DE2415220A1 - Drucksteuerventil sowie damit ausgeruesteter hydraulischer servo-bremsmechanismus - Google Patents

Description

Dr. O. Loesenbeck Dipl.-Hg. Shracke Dipl.~ng. Loesenbeck

Bielefeld, Herforder Sirsfje IJ

MIDLAND-ROSS COKPOEATION, 55, Public Square, Cleveland,

OMo 44113, USA

Drucksteuerventil sowie damit ausgerüsteter hydraulischer

Servo-Bremsmechani smus

Die Erfindung betrifft ein Drucksteuerventil und die Verwendung dieses Drucksteuerventiles in einem hydraulischen Bremsmechanismus als Teil des Bremssystem.es eines motorbetriebenen Fahrzeuges.

In hydraulischen Servo-Bremsmechanismen, die im Zusammenhang mit einem hydraulischen Kraftgebersystem, verwendet werden, insbesondere in solchen, die den variablen Druck einer Kraftlenkpumpe verwenden, den diese zur Zeit der Lenkkorrektur abgibt und die ferner ein Drosselventil beinhalten, mit dem die von der Eraftlenkpumpe abgegebenen Drücke auf eine Größe gesteigert werden können, die zur Betätigung der Bremse erforderlich ist, ist es erforderlich, nicht nur die Eraftlenkpumpe vor übermäßigem Druck zu schützen, sondern auch den maximalen Druck zu begrenzen, mit dem der Servo-Bremsmechanismus beaufschlagt wird. In dem Servo-Mechanismus würde ein übermäßiger Druck es ermöglichen, daß die Bremsen mit einer Kraft betätigt werden, die zu Beschädigungen am Bremsmechanismus an'den Rädern führen würde. Andererseits würde ein übermäßiger Druck an der Eraftlenkpumpe ein dort vorgesehenes Druckentlastungsventil betätigen, das die Kraftsteuerpumpe vor Beschädigungen schützt, jedoch das Eraftgebersystem betrieb sunfähig macht. Es wird■demzufolge erforderlich, den

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maximalen Druck zu "begrenzen, der auf den Servo-Mechanismus übertragen werden kann. Man kann im Prinzip ein Druckregulierventil od.dgl. für diesen Zweck verwenden, es ist jedoch erforderlich, daß das Ventil bei etwa dem gleichen Druck öffnet sowie auch schließt. Wird eine solche .Funktionsweise nicht gewährleistet, wird die Betätigung des hydraulischen Servo-„Bremsmechanismus völlig unkontrolliert, insbesondere am Auslaufpunkt des Servo-Mechanismus, also dem Punkt, bei dem der gesamte zur Verfügung stehende Druck aufgebraucht wurde und eine weitere Steigerung der Bremskraft, wenn sie erforderlich ist, durch die physische Kraft des die Bremse Betätigenden aufgebracht werden muß. An diesem Auslaufpunkt trennt das Drucksteuerventil den Servo-Bremsmechanismus von der Druckini ttelquelle ab, aber durch Hinzufügen einer physischen Kraft wird das Volumen der Kraftgeberkammer des Servo-Bremsmechanismus vergrößert und damit der Druck reduziert. Die Reduktion in der Abgabekraft infolge der Druckverringerung muß entweder vom Bremsbenutzer ausgefüllt werden, was nicht erwünscht ist, oder durch den Servo-Bremsmechanismus, was ,jedoch das öffnen des Druckst era?ventiles äußerst nahe an seinem Schließdruck erfordert, um die Quelle für den variablen Druck für den Servo-Bremsmechanismus zu öffnen.

Bei den vorbekannten Drucksteuermeehanismen ist die ffunktionsweise unbefriedigend gewesen, da die öffnungs- und Schließdrüeke bei erheblich ungleichen Werten gelegen haben. Demzufolge hat das Differential in den Arbeitsdrücken immer eine unangenehme Überraschung für den Bremsbenutzer gegeben, da eine Reduktion im Bremseffekt selbst dann eintrat, wenn das Bremspedal noch kräftiger, als zuvor betätigt wurde«. In der Tat haben dieses Versuche bestätigt, bei denen ein Vergleich zwischen der aufgebrachten Eä?aft und der resultierenden abgegebenen Kraft durchgeführt wurde.

