DE2502265B2

DE2502265B2 - Anlage

Info

Publication number: DE2502265B2
Application number: DE2502265A
Authority: DE
Inventors: Michael Robert Farmington Mich. Young (V.St.A.)
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Current assignee: ZF Active Safety US Inc
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1979-04-19
Also published as: US3954307A; DE2502265C3; DE2502265A1; GB1479704A; JPS5914380B2; FR2325544A1; GB1479703A; FR2325544B1; JPS50116873A

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuervorrichtung für eine hydraulische Fahrzeug-Zweikreisbremsanlage mit einem zwischen einer Druckmittelquelle und einem der Bremskreise angeordneten Druckmodulationsventil, das eine Druckdifferenz zwischen der Druckmittelquelle und den nachgeschalteten Bremsen bewirkt und das einen zwischen einer Offen- und einer Schließstellung hin- und herbewegbaren Regelkolben aufweist, und mit einer mit dem Regelkolben zusammenwirkenden Vorspanneinrichtung, die einen Druckfühler und einen Verzögerungsfühler aufweist, wobei der Druckfühler kraftschlüssig mit dem Regelkolben verbunden und in Richtung dessen Offenstellung mit dem Druck der Druckmittelquelle beaufschlagt ist und wobei der Verzögerungsfühler eine Vorrichtung ist, die auf den Druckfühler mit wachsender Fahrzeugverzögerung eine zunehmende Kraft entgegen der Druckbeaufschlagung des Druckfühlers ausübt.

Bei einer vorbekannten Drucksteuervorrichtung dieser Art (DE-OS 21 29 811) steuert der als Kolben ausgebildete Druckfühler die Vorspannung einer Feder, die den Regelkolben des Druckmodulationsventils in seine Offenstellung vorspannt. Je größer der auf den Druckfühler ausgeübte Druck ist, um so größer wird die Vorspannung der Feder des Regelkolbens. Die Druckbeaufschlagung des Druckfühlers wird von dem Verzögerungsfühler gesteuert, der als schwenkbar gelagertes Gewicht ausgebildet ist. Zu diesem Zweck schließt das Gewicht bei einer vorgegebenen Verzögerung ein Ventil, das in der Strömungsverbindung zwischen der Druckmittelquelle und der Druckseite des Druckfühlers angeordnet ist. Der von der Druckmittelquelle in diesem Augenblick abgegebene Druck wird auf diese Weise gewissermaßen auf der Druckseite des Druckfühlers gespeichert, so daß der Kolben des Druckfühlers in dieser Stellung stehenbleibt und daher die Vorspannung der Feder des Regelkolbens von diesem Zeitpunkt ab praktisch unverändert bleibt.

Da der Druck der Druckmittelquelle, bei dem eine vorgegebene Fahrzeugverzögerung und somit eine entsprechende Auslenkung des Gewichfes des Verzögerungsfühlers eintritt, von der Fahrzeugbeladung abhängt, erhält man somit eine Abhängigkeit der Betätigung des Druckmodulationsventils von der Fahrzeugbeladung. Dieser Einfluß wird noch dadurch verfeinert, daß das Gewicht des Verzögerungsfühlers mit einer Feder beaufschlagt ist, deren Vorspannung von der Stellung des Kolbens des Druckfühlers abhängt. Hierdurch wird erreicht, daß das Gewicht des Verzögerungsfühlers bei einem größeren Druck der Druckmittelquelle erst bei einer größeren Fahrzeugverzögerung ausgelenkt wird. Die Einflüsse, die einerseits von der fahrzeugbeladungsabhängigen Druckbeaufschlagung des Druckfühlers und andererseits von der fahrzeugbeladungsabhängigen Vorspannung des Verzögerungsfühlers herrühren, überlagern sich so, daß die Druckmodulation des Druckmodulationsventils in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung im Sinne einer guten Abbremsung beeinflußt wird.

Die Erfindung stellt eine Weiterentwicklung einer solchen Drucksteuervorrichtung dar. Insbesondere soll eine Drucksteuervorrichtung dieser Art so ausgebildet

werden, daß der Einfluß des Beladungszustandes des Fahrzeuges bei der Druckmodulation im Drucksteuerventil noch genauer erfaßt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Drucksteuervorrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckfühler zusätzlich und gleichgerichtet mit dem Druck der Druckmittelquelle mit dem vom Druckmodulationsventil ausgesteuerten modulierten Druck beaufschlagt L-1

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die ι ο Beziehung zwischen der Fahrzeugverzögerung und dem Fahrzeuggewicht nicht nur von dem Druck der Druckmittelquelle (Hauptbremszylinderdruck), sondern auch von dem vom Druckmodulationsventil ausgesteuerten Druck abhängt Die genauere physikalische Beziehung wird anhand der mathematischen Gleichungen in der Figurenbeschreibung abgeleitet. Bei der eingangs beschriebenen Drucksteuervorrichtung nach der DE-OS 2129 811 wird dieser Einfluß nicht berücksichtigt, da der Kolben des Druckfüiilers nur mit dem Druck der Druckmittelquelie beaufschlagt wird, wobei darüber hinaus dieser Druck praktisch konstant gehalten wird, wenn die Druckmodulation einmal eingesetzt hat Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung besteht in seiner größeren Einfachheit, da ein zusätzliches Ventil zur Beeinflussung des den Druckfühler beaufschlagenden Drucks nicht erforderlich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. JO

