DE2216611C3 - Vorrichtung zum lastabhängigen Steuern von Fahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Medium hineinragt, werden die auftretenden Bewe-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gungen wirkungsvoll gedämpft, weil die Kräfte auf zum lastabhängigen Steuern von Fahrzeugbremsen. 65 den Tauchkolben nicht nur an seiner Stirnfläche, sondie sich als Wägevcntii verwenden läßt und in ihrem dein ain'h an einer Mantelfläche angreifen und der oberen Teil das Ventil aufweist, das die Zufuhr von Tauchkolben sich gegen das Medium verschiebt. So Bremsmedium zu den Radbremszylinder!! sleueri. wird mil einem Wägeventi! geringer Abmessungen

eine beträchtliche Verringerung der Leckluftmenge erreicht.

Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch das erfindungsgemäße Wägeventil,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführung ohne den von der Druckluft beaufschlagten Teil.

Gemäß F i g. 1 weist das Wägeventil ein Gehäuse 1 auf, das zur Befestigung in einem Fahrzeug vorgesehen und mit einem Deckel 2 versehen ist. Eine biegsame Membran 3 ist an ^;hrem Rand zwischen dem Gehäuse 1 und dem Deckel 2 festgeklemmt. Das Gehäuse 1 besitzt eine Mittelbohrung mit einem Abschnitt 4 größeren Durchmessers und einem Abschnitt 5 kleineren Durchmessers. Der Abschnitt 4 größeren Durchmessers der Mb'.elbohrung ist mit einer Hülse 6 aus einem reibungsarmen Material ausgekleidet, die einen Kolben 7 aufnimmt. Das Material der Hülse 6 ist beispielsweise ein Kunststoff, der durch Polymerisation von wasserfreiem Formaldehyd erhalten worden ist und etwa 1000 Formaldehydeinheiten pro Molekül enthält. Der übrige Raum innerhalb des Abschnitts 4 größeren Durchmessers ist mit einem Medium 8 in Form eines festen Blocks gefüllt, das im normalen Arbeitstemperaturbereich der Vorrichtung inkompressibel und verformbar ist. Polyäthylen oder ein Silikongummi ist z. B. eii. geeignetes Material. Die biegsame Membran 3 ist an einem Differentialkolben 9, 10, 11 befestigt und wird von ihm gehalten. Der Teil 9 des Kolbens arbeitet mit der Membran 3 als Teil größeren Durchmessers des Differentialkolbens zusammen, während der Teil 10, der als Tauchkolben bezeichnet werden kann und als Stab ode. Nadel ausgebildet ist, als Teil kleineren Durchmessers des Differenlialkolhens wiikt. Der Kolbenteil 10 verläuft durch den Bohrungsabschnitt 5 in den Bohrungsabschnitt 4 und ragt in das Medium 8 hinein. Der Kolbenteil 11 ist als erstes Ventilglicd ausgebildet, das mit dem zweiten, eine Axialbohrung 13 aufweisenden Ventilglied 12 in Eingriff kommen und zusammenwirken kann. Ein zwischen dem Deckel 2 und einem gesonderten Dekkelteil 2' eingeklemmter Gummidichtring 14 erlaubt axiale Verschiebungen des zweiten Ventilgliedes 12 und verhindert das Austreten von Luft. Eine zwischen dem Deckelteil 2' und dem zweiten Ventilglied 12 angeordnete Druckfeder 15 drückt das zweite Ventilglied 12 nach unten. Der Klarheit der Darstellung wegen ist zwischen den beiden Ventilgliedern ein Spalt dargestellt. Unter Betriebsbedingungen tritt die gezeigte Lage nie ein. Das erste Ventilglied 11 ist von einem im Deckel 2 fest angeordneten Ventilsitz 16 umgeben. Zwischen dem ersten Vcntilglied 11 und dem Ventilsitz 16 befindet sich ein enger Ringspalt.

Von einer Quelle wird Druckluft durch den im Deckel 2 ausgebildeten Einlaß 17 zugeführt und über den im Deckel 2 ausgebildeten Auslaß 18 zu einci liier nicht dargestellten Aufnahmeeinrichtung geleitet.

Ein verformbarer Dichtring 19 aus syn'.hetischein, elastischem Material, beispielsweise Polyietrafkioiüthylen. umgibt den herausragenden Kolbenlei! IO und drückt gegen die Schultcrflächc /wischer! den Abschnitten 4 und 5 dei Mittelbohrung. Ein weiteier verlormbarer, vorzugsweise aus demselben Material wie der Dichtring 19 hergestellter Dichtring 20 umgibt den Kolben 7 und drückt gegen die Hülse 6, die durch einen Ring 21 gehalten ist, der mit einem Sprengring 22 gesichert ist.

