DE2750877A1

DE2750877A1 - Druckmitteldruckbremse fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2750877A1
Application number: DE19772750877
Authority: DE
Inventors: Alastair John Young
Original assignee: Automotive Products PLC
Current assignee: Automotive Products PLC
Priority date: 1976-11-20
Filing date: 1977-11-14
Publication date: 1978-05-24
Also published as: GB1561386A; US4140201A; FR2371326B1; JPS5364327A; FR2371326A1

Description

PATENTANWÄLTE Dipl.-Phys. JÜRGEN WEISSE ■ Dipl.-Chem. Dr. RUDOLF WOLGAST

BÖKENBUSCH41 · D 5620 VELBERT 11-LANGENBERG Postfach 110386 · Telefon: (02127) 4019 · Telex: 8516895

Patentanmeldung

Automotove Products Limited, Tachbrook Road, Leamington Spa, Warwickshire, England

Druckmitteldruckbremse für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Druckmitteldruckbremsanlage für Fahrzeuge, bestehend aus einem ersten Druckminderventil zwischen einer fahrergesteuerten Druckmitteldruckquelle und einer Bremse für ein erstes Rad auf einer Seite des Fahrzeugs, aus einem zweiten Druckminderventil zwischen der fahrergesteuerten Druckmitteldruckquelle und einer Bremse für ein zweites Rad auf der anderen Seite des Fahrzeugs, wobei jedes Druckminderventil ein Gehäuse und einen Kolben aufweist, der unter dem Einfluß von Bremsdruck auf eine relativ große Fläche an dem Kolben in einer Richtung und unter dem Einfluß des Drucks von der Druckmitteldruckquelle auf eine relativ kleine Fläche an dem Kolben in der anderen Richtung gegenüber dem Gehäuse darin verschiebbar ist, und die Verschiebung jedes. Kolbens in einer Richtung über eine vorbestimmte Stellung hinaus die Schließung eines betreffenden Druckminderventils und die Absperrung der betreffenden Bremse von der Druckmitteldruckquelle gestattet, und aus einem Federgestänge, das mit der Fahrzeugaufhängung verbunden ist und während des Umfahrens einer Ecke derart auf die Druckminderventile einwirkt, daß der Druckmitteldruck an der auf das innenseitige Rad einwirkenden Bremse durch das betreffende Druckminderventil reduziert und der Druckmitteldruck an der auf das außenseitige Rad einwirkenden Bremse nicht vermindert wird.

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Eine solche Bremsanlage enthält eine Steuerung, die während des Umfahrens einer Ecke auf Bewegungen in der Fahrzeugaufhängung anspricht und in der Weise auf eines der Druckregulierventile einwirkt, daß der wirksame Druck in der auf das jeweils innenseitige Rad einwirkenden Bremse niedriger als der Druck in der auf das jeweils außenseitige Rad wirkenden Bremse ist.

Bremsanlagen dieser Art sind bekannt (DT-OS 25 03 160, 26 24 716) Zum Abbremsen der Vorderräder werden dabei zwei Arten von Ventilen verwendet, die auf bekannte Ventile zurückgehen, wie sie gewöhnlich zwischen einen vom Fahrer betätigten Hauptbremszylinder und die Hinterradbremsen eines Fahrzeugs eingebaut werden. Diese beiden Arten von Bremsen sind Druckbegrenzungsventile und Druckminderventile.

Druckminderventile der vorgenannten Art für Vorderradbremsen zeigen eine bestimmte Abhängigkeit des Bremsdrucks am jeweils innenseitigen Vorderrad (P₀) vom Hauptbremszylinderdruck (P..) ,

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der in Fig. 1 der Abbildungen dargestellt ist, während die gewünschte Abhängigkeit in Fig. 2 der Abbildungen gezeigt wird. Dabei ist die Abhängigkeit jeweils für eine bestimmte Zentripetalbeschleunigung aufgetragen. Wie man sieht, folgt diese Abhängigkeit bei hohen Umfahrungsbeschleunigungen recht eng der idealen Abhängigkeit, jedoch stellt die tatsächliche Abhängigkeit dieser Anlagen bei niedrigen Umfahrungsbeschleunigungen lediglich einen Kompromiß zwischen dem Idealverhalten und dem tatsächlichen Verhalten dar.