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Bremsanlage für ein Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung,

F i g. 2 einen transversalen Schnitt durch die in F i g. 1 dargestellte erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung im vergrößerten Maßstabe,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch einen Abschnitt der in F i g. 2 dargestellten Drucksteuervorrichtung in vergrößertem Maßstabe,

F i g. 4 den Schnitt durch die erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung längs der Linie 4-4 in F i g. 3,

F i g. 5 einen Schnitt durch einen anderen Abschnitt der in F i g. 2 dargestellten erfindungsgemäßen Drucksteuervorrichtung in transversaler Richtung und in vergrößertem Maßstabe.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung 10. Diese ist in einer Bremsanlage 12 eines Fahrzeuges angeordnet. Die letztere weist einen Hauptbremszylinder 14 auf, der in herkömmlicher Weise über ein mit dem Fuß bedienbares Bremspedal 16 betätigt werden kann. Der Hauptbremszylinder ist über Druckleitungen 18 und 20 mit den Radbremszylindern 22 und 24 für die Vorderräder verbunden. Der Hauptbremszylinder ist zudem durch eine Leitung 26, die Drucksteuervorrichtung 10 und Druckleitungen 28 und 30 mit Radbremszylindern 32 und 34 für die Hinterräder verbunden. Die Drucksteuervorrichtung 10 t>o hat ein insgesamt mit 36 gekennzeichnetes Gehäuse. In diesem ist eine Kolbenanordnung 38, ein Verzögerungsfühler 40 und ein Druckmodulationsventil 42 angeordnet. Durch die Kolbenanordnung 38, den Verzögerungsfühler 40 und das Druckmodulationsventil 42 wird der Druck des von dem Hauptbremszylinder 14 zu den Radbremszylindern 32 und 34 für die Hinterräder geleiteten Druckmittels moduliert (d. h. der Bremsdruck auf die Vorderräder und Hinterräder verteilt), und zugleich werden Änderungen in der Beladung des Fahrzeuges berücksichtigt, die sonst dazu führen können, daß die Drucksteuervorrichtung beim Verteilen der Bremskraft eine Abweichung von der idealisierten Verteilung zwischen dem Vorderrad- und dem Hinterradbremsdruck herbeiführt

Wie F i g. 2 zeigt, ist in dem Gehäuse 36 eine Kammer 44 angeordnet, welche unten eine mit Innengewinde versehene öffnung 46 aufweist Die öffnung 46 ist durch einen Verschlußstopfen 48 verschlossen. Zwischen dem Umfang der öffnung 46 und dem Verschlußstopfen 48 ist eine O-Ringdichtung 50 angeordnet, durch welche die öffnung 46 und der Verschlußstopfen 48 strömungsmitteldicht gegeneinander abgedichtet werden. Innerhalb der Kammer 44 ist der Verzögerungsfühler 40 angeordnet Dieser weist ein bewegbares Pendel 52 mit vorgegebener Masse: und vorgegebenem Abstand des Schwerpunktes von der Schwenkachse auf. Das Pendel 52 hat am unteren Ende einen Gewichtskörper 54, der fest am unteren Ende einer Pendelstange 56 befestigt ist. Das obere Ende der letzteren weist eine in transversaler Richtung verlaufende Bohrung 58 auf, wie am deutlichsten aus den F i g. 3 und 4 zu ersehen ist. Durch die Bohrung 58 erstreckt sich ein Schwenkstift 60. dessen eines Ende in einer in der Wand des Gehäuses 36 ausgebildeten Sackbohrung 62 entsprechende Aufnahme findet. Das gegenüberliegende Ende des Schwenkstiftes 60 wird von einer Bohrung 64 aufgenommen. Diese ist in einem Stopfen 66 vorgesehen, der in eine öffnung 68 eingeschraubt ist. Die Öffnung 68 ist koaxial zu der Sackbohrung 62 auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 36 angeordnet Eine O-Ringdichtung 70 umgibt den Stopfen 66. Wie später noch genauer beschrieben wird, kann das Pendel 52 um eine durch den Schwenkstift 60 verlaufende Achse schwingen, wenn das Fahrzeug eine Verzögerung erfährt. Hierdurch wird auf das Druckmodulationsventil 42 eine Kraft vorgegebener Größe ausgeübt.

