DE2917212A1

DE2917212A1 - Hydraulische druck-steuerventilanordnung fuer hydraulische radfahrzeug- bremsanlage

Info

Publication number: DE2917212A1
Application number: DE19792917212
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Kubota; Kazuaki Shimizu
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1979-04-27
Publication date: 1979-10-31
Also published as: FR2424158A1; US4325582A; GB2019969A; DE2917212C2; GB2019969B; JPS54142467A

Description

FATE NTATJ WÄ LTE

A. GRÜNECKER

DPL-ΙΝα

H. KlNKELDEY

DR (NG

W. STOCKMAIR

OR-ING - AeE (CALTECH)

K. SCHUMANN

DR RER NAt - OPL-PHYS.

P. H. JAKOB

D(PL-ING

G. BEZOLD

OR RSl MCT ■ DIPL-OCM

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

P 13 805

Nissan Motor Company, Limited
Yokohama City (Japan)

Hydraulische Druck-Steuerventilanordnung
für hydraulische Radfahrzeug-Bremsanlage

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Anti-Schleuder-Bremsanlage für ein Rad-Kraftfahrzeug und insbesondere auf ein hydraulisches Druck-Steuerventil, welches den Anstieg des hydraulischen Drucks in seinem Auslaß begrenzt, der zu den Hinterradbremszylindern
führt, unabhängig von dem Anstieg des Drucks in seinem Einlaß, der zu einem Hauptzylinder der Anlage führt.

Bei einer hydraulisch betätigten Bremsanlage für Rad-Kraftfahrzeuge, in welchen Vorder- und Hinterräder gleichzeitig abgebremst werden, ist es wahrscheinlich, daß das Fahrzeug mit dem rückwärtigen Ende schleudert oder ausbricht, wenn die Hinterräder zuerst blockiert werden.

909844/1021

TELEFON (08β) 39 SS 69

TELEX OB-29 380

TELEQRAMMB MONAPAT TELEKOPIERER

Tatsächlich ist ein derartiges Blockieren viel gefährlicher als wenn zuerst die Vorderräder blockieren. Angesichts der Tatsache, daß infolge eines BremsVorganges bei Vorwärtsfahrt eine wirksame Gewichtsverlagerung des Fahrzeugs stattfindet, welche es herbeiführt, daß die Last auf den Hinterrädern verringert wird, wobei gleichzeitig verursacht wird, daß die Hinterräder leichter blockieren als die Vorderräder, ist ein hydraulisches Drucksteuerventil üblicherweise in einer hydraulischen Hinterrad-Bremsleitung vorgesehen, um den Ansteig des hydraulischen Drucks zu begrenzen, welcher in der hydraulischen Leitung ausgeübt wird, die zu den Hinterradbremszylindern führt, und zwar hinsichtlich des Anstiegs des Drucks in der Leitung, die zu den Vorderrad-Brernszylindern führt.

Als hydraulisches Drucksteuerventil der genannten Art wurde bisher ein Anpassungsventil vorgeschlagen, das nachfolgend als P-Ventil bezeichnet wird. Beim P-Ventil ist der Druckwert zum Zeitpunkt des Beginns der Begrenzung des Anstiegs des hydraulischen Bremsdrucks für die Hinterräder, das heißt der kritische hydraulische Druck, konstant, um hierbei die Druckverteilung auf Vorder- und Hinterradbremse in charakteristischer Weise konstant zu halten. Wie allerdings bekannt ist, ist eine ideale Verteilungscharakteristik zum Blockieren (nicht Bremsen) der Vorder- und Hinterräder gleichzeitig eine Charakteristik, die sich mit einer Änderung der Fahrzeugsgewichts ändert. Genauer gesagt, die ideale Charakteristik ist derart, daß der kritische hydraulische Druck höher wird, wenn das Fahrzeuggewicht zunimmt.' Somit ist das P-Ventil nicht auf Lastwagen und dergleichen anwendbar, deren Gewicht in hohem Umfang in Abhängigkeit davon, ob sie leer sind

909844/1021

oder beladen, veränderlich ist.

Angesichts der oben genannten Tatsachen wurde eine hydraulische Druck-Steuerventilanordnung vorgeschlagen, welche eine Kombination des P-Ventils und eines die Verzögerung messenden Ventils umfaßt, welches nachfolgend als G-Ventil bezeichnet wird, welches jede Verzögerung eines Fahrzeugs feststellt und den Anstieg des kritischen hydraulischen Drucks proportional zur Zunahme des Fahrzeuggewichts auslöst.

