendung einer hydraulischen Flüssigkeit treten Dichtungsprobleme auf. Manche der bekannten Vorrichtungen leiden darunter, daß Schwingungen in der Fahrzeugaufhängung, die auf die Vorrichtung einwirken, durch den Tauchkolben auf das Ventil übertragen werden und Ventilflattern und Leckluft verursachen. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sind Dämpfungseinrichtun^en in Gestalt enger Kanäle vorgesehen worden, die allerdings die Vorrichtungen aufwendig machen und vor allem unzuverlässig werden lassen.

Bei der eingangs genannten Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht, werden die Schwingungen durch das inkompressible, verformbare Medium gedämpft, von dem der Tauchkolben umgeben und mit dem er verbunden ist. Das Medium bildet einen Ring, dessen beide Stirnflächen von Membranen abgedeckt sind, die ihrerseits von den Drücken im Bremssystem beaufschlagt sind.

Die Erfindung sieht statt dessen vor, daß das im-

!compressible, verformbare Medium eine Bohrung ausfüllt und daß der Tauchkolben in das Medium hineinragt, so daß sein unteres Ende allseitig von

dem Medium umgeben ist und das Medium auf der dem Tauchkolben abgewandten Seite durch einen die Fahrzeuglast übertragenden Kolben von größerem Durchmesser als dem des Tauchkolbens beaufschlagt ist.

Bei den obengenannten, bekannten Ausführungen, bei denen der Tauchkolben durch eine hydraulisehe Flüssigkeit beaufschlagt ist und ebenso wie bei der Erfindung nur einen Bruchteil der Last auf/unehmen braucht, steht das Medium unter einem Druck von beispielsweise 30 kp/cm², so daß die Wageventile zu groß wurden und sich daher nur mit Schwierigkeiten in die Fahrzeugaufhängung einbauen ließen. Wird für das Medium ein fester Körper wie vulkanisierter Silikongummi verwendet und der Arbeitsdruck auf 100 bis 700 kp/cm'² erhöht, lassen sich die Abmessungen beträchtlich verringern. Bei solchen Ausführungen treten aber die eingangs genannten Dämpfungsprobleme auf. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der der Tauchkolben in das Medium hineinragt, werden die auftretenden Bewegungen wirkungsvoll gedämpft, weil die Kräfte auf den Tauchkolben nicht nur an seiner Stirnfläche, sondem auch an einer Mantelfläche angreifen und der Tauchkolben sich gegen das Medium verschiebt. So wird mit einem Wägeventil geringer Abmessungen

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eine beträchtliche Verringerung der Leckluftmenge wie der Dichtring 19 hergestellter Dichtring 20 umerreicht, gibt den Kolben 7 und drückt gegen die Hülse 6, die

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin- durch einen Ring 21 gehalten ist, der mit einem

dung werden an Hand der Zeichnungen näher be- Sprengring 22 gesichert ist.

schrieben. Es zeigt 5 Das dargestellte Wägeventil arbeitet wie folgt.

F i g. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Beim normalen Betrieb wirkt eine Kraft, die der

Wägeventil, Fahrzeuglast proportional ist als Druckkraft auf den

F i g. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführung mit einem Teil der Fahrzeugaufhängung verbunde-

ohne den von der Druckluft beaufschlagten Teil. nen Kolben 7 und wird anschließend durch das Me -

Gemäß F i g. 1 weist das Wägeventil ein Gehäuse 1 io dium 8 auf das Gehäuse 1 übertragen, von dem die

auf, das zur Befestigung in einem Fahrzeug vorgese- Kraft auf ein angrenzendes Fahrzeugteil abgeleitet

hen und mit einem Deckel 2 versehen ist. Eine bieg- wird. Ein geringer Bruchteil der Kraft wird jedoch

same Membran 3 ist an ihrem Rand zwischen dem von dem Medium 8 auf den Kolbenteil 10 und damit

Gehäuse 1 und dem Deckel 2 festgeklemmt. Das Ge- weiter nach oben auf den Deckel 2 geleitet, und zwar

häuse 1 besitzt eine Mittelbohrung mit einem Ab- 15 durch den Teil 9 des Differentialkolbens, der den

schnitt 4 größeren Durchmessers und einem Ab- größeren Durchmesser aufweist, und durch die über

schnitt 5 kleineren Durchmessers. Der Abschnitt 4 ihm befindliche Druckluft, die den Kolben im

größeren Durchmessers der Mittelbohrung ist mit Gleichgewicht hält. Im Vergleich zu dem hohen

einer Hülse 6 aus einem reibungsarmen Material aus- Druck im Medium 8, der zwischen 100 und 700 kp/

gekleidet, die einen Kolben 7 aufnimmt. Das Material 20 cm- beträgt, ist der Luftdruck gering,

der Hülse 6 ist beispielsweise ein Kunststoff, der Wird die Fahrzeuglast e.nöht, so steigt der Druck

durch Polymerisation von wasserfreiem Formaldehyd im Medium 8 und wirkt auf den Kolbenteil 10. um

erhalten worden ist und etwa 1000 Fonnaldehydein- den Kolben nach oben zu verschieben, so daß eine

heiten pro Molekül enthält. Der übrige Raum inner- Aufwärtsbewegung des Ventilgliedcs 12 hervorgeru-

halb des Abschnitts 4 größeren Durchmessers ist mit 25 hn wird. Die durch den Einlaß 17 zugeführte Druck-

einem Medium 8 in Form eines festen Blocks gefüllt, luft kann an dem Ventilsitz 16 vorbeiströmen und in

das im normalen Arbeitstemperaturbereich der Vor- den zwischen der Membran 3 und dem Deckel 2 He-

richtung inkompressibel und verformbar ist. Poly- genden Raum eintreten. Der Druck in diesem Raum