Das Gehäuse 36 hat zwei im wesentlichen parallele Bohrungen 72 und 74, welche im wesentlichen senkrecht zu der Kammer 44 verlaufen. Wie am besten aus F i g. 5 ersichtlich ist, sind sie an gegenüberliegenden Seiten der Kammer 44 angeordnet. In der Bohrung 72 ist die Kolbenanordnung 38 angeordnet, während die Bohrung 74 das Druckmodulationsventil 42 aufnimmt In das äußere Ende der Bohrung 72 ist ein Verschlußstopfen 76 eingeschraubt. Dieser hat ein mit Außengewinde versehenes inneres Ende 78, das in eine vergrößerten Durchmesser aufweisende Gegenbohrung 80 der Bohrung 72 eingeschraubt werden kann. Zwischen dem Kopf des Verschlußstopfens 76 und dem inneren Rand der Bohrung 72 ist eine O-Ringdichtung 82 angeordnet, durch welche die Bohrung 72 nach außen abgedichtet wird.

Unter Bezugnahme auf die Fi g. 2 und 5 werden nun Einzelheiten der Kolbenanordnung 38 beschrieben. Der Verschlußstopfen 76 weist zwei angeformte koaxial angeordnete Hülsenschnitte 84 und 98 auf, welche in axialem Abstand voneinander in der Bohrung 72 angeordnet sind. Eine O-Ringdichtung 88 umgibt den Hülsenabschnitt 84 und bildet eine Dichtstelle zwischen der Außenseite des Hülsenabschnittes 84 und der Innenwand der Bohrung 72. In einer ringförmigen axial verlaufenden Bohrung 89 des Hülsenabschnittes 84 ist ein Hülsenkörper 86 angeordnet. Dessen Außenseite und die Bohrung 89 sind durch eine Dichtung 90 gegeneinander abgedichtet. Der Hülsenkörper 86 weist

eine mittige, in axialer Richtung verlaufende Bohrung 92 auf, in der ein Kolben 96 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist. Zwischen der Außenseite des Hülsenabschnittes 98 und der Innenseite des innenliegenden Endes der Bohrung 72 ist eine O-Ringdichtung 100 angeordnet. Der Hülseriabschnitt 98 ist mit einer mittigen, axial verlaufenden Bohrung 101 versehen, in der eine Hülse 103 angeordnet ist. In der Hülse 103 ist eine koaxiale Bohrung 102 vorgesehen, in der ein zweiter in Längsrichtung verschiebbarer Kolben 104 angeordnet ist Die Außenseite der Hülse 103 und die Bohrung 101 sind durch eine O-Ringdichtung 105 gegeneinander abgedichtet. Der Kolben 104 hat einen vorderen Endabschnitt 106, der an eine Fläche 108 des Pendels 52 anlegbar ist. Die Fläche 108 ist eine der Begrenzungsflächen einer Aussparung 110, die beim oberen Ende des Pendelarmes 56 des Pendeis 52 vorgesehen ist, wie am besten aus F i g. 5 ersichtlich. Das gegenüberliegende, äußere Ende des Kolbens 104 liegt am innenliegenden Ende des Kolbens 96 an. Wie später noch genauer beschrieben wird, sind die Kolben 96 und 104 mit Druckmittel beaufschlagbar. Dadurch wird eine Kraft erzeugt die zusammen mit dem Pendel 52 zur Beeinflußung der Arbeitsweise des Regelventils 42 verwendet wird.

Unter Bezugnahme auf F i g. 5 wird nun der Aufbau und die Arbeitsweise des Druckmodulationsventils 42 näher beschrieben. Das Druckmodulationsventil 42 weist einen Regelkolben 112 auf. Der Regelkolben 112 hat einen im wesentlichen zylinderförmigen Körper 114, der einen vergrößerten Durchmesser aufweisenden, aixal versetzten, schulterformigt.ii Flanschabschnitt 118 aufweist, welcher um einen mittleren Abschnitt des Regelkolbens 112 herum angeordnet ist. Der Flanschabschnitt 118 trägt eine Dichtfläche 122, welche dichtend an ein federnd verformbares Ventilteil 124 anlegbar ist. Das Ventilteil 124 und der Flanschabschnitt 1118 steuern zusammen den Druckmittelstrom zwischen der Leitung 26 und der Druckleitung 28, d. h. sie steuern den Druckmittelstrom zwischen dem Hauptbremszylinder 14 und den Radbremszylindern 32 und 34 für die Hinterräder. Das Ventilteil 124 hat eine Lippe 126, die normalerweise in radialer Richtung nach außen geneigt ist, so daß sie an der Seitenwand der Bohrung 74 anliegt und damit verhindert daß Druckmittel aus der Druckleitung 28 in die Leitung 26 strömt. In der Bohrung 74 ist direkt außerhalb des Ventilteiles 124 ein Sprengring 125 angeordnet. An diesem liegt eine Mehrzahl von auf dem Ventilteil 124 angeordneten Erhebungen 128 derart an, daß zwischen dem innenliegenden und dem außenliegenden Ende der Bohrung 74 eine Strömungsmittelverbindung gebildet wird. Die Außenseite des Ventilteiles 124 weist eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung versetzten axial verlaufenden Nuten 130 auf. Diese bilden einen Strömungsweg für Strömungsmittel um die Außenseite des Ventilteiles 124. Ist in der Bohrung 74 der Druck des Strömungsmittels auf der linken, außenliegenden Seite des Ventilteiles 124 größer als der auf der gegenüberliegenden, in F i g. 5 rechts gelegenen Seite des Ventilteiles 124, so kann der Druckunterschied die Lippe 126 nach innen umbiegen, so daß Druckmittel in umgekehrter Richtung von den Radbremszylindern 32, 34 in die Bohrung 74 strömen kann. Wie am besten aus F i g. 5 ersichtlich, hat die Bohrung 74 einen mit Gewinde versehenen äußeren Endabschnitt 127 und einen geringeren Durchmesser aufweisenden inneren Bohrungsabschnitt 129. Im letzteren ist ein Führungskörper 131 angeordnet. Zwischen der Außenseite des Führungsteiles 131 und dem Bohrungsabschnitt 129 ist eine geeignete O-Ringdichtung 133 angeordnet und bildet eine Dichtstelle. Der Führungskörper 131 ist mit einer innenliegenden zur Bohrung 74 koaxialen Bohrung 135 versehen. In der letzteren ist ein Endabschnitt 137 des Regelkolbens 112 hin und her bewegbar angeordnet. Das am weitesten innen gelegene Ende des Endabschnittes 137 des Regelkolbens 112 befindet sich in