Mit einer hydraulischen Druck-Steuerventilanordnung mit derartigem Aufbau kann allerdings, wenn die Last ein Maximum erreicht oder wenn die Vorderrad-Bremsanlage im Betrieb versagt, ein hinlänglicher kritischer hydraulischer Druck nicht erzeugt werden, so daß die Bremskraft für das Fahrzeug unzulänglich wird. Um dieses Problem zu lösen, wurden verschiedene Wege in der praktischen Verwendung eingeschlagen; beispielsweise Erhöhen der Einstellkraft der Feder, welche auf ein Kolbenteil des P-Ventils einwirkt, Erhöhen des Einbau-Neigungswinkels des hydraulischen Druck-Steuerventils bezüglich der Horizontallinie, oder Erhöhen der Federkonstante der genannten Feder. Die beiden erstgenannten Wege führen, obwohl sie das Ziel erreichen, dazu, daß der kritische hydraulische Druck zum Zeitpunkt, wenn das Fahrzeug leer oder nur leicht beladen ist, zu hoch wird, wobei veranlaßt wird, daß die Verteilungscharakteristik von Vorder- und Hinterradbremsdruck außerhalb des idealen Bereichs liegt, wobei verursacht wird, daß zu einem derartigen Zeitpunkt die Hinterräder blockieren. Der dritte Weg führt nicht nur dazu, daß der kritische hydraulische Druck etwa zu der Zeit, wenn das Fahrzeug

9098U/1021

halb beladen ist, zu hoch wird, wobei verursacht wird, daß die Druckverteilungscharakteristik für Vorder- und Hinterradbremsdruck außerhalb des idealen Bereichs liegt, wodurch verursacht wird, daß die Hinterräder zu einer derartigen Zeit blockieren, sondern auch dazu, daß die Spannung, die auf das Kolbenteil des P-Ventils ausgeübt wird, beträchtlich zunimmt und hierbei ein Haltbarkeitsproblem und eine Vergrößerung der Feder sowie somit auch der hydraulischen Druck-Steuerventilanordnung selbst verursacht.

Es ist deshalb ein wesentliches Ziel der vorliegenden Erfindung, eine hydraulische Druck-Steuerventilanordnung vorzusehen, die die oben erwähnten Probleme nicht aufweist.

Ein besonderer Aspekt der Erfindung betrifft eine hydraulische Druck-Steuerventilanordnung für eine hydraulische Radfahrzeug-Bremsanlage, wobei die Aaordnung ein Bemessungsventil aufweist, das einen Kolbenstößel aufweist, der axial in einer Richtung gegen eine Feder in Abhängigkeit vom Anlegen eines hydraulischen Drucks an eine Strömungsmittel-Einlaßöffnung beweglich ist, um die Größe des hydraulischen Drucks in einer Strömungsmittel-Auslaßöffnung zu steuern, sowie ein Verzögerungs-Meßventil, das auf eine Verzögerung des Fahrzeugs anspricht, wenn deren Maß einen vorbestimmten Wert überschreitet. Das die Verzögerung messende Ventil weist einen Kolben auf, der ein Ende der Feder abstützt und dichtend in einer Kammer angeordnet ist, um eine abgedichtete, vergrößerbare Kammer zu begrenzen, welche mit der Strömungsmittel-Einlaßöffnung in Verbindung gebracht werden kann, um es der vergrößerbaren Kammer zu ermöglichen, ein Strömungsmittel zu enthalten, dessen Druck in Übereinstimmung mit dem Maß der Verzögerung des Fahrzeugs veränder-

• 09844/1021'

lieh ist. Eine Spanneinrichtung ist in der Ventilanordnung angeordnet, um den Kolbenstößel zwangsweise axial in der anderen Richtung zu bewegen, wenn die Größe des hydraulischen Drucks in der abgedichteten, vergrößerbaren Kammer einen vorbestimmten Wert überschreitet, was den Kolben veranlaßt, sich zum Kolbenstößel hin über einen vorbestimmten Abstand hinaus entgegen der Wirkung der Feder zu bewegen .

Andere Ziele und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, wenn diese im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung gebracht wird, in welcher:

Fig. 1 eine Ansicht eines Vertikalschnitts einer erfindungsgemäßen hydraulischen Druck-Steuerventilanordnung ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung ist, die die Anbringungsweise der Ventilanordnung in der hydraulischen Kraftfahrzeug-Bremsanlage zeigt,

Fig. 3 ein Diagramm ist, das die Betriebscharakteristik der erfindungsgemäßen Ventilanordnung abbildet, und

Fig. 4 ein Diagramm ist, das den Zusammenhang zwischen Fahrzeuggewicht und kritischem hydraulischem Druck darstellt.

