DE2925954A1

DE2925954A1 - Drucksteuerventil fuer bremsfluide

Info

Publication number: DE2925954A1
Application number: DE19792925954
Authority: DE
Inventors: Ryuichi Tanaka
Original assignee: Nabco Ltd
Current assignee: Nabco Ltd
Priority date: 1978-06-29
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1980-01-17
Also published as: GB2026636B; JPS5838341B2; US4265493A; DE2925954C2; JPS558917A; GB2026636A

Description

TER meer . Müller ■ Steinmeister Nippon Air Brake

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Drucksteuerventil gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Die Erfindung befaßt sich im einzelnen mit einem Drucksteuerventil für Bremsfluide, das insbesondere für ein Kraftfahrzeug geeignet ist und auf eine Verzögerung des Fahrzeugs anspricht,

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Wenn ein Kraftfahrzeug plötzlich gebremst wird, wird es erheblich verzögert. Bei einem derartigen Vorgang bewegt sich der Schwerpunkt des Kraftfahrzeugs in Bezug auf die Räder und aufgrund der Trägheit des Fahrzeugs so, daß die auf die Räder ausgeübte Belastung reduziert wird. Daher ist die Reaktionskraft zwischen den Hinterrädern und der Straße verringert, so daß die Hinterräder der Gefahr eines Blockierens ausgesetzt sind.

Um ein Blockieren der Hinterräder zu verhindern, ist es bekannt, ein Bremsdrucksteuerventil im Bremssystem der Hinterräder vorzusehen. Bei Verwendung eines derartigen Ventils nimmt der den Hinterrädern zugeführte Bremsdruck mit geringerer Geschwindigkeit zu als der an die Vorderräder gelangende Bremsdruck, sofern ein vorgegebener Bremsdruck überschritten wird.

Wenn jedoch der Ausgangssteuerdruck, bei dem die Zunahmegeschwindigkeit des an die Hinterräder gelangenden Bremsfluiddrucks nach und nach reduziert wird, konstant und unabhängig von der Belastung des Fahrzeugs ist, ist es schwierig zu verhindern, daß ein unterschiedlich beladener Wagen, wie etwa ein Lastwagen, beim Bremsen blockiert. Die auf die Hinterräder ausgeübte Belastung ändert sich zwischen dem lastfreien Zustand und dem Vollastzustand erheblich.

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Wenn der vorgegebene Ausgangssteuerdruck der optimale Druck für ein lastfreies Fahrzeug ist, ist der Bremse fluiddruck für die Hinterräder eines teilweise beladenen Fahrzeugs geringer als erforderlich, so daß die Hinterräder nicht mit ausreichender Kraft abgebremst werden können. Wenn andererseits der vorgegebene Ausgangssteuer·= druck der optimale Druck für ein vollbeladenes Fahrzeug ist, ist der Bremsdruck, der an die Hinterräder bei unbe» ladenen Fahrzeugen gelangt, wesentlich zu hoch, so daß die Hinterräder blockieren. Daher ist die Fluiddruck« Steuerung unbefriedigend«

Zur Überwindung dieser Nachteile ist bereits ein Drucksteuerventil vorgeschlagen worden, das auf die Verzögerung des Fahrzeugs anspricht und die Tatsache ausnutzt, daß der Bremsfluiddruck auf das Fahrzeug eine vorbestimmte Verzögerung ausübt, die proportional zum Gewicht des Fahrzeugs ist. Bei diesem Drucksteuerventil wird der Bremsfluiddruck abgetastet, bei dem die Verzögerung des Fahrzeugs den vorgegebenen Wert erreicht, und ein Ausgangssteuerdruck wird entsprechend dem abgetasteten Bremsfluiddruck festgelegt.

Bei diesem Drucksteuerventil, das auf eine Verzögerung anspricht, ist ein abgestufter, druckregelnder Kolben vorgesehen, der einen Abschnitt kleineren Durchmessers aufweist, der einem Bremsfluiddruck des HauptZylinders ausgesetzt ist, sowie einen Abschnitt größeren Durchmessers, der einem Bremsfluiddruck ausgesetzt ist, der an die hinteren Bremszylinder gelangt, Ventile dienen zum Öffnen und Schließen eines Kanals zwischen dem Hauptzylinder und den hinteren Bremszylindern entsprechend der Bewegung des druckregelnden Kolbens. Eine Feder spannt den druckregelnden Kolben in Öffnungsrichtung des Ventils vor und bestimmt den Ausgangssteuerdruck. Die Vorspannkraft der Feder, mit der der druckregelnde Kolben vorgespannt wird, ist so ausgelegt, daß sie proportional zu dem Bremsfluid-

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druck ist, bei dem die Verzögerung des Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Wert erreicht.

Bei dieser Anordnung ist die Vorspannkraft der Feder proportional zum Bremsfluiddruck, bei dem eine Verzögerung einen vorgegebenen Wert erreicht. Der Ausgangssteuerdruck ist proportional zu der Vorspannkraft der Feder. Daher ist das Verhältnis von Ausgangssteuerdruck und Bremsfluiddruck, bei dem die Verzögerung des.Fahrzeugs den vorgegebenen Wert erreicht, konstant unabhängig von der Lastbedingung des Fahrzeugs.

Es ist jedoch bekannt, daß das Verhältnis, in dem die Last auf die Hinter- und Vorderräder einwirkt, bei lastfreien Bedingungen kleiner als bei beladenem Zustand ist. Daher besteht bei nicht beladenem Zustand die Möglichkeit, daß die Hinterräder bei niedrigerer Verzögerung blockieren, als es dem vorgegebenen Wert entspricht. Andererseits ist das Verhältnis der auf die Hinterräder ausgeübten Belastung zu derjenigen der Vorderräder größer, wenn das Fahrzeug beladen ist, als wenn es unbeladen ist. Dementsprechend besteht kaum eine Möglichkeit, daß die Hinterräder in beladenem Zustand blockieren, auch wenn die Verzögerung größer als der vorgegebene Wert ist. Eine ausreichende Bremskraft kann jedoch nicht erreicht werden.

Es ist daher wünschenswert, den Ausgangssteuerdruck entsprechend der auf die Hinterräder ausgeübten Last oder die Lastbedingungen des Fahrzeugs zu bestimmen.

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Mit anderen Worten, es ist wünschenswert, daß die Bremsfluid-Drucksteuerung bei einem Bremsfluiddruck beginnt, bei dem eine geringere Verzögerung eintritt, als im unbeladenen Zustand, und die Verzögerung, bei der die Bremsdruckregelung beginnt, steigt mit der Belastung des Fahrzeugs.

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Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein Bremsfluid-Drucksteuerventil zu schaffen, das auf eine Verzögerung anspricht und die oben erwähnten Nachteile überwindet.

Das erfindungsgemäße Drucksteuerventil soll die Möglich" keit bieten, den Bremsfluiddruck zu dem Zeitpunkt zu steuern, an dem abgetastet wird, daß die Verzögerung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Wert erreicht hat, und der Verzögerungswert des Fahrzeugs, bei dem die Steuerung des Fluiddrucks der Hinterräder beginnt, wird wesentlich entsprechend dem Wert des abgetasteten Bremsfluiddrucks geändert. Auf diese Weise kann sowohl bei beladenem als auch bei unbeladenem Zustand der optimale Bremsdruck erreicht werden.