Um dem abzuhelfen, ist erfin&ungsgemäß ein Drucksteuerventil vorgesellen, das einen länglichen XbIben aufweist, der- gleitend

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in einer Bohrung zwischen ersten und zweiten Stellungen angeordnet ist, wobei das eine Ende des Kolbens teilweise eine Kammer begrenzt, in der sich ein unter Druck stehendes Medium befindet, während das andere Ende des Kolbens unter der Beaufschlagung einer Federung steht, die den Kolben in seine erste Stellung gedrückt hält, wobei der Kolben auf einen größeren als einen vorbestimmten Wert zum Überwinden der entgegenstehenden Federkräfte anspricht und in seine zweite Stellung bewegbar ist, wodurch eine leitende Verbindung zwischen einem Einlaß und einem Auslaß geschaffen wird, wobei der Kolben symmetrisch zu seiner Längsachse Ausnehmungen aufweist und diese Ausnehmungen Flüssigkeit enthalten können, die den Kolben für eine leichte axiale Gleitbewegung zwischen der ersten und zweiten Stellung schwimmend hält. Hierdurch werden die Reibeinflüsse auf einem Minimum gehalten und es wird eine dynamische Strömung gebildet, wobei einige der Ausnehmungen als Dichtungen und andere zum Aufnehmen und Abgeben der Flüssigkeit dienen, wobei alle Ausnehmungen dazu beitragen, den ' Kolben schwimmend und auf sehr feine Druckunterschiede mit einer Bewegung reagierend halten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind ringförmige Kanäle vorgesehen, die einerseits der schwimmenden Lagerung des Kolbens in der Bohrung auf Flüssigkeit dienen, die zwischen dem Kolben und der Bohrung im Sinne einer leichten Gleitbewegung des Kolbens sickert, und zwar zu einer weiteren Ausnehmung, von der die Flüssigkeit dann zu dem Steuermechanismus des Servo-Bremsmechanismus gelangt, um die Einflüsse der Flüssigkeitsströmung auf den Kolben so gering wie möglich zu halten. Die Ausnehmungen wirken dabei als Flüssigkeitsdichtungen und verhindern die Notwendigkeit der Verwendung üblicher Reibdichtungen, deren· Reibung erst überkommen werden müßte. Dabei tritt zugleich eine gute Schmierung des Kolbens ein, alles Dinge, die für eine sehr leichte, im wesentlichen reibfreie Bewegung mit Sorge tragen.

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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen

!"ig. 1 eine schematisierte Darstellung eines hydraulischen Servo-Bremsmechanismus gemäß der Erfindung mit Darstellung der zugeordneten Teile eines Fahrzeugbremssystemes und eines Fahrzeugkraftienksystemes,

KLg. 2 eine Teillängsschnittdarstellung des Drucksteuerventiles des Servo-Bremsmechnismus nach Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist ein hydraulischer Servo-Bremsmechanismus 10 in einen offenen Kraftlenkkreis eingeschaltet, in dem eine Kraftlenkpumpe 12 kontinuierlich Hydraulikflüssigkeit durch eine Leitung 14 zu einem Einlaß 15 in den hydraulischen Servo-Bremsmechanismus 10 und durch diesen Servo-Bremsmechanismus 10 hindurch zu einem Auslaß 16 fördert, der über eine Leitung 17 mit einem Kraftlenkgetriebe 18 verbunden ist, wie es in dem Kraftlenksystem eines motorbetriebenen Fahrzeuges üblicherweise verwendet wird. Die Kraftlenkpumpe 12 treibt normalerweise die Flüssigkeit zu dem Kraftlenkgetriebe 18 in einem Größenbereich von etwa 2 bis 84 kp/cm , abhängig davon, ob eine Lenkkorrektur von dem Fahrzeugbenutzer gemacht wird oder nicht. Die Hydraulikflüssigkeit wird von dem Kraftlenkgetriebe 18 durch eine Rückläufleitung 20 zu einem der Kraftlenkpumpe 12 zugeordneten Speicher zurückgeleitet. Der Rücklaufdruck der Hydraulikflüssigkeit liegt etwa bei 0,35 kp/cm . Die von der Kraftlenkpumpe zu dem Kraftlenkgetriebe geförderte Flüssigkeit wird bei der Betätigung des Servo-Bremsmechanismus 10 verwendet und die benutzte Flüs-'sigkeit wird durch einen Auslaß 21 über eine Rüctlaufleitung 22 zu dem Speicher der Kraftlenkpumpe 12 zurückgeführt.

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Der Servo-Bremsmechanismus 10 wird durch ein Fußpedal 24 betätigt, das ein Eingangsglied 26 zur Steuerung der Betätigung des Servo-Bremsmechanismus 10 "bewegt, um den Druck in einem üblichen Zweifach-Hauptzylinder 28 zu steigern, der dann einen hydraulischen Druck durch eine Bremsleitung 30 zu den Vorderradbremsen 32 des Fahrzeuges und durch eine Bremsleitung 34 zu den Hinterradbremsen 36 des Fahrzeuges übeträgt.

