DE2631662C2

DE2631662C2 - Vorrichtung zur Einleitung einer lastabhängigen Steuerkraft in ein Drucksteuerventil einer Fahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE2631662C2
Application number: DE2631662A
Authority: DE
Inventors: Robin Edward Birmingham West Midlands Child; Patrick Frank Sawyer
Original assignee: Girling Ltd
Current assignee: Girling Ltd
Priority date: 1975-07-14
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1984-03-29
Also published as: HU173332B; FR2333679B1; JPS5234764A; FR2333679A1; JPS5728095B2; AU1584276A; ES449819A1; US4062597A; GB1557006A; BR7604573A; DE2631662A1; AU507579B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.

·*ο

Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung (DE-PS 22 16 611) wird eine der Fahrzeugfederkraft entgegenwirkende Kraft allein durch den Elastomerkörper aufgebracht, der zwischen dem Ventilbetätigungsglied und dem Krafteinleitungsglied angeordnet und dazu bestimmt ist, nur einen Teil der Kraft der Fahrzeugfeder auf das Ventilbetätigungsglied zu übertragen. Der Elastomerkörper wird also einer hohen Kraft ausgesetzt. Die üblicherweise vorhandene Hysterese des Elastomerkörpers führt zu Ungenauigkeiten und dem Ergebnis, daß das Ventil-Schließverhalten unerwünscht verändert wird. Außerdem neigt der Werkstoff des Elastomerkörpers unter den auftretenden hohen Belastungen zu frühzeitiger Ermüdung.

Es ist eine Vorrichtung zur Einleitung einer lastabhängigen Steuerkraft in ein Drucksteuerventil einer Fahrzeugbremsanlage bekannt, bei welcher die von der Fahrzeugfeder auf das Ventilbetätigungsglied übertragene Kraft durch eine Hebelanordnung reduziert wird (DE-PS 6 89 702).

Bei derartigen Vorrichtungen mit Hebelübersetzung ist auch bekannt, zur Bestimmung des Scha'tpunktes des Ventils eine vorgespannte Schraubendruckfeder zwischen das Ventil und die die Fahrzeugfederkraft übertragende Hebelanordnung einzuschalten (AT-PS 1 53 255).

Eine Schraubendruckfeder dient dergleichen Zweck, nämlich der Bestimmung des Schaltzeitpunktes des Ventils bei einer anderen bekannten Anordnung, bei welcher ein das Ventilbetätigungsglied beaufschlagender Kolben über eine druckmittelbetätigbare Membran gesteuert wird (DE-AS 11 98 404).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, bei welcher einerseits der Elastomerkörper von den genannten hohen Belastungen entlastet und andererseits die Feinfühligkeit und Genauigkeit der Kraft- bzw. Wegübertragung auf das Ventilbetätigungsglied erhöht ist

Zur Lösung dieser Aufgabe dierrjn die Merkmale des Anspruchs 1.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wirkt die direkt von der Fahrzeugfeder beaufschlagte vorgespannte elastische Vorrichtung einerseits als Entlastung für den Elastomerkörper. Es kann daher ein Elastomerkorper mit kleinerem Elastomervolumen eingesetzt werden, der nur geringere Wege und geringere Scherbeanspruchungen aufzunehmen hat als beim gattungsbildenden Stand der Technik. Da der Elastomerkörper in einem niedrigeren Belastungsbereich arbeitet, wird die Feinfühligkeit und Genauigkeit der Wegübertragung auf das Ventilbetätigungsglied durch c!ie Hysterese nicht in nennenswertem Maße beeinträchtigt. Das Schließverhalten des Ventils wird also nach wie vor im wesentlichen durch den Elastomerkörper bestimmt. Die vorgespannte elastische Vorrichtung gemäß der Erfindung übernimmt andererseits mindestens zu einem wesentlichen Anteil die Aufgabe der Kraftreduzierung, die beim Stand der Technik durch eine platzaufwendige Hebelübersetzung übernommen wird (vgl, z, B, die AT-PS 1 53 255).

