DE2700323C2 - Steuerventil, insbesondere zur Verwendung in einer hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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gen Innenring 54 auf der Welle 18 sitzea Die Kugellager 56,58 und damit das Schwunggewicht 16 sind mittels Schnappringen 57 und 59 gegen ein axiales Verschieben auf der Welle 18 gesichert Die Welle 18 ist an ihren axialen Enden in Bohrungen zweier plattenförmiger Gehäuseteile 30 und 32 eingesetzt, die gemeinsam mit einem dazwischen angeordneten Ringteil 34 durch Zugbolzen 36 gegeneinander verspannt sind. Die Zugbolzen 36 treten durch fluchtende Bohrungen 20 in den Gehäuseteiler 30, 32 und 34 hindurch, die gegen die Flüssigkeitskammer 14 durch in Ringnuten 38 eingesetzte O-Ringe 40 flüssigkeitsdicht abgedichtet sind. Weitere O-Ringe 66 sind in entsprechende Ringnuten 64 an den beiden axialen Enden der Welle 18 eingesetzt, zu deren Drehsicherung an dem Gehäuse 12 ein Stift 52 vorgesehen ist, der in fluchtenden Bohrungen 50 des Gehäuseteils 30 und des einen axialen Endes der Welle 18 eingeschlagen ist

Die Welle 18 ist an ihren beiden axialen Endin jeweils mit einer axialen Sacklochbohrung 46 und 48 versehen, an welche in damit fluchtende Gewindebohrungen der Gehäuseteile 30 und 32 eingeschraubte Anschlußkupplungen 42 und 44 für Zu- und Ablaßleitungen einer betreffenden Arbeitsflüssigkeit angeschlossen sind, deren Durchtritt durch das Ventil von dem Schwunggewicht 16 gesteuert wird. Das Schwunggewicht 16 weist zu diesem Zweck einen parallel zu seiner Pendelachse verlaufenden Flüssigkeitskanal 22 auf, der über seine beiden axialen Enden ständig an die Flüssigkeitskammer 14 angeschlossen ist. In der nicht ausgependelten Relativlage des Schwunggewichts 16 liegt dieser Kanal 22 in einer durch die Pendelachse hindurchgehenden lotrechten Ebene 24, die rechtwinklig zu der die Hauptachse des Ventils aufnehmenden Horizontalebene 28 ausgerichtet ist. In dieser nicht ausgependelten Relativlage des Schwunggewichts 16 hat der Kanal 22 keine Verbindung mit Anschlußkanälen 26 und 62 an die beispielsweise als Ventileinlaß fungierende Sacklochbohrung 46 und an die dann als entsprechender Ventilauslaß fungierende Sacklochbohrung 48, bezüglich deren Achsen und damit auch bezüglich der Achse der Welle 18 diese Anschlußkanäle 26 und 62, die jeweils paarweise vorhanden sind, im wesentlichen radial nach verschiedenen Seiten der lotrechten Ebene 24 ausgerichtet sind. Wenn mithin das Schwunggewicht 16 aus der in F i g. 1 festgehaltenen, nicht ausgependelten Relativlage im Uhrzeigersinn ausgependelt wird, dann kommt dabei der eine Anschlußkanal 26a in Verbindung mit dem Kanal 22 und damit gleichzeitig auch der entsprechende eine Anschlußkanal 62, so daß dann der Ventileinlaß und der Ventilauslaß über den Kanal 22 des Schwunggewichts 16 an die Flüssigkeitskammer 14 angeschlossen sind. Ein Flüssigkeitsdurchtritt durch das Ventil ist dann möglich, wie im übrigen auch, wenn das Schwunggewicht 16 nach der entgegengesetzten Seite ausgependelt wird, wo dann der andere Anschlußkanal 26Z> und der entsprechende Anschlußkanal 62 mit dem Kanal 22 in Verbindung treten. Das Schwunggewicht 16 ist über seine Bohrung 21 mit einer hinreichenden Paßtoleranz auf der Welle 18 angeordnet, so daß in der nicht ausgependelten Relativlage eine über den Ventileinlaß 46 unter Druck zugeführte Arbeitsflüssigkeit eine Leckage in die Flüssigkeitskammer 14 erfährt, sofern diese nicht oder nicht vollständig gefüllt ist. Eine weitergehende Leckage hin zu dem Ventilauslaß 48 über die Anschlußkanäle 26 ist jedoch wegen des Eintritts eines größeren Druckverlustes nicht möglich. Dieser Druckverlust der Arbeitsflüssigkeit zwischen dem Ventileinlaß 46 und dem Ventilauslaß 48 in der nicht ausgependelten Relaiivlage des Schwunggewichts 16 ergänzt den flüssigkeitsdichten Abschluß der Flüssigkeitskammer 14, er tritt jedoch nicht auf, wenn das Schwunggewicht 16 nach der einen 5 oder der anderen Seite ausgependelt ist und dann der Kanal 22 in der beschriebenen Weise mit den Anschlußkanälen 26 und 62 verbunden ist Um das Ventil von Anfang an flüssigkeitsdicht zu halten, wird die Flüssigkeitskammer 14 zweckmäßig vor der ersten Inbetriebnähme bereits beim Zusammenbau des Ventils mit der Arbeitsflüssigkeit gefüllt und der Ventileinlaß 46 und der Ventilauslaß 48 werden dann mit geeigneten Verschlußstopfen verschlossen.