Andererseits besitzen Anlagen mit Druckbegrenzungsventilen an den Vorderrädern eine Abhängigkeit, wie sie in Fig. 3 der Abbildungen dargestellt wird. Dabei folgen diese Systeme bei niedrigen Umfahrungsbeschleunigungen dem Idealverhalten recht eng, jedoch neigt bei höheren Umfahrungsbeschleunigungen die Anlage dazu, zu niedrige Bremskräfte an das jeweils innenseitige Rad anzulegen.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Bremsanlage der vorgenannten Art zu schaffen, die über ihren gesamten Betätigungsbereich das erwünschte Verhalten besitzt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kolben in dem jeweils einen Druckminderventil einer Verschiebung des Kolbens in dem jeweils anderen Druckminderventil in der betreffenden einen Richtung entgegensteht und daß bei größerer Belastung an dem ersten Rad als an dem zweiten Rad der Kolben des ersten Druckminderventils durch das Federgestänge in der betreffenden anderen Richtung vorgespannt ist und bei größerer Belastung an dem zweiten Rad als an dem ersten Rad der Kolben des zweiten Druckminderventils durch das Federgestänge in der betreffenden anderen Richtung vorgespannt ist. Dabei sind die Kolben zweckmäßig so dimensioniert, daß beide Druckminderventile geöffnet sind, wenn die beiden genannten Räder gleich belastet sind.

Die Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt und wird nachfolgend anhand der Figuren und Bezugszeichen im einzelnen erläutert und beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Verlauf des Bremsdrucks an dem innenseitigen Vorderrad als Funktion des Drucks im Hauptbremszylinder bei verschiedenen Zentripetalbeschleunigungen und bei Verwendung von Druckminderventilen ;

Fig. 2 den gleichen Verlauf im Idealfall;

Fig. 3 den Verlauf des Bremsdrucks an dem innenseitigen Vorderrad als Funktion des Drucks im Hauptbremszylinder bei verschiedenen Zentripetalbeschleunigungen und bei Verwendung von Druckbegrenzungsventilen ;

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Fig. 4 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Druckmitteldruckbremsanlage;

Fig. 5 eine Detailansicht der Bremsanlage nach Fig. 4; und

Fig. 6 den Verlauf des Bremsdrucks an dem innenseitigen Vorderrad als Funktion des Drucks im Hauptbremszylinder bei verschiedenen Zentripetalbeschleunigungen und bei Verwendung der erfindungsgemäßen Druckmitteldruckbremsanlage.

Die Druckmitteldruckbremsanlage ist gemäß Fig. 4 in ein Motorfahrzeug mit einer konventionellen, vorn abgefederten Aufhängung eingebaut, die (aus der Sicht des Fahrers) einen rechtsseitigen Querlenker 11 und einen linksseitigen Querlenker 12 enthält. Der Querlenker 11 ist um eine Achse 13 und in ähnlicher Weise der Querlenker 12 um eine Achse 14 an der Fahrzeugkarosserie schwenkbar angebracht. Die Federn und Radnaben (nicht dargestellt) sind in üblicher Weise mit dem jeweiligen Querlenker verbunden, so daß der Querlenker 11 mit einem ersten Vorderrad 15 und der Querlenker 12 mit einem zweiten Vorderrad 16 verbunden ist. Die Anordnung ist dabei so, daß bei einer Zunahme der an dem Vorderrad 15 oder 16 abgestützen Last der entsprechende Querlenker 11 oder 12 aus seiner normalen, im allgemeinen horizontalen Lage nach oben verschwenkt wird.

