DE2757539C2

DE2757539C2 - Mitteldrucksteuergerät für eine automatisch lastabhängige Bremskraftregelung bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2757539C2
Application number: DE19772757539
Authority: DE
Inventors: Ortwin 7143 Vaihingen Engfer; Werner 7014 Kornwestheim Stumpe
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1986-10-09
Also published as: GB2010997A; DE2757539A1; FR2412446A1; FR2412446B1; GB2010997B

Description

Stand der Technik

Durch einen automatisch-lastabhängigen Bremskraftregler wird der Bremsdruck in den Bremszylindern

Π 57 539

dem jeweiligen Belastungszustand eines Fahrzeuges angepaßt. Bei luftgefederten Fahrzeugen wird in der Regel der Steuerdruck den Hinterachsfederbälgen entnommen.

In besonderen Fällen können die Drücke in den Luftfederbälgen einer Achse sehr verschieden sein, z. B. wenn das Fahrzeug einseitig beladen ist oder in einer Kurve abgebremst wird. Man verwendet deshalb zur Ansteuerung den Mitteldruck aus den Drücken der beiden Luftfederbälge (DE-OS 24 30 882).

Bei einem bekannten Steuergerät zur Bildung des Mitteldruckes ist in einem Gehäuse ein Stufenkolben angeordnet, dessen wirksame Fläche auf der einen Kolbenseite den wirksamen Flächen der Stufen auf der anderen Kolbenseite entspricht wobei die Flächen der Stufen wieder unter sich gleich sind. Die einzelnen Stufenflächen werden von den den örtlichen Fahrzeugbelastungen proportionalen Steuerdrücken beaufschlagt. Vom Stufenkolben wird ein Steuerventil betätigt, über das der Auslaß mit dem Mitteldruck mit einem Vorraum verbindbar ist, der über ein Absperrventil an den größeren der beiden Steuerdrücke angeschlossen ist. Da durch den Kolben hindurch eine Entlüftungsleitung geführt ist, sind drei bewegliche Dichtungen notwendig, die eine feinfühlige Regelung erschweren. Das Absperrventil ist im Gehäuse untergebracht, erfordert viel Platz und lange Leitungszuführungen (AT-PS 2 20 665).

Aufgabe der Erfindung

Es soll ein Mitteldrucksteuergerät geschaffen werden, das eine genauere Regelung mit einer kleinen Hysterese ermöglicht und dazu kompakt mit einem geringen Aufwand gebaut werden kann.

Vorteile der Erfindung

Durch die Anordnung des Gerätes in der Art, wie es aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches und der weiteren Ansprüche ersichtlich ist, erhält man eine sehr feinfühlige Regelung durch die leichte Beweglichkeit des Kolbens, in den das Absperrventil als Zwei-Wege-Ventil integriert ist, so daß dafür kein besonderer Raum im Gehäuse vorgesehen werden muß. Der Kolben kann als geschlossene Baueinheit mit dem Ventil in das Gehäuse eingeschoben werden, so daß eine große Montageerleichterung erreicht ist und sehr kurze Zuführleitungen ausreichen. Der Aufbau ist symmetrisch.

Bei einer einfacheren Ausführungsform wird in die freie Atmosphäre entlüftet. Für diesen Fall ist ein äußerer Ventilsitz des Steuerventiles für die Verbindung des Vorraumes mit dem Auslaß mit dem Mitteldruck Bestandteil des Stufenkolbens und ein innerer Ventilsitz wird durch einen rohrförmigen Ansatz eines Deckels gebildet, der den Aufnahmeraum des Gehäuses für den Stufenkolben verschließt und mit dem Auslaß für den Mitteldruck versehen ist.