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Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Drucksteuerventil vorgesehen, das auf eine Verzöge™ rung anspricht und ein Gehäuse mit einer Zylinderbohrung einschließt, in der ein erster und ein zweiter Kolben gleiten. Der zweite Kolben weist eine Aussparung auf. Eine erste Druckkammer befindet sich zwischen dem ersten und zweiten Kolben innerhalb der Zylinderbohrung. Eine zweite Druckkammer befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Kolbens in Bezug auf die erste Druckkammer innerhalb der Zylinderbohrung. Eine dritte Druckkammer befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des zweiten Kolbens in Bezug auf die erste Druckkammer innerhalb der Zylinderbohrung. Ein erster Kanal verbindet die erste und zweite Druckkaitimer, und ein zweiter Kanal verbindet die erste und die dritte Druckkammer. Der zweite Kanal schließt die erwähnte Aussparung des zweiten Kolbens ein. Ein erstes Ventilglied öffnet und schließt den ersten Kanal» Ein zweites Ventilglied öffnet und schließt den zweitrn Kanal tx.ä spricht -■ ~ -^.ine Verzögerung an. Dieses s-^eite Ventil«

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glied ist in der Aussparung des zweiten Kolbens angeordnet. Eine erste Feder erstreckt sich zwischen dem ersten und zweiten Kolben und spannt beide in entgegengesetzte Richtungen, d.h. in Richtung der zweiten und dritten Druckkammer vor. Eine zweite Feder liegt zwischen dem Gehäuse und dem ersten Kolben und spannt diesen von der Seite der zweiten Druckkammer in Richtung der Seite der ersten Druckkammer vor. Der zweite Kanal wird durch das zweite Ventilglied, das auf eine Verzögerung anspricht, bei Erreichen eines bestimmten Verzogerungswertes geöffnet und geschlossen.

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbexspiele anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. 15

Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch eine

erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drucksteuerventils;

Fig. 2 ist ein entsprechender Längsschnitt

durch eine zweite Ausführungsform des Druckssteuerventils;

Fig. 3 zeigt eine Stirnansicht eines Steuerkolbens der zweiten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt ein Bremsfluid-Drucksteuerventil, das auf eine Verzögerung anspricht, entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung. Ein Tandem-Hauptzylinder 1 ist in Fig. 1 schematisch dargestellt und als solcher bekannt. Dieser Hauptzylinder wird durch ein Bremspedal 2 l:-ävregt. Der Hauptzylinder 1 weist zwei Kammern zur Ellung eines FluiddruckE unabhängig voneinander auf. Eine dieser Kamip.ern ist über eine Leitung 3 mit Radzylindern β und 7

-5 a^v: dtii Vorderrädern 4 und 5 verbunden. Die andere Kammer vd-ilit <⁵bcr f:.:r-a Leitung 8 sit einem Druc^a^J;eu.2r/entil ^c·' r. V--r·-·/'iCun j, das ~uf eine "^rzöesrung anspricht ■ Das

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Drucksteuerventil 9 ist über eine Leitung 10 mit den Radzylindern 13 und 14 der Hinterräder 11 und 12 verbunden.

Eine abgestufte Zylinderbohrung 16 befindet sich im Gehäuse 15 des Drucksteuerventils 9 und umfaßt Bohrungs^ abschnitte 16a,16b,16c,16d und 16e, die ineinander übergehen. Gemäß Fig. 1 ist die Zylinderbohrung 16 am linken Ende des Gehäuses 15 geschlossen und am rechten Ende offen» Der Bohrungsabschnitt 16a steht über einen Kanal 17 mit einem Auslaß 18 in Verbindung, von dem die Leitung 10 ausgeht. Der mittlere Bohrungsabschnitt 16c ist über einen Kanal 19 mit einem Einlaß 20 verbunden, an den die Leitung 8 angeschlossen ist» Das offene Ende der abgesetzten Zylinderbohrung ist durch einen Deckel- 22 verschlossen, in den ein Dichtring 21 eingesetzt ist. Der Deckel 22 ist an dem Bohrungsabschnitt 16e mit Hilfe eines Halteringes 23, etwa eines Sprengringes, festgelegte und bildet eine rechte Wand des Gehäuses 15. Ein druckregulierender Kolben 24 umfaßt einen Abschnitt 25 größeren Durchmessers und einen Abschnitt 26 kleineren Durchmessers und liegt im linken Bereich der Zylinderbohrung 16» Der Abschnitt 25 größeren Durchmessers liegt gleitend in dem Bohrungsabschnitt 16a. Innerhalb des Bohrungsabschnittes 16a wird durch den Kolben 24 eine Auslaß-Druckkammer 27 links von dem Kolben gebildet. Die Druckkammer 27 steht mit dem Auslaß 18 in Verbindung. Zwischen den Bohrungsabschnitten 16b und 16c liegt eine umlaufende Stufe 28, Ein Stütsring 29 wird durch die Stufe 28 abgestützt. Ein Dichtring 30 wird durch die Stufe aufgenommen und befindet sich in Berührung mit dem Stützring 29, Der Stützring 29 und der Dichtring 30 weisen Mittelöffnungen auf. Der Abschnitt 26 des Kolbens■24, der einen geringeren Durchmesser aufweist, tritt durch diese Mittelöffnungen des Stützrings 29 und des Dichtrings 30 hindurch und ist gegen diese mit Hilfe der Mittelöffnung des Dichtringes 30 flüssigkeitsdicht, aber gleitend abgedichtet« Eise ringförmige Luft-.kammer 31 wird durch die Innenwand.des Bohrungsabschnitts

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16b und die Umfangsflache des Abschnitts 26 des Kolbens 24 gebildet, der einen geringeren Durchmesser aufweist. Ein Dichtring 32 liegt in einer umlaufenden Nut in der umfangsflache des Abschnitts 25 des Kolbens 24. Die Luftkammer 31 ist durch die Dichtringe 30 und 32 flüssigkeitsdicht abgedichtet.

Ein Filter 38 ist in eine senkrechte Bohrung 34 des Gehäuses 15 eingefügt und durch eine Druckplatte 36 mit einer kleinen öffnung 35 abgedeckt. Ein Haltering 37 ist in die senkrechte Bohrung 34 eingefügt und hält das Filter 38 fest. Die Luftkammer 31 steht daher über einen Kanal 33 und das Filter 34 mit der Atmosphäre in Verbindung. Die Änderung des Luftdrucks in der Luftkammer 31 ist jedoch weitaus geringer als die Änderung des Druckes des Bremsfluids in den Fluidkammern auf beiden Seiten des Kolbens 24, wenn sich dieser bewegt, so daß es nicht in jedem Falle notwendig ist, die Luftkammer 31 mit der Atmosphäre zu verbinden.

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Ein axialer Kanal 39, eine Ventilkammer 40 und eine Radialbohrung 41 befinden sich innerhalb des Kolbens 24. Ein Kolbenansatz 75 befindet sich am freien Ende des Kolbens 24 und ist fest mit diesem verbunden. Die Radialbohrungen 41 befinden sich in diesem Kolbenansatz 75. Der AuslaB der Druckkammer 27 steht über den axialen Kanal 39, die Ventilkammer 40 und die radialen Bohrungen 41 mit einer Einlaß-Druckkammer 54 in Verbindung, die sich rechts von dem Kolben 24 befindet.

Ein Ventilglied 43 mit einem Schaft 42 befindet sich in der Ventilkammer 40 und wird in Richtung eines Ventilsitzes 45 durch eine leicht vorgespannte Feder 44 angedrückt, so daß der Schaft 42 die Bodenfläche der Zylinderbohrung 16 berührt. Der Ventilsitz 45 wird gebildet durch die innere Kante des Kolbenansatzes 75. Wie später näher erläutert werden soll, berührt bei Verschiebung des Kolbens 24 nach

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rechts das Ventilglied 43 den Ventilsitz 45 und unterbricht den Fluidstrom von der Einlaß-Druckkammer 54 zu der Auslaß-Druckkammer 27, da das Ventilglied 43 durch die Feder 44 nach links vorgespannt wird. 5

Ein schalenförmiger Federteller 50 ist am rechten Ende des Kolbens 24 befestigt. Er umfaßt einen flachen Boden 46, einen zylindrischen Abschnitt 48, einen Flansch 47, der von dem zylindrischen Abschnitt 48 nach außen gebogen ist, und einen hakenförmig umgebogenen Bereich 49, der von dem flachen Boden 46 nach links in der Zeichnung ausgeht. Der hakenförmige Bereich 49 dient dazu, zu verhindern, daß der Dichtring 30 nach rechts austritt.