Der vriable Flüssigkeitsdruck, der von der Kraftlenkpumpe 12 am Einlaß 15 erzeugt wird, beaufschlagt auch über eine Leitung 4-0 ein ringförmige Kammer 42, die in dem Gehäuse 44 des Servo-Bremsmechanismus 10 vorgesehen ist und die das als Kolben ausgebildete Eingangsglied umgibt. Dieser Kolben 26 weist einen sich in Längsachsenrichtung erstreckenden Hohlraum 46 auf, in dem eine Ventilstange 48 gleitend angeordnet ist, die unter der Wirkung einer Feder 50 steht, so daß eine Schulter 52 auf der Ventilstange 48 eine Ventileinlaßöffnurig ^A- am Ende des Kolbens 26 schließt. Die Kolbenstange 48 ist an ihrem vorderen Ende als Ventilstück 56 eines Auslaßventiles ausgebildet, das normalerweise abständig von dem Auslaßventilsitz 58 liegt, der sich in einem Kraftgeberkolben 60 befindet, der in einer Bohrung 62 des Gehäuses 44 hin- und herbeweglich angeordnet ist. Der Kraftgeberkolben 60 bildet in der Bohrung 62 eine Kraftgeberkammer 64 auf seiner einen Seite, in die unter Druck stehende Flüssigkeit eingebracht werden kann, um den Kraftgeberkolben 60 nach links aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung heraus zu bewegen und um damit den Hauptzylinder 28 und die Bremsen 32 und 36 zu betätigen.

Die zu der ringförmigen Kammer 42 geförderte Druckflüssigkeit wird von der von dem Einlaßventil 52,54 und dem Auslaßventil 56,58 gebildeten Steuereinrichtung dazu benutzt, -Druckflüssigkeit in die Kraftgeberkammer 64 zur Bewegung des Kraftgeberkolbens 6Ö nach links aus.der in Fig. 1 dargestellen Stellung heraus zu bringen, um damit den Hauptzylinder 28 und die

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Bremsen zu "betätigen. Die Bremst»etätigung geschient durch niedertreten des Fußpedales 24, wodurch der als Eingangsglied dienende Kolben 26 und die Yentilstange 28 als Einheit nach links bewegt werden, bis das Yentilstück 56 des Auslaßventiles auf den Kraftgeberkolben 60 trifft und den Yentilauslaß 58 schließt. Eine weitere Bewegung des Pedales 24 bewirkt, -daß sich der Kolben 26 nunmehr relativ zu der jetzt feststehenden Yentilstange 28 bewegt, so daß sich der Kolben 26 gegen den Widerstand der Feder 50 bewegt und die Schulter 52 von dem Einlaßventil element fortbewegt und die .Ventilöffnung 54 geöffnet wird. Unter variablem Druck stehende Flüssigkeit wird von der ringförmigen Kammer 42 durch einen radialen Durchlaß 66 in den Hohlraum 46 des Kolbens 26 geleitet und durch die Einlaßventilöffnung 54 in die Kraftgeberkammer 64, wodurch der Kraftgeberkolben 60 zur Betätigung des Hauptzylinders 28 nach links bewegt wird. Ein Freigeben des Fußpedales 24 bewirkt die Schließung des ELnlaßventiles 52,54 und die nachfolgende Öffnung des Auslaßventiles 56»58, so daß der Druck in der Kraftgeberkammer 64 durch die Auslaßventilöffnung 58 hindurch sowie durch einen Durchlaß 68 in dem Kraftgeberkolben 60 hindurch abfällt, und zwar in eine Auslaßkammer 70, die in dem Gehäuse 44 gebildet ist. Yon dort gelangt die Flüssigkeit über eine Rücklaßöffnung 21 und die Rückläufleitung 22 zu der Kraftlenkpumpe 12 zurück.

Die Druckflüssigkeit, die zu dem Einlaß 15 des Servo-Bremsmeehanismus und von dort zu der ringförmigen Kammer 42 gefördert wird, hat einen variablen Druck, der sich nach der Abgabeleistung der Kraftlenkpumpe 12 bestimmt, die wiederum davon abhängt, ob eine Lenkkorrektur durchgeführt wird oder nicht.. Die Kraftlenkpumpe 12 gibt normalerweise einen Druck von etwa 2 kp/cm ab, wenn keine Lenkkorrektur erfolgt. Bei

Durchführung einer Lenkung kann dieser Druck bis zu 84 kp/cm ansteigen. Wenn der dem Servo-Bremsmechanismus 10 zugeführte Druck zu seiner Betätigung bei einer Bremsung nicht ausreicht, wird der- zu der ringförmigen Kammer 42 gespeiste Druck auf

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die gewünschte Größe durch ein Drosselventil 72 gesteigert.

