DE2818533C2

DE2818533C2 - Bremsventil

Info

Publication number: DE2818533C2
Application number: DE2818533A
Authority: DE
Inventors: Juan 6083 Walldorf Belart
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1986-11-06
Also published as: GB2019971B; US4251114A; ES242831U; JPS54142469A; GB2019971A; SE437797B; FR2424160A1; ES242831Y; SE7903580L; FR2424160B1; JPS5932351B2; DE2818533A1; IT7922092A0; IT1166762B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bremsventil mit zwei Steuerschiebern, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Bremsventil dieser Gattung ist aus der GB 14 10 209 bekannt. Bei dieser bekannten Bauart betätigen zwei Steuerschieber mittels entsprechender, konisch ausgeführten Mantelflächen zwei Stößel, welche auf ihnen zugeordnete Ventile einwirken.

Dieses Prinzips-tat den Nachteil, daß bei entsprechendem Verschleiß, bzw. bei geringen Abweichungen von den notwendigen, sehr engen Fertigungstoleranzen die beiden Bremskreise nicht zu exakt gleichen Zeitpunkten durch den hydraulischen Druck beaufschlagt werden. Den gleichen Einfluß auf das Bremsverhalten bewirken bereits geringe Unterschiede in den Reibungsverhältnissen an den beteiligten Gleitflächen.

Auch aus der DE-PS 8 76 049 ist ein gattungsgemäßes Bremsventil offenbart; dieses weist einen sehr komplizierten Aufbau aus, welcher zu Fertigungskosten führt die für eine Massenfertigung indiskutabel wären. Hinzu kommt daß bei der Beaufschlagung des Kolbens für den hinteren Bremskreis durch eine hydraulische und eine durch die Kolbenstange eingeleitete mechanische Kraft eine plötzliche große Volumenzunahmie des druckmittelführenden Raumes auftritt.

Auch die FR 12 93 001 nennt ein zu dieser Gattung gehöriges Bremsventil.

Bei diesem Bremsventil steuert der im ersten Bremskreis eingesteuerte Bremsdruck den Steuerschieber des zweiten Bremskreises. Fällt der erste Bremskreis infolge eines Defektes aus, so ist es möglich, mittels des Bremspedals den ersten Steuerschieber in Anlage an den zweiten Steuerschieber zu bringen und den zweiten Steuerschieber auf diese Weise mechanisch zu verschieben, so daß der dem zweiten Steuerschieber zugeordnete Bremskreis nach wie vor betätigt werden kann. Sicherheitstechnisch gesehen sind mit dem Bremsventil dieser Bauart zwei Bremskreise voneinander unabhängig zu betätigen.

Nachteilig bei dem vorbekannten Bremsventil ist es, daß sich in dem dem zweiten Steuerschieber zugeordneten Bremskreis erst ein Druck aufbauen läßt, wenn im ersten Bremskreis ein solcher Druck vorhanden ist, daß sich mit ihm die Reibungskräfte des zweiten Steuerschiebers überwinden lassen. Dadurch spricht bei Bremsbetätigung der zweite Bremskreis stets später als der erste Bremskreis an. In der Praxis treten durch diese Reibungskräfte des zweiten Steuerschiebers Druckunterschiede von 7 bis 8 Atmosphären zwischen den beiden Bremskreisen auf, was aus Sicherheitsgründen viel-

fach nicht akzeptierbar ist. Vor ailem bei Bremssystemen mit Diagonalkreisaufteilung kommt es darauf an, daß die Bremsen beider Bremskreise gleichzeitig ansprechen und sich in beiden Bremskreisen stets gleiche Drücke einstellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bremsventil se zu gestalten, daß beide Bremskreise möglichst gleichzeitig ansprechen und die Drücke in beiden Bremskreisen möglichst wenig durch Reibungskräfte des Steuerschiebers beeinflußt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch diese Gestaltung wird der zweite Steuerschieber bei Bremsbetätigung von dem im ersten Bremskreis eingesteuerten Druck auf einer großen Fläche druckbeaufschlagt. Sobald im zweiten Bremskreis ein dem Druck im ersten Bremskreis entsprechender Druck aufgebaut ist. verkleinert sich diese wirksame Druckbeaufschlagungsfläche dadurch, daß die zweite Druckbeaufschlagungsfläche vom Druck im zweiten Bremskreis druckbeaufschlagt wird und der ersten Druckbeaufschiagungsfläche enigegengeriehiet wirkt. Durch diese Gestaltung sprechen beide Bremskreise praktisch gleichzeitig an und es treten keine nennenswerten Druckunterschiede zwischen ihnen auf.