Ein Steuerkolben 51 befindet sich auf der rechten Seite der Zylinderbohrung 16. Der Steuerkolben 51 weist einen Abschnitt 52 mit einem kleineren Durchmesser und einen Abschnitt 53 mit einem größeren Durchmesser auf, Der Abschnitt 52 mit kleinerem Durchmesser liegt gleitend in dem Bohrungsabschnitt 16c, während sich der Abschnitt 53 größeren Durchmessers gleitend in dem Bohrungsabschnitt 16d befindet. In dem Bohrungsabschnitt 16c befindet sich die Einlaß-Druckkammer 54 links von dem Abschnitt 52 des Steuerkolbens und rechts von dem Kolben 24. In den Bohrungsabschnitten 16d und 16e ist eine Steuerdruckkammer 55 ausgebildet, die zwischen dem rechten Ende des Steuerkolbens 51 und der inneren Wandfläche des Deckels 22 liegt. Eine Luftkammer 58 liegt zwischen der Innenwand des Bohrungsabschnitts 16d und der ümfangsflache des Abschnitts 52 des Steuerkolbens 51. Ein Dichtring 56 befindet sich in einer ringförmigen Nut auf der ümfangsflache des Abschnitts 52 des Steuerkolbens 51. Ein weiterer Dichtring 57 liegt in einer ringförmigen Nut im Abschnitt 53 des Steuerkolbens 51. Auf diese Weise ist die Luftkammer 58 fluiddicht abge= dichtet. Obwohl die Luftkammer 58 bei dieser Ausführung^- form nicht mit der Atmosphäre in Verbindung scant, kann ά5.ώ:; bei arideren Äusführungsforiaen der Fall sein, wie es etwa

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für die oben erwähnte Luftkammer 32 gezeigt ist, die zwischen der Umfangsfläche des Abschnitts 26 des Kolbens und der Innenwand des Bohrungsabschnitts 16b liegt.

Eine Aussparung 59 liegt innerhalb des Steuerkolbens 51 und ist zur linken Seite offen. Ein Kugelventil 60, das auf eine Verzögerung anspricht, liegt rollend auf einer Führungsfläche 59a der Aussparung 59. Die Aussparung wird durch eine Stützplatte 62 abgeschlossen, die öffnungen 61 aufweist und am linken Ende des Steuerkolbens 51 durch einen Haltering 63 festgelegt ist. Das Kugelventil 60 wird auf der linken Seite durch die Stützplatte 62 festgehalten. Ein Ventilsitz 64 ist in den Axialbereich 76 des Steuerkolbens 51 fest eingesetzt. Der Ventilsitz 64 umfaßt eine Halterung 66 mit einer Reduzierbohrung 65 und ein Sitzteil 78, das eine mit der Reduzierbohrung in Verbindung stehende Mittelöffnmig aufweist. Die Aussparung 59 des Steuerkolbens 51 steht über die Mittelöffnung des Sitzteils 78? die Reduzierbohrung 65 und ein^i: radialen Kanal 67 mit der Steuerciruckkanuner 55 in Verbindung.

Wenn bei dieser Ausführungsform ein Kraftfahrzeug mit einem Brems-Steuerungssystem mit einer vorgegebenen Verzögerung abgebremst wird, rollt das Kugelventil 60 nach rechts auf der Führungsfläche 59a der Aussparung 59 und berührt den Ventilsitz 64, so daß der Fluidstrom von der Ein laß-Druckkaituner 54 zu der Steuerdruckkammer 50 unterbrochen wird.

Eine erste Feder 68 erstreckt sich zwischen des flachen Boden 46 des Federtellers 50 und der Stützplaf-s· 52 und weist eine vorgegebene Vorspannung und Federkoustar.t~_: auf. Der Kolben 24 -vird daher durch 3ie Feder ''■·'" -~ lv\~ "" gedrückt, wahrend der üeuerholben 51 r;ach £<&.-.-■- v.s r-ar^ehc-

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BAD ORIGINAL

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ringförmigen Stufe des Bohrungsabschnitts 16c und dem Flansch 47 des Federtellers 50. Die zweite Feder 69 ist mit geringerer Vorspannung vorgespannt als die erste Feder 68 und drückt den Kolben 24 entgegen der Vorspannrichtung der ersten Feder 68, so daß deren Vorspannkraft teilweise aufgehoben wird.

Ein Luftauslaßventil 71 ist oberhalb der Steuerdruckkammer 55 angeordnet. Es dient dazu, Luft aus der Steuerdruckkammer 55 abzulassen, während Luft aus dem Bremssystem ausgelassen wird.

Das Drucksteuerventil 9 gemäß Fig. 1, das auf eine Verzögerung anspricht, befindet sich mit dem rechten Ende nach vorne, während das linke Ende nach hinten gerichtet ist. Die Fahrtrichtung entspricht somit dem Pfeil A in Fig. 1, Das Druckregelventil 9 ist so an dem Fahrgestell mit Hilfe von Befestigungsbohrungen 72 und 73 befestigt, daß es in einem Winkel θ in Bezug auf eine waagerechte Linie, nämlich die Fahrtrichtung A des Fahrzeugs gerichtet ist. In Fig. 1 entspricht die Linie L einer Mittellinie der Zylinderbohrung 16 des Drucksteuerventils 9. Folglich ist die Führungsfläche 59a des Steuerkolbens 51 in einem Winkel θ nach oben in Bezug auf eine waagerechte Linie A gerichtet. Dieser Winkel θ ist so gewählt, daß bei ausreichender Verzögerung des Fahrzeugs von etwa 0,3 g (g = Erdbeschleunigung) das Kugelventil 60 aufgrund seiner Trägheit nach rechts rollt und den Ventilsitz 64 berührt. Anschließend soll die Arbeitsweise des zuvor beschriebenen Drucksteuerventils 9 erläutert werden.

Wenn der Fahrer das Bremspedal 2 des Fahrzeugs niedertritt, wird ein Bremsfluiddruck in den Druckkammern des Tandem-Hauptzylinders 1 erzeugt. Der Bremsfluiddruck einer der Kammern gelangt über die Leitung 3 an die Radzylirider 6 und 7 der Vorderrad* 4 und 5 und bremst diese ab. Gleichzeitig gelangt der Druck aus der anderen Kammer über die

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Leitung 8, den Einlaß 20 des Drucksteuerventils 9 und den Kanal 19 in die Einlaß-Druckkammer 54.

Wenn der Bremsfluiddruck so niedrig ist, daß der Kolben 24, der durch die erste Feder 68 nach links vorgespannt wird, in der in Fig. 1 gezeigten Position liegt, wird der Bremsfluiddruck aus der Einlaß-Druckkammer 54 über den axialen Kanal 39, die Ventilkammer 40, den Zwischenraum zwischen dem Ventilglied 43 und dem Ventilsitz 45 und die Radialbohrung 41 in die Auslaß-Druckkammer 27 übertragen. Von dort gelangt der Druck über den Kanal 17, den Auslaß 18 und die Leitung 10 in die Radzylinder 13 und 14 der Hinterräder 11 und 12, so daß diese abgebremst werden.