ίο enger Nachbarschaft einer auf dem Pendel 52 ausgebildeten Fläche 139, greift jedoch nicht in diese ein. Die Fläche 139 ist eine der Begrenzungsflächen einer Ausnehmung 141, die auf der der Ausnehmung 110 gegenüberliegenden Seite des Pendels 52 ausgebildet ist. Eine Schwenkbewegung des Pendels 52 bewirkt damit ein Hin- und Herbewegen des Regelkolbens 112. Dies wird unten noch näher beschrieben.

Wie F i g. 2 zeigt, ist das Gehäuse 36 mit einer im wesentlichen transversal verlaufenden Bohrung 134

:o versehen, die an ihrem außen gelegenen, in F i g. 2 links gelegenen Ende über ein nicht dargestelltes Verbindungsteil mit der Leitung 26 verbindbar ist. Ferner steht sie mit der Bohrung 72 beim außen gelegenen Ende des Kolbens 96 in Verbindung. Wie Fig.4 zeigt, steht die Bohrung 134 zugleich in Verbindung mit einer im Gehäuse 36 ausgebildeten im wesentlichen vertikalen Bohrung 136, in der ein insgesamt mit 138 bezeichnetes Rückschlagventil angeordnet ist Das Rückschlagventil 138 weist ein in vertikaler Richtung bewegliches

jo Ventilteil 140 auf, durch das ein Strömungsteil durch einen Kanal 142 geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Kanal 142 stellt eine Verbindung zwischen dem oberen Ende der Kammer 44 und der vertikalen Bohrung 136 her. Das Ventilteil 140 ist durch eine

j) Ventilfeder federnd nach unten vorgespannt. Damit wird das Ventilteil 140 dichtend an eine Dichtfläche 146 angedrückt. Das obere Ende der Ventilfeder 144 liegt an einem Verschlußstopfen 148 an, der in das obere Ende der vertikalen Bohrung 136 eingeschraubt ist. Wie F i g. 5 zeigt, ist das innen liegende Ende des Verschlußstopfens 76 mit Nuten 149 versehen oder geschützt, so daß zwischen der Bohrung !34 und dem außen gelegenen Ende des Kolbens 96 eine Strömungsmittelverbindung gebildet wird.

Der innen liegende Endabschnitt der Bohrung 74 ist durch einen Strömungsmittelkanal 150 in den Strömungsmittelkreis der Drucksteuervorrichtung 10 geschaltet. Der Strömungsmittelkanal 150 ist zusätzlich schematisch in Fig. 1 dargestellt und stellt eine Verbindung zwischen der Bohrung 74 und der transversalen Bohrung 134 her. Der außen gelegene Endabschnitt 127 der Bohrung 74 steht mit einem Strömungsmittelkanal 152 in Verbindung, der seinerseits sowohl in Verbindung mit der Druckleitung 28 als auch einem zweiten Strömungsmittelkanal 154 steht Wie F i g. 5 zeigt steht der letztere in Verbindung mit der Bohrung 72 und zugleich über eine Ringnut 155 und in dem Verschlußstopfen 76 an den Hülsenabschnitten 84 und 98 benachbarten Stellen ausgebildeten Querbohrangen 157 mit der Bohrung 102. Die Querbohrungen

157 stehen ".jer in der Hülse 103 ausgebildete Bohrungen 159 mit dem Kolben 104 in Verbindung.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich ist, weist der das

untere Ende der Kammer 44 verschließende Verschlußstopfen eine mittige Bohrung 156 auf, in der ein Kolben