Das erfindungsgemäße Bremsventil kann unter Beibehaltung seines prinzipiellen Aufbaus durch Zuordnung weiterer Steuerschieber auch für Bremssysteme oder andere hydraulische Systeme mit mehr als zwei voneinander unabhängigen Kreisen erweitert werden.

Die zwei zusätzlichen Druckbeaufschlagungsflächen sind an einem Ringkolben vorgesehen, welcher auf dem zweiten Steuerschieber dichtend angeordnet ist und in Ruhestellung durch eine schwache Feder gegen einen gehäusefesten Anschlag gehalten und gegen die Kraft dieser Feder gegen einen Bund des zweiten Steuerschiebers verschiebbar ist

Der Ringkolben verbleibt in Anlage an den gehäusefesten Anschlag, wenn infolge eines Defektes im ersten Bremskreis der Druck ausfällt. Das erfindungsgemäße Bremsventil kann deshalb so ausgelegt werden, daß die Reaktionskraft am Bremspedal auch bei Ausfall eines Bremskreises unverändert bleibt. Vorteilhaft ist es bei dieser Ausgestaltung auch, daß der Ringkolben sich bei jeder Bremsbetätigung zunächst geringfügig sowohl in bezug auf das Gehäuse des Bremsventils als auch in bezug auf den zweiten Steuerschieber verschiebt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Dichtungen im Laufe der Zeit nicht festkleben und dann bei einer größeren Verschiebung des Ringkoibens beschädigt oder zerstört werden.

Eine andere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Druckbeaufschlagungsflächen des Ringkolbens gleich groß sind.

Bei dieser Ausgestaltung wird die Wirkung des Ringkolbens völlig aufgehoben, sobald ein Gleichgewichtszustand zwischen den Drücken in beiden Bremskreisen erreicht ist. Bei Druckerhöhung durch Verschieben des ersten Steuerschiebers wirkt der Druck des ersten Bremskreises jedoch zunächst immer sowohl auf die Wirkfläche des zweiten Steuerschiebers als auch auf die Druckbeaufschlagungsfläche des Ringkolbens. Dadurch werden die Reibungskräfte des zweiten Steuerschiebers leicht überwunden. Dadurch, daß in beiden Bremskreisen nahezu gleiche Drücke herrschen, eignet sich das erfindungsgemäße Bremsventil sogar für Bremssysteme mit Diagonalkreisauftei'ung.

Wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die erste Druckbeaufschlagungsflache des Ringkolbens größer ist als die zweite Druckbeaufschlagungsfläche, dann übt der Ringkoiben bei Bremsbetätigung eine Kraft in Betätigungsrichtung auf den zweiten Steuerschieber aus, solange der erste Bremskreis funktionstüchtig ist Dadurch ändert sich die Reaktionskraft bei Ausfall eines der beiden Bremskreise, so daß der Defekt auch ohne Signaleinrichtungen für den Fahrer wahrnehmbar ist

Um eine Betätigung des zweiten Steuerschiebers auch bei Ausfall des ersten Bremskreises möglich zu machen, ist es vorteilhaft die beiden Steuerschieber koaxial hintereinander anzuordnen.

Eine andere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die ständige Druckmittelverbindung des dem zweiten Steuerschieber zugeordneten Druckraumes mit dem ersten Bremskreis durch eine Längsbohrung im ersten Steuerschieber ei folgt, welche von der dem Bremspedal abgewandte Stirnfläche des ersten Steuerschiebers aus verläuft und durch eine Querbohrung mit dem ersten Bremskreis VerViadung hat Diese Ausgestaltung ist besonders einfach und billig in der Herstellung, da keine Kanäle im Gehäuse des Bremsventils erforderlich sind.