Andererseits wird der Bremsfluiddruck aus der Einlaß-Druckkammer 54 über die öffnungen 61 der Stützplatte 62, die am linken Ende des Steuerkolbens 51 befestigt ist, die Aussparung 59, die Reduzierbohrung 45 und die Radialbohrung 47 in die Steuerdruckkanuner 55 übertragen.

Wenn der Bremsf luiddruck in diesem Falle niit P bezeichnet wird und die Abschnitte geringeren und größeren Durchmessers 52 und 53 des Steuerkolbens 51 die Bezeichnung A₃ und A₄ erhalten, wird der Steuerkolben 51 nach links durch eine Kraft (A₄ "A₃) · P vorgespannt.

Der Bremsfluiddruck steigt weiter mit einer stärkeren Betätigung des Bremspedals 2 an. Der erhöhte Bremsfluiddruck wird an die Steuerdruckkanuner 45 aus der Einlaß-Druckkammer 54 übertragen. Die Kraft (A₄-A₃) · P, die den Steuerkolben 51 nach links vorspannt, wird größer als die ursprüngliche Vorspannkraft F₁₀ der ersten Feder 68, die der Spannungskraft der ersten Feder 68 in dem Zustand, bei dem das rechte Ende des Steuerkolbens 51 den Deckel 22 gemäß Fig. 1 berührt, entspricht. Folglich beginnt der Kolben 51 mit der Linksverschiebung und drückt die Feder 68 zusammen. Die Spannkraft der ersten Feder 68, nämlich die Druckkraft, die

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auf den Federteller 50 ausgeübt wird, wird größer als das Produkt der Federkonstanten der ersten Felder 68 und der Längsverschiebung des Steuerkolbens 51, und zwar um die ursprüngliche Vorspannkraft F_1Q. Der Steuerkolben 51 be~ wegt sich nach links, bis die Druckkraft der ersten Feder 68 mit der Kraft (A^ - A₃)· P ausgeglichen ist.

Während der Steuerkolben 51 in der in Fig. 1 gezeigten Position steht, wird die Vorspannkraft der ersten Feder 68 auf dem Wert der ursprünglichen Kraft F₁- beibehalten. Wenn der Steuerkolben 51 nach links verschoben wird, sobald sich der Bremsfluiddruck erhöht, wenn die Einlaß-Druckkammer 54 mit der Steuerdruckkammer 55 in Verbindung steht, steigt die Vorspannkraft der Feder 68 mit dem Fluiddruck von (A. "A₃) · P, der auf den Steuerkolben 51 einwirkt.

Wenn die vorgegebene Verzögerung des Automobils durch die auf die Vorderräder und Hinterräder 4,5,11,12 ausgeübte Bremskraft erreicht wird, rollt das Kugelventil 60 auf der Führungsfläche 59a entgegen der Schwerkraft, die auf der Neigung θ beruht, aufgrund seiner Trägheit nach rechts und berührt den Ventilsitz 64, so daß die Druckfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuer*- druckkammer 55 unterbrochen wird.

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Nach der Unterbrechung gelangt das Druckfluid nicht mehr in die Steuerdruckkammer 55. Das Druckfluid wird in der Druckfluidkammer 55 blockiert. Unabhängig von dem Bremsdruck in der Einlaß-Druckkammer 54 wird der Steuerkolben 51 in der Position festgehalten, in der er zu dem Zeitpunkt stehengeblieben ist, an dem die Druckfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuerdruck" kammer 55 unterbrochen worden ist.

Die Vorspannkraft F₁ der weiter zusammengedrückten Feder 68 ist gleich dem Fluiddruck, der auf den Steuerkolben 51 zu dem Zeitpunkt ausgeübt wirO₄. wenn die Druckfluid-

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verbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuerdruckkammer 55 unterbrochen worden ist. Wenn der Bremsdruck mit Pg bezeichnet wird, läßt sich die Vorspannkraft P. der ersten Feder 68 am Ende der Kompression der Feder wie folgt ausdrücken:

F₁ = (A₄ - A₃) . Pg (1)

Daher ist die Vorspannkraft 1 proportional zu dem Bremsfluiddruck, bei dem die Verzögerung des Fahrzeugs den vorgegebenen Wert erreicht (z.B. 0,3g).

Die Flächendifferenz (A₄ - A₃) zwischen dem Abschnitt 53 größeren und dem Abschnitt 52 kleineren Durchmessers des Steuerkolbens 51 ist so gewählt, daß der Steuerkolben 51 mit der Bewegung bei einem Bremsfluiddruck beginnt, der im wesentlichen dem Bremsfluiddruck entspricht, bei dem die vorgegebene Verzögerung des Kraftfahrzeugs ohne Beladung erreicht wird. Die beste Verzögerung ergibt sich bei einem konstanten Fluiddruck, wenn das Kraftfahrzeug nicht beladen ist. Mit anderen Worten, wenn das Kraftfahrzeug nicht beladen ist, rollt das Kugelventil 60 gegen den Ventilsitz 64 und unterbricht die Druckfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuerdruckkammer 55 im wesentlichen zu dem Zeitpunkt, an dem der Steuerkolben 51 mit der Linksverschiebung beginnt. Wenn das Kraftfahrzeug mit einiger Last beladen ist, wird die Bremsfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuerdruckkammer 55 durch das Kugelventil 60 während der Linksbewegung des Steuerkolbens 51 unterbrochen.

Anschließend soll die Relativbewegung zwischen dem Kugelventil 60 und dem Ventilsitz 64 zur Unterbreehnung der Fluiddruckverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuerdruckkammer 55 in Bezug auf die ZunahmegeschwincTigke.it des Brerasfluiddruckes in der Einlaß-Druckkamer 54 erläutert werden. Wenn das Bremspedal 2 laugsam niederge-

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treten wird, oder wenn die Zunahmegeschwindigkeit des Bremsfluiddrucks in der Einlaß-Druckkammer 54 gering ist, strömt das Bremsfluid langsam aus der Einlaß-Druckkammer 54 über die Reduzierbohrung 65 in die Steuerkammer 55. Daher bietet die Reduzierbohrung 65 einen geringen Widerstand gegenüber dem Bremsfluid. Das Bremsfluid gelangt in die Steuerkammer 55 im wesentlichen ohne Geschwindigkeitsveränderung und ohne einem Reduzierungseffekt ausgesetzt zu sein. In der Zwischenzeit beginnt der Steuerkolben 51 mit der Linksverschiebung. Das Kugelventil 60 bleibt aufgrund seiner Schwerkraft in der in Fig. 1 gezeigten Position, bis die Verzögerung des Kraftfahrzeugs den vorbestimmten Wert erreicht. Mit anderen Worten, das Kugelventil 60 wird von dem Ventilsitz 64 getrennt. Wenn die Verzögerung des Kraftfahrzeugs den vorbestimmten Wert erreicht, gerät das Kugelventil 60 rasch in Berührung mit den Ventilsitzen 64 und unterbricht die Druckfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuer-Druckkammer 55. Der Steuerkolben 51 wird nach links verschoben und das Kugelventil 60 rollt in entgegengesetzte Richtung, nämlich nach rechts.

Wenn das Bremspedal rasch niedergetreten wird, nimmt der Bremsfluiddruck in der Einlaß-Druckkammer 54 rasch zu.

