DE2415701A1

DE2415701A1 - Hydraulischer druckmodulator

Info

Publication number: DE2415701A1
Application number: DE19742415701
Authority: DE
Inventors: Alain Le Marchand
Original assignee: DBA SA
Current assignee: DBA SA
Priority date: 1973-04-03
Filing date: 1974-04-01
Publication date: 1974-11-28
Also published as: FR2224328A1; FR2224328B1; JPS49128173A; GB1421703A

Description

Patentanwälte 24 I 570 I

Dr. Ira. H. Nrgendank

Dipl. Ing. H. Η~υν ■ Γ p.V/s. V/. Schmitr

DIpI. Ing. E. G -_t I - - C: J. Ing. VV. Wehnelt

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Telefon 53S0330

Societe Anonyme D.B.A.
98 Bd Victor Hugo
92 Clichy, France

29. März 1974 Anwaltsakte M-3013

Hydraulischer Druckmodulator

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Druckmodulator, insbesondere für ein Antiblockiersystem eines Kraftfahrzeugs· Antiblockiersysteme dieser Art enthalten einen Druckmodulator, durch den der den Bremszylindern der Kraftfahrzeugräder zugeführte Bremsdruck modulierbar ist, um ein Blockieren der Kraftfahrzeugräder zu unterbinden.

Bekannte hydraulische Druckmodulatoren dieser Art enthalten eine Strömungsmittelleitung, die eine veränderliche Bremsdruckquelle mit einem Bremszylindersatz verbindet, ein in der Leitung angeordnetes Rückschlagventil und einen in einer Bohrung gleitend gelagerten, das Rückschlagventil .steuernden Stößel, der eine stromabwärts des Rückschlagventils an die Leitung angeschlossene Modulationskammer begrenzt und durch

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den der Druck in der Modulationskammer in Abhängigkeit von der veränderlichen Steuerkraft eines abgestuften Stellkolbens modulierbar ist, welcher in einer abgestuften Bohrung gleitend angeordnet ist und eine Druckkammer an der die größere wirksame Druckangriffsfläche aufweisenden Kolbenstirnseite sowie eine Entlastungskammer an der die kleinere Druckangriffsfläche aufweisenden Kolbenstirnseite begrenzt, wobei der Stellkolben durch die mit einer Hochdruckquelle verbindbare Entlastungskammer mit einer Druckkraft entgegen der Federkraft einer vorgespannten Federeinrichtung beaufschlagbar ist, die den Stößel normalerweise in die Ruhelage drückt, in der der Stößel am Modulatorgehäuse anliegt und das Rückschlagventil geöffnet ist, und wobei die Druckkammer mit der Hochdruckquelle und mit einer Niederdruckzone mit Hilfe einer Antiblockier-Ventilanordnung verbindbar ist, welche normalerweise durch einen auf die Drehzahl mindestens eines Fahrzeugrades ansprechenden Blockierregler derart betätigt ist, daß die Steuerkraft des Stellkolbens und somit der an dem Bremszylindersatz vorhandene Bremsdruck im Falle eines Blockierens des Fahrzeugrades merklich verringerbar ist.

Wenn die Hochdruckquelle bei einer Einrichtung dieser Art ausfällt, drückt die vorgespannte Federeinrichtung den Stößel-in seine Ruhelage zurück, wodurch das Rückschlagventil geöffnet wird und Strömungsmittel vom Hauptzylinder zu den Fahrzeugbremsen strömen kann. Um jedoch die G-efahr eines Abziehens

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τοπ Bremsflüssigkeit in die Modulationskammer auszuschalten, muß die vorgespannte "Feuereinrichtung sehr stark sein. Der Modulator hat daher einen großen Platzbedarf.