Die vorgespannte elastische Vorrichtung nach der Erfindung erfüllt also in vorteilhafter Weise zwei Zwecke, zu denen sie im Stand der Technik bisher nicht verwendet wurde. Dadurch wird nicht nur das Betriebsverhalten des Elastomerkörpers, d. h. die feinfühlige Steuerung des Ventilbetätigungsgliedes während des gesamten Bremsvorganges, verbessert,

sondern auch seine Lebensdauer erhöht Zudem ist die Vorrichtung nach der Erfindung gegenüber Lösungen mit üblicher Hebelübersetzung kompakter.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der ErfinJung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 2A, 2B und 2C vereinfachte Darstellungen von Einbaubeispieleu für die Vorrichtung gemäß F i g. 1 und

F i g. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Fahrzeugbelastung und der Einschaltlast des Ventils zeigt

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein beim gezeigten Beispiel als Druckminderventil ausgebildetes Ventil 1 auf, das ein Gehäuse 2 hat mit einem im Betrieb mit einem Hauptbremszylinder verbundenen Einlaß 3 und einem im Betrieb an die Fahrzeug-Hinterradbremsen angeschossenen Auslaß 4. Im Gehäuse 2 ist in einer Bohrung 6 ein außen abgestuftes Ventilbetätigungsglied 5 mit einem Ventilteller 7 verschiebbar, welcher zum Unterbrechen der Verbindung zwischen, dem Einlaß 3 und dem Auslaß 4 an eine Seite eines Veriilsitzes 8 anlegbar ist Der Ventilsitz 8 hat eine normalerweise an der Bohrung 6 anliegende Umfangslippe 9 und mit Umfangsabstand angeordnete axiale Vorsprünge 10, an denen ein ringförmiger Halter 11 angreift Der Halter 11 ist mit Preßpassung in die Bohrung 6 eingesetzt und hält den Ventilsitz 8 mit geringem Anpreßdruck an einer Schulter der Bohrung 6, während er gleichzeitig ungehinderte Rückströmung des Fluids bei gegenüber dem Eingangsdruck höherem Ausgangsdruck zuläßt Das Ventil 1 ist in seiner Offenstellung gezeichnet

Bei normalem Betrieb ist das Ventilbetätigungsglied 5 des Ventils 1 in der nachfolgend beschriebenen Weise von einer axialen Kraft beaufschlagt Fluid strömt vom Einlaß 3 an den Vorsprüngen 10 vorbei zum Auslaß 4, bis ein Einschaltdruck erreicht ist, bei dem die Druckkraft auf das Ventilbetätigungsglied 5 die axiale Vorspannung überwindet, um den Ventilteller 7 an den Ventilsitz 8 anzulegen und das Ventil 1 zu schließen. Weitere Erhöhungen des Einlaßdruckes rufen Modulationsbewegungen des Ventils 1 hervor, um den Tluidstrom zwischen dem Einlaß 3 und dem Auslaß 4 zu dosieren. Wenn der Einlaßdruck auf einen Wert unter dem Auslaßdruck verringert ist, strömt das Fluid vom Auslaß 4 an der Umfangslippe 9 des Ventilsitzes 8 vorbei zum Einlaß 3.

Der Halter 11 verhindert, daß sich der Ventilsitz 8 dadurch, daß der Ventilteller 7 an ihm angreift, verformt oder verdreht, und stelu sicher, daß der Ventilsitz 8. wenn der Einlaßdruck größer ist als der Auslaßdruck, unabhängig von der Stellung des Ventilbetätigungsgliedes 5 an der Schulter des Gehäuses gehalten ist und seine Umfangslippe 9 an der Bohrung 6 anliegt

Das Gehäuse 2 des Ventils 1 ist unter Abdichtung mit einem Gehäuse 12 für eine Baugruppe verbunden, die zwischen einem Krafteinleitungsglied 14 und dem Ventilbetätigungsglied 5 eine »Hebelübersetzung« erzeugt Das Gehäuse 12 hat eine Stufenbohrung 15, die von Bohrungen 15/4 und 15ßgebildet ist. In der Bohrung 154 ist das Ventilbetätigungsglied 5 unter Abdichtung verschiebbar, das eine Querschnittsfläche A 1 aufweist. In der anderen Bohrung 15S ist ein Teil des Krafteinleitungsgliedes 14 angeordnet, der eine Querschnittsfläche A 2 hat. In der größeren Bohrung 15ß ist zwischen dem Krafteinleitungsglied 14 und dem Ventilbetätigungsglied Γ ein Elastomerkörper 16 aus Kautschuk oder einem anderen Elastomerwerkstoff angeordnet

Zwischen den zwei Gehäusen 2 und 12 ist eine Platte 17 gehalten, die als Sitz für ein Ende einer beim gezeigten Beispiel als Schraubendruckfeder ausgebildeten Steuerfeder oder elastischen Vorrichtung 18 dient deren anderes Ende sich an einem Sitzglied in Gestalt einer weiteren Platte 19 abstützt die über einen beim gezeigten Beispiel als Federring ausgebildeten Anschlag

ίο 20 kraftübertragend am Krafteinleitungsglied 14 angreift Die Platte 17 ist mit dem Aufbau oder Chassis 21 des Fahrzeugs verbunden.