Soll ein Luftverlust vermieden werden, so wird eine

hin vollzogen. Für diesen Fall sind innerhalb des Stufenkolbens zwei Steuerventile und vier Absperrventile untergebracht. Man hat ein geschlossenes System ohne Luftverlust beim Senken des gemittelten Druckes. Eine Schaltlogik verknüpft Leitungen und Ventile so, daß der gemittelte Druck für die Ansteuerung des Bremskraftreglers stets den Luftfederbälgen entnommen bzw. diesen wieder zugeführt wird.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Be-Schreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Systems für die Bremskraftregelung;

Fig.2 einen Schnitt durch ein Mitteldrucksteuergerät in einer ersten Ausführungsfonn und ίο Fig.3 einen Schnitt durch ein solches in einer zweiten Ausführungsform. Die

F i g. 4 und 5 geben Schaltschemen für das Mitteldrucksteuergeräi nach F i g. 3 wieder.

Beschreibung der Erfindung

Zur Ansteuerung eines automatisch lastabhängigen Bremskraftreglers 1 werden als Steuerdrücke die Drükke von Luftfederbälgen 2; 3 für eine Achse, in der Regel der Hinterachse, herangezogen. Lastabhängig gesteuerte Niveauregelventile 4; 5 bestimmen die Grunddruck. Die von den Luftfederbälgen 2; 3 zugeführten Drücke werden im Mitteldrucksteuergerät 6 gemittelt.

Bei der Ausbildung nach Fig.2 weist das Mitteldrucksteuergerät 6 in einem napfförmigen Gehäuse 7 einen Stufenkolben 8 auf, in dem ein Absperrventil 9 und ein Steuerventil 10 untergebracht sind. Im Gehäuse

7 ist ein Anschluß 11 für die Übernahme des Steuerdrukkes aus dem Luftfederbalg 2 und ein Anschluß 12 für die Übernahme des Steuerdruckes aus dem Luftfederbalg 3 vorgesehen, in einem das Gehäuse 7 abschließenden Deckel 13 befindet sich ein Auslaß 14 für den gemittelten Druck, der dem Bremskraftregler 1 zugeführt wird. Zur Bildung des Absperrventiles 9 sind im Stufenkolben 8 Aussparungen 15; 16 untergebracht, in die Einsätze 17; 18 eingesetzt sind, die Ventilsitze 19; 20 tragen. Der Einsatz 17 wird durch den Einsatz 18 niedergehalten, der auf der einen Stirnseite 21 des Stufenkolbens 8 befestigt ist. Zwischen den Ventilsitzen 19; 20 ist ein scheibenförmiges Ventilglied 22 beweglich, dessen Stärke nur etwa die Hälfte des Abstandes zwischen den Ventilsitzen 19 und 20 beträgt.

Die Teilflächen 23 und 24 auf der einen Seite des Stufenkolbens 8 sind gleich groß, ihre Summe entspricht der Fläche 25 auf der anderen Seite des Stufenkolbens 8. Die napfförmige Ausbildung des Gehäuses 7 erleichtert die Bearbeitung des Aufnahmeraumes 26 für den Stufenkolben 8.

Das Steuerventil 10 ist als Doppelsitzventil ausgebildet, wobei sich der äußere Ventilsitz 27 im Stufenkolben

8 und der innere Ventilsitz 28 als Ende eines rohrförmigen Ansatzes 29 am Deckel 13 befinden. Der Einsatz 17 ist mit einer Aussparung 30 versehen, in der eine Feder 31 aufgenommen ist, die ein Ventilglied 32 auf die Ventilsitze 27 und 28 drückt. Der Innenraum 33 des rohrförmigen Ansatzes 29 ist durch den Deckel 13 hindurch nach außen geführt. Zwischen dem Absperrventil 9 und dem Steuerventil 10 befindet sich ein Vorraum 34 in Form von Bohrungen.