Erfindungsgemäß soll ein Modulator geschaffen werden, der die Gefahr eines Abziehens von Bremsmittel in die Modulationskammer im Falle eines Ausfalls der Hochdruckquelle ausschaltet und dennoch über eine gedrängte Bauweise verfügt.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung einen Modulator der eingangs beschriebenen Art, der gekennzeichnet ist durch eine auf den Druck in der Entlastungskammer ansprechende Steuereinrichtung, durch die die wirksame Druckangriffsfläche des Stößels bei einem Druckabfall in der Entlastungskammer verringerbar ist.

Vorzugsweise ist der Stößel starr mit einem in der Ruhestellung des Stößels mit einem am Modulatorgehäuse ausgebildeten Ventilsitz zusammenwirkenden Ventilkörper verbunden und dadurch ein die Verbindung zwischen der Strömungsmittelleitung und der ■ Modulationskammer steuerndes Arbeitsventil gebildet, und der wirksame Querschnitt des Ventilsitzes ist kleiner als die am Stößel nach Verlassen der Ruhestellung wirksame Druckangriffsfläche·

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung in Ver-

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bindung mit der Zeichnung, die schematisch ein hydraulisches Antiblockiersystem für ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Druckmodulator zeigt.

Gemäß der Zeichnung enthält die Bremsanlage eine veränderliche Bremsdruckquelle 10, beispielsweise einen herkömmlichen, durch ein Bremspedal 12 betätigbaren Hauptzylinder, durch den ein Bremszylindersatζ 14 mindestens eines Fahrzeugrades 16 mit Hydraulikdruck beaufschlagbar ist. Zwischen dem Hauptzylinder 10 und den Bremszylindern 14 liegt ein Druckmodulator 18, der auf die unten beschriebene Weise den den Bremszylindern zugeführten Hydraulikdruck moduliert, um ein Blockieren der zugeordneten, gebremsten Fahrzeugräder 16 zu verhindern.

Der Modulator 18 ist mit einem Gehäuse 20 versehen, das eine Leitung 22 aufweist, welche über einen Einlaß 23 an den Hauptzylinder 10 und über einen Auslaß 25 an die Bremszylinder 14 angeschlossen ist. Ein Rückschlagventil, das gemäß der Zeichnung aus einer beweglichen Yentilkugel 24 besteht, die dichtend mit einem in der Leitung 22 angeordneten Ventilsitz 26 zusammenwirken kann, dient dazu, einen Hydraulikstrom in der Leitung 22 vom Einlaß 23 zum Auslaß 25 zu unterbinden. Die Ventilkugel 24 ist mit einer geringen Federkraft beaufschlagt, so daß sie dichtend am Sitz 26 anliegt.

Der Modulator enthält ferner ein einstückiges Einsatzteil 30, das in einer Stufenbohrung 32 des Gehäuses 20 angeordnet ist.

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Das Einsatzteil 30 bildet einen Stufenkolben 34 und gleichzeitig einen Stößel 36. Der Stößel ist am Ende des im Durchmesser kleineren Kolbenabschnitts angebracht und wirkt dichtend mit einem Abschnitt der Bohrung 32 zusammen.

Zwei Dichtungen 38,40 am Einsatzteil 30 wirken mit den im Durchmesser größeren und kleineren Abschnitten der Bohrung 32 zusammen und bilden mit diesen gemeinsam drei Kammern im Gehäuse 20. Die erste Kammer ist die Druckkammer 42, die neben der die größere Druckangriffsfläche aufweisenden Stirnseite des abgestuften Stellkolbens 34 liegt. Die zweite Kammer ist die Entlastungskarnmer 44, die an der die kleinere Druckangriffsfläche aufweisenden Stirnseite des Kolbens 34 liegt. Schließlich bilden der Stößel 36 und der Bohrungsabschnitt mit dem kleinsten Durchmesser eine Kodulationskammer 46, die mit der Leitung 22 durch eine Öffnung 48 hinsichtlich der veränderlichen Druckquelle, d.h. des HauptZylinders, stromabwärts des Rückschlagventils 24 verbunden ist. Vorgespannte Federglieder 50,52 in der Druckkammer 42 drücken den Stellkolben 34 und den Stößel 36 im Sinne der Figur nach links in eine normale, nicht-gezeigte Ruhestellung, wenn die Drücke in den Kammern 42 und 44 gleich groß sind. In dieser normalen Ruhestellung wirkt der Stößel 36 über eine O-Ringdiehtung 56 dichtend mit dem Ende 54 der Bohrung 32 zusammen, wobei die Dichtung die Öffnung 48 im Bohrungsende 54 abdeckt. Die die Dichtung 56 tragende Stirnseite des Stößels 36 bildet daher

