DE2909404A1

DE2909404A1 - Drucksteuervorrichtung fuer ein hydraulisches fahrzeugbremssystem

Info

Publication number: DE2909404A1
Application number: DE19792909404
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Nogami
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1978-05-29
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1979-12-06
Also published as: US4226480A; JPS54155532A; GB2022735A; DE2909403A1; GB2022735B; GB2022204A; US4319786A; GB2022204B

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER. BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radedcestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA 79/8715

1, Toyota-cho, toyota-shi, Aichi-ken, Japan

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuervorrichtung für ein hydraulisches Fahrzeugbrems sys tem von der Axt, die auf negative Beschleunigung bzw. Verzögerung anspricht und ein trägheitsgesteuertes Ventilelement, beispielsweise eine Stahlkugel, aufweist, die mit einem Ventilsitz in einer Ventilkammer zusammenarbeitet", um in Abhängigkeit vom Erreichen eines vorbestimmten Verzögerungswertes des Fahrzeuges das Verhältnis der Bremsflüssigkeitdrücke zu steuern, mit denen einerseits die Bremszylinder der Vorderräder und andererseits diejenigen der Hinterräder beaufschlagt werden.

Bei einer herkömmlichen Drucksteuervorrichtung dieser Art wird die Drucksteuerung nicht nur von der Masse des Ventilelements, dem Aufhängungswinkel des Ventilelements und dergl. beeinflußt, sondern außerdem auch noch sehr stark von dem anfänglichen Raum bzw. Abstand zwischen dem Ventilelement und dem Sitz, sowie von dem Flüssigkeitsdurchfluß, der auf das Ventilelement wirkt. Wie aus den genannten Tatsachen . zu entnehmen ist, ist es sehr wichtig, das Ventilelement sehr genau in Position zu bringen sowie den Flüssigkeitsdurchfluß z$._f, steuern, der auf das Ventilelement wirkt, um eine optimale Drucksteuerung zu erzielen. Darüberhinaus ist dann, wenn die

München: R. Kramer Dipl.-Ing.. W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · H. P. Brehm Dipl.-Chem. Dr. phil. nat. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-lng. - P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

Gehäuseanordriung für die Steuervorrichtung einen ersten und einen zweiten Gehäuseabschnitt aufweist, die flüssigkeitsdicht miteinander verbunden sind, um in ihrem Innern die Ventilkammer zu bilden, die anfängliche Einstellung des Ventilelements beim Zusammensetzen des ersten und des zweiten Gehäuseabschnitts sehr schwierig.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird deshalb darin gesehen, eine verbesserte Drucksteuervorrichtung zu schaffen, bei welcher ein Zwischenelement in eine Stellung innerhalb der Ventilkammer eingebaut ist, um den anfänglichen Abstand zwischen dem Ventilelement und dem Ventilsitz präzise zu bestimmen.

Die vorliegende Erfindung geht deshalb aus von einer Drucksteuervorrichtung für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, die zwischen einem Hauptzylinder und Radbremszylindern angeordnet ist und bei der ein erster Gehäuseabschnitt eine mit dem Hauptzylinder verbundene Einlaßöffnung und an ihrer inneren Endfläche einen mit der Einlaßöffnung verbundenen, ringförmigen Vorsprung aufweist, sowie

einen zweiten Gehäuseabschnitt mit einer Auslaßöffnung zur Verbindung mit dem Radbremszylinder und mit einer mit der Auslaßöffnung in Verbindung stehenden, an der inneren Endfläche des zweiten Gehäuseabsehnitts vorgesehenen, abgesetzten, inneren BohrufRg, wobei der erste und der zweite Gehäuseabschnitt an ihren inneren Endflächen miteinander derart verbunden sind, daß der ringförmige Vorsprung flüssigkeitsdicht mit einem Abschnitt großen Durchmessers der inneren Bohrung gekuppelt ist, um eine Ventilkammer zu bilden; ferner ist ein Absperrventil mit einem Ventilsitz an der Seitenwand der inneren Bohrung vorgesehen, um den Durchfluß der Bremsflüssigkeit zwischen der Ventilkammer und der Auslaßöffnung zu erlauben, sowie ein:, trägheitsgesteuertes Ventilelement, das innerhalb eines Abschnitts mit kleinem Durchmesser der inneren Bohrung eingeschlossen ist und mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet, wobei das Ventilelement sich auf den Ventilsitz zubewegt und den Flüssigkeitsstrom aus der Ventilkammer zur Auslaßöffnung unter-