Das Drosselventil 72 ist in Form eines abgesetzten Kolbens 74· ausgebildet, der gleitend in einer Bohrung des Gehäuses 44 angeordnet ist und der mit seinem breiteren Ende einer Kammer 76 ausgesetzt ist, die über eine Leitung 78 mit der Kraftgeberkammer 64 in leitender Verbindung steht. Das andere Ende des Kolbens 74- ist kleiner und ist dem Druck in einer Kammer 80 ausgesetzt, die in leitender Verbindung mit dem Einlaß 15 sowie mit dem Auslaß 16 steht. Der Kolben 74 bewegt sich nach links zur Verringerung des freien Durchlasses zwischen dem Einlaß 15 und dem Auslaß 16, wodurch die Pumpe 12 veranlaßt wird, einen höheren Druck zu liefern. Je weiter sich der Kolben 74- nach links bewegt, umso stärker wird die Flüssigkeitsströmung eingeschränkt und umso höher ist der Druck, der am Einlaß 15 herrscht. Der Kolben 74- wird nach links von dem Druck in der Kraftgeberkammer 64 gedrückt, und zwar gegen den Druck am Einlaß 15? der im Sinne einer Verla-' gerung des Kolbens 74· nach rechts wirkt. Die Größendifferenz zwischen den beiden Enden des Kolbens 74- gewährleistet, daß der Druck in dem Einlaß 15 auf einem etwas größeren Wert gehalten wird als der Druck, der von dem Serve-Bremsmechanismus 10 in der Kraftgeberkammer 64 verwendet wird.

Ein Servo-Bremsmechanismus mit einem derartigen Drossel- oder Druckabrufventil und einem entsprechenden Steuermechanismus ist -in allen Einzelheiten in der älteren Anmeldung P 23 60 133*4 der Anmelderin beschrieben.

Der Druck, mit dem die Steuereinrichtung bzw. die Ventile 52,54 und 56,58 des Servo-Bremsmechanismus 10 beaufschlagt werden, bestimmt sich nach der Abgabeleistung der Kraftlenkpumpe 12, wenn eine Lenkung erfolgt, oder bestimmt sich nach dem Drosselventil 72. Der maximale Druck, der aufgebracht !werden kann, wird von einem Drucksteuerventil 82 bestimmt,

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das bei dem Ausführung sb ei spiel nach. ELg. 1 zwischen dem von der Eraftlenkpumpe 12 beaufschlagten Einlaß 15 und der Steuereinrichtung 52,5^ und- 56,58 des Servo-Bremsmechanismus 10 angeordnet ist.

Wie insbesondere aus ELg. 2 ersichtlich, weist das Drucksteuerventil 82 eine Bohrung 84 in dem Servo-Mechanismus-Gehäuse 44 auf, die mit einer Einlaßleitung 86 in leitender Verbindung mit dem Einlaß 15 steht und die mit einer Auslaßleitung 88 mit der Leitung 40 in leitender Verbindung steht, die zu der ringförmigen Kammer 42 und dem Steuermechanismus des Servo-Bremsmechanismus führt. Ein länglicher Kolben 90 ist gleitend in der Bohrung 84 angeordnet und er ist außenseitig mit zwei relativ breiten ringförmigen Kanälen 92 und 94 versehen, die in der dargestellten Stellung jeweils mit der Einlaßleitung 86 und der Auslaßleitung 88 in leitender Verbindung stehen. Das obere Ende des Kolbens 90 steht in einen verbreiterten Bohrungsabschnitt 96 vor und es ist auf ihm eine Scheibe 98 mittels einer Schraube 99 befestigt. Die Scheibe 98 bildet das Gegenlager für die unteren Enden ziireier konzentrisch angeordneter Federn 101 und 102. Die oberen Enden der Federn 101.' und 102 sind in einem Sackloch 104 angeordnet, das sich in einer Kappe 105 befindet, die in eine Öffnung 106 des Gehäuses 44 eingeschraubt ist und demgegenüber durch eine Dichtung 108 flüssigkeitsdicht abgedichtet ist.

Der Kolben 90 weist eine längliche, sich axial erstreckende Kammer 110 r-\£ _} die von einer Blindbohrung gebildet ist, deren offenes Ende flüssigkeitsdicht durch die Schraube 99 verschlossen ist, mit der die Scheibe 98 an dem Kolben 90 festgeschraubt ist. Die Kammer 110 steht in leitender Verbindung mit dem als Einlaß dienenden Kanal 92 mittels eines Paares von fluchtenden Radialdurchlässen 112 und mit dem als Auslaß dienenden Kanal 94 mittels eines weiteren Paares radialer, zueinander fluchtend liegender Durchlässe 114. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung kann unter Druck stehende Flüs-

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sigkeit frei durch, die Einlaßleitung 86 in den Einlaßkanal 92 und die Radialdurchlässe 112 in die Kammer 110 strömen, von der sie durch die Radialdurchlässe 114 in den Auslaßkanal 94 und durch die Auslaßleitung 88 in die ringförmige Kammer 42 gelangen kann.

Das untere Ende des Kolbens 90 bildet in der Bohrung 84 eine Steuerkammer 116, die kontinuierlich in leitender Verbindung mittels eines winklig liegenden Durchlasses 118 mit der Auslaßleitung 88 steht. Das Ende des winklig liegenden Durchlasses 118 und der Steuerkammer 116 ist dicht von einem Stopfen 120 samt Dichtung 121 verschlossen, die in eine entsprechende Öffnung in dem Gehäuse 44 eingesetzt sind.