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mit dem die Öffnung 48 enthaltenden Bohrungsende 54 ein Arbeitsventil, das die Verbindung zwischen der Leitung 22 und der Modulationskammer 46 steuert. An der Stirnseite des Stößels 36 ist eine Schubstange 58 angebracht, die die Öffnung 48 und den Sitz 26 durchgreift und die Ventilkugel 24 vom Ventilsitz 26 abhebt, wenn sich der Stößel in seiner normalen Ruhestellung befindet. Das einstückige Einsatzteil 30 enthält einen Leckstromkanal 60, der die Modulationskammer 46 mit der Entlastungskammer 44 verbindet. In diesem Kanal 60 liegt ein kalibrierter Ventilkörper 62, derart, daß das Strömungsmittel lediglich von der Kammer 46 zur Kammer 44 strömen kann. Der Ventilkörper 62 wird durch eine Feder 61 gehaltert, die an einem lösbaren Stopfen 63 im Einsatzteil 30 anliegt.

Der Modulator 18 wird durch einen hydraulischen Hilfsdruckkreis gesteuert, der eine über ein Rückschlagventil 66 an einen Druckmittelsammler 68 angeschlossene Pumpe 64 enthält. Eine Öffnung 70 verbindet den Samder 68 unmittelbar mit der Entlastungskammer 44. Eine weitere Öffnung 72 verbindet den Sammler mit der Druckkammer 42 über ein erstes Antiblockierventil 74. Die Öffnung 72 ist ferner über ein zweites Antiblockierventil 76 mit einem Niederdruckspeicher 78 verbunden. Die in der Figur schematisch dargestellten Ventile 74,76 bilden eine Anordnung von Antiblockier-Solenoidventilen bekannter Bauweise, die in üblicher Weise durch Signale be-

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tätigt werden, welche durch einen nicht-gezeigten Antiblokkierregler erzeugt werden, der auf die Winkelgeschwindigkeit mindestens eines Fahrzeugrades 16 darstellende Ausgangssignale von nicht-gezeigten Geschwindigkeitsfühlern anspricht.

Der Druckmodulator arbeitet wie folgt:

Während des normalen Betriebs und in der Ruhestellung des Modulators ist das Solenoidventil 74 geöffnet, während das Solenoidventil 76 geschlossen ist. Der Strömungsmitteldruck in den beiden Kammern 42,44 ist daher gleich groß und der Stößel befindet sich in der Ruhestellung. Die Druckkammer des HauptZylinders 10 ist mit den Bremszylindern 14 verbunden. Wenn das Bremspedal 12 niedergedrückt wird, wird der am Hauptzylinder 10 erzeugte Druck über die Leitung 22 den Bremszylindern 14 zugeführt„ Palis das abgebremste Fahrzeugrad 16 blockiert, werden die Solenoidventile 74,76 derart betätigt, daß sich der Druck in den Bremszylindern 14 verringert. Zu,diesem Zweck wird das Ventil 74 geschlossen und das Ventil 76 geöffnet. Daher fällt der Druck in der Druckkammer 42 ab und das Einsatzteil 30 verstellt sich im Sinne der Figur nach rechts. Das Rückschlagventil 24 wird nunmehr geschlossen, und infolge der Verschiebung des Einsatzteiles 30 sinkt der Druck in der Modulationskammer 46 und in den Bremszylindern entsprechend. Falls ein Signal zur Druckerhöhung in den Bremszylindern 14 erzeugt wird, wird das SoIe-