Das erste Vorderrad 15 besitzt eine Bremse 17, die durch einen hydraulischen Bremszylinder 18 betätigt wird; in ähnlicher Weise besitzt das zweite Vorderrad 16 eine Bremse 19, die durch einen hydraulischen Bremszylinder 21 betätigt wird. Eine von dem Fahrer gesteuerte Druckmitteldruckquelle in Gestalt eines Hauptbremszylinders 22 ist mit dem Bremszylinder 18 des ersten Vorderrades 15 über ein erstes Druckminderventil 23 verbunden, dessen Einlaß 24 an den Hauptbremszylinder 22 und dessen Auslaß 25 an den Bremszylinder 18 angeschlossen ist. In ähnlicher

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Weise ist der Hauptbremszylinder 22 mit dem Bremszylinder 21 des zweiten Vorderrades 16 über ein zweites Druckminderventil 26 verbunden, dessen Einlaß 27 an den Hauptbremszylinder 22 und dessen Auslaß an den Bremszylinder 21 angeschlossen ist.

Die Druckminderventile 23 und 26 werden durch einen Hebel 29 gesteuert, dessen eines Ende an die Fahrzeugkarrosserie angelenkt ist und dessen anderes Ende über Zugfedern 31 und mit Kurbelarmen 33 und 34 verbunden ist, die allgemein senkrecht nach unten gerichtet von den Querlenkern 11 und 12 vorstehen.

Die Zugfedern 31 und 32 sind so angeordnet, daß sie gespannt bleiben, wenn die Vorderräder 15 und 16 frei hängen, wenn das Fahrzeug aufgebockt ist; sie besitzen gleiche Federhärte und Vorspannung, so daß sich die Zugspannungsbelastungen durch die Federn 31 und 32 gegenseitig aufheben, wenn die vertikalen Belastungen an den Vorderrädern 15 und 16 gleich sind.

Nach der Darstellung in Fig. 5, die die Druckminderventile und 26 im einzelnen zeigt, besteht das erste Druckminderventil 23 aus einem Stufenkolben 35, der in einer Stufenbohrung eines Gehäuses 36 gleitbeweglich ist.

Der Kolben 35 verschiebt sich in einer Richtung gegenüber dem Gehäuse 36 in Richtung auf das zweite Ventil 26, wenn Bremsdruck am Auslaß 25 auf die relativ große Kolbenfläche an der von dem zweiten Druckminderventil 26 abgewandten Stirnseite des Kolbens 35 einwirkt; er verschiebt sich in der anderen Richtung, wenn der Druck des Hauptbremszylinders am Einlaß 24 auf die relativ kleine Ringfläche, die durch die Stufe in dem Kolben 35 hervorgerufen wird, einwirkt. Das zweite Druckminderventil ist identisch mit dem ersten Druckminderventil 23 und besteht aus einem Stufenkolben 37, der in einer Stufenbohrung des Gehäuses 38 gleitbeweglich ist. Dieser Kolben 37 verschiebt sich in einer Richtung gegenüber dem Gehäuse 38 zum ersten

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Druckminderventil 23 hin, wenn Bremsdruck am Auslaß 28 auf die relativ große, dem ersten Druckminderventil 23 abgekehrte Stirnseite des Kolbens 37 einwirkt; er verschiebt sich in der anderen Richtung, wenn am Einlaß 27 der Druck des Hauptbremszylinders auf die relativ kleine Ringfläche des Kolbens einwirkt, die durch die Stufe im Kolben 37 hervorgerufen wird.