Die F i g. 3 zeigt die Schemadarstellung einer hydraulischen Bremsanlage 69 für die durch einen jeweiligen Bremszylinder 74 und 76 betätigten Radbremsen 70 und 72 eines Kraftfahrzeuges, für die ein solches Steuerventil der vorbeschriebenen Ausführungsform bevorzugt verwendet werden kann. Die Bremsanlage umfaßt dabei weiter einen üblichen Hauptzylinder 80, über welchen die Bremszylinder 74 und 76 mittels einer Hydraulikleitung 78 an eine Flüssigkeitspumpe 94 angeschlossen sind, welche die Arbeitsflüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 96 ansaugt und in eine Druckleitung 90 drückt, die zu dem Hauptzylinder 80 führt Die Druckleitung 90 mündet in eine Druckkammer 88 des Hauptzylinders 80, in welcher ein durch eine Druckfeder 82 vorgespannter Kolben 84 verschieblich ist, der über eine Kolbenstange 86 mit dem für die Druckzuteilung an die Bremszylinder 74 und 76 maßgeblichen Steuerteil des Hauptzylinders 80 verbunden ist.

In die Druckleitung 90 der Pumpe 94 ist ein Steuerventil 92 eingebaut, welches zwischen zwei Drosseln 98 und 100 sitzt. Das Steuerventil 92 ist durch einen Relaisschalter 102 für einen Anschluß der Druckleitung 90 an den Speicherbehälter 96 umschaltbar. Weiter ist in eine Bypass-Leitung des Steuerventils 92 das mit dem Schwunggewicht ausgerüstete Steuerventil der vorbeschriebenen Ausführungsform so eingebaut, daß der Ventileinlaß 46 über die Kupplung 42 an die Förderseite der Pumpe 94 angeschlossen ist, während der Ventilauslaß 48 über die Kupplung 44 eine Anschlußmöglichkeit an die Druckkammer 88 des Hauptzylinders 80 hat. Wenn bei der vorbeschriebenen Bremsanlage die Radbremsen 70 und 72 gelöst sind, wenn das Steuerventil 92 in der einen Schaltstellung des Relaisschalters 102 in die Druckleitung 90 der Pumpe 94 zugeschaltet ist, dann wird bei nicht ausgependelter Relativlage des Schwunggewichts 16 alle von der Pumpe 94 aus dem Vorratsbehälter 96 angesaugte Arbeitsflüssigkeit über die Druckleitung 90 in die Druckkammer 88 des Hauptzylinders 80 gedrückt, so daß der Kolben 84 gegen die Kraft der Druckfeder 82 in eine Relativlage eingestellt ist, in welcher unter Vermittlung des betreffenden Steuerteils des Hauptzylinders 80 keine Flüssigkeit an die Bremszylinder 74 und 76 gelangen kann. Der an die Druckkammer 88 dabei über die Druckleitung 90 zugeteilte Flüssigkeitsdruck ist in seiner Höhe abhängig von dem Förderdruck der Pumpe 94 und weiter von der Drosselwirkung der beiden Drosseln 98 und 100, zwischen welche das Steuerventil 92 eingesetzt ist. Über das Steuerventil 10 wird dabei keine Arbeitsflüssigkeit an die Druckkammer 88 weitergeleitet. Sobald die Radbremsen 70 und 72 betätigt werden, wobei die Bremszylinder 74 und 76 unter Vermittlung des Hauptzylinders 80 eine Druckbeaufschlagung erfahren, wird der Relaisschalter 102 für die Umschaltung des Steuerventils 92 in eine Stellung betätigt, in welcher die bezüglich des Steu-