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noidventil 76 geschlossen und das Ventil 74 erneut geöffnet. Unter dem gemeinsamen Einfluß der Federn 50,52 und des am Stellkolben 34 angreifenden Druckunterschieds bewegt sich das Einsatzteil 30 im Sinne der Figur nach links. Auf diese Weise wird daher der Bremsdruck in den Bremszylindern 14 derart moduliert, daß ein Blockieren der Fahrzeugräder 16 unterbunden und gleichzeitig die optimale Bremskraft erhalten wird. Während der Modulationsdauer ist die wirksame Druckangriffsfläche des Stößels gleich dem Querschnitt des Bohrungsabschnitts mit dem kleinen Durchmesser. Dieser Querschnitt ist in der Zeichnung durch den Durchmesser A dargestellt.

Nunmehr sei angenommen, daß der die Pumpe 64 und den Sammler 68 enthaltende, hydraulische Hilfsdruckkreis ausfällt. Falls die Störung außerhalb eines Bremsvorgangs auftritt, liegt das Einsatzteil 30 in seiner Ruhestellung, in der die Modulationskammer 46 von der Leitung 22 getrennt ist. Jeglicher nachfolgende Bremsvorgang findet daher ohne Modulation mit dem vom Hauptzylinder erzeugten Hydraulikdruck statt. Der Antiblockierregler enthält nämlich eine Überwachungsvorrichtung, die.den Druck im Sammler 68 ermittelt und den Antiblockierregler abschaltet, wenn der Druck im Sammler 68 einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. In diesem Fall wird das Solenoidventll 76 geschlossen, während das Ventil 74 geöffnet wird. Wenn die Abschaltung während eines Modulationsvorganges stattfindet, verstellt sich das Einsatzteil 30 im Sinne der

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Figur nach, links in die Ruhelage, wodurch das in der Modulationskammer 46 enthaltene Strömungsmittel zusammengedrückt wird. Um zu ermöglichen, daß sich die Stirnseite des Stößels 36 an das Ende der Bohrung 32 anlegt, hebt sich der. Ventilkörper 62 von seinem Sitz ab, wenn der Druck in der Entlastungskammer 44 unter den Druck in deajiiodulationskammer 46 abfällt. Im Hinblick auf eine zuverlässige Betriebsweise des oben beschriebenen Antiblockiersystems ist der Grenzwert im Sammler 68 größer als der maximal im Hauptzylinder 10 erzeugbare Druck.

Außerdem sind die Federn 50,52 so stark, daß sie die an der Stirnseite des Stößels 36 angreifende Druckkraft übersteigen, wenn sich der Stößel in der Ruhestellung befindet. Diese Druckkraft wird teilweise durch den Druck des Hauptzylinders, der auf die wirksame Druckangriffsfläche des Arbeitsventils, welche in der Zeichnung durch den Durchmesser B dargestellt ist, einwirkt, und teilweise durch den verhältnismäßig geringen Restdruck erzeugt, der an der durch die Differenz zwischen den Durchmessern A und B entstehenden Ringfläche in der Kammer 46 vorhanden und durch den Ventilkörper 62 eingeregelt wird. In dieser Ruhestellung ist daher die wirksame Druckfläche des Stößels annähernd gleich der wirksamen Druckfläche des Arbeitsventils, welche in der Zeichnung durch den Durchmesser B dargestellt ist. Hierdurch wird verhindert, daß während des Bremsens Strömungsmittel in die Modulationskammer

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abfließt, wenn die Blockierregelung abgeschaltet ist.

Da sich, die wirksame Druckfläche des Stößels 36 zwischen seiner Modulations- und seiner Ruhestellung ändert, lassen sich kompakte vorgespannte Rückstellfedern verwenden, wodurch der maximale Querschnitt des Kolbens 34 des Einsatzteils 30 beträchtlich verringert werden kann.