In F i g. 2A, 2B und 2C sind gebräuchliche Einbaubeispiele dargestellt Gemäß F i g. 2A ist die Kraft auf das Krafteinleitungsglied 14 von einer als Schraubenfeder ausgebildeten Fahrzeugfeder 22 aufgebracht die mit einem an einem Befestigungspunkt Cam Chassis 21 des Fahrzeugs befestigten Längslenker 23 und mit einer Radachse 24 verbunden ist so daß Veränderungen der Belastung des Fahrzeugs die auf das Krafteinleitungsglied 14 wirkende Kraft der Fahrzeugfeder 22 verändern. Gemäß F i g. 2B ist das Kr<ifteinleitungsglied 14 mit einem Ende einer als Blattfeder ausgebildeten Fahrzeugfeder 25 verbunden, deren anderes Ende mit dem Chassis 21 verbunden ist Auch bei dem in Fig.2C dargestellten Beispiel ist die Fahrzeugfeder 25 an einem ihrer Enden mit dem Chassis 21 verbunden und stützt an ihrem anderen Ende die Radachse 24 ab. Das Krafteinleitungsglied 14 ist mit der Fahrzeugfeder 25

ίο zwischen deren Enden verbunden.

Die Wirkungslinie der resultierender. Kraft der elastischen Vorrichtung 18 fällt mit der Achse des Krafteinleitungsgliedes 14 zusammen, die durch die Verbindungsstelle zwischen den Gehäusen 2 und 12 der

)5 Vorrichtung zur Einleitung der lastabhängigen Steuerkraft und der mit dem Chassis 21 verbundenen Platte 17 und durch die Verbindungsstelle zwischen dem Eingangsglied 14 und der Fahrzeugfeder 22 bzw. 25 geht. Zwischen der Fahrzeugfeder 22 oder 25 und der elastischen Vorrichtung 18 ist keine Hebelübersetzung eingeführt, so daß die axial auf das Krafteinleitungsglied 14 jvirkende Kraft der Fahrzeugfeder 22 oder 25 im wesentlichen vollständig auf die elastische Vorrichtung 18 übertragen wird. Die elastische Vorrichtung 18 ist ■»> kräftig ausgebildet, um der größeren Kraft der Fahrzeugfeder 22 oder 25 widerstehen zu können..

Im Betrieb wird am Krafteinleitungsglied 14 eine Kraft W aufgebracht, die der Fahrzeugbelastung gleich oder proportional ist. Diese Kraft W wird über die

">» elastische Vorrichtung 18 und die Platte 17 direkt auf das Chassis 21 übertragen. Sobald die Kraft W einen vorbestimmten Weit erreicht,der der Vorspannkraft K der elastischen Vorrichtung 18 entspricht, drückt jede weitere Erhöhung der Kraft W den Elastomerkörper 16

" zusammen und drängt ihn in die Bohrung 15Λ von kleinerem Durchmesser, um einen Anteil der einge'siteten Kraft auf das Ventilbetätigungsglied 5 zu übertragen und somit den »Einschalt«-Punkt des Ventils 1 zu verändern. Der auf das Krafteinleitungsglied 14 übertragene Antei! der Kraft beträgt ——, wobei die

A 2

Restkraft über das Gehäuse 12 auf das Chassis 21 übertragen wird. Der Vorgang ist im Diagramm der F i g. 3 dargestellt. Die Kraft auf das Ventilbetätigungst>5 glied 5 verändert sich nicht, bis die Belastung des Fahrzeugs ausreich', um die Vorspannkraft K der elastischen Vorrichtung 18 zu überwinden. Wie mit der geraden Linie am Diagramm angegeben, nimmt danach

die Belastung des Ventilbetätigungsgliedes 5 proportional der Last auf das Krafteinleitungsglied 14 zu. Ist das Fahrzeug nur mit dem Fahrer besetzt, ist die Belastung WI und die Kraft auf das Ventilbetätigungsglied 5 ist Vi. Der Einlaßdruck, bei dem das Ventil 1 schließt, ist dann geringer als beim vollbeladenen Fahrzeug, das eine Belastung W2 hat, die eine Kraft V2 auf das Ventilbetätigungsglied 5 erzeugt. Aus dem Diagramm ergibt sich die Belastung des Fahrzeugs mit

V = (W-K)

(Vl- Vl)

(Wl - WX)

Da die Belastung des Krafteinleitungsgliedes 14 der die Kraft der elastischen Vorrichtung 18 übersteigenden eingeleiteten Last proportional ist, ergibt sich

V= (W-K)

AL

Al

Aus diesen Gleichungen lassen sich die Flächen des Betätigungsgliedes 5 und des Krafteinleitungsgliedes 14 für gegebene Forderungen hinsichtlich der Belastung und des Bremsdruckes berechnen.