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erventils 92 stromaufwärts gelegene Drossel 100 einen Anschluß an den Vorratsbehälter 96 erfährt. Alle von der Pumpe 94 aus dem Vorratsbehälter 96 angesaugte und in die Druckleitung 90 gedrückte Arbeitsflüssigkeit wird mithin solange wieder zurück in den Vorratsbehälter 96 gepumpt, bis das mit seiner Pendelachse quer zur Fahrzeuglängsachse in das Fahrzeug eingebaute Schwunggewicht 16 des Steuerventils 10 einen Pendelausschlag erreicht, bei dem der Ventileinlaß 46 über die Anschlußkanäle 62,22 und 26 eine Verbindung mit dem Ventilauslaß 48 erhält. Alle von der Pumpe 94 in die Druckleitung 90 gedrückte Arbeitsflüssigkeit wird dann unter Umgehung der Drossel 100 in die Druckkammer 88 gedrückt, so daß dann wieder der Kolben 84 gegen die Kraft der Druckfeder 82 verschoben und der Arbeitsdruck in den Bremszylindern 74 und 76 entsprechend geschwächt wird. Sobald das Fahrzeug steht, ist das Steuerventil 10 wieder ausgeschaltet, während gleichzeitig nach erfolgter Betätigung des Relaisschalters 102 das Steuerventil 92 dann wieder zugeschaltet ist, um die Arbeitsflüssigkeit über die Druckleitung 90 in die Druckkammer 88 zu leiten. Der diesbezügliche Umschaltzeitpunkt des Steuerventils 92 kann dabei so gewählt sein, daß eine dafür erfolgreiche Betätigung des Relaisschalters 102 erst erfolgt, wenn das Fahrzeug vollständig abgebremst ist. In dem Augenblick, in welchem das Steuerventil 10 für einen Flüssigkeitsdurchtritt gesperrt ist, bringt die Druckfeder 82 über den Kolben 84 und die Kolbenstange 86 das Steuerteil des Hauptzylinders 80 wieder in die Relativstellung, in welcher bei betätigter Bremse der volle Bremsdruck an die Bremszylinder 74 und 76 geliefert wird. Das Steuerventil 10 moduliert also den Bremsdruck und auch den Lösedruck, wenn nach einer Abbremsphase das Fahrzeug wieder beschleunigt wird und dabei dann Beschleunigungskräfte in Erscheinung treten, welche das Schwunggewicht 16 nach der entgegengesetzten Seite seiner Ruhelage auspendeln lassen.

Das Schwunggewicht 16 des Steuerventils 10 besteht zweckmäßig aus einem Material, dessen spezifisches Gewicht im wesentlichen der Dichte der Arbeitsflüssigkeit entspricht Diese Forderung ergibt sich aus der Beziehung, daß sich der Tangens des Ausschlagwinkels des Schwunggewichts errechnet aus dem Quotienten des Produkts aus dem spezifischen Gewicht Dp des Schwunggewichts und der Beschleunigungsrate A und des Produkts aus der Gravitationskonstanten g und dem Unterschied aus dem spezifischen Gewicht Dp des Schwunggewichts und der Dichte D₀ der Arbeitsflüssigkeit, also aus der Formel

Tan a =

DpA

g (D_P -D₀)

des'Schwunggewichts 16 auf der Welle 18 kann daher mittels Wälzlagern mit niedrigem Reibungsfaktor erfolgen, wodurch die Ansprechempfindlichkeit des Steuerventils weiterhin erhöht wird.