Es wird nun auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen; dort ist eine hydraulische Druck-Steuerventilanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, welche allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Die Anordnung 10 umfaßt ein Gehäuse 12, das in seinem

ORIGINAL INSPECTED

Inneren eine zylindrische Kammer 12a mit erhöhtem Durchmesser, eine blind endende zylindrische Kammer 12b mit verringertem Durchmesser, die in die Kammer 12a fluchtend übergeht, und eine andere zylindrische Kammer 12c aufweist, die parallel zur blind endenden Kammer 12b angeordnet ist. Auf das offene Ende der blind endenden Kammer 12b ist ein ringförmiges Führungsteil T4 aufgeschraubt, das verschieblich einen Kolbenstößel 16 trägt, der koaxial in einem Raum aufgenommen ist, der von den Kammern 12a und 12c gebildet ist, so daß der Kolbenstößel· 16 axial· in dem Raum beweglich ist. Der Koibenstößel· 16 ist an diesem Querschnitt, der in der Blindkammer 12b angeordnet ist, mit einem Steg 16a ausgebiidet. Der Steg 16a steht dichtend und verschiebiich in Eingriff mit der zyiindrischen Wand der Blindkammer 12b und teilt die Kammer 12b in einen ersten und zweiten Abschnitt 12b-1 und 12b-2, wie gezeigt. Der Abschnitt 12b-1 ist gegenüber der Kammer 12a durch ein ringförmiges Dichtteil 18 isoliert, welches am ringförmigen Führungsteil 14 angebracht ist, steht jedoch mit der Kammer 12c durch einen Kanal 20 in Verbindung, welcher im Gehäuse 12 ausgebildet ist. Der Abschnitt 12b-2 steht mit einer Strömungsmittel-Ausl·aßöffnung 22 in Verbindung, die ebenfa^s im Gehäuse 12 ausgebiidet ist. .

Der Koibenstößel· 16 ist an seinem in der Zeichnung rechten Abschnitt mit einem sich axial· erstreckenden Sack^ch 16b ausgebiidet, welches sich zum zweiten Abschnitt 12b-2 der zweiten Kammer 12b hin öffnet. Im Sackioch 16b ist ein Kegelventil 24 angeordnet, welches zur Bewegung nach rechts mittels einer vorgespannten Feder 26 angedrückt wird, weiche in das Sack-

909844/1021

loch 16b eingesetzt ist. Eine Manschette oder ein zylindrischer Ventilsitz 28 ist am Eintritt des Sacklochs 16b befestigt, erstreckt sich nach rechts und bildet eine Anlage für das Kegel- bzw. Tellerventil 24 zur Abdichtung des Sacklochs 16b. Der Ventilsitz 28 ist an seiner zylindrischen Wand mit Öffnungen 28a ausgebildet, welche eine ständige Verbindung zwischen dem Innenraum des Ventilsitzes 28 und der Blindkammer 12b herstellen. Ein Ventilschaft 24a des Kegelventils 24 ist derart ausgebildet und in der Länge bemessen, daß er ein wenig zur Bodenwand der Blindkammer 12b aus dem rechten offenen Ende des Ventilsitzes 28 vorspringt, wenn das Kegelventil 24 in Schließstellung den Ventilsitz 28 berührt. Das Sackloch 16b steht ständig mit dem ersten Abschnitt 12b-1 der Blindkammer 12b durch öffnungen 16c in Verbindung, die im Kolbenstößel 16 nahe dem Boden des Sacklochs 16b ausgebildet sind. Es wird somit ausdrücklich darauf hingewiesen, daß, wenn das rechte offene Ende des Ventilsitzes 28 in Berührung mit der Bodenwand der Blindkammer 12b gebracht wird, das Kegelventil 24 aufgeht, so daß die Verbindung zwischen dem zweiten Abschnitt 12b-2 und dem ersten Abschnitt 12b-1 durch die öffnungen 28a, das Sackloch 16b und die öffnungen 16c hergestellt wird.