158 hin und her bewegbar angeordnet ist Eine O-Ringdichtung 160 ist zwischen der Außenseite des Kolbens 158 und der Wand der Bohrung 156

vorgesehen. Die Unterseite des Kolbens 158 ist mit einer Sackbohrung 162 versehen, in der das obere Ende einer Schraubenfeder 164 angeordnet ist. Das untere Ende der Schraubenfeder 164 ist an einer Verschlußkappe 166 abgestützt, die auf einen nach unten überstehenden ringförmigen Abschnitt 168 des Verschlußstopfens 48 aufgeschraubt ist, wie F i g. 2 zeigt. Die Bohrung 156 und der in ihr angeordnete Kolben 158 dienen dazu, Strömungsmittel zu speichern und über den Endabschnitt 137 des Regelkolbens 112 und den Kolben 104 ausgetretenes Strömungsmittel durch das Rückschlagventil 138 wieder zurück zum Hauptbremszylinder 14 zu drücken. Der Strömungsmittelkreis der Drucksteuervorrichtung 10 weist schließlich einen Ablaßkanal 170 auf. Wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich ist, steht dieser mit dem oberen Ende der Kammer 44 in Verbindung und ist an seinem außen gelegenen Ende mit einem Verschlußteil 172 versehen.

Der Regelkolben 112 befindet sich normalerweise in der in Fig. 5 dargestellten Stellung. Dabei weist der Flanschabschnitt 118 einen Abstand von dem Ventilteil 124 auf. Damit wird das Strömen von Strömungsmittel vom Hauptbremszylinder zu den Radbremszylindern 32, 34 der Hinterräder auf einem Weg nicht behindert, der (vergleiche Fig. 1) durch die Leitung 26, den Strömungsmittelkanal 150, die Bohrung 74, den Strömungsmittelkanal 152 und die Druckleitung 28 gebildet wird. Der Regelkolben wird durch eine Schraubenfeder 174 in dieser Stellung gehalten. Die Schraubenfeder 174 ist koaxial um den zylindrischen Körper 114 des Regelkolbens 112 herum angeordnet. Das innen liegende Ende der Schraubenfeder 174 ist an dem Sprengring 125 abgestützt, während das außen liegende Ende der Schraubenfeder 174 an einer vergrößerten Durchmesser aufweisenden Schulter 115 anliegt, welche auf dem außen liegenden Ende des Regelkolbens 112 ausgebildet ist. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, wird der Sprengring 125 in der Bohrung 74 durch einen Verschlußstopfen 178 mit einer Gegenbohrung fixiert. Der Verschlußstopfen 178 ist in das außen gelegene Ende der Bohrung 74 eingeschraubt und trägt eine O-Ringdichtung 180. Der Verschlußstopfen 178 ist an seinem innen liegenden Ende mit Schlitzen 179 versehen, durch welche der Strömungsmittelkanal 152 mit dem Druckmodulationsventil 42 verbunden ist. Wenn der in der Bohrung 74 herrschende Druck einen gewissen Relativwert erreicht, wird der Regelkolben 112 in Fig.5 nach rechts bewegt Die Dichtfläche 122 des Flanschabschnittes 118 berührt dann das Ventilteil 124, so daß die Strömungsmittelverbindung von dem Strömungsmittelkanal 150 zum Strömungsmittelkanal 152 unterbrochen wird, und damit auch die Verbindung vom Hauptbremszylinder 14 zu den Radbremszyiindern 32 und 34 für die Hinterräder. Der Regelkolben 112 wird erst dann in F i g. 5 nach rechts bewegt, wenn die Kraft der Schraubenfeder 174 überwunden wird. Diese Kraft wird im folgenden mit Fs bezeichnet Die Größe des Einlaßdruckes P₁ des vom Hauptbremszylinders 14 zugeführten Druckmittels, bei dem das Druckmodulationsventil 42 schließt, wird nach der gewünschten Bremswirkung ausgewählt Das Druckmodulationsventil 42 schließt somit dann, wenn PiA größer als Fs ist, wobei A die Querschnittsfläche cas Regelkolbens 112 ist, welche mit dem Druck de. Druckmittels im Strömungsmittelkanal 150 beaufschlagt wird. Liegt der Flanschabschnitt 118 die Strömungümittelverbindung unterbrechend an dem Ventilteil 124 an, so wächst bei Druckzunahme des dem Einlaß vom Hauptbremszylinder 14 zugeführten Strömungsmittels der Druck im innen liegenden, d. h. in F i g. 5 rechts gelegenen Ende der Bohrung 74 an und der Regelkolben 112 wird zu der in F i g. 5 dargestellten Offenstellung hin gedrückt. Der in der Bohrung 74 herrschende Druck beaufschlagt den Regelkolben 112 auf einer effektiven Fläche der Größe B-A, wobei ßdie Größe einer Fläche darstellt, welche durch den Hauptdichtungsdurchmesser des an dem Ventilteil 124 anliegenden Flanschabschnittes 118