Ein größerer Anteil der Kraft der Fahrzeugfeder 22 oder 25 wird vorn Krafteinleitungsglied 14 auf den Elastomerkörper 16 übertragen. Die elastische Vorrichtung 18 dient hauptsächlich dazu, die Größe der Vorspannkraft K zu bestimmen. Bei PKWs liegt die Last auf den Elastomerkörper 16 häufig im Bereich von etwa 136 bis 454 kg und die Vorspannkraft K der elastischen

to Vorrichtung 18 zwischen etwa 136 und 272 kg je nach Fahrzeugtyp.

Statt wie oben beschrieben mit einem Druckminderventil afs Ventil 1 könnte die Vorrichtung auch mit Druckbegrenzungsventilen benutzt werden, bei denen der den hinteren Bremsen zugeführte Druck nach oben begrenzt wird, sobald die Belastung des Ventilbetätigungsgliedes 5 einen vorbestimmten Wert erreicht. Ferner kann auch das Ventilbetätigungsglied 5 allein zum Betätigen eines Schaltventils verwendet werden,

-'(> um Druckfluid zu einem druckempfindlichen Bremsdruck-Regulierventil zu leiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einleitung einer lastabhängigen Steuerkraft in ein Drucksteuerventil einer Fahrzeug-Bremsanlage mit einem Ventilbetätigungsglied, das in einer ersten Bohrung zürn Steuern des Druckmittelstromes durch das Ventil angeordnet ist, einer Kraftreduziervorrichtung mit einem von einer Fahrzeugfeder beaufschlagten Krafteinleitungsglied, das in einer zweiten, in die erste Bohrung mündenden Bohrung größeren Querschnitts verschieblich angeordnet ist, und mit einem Elastomerkörper, der zwischen dem Ventilbetätigungsglied und dem Krafteinleitungsglied angeordnet und wirksam ist, indem er nur einen Teil der mittels des Krafteinleitungsgliedes ausgeübten Kraft auf das Ventilbetätigungsglied überträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Krafteinleitungsglied (14) über ein Sitzglied (Platte 19) auch auf eine vorgespannte elastische Vorrichtung (18) wirkt, welche aui das Sitzglied (19) eine der durch die Fahrzeugfeder (22; 25) ausgeübten Kraft (W) entgegengesetzte Vorspannkraft (K) ausübt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die nicht auf das Ventilbetätigungsglied übertragene Restkraft auf den gefederten Teil des Fahrzeuges übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Vorrichtung (18) zwischen dem Sitzglied (Platte 19) und dem gefederten Teil (Gehäuse 2) des Fahrzeuges wirkt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeicl'iet, daß das Sitzglied (Platte 19) von einer Platte, und die elastisch«? Vorrichtung (18) von einer mit den Bohrungen (15Λ, 155^ gleichachsigen Schrauben-Druckfeder gebilde.· ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft (W) der Fahrzeugfeder (22; 25) über ein axial mit dem Ventilbetätigungsglied (5) fluchtendes Krafteinleitungsglied (14) übertragen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (19) von der elastischen Vorrichtung (18) in Anlage an einen ετη Krafteinleitungsglied (14) ausgebildeten Anschlag (20) gedrückt ist, wobei die Vorspannkraft (K) der elastischen Vorrichtung (18) gegen die Kraft der Fahrzeuglfeder (22; 25) über die Platte (19) und den Anschlag (20) auf das Krafteinleitungsglied (14) übertragen wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Krafteinleitungsglied (14) mit der Fahrzeugfeder (22) direkt verbunden ist (F i g. 2A).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugfeder (22) eine Schraubenfeder ist, die axial mit der elastischen Vorrichtung (18) fluchtend angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugfeder eine Blattfeder (25) ist, die mit dem Krafteinleitungsglied (14) verbunden ist oder an diesem anliegt (Fig.2B.Q.