Das linke Ende der zylindrischen Kammer 12a ist mit einem Dichtungsdeckel 30 zugestöpselt, welcher mit einem Sackloch 30a ausgebildet ist, das sich zur Kammer 12a hin öffnet. Ein Kolben 32 ist dichtend und verschieblich im Sackloch 30a angeordnet, um zwischen dem Kolben 32 und dem Boden des Lochs 30a eine Betätigungskammer 30a-1 zu begrenzen. Zwei Kanäle 34 und 36, die mit der Betä-

9098U/1021

tigungskammer 30a-1 in Verbindung stehen, sind in dem Abdichtdeckel 30 derart ausgebildet, daß sie sich radial nach außen von der Kammer 30a-1 erstrecken. Ein Luft-Ablaßventil 38 ist in das Gehäuse 12 derart eingeschraubt, daß es mit dem Kanal 34 in Verbindung steht. Ein Kanal 40, welcher den Kanal 36 mit der Kammer 12c verbindet, ist im Gehäuse 12 ausgebildet.

Ein napfförmiger Federsitzanschlag 42 ist am flachen Ende des Kolbens 32 derart befestigt, daß er sich zusammen mit dem Kolben 32 längs dessen Achse bewegt. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, weist der Anschlag 42 eine Sackbohrung (kein Bezugszeichen) auf, welche dem Kolbenstößel 16 zugewandt ist und ein Wandende 42a stehen läßt. Ein Federsitz 44 mit einer mittigen Öffnung (kein Bezugszeichen) ist ebenfalls am Kolben 32 derart befestigt, daß er den Anschlag 42 in der mittigen Öffnung aufnimmt. Der Federsitz 44 ist in Form einer Scheibe und ist lose in der Kammer 12a derart angeordnet, daß er sich mit dem Kolben 32 bewegt. Eine Feder 46 ist zwischen dem Federsitz 44 und der Bodenwand der Kammer 12a derart angeordnet und zusammengedrückt, daß sie den Federsitz 44 und somit den Kolben 32 gemäß der Zeichnung nach links drückt, das heißt in der Richtung zum Verkleinern der vergrößerbaren Kammer 30a-1.

Wie gezeigt, ist der Kolbenstößel 16 an seinem linken Ende, das in der Kammer 12a angeordnet ist, mit einem Abschnitt 16d ausgebildet, der einen verringerten Durchmesser und eine vorgegebene axiale Länge aufweist. Axial verschieblich ist rund um den Abschnitt 16d mit verringertem Durchmesser ein kleiner Federsitz 48 angeordnet. Der Federsitz 48 weist allerdings eine Abmessung derart auf, daß er mit dem Wandende 42a des Anschlags 42 nach

einer Bewegung des Kolbens 32 nach rechts über einen gegebenen Abstand hinaus in Eingriff treten kann. Ein anderer Federsitz 50 in Form ei res Napfes ist koaxial rund um den Kolbenstößel 16 angeordnet, wobei die Bodenwand an dem allgemein mittleren Abschnitt des Kolbenstößels 16 befestigt ist, der in der Kammer 12a angeordnet ist. Eine Feder 52 ist zwischen dem Federsitz 48 und der Bodenwand des napfförmigen Federsitzes 50 angeordnet und zusammengedrückt, während eine Feder 54 zwischen dem Federsitz 44 und der Bodenwand des Sitzes 50 angeordnet ist.

Das rechte Ende der Kammer 12c ist mit einem Stöpsel 54 abgedichtet. Im Inneren der Kammer 12c ist verschieblich und beweglich eine Kugel 56 aufgenommen, welche somit die Kammer 12c in einen ersten und zweiten Abschnitt 12c-1 und 12c-2 unterteilt. Diese Abschnitte stehen ständig miteinander durch eine sich axial erstreckende Nut 58, welche in der zylindrischen Wand der Kammer 12c ausgebildet ist, in Verbindung. Eine Strömungsmitteleinlaßöffnung 60, welche mit dem zweiten Abschnitt 12c-2 der Kammer 12c in Verbindung steht, ist im Gehäuse 12 ausgebildet. Ein Ventilsitz 62 ist am rechten offenen Ende des Kanals 40 befestigt, an welchem die Kugel 56 aufsitzen soll, wenn sie den Kanal 40 verschließt.

Bei der oben erwähnten hydraulischen Druck-Steuerventilanordnung 10 der Erfindung bilden der Kolbenstößel 16, das Kegelventil 24, der Ventilsitz 28, die Feder 26 und die Federn 52 und 54 ein P-Ventil, während der Kolben 32, die Kugel 56 und der Ventilsitz 62 ein G-Ventil bilden. Wenn diese Anordnung 10 am Fahrzeugaufbau angebracht ist, ist sie derart hinsichtlich der horizontalen Ebene H geneigt, daß in normalem Zustand der Anordnung die Kugel 56 infolge ihres eigenen Gewichts in Be-

