DE2800822C3

DE2800822C3 - Steuerventil für eine hydraulische Fahrzeug-Bremsanlage

Info

Publication number: DE2800822C3
Application number: DE2800822A
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Toyota Nogami; Takaaki Okazaki Ohta
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1977-01-12
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1980-02-28
Also published as: JPS5929452B2; GB1563171A; JPS5388476A; US4157205A; DE2800822B2; DE2800822A1

Description

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steht. Der Differentialkolben 22 ist durch eine erste iusammengedrückte Schraubenfeder 25 nach links oder vorwärts vorgespannt. Die Schraubenfeder 25 greift einen Endes an einer Abstufung der Hülse 23 und anderen Endes an einer Innenschulter des Differentialkolbens 22 an.

Eine trägheitsgesteuerte Ventilkugel 24 ist in der Einlaßkammer A₁ untergebracht und kann nach links oder vorwärts rollen. Die Kugel 24 wirkt mit dein Ventilsitz 26 ?!er Hülse 23 zusammen, um ein Sperrventil zu bilden, dessen Funktion darin besteht, den Druckmittelfluß von der Einlaßkammer A₁ zur Auslaßkammer R₂ zu unterbrechen. Die Ventilkugel 24 ist mit Hilfe einer zweiten Schraubenfeder 27, die einen Endes am Diffeientialkolben 22 angreift, in Richtung nach rechts oder rückwärts vorgespannt und federnd in der Einbauposition gehalten.

Beim Zusammenbau des Ventils 20 wird zunächst die Schraubenfeder 25 in die abgestufte Du»chgangsbohrung 22a des Differentialkolbens 22 eingesetzt, und dann wird die Hülse 23 durch die Feder 25 hindurch in den Differentialkolben 22 gesteckt. Dann wird die Hülse 23 zunächst mittels eines Anschlagstiftes 28 an ihrem linken Ende zum Eingriff mit dem Differentialkolben 22 gebracht, um die Schraubenfeder 25 mit einer vorbestimmten Last zusammenzudrücken. Danach wird der Differentialkolben 22 zusammen mit der Hülse 23 in die Stufenbohrung B des Ventilgehäuses 21 in solcher Weise eingesetzt, daß die Hülse 23 an ihrem linken Ende in festem Eingriff mit dem ersten Stufenteil B₁ der Stufenbohrung B steht, und daß der Differentialkolben 22 innerhalb des 7weiten und des dritten Stufenteils B₂ bzw. B₃ der Stufenbohrung B gegenüber der feststehenden Hülse 23 verschiebbar ist. Als zweites wird die Schraubenfeder 27 im Ventilgehäuse 21 gegen den Differentialkolben 22 gesetzt, und dann wird die Ventilkugel 24 innerhalb eines vierten Stufenteils B₄ der Stufenbohrung B untergebracht. Schließlich wird der Stopfen 21B in das Ventilgehäuse 21 geschraubt, um die Ventilkugel 24 mittels der zweiten Feder 27 federnd zu halten. Man sieht, daß die Stufenteile S₁ bis B₄ der Stufenbohrung B im zusammengebauten Zustand dazu dienen, den Differentialkolben 22, die Hülse 23 und die Ventilkugel 24 auf einer gemeinsamen Achse zusammenzuhalten, wodurch eine präzise Massenherstellung des Ventils 20 möglich ist.