äthylen oder ein Silikongummi ist z. B. ein geeignetes steigt an und bewirkt eine Abwärtsbewegung des Dif-

Material. Die biegsame Membran 3 ist an einem Dif- 30 ferentialkolbens, bis das Ventilglied 12 wieder auf

ferentialkolben 9, 10, 11 befestigt und wird voi. ihm dem Ventilsitz 16 aufliegt.

gehalten. Der Teil 9 des Kolbens arbeitet mit der Der Luftdruck im Auslaß 18 entspricht somit der Membran 3 als Teil größeren Durchmessers des Dif- Größe der nun wirkenden und von der Vorrichtung ferentialkolbens zusammen, während der Teil 10, der übertragenen Kraft entsprechend der Fahrzeugbelaals Tauchkolben bezeichnet werden kann und als 35 stung, die zu einem oder mehreren Aufnahmeeinrich-Stab oder Nadel ausgebildet ist, als Teil kleineren tungen geleitet werden kann, beispielsweise zu einem Durchmessers des Differentialkolbens wirkt. Der Fahr/eugbremsregler oder zu einem für die Anzeige Kolbenteil 10 verläuft durch den Bohrungsab- der Fahrzeuglast kalibriertem Gerät,
schnitt 5 in den Bohrungsabschnitt 4 und ragt in das Verringert sich die Fahrzeuglast, so wird der KoI-Medium 8 hinein. Der Kolbenteil 11 ist als erstes 40 benteil 10 weiter in das Medium 8 hineingedrückt, da Ventilglied ausgebildet, das mit dem zweiten, eine der im Medium herrschende Druck abnimmt. Diese Axialbohrung 13 aufweisenden Ventilglied 12 in Bewegung des Differentialkolbens verursacht die EntEingriff kommen und zusammenwirken kann. Ein lüftung des zwischen der Membran 3 und dem Dekzwischen dem Deckel 2 und einem gesonderten Dek- kel 2 befindlichen Raumes über die Axialbohrung 13 kelteil 2' eingeklemmter Gummidichtring 14 erlaubt 45 und die Bohrung 23 des Deckels 2 zur umgebenden axiale Verschiebungen des zweiten Ventilgliedes 12 Atmosphäre. Der in diesem Raum herrschende und verhindert das Austreten von Luft. Eine zwi- Druck nimmt also ab, so daß der Differentialkolben sehen dem Deckeueil 2' und dem zweiten Ventilglied eine Aufwärtsbewegung ausführt, bis das Ventilglied 12 angeordnete Druckfeder 15 drückt das zweite 11 wieder in Berührung mit dem Ventilglied 12 ist.
Ventilglied 12 nach unten. Der Klarheit der Darstel- 50 In F i g. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erlung wegen ist zwischen den beiden Ventilgliedern findung dargestellt, ohne die von der Druckluft beein Spalt dargestellt. Unter Betriebsbedingungen tritt aufschlagten Teile des Wägeventils. Die dargestellte die gezeigte Lage nie ein. Das erste Ventilglied 11 ist Ausführungsform weist ein Gehäuse 30 mit einer von einem im Deckel 2 fest angeordneten Ventilsitz Mittelbohrung auf, deren Abschnitt größeren Durch-16 umgeben. Zwischen dem ersten Ventilglied 11 55 messers ein kolbenförmig ausgebildetes Gehäuse 31 und dem Ventilsitz 16 befindet sich ein enger Ring- (das in seiner Funktion dem Gehäuse 1 in F i g. 1 spalt. entspricht) und deren Abschnitt kleineren Durchmes-

Von einer Quelle wird Druckluft durch den im se/s einen Tauchkolben oder Rundstab 32 aufnimmt,

Deckel 2 ausgebildeten Einlaß 17 zugeführt und über der mit einem Ventil verbunden werden kann. Das

den im Deckel 2 ausgebildeten Auslaß 18 zu einer 60 Gehäuse 31 ist mit einer Mittelbohrung versehen, die

hier nicht dargestellten Aufnahmeeinrichtung gelei- zum Teil mit einem festen Block aus einem inkom-

tet. pressiblen und verformbaren Medium, beispielsweise

Ein verformbarer Dicht ring 19 aus synthetischem, temperaturbeständigem Silikongummi, gefüllt ist.

elastischem Matrial, beispielsweise Polytetrafluor- Der Rundstab 32 erstreckt sich in das Medium 33,