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bricht, sobald das Ventilelement einer Verzögerung unterworfen wird, die einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Die genannte Aufgabe wird nun dadurch gelöst, daß in einer solchen Drucksteuervorrichtung mit dem erwähnten Aufbau ein Zwischenelement in dem Abschnitt großen Durchmessers der inneren Bohrung angeordnet ist, um das Innere der Ventilkammer in Vorder- und Rückkammern zu unterteilen und das Ventilelement an seiner Vorderfläche aufzunehmen, wobei das Zwischenelament mit einem Flüssigkeitsdurchgang versehen ist, der die Hinterkammer mit der Vorderkammer verbindet, wobei das Zwischenelement durch Anlagen an seiner Vorderfläche mit dem abgesetzten Abschnitt der inneren Bohrung und an seiner Rückseite am inneren Ende des ringförmigen Vorsprungs in seiner Stellung gehalten ist und schließlich ein elastisches, ringförmiges Dichtungselement zwischen dem Zwischenelement und dem ringförmigen Vorsprung angeordnet ist, derart, daß das Zwischenelement in seiner Stellung fixiert ist, da es elastisch bzw. federnd gegen den abgestuften Abschnitt der inneren Bohrung anliegt.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Ausgestaltungen sind im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Fahrzeugbremssystem mit einer Drucksteuervorrichtung gemäß vorliegender Erfindung im Längsschnitt;

Fig. 2 einen die Ventilkammer der Drucksteuervorrichtung nach Fig. 1 zeigenden Teilschnitt in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 die Vorderansicht einer innerhalb der Ventilkammer angeordneten Zwischenplatte;

Fig. 4 die Rückseite des abgesetzten Teils der die

Ventilkammer bildenden inneren Bohrung.

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Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Tandemhauptzylinder mit einem Bremsverstärker 19. , der durch Niederdrücken eines Fußbremspedals 13 betätigbar ist. Der Hauptzylinder 10 ist mit einer vorderen Druckkammer 11 , die über eine Bremsleitung 16' mit Bremszylindern 15 der Vorderräder verbunden ist, und mit einer hinteren Druckkammer 12 versehen, die über Bremsleitungen 17. und 18 mit den Bremszylindern 14' der Hinterräder '.verbunden ist. Zwischen den Bremsleitungen 17 und 18

ist eine erfindungsgemäße Drucksteuervorrichtung 20, angeordnet, die in einem Winkel θ geneigt am Chassis des Fahrzeugs montiert ist.

Die Steuervorrichtung 20 besteht aus einer Gehäuseanordnung 21 ,in der ein Kolben 41. kleinen Durchmessers, ein Kolben 42' großen Durchmessers und eine trägheitsgesteaerte Stahlkugel .44 vorgesehen sind. Die Gehäuseanordnung 21 umfaßt einen rückwärtigen Gehäuseteil 21 A, der mit einer Einlaßöffnung 21 a versehen ist, und einen vorderen Gehäuseteil '21 B* der mit einer Auslaßöffnung ,21 b versehenist. Die Einlaßöffnung 21^a ist mit der hinteren Druckkammer 12 des Hauptzylinders .10 über die Leitung '17' verbunden, während die Auslaßöffnung 21 b über die Leitung 18. mit den Hinterradbremszylindern 14 verbunden ist. Innerhalb der Gehäuseanordnung ,21 ist eine abgestufte zylindrische Bohrung '22 parallel zu einer abgestuften inneren Bohrung '25 vorgesehen. Die abgestufte zylindrischeBohrung 22 weist einen Teil 22 a] kleinen Durchmessers auf, in welchen die Einlaßöffnung 21 a mündet, sowie einen Teil 22 b großen Durchmessers, in den die Auslaßsöffnung 21 b mündet, und schließlich einen Mittelteil 22 c , in den eine Schraubendruckfeder 43 eingesetzt ist. Die abgestufte innere Bohrung 25 steht mit dem Teil 22 a· kleinen Durchmessers und dem Teil .22 b großen Durchmessers der abgestuften Bohrung 22 jeweils über einen ersten Durchlaß 23 bzw. einen zweiten Durchlaß 24 in Verbindung. Der zweite Durchlaß 2 4 ist außerdem mit dem oberen Teil der inneren Bohrung 25, über einen Nebendurchgang [26 verbunden, der normalerweise durch eine Absperrventilanordnung 30 geschlossen ist.