9098U/1021

rührung mit dem Stopfen 54 steht, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und die Anordnung ist insbesondere mit einem Winkel θ bezüglich der horizontalen Ebene H geneigt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist bei der tatsächlichen Verwendung der Auslaßöffnung 22 die Anordnung 10 mit Bremszylindern 64 und 66 der rechten und linken Hinterräder (keine Bezugszeichen) verbunden und die Einlaßöffnung 60 ist an eine der Auslaßöffnungen des HauptZylinders 68 angeschlossen. Durch das Bezugszeichen 70 ist ein Bremspedal bezeichnet. Die andere der Auslaßöffnungen des Hauptzylinders 68 ist mit Bremszylindern 72 und 74 der rechten und linken Vorderräder (kein Bezugszeichen) verbunden. Die Bremsen für die Räder können dem Typ nach Scheiben- oder Trommelbremsen sein.

Der Betrieb der hydraulischen Druck-Steuerventilanordnung 10 der Erfindung ist wie folgt:

Üblicherweise ist die Anordnung 10 in dem Zustand gehalten, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, wobei die Kugel 56 einen Abstand zum Ventilsitz 62 aufweist und hierbei eine Verbindung des Kanals 40 mit der Kammer 12c herstellt, der Stößel 16 mit dem napfförmigen Federsitz 50 so von den Federn 46 und 54 gehalten wird, daß er einen möglichst weiten Abstand zum Kolben 32 aufweist, das Kegelventil 24 öffnet, wobei der Schaft 24a von der Bodenwand der Blindkammer 12b nach links geschoben wird, und der Federsitz 44 gegen die innere Endfläche des Abdichtdeckels 30 geschoben ist. Wenn das Bremspedal betätigt wird, um infolgedessen den Hauptzylinder 68 zu veranlassen, einen hydraulischen Druck P abzugeben,

§09844/1021

wird der Druck P den Vorderrad-Bremszylindern 72 und 74 unmittelbar und auch den Hinterrad-Bremszylindern 64 und 66 durch die Einlaßöffnung 60, die zylindrische Kammer 12c, den Kanal 20, den Abschnitt 12b-1 der Blindkammer 12b, die öffnungen 16c des Kolbenstößels 16, das Sackloch 16b des Kolbenstößels 16, das Innere des zylindrischen Ventilsitzes 28, die öffnungen 28a des Ventilsitzes 28, den zweiten Abschnitt 12b-2 des Sacklochs 12b und die Auslaßöffnung 22 zugeführt. Deshalb ist in diesem Zustand der hydraulische Bremsdruck P für die Hinterrad-Bremszylinder 64 und 66 gleich dem für die Vorderrad-Bremszylinder 72 und 74, und zwar genauer gesagt gleich dem hydraulischen Druck P des Hauptzyinders, so daß der Hinterrad-Bremsdruck P mit der Charakteristik ansteigt, die durch den Kurvenzug a-b in Fig. 3 gezeigt ist. Die Gleichgewichtsformel für die Kraft, die auf den Kolbenstößel 16 aufgebracht wird, wird dargestellt wie folgt:

P - A_=F. (1)

m 2 1

wobei folgendes gilt:

A~ Querschnittsfläche des inneren Lochs

des ringförmigen Führungsteils 14, und F₁ Kraft, die durch die Feder 54 erzeugt wird.

Wenn der hydraulische Druck P_m des HauptZylinders infolge der Betätigung des Bremspedals 70 ansteigt, dann wird die linke Seite der obenstehenden Gleichung größer, wobei sich der Kolbenstößel 16 gemäß Fig. 1 gegen die Kraft der Feder 54 nach links bewegt, und sich der Kolbenstößel 16 schließlich in eine Lage bewegt, in der er es dem Kegelventil 24 gestattet, zu schließen. Der hydraulische Druck zu dieser Zeit, das heißt, der

9Ü98U/1Ö21

kritische hydraulische Druck P , wird durch die nach-

folgende Gleichung dargestellt, welche der obenstehenden Gleichung entspricht, wobei P ersetzt ist durch

^s 2

Wenn der hydraulische Druck P des HauptZylinders fortfährt, infolge der kontinuierlichen Betätigung des Bremspedals 70 anzusteigen, dann beginnt er, den Stößel 16 gemäß Fig. 1 nach rechts zu schieben, und zwar mit der Kraft P · (A₁- A₂) , wobei A-j die Schnittfläche der Blindkammer 12b darstellt,und wenn das Kegelventil offen ist, dann wird der hydraulische Druck der Auslaßöffnung 22 durch das Ventil 24 zugeführt, wobei der Hinterrad-Bremsdruck P erhöht wird. Wenn P gleich

r m

oder größer ist als P , das heißt P^P, dann wird das Gleichgewicht der Kräfte, die auf den Kolbenstößel 16 aufgebracht werden, dargestellt durch die folgende Gleichung:

^Pr ' ^A1 = ^Pm^(Ar^A2> ^{+ F}1

Aus der obenstehenden Gleichung (3) wird der hydraulische Hinterrad-Bremsdruck P abgeleitet und dargestellt durch die folgende Gleichung:

A₁-A · F₁ F

P li ^ ^

909844/1021

Wie aus der obenstehenden Gleichung (4) deutlich ersichtlich ist, steigt, wenn der hydraulische Bremsdruck P im Hauptzylinder höher wird als der kritische hydraulische Bremsdruck P , der hydraulische Hinter-

rad-Bremsdruck P mit einer geringeren Steilheit "m" als die Steilheit "1" der Gleichung (2), wie dies durch den Kurvenzug b-c in Fig. 3 gezeigt ist, wobei verhindert wird, daß die Hinterräder blockieren.

Wenn andererseits der hydraulische Druck P im Hauptzylinder ansteigt, dann wird die Bremskraft B ebenfalls ansteigen und die Verzögerung cc , welche dadurch gewonnen wird , daß man die Bremskraft B durch das Fahrzeuggewicht W teilt, wird ebenfalls ansteigen, wie aus den nachfolgenden Gleichungen ersichtlich ist.

^B - ^C * ^Pm

wobei C eine Konstante ist.

f- - -f <⁶>

wobei g die Schwerkraftbeschleunigung ist.

Wenn das Verzögerungsverhältnxs oo/g den als nächsten erwähnten festliegenden Wert erreicht, der durch den Neigungswinkel θ bestimmt ist (Θ ist der Neigungswinkel der Anordnung 10 hinsichtlich der horizontalen Ebene H, wie bereits oben erwähnt wurde), dann gilt

wobei f(Θ) eine Funktion von θ ist;

9098A4/1021

Die Kugel 56 bewegt sich durch ihre Trägheit in Fig.! nach links gegen die Kraftkomponente der Schwerkraftbeschleunigung in Richtung des Neigungswinkels θ und verschließt die öffnung des Ventilsitzes 62. Somit wird, selbst wenn der hydraulische Druck P des HauptZylinders noch weiter zunimmt, der Druck, der auf den Kolben 32 ausgeübt wird, beim selben Wert gehalten wie zu dem Zeitpunkt, in dem die Kugel 56 die öffnung des Ventilsitzes 62 verschließt. Der Druck P_. im Inneren des ersten Abschnitts 30a-1 des Sacklochs 30a wird zu dieser Zeit durch die folgende Gleichung dargestellt ζ

P_G = ^- ·· W (8)

Die Kraft zum Verschieben des Kolbens 32 nach rechts in Fig. 1, welche durch ein Produkt des hydraulischen Drucks P_r und der druckempfangenden Fläche A₃ des Kolbens 32 dargestellt wird, wird ein Gleichgewicht zur Summe der Kräfte F₁ und F₂ der Federn 54 und 46 zu die ser Zeit herstellen, und die folgende Gleichung wird er halten:

^F1 ^{+ F}2 ^=PG *^A3 -Ψ 3

Die Kraft F^ bewirkt es, daß der Kolbenstößel 16 nach rechts in Fig. 1 geschoben wird und die Kraft F~ wird von der Bodenwand der Kammer 12a aufgenommen.

Da die Kraft F₁ durch die Summe der eingestellten Last f.. der Feder 54 und ein Produkt des Bewegungsabstandes ΔΧ des Kolbens 32 und der Federkonstante K₁ der Feder 54 dargestellt ist, und die Kraft F₂ durch die Summe der eingestellten Belastung f~ der Feder 46 und das Produkt des Bewegungsabstandes AX des Kolbens 32 und der Federkonstante K₂ der Feder 46 dargestellt wird.

909844/1021

wird die folgende Gleichung erhalten:

^K2
F₂ = f₂ + _± (F₁ - I₁) (10)

^K1

Aus den Gleichungen (9) und (10) wird die folgende Gleichung erhalten:

₁Vl - (f₂ - ^- f..)