ίο gegeben ist. Die resultierende auf den Regelkolben 112 ausgeübte Kraft drückt zusammen mit der Federkraft Fs den Regelkolben 112 auf seine Offenstellung zu. Ist das Druckmodulationsventil 42 auf diese Weise geöffnet worden, so erzeugt ein Teil des vom Hauptbremszylinder 14 über den Strömungsmittelkanal 150 an die Bohrung 74 weitergegebenen vergrößerten Strömungsmitteldruckes eine entgegengerichtete Kraft, durch welche das Druckmodulationsventil 42 wieder geschlossen werden kann; da der im außen gelegenen, d. h. in F i g. 5 links gelegenen, dem Strömungsmittelkanal 152 benachbarten Ende der Bohrung 74 herrschende Strömungsmitteldruck auf eine größere Fläche B einwirkt als der in dem mit dem Strömungsmittelkanal 150 in Verbindung stehenden Abschnitt der Bohrung 74 herrschende Strömungsmitteldruck, reicht jedoch ein Teil des gesamten Anwachsens des Strömungsmitteldruckes dazu aus, das Druckmodulationsventil 42 zu schließen. Durch diese Arbeitsweise wird die Bremskraftverteilung erhalten. Sie kann durch die folgende Beziehung wiedergegeben werden:

IP₁(B-A)IB= IP₂

(Gleichung 1)

wobei ΔΡ] der vom Hauptbremszylinder 14 im Strömungsmittelkanal 150 erzeugte Druckzuwachs und ΔΡΐ der Druckzuwachs in dem mit den Radbremszylindern 32 und 34 in Verbindung stehenden Strömungsmittelkanal 152 ist. Ferner gilt:

P₂B= P₁(B-A) +F_s, (Gleichung 2)

wobei Pz der Druck im Strömungsmittelkanal 152 und P₁ der Druck des vom Hauptbremszylinder 14 abgegebenen Strömungsmittels ist. Gleichung 1 steHt die die Bremskraftverteilung charakterisierende Beziehung zwischen den Druckunterschieden des Strömung*smittels am Einlaß und am Auslaß der Drucksteuervorrichtung während der Steuerung durch das Druckmodulationsventil 42 dar. Dagegen verknüpft Gleichung 2 die Absolutwerte von Einlaßdruck und Auslaßdruck während der Steuerung.

Die Drucksteuervorrichtung 10 ist so aufgebaut und ausgelegt, daß der Druckwert, bei dem das Druckmodulationsventil 42 zu arbeiten beginnt, so geändert wird, daß Beladungsunterschiede des Fahrzeugs ausgeglichen werden.

Bevor die gesamte Arbeitsweise der Drucksteuervorrichtung beschrieben wird, sollen noch die grundlegenden Prinzipien dargelegt werden, welche dem Aufbau und der Arbeitsweise der Drucksteuervorrichtung zugrunde liegen. Bei einem typischen Bremsvorgang läßt sich die Bremskraft für ein Fahrzeug durch folgende Beziehung ausdrücken:

F_B = (C_FP_F + C_RP_R - \C_OR + C₀J)? (Gleichung 3)

In Gleichung 3 ist F_B die Bremskraft; Cf, Cr sind die Raddrehmomentkonstanten für die Vorderräder und

die Hinterräder; Pf, Pr sind die Drücke des Strömungsmittels in den Bremskreisen für die Vorderräder bzw. die Hinterräder; Cor und Cbpsind die Ordinatenversetzung für die Vorder- bzw. Hinterradbremsen; und r ist der Rollradius der Fahrzeugreifen. Die Beziehung zwischen der Bremskraft und der Verzögerung des Fahrzeuges wird durch Gleichung 4 gegeben:

W-A

(Gleichung 4)

wobei W das Gewicht des Fahrzeuges, A die Verzögerung des Fahrzeuges und g die Erdbeschleunigung ist. Aus den Gleichungen 3 und 4 erhält man nach Auflösung nach W:

10

W = Jf(C₁Pr + C_RP_R-[_C_OR

C_OF]).

(Gleichung 5)

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Aus Gleichung 5 ergibt sich folgendes: Werden zwei Signale, die dem Strömungsmitteldruck in den Vorderradbremsen und den Hinterradbremsen proportional sind, zusammengezählt und dann durch ein Signal geteilt, das proportional zur Verzögerung des Fahrzeuges ist, so erhält man ein zum Gewicht des Fahrzeuges proportionales Signal. In der Praxis ist es umständlich und kostspielig eine Vorrichtung zu bauen, die, wie Gleichung 5 erfordert, zwei Signale durcheinander dividiert. Die durch diese Gleichung dargestellte Beziehung kann jedoch unter Verwendung bekannter Methoden linearisiert werden. Man erhält die Gleichung 6:

W = K₁P_F + K₂Pk-K₃A-K₄. (Gleichung 6)