Wenn sich das Steuerventil 20 im Einsatz befindet und das Bremspedal 13 in unbeladenem Zustand des Fahrzeugs, niedergedrückt wird, wird der Haupizylindealruck P_1n in der vorderen und in der hinteren Druckkammer ί,Οα bzw. 10b des Hauptzylinders 10 erzeugt. Der Druck in der vorderen Druckkammer lOfl wird direkf über die Bremsleitung P₁ auf die Vorderradbremszylinder 11 gegeben. Der Druck in der hinteren Druckkammer lOfe wird über die Bremsleitung V₁ in die 'iinlaßkammer R₁, anschließend durch den Verbinduiigskanal 23a und die Löcher 23b der Hülse 23 in die Auslaßkammer R₂ und schließlich über die Bremsleitung P₃ auf die Hinterradbremszylindei 12 gegeben. Somit betätigen die Vorder- und die HinterradPremNzylinder 11 bzw. 12 die Bremsen entsprechend dem Wert des Hauptzylinderdruckes P_1n. In diesem IFaIl bewegt sich der Differentialkolben 22 auf Grund des nuf seine effektiven differentiellen Oberflächen wirkenden Druckes gegen die erste und die zweite Feder λ5 bzw. 27 each rechts oder rückwärts, so daß die Federkraft der Feder 27 erhöht wird. Wenn sich der Hauptzylinderdruck P_1n auf einen Wert P_mI erhöht, bei dem die Ventilkugel 24 einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerung (beispielsweise 0,3 g) ausgesetzt ist, beginnt die Ventilkugel 24 gegen die Federkraft der zweiten Feder 27 vorwärts zu rollen und sich gegen den Ventilsitz

26 zu legen, so daß die Druckmittelverbindung zwischen der Einlaß- und der Auslaßkammer R₁ bzw.

¹⁽¹ A₂ unterbrochen wird. Diese Betriebsstufe ist in Fig. 2 mit einem Punkt α gekennzeichnet. Wenn sich der Hauptzylinderdruck P_m durch fortgesetzten Druck auf das Bremspedal 13 weiter erhöht, wird der Differentialkolben 22 entsprechend der Erhöhung des

ι' Druckes in der Einlaßkammer A₁ nach links oder vorwärts bewegt, so daß der in der Auslaßkammer R₂ entstehende Radzylinderdruck P_w erhöht wird, wie es in Fig. 2 durch einen Linienabschnitt a-b gezeigt ist. Wenn sich der Hauptzylinderdruck P_1n bis hinauf zu

-'» einem hohen Wert P_m2 erhöht, greift der Differentialkolben 22 am Anschlagstift 28 an, wodurch die Vorwärtsbewegung des Differentialkolbens 22 begrenzt wird. Danach erhöht sich der Radzylinderdruck P_n in der Auslaßkammer A₂ nicht weiter, auch nicht bei

.?ΐ einer weiteren Vergrößerung des Hauptzylinderdrukkes P_1n. Somit wird der Radzylinderdruck P_w auf einem vorbestimmten hohen Wert gehalten, wie es in Fig. 2 durch einen Linienabschnitt b-c gezeigt ist. Wird das Bremspedal 13 im Fall eines beladenen

ι« Fahrzeugs gedrückt, erreicht die Verzögerung den vorbestimmten Wert (0,3 g) selbst dann nicht, wenn sich der Hauptzylinderdruck P_m auf den Wert P_{1n x} erhöht. Folglich rollt die Ventilkugel 24 nicht vorwärts und erlaubt einen Druckmittelfluß von der Einlaß-

)> kammer A₁ zur Auslaßkammer A₂. Daher wird der Radzylinderdruck P_w kontinuierlich entsprechend dem Hauptzylinderdruck P_1n erhöht und gleichzeitig wird der Differentialkolben 22 durch den auf die effektiven Differentialkolbenoberflächen wirkenden Druck gegen die erste und die zweite Feder 25 bzw.

27 weiter nach rechts bewegt, wodurch die Federkraft der zweiten Feder 27 erhöht wird.