Das Bremsfluid strömt schnell in Richtung der Drosseloder Reduzierbohrung 65. Der Strom des Bremsfluids wird jedoch durch den Drosseleffekt der Reduzierbohrung 65 beeinträchtigt. Daher ist die Anstiegsgeschwindigkeit des Bremsfluiddrucks in der Steuerdruckkammer 55 geringer als in der Einlaß-Druckkammer 54. Der Abschnitt 52 des Steuerkolbens 51, der einen geringeren Durchmesser aufweist, ist dem höheren Fluiddruck in der Einlaß-Druckkammer 54 ausgesetzt. Der Steuerkolben wird daher nicht nach links verschoben, bis der Bremsfluiddruck in der Steuerdruckkammer 55 ausreichend angestiegen ist. Daher spricht der Steuerkolben 51 nicht rasch auf plötzliche Anstiege des Bremsfluiddrucks der Einlaß-Druckkammer 54 an,

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sondern er reagiert auf den Bremsfluiddruck in der Einlaß-Druckkammer 54 mit einer Zeitverzögerung, die durch den Drosseleffekt der Reduzierbohrung 65 und die nach rechts gerichtete Vorspannkraft, die auf den Steuerkolben 51 ausgeübt wird, bestimmt ist.

Im allgemeinen existiert ein Federsystem und ein Dämpfungssystem zwischen den Rädern und dem Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs. Das Dämpfungssystem bewirkt normalerweise, daß die Verzögerung des Automobils etwas hinter der Bremskraft zurückliegt, die auf die Räder ausgeübt wird. Diese Verzögerung kann beispielsweise 0,2 Sekunden betragen. Wenn ein Bremspedal rasch niedergetreten wird, steigt der Bremsfluiddruck in diesem Verzögerungszeitraum übermäßig an. Es besteht daher die Gefahr, daß der Bremsfluiddruck zu dem Zeitpunkt, an dem die Verzögerung des Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wesentlich höher ist als der Bremsfluiddruck, der im wesentlichen dem vorgegebenen Verzögerungswert entspricht.

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Der Steuerkolben 51 spricht jedoch auf den Bremsfluiddruck des Hauptzylinders mit Zeitverzögerung an, da der Drosseleffekt der Reduzierbohrung 65 eintritt und der Bremsfluiddruck in der Einlaß-Druckkammer höher ist, wenn das Bremspedal 2 rasch niedergetreten wird. Die andere Zeitverzögerung, in der die tatsächliche Verzögerung des Kraftfahrzeugs dem Bremsfluiddruck des Hauptzylinders entspricht, wird durch die Zeitverzögerung ausgeglichen, in der der Steuerkolben 51 auf den Fluiddruck anspricht.

Es kann daher vermieden werden, daß ein übermäßig hoher Bremsfluiddruck einen Einfluß auf die Vorspannkraft der ersten Feder 68 ausübt. Wenn die Verzögerung des Kraftfahrzeugs den vorgegebenen Wert erreicht hat, berührt das Kugelventil 60 rasch den Ventilsitz 64 und unterbricht die Bremsfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuerdruckkammer 55.

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Wenn das Bremspedal 2 rascher niedergetreten wird, strömt das Bremsfluid so rasch in die Steuerdruckkammer 55 durch die Reduzierbohrung 65 aus der Einlaß-Druckkammer 54 ein, wie sich der Steuerkolben 51 nach links bewegt, obwohl die Reduzierbohrung 65 einen höheren Widerstand gegenüber dem Bremsfluidstrom ausübt und ein höherer Bremsdruck von der Einlaß-Druckkammer 54 ausgeübt wird. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich der Steuerkolben 51 mit einiger Beschleunigung nach links. Selbst wenn die Verzögerung des Fahrzeugs nicht so hoch ist, daß das Kugelventil 60 aufgrund seiner Trägheit nach rechts rollt, kommt das Kugelventil 60 doch mit dem Ventilsitz 64 aufgrund der nach links gerichteten Beschleunigung des Steuerkolbens 51 in Berührung. Das Bremsfluid in der Steuerdruckkammer 55 wird durch das Kugelventil 60 und den Ventilsitz 64 eingeschlossen. Daher wird die Linksverschiebung des Steuerkolbens 51 zeitweilig unterbrochen. Da die Verzögerung des Fahrzeugs jedoch noch nicht den vorgegebenen Wert erreicht hat, bewegt sich das Kugelventil 60 nach links in die Ausgangsposition. Das Bremsfluid strömt wiederum in die Steuerdruckkammer 55 aus der Einlaß-Druckkammer 54 und bewegt den Steuerkolben 51 nach links. Nach diesem Vorgang oder nach einer mehrfachen Durchführung dieses Vorganges erreicht die Verzögerung des Fahrzeugs den vorgegebenen Wert, und das Kugelventil 60 kommt in Berührung mit dem Ventilsitz 64 und unterbricht die Bremsfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Steuerdruckkammer 55.

Wie oben ausgeführt wurde, kommt das Kugelventil 60 bei raschem Niedertreten des Bremspedals 2 in Berührung mit dem Ventilsitz 64, wenn der Steuerkolben nach links beschleunigt wird, bevor die Verzögerung des Kraftfahrzeugs den vorgegebenen Wert erreicht. Demnach wird die Strömungsgeschwindigkeit des Bremsfluids in die Steuerdruckkammer 55 im allgemeinen gesenkt, damit der Einfluß einer über=» raäßig ansteigenden Geschwindigkeit des Bremsfluics "der.Einlaß-Druckkammer vermieden werden kann. Die Vorspannkraft

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wird dementsprechend auf einen zweckmäßigen Wert festgelegt.

Anschließend soll die Beziehung zwischen der Vorspannkraft der ersten Feder 68 und der Bewegung des Druckregelkolbens 24 erläutert werden.

Wenn die Vorspannkraft der zweiten Feder 69 mit F~ bezeichnet wird und im übrigen die Fläche des Abschnitts 26 kleineren Durchmessers des Kolbens 24, die der Einlaß-Druckkammer 54 zugewandt ist, mit A₂ bezeichnet wird, die Fläche des Abschnitts 25 größeren Durchmessers, die der Auslaß-Druckkammer 27 zugewandt ist, mit A- bezeichnet wird, eine Kraft F₇. auf den Kolben 24 nach links und eine weitere Kraft F₇₁ auf den Kolben 24 nach rechts ein-

wirkt, ergeben sich folgende Gleichungen:

F₁, = (F₁ - F₀) + A₀. P und F_R = A₁ · P .

In diesen Gleichungen werden mit F.. die Vorspannkraft der ersten Feder 68 und mit P der Fluiddruck in der Einlaß-Druckkammer 54 oder der mit dieser verbundenen Auslaß-Druckkammer 27 bezeichnet.

Der Bremsfluiddruck der Auslaß-Druckkammer 27 steigt mit demjenigen der Einlaß-Druckkammer 54. Wenn die Kraft F_R, die den Kolben 24 nach rechts vorspannt, größer als die entgegengesetzte Kraft F_ ist, die nach links wirkt, beginnt der Kolben 24 mit der Verschiebung nach rechts. Da der Schaft 42 des Ventilgliedes 43 durch die Feder 44 in Berührung mit dem linken geschlossenen Ende öed Bohrungsabschnitts 16a gehalten wird, berührt das Ventilglied 43 5 den Ventilsitz 45 und unterbricht die Breinsfluidverbindung zwischen der Einlaß-Druckkammer 54 und der Auslaß-Druckkru'iTiier 2⁷, Daher beginnt die Regelung des "^.■■.-rusflaictdruckes

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mit der Auslaß-Druckkammer 27. Der Steuerungs-Ausgangsdruck beträgt Pc. Bei diesem Druck erfolgt eine vollständige öffnung oder Schließung der Ventile. Dies ist derje«- nige Druck, bei dem die Kraft, die den Kolben 24 nach rechts verschiebt, im wesentlichen gleich der entgegengesetzten Kraft ist, die nach links wirkt. Daher gilt die folgende Gleichung:

P_c ,

10

daraus ergibt sich

F— F
1 9

15

Der Steuer-Ausgangsdruck Pc ist daher proportional zu der Differenz zwischen der Vorspannkraft F₁ der ersten Feder 68 und der Vorspannkraft F₂ der zweiten Feder 69. Die Vorspannkraft F₁ der ersten Feder 68 wird bestimmt durch den Bremsfluiddruck Pg, bei dem die Verzögerung des Fahrzeugs den vorgegebenen Wert erreicht, wie aus Gleichung (1) hervorgeht. Dementsprechend ist die Beziehung zwischen dem Steuer-Ausgangsdruck Pc und dem Bremsfluiddruck Pg folgender Gleichung zu entnehmen:

A₄-A₃ F₂ ^Pc ⁼ A₁ - A₂ ^Pg " A₁ - A₂

Der Steuer-Ausgangsdruck Pc ist so gewählt, daß er höher liegt als der Bremsfluiddruck Pg, bei dem das Kugelventil 60 den Ventilsitz 64 berührt. Daher sind die Flächen A₁ und A₂ der Abschnitte 25 und 26 des Gehäuses 24 und die Vorspannkraft F₂ des zweiten Kolbens 69 in geeigneter Weise festgelegt. Mit anderen Worten, der Kolben 24 ist so ausgestaltet , daß er sich nach rechts verschiebt, wenn der Bremsfluiddruck höher als der Bremsfluiddruck Pg ist,

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Aus der Gleichung (3) läßt sich die Verzögerung cc _c errechnen, die das Fahrzeug erfährt, Wenn der Bremsfluiddruck P den Wert des Steuer-Ausgangsdruckes Pc erreicht.

Im allgemeinen wird eine Verzögerung * des Kraftfahrzeugs wiedergegeben durch folgende Gleichung:

0, _ g

⁼ Tf

In dieser Gleichung ist g die Erdbeschleunigung, W das Gewicht des Kraftfahrzeugs und B eine Bremskraft, die in den Rädern erzeugt wird. Da die Bremskraft B proportional zu dem Bremsfluiddruck P ist, ergibt sich folgende Beziehung:

15

In dieser Gleichung ist K eine Konstante. Aus den Gleichungen (3) und (4) setzt sich die Verzögerung <* des Fahrzeugs bei dem Steuer-Ausgangsdruck Pc wie folgt zusammen:

A—A F

^ΆΑ ^Ά3 _m QJ₁ _ 2 . K

^Λσ A₁-A₀ " g A₁-A₇ W ,..,(5) ,

In dieser Gleichung ist <* die Verzögerung des Fahrzeugs,

A -A " -ι

Der erste Ausdruck , *~4 3 <* » ist konstant, da t*

A -A "
konstant ist. 1 2

Der zweite Ausdruck ₍ ^F2 , . K_{} n±jnmt m±t der} _Zunahme

1 2
des Gewichts des

3Q Fahrzeugs ab.

F₉
Da ^—^— · K > 0 ist, ist die Verzögerung c* des Kraft-

A₁ -A₂

fahrzeugs kleiner, wenn das Gewicht des Kraftfahrzeugs kleiner ist, nämlich wenn das Kraftfahrzeug nicht belastet ist, und nimmt zu mit der Belastung des Fahrzeugs.

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Bei weiterer Betätigung des Bremspedals 2 wird der Druck der Einlaß-Druckkammer 54 höher als der Steuer-Ausgangsdruck Pc. Die Fläche A₂ des Abschnitts 26 geringeren Durchmessers des Kolbens 24 wird dem erhöhten Fluiddruck in der Einlaß-Druckkammer 54 ausgesetzt. Dementsprechend bewegt sich der Kolben 24 nach links und trennt das Ventilglied 43 von dem Ventilsitz 45. Damit strömt Bremsfluid von der Einlaß-Druckkammer 54 in die Auslaß-Druckkammer Der Kolben 24 wird jedoch wiederum nach rechts verschoben, bevor der Bremsfluiddruck in der Auslaß-Druckkammer 27 den erhöhten Wert der Einlaß-Druckkammer erreicht. Dies beruht darauf, daß die Fläche A₁ des Abschnitts 25, die der Auslaß-Druckkammer 27 gegenüberliegt, größer ist als die Fläche A₂ des Abschnitts 26, die der Einlaß-Druckkammer 54 gegenüberliegt. Das Ventilglied 43 berührt wiederum den Ventilsitz 45. Die Trennung und Berührung des Ventilglieds 43 wiederholen sich bei einem Bremsfluiddruck jenseits des Steuer-Ausgangsdrucks Pc, Der Bremsfluiddruck wird daher in der Auslaß-Druckkammer geregelt, die mit den Radbremszylindern 13 und 14 verbunden ist.

Wenn die Fluiddrücke in der Einlaß-Druckkammer 54 und der Auslaß-Druckkammer 27 mit P. und P bezeichnet werden, ergibt sich zwischen P. und P folgende Beziehung:

25

P₀ = A₂ . P_{1 +} (F₁ - F₂) .

Daraus folgt :

A₉ (F, - F₉)

p » 2 . p + ^{1 2}

Dementsprechend ist die Aristiegsgeschwxndigkeit des Fluid« drucks P in der Auslaß-Druckkammer 27 vm den Faktor A₂/A₁ ( < 1) geringer als der Fluiddruck P₁. in der Einlaß-Druckkammer 54, Dieser Bremsfluiddruck'wird an die hinteren Bremszylinder 13 und 14" übermittelt,"

J' Γ- ^:~ S -° '?■ / λ ■*■»

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Die zuvor beschriebene Ausfuhrungsform hat folgende Vorteile,

(1) Die zweite Feder 69 ist so angeordnet, daß sie der Federkraft der ersten Feder 68 entgegenwirkt und den druckregelnden Kolben 24 in Öffnungsrichtung des Ventilgliedes 43 vorspannt. Die Verzögerung des Fahrzeugs bei Beginn der Fluiddrucksteuerung (Umschaltpunkt) kann dementsprechend zunehmen, wenn der Bremsfluiddruck zu dem Zeitpunkt, an dem die Verzögerung des Fahrzeugs den vorgegebenen Wert erreicht, zunimmt, nämlich wenn die Belastung des Fahrzeugs zunimmt.

(2) Der Steuerkolben 51 ist gleitend in der abgestuften Zylinderbohrung 16 angeordnet. Das Kugelventil, das auf die Verzögerung des Fahrzeugs anspricht, befindet sich in einer Aussparung des Steuerkolbens 51, Der Abschnitt geringeren Durchmessers des Steuerkolbens 51 ist dem Druck des Bremsfluids in der Einlaß-Druckkammer 54 ausgesetzt, und der Abschnitt größeren Durchmessers ist dem Druck des Bremsfluids in der Steuerdruckkammer 55 unterworfen. Wenn dementsprechend die Verzögerung abgetastet wird, werden das Kugelventil 60 und der Ventilsitz, der mit dem Steuerkolben 51 fest verbunden ist, miteinander bewegt, so daß das Drucksteuerventil dieser Ausführungsform sehr genau anspricht. Die Zeit bis zur Schließung des Ventils ist verkürzt.

(3) Die Drossel- oder Reduzierbohrung 65 befindet sich im Steuerkolben 51. Wenn daher das Bremspedal 2 rasch niedergetreten wird, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Bremsfluids von der Einlaß-Druckkammer 54 in die S teuercSruckkammer 55 verringert. Die Verzögerung der Verzögerung des Fahrzeugs gegenüber der Aufbringung dar Bremskraft auf die Radzylindar wiz*d durch diesen Reduzierungseffekt ausgeglichen. Das Auftreten von unerwünscht hohen Bremsf-luiddrilckeii kann ebenfalls \*ermieden werdsn.