Der Kolben 90 ist ferner mit einer Mehrzahl von engen, ringförmigen Nuten 123, 124 und 125 versehen. Eine Gruppe von Muten 123 ist zwischen den Radialdurchlässen 112 und 114 angeordnet. Ein Mutenpaar 124 ist benachbart dem oberen Ende des Kolbens 90 angeordnet und eine Gruppe von Nuten 125 ist benachbart dem unteren Ende des Kolbens 90 vorgesehen. Die im Druck variable Flüssigkeit, die zum Einsickern zwischen dem Kolben 90 und der Wandung der Bohrung 84 neigt, tritt in die Nuten 123, 124 und 125 ein und hat die Tendenz, den Kolben 90 in exakter axialer Ausrichtung mit der Achse der Bohrung 84 zu tragen, wodurch der kleine ringförmige Spalt zwischen der Bohrung 84 und dem Kolben 90 so gleichförmig groß wie nur möglich gemacht wird, was das Durchsickern von Flüssigkeit unter Druck auf ein Minimum herabsetzt. Auf diese Weise bilden die Nuten 123, 124 und 125 nicht nur Flüssigkeit aufnehmende Räume. Die in ihnen befindliche Flüssigkeit hat ' auch eine'Abdichtfunktion, die die Flüssigkeitsverluste zwischen der Bohrung und dem Kolben auf ein Minimum herabsetzt, und die Flüssigkeit bewirkt ferner eine Schmierung des Kolbens im Sinne einer leichtgängigen Gleitbewegung. Es tritt praktisch eine schwimmende Lagerung des Kolbens auf. Jegliche Flüs-

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sigkeit, die über die Hüten 124- hinaus in die Kammer 96 sickert, kann über die Ablaßleitung 126 in die Rüeklaufleitung 21 gelangen, in der der niedrigste Druck im System herrscht.

Der Kolben 90 weist ferner zwischen den Muten liegende ringförmige Flächenabschnitte aμf. Ein Flächenabschnitt 127 liegt zwischen den Muten 123 und dem Einlaßkanal 112 und ein weiterer 'Flächenabschnitt 128 liegt zwischen den Nuten 125 und dem Auslaßkanal 94·· Erreicht der Flüssigkeitsdruck in der Steuerkammer 116'eine Größe, die ausreicht, die Kraft der Federn 101 und 102 zu überwinden, bewegt sich der Kolben 90 nach oben aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung heraus, so daß der Flächenabschnitt 127 die -Einlaßleitung 86 und der Flächenabschnitt 128 die Auslaßleitung 88 schließt. Auf diese Weise sind sowohl der Einlaß als auch der Auslaß separat geschlossen und sie sind voneinander abgetrennt sowie auch von der Kammer 110 abgetrennt.

Die relativ breiten Kanäle 92 und 94- wirken ähnlich wie die Nuten 12J, 124- und 125 mit bei der schwimmenden Lagerung des Kolbens in seiner Bohrung. In der offenen Stellung des Kolbens fließt die zirkulierende Flüssigkeit rund um die ringförmigen Kanäle und in der geschlossenen Kolbenstellung ist die Flüssigkeit in den Kanälen 92 und 94- eingefangen.

Unter .normalen Betriebsbedingungen kann die unter Druck stehende Flüssigkeit, die von der Kr aft lenkpumpe 12 in die Einlaßleitung 86 gefördert wird, frei durch das Drucksteuerventil zu der ringförmigen Kammer 4-2 und zu der von den Einlaßventilen 52 und 54- sowie dem Auslaßventil 56,58 gebildeten Steuereinrichtung strömen. Wenn sich jedoch der Druck am Einlaß einem vorbestimmten Maximalwert nähert, beispielsweise wenn ein lenkmanöver vollzogen wird, oder wenn der Servo-Bremsmechanismus mit einem Druck betätigt wird, der sich dem vorbestimmten

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Maximaldruck nähert, schließt das Drucksteuerventil 82, da der am Einlaß !herrschendes Druck auch in der Steuerkammer 116 herrscht, so daß der Kolben 90 sich gegen die Wirkung der Federn 101 und 102 nach oben .bewegt. Danach ist jede weitere Drucksteigerung in der Flüssigkeit, die von der Kraftlenkpumpe 12 möglicherweise abgegeben wird, von dem Servo-Bremsmechanismus 10 abgetrennt. Darüber hinaus kann der Servo-Bremsmechanismus 10 nicht etwa das Drossel- oder Druckabrufventil aktivieren, um noch mehr Druck von der Kraftlenkpumpe 12 anzufordern, da hierzu in dem Drosselventil 76 ein Druck erforderlich wäre, der über dem vorbestimmten Wert liegen müßte.