22 ₍₁₁₎

^K1

Wenn der hydraulische Druck des HauptZylinders P niedriger ist als der kritische hydraulische Druck P , das heißt

P_m < P , wird die nächste Gleichung dadurch erreicht, daß man die Gleichung (11) in die Gleichung (2) einsetzt:

Wenn andererseits der hydraulische Druck P des Hauptzylinders gleich oder größer ist als der kritische hydraulische Druck P , das heißt P ^P, dann wird die nächste Gleichung dadurch erhalten, daß man die Gleichung (11) in die Gleichung (4) einsetzt:

ψ-

909844/1021

^K2 Dadurch, daß man den Wert (f- - ™— · f*) derart wählt, daß er größer ist als Null, das heißt (f_o - =— · f-)> O,

■wird ein Zusammenhang zwischen dem kritischen hydraulischen Druck P und dem Fahrzeuggewicht W erhalten, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Wie aus diesem Diagramm deutlich wird, steigt der kritische hydraulische Druck P mit einer Zunahme des Fahrzeugsgewichtes W an.

Wie aus dem vorangehenden verständlich ist, steigt der Trennungspunkt b, der in Fig. 3 gezeigt ist, wenn die Last auf dem Fahrzeug zunimmt. Somit wird der hydraulische Hinterrad-Bremsdruck P beispielsweise ansteigen, wenn das Fahrzeug halb beladen ist, wobei die Charakteristik angezeigt ist durch den Kurvenzug a-b'-c' in Fig. 3, was im wesentlichen ideal ist für den hydraulischen Hinterrad-Bremsdruck.

Wenn andererseits das Fahrzeug bis zu seiner Höchstgrenze beladen ist, oder wenn die Vorderradbremsen 72 und 74 im Betrieb versagen, dann wird der Druck P_ im Abschnitt 30a-1 der Kammer 30a höher werden, weil das Bremspedal 70 mit wesentlich größerer Kraft bedient werden muß, um eine hinlängliche Bremskraft zu erzeugen, wobei der Hub des Kolbenstößels 16 dementsprechend größer wird und die Kraft der Feder 54, die auf den Kolbenstößel 16 aufgebracht wird, ebenfalls höher wird, aber der kritische hydraulische Druck P einen nur zu niedrigen Anstieg haben wird, und die ideale Bremsverteiltmgscharakteristik nicht erreicht wird.

Gemäß der Anordnung 10 der Erfindung ist allerdings der kritische hydraulische Druck P zu dem Zeitpunkt, wenn

das Fahrzeug bis zur Höchstgrenze beladen ist, oder wenn die Vorderradbremsen 72 und 74 im Betrieb ausfallen, auf die folgende Weise noch weiter erhöht:

Zu diesem Zeitpunkt steigt der Druck P im Abschnitt 30a-1 noch weiter, was den Kolben 32 nach rechts und in eine derartige Lage bewegt, daß der Federsitzanschlag 42 veranlaßt wird, mit dem Federsitz 48 in Berührung zu treten und eine Druckwirkung auf diesen gegen die Wirkung der Feder 52 auszuüben, was die Feder 52 zusammendrückt. Die Kraft F₃, die nun von dieser Feder 52 ähnlich der Kraft F₁ der Feder 54 erzeugt wird, wird auf den Federsitz 48 ausgeübt und die folgende Gleichung wird dadurch erhalten, daß man die Gleichung (2) abändert:

P„ = ^F1 ^{+ F}3 (14)

und die oben erwähnte Gleichung (4) wird in die nach folgende abgeändert:

F + F
^{P 1}

Ferner wird die Gleichung (9) durch die nachfolgende ersetzt:

+ F₂ + F₃ = i^l- A₃W (16)

Aus dieser Gleichung (16) und aus der Gleichung (10) wird die nachfolgende Gleichung erhalten, die der Gleichung (11) entspricht:

909844/1021

ψ- A₃W - (f₂ - T- ^fl^} - ^F3 ^{C 3} ^ ^Kl (17)

^Kl

Dadurch, daß man die Gleichung (17) in die Gleichung (14) einsetzt für einen Zustand, in die nachfolgende Gleichung erhalten:

(14) einsetzt für einen Zustand, in dem P <. P , wird

Indem man ferner die Gleichung (17) in die Gleichung (15) für einen Zustand einsetzt, in dem P^P,

ItI S

wird die nächste Gleichung erhalten:

Wenn man die beiden Gleichungen (19) und (13) vergleicht, wird deutlich, ,daß, wenn das Fahrzeug bis zu seiner Höchstgrenze beladen ist oder die Vorderrad-Bremszylinder 72 und 74 im Betrieb versagen, was ein Zusammendrücken der Feder 52 verursacht, der kritische hydraulische Druck P mit einer höheren Anstiegsrate ansteigen wird als

9098U/1021

in einem Fall, in welchem das Fahrzeug leer oder leicht beladen ist, so daß der hydraulische Hinterrad-Bremsdruck P mit der idealen Charakteristik ansteigt, die durch den Kurvenzug a-b"-c" in Fig. 3 gezeigt ist, was es dem Verteilungspunkt b" gestattet, einen hinlänglich hohen Wert zu haben.