Der Kitlüftungskanal 60 kann auch im Gehäuse 20 angeordnet sein; ferner ist es nicht erforderlich, daß der Stellkolben starr mit dem Stößel verbunden ist; stattdessen kann er als auf die oben beschriebene Weise angeordneter Stufenkolben ausgebildet sein, dessen Abschnitt geringeren Durchmessers an einen Stößel anlegbar ist, welcher gleitend in einer koaxial zur abgestuften Bohrung, in der der Stellkolben gleitet, ausgebildeten Bohrung sitzt.

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Claims

Patentansprüche

1. / Hydraulischer Druckmodulator für ein Antiblockiersystem, mit einer eine veränderliche Bremsdruckquelle mit einem Bremszylindersatζ verbindenden Strömungsmittelleitung, einem in der Leitung angeordneten Rückschlagventil, einem in einer Bohrung gleitend gelagerten, das Bäckschlagventil steuernden Stößel, der eine stromabwärts des Rückschlagventils an die Leitung angeschlossene Modulationskammer begrenzt und durch den der Druck in der Modulationskammer in Abhängigkeit von der veränderlichen Steuerkraft eines abgestuften Stellkolbens modulierbar ist, welcher in einer abgestuften Bohrung gleitend angeordnet ist und eine Druckkammer an der die größere wirksame Druckfläche aufweisenden Kolbenstirnseite sowie eine Entlastungskammer an der die kleinere Druckfläche aufweisenden Kolbenstirnseite begrenzt, wobei der Stellkolben durch die mit einer Hochdruckquelle verbindbare

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Entlastungskammer mit einer Druckkraft entgegen der Federkraft einer vorgespannten Federeinrichtung beaufschlagbar ist, die den Stößel normalerweise in die Ruhelage drückt, . in der der Stößel am Modulatorgehäuse anliegt und das Rückschlagventil geöffnet ist, und wobei die Druckkammer mit der Hochdruckquelle und mit einer Niederdruckzone mit Hilfe einer Antiblockier-Ventilanordnung verbindbar ist, welche normalerweise durch einen auf die Drehzahl mindestens eines Fahrzeugrades ansprechenden Blockierregler derart betätigt ist, daß die Steuerkraft des Stellkolbens und somit der an dem Bremszylindersatz vorhandene Bremsdruck im Falle eines Blockierens des Fahrzeugrades merklich verringerbar ist, gekennzeichnet durch eine auf den Druck in der Entlastungskammer (44) ansprechende Steuereinrichtung (56,60,62), durch die die wirksame Druckfläche des Stößels (36) bei einem Druckabfall in der Entlastungskammer (44) verringerbar ist.

· Druckmodulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (36) starr mit einem in der Ruhestellung des Stößels mit einem am Modulatorgehäuse (20) ausgebildeten Ventilsitz (54) zusammenwirkenden Ventilkörper (56) verbunden und dadurch ein die Verbindung zwischen der Strömungsmittelleitung (22) und der Modulationskammer (46) steuerndes Arbeitsventil gebildet ist, und daß der wirksame Querschnitt (B) des Ventilsitzes

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(54) kleiner als die am Stößel (36) nach Verlassen der Ruhestellung wirksame Druckfläche (A) ist.

3. Druckmodulator nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen die Modulations- mit der Entlastungskammer (46,44) verbindenden Leckstromkanal (60) mit einem darin angeordneten, kalibrierten Ventilkörper (62) zur Ermöglichung eines Strömungsmittelaustritts aus der Modulationskammer (46).

4· Druckmodulator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leckstromkanal (60) den Stößel (36) und den Stellkolben (34) durchsetzt und Stößel und Stellkolben einstückig ausgebildet sind.

5. Druckmodulator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem den Stößel (36) gleitend aufnehmenden Ende der Bohrung (32) eine in die Strömungsmittelleitung (22) mündende Öffnung (48) ausgebildet ist und daß die Stirnseite des Stößels (36) zwecks Bildung des Arbeitsventils mittels einer O-Ringdichtung (56) dichtend an das Bohrungsende anlegbar und dadurch die Öffnung (48) abgedeckt ist.

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