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7 aus zwei napfförmigen Gehäuseteilen 35 und 36, die mit Schrauben 37 unter Einspannung einer elastischen Sci.sibe 38 miteinander verbunden sind. Im Gehäuseteil 35 befinden sich die Anschlüsse 11 und 12 für die Steuerdrücke aus den Luftfederbälgen 2; 3, im Gehäuseteil 36 ist der Auslaß 14 für die Verbindung mit dem Bremskraftregler 1 untergebracht. Der Stufenkolben 8 ist an der elastischen Scheibe 38 aufgehängt, die gleichzeitig

Ventilglieder 39 in Form von Membranen für vier Absperrventile 40; 41; 42; 43 abgibt und zwischen zwei Scheiben 44; 45 mit den Ventilsitzen 46 eingespannt ist. Die Scheiben 44; 45 befinden sich ihrerseits wieder zwischen zwei Kolbenteilen 47 und 48. Die ganzen Teile werden durch Nieten 49 zu einer kompakten Baueinheit zusammengehalten. Durch die elastische Scheibe 38 ist der Raum 50 auf der einen Seite des Stufenkolbens 8 vom Raum 51, der mit dem Anschluß 11 verbunden ist, dichtend abgetrennt. Der Raum 52 auf der Seite der kleinen Stufe des Kolbens 8, der mit dem Anschluß 12 in Verbindung steht, ist über die Kolbendichtung 53 vom Raum 51 getrennt. In den Scheiben 44 und 45 befinden sich neben den Ventilsitzen 46 auch Verbindungskanäle 54.

Im Stufenkolben 8 sind fernerhin zwei Steuerventile 55 und 56 untergebracht:; sie befinden sich im Zentrum koaxial zur Mittelachse 57. Im Kolbenteil 47 ist für das Steuerventil 55 ein Ventilstößel 58 geführt, der mit seinem einen Ende an einenn Ventilglied 59 und mit seinem anderen Ende an einem Anschlag 60 des Gehäuseteiles 35 zur Anlage kommen kann. Das Ventilglied 59 ist über eine Feder 61 auf den Ventilsitz 62 gedrückt. Das Steuerventil 56 ist in gleicher Weise aufgebaut. Der Ventilsitz 63 befindet sich hier in dem Kolbenteil 48, das Ventilglied 64 kann gegen die Wirkung einer Feder 65 über einen Ventilstößel 66 abgehoben werden, der sich mit seinem einen Ende am Anschlag 67 des Kolbenteiles 48 abstützt.

Wirkungsweise

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Bei der Ausführungsform des Mitteldrucksteuergerätes 6 nach der F i g. 2 wird der Steuerdruck des Luftfederbalges 2 über den Anschluß 11 an der Fläche 24 des Stufenkolbens 8 wirksam, der Steuerdruck des Luftfederbalges 3 gelangt über den Anschluß 12 zur Fläche 23. Der somit nach unten gerichteten Kolbenbewegung entgegen wirkt der sich einstellende Mitteldruck auf die Fläche 25. In der Darstellung überwiegt der Steuerdruck aus dem Luflfederbalg 3, das Ventilglied 22 ist deshalb nach unten auf den Ventilsitz 19 gedruckt, so daß der Zugang vom Anschluß 11 her abgesperrt ist. Der Druck gelangt über den Vorraum 34 zum Steuerventil 10, dessen Ventilsitz 28 durch das Abheben des Ventilgliedes 32 dann geöffnet ist, wenn die Hälfte der Summe der Drücke auf die Flächen 23 und 24 größer ist als der Druck auf die Fläche 25.

Durch das Zuströmen von Druckmedium erhöht sich der Druck im Raum mit dem Auslaß 14, bis exakt der MitteJdruck erreicht ist.

Fällt der gemeinsame Steuerdruck, so wird der Stufenkolben 8 in der Darstellung nach oben verschoben mit der Folge, daß das Ventilglied 32 unter dem Druck der Feder 31 den Ventilsitz 27 schließt und vom Ventilsitz 28 abgehoben wird, so daß über den Innenraum 33 eine Entlüftung in die Atmosphäre stattfindet und sich dadurch der neue richtige Mitteldruck sofort wieder einstellt

Der in den Aufnahmeraum 26 des Gehäuses 7 eingesetzte Stufenkolben 8 bildet eine kompakte Baueinheit, die leicht führbar ist und keine durch das Gehäuse 7 dringenden Teile aufweist Der symmetrische Aufbau mit den eingebauten Ventilen 9 und 10 erleichtert Herstellung und Montage.