Das dargestellte Wägeventil arbeitet wie folgt. Beim normalen Betrieb wirkt eine Kraft, die der Fahrzeuglast proportional ist als Druckkraft auf den mit einem Teil der Fahrzengaufhängung verbundenen Kolben 7 und wird anschließend durch das Medium 8 auf das Gehäuse 1 übertragen, von dem die Kraft auf ein angrenzendes Fahrzeugteil abgeleitet wird. Ein geringer Bruchteil der Kraft wird jedoch von dem Medium 8 auf den Kolbenteil 10 und damit weiter nach oben auf den Deckel 2 geleitet, und zwar durch den Teil 9 des Differentialkolbens, der den größeren Durchmesser aufweist, und durch die über ihm befindliche Druckluft, die den Kolben im Gleichgewicht hält. Im Vergleich zu dem hohen Druck im Medium 8, der zwischen 100 und 700 kp/

so cm-' beträgt, ist der Luftdruck gering.

Wird die Fahrzeuglast erhöht, so steigt der Druck im Medium 8 und wirkt auf den Kolbenteil 10, um den Kolben nach oben zu verschieben, so daß eine Aufwärtsbewegung des Ventilgliedes 12 hervorgeru-

fen wird. Die durch den Einlaß 17 zugeführte Druckluft kann an dem Ventilsitz 16 vorbeiströmen und in den zwischen der Membran 3 und dem Deckel 2 liegenden Raum eintreten. Der Druck in diesem Raum steigt an und bewirkt eine Abwärtsbewegung des Dif-

ferentialkolbens, bis das Ventilglied 12 wieder auf dem Ventilsitz 16 aufliegt.

Der Luftdruck im Auslaß 18 entspricht somit der Größe der nun wirkenden und von der Vorrichtung übertragenen Kraft entsprechend der Fahrzeugbela-

stung. die zu einem oder mehreren Aufnahmeeinrichtungen peleitc. werden kann, beispielsweise zu einem Fahr/cugbremsrcgler oder zu einem für die Anzeige der Fahrzeuglast kalibriertem Gerät.

Verringert sich die Fahrzeuglast, so wird der KoI-benteil 10 weiter in das Medium 8 hineingedrückt, da der im Medium herrschende Druck abnimmt. Diese Bewegung des Differentialkolbens verursacht die Entlüftung des zwischen der Membran 3 und dem Dekkel2 befindlichen Raumes über die Axialbohrung 13 und die Bohrung 23 des Deckels 2 zur umgebenden Atmosphäre. Der in diesem Raum herrschende Druck nimmt also ab, so daß der Differentialkolben eine Aufwärtsbewegung ausführt, bis das Ventilglicd 11 wieder in Berührung mit dem Ventilgüed 12 ist.

In F i g. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, ohne die von der Druckluft beaufschlagten Teile des Wägeventils. Die dargestellte Ausführungsform weist ein Gehäuse 30 mit einer Mittelbohrung auf, deren Abschnitt größeren Durchmessers ein kolbenförmig ausgebildetes Gehäuse 31 (das in seiner Funktion dem Gehäuse 1 in F i g. 1 entspricht) und deren Abschnitt kleineren Durchmessers einen Tauchkolben oder Rundstab 32 aufnimmt, der mit einem Ventil verbunden werden kann. Das

6c GohüuM.· 31 ist mit einer Mittelbohrung versehen, die /um Teil mit einem festen Block aus einem inkompressible und verformbaren Medium, beispielsweise temperaturbeständigem Silikongummi, gefüllt ist.
Der Rundstab 32 erstreckt sich in das Medium 33.

und in die Mitielbohrung des Gehäuses 3t ist über dem Medium 33 ein den Rundstab 32 umschließender, ringförmiger Kolhen 34 eingesetzt.

Zur Lösung des schwieligen 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.

Bei der in F i g. 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 Kraft auf das Gehäuse und somit den Kolben, proportional.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Das obere Ende eines Tauchkolbens hebt das Ventil Patentansprüche- in Abhängigkeit von der Belastung von seinem Sitz ab, das andere Ende des Tauchkolbens ist radial von

1. Vorrichtung zum lastabhängigen Steuern einem verformbiren inkompressiblen Medium umgevon Fahrzeugbremsen, die am Fahrzeug befestigt 5 ben und mit ihm verbunden, um die aus der schwanist und in ihrem oberen Teil ein Ventil aufweist, kcnden Fahrzeugbelastung resultierenden bcnwindas die Zufuhr von Bremsmedium zu den Rad- gungen zu dämpfen.