Wenn sich der Hauptzylinder P₇₇₁ auf einen Wert P_m3 erhöht, bei dem die Ventilkugel 24 einer Verzö-

4"i gerung ausgesetzt wird, die einen vorbestimmten hohen Wert (beispielsweise 0,6 g) übersteigt, beginnt die Ventilkugel 24 auf Grund des Trägheitsmomentes gegen die Federkraft der zweiten Feder 27 vorwärts zu rollen und legt sich vor den Ventilsitz 26, so daß der

->() Druckmittelfluß von der Einlaßkammer A₁ zur Auslaßkammer R₂ abgeschnitten wird. Diese Betriebsstufe ist in Fig. 2 durch einen Punkt α gekennzeichnet. Die weitere Funktion des Ventils 20 ist im wesentlichen dieselbe wie im Fall des unbeladenen

v> Fahrzeugs und wird ersichtlich, wenn man den Linienabschnitt a'-b'-c' in Fig. 2 betrachtet.

Aus der vorausgehenden Beschreibung geht hervor, daß die zweite Feder 27 zur Steuerung des Radzylinderdruckes bei schwer bela<1enem Fahrzeug geeig-

bo net ist, wie es in Fig. 2 durch eine ideale Kennlinie Γ gezeigt ist. Wenn die Fahrzeuglaständerungen eher klein sind, wie bei einem Personenkraftwagen, ist es nicht erforderlich, die zweite Feder 27 in das Ventil 20 einzusetzen. In diesem Fall wird der Radzylinder-

b5 druck bei belastetem Personenkraftwagen gesteuert, wie es in Fig. 2 durch die ideale Kennlinie I" gezeigt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerventil für eine hydraulische Fahrzeug-Bremsanlage, das folgende Merkmale aufweist:

a) eine mit einer Druckquelle, beispielsweise einem Hauptzylinder, verbundene Auslaßkammer und eine mit den Hinterradbremszylindern verbundene Auslaßkammer;

b) eine im Ventilgehäuse vorgesehene Stufenbohrung, deren im Durchmesser größerer Bohrungsabschnitt die Einlaßkammer und deren im Durchmesser kleinerer Bohrungsabschnitt die Auslaßkammer bildet;

c) einen im durchmesserkleineren Teil der Stufenbohrung verschiebbar und dichtend geführten, mit seiner Stirnseite die Auslaßkammer begrenzenden Differentialkolben, der eine abgestufte, axiale und mit ihrer durchmessergrößeren Öffnung der Einlaßkammer zugekehrte Durchgangsbohrung aufweist, wobei der durchmessergrößere Teil der Durchgangsbchrung einen größeren Durchmesser aufweist als der druchmesserkleinere Teil des Differentialkolbens,

d) eine sich durch die Durchgangsbohrung hindurch erstreckende, entsprechend der Bohrung abgestufte Hülse, deren eines Ende frei in die Einlaßkammer ragt und auf der der Differentialkolben verschiebbar ist, wobei die von den Abstufungen in der Durchgangsbohrung und der Hülse begrenzte Ringkammer beidseits abgedichtet ist und im Differentialkolben eine Luftkammer bildet und wobei die Ringfläche der Abstufung die Differenz der wirksamen Flächen des Differentialkolbens bestimmt;

e) ein sich durch die Hülse hindurch erstreckender von der Einlaß- zur Auslaßkammer führender Verbindungskanal, wobei die der Einlaßkammer zugewandte stirnseitige Öffnung in der Hülse einen Ventilsitz bildet;

f) eine mit dem Ventilsitz an der Hülse zusammenwirkende, trägheitsgesteuerte, in der Einlaßkammer angeordnete Ventilkugel, die bei einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Verzögerung gegen den Ventilsitz rollt und den Verbindungskanal sperrt; dadurch gekennzeichnet, daß

g) das auslaßkammerseitige Ende der Hülse (23) fest mit dem Gehäuse verbunden ist;

h) innerhalb der Luftkammer eine Schraubenfeder (25) angeordnet ist, deren eines Ende an einer Abstufung in der Durchgangsbohrung (22a) und deren anderes Ende an der Abstufung der Hülse (23) abgestützt ist, wobei die Feder auf den Differentialkolben eine in Richtung Auslaßkammer wirkende Vorspannkraft ausübt.

2. Steuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (23) mit einem Anschlagstift (28) versehen ist, der an einem Ende des Differentialkolbens (22) angreift und mit dem die Vorspannkraft der Schraubenfeder (2S) beim Zusammenbau des Ventils festlegbar ist.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Steuerventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solches in der DE-OS 2736095 vorgeschlagenes Steuerventil dient dazu, den Bremsdruck entsprechend der Fahrzeugverzögerung zu steuern. Dieses Steuerventil ist jedoch hinsichtlich der Eignung zur Massenherstellung noch nicht voll zufriedenstellend.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuerventil der beschriebenen Art so auszubilden, daß es sich unter Massenherstellungsbedingungen präzise und unter möglichst geringem Gedulds- und Zeitaufwand zusammensetzen läßt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet und im Unteranspruch vorteilhaft weitergebildet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugbremssystems mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Steuerventil, und

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Drucksteuerkennlinie;i des Ventils.

Gemäß Fig. 1 ist ein Trandemhauptzylinder 10 an seiner vorderen Druckkammer 10a über eine Bremsleitung P₁ mit Vorderradbremszylindern 11 verbunden. Ein Steuerventil 20 ist zwischen Bremsleitungen P₂ und P₃ geschaltet, die eine hintere Druckkammer 10ft des Hauptzylinder 10 mit Hinterradbremszylindem 12 verbinden. Das Steuerventil 20 besitzt ein Gehäuse 21, in dem ein hohler Differentialkolben 22 und eine röhrenförmige abgestufte Hülse 23 konzentrisch untergebracht sind. Das Gehäuse 21 umfaßt einen Körper 21A und einen Stopfen 21 ß, der durch einen Dichtungsring S₁ in den Körper 21A geschraubt ist. Der Körper 21/1 ist mit einem Auslaß 21c zur Verbindung mit den Radbremszylindern 12 versehen, und der Stopfen 21B besitzt einen Einlaß 21 ft zur Verbindung mit dem Hauptzylinder 10. Eine zylindrisehe Stufenbohrung im Gehäuse 21 steht mit ihrem Teil großen Durchmessers mit dem Einlaß 21ft und mit ihrem Teil kleinen Durchmessers mit dem Auslaß 21c in Verbindung. Das Gehäuse 21 ist ferner mit Befestigungslöchern 21a versehen, mit deren Hilfe das Gehäuse 21 unter einem Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen an einem (nicht gezeigten) Fahrzeugrahmen befestigt werden kann.

Der Differentialkolben 22 ist über eine Ringdichtung S₁ verschiebbar innerhalb eines zweiten und eines dritten Stufenteüs B₂ bzw. B₃ der Stufenbohrung B angeordnet, um eine Einlaßkammer A₁, die mit dem Einlaß 21 ft in freier Verbindung steht, und eine Auslaßkammer R₂, die mit dem Auslaß 21c in freier Verbindung steht, zu bilden. Der Differentialkolben 22 ist mit einer axial abgestuften Durchgangsbohrung 22a versehen, die auf ihrer Seite großen Durchmessers mit der Einlaßkammer R₁ und auf ihrer Seite kleinen Durchmessers mit der Auslaßkammer A₂ in Verbindung steht.

Die Hülse 23 ist über Ringdichtungen S₃ und S₄ verschiebbar innerhalb der Durchgangsbohrung 22o des Differentialkolbens 22 angeordnet und steht in festem Eingriff mit einem ersten Stufenteil O₁ und Stufenbohrung B. Die Hülse 23 ist an ihrem rechten Ende mit einem ringförmigen Ventilsitz 26 versehen und besitzt einen axialen Verbindungskanal 23a und Radiallöcher 23ft, über welche die erste Einlaßkammer R₁ in Verbindung mit der Auslaßkammer R₂