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Der rückwärtige Gehäuseteil 21 A ist ferner an seiner inneren Endfläche mit einem ringförmigen Vorsprung versehen, der flüssigkeitsdicht mit einem Teil 25 b großen Durchmessers der abgestuften inneren Bohrung 25 mittels eines ringförmigen Dichtungselements S. verbunden ist. Die rückwärtigen und vorderen Gehäuseabschnitte 21 A und 21 B sind jeweils mit Flanschen 38 und 39 längs des äußeren Umfangs der Verbindungsteile versehen. Auf diese Weise ist der rückwärtige Gehäuseabschnitt 21 A mit dem vorderen Gehäuseabschnitt 21 B durch in die Flan- sehe 38,39 eingeschraubte Bolzen 40 fest verbunden. Durch den geschilderten Aufbau der Konstruktion wird die Dichtwirkung zwischen dem hinteren und dem vorderen Gehäuseabschnitt 21 A, 21 B auch dann aufrecht erhalten, wenn zwischen den Anlageflächen des hinteren und des vorderen Gehäuseabschnitts durch den innerhalb der Drucksteuervorrichtung 20 erzeugten hydraulischen Innendruck ein Raum bzw. ein Abstand hervorgerufen wird.

Der Kolben 41 kleine Durchmessers steht über ein ringförmiges Dichtungsglied S₁ hin-und herbewegbar in Eingriff mit dem Teil 22 a kleinen Durchmessers der abgestuften Bohrung 22, um eine erste Flüssigkeitskammer R- zu bilden, während der Kolben 42 großen Durchmessers über ein ringförmiges Dicjhtungsglied S₂ hin- und herbewegbar in Eingriff mit dem Teil 22 b großen Durchmessers der abgestuften Bohrung 22 steht, um eine zweite Flüssigkeitskammer R₂ zu bilden. Die Schraubendruckfeder 43 befindet sich an ihrem einen Ende mit der inneren Endwand des hinteren Gehäuseabschnitts 21A und an ihrem anderen Ende mit der inneren Schulter 42 a des Kolbens 42 großen Durchmessers mittels eines ringförmigen Halteelements 46 in Verbindung. Auf diese Weise ist der Kolben 42 großen Durchmessers in Richtung auf die zweite Flüssigkeitskammer R, vorgespannt und drückt gegen die innere End- oder Stirnwand der abgestuften Bohrung 22.

Die trägheitsgesteuerte Kugel 44 ist innerhalb des Teils 25 a kleinen Durchmessers der Bohrung 25 eingeschlossen und kann frei nach vorwärts den geneigten Boden der Bohrung 25 hinaufrollen. Die Kugel 44 arbeitet mit einem ringförmigen Ventilsitzes

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zusammen, der an der Seitenwand der inneren Bohrung 25 befestigt ist und ein Abschlußventil V bildet. In der Ruhestellung des Steuerventils 20 ruht die Kugel 44 unter dem Einfluß der Schwerkraft in der in der Zeichnung dargestellten Position und wird von einer Zwischen- bzw. Unterteilungsplatte 50 aufgenommen, wie im folgenden näher erläutert wird. Wenn im Bremsbetrieb die durch die Betätigung der Bremsen verursachte Verzögerung des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert überschreitet, rollt die Kugel 44 aufgrund der auf sie wirkenden Trägheitskraft vorwärts zum Ventilsitz 45, so daß das Abschlußventil V geschlossen und die Flüssigkeitsverbindung zwischen der inneren Bohrung 25 und dem zweiten Durchlaß 24 unterbrochen wird.

Γ
Wie sich besonders deutlich aus den Figuren 2 und 3 ergibt,

ist die Unterteilungsplatte bzw. Zwischenplatte 50 passend in

τ,

den Teil 25 b großen Durchmessers der inneren Bohrung 25 eingesetzt, um das Innere der Bohrung 25 in die vordere und die rück-· wärtige Kammer R₃ und R. zu unterteilen. Die Zwischenplatte 50 liegt ferner mit ihrer rückwärtigen Stirnfläche an dem ringförmigen Vorsprung des rückwärtigen Gehäuseabschnitts 21 A über ein ringförmiges Dichtungselement S₃ in der Weise an, daß sie in ihrer Position fixiert ist, nachdem sie ferner am abgestuften Teil der Bohrung 25 anliegt. Auf diese Weise nimmt die Zwischenplatte 50 die Kugel 24 an ihrem Mittelansatz 50 a auf und bestimmt sehr genau den anfänglichen Abstand zwischen der Kugel 44 und dem^Ventilsitz 45.