Wenig Leerhub bei Ausfall des dem ersten Steuerschieber zugeordneten Bremskreises erreicht man gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die darin besteht, daß der zweite Steuerschieber mit einem Fortsatz in das Steuergehäuse des ersten Steuerschiebers ragt und in diesem Fortsatz Längsnuten vorgesehen sind, durch die eine Druckmittelverbindung in den Druckraum des zweiten Steuerschiebers besteht Diese Ausgestaltung hat zusätzlich den Vorteil, daß die Druckmittelverbindung vom ersten Bremskreis in den Druckraum zwischen den beiden Steuerschiebern auf besonders einfache Weise erfolgt

Günstig ist es auch, wenn die Stirnfläche des ersten Steuerschiebers eine Steuerkante für einen Behälteranschlußkanal bildet. Bei dieser Ausgestaltung ist der Druckraum in Ruhestellung auf einfache Weise mit dem Behälter verbindbar.

Vorteilhaft ist es auch, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die ständige Druckmittelverbindung des Gegendruckraumes mit dem Behälter durch eine Querbohrung und Längsbohrung im zweiten Steuerschieber erfolgt und der zweite ßremskreis an diesen Gegendruckraum angeschlossen ist und wenn die Druckmittelzufuhr zum Gegendruckraum und damit zum zweiten Bremskreis über eine weitere Querbohrung und der Längsbohrung erfolgt. Diese Ausgestaltung ist konstruktiv besonders einfach.

Aus konstruktiven Gesichtspunkten ist es schließlich auch günstig, wenn der zweite Steuerschieber durch eine schvache Feder in Ruhestellung gegen das Steuergehäuse des ersten Steuerschiebers gehalten ist

Die Erfindung iä5t zahlreiche Ausführungsmöglichkeiten zu. Eine davon ist in der Zeichnung schematisch im Längsschnitt dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Bremssystem mit einem Bremsventil I₁ welches mittels eines Bremspedals 2 betätigbar ist. Durch Niedertreten dieses Bremspedals 2 wird ein zu zwei Bremsen 3,4 führender Bremskreis 5 von einem drucklosen Behälter 6 abgetrennt und mit einer Pruckmittelquelle 7 verbunden.

Auf gleiche Weise wird durch Niedertreten des Bremspedals 2 ein zweiter Bremskreis 8 mit zwei Bremsen 9,10 von einem drucklosen Behälter U abgetrennt

und mit einer zweiten Druckmittelquelle 12 verbunden. Das Bremspedal 2 ist mechanisch mit einem Kolben 13 verbunden, der in einem Gehäuse 14 des Bremsventils 1 verschiebbar angeordnet ist. In diesem Kolben 13 ist ein Simulatorkolben 15 verschiebbar angeordnet, s welcher durch eine Feder 16 gegen einen Bund 17 des Kolbens 13 vorgespannt ist. Dadurch ist der Kolben IS im Kolben 13 gefesselt. Er kann sich jedoch gegen die Kraft der Feder 16 dem Bremspedal 2 nähern.

Eine schwache Feder 26 hält im Inneren des Bremsventils 1 einen ersten Steuerschieber 18 in Anlage an den Simulatorkolben IS. In diesem Steuerschieber 18 verläuft von seiner dem Bremspedal 2 abgewandten Stirnfläche 19 aus eine Längsbohrung 20, welche über eine Querbohrung 2t Verbindung mit einer Kammer 22 is hat, aus der über einen Anschluß 23 Druckmittel in den Bremskreis 5 gelangen kann. Die Stirnfläche 19 bildet eine Steuerkante 24, welche den freien Querschnitt eines Behälteranschlußkanals 25 steuert. Auf diese Weise ist der Bremskreis 5 über die Kammer 22, die Querbohrung 21, die Längsbohrung 20 und den Behälteranschlußkanal 25 mit dem Behälter 6 verbindbar. Die Verbindung des Bremskreises 5 mit der Druckmittelquelle 7 erfolgt über eine zweite Querbohrung 27 im ersten Steuerschieber 18 und über einen Druckmittelanschluß- 2s kanal 28. Aus konstruktiven Gründen sind der Behälteranschlußkanal 25 und der Druckmittelanschlußkanal 28 statt im Gehäuse 14 in einem darin dichtend und ortsfest angeordneten Steuergehäuse 29 vorgesehen.