Die Gleichung 6 stellt über einen vorgegebenen Arbeitsbereich die durch Gleichung 5 gegebene Beziehung dar. Aus Gleichung 6 ist zu entnehmen, daß ein ungefähr zu W proportionales Signal dadurch erhalten werden kann, daß die Signale Pf und Pr zusammengezählt werden, das Signal A abgezogen wird und der Regelkolben 112 mit einer Kraft K₄ vorgespannt wird. Eine derartige Addition und Subtraktion von Signalen kann etwa auf die Weise erfolgen, daß die Signale in entsprechende Kräfte umgewandelt werden. Die Drucksteuervorrichtung 10 weist einen hierfür geeigneten Aufbau auf. Die Kolben % und 104 sprechen auf die Druckwerte Pf und p_R der Gleichung 6 an und arbeiten auf das Pendel 52 und über die Pendelstange 56 auf den Endabschnitt 137 des Regelkolbens tl2. Da das Pendel 52 darüber hinaus auf die Verzögerung des Fahrzeuges anspricht, wird eine dem Signal A der Gleichung 6 entsprechende Kraft von der durch die Kolben 96 und 104 erzeugten zusammengesetzten Kraft abgezogen, wobei die Kolben 96 und 104 die Signale Pf und Pr erzeugen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Drucksteuervorrichtung auf dem Fahrzeug so angeordnet ist, daß die Vorderseite des Fahrzeuges in Richtung des in F i g. 2 dargestellten Pfeiles liegt Aufgrund dieser Anordnung wird der Gewichtskörper 54 des Pendels 52 in F i g. 2 entgegen dem Uhrzeigersinne um den Schwenkstift 60 gedreht, wenn das Fahrzeug abgebremst wird. Damit wirken auf den Regelkolben 112 drei Kräfte ein, welche die Kraft der Feder 174 insgesamt nur unterstützen können, diese jedoch nicht ganz oder teilweise kompensieren können; d. h. auf den Regelkolben 112 wirken drei Kräfte über und oberhalb der Federkraft der Schraubenfeder 174 ein. Dabei wirken die Kolben 96 und 104 im selben Sinne wie die Schraubenfeder 174, während das Pendel 52 eine zur Kraft der Schraubenfeder 174 entgegen gerichtete Teilkraft erzeugt; hierdurch wird der Arbeitspunkt des Druckmodulationsventils 42 gemäß Änderungen in der Beladung des Fahrzeuges geändert.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Drucksteuervorrichtung 10 näher erläutert. Die Teile der Vorrichtung 10 nehmen normalerweise, d. h. bei losgelassenem Bremspedal 16, die in den Fig.2 und 5 dargestellten Lagen ein. Soll das Fahrzeug abgebremst werden, so werden die Bremsen durch Niederdrücken des Bremspedales 16 betätigt. Damit wird der Hauptbremszylinder 14 betätigt und infolgedessen strömt Druckmittel durch die Druckleitungen 18 und 20 zu den Radbremszylindern 22 und 24 der Vorderräder. Zugleich wird Druckmittel durch die Leitung 26 und durch den sich anschließenden Strömungsmittelkanal 150 in die Bohrung 74 der Drucksteuervorrichtung geleitet. Zusätzlich strömt Druckmittel durch die Bohrung 134 zum außen gelegenen, in den F i g. 2 und 5 rechts gelegenen Ende der Bohrung 72; damit wird das außen gelegene Ende des Kolbens 96 mit Druck beaufschlagt. Das in die Bohrung 74 geleitete Druckmittel wird durch das Druckmodulationsventil 42 »verteilt«, d. h. sein Druck wird moduliert. Hierauf wird dieses Druckmittel über den Strömungsmittelkanal 152 zu den Druckleitungen 28 und 30 und zu den Radbremszylindern 32 und 34 der Hinterräder geleitet wobei ein Teil dieses Druckmittels über den Strömungsmittelkanal 154 zurück zu der Bohrung geleitet wird, wo es den in derselben angeordneten Kolben 104 beaufschlagt.

Wegen der Zunahme der auf die Kolben 96 und 104 einwirkenden Strömungsmitteldrucke üben diese Kolben eine in F i g. 5 nach links gerichtete Kraft auf die Pendelstange 56 aus. Die von dem Kolben 96 und 104 erzeugte Gesamtkraft wird über die Pendelstange 56 auf den Regelkolben 112 übertragen und ist zu der von der Schraubenfeder 174 erzeugten Kraft gleichgerichtet. Zusätzlich kommt eine der Kraft der Schraubenfeder 174 entgegengesetzt gerichtete Kraft zur Ausübung (diese ist in F i g. 5 nach rechts gerichtet), welche auf das Drehen des Pendels 52 um den Schwenkstift 60 zurückzuführen ist Diese Kraft ist, wie F i g. 2 zu entnehmen ist, den von den Kolben 96 und 104 erzeugten Kräften entgegen gerichtet. Durch Wahl der Querschnittsflächen der Kolben % und 104 und durch Wahl der Masse und der Abmessung des Pendels 52 werden auf den Regelkolben 112 Kräfte ausgeübt, die mit den Drucken Ps und f^der Gleichung 6 verknüpften Signalen und einem dritten der Verzögerung des Fahrzeuges zugeordneten Signal (in Gleichung 6) entsprechen. Dies erfolgt derart daß die Bremskraftverteilung gemäß der Verzögerung des Fahrzeuges und damit gemäß seinem Beladungszustand abgeändert wird.