Das Drucksteuerventil 82 bleibt geschlossen, solange der Druck in der ringförmigen Kammer 42 auf dem vorbestimmten Niveau durch die Betätigung des Servo-Bremsmechanismus 10 gehalten wird. Sinkt der Druck in der ringförmigen Kammer 42 und demzufolge in der Steuerkammer 116 unter den vorbestimmten Wert, wird der Kolben 90 durch die Federn 101 und 102 unter Öffnung der Einlaßleitungen 86 und 88 nach unten bewegt. Ist zu diesem Zeitpunkt der von der Kraftlenkpumpe 12 abgegebene Druck größer als der vorbestimmte Wert, steigt der Druck in der ringförmigen Kammer 42 und in der Steuerkammer 116 wieder auf den vorbestimmten Wert an, so daß dann das Drucksteuerventil 82 sofort wieder die ELnlaßleitung 86 und die Auslaßleitung 88 schließt. Ist andererseits der von der Pumpe 12 gelieferte Druck geringer als der vorbestimmte Wert, bleibt das Steuerventil 82 offen, bis entweder die Pumpe 12 einen übermäßig großen Druck als Ergebnis eines Lenkungsmanövers erzeugt oder'bis der Maximaldruck von dem Drosselventil 72 abgerufen wird.

Wenn beispielsweise ein Servo-Bremsmechanismus auf einen vorbestimmten Maximaldruck von $6 kp/cm eingestellt ist, wäre es der Ideelfa L wenn das Drucksteuerventil 82 schließen würde, wenn de Druck auf die 56 kp/cm ansteigt,und wenn

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es sich, sofort wieder öffnen würde, sobald der Druck unter diese 56 kp/cm abfällt. Diese Idealbedingungen können im Hinblick auf die Reibung zwischen den beweglichen Teilen und das dynamische Verhalten einer unter relativ hohem Druck stehenden Flüssigkeit nicht erreicht werden. Beim. Erfindungsgegenstand beträgt die Druckdifferenz zwischen dem öffnen und Schließen jedoch weniger als 1,4 kp/cm bei einem praktisch erprobten Fall, was außerordentlich wenig ist, wenn man bedenkt, daß bei den Vorrichtungen gemäß Stand der Technik diese Druckdifferenz mehr als 7 kp/cm betragen hat.

Beim Erfindungsgegenstand wird diese minimale Druckdifferenz des Ansprechens zwischen den öffnungs- und Schließdrücken als Ergebnis der Tatsache angesehen, daß die üblichen Kolbendichtungen, die ja den Keibwiderstand erhöhen, in Fortfall gekommen sind. Auf der anderen Seite bewirken die ringförmigen Hüten 123, 124 und 125 eine schwimmende Lagerung des Kolbens 90 auf einer gleichförmigen Flüssigkeitsschicht mit einem Minimum an Reibung und gleichzeitig reduzieren sie die Druckverluste und die Sickerverluste auf einen solch minimalen Punkt, daß die üblichen Dichtungen nicht erforderlich sind. Darüber hinaus sind die Federn 101 und 102 als ITiederdruckfedern ausgebildet, die eine relativ große Bewegung des Kolbens 90 ohne wesentliche Steigerung der Kraft ermöglichen, die aufgebracht werden muß, um die Kraft der Federn bei einem ausgewählten vorbestimmten Druckniveau zu überwinden. Es ist weiter hervorzuheben, daß die Druckflüssigkeit, die durch die Einlaßleitung 86 einströmt und die das Ventil durch die Auslaßleitung 88 verläßt, zunächst durch die ringförmigen Kanäle 92 und 94 strömt, die wie die abdichtenden Muten 123, 124 und 125 wirken und mit dazu beitragen, den Kolben 90 schwimmend im Sinne einer leichten Gleitbewegung zu lagern. Es ist ferner darauf zu verweisen, daß die Druckflüssigkeit zwischen der Einlaßleitung 86 und der Auslaßleitung 88 durch die axial gerichtete Kammer 110 fließt, wodurch der Einfluß einer

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in axialer Richtung strömenden !flüssigkeit in der Bohrung 84 auf ein Minimum herabgesetzt wird, die sonst auf den Kolben 90 einwirken würde.

Das Vorhandensein eines kleinen Druckunterschiedes zwischen den öffnungs- und Schließ drücken des Drucksteuerventil es 82 ist von besonderer Bedeutung bei dem sogenannten Auslaufpunkt des Servo-Bremsmechanismus 10. Dies ist der-Punkt, an dem der

maximal verfügbare Druck, beispielsweise die genannten 56 kp/cm , zum Bremsen aufgebraucht wurde und jegliche zusätzliche Abgabekraft, die auf den Hauptzylinder 28 wirkt, durch die physische Kraft des Betätigers des Bremspedales 24· aufgebracht werden muß. Wenn dies geschieht, kommen der als Eingangsglied dienende Kolben 26 und die Ventilstange 4-8 in Kontakt mit dem Kraftgeberkolben 60 und treiben ihn nach links, um somit die Abgäbekraft auf den Hauptzylinder 28 zu erhöhen. Wird jedoch der Kraftgeberkolben 60 nach links bewegt, vergrößert sich das Volumen in der Kraftgeberkammer 64·, so daß der Druck unter