Aus der vorangegangenen Beschreibung wird deutlich, daß gemäß der erfindungsgemäßen hydraulischen Druck-Steuerventilanordnung 10 eine hinlänglich hohe Bremskraft auf die Hinterradbremsen aufgebracht wird, wenn ein Fahrzeug bis zu seiner Höchstgrenze beladen ist oder die Vorderradbremsen im Betrieb versagen, so daß nicht nur die Probleme gelöst sind, die dadurch erzeugt werden, daß der hydraulische Hinterrad-Bremsdruck in solchen Gelegenheiten unzulänglich ist, sondern auch eine Verringerung der Betätigungskraft erzielt wird, die von einem Fahrer auf das Bremspedal ausgeübt wird.

, *²

Leerseite

Claims

PATιΞNTANWALTE A. GRUNECKER

H. KINKELDEY

DR-UViS

W. STOCKMAIR

DR.-1NG.- AeE(CALTECHJ

K. SCHUMANN

DR RER NAT · DlPL-PHYS

P. H. JAKOB G. BEZOLD

OR RER NAT- DiPL-CHEM.

8 MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

27. April 1979 P 13 805

Nissan Motor Company, Limited

Ansprüche

1J Hydraulische Druck-Steuerventilanordnung für eine hydraulische Radfahrzeug-Bremsanlage, mit

- einem Bemessungsventil, welches einen Kolbenstößel aufweist, der axial in einer Richtung entgegen einer Feder in Abhängigkeit vom Anlegen eines hydraulischen Drucks an eine Strömungsmittel-Einlaßöffnung beweglich ist, um die Größe des hydraulischen Drucks in einer Strömungsmittel-Auslaßöffnung zu steuern,und

- einem eine Verzögerung messenden Ventil, welches
auf die Verzögerung des Fahrzeugs anspricht, wenn deren Höhe einen vorbestimmten Wert überschreitet, wobei das die Verzögerung messende Ventil einen Kolben aufweist, der ein Ende der Feder abstützt und dichtend in einer Kammer angeordnet ist, um eine
dichte, vergrößerbare Kammer zu begrenzen, welche

9098U/1021

TELEFON (OS9) 333883 TELEX Ο6-2Ο38Ο TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

mit der Strömungsmitteleinlaßöffnung in Verbindung gebracht werden kann, damit es der vergrößerbaren Kammer gestattet ist, ein Strömungsmittel aufzunehmen, dessen Druck in Übereinstimmung mit dem Maß der Verzögerung des Fahrzeugs veränderlich ist,

gekennzeichnet durch Spanneinrichtungen (52, 48, 42, 16d) welche eine derartige Vorspannung des Kolbenstößels (16) bewirken, daß er sich in der anderen Richtung bewegt, wenn die Größe des hydraulischen Drucks in der dichten, vergrößerbaren Kammer (30a-1) einen vorbestimmten Wert übersteigt, was den Kolben (32) veranlaßt, sich zum Kolbenstößel (16) hin über einen vorbestimmten Abstand gegen die Wirkung der Feder (54) zu bewegen.
2. Hydraulische Druck-Steuerventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

- eine Feder (52) , welche mit einem Ende auf einem Sitz (50) ruht, der am Kolbenstößel (16) befestigt ist,

- ein beweglicher Federsitz (4 8) , der lose rund um

den Kolbenstößel (16) angeordnet ist, um axial innerhalb eines vorgegebenen Abschnitts (16d) des Kolbenstößels (16) beweglich zu sein, wobei das andere Ende der Feder (52) auf dem beweglichen Federsitz (48) ruht, um diesen zum Kolben (32) hin vorzuspannen , und

- ein Anschlag (42) der am Kolben (32) befestigt ist und in Berührung mit dem beweglichen Federsitz (48) gebracht wird, um die Feder (52) zusammenzudrücken, wenn sich der Kolben (32) zum Kolbenstößel (16) hin über einen vorbestimmten Abstand hinaus bewegt.

909844/1021
3. Hydraulische Druck-Steuerventilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (42) eine Sackbohrung aufweist, in welcher ein Ende des Kolbenstößels (16) nach der Berührung eines Abschnitts (42a) des Anschlags mit dem beweglichen Federsitz (48) einschiebbar ist.

9098U/1021