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Je kleiner der Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht des Schwunggewichts und der Dichte der Arbeitsflüssigkeit ist, desto größer wird für eine gegebene Beschleunigungs- bzw. Abbremsrate der Ausschlagwinkel des Schwunggewichts, so daß es darüber möglich ist, die Ansprechempfindlichkeit des Steuerventils mehr oder weniger feinfühlig einzustellen, je nach dem wie groß dieser Unterschied zwischen dem spezifischen Gewicht des Schwunggewichts und der Dichte der Arbeitsflüssigkeit gewählt wird. Dabei wird mit dem vollständigen Eintauchen des Schwunggewichts in die innerhalb der Flüssigkeitskammer 14 gespeicherte Arbeitsflüssigkeit ein konstanter Dämpfungsfaktor zum Unterdrükken von Fremdschwingungen erhalten. Die Lagerung Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

27 OO 323 1 2 fene vorbestimmte Pendelausschlag nicht eingenom- Patentansprüche: men wird. Die Anordnung des Schwunggewichts außerhalb des Ventilgehäuses ergibt d&bei für eine beispiels-

1. Steuerventil, insbesondere zur Verwendung in weise in einer hydraulischen Bremsanlage von Krafteiner hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeu- 5 fahrzeugen zur modulierenden Beeinflussung des gen, das durch ein pendelbewegliches Schwungge- Bremsdruckes vorgesehenen Verwendung eine größere wicht für einen Flüssigkeitsdurchtritt zwischen ei- Störanfälligkeit eines solchen Steuerventils hauptsächnem Ventileinlaß und einem Ventilauslaß betätigbar lieh aufgrund einer dabei ständig vorhandenen Verist, wobei das Schwunggewicht über eine die Pendel- schmutzungsgefahr der einzelnen Lagerteile, was die achse aufnehmende Welle gelagert ist, dadurch io dabei im übrigen auch allen normalen Fahrzeugerschütgekennzeichnet, daß das Schwunggewicht terungen entsprechend nachteilig unterworfene Pendel-(16) in einer Flüssigkeitskammer (14) des Ventils (10) bewegung des Schwunggewichts im Sinne einer weniauf der diese Kammer drehfest durchsetzenden WeI- ger präzisen Steuerung des Flüssigkeitsdurchtritts mit Ie (18) gelagert ist, in welcher über einen Verbin- der Zeit mehr oder weniger stark dämpft dungskanal (22) des Schwunggewichts (16) in Ab- is Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuhängigkeit von dessen Relativlage an die Flüssig- erventil der angegebenen Gattung derart auszubilden, keitskammer (14) anschließbare Anschlußkanäle (62, daß es für seine insbesondere vorgesehene Verwendung 26) an den Ventileinlaß (46) und an den Ventilauslaß in einer hydraulischen Bremsanlage von Kraftfahrzeu-(48) ausgebildet sind. gen eine weniger störanfällige Steuerung des Flüssig-

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 keitsdurchtritts erhalten wird, mit welcher dabei dann zeichnet, daß der Ventileinlaß (46) und der Ventil- der an die Bremszylinder der Radbremsen vermittelte auslaß (48) in der Achse der Lagerwelle (18) ausge- Bremsdruck moduliert wird.

bildete Sacklochbohrungen sind, an welche die An- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkschlußkanäle (62,26) als im wesentlichen radial aus- malen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 gerichtete Bohrungen zur Verbindungsmöglichkeit 25 gelöst.

mit dem parallel zur Pendelachse ausgerichteten Die mit dem erfindungsgemäßen Steuerventil erziel-