Zwischen dem Steuergehäuse 29 und einem im Gehäuse 14 dichtend verschiebbaren Ringkolben 30 ist ein Druckraum 31 vorgesehen. In diesem Ringkolben 30 ist ein zweiter Steuerschieber 32 dichtend verschiebbar, welcher mit einem Fortsatz 33 in das Steuergehäuse 29 ragt. In diesem Fortsatz 33 sind Längsnuten 34,35 vorgesehen, an daß der Druckraum 31 eine ständige Verbindung über die Längsbohrung 20 zum Bremskreis 5 hat

Der Ringkolben 30 hat eine dem Druckraum 3! zugewandte erste Druckbeaufschlagungsfläche 36 und eine gleichgroße, entgegengesetzt gerichtete, einem Gegendruckraum 37 zugewandte zweite Druckbeaufschlagungsfläche 38. Eine schwache Feder 39 hält den Ringkolben 30 in Ruhestellung gegen einen Anschlag 40 des Gehäuses 14. Der Gegendruckraum 37 hat einen An-Schluß 41, über den der Bremskreis 8 mit dem Bremsventil 1 verbunden ist. Der zweite Steuerschieber 32 hat, genau wie der erste Steuerschieber 18, eine Längsbohrung 42 und zwei Querbohrungen 43 und 44. Über die Querbohrung 43 ist der Gegendruckraum 37 und damit der Bremskreis 8 mit der Druckmittelquelle 12 verbindbar. Desweiteren ist der Gegendruckraum 37 über die Längsbohmng 42 und einen Behälteranschlußkanal 45 mit dem Behälter 11 verbindbar. Eine schwache Druckfeder 46 hält den zweiten Steuerschieber 32 in Ruhestel- lung in Anlage an das erste Steuergehäuse 29.

Für die Funktion des erfindungsgemäßen Bremsventils 1 ist ein äußerer Bund 47 von Bedeutung, gegen den der Ringkolben 30 nach Überwindung eines geringen Spiels bewegbar ist

Das beschriebene, erfindungsgemäße Bremsventil wirkt wie folgt: In der dargestellten Ruhestellung sind die Bremsen 3 und 4 des ersten Bremskreises 5 mit dem Behälter 6 und die Bremsen 9 und 10 des zweiten Bremskreises 8 mit dem Behälter 11 verbunden. Durch Nieder- treten des Bremspedals 2 wird die Feder 16 gespannt, so daß der Simi'latorkolben 15 unter Verschiebung in Richtung auf das Bremspedal 2 eine zunehmende Kraft auf den ersten Steuerschieber 18 ausübt. Dadurch verschiebt sich der erste Steuerschieber 18 in der Zeichnung gesehen nach links, so daß seine Steuerkante 24 den Behälteranschlußkanal 25 versperren kann.

Bei weiterer Verschiebung des ersten Steuerschiebers 18 in der Zeichnung gesehen nach links kann Druckmittel von der Druckmittelquelle 7 über den Druckmittelanschlußkanal 28 in die Querbohrung 27 und damit in die Längsbohrung 20 gelangen. Über die Längsbohrung 20 erreicht das Druckmittel sowohl den Druckraum 31 als auch die Kammer 22, aus der es über den Anschluß 23 in den ersten Bremskreis 5 gelangt.