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die 56 kp/cm absinkt. Wenn dieser Druckabfall nicht unmittel-bar durch Hinzuführung zusätzlichen Druckes ausgeglichen wird, um den Druck in der Kraftgeberkammer wieder auf das Maximum von 56 kp/cm zu heben, muß diese Abgabekraftverringerung infolge fehlenden Druckes auch noch durch die physische Kraft des das Pedal Betätigenden ausgeglichen werden. Um diesen Druckabfall auszufüllen, muß daher das Drucksteuerventil 82 im wesentlichen bei dem gleichen Druck öffnen, bei dem es

ο auch schließt. Ist beispielsweise der Auslaufpunkt bei 56 kp/cm in der Kraftgeberkammer festgelegt und öffnet sich das Drucksteuerventil beispielsweise erst, wenn der Druck auf 49 kp/cm abgesunken ist, muß die Abgabekraft des Servo-Bremsmechanismus entsprechend den 7 kp/cm Verlust von dem Betätiger der Bremse physisch aufgebracht werden. Dies resultiert in einer besonderen, unangenehmen Überraschung für den Betätiger der Bremse am Auslaufpunkt, da eine tatsächliche Reduktion in der Bremsleistung eintritt, obwohl der Betätiger mit seinem Fuß eine

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zusätzliche Kraft aufgebracht hat. Mit dem Erfindungsgegenstand ist diese Art Funktionsweise beseitigt und der Übergang zum -von der physischen Kraft unterstützten Bremsen am Auslaufpunkt geschieht ohne Bremsleistungsabfall.

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß ein hydraulischer Servo- -Bremsmechanismus geschaffen wurde, der ein Drucksteuerventil beinhaltet, das einerseits schließt, um den maximalen Druck, "bei dem der Servo-Bremsmechanismus arbeitet, zu begrenzen, und das sich ferner öffnet, um Druck zur Verfügung zu stellen, um ein Druckdefizit auszugleichen, wobei sowohl das öffnen als auch das Schließen bei im wesentlichen dem gleichen Druck geschehen. Dies ist erreicht, indem Reibeinflüsse und Flüssigkeit sströmungseinflusse auf das Druckregelventil dadurch auf ein Minimum herabgesetzt sind, daß ein mit Nuten versehener Kolben vorgesehen ist, die den Kolben auf einem Flüssigkeitsfilm lagern und abdichten, wobei ferner der Kolben zugleich geschmiert wird und schließlich der Flüssigkeitsstrom durch den Kolben hindurchgeleitet wird, um die Einwirkungen des Flüssigkeitsströmes auf den Kolben auf ein Minimum herabzusetzen,,

Vorstehend wurde insbesondere eine Vorrichtung beschrieben und illustriert, die ein hydraulischer Servo-Bremsmechanismus ist, der ein Drucksteuerventil beinhaltet, das bei einem vorbestimmten Druckniveau auf einen Druckanstieg derart antwortet, daß es schließt und dadurch der Servo-Bremsmechanismus von der Quelle des variablen Druckes abgetrennt wird und das bei im wesentlichen dem gleichen Druckniveau auf einen Druckabfall ebenfalls anspricht, um die Verbindung zwischen dem Servo-Bremsmechanismus und der Druckmittelauelle, wieder zu öffnen.

Es wurde ferner in einer solchen Vorrichtung ein Drucksteuerventil offenbart, das schließt und geschlossen bleibt, wenn der Druck eine vorbestimmte Höhe erreicht, und das bei im wesentlichen gleichen Druck öffnet, wenn der Druck unter diese vorbestimmte Höhe abfällt.

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Der im vorstellenden Aus führung sb ei spiel speziell offenbarte .hydraulische Servo-Bremsmechanismus beinhaltet ein Drucksteuerventil, das sich zwischen Offen- und Schließstellung bei einem minimalen Druckunterschied bewegt, weil die Reibeinflüsse und die Einflüsse der dynamischen Strömung herabgesetzt sind, und zwar durch Verwendung von die Flüssigkeit aufnehmenden Hüten und Kanälen, von denen einige als Dichtungen wirken und von denen andere Flüssigkeit empfangen und Flüssigkeit ableiten, wobei alle Muten und Kanäle zu einer schwimmenden Lagerung des Kolbens im Sinne einer leichten, äußerst feinfühlig auf den Druckunterschied ansprechenden Bewegung des Kolbens beitragen. ELn solches Drucksteuerventil hat ringförmige Nuten, mit deren Hilfe der Kolben gleitend in seiner Bohrung auf- Flüssigkeit schwimmend gelagert wird, die zwischen dem Kolben und der Bohrung durchsickert, und zwar in eine andere Nute oder einen anderen Kanal, von dem sie dann zu der Steuereinrichtung des Servo-Bremsmechanismus abfließt, um die Einflüsse des Flüssigkeitsstromes auf den Kolben so gering wie möglich zu halten. Die Nuten wirken als Flüssigkeitsdichtungen und ermöglichen damit den Verzicht auf die üblichen Dichtungen, die noch zusätzlich Reibwiderstände hervorrufen, die überwunden werden müssen, und darüber hinaus wird zugleich eine Schmierung des Kolbens im Sinne seiner leichten, reibfreien Bewegung erreicht.