Der Kolben 36 im ersten Druckreduzierventil 23 stellt einen Sitz für die Kugel 3 9 eines Rückschlagventils zur Verfügung. Die Kugel 3 9 wird durch einen Vorsprung 41 in dem Gehäuse 36 gegen die Kraft einer Feder 42 von ihrem Sitz abgehoben. Eine Verschiebung des Kolbens 35 in Richtung auf das zweite Druckminderventil 26 über eine vorgegebene Stellung hinaus gestattet, daß die Kugel 3 9 an ihrem Sitz zur Anlage kommt und die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 22 und dem Bremszylinder 18 des ersten Rades 15 absperrt. In ähnlicher Weise stellt der Kolben 37 in dem zweiten Druckminderventil 26 einen Sitz für die Kugel 43 eines Rückschlagventils zur Verfügung, die durch einen Vorsprung 44 in dem Gehäuse 38 gegen eine Feder 45 von ihrem Sitz abgehoben wird. Eine Verschiebung des Kolbens 37 in Richtung auf das erste Druckminderventil 23 über eine vorgegebene Stellung hinaus gestattet, daß die Kugel 43 an ihrem Sitz zur Anlage kommt und die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 22 und dem Bremszylinder 21 an dem zweiten Rad 16 absperrt.

Die beiden Druckminderventile 23 und 26 sind an der Fahrzeugkarosserie befestigt. Der Hebel 29 befindet sich zwischen den benachbarten Enden der Kolben 3 5 und 37 und ist so angeordnet, daß der Kolben 35 des ersten Druckminderventils 23 einer Verschiebung des Kolbens 37 des zweiten Druckminderventils 26 in Richtung auf das erste Druckminderventil 23 und der Kolben 37 des zweiten Druckminderventils 26 einer Verschiebung des Kolbens 3 5 des ersten Druckminderventils 23 in Richtung auf das zweite Druckminderventil 26 entgegensteht. Die Kolben 3 5,37 sind so dimensioniert, daß die Kugeln 38,43 der beiden Rückschlagventile von ihren Sitzen abgehoben sind, wenn sich

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der Hebel 29 in der in Fig. 5 dargestellten Mittelstellung befindet.

Bei normaler Geradeausfahrt, auch beim Bremsen und Beschleunigen, wird sich der Hebel 29 durch die ausgleichende Wirkung der Zugfedern 31 und 32 nicht bewegen. Während des Bremsens bei Geradeausfahrt gestatten die Druckminderventile 23 und 26, daß der volle Druck des Hauptbremszylinders beide Vorderbremsen erreicht, da beide Kugeln 39 und 43 der Rückschlagventile durch die jeweiligen Vorsprünge 41 bzw. 44 von ihrem jeweiligen Sitz angehoben sind.

Während des Umfahrens einer Ecke, beispielsweise mit dem ersten Rad 15 an der Außenseite, das somit die größere Last trägt, drehen beide Kurbelarme 33 und 34 entgegen dem Uhrzeigersinn (aus der Sicht des Fahrers) und spannen so den Hebel 29 im Uhrzeigersinn (in Draufsicht) vor. Während sich dabei der Kolben 35 des ersten Druckminderventils 23 von dem zweiten Druckminderventil 26 wegbewegt und so die Kugel 39 seines Rückschlagventils in Ablage vom Ventilsitz hält, bewegt sich der Kolben 37 des zweiten Druckminderventils 26 in der gleichen Richtung, d.h. in Richtung auf das erste Druckminderventil 23, jedoch ausreichend, um die Anlage der Kugel 43 an ihrem Ventilsitz zu ermöglichen. Wenn dann der Fahrer die Bremsen betätigt, wird auf den Bremszylinder 18 zur Betätigung der Bremse 17 am außenseitigen Vorderrad 18 durch das erste Druckminderventil 23 hindurch ohne Verlust Druck aufgegeben. Das zweite Druckminderventil 26 wirkt jedoch wie ein übliches Druckminderventil ohne eine federnde Vorspannung, die auf den Kolben einwirkt, so daß der Bremsdruck gegenüber dem Druck im Hauptbremszylinder verringert wird, und zwar im Verhältnis der Kolbenflächen, auf die der Bremsdruck bzw. der Druck des Hauptbremszylinders einwirkt. Der Druck im Hauptbremszylinder wirkt auf die kleinere, ringförmige Kolbenfläche und drückt den Kolben 37 von dem ersten Druckminderventil 23 weg, so daß Druckmittel zum Bremszylinder 18 durchgelassen werden kann,