Bei der Ausbildung nach F i g. 3 bedient man sich einer festgelegten Schaltlogik, die insbesondere aus den F i e. 4 und 5 erkennbar ist Der Steuerdruck aus dem Luftfederbalg 2 wird den Absperrventilen 40; 42; 43 mit der Maßgabe zugeführt, daß das Absperrventil 40 geöffnet und die Absperrventile 42; 43 geschlossen sind, wenn der Steuerdruck des Luftfederbalges 2 den des Luftfedcrbalges 3 überragt (Darstellung nach Fig. 4). Über das Absperrventil 40 gelangt der Steuerdruck zum Steuerventil 56, das bei den Darstellungen nach den F i g. 3 und 4 geöffnet ist: unter dem Einfluß der Drücke in den Räumen 51 und 52 hat sich der Stufenkolben 8 nach unten bewegt, da der Mitteldruck im Raum 50 noch nicht seine richtige Größe erreicht hat, der Ventilstößel 66 hat das Ventilglied 64 angehoben, so daß Druckmedium zuströmen kann und sich damit der Druck erhöht, bis der entsprechende Mitteldruck erreicht ist.

Sinkt der gemeinsame Steuerdruck, so wird der Stufenkolben 8 angehoben, das Steuerventil 56 schließt und das Steuerventil 55 öffnet durch das Anheben des Ventilgliedes 59 über den Ventilstößel 58, der am Anschlag 60 des Gehäuseteiles 35 zur Anlage kommt. Jetzt strömt der »Überdruck« im Raum 50 über eine Bohrung 68, das Steuerventil 55 und das Absperrventil 41 in den Luftfederbalg 3 mit dem niedreren Steuerdruck. Es gibt also keine Entlüftung ins Freie und damit keinen Luftverlust.

Überwiegt der Steuerdruck im Luftfederbalg 3, so sind die Absperrventile 40 und 41 geschlossen und die Absperrventile 42 und 43 geöffnet. Der Steuerdruck gelangt über das Absperrventil 43 zum Steuerventil 56. das dann über den Stufenkolben 8 in seine Offenstellung gebracht wird, wenn der im Raum 50 anstehende Mitteldruck geringer ist als die Hälfte der Summe der von den Luftfederbalgen 2 und 3 kommenden Steuerdrücke. Bei der Darstellung nach F i g. 5 ist er höher, so daß Druckmedium über das Steuerventil 55 und das Absperrventil 42 zum Luftfederbalg 2 hin strömt. Durch das leichte Hin- und Herpendeln des Stufenkolbens 8 ergibt sich eine sehr feinfühlige Druckmittelung, wobei von wesentlicher Bedeutung ist, daß bei dieser Ausbildung keine Luftverluste in Kauf genommen werden müssen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mitteldrucksteuergerät für eine automatisch lastabhängige Bremskraftregelung bei Kraftfahrzeugen mit einem Stufenkolben in einem Gehäuse, dessen wirksame Fläche auf der einen Kolbenseite der auf der anderen Kolbenseite, aufgeteilt in zwei gleiche .Stufenflächen, entspricht, wobei die Stufenflächen mit zwei den örtlichen Fahrzeugbelasiungen proportionalen Steuerdrücken beaufschlagt sind und mit einem vom Stufenkolben betätigbaren Steuerventil, über das der Auslaß mit dem Mitteldruck mit einem Vorraum verbindbar ist, der über ein Absperrventil an den größeren der beiden Steuerdrükke angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil (9; 40 bis 43) im Stufenkolben (8) untergebracht ist und dieser keine durch das Gehäuse (7) dringenden Teile aufweist.

2. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) nach einer Seite offene zentrale Aussparungen (15; 16) aufweist, in die zwei Einsätze (17; 18) eingesetzt sind, von denen jeder einen Ventilsitz (19; 20) aufweist und beide Ventilsitze (19; 20) mit einem gemeinsamen Ventilglied (22) zusammenarbeiten, wobei der eine Ventilsitz (19) die Verbindung zwischen dem Anschluß (11) mit dem einen Steuerdruck und dem Vorraum (34) und der andere Ventilsitz (20) die Verbindung zwischen dem Anschluß (12) mit dem anderen Steuerdruck und dem Vorraum (34) herstellt.

3. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Einsatz (17) in seiner Aussparung (15) vom anderen Einsatz (18) festgehalten ist, der mit der einen Stirnseite (21) des Stufenkolbens (8) fest verbunden ist.

4. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (22) aus einer flachen Scheibe besteht, deren Dicke geringer ist als der Abstand zwischen den beiden Ventilsitzen (19; 20).

5. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Stufenkolben (8) auch das Ventilglied (32) des Steuerventiles (10) untergebracht ist, und dessen beide Ventilsitze (27; 28) koaxial zu den beiden Ventilsitzen (19; 20) des Absperrventiles (9) angeordnet sind.

6. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Einsatz (17) für das Absprerrventil (9) eine Aussparung (30) aufweist, in der eine Feder (31) für das Ventilglied (32) des Steuerventiles (10) aufgenommen ist.

7. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ventilsitz (27) des Steuerventiles (10) für die Verwendung des Vorraumes (34) mit dem Auslaß (14) mit dem Mitteldruck Bestandteil des Stufenkolbens (8) ist und der innere Ventilsitz (28) durch einen rohrförmigen Ansatz (29) eines Deckels (13) gebildet ist, der den Auf-

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8. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (33) des Einsatzes (29) mit der freien Atmosphäre verbunden ist.

9. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungs- und Ventilanordnung so getroffen ist, daß sich beim Abfallen der Steuerdrücke eine Entlüftung vom Mitteldruck zum niederen Steuerdruck hin vollzieht.

10. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Stufenkoibens (8) zwei Steuerventile (55; 56) und vier Absperrventile (40 bis 43) untergebracht sind.

11. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (55; 56) jeweils unter dem Druck einer Feder (61; 65) stehende Ventilglieder (59; 64) aufweisen, die durch Ventilstößel (58; 66) bewegbar sind, die auf entgegengesetzten Seiten des Stufenkolbens (8) aus diesem herausragen und an gehäusefesten Anschlägen (60; 67) zur Anlage bringbar sind.

12. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (55; 56) in der Mittelachse (57) des Stufenkolbens (8) hintereinander liegen.

13. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile (40 bis 43) als Membranventile ausgebildet sind.

14. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (8) über eine elastische Scheibe (38) mit dem Gehäuse (7) verbunden ist.

15. Miueldrucksteuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Scheibe (38) gleichzeitig die Membranen für die Absperrventile (40 bis 43) abgibt.

16. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Scheibe (38) zwischen zwei Gehäuseteilen (35 und 36) eingespannt ist.

17. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 14. dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Scheibe (38) den Raum (50) mit dem Auslaß (14) für den Mitteldruck von den Räumen (51 und 52) mit den Anschlüssen (11 bzw. 12) für die Steuerdrücke trennt.

18. M'tteldrucksteuergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (46) und die Verbindungskanäle (54) der Absperrventile (40 bis 43) in planen Scheiben (44 und 45) untergebracht sind und die Scheiben (44; 45) zwischen sich die Ventilglieder (39) in Form von Membranen einspannen.

19. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (44 und 45) zwischen planen Flächen zweier Kolbenteile (47 und 48) mit den Steuerventilen (55; 56) aufgenommen sind.

20. Mitteldrucksteuergerät nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerdruck an drei Absperrventilen (40; 42; 43 bzw. 40; 41; 43) ansteht, je ein Absperrventil (40; 43) über das eine Steuerventil (56) mit dem einen oder anderen Steuerdruck verbunden ist und je ein Absperrventil (41; 42) über das andere Steuerventil (55) den Durchgang vom Mitteldruck zum niedreren Steuerdruck ermügliciii.