Die Unterteilungsplatte 50 ist ferner an ihrem oberen Bereich mit einem Flüssigkeitsdurchlaß A versehen, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der vorderen und der rückwärtigen Kammer R, bzw. R, zur Verfügung zu stellen. Der Flüssigkeitsdurchlaß A weist ein Loch 50 b auf, das oberhalb der Kugel 44 in die vordere Kattjmer R₃ öffnet, sowie ein geneigtes Loch 50 c, das in Richtung auf die Mitte der rückwärtigen Kammer R₄ öffnet. Das Loch 50 b ist ferner parallel zur Achse der inneren Bohrung 25 angeordnet, um oberhalb der Kugel 44 einen Parallelfluß der Bremsflüssigkeit zu erzeugen. Wie sich aus den Figuren 2 und

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ergibt, ist im Bodenbereich der Zwischenplatte 50 ein Haltestift 51 befestigt, der in ein in dem abgestuften Teil der inneren Bohrung 25 ausgebohrtes Stiftloch 21 c eingesetzt ist. Dieser Haltestift dient dazu, die Zwischenplatte 15 ohne ReIativdrehung gegenüber dem vorderen Gehäuseabschnitt 21 B in Position zu halten und die Öffnungsstellung des Flüssigkeitsdurchlasses A präzise zu definieren bzw. einzustellen.

Im unbeladenen Zustand des Fahrzeugs erzeugt ein Niederdrücken des Bremspedals 13 einen Flüssigkeitsdruck innerhalb der einzelnen Druckkammern 11 und 12 des Hauptzylinders 10. Der Druck in der vorderen Druckkammer 11 wird direkt über die Leitung 16 auf die Bremszylinder 15 der Vorderräder übertragen, während der Druck in der hinteren Druckkammer 12 über die Leitung 17 auf die Eingangsöffnung 21 a der Drucksteuervorrichtung 20 übertragen wird. Der zur Einlaßöffnung 21 a übertragene^ Hauptzylinderdruck wird der Reihe nach über die· erste Flüssigkeitskammer R, , den ersten Durchlaß 23, die rückwärtige Kammer R₄, den Flüssigkeitsdurchlaß A der Zwischenplatte 50, die vordere Kammer R₃,den Ventilsitz 45 und den zweiten Durchlaß 24 und dann durch die Auslaßöffnung 21 b und die Leitung 18 auf die Bremszylinder 14 der Hinterräder übertragen. Folglich wird das Fahrzeug entsprechend dem Wert des auf die Vorderradbremszylinder 15 und die Hinterradbremszylinder 14 übertragenen Hauptzylinderdrucks gebremst.

Während des Bremsvorgangs wird der Kolben 41 kleinenDurchmessers von dem Druck in der ersten Kammer R- vorwärtsgedrückt, während der Kolben 42 großen Durchmessers durch den Druck in der zweiten Kammer R₂ rückwärts gedrückt wird. Als Ergebnis wird der Kolben 42 nach Rückwärts gegen den Druck der Schraubenfeder 43 gedrückt, und zwar im Hinblick auf eine Differenz zwischen den auf die jeweiligen Kolben 41 und 42 wirkenden Drücke. Wenn die Größe der Verzögerung des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert überschreitet, rollt die Kugel 44 aufgrund der auf sie wirkenden Trägheitskraft vorwärts zum Ventilsitz 45, sodaß das Abschlußventil V geschlossen und die Flüssigkeitsverbindung

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zwischen der ersten und der zweiten Kammer R₁ und R„ unterbrochen wird. Anschließend wird die Kugel 44 auf dem Ventilsitz 45 durch das Trägheitsmoment und den Druckunterschied zwischen der ersten und der zweiten Kammer R₁ und R₀ gehalten.

Sobald die Bremsflüssigkeit unter Druck aus der hinteren Kammer R₃ durch den Flüssigkeitsdurchlaß A in die vordere Kammer R. fließt, bevor das Abschlußventil V geschlossen wird, wird die Geschwindigkeit des Durchflusses der Flüssigkeit beschleunigt und neigt dazu, einen dynamischen Druck auf die Kugel 44 auszuüben. In diesem Falle wirkt jedoch das Loch 50 b des Flüssigkeitsdurchlasses A derart, daß oberhalb der Kugel 44 eine Parallelströmung der Flüssigkeit erzeugt wird. Als Ergebnis dieser Parallelströmung wird sich der dynamische, auf die Kugel 44 wirkende Druck auch' dann nicht ändern, falls die Geschwindigkeit des Durchflusses in der vorderen Kammer R, schwankt, und zwar verursacht durch Änderungen in der Niederdrückgeschwindigkeit des Fußpedals 13 und Änderungen der Viskosität der Bremsflüssigkeit infolge von Temperatüranderungen.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Zwischenplatte 50 auch auf andere, geeignete Weise mit dem abgestuften Teil der inneren Bohrung 45 in Eingriff gebracht werden kann, anstatt einen Haltestift 51 zu verwenden, und daß sich die vorliegende Erfindung auf andere Arten von Drucksteuerventilen anwenden läßt, die die Kolben 41 und 42 nicht aufweisen.