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wenn sich das Rückschlagventil gerade eben öffnet; hingegen wirkt auf die größere Stirnfläche des Kolbens 37 der Bremsdruck, der diesen gegen das erste Druckminderventil 23 drückt und dabei das Rückschlagventil schließt. Damit wird der Bremsdruck gerade soweit vermindert, daß ein Kräftegleichgewicht an dem Kolben 37 herrscht, wobei sich das Rückschlagventil entsprechend der Zunahme des Drucks im Hauptbremszylinder oder des Bremsdrucks wiederholt öffnet und schließt.

Das zweite Druckminderventil 26 arbeitet in der beschriebenen Weise nur während der Zeit, während der der Hebel 29 keine Vorspannung auf den Kolben 37 aufbringt. In dem Umfang, in dem sich der Druck des Hauptbremszylinders und der Bremsdruck im ersten Druckminderventil 23 aufbauen, erzeugt der Kolben 35 eine Kraft entsprechend dem Unterschied des Drucks im Hauptbremszylinder und des Bremsdrucks, der auf die Flächendifferenz zwischen der großen und der kleinen Fläche an dem Kolben 35 einwirkt, und diese Kraft verschiebt den Hebel 29 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen die unterschiedliche Belastung durch die Zugfedern 31 und 32. Hat sich der Hebel 29 weit genug bewegt, um den Kolben 37 zu berühren, so ändert sich das Verhalten des zweiten Druckminderventils 26, denn auf dies wirkt jetzt eine vorspannende Kraft, die dem auf die Flächendifferenz der kleinen und großen Kolbenflächen an beiden Kolben 35,37 einwirkenden Druck des Hauptbremszylinders abzüglich der federnden Vorspannung durch die Zugfedern 31 und 32 entspricht und so wirkt, daß sie den Kolben 37 vom ersten Druckminderventil 23 wegbewegt. Die aus dem Kräfteausgleich nunmehr resultierende wirksame Kraft ergibt sich aus dem Druck des Hauptbremszylinders auf das Äquivalent der großen Kolbenfläche des Kolbens 37, der den Kolben 37 von dem ersten Druckminderventil 23 weg vorspannt, und dem Bremsdruck auf die gleiche äquivalente Fläche, der den Kolben 37 in der Gegenrichtung zusätzlich zu der federnden Vorspannung durch die Zugfedern 31 und 32, die an dem Hebel 29 angreifen, belastet. Es ergibt sich daraus die Wirkung, daß mit zunehmendem Druck des Hauptbremszylinders

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der Kolben 37 weiterhin unter Anlage und Ablage der Kugel 43 von ihrem Ventilsitz hin- und herbewegt wird, aber daß eine Zunahme des Drucks vom Hauptbremszylinder am Einlaß 27 eine gleiche Zunahme des Bremsdrucks am Auslaß 28 hervorruft.

Das Verhalten einer solchen Bremsanlage ist in Fig. 6 der Abbildungen dargestellt, die den Bremsdruck am innenseitigen Rad als Funktion des Drucks vom Hauptbremszylinder bei verschiedenen Zentripetalbeschleunigungen zeigt. Man erkennt, daß bei höheren Umfahrungsbeschleunigungen die innenseitige Bremse eine höhere Abbremsung bewirkt, die dem in Fig. 2 dargestellten Idealverhalten ziemlich nahekommt.

Die Bremsanlage verhält sich bei abnehmendem Druck des Hauptbremszylinders und zunehmender oder abnehmender Umfahrungsbeschleunigung im wesentlichen gleich. Es ergibt sich lediglich ein Unterschied in der Arbeitsweise des zweiten Druckminderventils 26 dadurch, daß bei abnehmendem Druck im Hauptbremszylinder oder bei zunehmender Umfahrungsbeschleunigung der Kolben 37 gegen das erste Druckminderventil 23 bewegt wird, um den Druck am Auslaß 28 ohne öffnung des Rückschlagventils zu vermindern. Steht dabei der Kolben 37 in Berührung mit dem Hebel 29, so wird durch die daraus resultierende Verstellung des Hebels 29 die Federvorspannung geringfügig geändert, aber nicht ausreichend, um das allgemeine Verhalten der Bremse zu beeinflussen.