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Claims (1)

1. - 16 Patent ansprüche

   ©rucksteuerventil mit einem länglichen, in einer Bohrung 'zwischen einer ersten und zweiten Stellung verschieblichen Kolben, wobei das eine Eblbenende teilweise eine zur Aufnahme von Druckflüssigkeit bestimmte Kammer begrenzt und das andere Eolbenende von Federn beaufschlagt ist, die den Kolben in die "erste Stellung gedruckt drücken, wobei der Kolben auf einen Druck anspri.cht, der größer ist als der vorbestimmte Wert zur Überwindung der Federkraft, und in die zweite Stellung bewegbar ist, wobei eine leitende Verbindung zwischen einer Einlaßleitung und einer Auslaßleitung geschaffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (90) symmetrisch um seine Längsachre Ausnehmungen (123,124-, 125) aufweist, in denen sich Flüssigkeit befindet und mit denen der Kolben (90) im Sinne einer leichten Gleitbewegung schwimmend gelagert ist.

   2« Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsleitung (86) und die Ausgangsleitung (88) in die Bohrung (84-), in der der Kolben (90) gleitet, münden und daß der Kolben (90) Wandungsabschnitte (127,128) aufweist, die derart liegen, daß sie die Mündungsöffnungen der Einlaß- und Auslaßleitungen (86₅88) in der zweiten Kolbenstellung schließen.

   3„ Drucksteuerventil nach Anspruch 1₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen durch ringförmige Muten (123,124,125) in desL Kolben (90) gebildet sind.

   4-» Drucksteuerventil nach. Anspruch 2 und 3s dadurch gekennzeicanets daß der Kolben (90) an. seinen entgegengesetzten Enden zwei Ifutengr-uppen (^24,125) aufweist und die Mündung so ffnung en der Einlaß-= und luslsBleitimgen (86_S88) zwischen diesen beiden Gruppen (124,125) ii

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   5· Drucksteuerventil nach Anspruch. 4·, dadurch, gekennzeichnet, daß eine weitere Itfutengruppe (123) zwischen den Mündungen der Einlaßleitung (86) und der Auslaßleitung (88) liegt.

   6. Drucksteuerventil nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (101,102) als eine große Kolbenbewegung ermöglichende Niederdruckfedern ausgebildet sind.

   7· Drucksteuerventil nach Anspruch 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (90) zwei ringförmige Kanäle (92 und 94) aufweist, die in axialer Erstreckung des Kolbens eine größere Breite haben als die Hüten (123,124,125), wobei die beiden Kanäle (92 und 94) in leitender Verbindung mit den Mündungsöffnungen der Einlaßleitung (86) und der Auslaßleitung (88) stehen, wenn sich der Kolben (90) in seiner zweiten Stellung befindet.

   8. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Kolbens (90) eine sich in Achsrichtung erstreckende Bohrung vorgesehen ist, durch die die Einlaßleitung (86) und die Auslaßleitung (88) in leitende Verbindung miteinander setzbar sind.

   9. Verwendung eines Drucksteuerventiles nach den vorhergehenden Ansprüchen bei einem hydraulischen Servo-Bremsmechanismus mit einem Einlaß für die leitende Verbindung mit einer Druckmittelquelle variablen Druckes und einem Auslaß für die leitende Verbindung mit einer Eücklaufleitung zu dieser Druckmittelquelle, Bremssteuereinrichtungen zur Verwendung der im Druck variablen Druckflüssigkeit, einem Ventil zur Steigerung desDruckes 'der Druckflüssigkeit in Abhängigkeit von der Arbeit

   - der Steuereinrichtung, wobei das verwendete Drucksteuerventil (82) derart angeordnet ist, daß der J)ruekflüssigkeits-Einlaß (15) und ein Einlaß (40) für die Brems steuereinrichtung (24 bis 60) mit der Einlaßleitung (86) bzw. der Auslaßleitung (88) des Drucksteuerventiles (82) verbunden sind.

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   Verwendung des Drucksteuerventiles (82) entsprechend iuaspruch 9 j wobei -in dea Servo-Bremsmechsnismus (1O) ein Druokabraj ventil (72) im ilüssigkeitsstrom zwischen dem Einlaß- (15) und der Bremssteuereinrichtung (24- "bis 60) eingeschaltet; ist«

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