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(4) Wenn das Bremspedal 2 schneller niedergetreten wird, strömt das Bremsfluid in die Steuerkammer 55 mit hoher Geschwindigkeit ein. Obgleich die Verzögerung des Fahrzeugs geringer als der vorgegebene Wert ist, wird der Ven" tilsitz 64 des Steuerkolbens 51 mit Beschleunigung verschoben und berührt das Kugelventil, Dadurch kann vermieden werden, daß der Bremsfluiddruck in der Steuerdruckkam<mer 55 unangemessen hoch wird. Mit anderen Worten, das Kugelventil 60 dient als Drosselventil, bis das Kraftfahrzeug die vorgegebene Verzögerung erreicht, damit das Kugelventil aufgrund seiner Trägheit gegen den Ventilsitz 64 rollen kann,

(5) Das Kugelventil, das auf die Verzögerung anspricht,

ist in der Aussparung des Steuerkolbens 51 angeordnet. Eine spezielle Kammer zur Aufnahme des Kugelventils 60 ist nicht vorgesehen. Dies führt zu einer kompakten Konstruktion.

(6) Der tassenförmige Federteller 50 ist am freien Ende des Kolbens 24 befestigt. Ein Ende der ersten Feder 68 wird durch den flachen Boden des Federtellers 50 aufgenommen, und ein Ende der zweiten Feder 69 wird durch den Flansch 47 des Federtellers 50 gehalten. Auf diese Weise können die erste und zweite Feder 68,69 mit einer sehr einfachen Konstruktion festgehalten werden. Im übrigen sind die Federn an dem Steuerventil abgestützt.

Anschließend soll eine zweite Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 2 und 3 beschrieben werden. Soweit Teile der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 mit entsprechenden Teilen der Fig. 1 übereinstimmen, tragen sie die gleichen Bezugsziffern und werden nicht erneut erläutert.

Das Drucksteuerventil der zweiten Ausführungsform ist allgemein mit 80 bezeichnet. Eine stufenweise abgesetzte Zylinderbohrung 81 umfaßt Bohrungsabschnitte 81a bis 81g,

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die sich innerhalb eines Gehäuses 82 eines Steuerventils 80 befinden. Die Durchmesser der Zylinderbohrungen 81a bis 81g nehmen stufenweise in dieser Reihenfolge zu. Die Zylinderbohrung 81 ist an einem Ende offen. 5

Der Abschnitt 25 des druckregelnden Kolbens 24 liegt gleitend in dem Bohrungsabschnitt 81a und bildet die Auslaß-Druckkammer 27. Ein ringförmiges Zwischenstück 84 ist eng in den Bohrungsabschnitt 81c eingepaßt. Der Abschnitt 26 kleineren Durchmessers des Kolbens 24 liegt gleitend in einer Mittelöffnung 83 des Zwischenstücks 84 und ist gegen die öffnung durch Dichtringe 122 und 124 abgedichtet. Die Luftkammer 31 liegt zwischen dem Abschnitt 26 des Kolbens 24 und dem Bohrungsabschnitt 81b und steht über den Kanal 33 und das Filter 38 mit dem Äußeren des Gehäuses 82 in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform in Verbindung.

Das ringförmige Zwischenstück weist einen Plansch 84a auf, der innerhalb des Bohrungsabschnittes 81d liegt. Der Flansch 84a dient als Federteller/ wie später näher erläutert werden soll, und wird gegen eine Stufenfläche 85 zwischen den Bohrungsabschnitten 81c und 81d angedrückt.

Ein Steuerkolben 88 umfaßt einen Abschnitt 86 kleineren Durchmessers und einen Abschnitt 87 größeren Durchmessers und liegt gleitend innerhalb der Bohrungsabschnitte 81e und 81 f. Der Abschnitt 86 des Steuerkolbens 88 liegt in dem Bohrungsabschnitt 81e und der Abschnitt 87 in dem Bohrungsabschnitt 81 f. Die Einlaß-Druckkammer 54 liegt zwischen dem ringförmigen Zwischenstück 84, das an dem Kolben 24 angebracht ist, und dem Steuerkolben 88. Eine Steuerdruckkammer 120 befindet sich zwischen dem Steuerkolben 88 und einem Deckel 89, der das offene Ende der Zylinderbohrung 81 verschließt. Wie bei der ersten Ausführungsform der Fig. 1 ist die Luftkammer 58 zwischen der Umfangsflache des Abschnitts 86 des Steuerkolbens 88 und

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der inneren Wand des Bohrungsabschnitts 81e vorgesehen. Der Deckel 89 ist im offenen Ende der Zylinderbohrung mit Hilfe eines Halteringes 90 festgelegt.

Eine Aussparung 91 befindet sich in dem Steuerkolben 88 und ist an ihrem linken Ende in Fig. 2 offen. Eine im wesentlichen tassenförmige Kugelführung 92 aus Kunstharz befindet sich in der Aussparung 91 und ist zum rechten Ende hin offen. Ein Kugelventil 94 liegt drehbar in einer Ventilkammer 93, die durch die Aussparung 91 und die Kugelführung 92 gebildet wird. Axialnuten 95 sind auf der Außenfläche der Kugelführung 92 in geeigneten Abständen angeordnet. Ein Federteller 97, der als Abstützung für die Kugelführung 92 dient, ist am offenen Ende der Aussparung 91 mit Hilfe eines Halteringes 96 festgelegt und deckt die Aussparung 91 ab.

Ein Ansatz 98 befindet sich im Mittelbereich am rechten Ende des Steuerkolbens 88 und kann mit der Innenwand des Deckels 89 in Berührung treten. Eine Mittelbohrung 99 befindet sich in dem Ansatz 98 und verbindet die Einlaß-Druckkammer 54 mit der Steuerdruckkammer 120. Drosselnuten 100 und 101 befinden sich in der rechten Stirnfläche des Ansatzes 98, wie aus Fig. 3 hervorgeht, und erstrecken sich in Radialrichtung, Wenn der Ansatz 98 die Innenfläche des Deckels 89 berührt, steht die Mittelöffnung 99 des Steuerkolbens 88 lediglich über die radialen Drosselnuten 100 und 101 mit der Steuerdruckkammer 120 in Verbindung. Auf diese Weise wird eine variable Drosselstelle 102 durch den Ansatz 98, die Innenfläche des Deckels 89 und die Drosselnuten 100 und 101 geschaffen.

Ein Ventilsitz 103 für das Kugelventil 94 ist in die Mittelöffnung 99 eingesetzt und mit Hilfe einer Halterung 104 gehalten. Wenn das Fahrzeug die vorgesehene Verzögerung erreicht hat, rollt die Ventilkugel 94 aus der Kugelführung 92 nach rechts und berührt den Ventilsits 1Ö3_P

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Auf diese Weise ergibt sich ein auf eine Verzögerung ansprechendes Ventil 130 durch das Kugelventil 94 und den Ventilsitz 103, das einen Kanal 106 öffnet und schließt, der gebildet wird durch die Axialnuten 95 der Kugelführung 92, die Ventile 93, eine Mittelöffnung 105 der Halterung 104 und die Mittelöffnung 99. Die Einlaß-Druckkammer 34 steht über den Kanal 106 mit der Steuerdruckkammer 90 in Verbindung,