äthylen, umgibt den herausragenden Kolbenteil 10 65 und in die Mittelbohrung des Gehäuses 31 ist über

und drückt gegen die Schulterfläche zwischen den dem Medium 33 ein den Rundstab 32 umschließen-

Abschnitten 4 und 5 der Mittelbohrung. Ein weiterer der, ringförmiger Kolben 34 eingesetzt,

verformbarer, vorzugsweise aus demselben Material Zur Lösung des schwierigen Problems, eine Ab-

dichtung des Mediums 33 zu erreichen, und zwar einerseits zwischen dem Rundstab 32 und dem Kolben 34 und andererseits zwischen dem Kolben und der Bohrung im Gehäuse 31, ist eine Dichtungsanordnung vorgesehen, die aus einem Dichtring 35 und einem Stützring 36 besteht. Dabei besteht der Dichtring aus einem biegsamen Material, beispielsweise Polytetrafluoräthylen, und der Stützring aus einem vergleichsweise steifen und reibungsarmen Material, beispielsweise einem Kunststoff, der durch Polymerisation von wasserfreiem Formaldehyd erhalten worden ist und etwa 100 Formaldehydeinheiten pro Molekül enthält. Der Dichtring 35 besitzt Dichtlippen, die seitlich am Medium 33 anliegen und mit dem Medium 33 zusammenwirken, um Kräfte auf den Rundstab 32 zu übertragen, insbesondere auf seine Mantelfläche.

Das Gehäuse 31 liegt auf einem Fahrzeugteil 37 auf, und das Außengehäuse 30 ist mit einem Flansch 38 versehen, der das Gewicht eines anderen, hier nicht dargestellten Fahrzeugteils aufnimmt. Am unteren Ende des Außengehäuses 30 ist ein das Fahrzeugteil 37 berührender Schutzring 39 angebracht, der das Eindringen von Schmutz und Wasser verhindert.

Die zwischen den Fahrzeugteilen wirkende Kraft wird durch das Gehäuse 31, das Medium 33, den Dichtring 35, den Schutzring 35, den Kolben 34 und das Außengehäuse 30 übertragen. Ein Bruchteil der Kraft wird auf den Rundstab 32 abgeleitet.

ίο Bei der in Fig.2 gezeigten Ausführungsform besitzt der Rundstab 32 ein abgerundetes Ende. Dies hat den Vorteil, daß auf das Medium 33 keine Scherkräfte ausgeübt werden und die dämpfende Wirkung der an den Seiten des Rundstabs 32 angreifenden Kräfte auf den Rundstab gleichförmiger ist. Das abgerundete Ende ist wichtig, weil im Betrieb der im Medium herrschende Druck etwa 100 bis 700 kp/ cm² beträgt. Die dämpfende Wirkung auf den Rundstab ist dem Druck im Medium, mithin also der

ao Kraft auf das Gehäuse und somit den Kolben, proportional.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum lastabhängigen Steuern von Fahrzeugbremsen, die am Fahrzeug befestigt ist und in ihrem oberen Teil ein Ventil aufweist, das die Zufuhr von Bremsmedium zu den Radbremszylindern steuert, wobei das obere Ende eines Tauchkolbens das Ventil in Abhängigkeit von der Belastung von seinem Sitz abhebt, das andere Ende des Tauchkolbens radial von einem inkompressiblen, verformbaren Medium umgeben und mit ihm verbunden ist, so daß die aus der schwankenden Fahrzeugbelastung resultierenden Schwingungen gedämpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare, inkompressible Medium (8, 33) eine Bohrung (4) ausfüllt und der Tauchkolben (10, 32) in das Medium hineinragt, so daß sein unteres Ende allseit« von dem Medium umgeben ist, und das andere Lnde des Mediums (8, 33) durch einen Kolben (7. 31) lastabhängig beaufschlagt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben (32) die Form eines Rundstabs besitzt und sich in eine im Kolben (34) ausgebildete Bohrung erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des Mediums (33), einerseits zwischen dem KoI-ben (34) und dem Gehäuse (31) und andererseits zwischen dem Kolben (3-1) unc' dem Rundstab (32), eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, die aus einem Dichtring (35) und < nem Stützring (36) besteht, wobei die gegen das Gehäuse (31) und den Rundstab (32) anliegenden Dichtlippen des Dichtrings (35) zum Medium (33) hin gerichtet sind, und der Stützring (36) aus einem steifen und reibungsarmen Material besteht und zum Kolben (34) zeigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchkolben (10), eier die Form eines Rundstabs besitzt, sich in eine im Gehäuse (1) ausgebildete Bohrung erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Abdichtung des Mediums (8) zwischen dem Rundstab (10) und dem Gehäuse (1) vorgesehene verformbare Dichtringe (19) im Gehäuse (1) angebracht ist und den Rundstab (10) umschließt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder4, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Abdichtung des Mediums (8) zwischen dem Kolben (7) und dem Gehäuse (1) vorgesehene verformbare Dichtring (20) im Gehäuse (1) angebracht ist und den Kolben (7) umschließt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sich in das Medium (33) erstreckende Ende des Rundstabs (32) abgerundet ist.