Die Verzögerung des Fahrzeuges wird bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel durch ein um einen

ei Schwenkstift drehbares Pendel gemessen. Es können natürlich auch Beschleunigungsfühler mit verschiebbaren oder hin- und herbewegbaren Massen ohne weiteres zur Herstellung des Signals A von Gleichung 6 verwendet werden. Es ist auch nicht notwendig, daß die zusammengesetzten, P_F und Pr von Gleichung 6 entsprechenden Signale durch Kolben 96 und 104 erzeugt werden, die mit den Enden aneinander anliegend hintereinander angeordnet sind. Die Kolben

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% und 104 können ζ. Β. auch nebeneinander angeordnet werden, wobei immer noch die gewünschte von den Signalen /Vund Pr abgeleitete zusammengesetzte Kraft erhalten wird, welche auf den Regelkolben 112 einwirkt und den Arbeitspunkt des Druckmodulationsventils 42 verlagert. Wie oben beschrieben, wird zwischen dem Endabschnitt 137 des Regelkolbens 112 und der als Anlage dienenden Fläche 139 des Pendels 52 ein vorgegebener Abstand vorgesehen, so daß das Pendel u:n eine vorgegebene Strecke ausgelenkt werden kann, bevor es den Regelkolben 112 berührt. Hierdurch kann die Zeitspanne ausgeglichen werden, die normalerweise zwischen dem Zeitpunkt des Niederdrückens des Bremspedals 16 und der Betätigung der Radbremszylinder der zugeordneten Bremsanlage verstreicht. Eine

derartige zeitliche Verzögerung kann natürlich auch durch einen Druckmittelspeicher oder eine ähnliche Einrichtung bewirkt werden; ein Abstand zwischen dem Regelkolben 112 und dem Pendel H2 erfüllt den beabsichtigten Zweck jedoch in viel einfacherer Weise. Die Drucksteuervorrichtung 10 kann universell eingesetzt werden, da die eine vorgegebene Größe aufweisenden Kolben 96 und 104 sowie die ihnen zugeordneten Hülsen zu ihrer Führung leicht gegen Kolben und Hülsen anderer Abmessungen ausgetauscht werden können. Hierdurch kann die Drucksteuervorrichtung 10 an Fahrzeuge mit unterschiedlichem zulässigem Gesamtgewicht, unterschiedlicher maximaler Beladung oder an unterschiedliche Bremsanlagen angepaßt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Drucksteuervorrichtung für eine hydraulische Fahrzeug-Zweikreisbremsanlage mit einem zwischen einer Druckmittelquelle und einem der Bremskreise angeordneten Druckmodulationsventil, das eine Druckdifferenz zwischen der Druckmittelquelle und den nachgeschalteten Bremsen bewirkt und das einen zwischen einer Offen- und einer Schließstellung hin- und herbewegbaren Regelkolben aufweist, und mit einer mit dem Regelkolben zusammenwirkenden Vorspanneinrichtung, die einen Druckfühler und einen Verzögerungsfühler aufweist, wobei der Druckfühler kraftschlüssig mit dem Regelkolben verbunden und in Richtung dessen Offenstellung mit dem Druck der Druckmittelquelle beaufschlagt ist und wobei der Verzögerungsfühler eine Vorrichtung ist, die auf den Druckfühler mit wachsender Fahrzeugverzögerung eine zunehmende Kraft entgegen der Druckbeaufschlagung des Druckfühlers ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler (96, 104) zusätzlich und gleichgerichtet mit dem Druck der Druckmittelquelle (14) mit dem vom Druckmodulationsventil (42) ausgesteuerten modulierten Druck beaufschlagt ist.

2. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsfühler (40) ein in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung bewegbares Teil (52) ist.

3. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung bewegbare Teil ein Pendel (52) ist.

4. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfühler zwei druckmittelbetätigbare Kolben (96 und 104) aufweist.

5. Drucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung bewegbare Teil (52) innerhalb einer Kammer (44) bewegbar angeordnet ist, in der sie mit dem Druckfühler zusammenwirkt.

6. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben (96 und 104) so angeordnet sind, daß sich ihre auf den Regelkolben (112) ausgeübten Kräfte addieren.

7. Drucksteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Kolben (96) mit dem Druck der Druckmittelquelle (14) und der andere Kolben (104) mit dem modulierten Druck des Druckmodulationsventils (42) beaufschlagt ist.

8. Drucksiteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kolben (96,104) über den Verzögerungsfühler (40) kraftschlüssig mit dem Regelkolben (112) verbunden sind.

9. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Verzögerungsfühler (40) und dem Druckfühler (96,104) eine Zeitverzögerungseinrichtung zugeordnet ist.

10. Drucksteuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verzögerungsfühler (40) und der Druckfühler (96, 104) einen vorgegebenen Abstand vom Regelkolben (112) haben.