Verbindungskanal (22) des Schwunggewichts (16) baren Vorxeile liegen im wesentlichen in der mit dem

angeschlossen sind. Verbindungskanal jetzt verwirklichten direkten Ein-

3. Steuerventil nach den Ansprüchen 1 und 2, da- schaltung des Schwunggewichts in die Anschlußverbindurch gekennzeichnet, daß die an den Ventileinlaß 30 dung zwischen dem Ventileinlaß und dem Ventilauslaß (46) und an den Ventilauslaß (48) angeschlossenen begründet, indem damit für den Flüssigkeitsdurchtritt Anschlußkanäle (62,26) jeweils paarweise angeord- an dem Verbindungskanal eine mehr unmittelbar wirnet sind, wobei die beiden Einzelkanäle (26a, 26ty kende Steuerung erhalten wird. Durch die Anordnung jedes Anschlußkanals auf verschiedenen Seiten der in einer Flüssigkeitskammer wird außerdem für das die Pendelachse in der Ruhelage des Schwungge- 35 Schwunggewicht eine größere Ansprechempfindlichwichts (16) aufnehmenden lotrechten Ebene (24) lie- keit erhalten bei gleichzeitiger Sicherstellung einer dergen. art hinreichenden Dämpfung seiner Pendelbewegun-

4. Steuerventil nach den Ansprüchen 2 und 3, da- gen, daß damit jede die Steuerung des Flüssigkeitsdurch gekennzeichnet, daß die beiden Einzelkanäle durchtritts sonst evtl. nachteilige Beeinflussung durch (26a, 26b) der paarweise angeordneten Anschlußka- 40 Fremdschwingungen unterdrückt wird. Diese große Annäle (62, 26) jeweils den gleichen Winkel mit der in Sprechempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Steuerder Ruhelage des Schwunggewichts (16) die Pendel- ventils kann mit dessen durch die weiteren Patentanachse aufnehmenden lotrechten Ebene (24) ein- sprüche 2 bis 5 gekennzeichneter Ausbildung weiterhin schließen. verbessert werden, dabei gleichzeitig auch unter Einbe-

5. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 45 Ziehung einer richtungsorientierten Mehrfachsteuerung dadurch gekennzeichnet, daß das Schwunggewicht des Flüssigkeitsdurchtritts.

(16) ein im Vergleich zu der Dichte der Arbeitsflüs- Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

sigkeit nur wenig größeres spezifisches Gewicht auf- Steuerventils ist in der Zeichnung schematisch darge-

weist. stellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

50 F i g. 1 einen Querschnitt des Steuerventils nach der Linie 1-1 in Fig. 2,

F i g. 2 einen Längsschnitt des Steuerventils nach der

Linie2-2 in Fig. 1 und

Fig.3 eine Schemadarstellung einer hydraulischen

55 Bremsanlage für Kraftfahrzeuge, in welche dieses

Die Erfindung bezieht sich auf ein insbesondere zur Steuerventil in einer bevorzugten Anordnung einge-

Verwendung in einer hydraulischen Bremsanlage von baut ist.

Kraftfahrzeugen vorgesehenes Steuerventil der durch Das Steuerventil 10 besteht aus einem Gehäuse 12, in den Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen welchem eine Flüssigkeitskammer 14 ausgebildet ist. Gattung. 60 Die Flüssigkeitskammer 14 ist von einer drehfest ange-Bei den Steuerventilen dieser innerbetrieblich be- ordneten Welle 18 durchsetzt, auf welcher ein Schwungkannten Art wird mit dem dabei außerhalb des Ventilge- gewicht 16 pendelnd gelagert ist. Das Schwunggewicht häuses mit seiner Pendelachse starr verbundenen 16 weist zu diesem Zweckeine Lagerbohrung 21 auf, die Schwunggewicht der Flüssigkeitsdurchtritt zwischen ei- in der axialen Mitte im wesentlichen dem Außendurchnem Ventileinlaß und einem Ventilauslaß allein mit dem 65 messer der Welle 18 entspricht und an den axialen En-Erreichen eines vorbestimmten Pendelausschlages er- den auf einen größeren Durchmesser ausgeweitet ist, halten und ist folglich immer dann unterbrochen, wenn der zur Aufnahme des jeweiligen Außenringes 60 zweidieser der Einwirkung von Trägheitskräften unterwor- er Kugellager 56 und 58 ausreicht, die über den jeweili-