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Claims

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BLUMBACH · WESER · SERGEN · KRAMER ZWIRNER-BREHM

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

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TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA 79/8715

1, Toyota-cho, toyota-shi, Aichi-ken, Japan

Drucksteuervorrichtung für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem

!.Ci

Patentansprüche

Drucksteuervorrichtung für ein hydraulisches Fahrzeugbremssystem, die zwischen einem Hauptzylinder und Radbremszylindern angeordnet ist und bei der ein erster Gehäuseabschnitt eine mi ix dem Hauptzylinder verbundene Einlaßöffnung und an ihrer inneren Endfläche einen mit der Einlaßöffnung verbundenen, ringförmigen Vorsprung aufweist, sowie einen zweiten Gehäuseabschnitt mit einer Auslaßöffnung zur Verbindu ng mit dem Radbremszylinder und mit einer mit der Auslaßöffnung in Verbindung stehenden, an der inneren Endfläche des zweiten Gehauseabschnitts vorgesehenen, abgesetzten, inneren Bohrung, wobei der erste und der zweite Gehäuseabschnitt an ihren inneren Endflächen miteinander derart verbunden sind, daß der ringförmige Vorsprung flüssigkeitsdicht mit einem Abschnitt großen Durchmessers der inneren Bohrung gekuppelt ist, um eine Ventilkammer zu bilden, ferner mit einem Absperrventil mit einem Ventilsitz an der'' Stirnwand der inneren Bohrung, um den Durchfluß der Bremsflüssigkeit zwischen der Ventilkammer und der Auslaßöffnung zu erlauben, sowie ein trägheitsgesteuertes Ventilelement, das innerhalb eines Abschnitts kleinen Durchmessers der in-

Mündien: R. Kramer Dipl.-Ing.. W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · H.P.Brehm Dipl.-Chem. Dr. phii. nat. Wiesbaden: P. G.' Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Dipl.-Ing. Dr. jur. · G. Zwirner Dipf.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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neren Bohrung eingeschlossen ist und mit dem Ventilsitz zusammenarbeitet, wobei das Ventilelement sich auf den Ventilsitz zubewegt und den Flüssigkeitsstrom aus der Ventilkammer zur Auslaßöffnung unterbricht, sobald das Ventilelement einer Verzögerung unterworfen wird, die einen vorbestimmten Wert übersteigt, dadurch gekenn zeichnet, daß ein .Zwischenelement (50) in dem Abschnitt (25a) großen Durchmessers der inneren Bohrung (25) angeordnet ist, um das Innere der Ventilkammer in eine vordere und eine rückwärtige Kammer (R__# R.) zu unterteilen und das Ventilelement (44) an seiner Vorderfläche aufzunehmen,, wobei das Zwischenelement (50) mit einem Flüssigkeitsdurchlaß (A) versehen ist, der die rückwärtige Kammer (R₄) mit der Vorderkammer (R₃) verbindet, wobei das Swischenelement (50) durch Anlage seiner Vorderfläche an dem abgesetzten Abschnitt der inneren- Bohrung (25) und seiner Rückseite am inneren Ende des ringförmigen Vorsprungs in seiner Stellung gehalten ist und schließlich ein elastisches, ringförmiges Dichtungselement (S_-3) zwischen dem Zwischenelement (50) und dem ringförmigen Vorsprung angeordnet ist, derart, daß das Zwischenelement,(50) in seiner Stellung fixiert ist, da es elastisch bzw. federnd gegen den abgestuften Abschnitt der inneren Bohrung (25) anliegt.
2. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Umfang des ringförmigen Vorsprungs und dem Teil (25b) großen Durchmessers der inneren Bohrung (25) ein ringförmiges Dichtungselement =(S_₄) angeordnet ist, welches mit dem Dichtungselement (S_₃) zwecks Abdichtung der Ventil— kammer zusammenarbeitet.
3. Drucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenelement (50) in seinem mittleren Bereich ""

mit einem Ansatz (5Oa) versehen ist, welcher das Ventilelernent (44) aufnimmt.

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