Da die Bremsanlage symmetrisch aufgebaut ist, ist die Arbeitsweise genau die gleiche, wenn das zweite Vorderrad 16 das außenseitige Rad bildet.

Falls es der Einbau am Fahrzeug verlangt, können die Kurbelarme 33 und 34 auch mit der rückwärtigen Fahrzeugaufhängung verbunden werden, denn die beschriebene Anlage soll auch gegen eine Rollbewegung des Fahrzeugs empfindlich sein und hängt in ihrer Wirksamkeit nicht von Änderungen der Radbelastung aus

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anderen Gründen ab. Bei einem Fahrzeug mit Flüssigkeitsstoßdämpfung kann der Hebel 29 durch Betätigungsglieder betätigt werden, die auf den Druck in den Stützstreben an gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs ansprechen und eine Vorspannung erzeugen, die der Umfahrungsbeschleunigung proportional ist.

Um die mechanische Abnutzung der Kolben minimal zu halten, können diese mit geschlitzten Enden, die einander anliegen, versehen werden, wobei der Hebel 26 in den Schlitzen arbeitet. Die Gehäuse 36 und 38 können auch aus einem Teil gebildet werden; sie können auch aus einem Teil mit der Anlenkstelle des Hebels 29 gebildet sein.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Druckmitteldruckbremsanlage für Fahrzeuge, bestehend aus einem ersten Druckminderventil zwischen einer fahrergesteuerten Druckmitteldruckquelle und einer Bremse für ein erstes Rad auf einer Seite des Fahrzeugs, aus einem zweiten Druckminderventil zwischen der fahrergesteuerten Druckmitteldruckquelle und einer Bremse für ein zweites Rad auf der anderen Seite des Fahrzeugs, wobei jedes Druckminderventil ein Gehäuse und einen Kolben aufweist, der unter dem Einfluß von Bremsdruck auf eine relativ große Fläche an dem Kolben in einer Richtung und unter dem Einfluß des Drucks von der Druckmitteldruckquelle auf eine relativ kleine Fläche an dem Kolben in der anderen Richtung gegenüber dem Gehäuse darin verschiebbar ist, und die Verschiebung jedes Kolbens in einer Richtung über eine vorbestimmte Stellung hinaus die Schließung eines betreffenden Druckminderventils und die Absperrung der betreffenden Bremse von der Druckmitteldruckquelle gestattet, und aus einem Federgestänge, das mit der Fahrzeugaufhängung verbunden ist und während des Umfahrens einer Ecke derart auf die Druckminderventile einwirkt, daß der Druckmitteldruck an der auf das innenseitige Rad einwirkenden Bremse durch das betreffende Druckminderventil reduziert und der Druckmitteldruck an der auf das außenseitige Rad einwirkenden Bremse nicht vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (35;37) in dem jeweils einen Druckminderventil (23;26) einer Verschiebung des Kolbens in dem jeweils anderen Druckminderventil in der betreffenden einen Richtung entgegensteht und daß bei größerer Belastung an dem ersten Rad (15) als an dem zweiten Rad (16) der Kolben (35) des ersten Druckminderventils (23) durch das Federgestänge (29,31,32) in

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der betreffenden anderen Richtung vorgespannt ist und bei größerer Belastung an dem zweiten Rad (16) als an dem ersten Rad (15) der Kolben (37) des zweiten Druckminderventils (26) durch das Federgestänge (29,31,32) in der betreffenden anderen Richtung vorgespannt ist.
2. Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckminderventile (23,26) zueinander ausgerichtet sind, so daß der Kolben des einen Druckminderventils unmittelbar einen Druck auf den Kolben des anderen Druckminderventils ausüben kann.

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