bremszylindern steuert, wobei das obere Ende Es sind Wägeventile bekannt, die einen Uilteren-

eines Tauchkolbens das Ventil in Abhängigkeit tialkolben haben, dessen Teil kleineren Durcnmesvon der Belastung von seinem Sitz abhebt, das io sers ein Tauchkolben ist und auf dessen 1 eil grolieandere Ende des Tauchkolbens radial von einem ren Durchmessers Druckluft wirkt. Der verhaltnisinkompressiblen, verformbaren Medium umge- mäßig niedrige pneumatische Druck g'eicM, da er ben und mit ihm verbunden ist, so daß die aus auf den Teil größeren Durchmessers des Ditferentialder schwankenden Fahrzeugbelastung resultie- kolbens wirkt, die hohe, a-Jif den Tauchkolben wirrenden Schwingungen gedämpft werden, d a - 15 kende, schwankende Fahrzeuglast aus Bei einem durch gekennzeichnet, daß das ver- solchen bekannten Ventil ist der Tauchkolben von formbare, inkompressible Medium (8, 33) eine einer hydraulischen Flüssigkeit beaufschlagt, bei Bohrung (4) ausfüllt und der Tauchkolben (10, einem anderen wird die Last von einem elastischen 32) in das Medium hineinragt, so daß sein unte- Material auf den Tauchkolben übertragen. Bei der res Ende allseits von dem Medium umgeben ist, 20 Verwendung einer hydraulischen Flüssigkeit treten und das andere Ende des Mediums (8, 33) durch Dichtungsprobleme auf. Manche der bekannten Voreinen Kolben (7, 31) lastabhängig beaufschlagt richtungen leiden darunter, daß Schwingungen in der wird. Fahrzeugaufhängung, die auf die Vorrichtung einwir-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ken, durch den Tauchkolben auf das Ventil übertrakennzeichnet, daß der Tauchkolben (32) die 25 gen werden und Ventilflattern und Leckluft verursa-Form eines Rundstabs besitzt und sich in eine im chen. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, sind Kolben (34) ausgebildete Bohrung erstreckt. Dämpfungseinrichtungen in Gestalt enger Kanäle vor-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- gesehen worden, die allerdings die Vorrichtungen durch gekennzeichnet, daß zur Abdichtung des aufwendig machen und vor allem unzuverlässig wer-Mediums (33), einerseits zwischen dem KoI- 30 den lassen.

ben (34) und dem Gehäuse (31) und andererseits Bei der eingangs genannten Vorrichtung, von der

zwischen dem Kolben (34) und dem Rundstab die Erfindung ausgeht, werden die Schwingungen (32), eine Dichtungsanordnung vorgesehen ist, durch das inkompressible, verformbare Medium gedie aus einem Dichtring (35) und einem Stützring dämpft, von dem der Tauchkolben umgeben und mit (36) besteht, wobei die gegen das Gehäuse (31) 35 dem er verbunden ist. Das Medium bildet einen und den Rundstab (32) anliegenden Dichtlippen Ring, dessen beide Stirnflächen von Membranen abdes Dichtrings (35) zum Medium (33) hin gerich- gedeckt sind, die ihrerseits von den Drücken im tet sind, und der Stützring (36) aus einem steifen Bremssystem beaufschlagt sind. und reibungsarmen Material besteht und zum Die Erfindung sieht statt dessen vor, daß das im-

Kolben (34) zeigt. 40 kompressiblc. verformbare Medium eine Bohrung

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ausfüllt und daß der Tauchkolben in das Medium kennzeichnet, daß der Tauchkolben (10), der die hineinragt, so daß sein unteres Ende allseitig von Form eines Rundstabs besitzt, sich in eine im Ge- dem Medium umgeben ist und das Medium auf der häuse (1) ausgebildete Bohrung erstreckt. dem Tauchkolben abgewandten Seite durch einen die

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, da- 45 Fahrzeuglast übertragenden Kolben von größerem durch gekennzeichnet, daß der zur Abdichtung Durchmesser als dem des Tauchkolbens beaufschlagt des Mediums (8) zwischen dem Rundstab (10) ist.

und dem Gehäuse (1) vorgesehene verformbare Bei den obengenannten, bekannten Ausführun-

Dichtringe (19) im Gehäuse (1) angebracht ist gen, bei denen der Tauchkolben durch eine hydrauli- und den Rundstab (10) umschließt. 50 sehe Flüssigkeit beaufschlagt ist und ebenso wie bei

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, da- der Erfindung nur einen Bruchteil der Last aufzudurch gekennzeichnet, daß der zur Abdichtung nehmen braucht, steht das Medium unter einem des Mediums (8) zwischen dem Kolben (7) und Druck von beispielsweise 3Dkp/cm-, so daß die Wa'-dem Gehäuse (1) vorgesehene verformbare geventile zu groß wurden und sich daher nur mit Dichtring (20) im Gehäuse (1) angebracht ist und 55 Schwierigkeiten in die Fahrzeugaufhängung einbauen den Kolben (7) umschließt. ließen. Wird für das Medium ein fester Körper wie

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden vulkanisierter Silikongummi verwendet und der Ar-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sich beitsdruck auf 100 bis 700 kp/cm² erhöht, lassen sich in das Medium (33) erstreckende Ende des die Abmessungen beträchtlich verringern. Bei sol-Rundstabs (32) abgerundet ist. 60 chen Ausführungen treten aber die eingangs genannten Dämpfungsproblcmc auf. Bei der erfindungsge-

mäßen Vorrichtung, bei der der Tauchkolben in das