In dem Druckraum 31 wirkt das Druckmittel sowohl auf die Druckbeaufschlagungsfläche 36 des Ringkolbens. 30 als auch auf den gesamten Querschnitt des zweiten Steuerschiebers 32. Der Ringkolben 32 verschiebt sich in der Zeichnung gesehen nach links bis daß er gegen den Bund 47 des zweiten Steuerschiebers 32 anliegt und den zweiten Steuerschieber 32 mit in der Zeichnung gesehen nach links bewegt. Genau wie beim ersten Steuerschieber 18 führt die Bewegung des zweiten Steuerschiebers in der Zeichnung gesehen nach links dazu, daß der Behälteranschlußkanal 45 verschlossen wird und Druckmittel von der Druckmittelquelle 12 über die Querbohrung 43 in die Längsbohrung 42 gelangt. Von der Längsbohrung 42 strömt das Druckmittel über die Querbohrung 44 in den Gegendruckrauim 37 und v.Ti dort über den Anschluß 41 in den zweiten BremsBcreis 8. Des weiteren wirkt der Druck im Gegendruckraum 37 auf die zweite Druckbeaufschlagungsfläche 38 des Ringkolbens 30. Da die zweite Druckbeaufschlagungsfläche 38 gleichgroß ist wie die erste Druckbeaufschlagungsfläche 36, heben sich die auf den Ringkolben 30 wirkenden Kräfte auf, so daß die schv/ache Feder 39 den Ringkolben 30 wieder zurück in Anlage an den Anschlag 40 des Gehäuses 14 zu schieben vermag.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bremsventil mit zwei Steuerschiebern, durch weiche jeweils ein Bremskreis mit einer Druckmittelquelle oder einem drucklosen Behälter verbindbar ist, wobei der erste Steuerschieber mechanisch mittels eines Bremspedals und der zweite Steuerschieber hydraulisch dadurch verschiebbar ist, daß dem zweiten Steuerschieber ein Druckraum zugeordnet ist, welcher eine ständige Verbindung mit dem dem ersten Steuerschieber zugeordneten Bremskreis hat und in den der zweite Steuerschieber mit einer stirnseitigen Wirkfläche ragt, wobei der zweite Steuerschieber zusätzlich zwei zueinander entgegengesetzt gerichtete Druckbeaufschlagungsflächen hat, von denen die erste durch den dem zweiten Steuerschieber zugeordneten Druckraum druckbeaufschlagbar ist und die zweite einem Gegendruckraum zugewandt ist, welcher eine ständige Verbin&aig mit dem dem zweiten Steuerschieber zugeordneten Bremskreis hat, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei zusätzlichen Druckbeaufschlagungsflächen (36, 38) an einem Ringkolben (30) vorgesehen sind, welcher auf dem zweiten Steuerschieber (32) dichtend verschieblich angeordnet ist und in Ruhestellung durch eine schwache Feder (39) gegen einen gehäusefesten Anschlag (40) gehalten und unter Druck gegen die Kraft dieser Feder (39) gegen einen Bund (47) des zweiten Steuerschiebers (32) verschiebbar ist

2. Bremsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die DsruckbeLjfschlagungsflächen (36, 38) des Ringkolbens (23) gleichgroß sind.

3. Bremsventil nach Anspr. ch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckbeaufschlagungsfläche (36) des Ringkolbens (30) größer ist als die zweite Druckbeaufschlagungsfläche (38).

4. Bremsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuerschieber (18,32) koaxial hintereinander angeordnet sind.

5. Bremsventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die ständige Druckmittelverbindung des dem zweiten Steuerschieber (32) zugeordneter. Druckraumes (31) mit dem ersten Bremskreis (5) durch eine Längsbohrung (20) im ersten Steuerschieber (18) erfolgt, welche von der dem Bremspedal (2) abgewandten Stirnfläche (19) des ersten Steuerschiebers (18) aus verläuft und durch eine Querbohrung (21) mit dem ersten Bremskreis (5) Verbindung hat.

6. Bremsventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerschieber (32) mit einem Fortsatz (33) in das Steuergehäuse (29) des ersten Steuerschiebers (18) ragt und daß in diesem Fortsatz (33) Längsnuten (34, 35) vorgesehen sind, durch die eine Druckmittelverbindung in den Druckraum (31) des zweiten Steuerschiebers (32) besteht.

7. Bremsventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (19) des ersten Steuerschiebers (18) eine Steuerkante (24) für einen Behälteranschlußkanal (25) bildet.

8. Bremsventil nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die ständige Druckmittelverbindung des Gegendruckraumes (37)

mit dem Behälter (11) durch eine Querbohrung (44) und Längsbohrung (42) im zweiten Steuerschieber (32) erfolgt und der zweite Bremskreis (8) an diesen Gegendruckraum (37) angeschlossen ist und daß die Druckmittelzufuhr zum Gegendruckraum (37) und damit zum zweiten Bremskreis (8) über eine weitere Querbohrung (43) und die Längsbohrung (42) erfolgt

9. Bremsventil nach Anspruch 1 odei einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Steuerschieber (32) durch eine schwache Feder (46) in Ruhestellung gegen das Steuergehäuse (29) des ersten Steuerschiebers (18) gehalten ist.