Ein im wesentlichen tassenförmiger Federteller 107 liegt gleitend in dem Bohrungsabschnitt 81e der Einlaß-Druckkammer 54 zwischen dem Kolben 24 und dem Steuerkolben 88, Der Federteller 107 besteht im wesentlichen aus zylindri" sehen Aufnahmeteilen 108 und 109, die miteinander verbunden sind. Das eine Aufnahmeteil 108 gleitet auf der Innenwand des Bohrungsabschnitts 81e und weist einen Zylinderabschnitt 110 sowie einen Flansch 111 auf, der vom rechten Ende des Zylinderabschnitts 110 nach innen umgebogen ist. Axialnuten befinden sich in geeigneten Abständen auf der Innen- und Außenfläche des Zylinderabschnitts 110. Das andere Aufnahmeteil 109 weist einen Boden 117, einen Zylinderabschnitt 114 und einen Flansch 112 auf, der vom rechten Ende des Zylinderabschnitts 114 nach außen umgebogen ist. Der Durchmesser des Zylinderab-Schnitts 114 des Aufnahmeteils 109 ist kleiner als der Durchmesser des Zylinderabschnitts 110 des Aufnahmeteils 108. Der Flansch 112 des Aufnahmeteils 109 ist an dem Flansch 111 des Aufnahmteils 108 befestigt, beispielsweise durch Schweißen, öffnungen 113 befinden sich in dem Zylinderabschnitt 114 des Aufnahmeteils 109. Der Boden 117 des Aufnahmeteils 109 weist im Mittelbereich eine kegelstumpf förmige Auswölbung 115 auf. Eine Mittelöffnung 116 befindet sich in dieser Auswölbung 115. Die Auswölbung 115 berührt das freie Ende des Kolbens 24.

Die vorgespannte Feder 68 liegt zwischen dem Boden 117 des Aufniihiiseteils 104 unc! dem Federteller 91, der an der.;

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Steuerkolben 88 befestigt ist. Der Kolben 24 und der Steuerkolben 88 werden in entgegengesetzte Richtungen durch die erste Feder 68 aufeinandergedrückt. Daher wird das linke Ende des Kolbens 24 gegen die Bodenfläche der Zylinderbohrung 81 angedrückt, und der Ansatz 98 des Steuerkolbens 88 wird gegen die Innenfläche des Deckels 89 gedrückt. Die vorgespannte zweite Feder 69 liegt zwischen dem Flansch 112 des Aufnahmeteils 108 und dem Flansch 84a des ringförmigen ZwisehenStücks 84, Die Vorspannkraft der zweiten Feder 69 ist geringer als diejenige der ersten Feder 68. Der Flansch 84a des ringförmigen Zwischenstücks 84 wird gegen die Stufenflächen 85 gedrückt. Die zweite Feder 6 9 drückt das Ventil in Richtung entgegengesetzt zu der Vorspannkraft der Feder 68» Die Einlaß-Druckkammer 54 steht über den Kanal 19 und den Einlaß 20 mit der Leitung 8 in Verbindung, die mit dem Hauptzylinder 1 verbunden ist. Die Einlaß-Druckkammer 54 steht im übrigen über eine Mittelöffnung 118 des Federtellers 97 und eine Mittelöffnung 119 der Kugelführung 92 mit der Ventilkammer 93 in Verbindung.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform eines Drucksteuerventils entspricht im wesentlichen derjenigen des Druck" Steuerventils 9 gemäß Fig. 1, ausgenommen die Arbeitsweise der Reduzierbohrung 65 der Fig. 1 und der Drosselstelle 102 der Figuren 2 und 3.

Der Drosseleffekt der Reduzierbohrung 6 5 gemäß Fig. 1 ist konstant, unabhängig von der Bewegung des Steuerkolbens

51. Demgegenüber ist der Drosseleffekt der Drosselstelle 102 gemäß Fig. 2 unterschiedlich entsprechend der Bewegung des Steuerkolbens 88. Daher weist die Drosselstelle 102 der zweiten Ausführungsform einen gewissen Drosselef^- fekt auf, wenn nicht der Ansatz 98 des Steuerkolbens 88 von der Innenfläche des Deckels 89 getrennt wird, da die Drosselwirkung durch die Drosselnuten 100 und 101 des Ansatzes 98 und die Innenfläche des Deckels 89 erreicht

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wird, die einander berühren.

Bei der Ausführungsforin der Fig. 1 besteht in einigen Fällen die Gefahr, daß ein erforderlicher Bremsfluiddruck bei Beginn der Steuerung nicht bei einem Automobil erreicht werden kann, das voll beladen ist und plötzlich gebremst wird, da die Reduzierbohrung 65 einen Drosseleffekt auch nach Beginn der Bewegung des Steuerkolbens 88 liefert. Bei der zweiten Ausführungsform kann diese Gefahr durch die variable Drosselstelle 102 ausgeschaltet werden.

Obwohl die Ausführungsform gemäß Fig. 2 im wesentlichen dieselben Vorteile wie diejenige in Fig, 1 aufweist, ergeben sich folgende zusätzliche Vorteile.

15

Die erste und zweite Feder 68 und 69 liegen in dem tassenförmigen Federteller 107, der gleitend innerhalb des Bohrungsabschnitts 81e angeordnet ist. Daher besteht keine nennenswerte Möglichkeit, daß die Federn 68 und 69 aus der Mittelachse der Zylinderbohrung 81 ausweichen. Sie können auf diese Weise stabiler in der Zylinderbohrung 81 ge^- halten werden.

Die Erfindung gestattet eine Reihe von Abwandlungen, Bei- " spielsweise kann der Federteller 50, der gemäß Fig. 1 die '> Federn 68 und 69 hält, fortgelassen werden. In diesem FaI^ Ie kann der Kolben 64 nach rechts in Bezug auf Fig. 1 verlängert sein, und ein Flansch kann am rechten Ende aus·- gebildet sein. Die Federn können durch rechte und linke Oberflächen des Flansches aufgenommen werden.

Im übrigen erstreckt sich bei der Ausführungsform der Fig. 1 die zweite Feder 69 zwischen der Stufe 70 der Zylinderbohrung 16 und dem Flansch 47 des Federtellers 50, In einer Abwandlung kann sich die Feder 69 innerhalb der Auslaß-Druckkammer 27 erstrecken. In diesem Falle kann die Feder mit einem Ende durch den Boden der Zylinderbohrung

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16 und mit dem anderen Ende durch den Kolben 24 abge^ stützt werden.

Im übrigen sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 die Kolben 24 und 51 voneinander getrennt. Der Kolben 24 kann jedoch nach rechts so verlängert sein, daß er in dem Kolben 51 gleitet. In diesem Falle muß die Konstruktion des Kolbens 51 und der Einlaß-Druckkammer geändert werden, und zur Verbindung mit der Einlaß-Druckkammer 54 sollte eine Radialbohrung in dem Kolben 24 vorgesehen sein.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind die Drosselnuten 100 und 101 in dem Ansatz 98 des Steuerkolbens 88 vorgesehen. Sie können sich jedoch auch in der Innenwand des Deckels 89 befinden. Auf diese Weise ergibt sich die gleiche Wirkung der Drosselstelle 102,

Claims

Patentanwälte TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D -8000 MUnchen 22 D -4800 Bielefeld Triftstraße 4 Siekerwall 7 F 3 St/ri

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NIPPON AIR BRAKE CO., LTD. 1-46, Wakinohama-kaigandori Fukiai-ku, Kobe-shi, JAPAN

DRUCKSTEUERVENTIL FÜR BREMSFLUIDE

PRIORITÄT: 29. Juni 1978, Japan, No. 79164/1978

PATENTANSPRÜCHE

iy Drucksteuerventil für das Bremsfluid eines Brems*« systems, das auf eine Verzögerung des gebremsten Fahrzeugs anspricht, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (15,82) mit einer Zylinderbohrung (16,81), einen ersten, in der Zylinderbohrung gleitenden Kolben (24) , einen zweiten, eine Aussparung (59>91) aufweisenden, in der Zylinderbohrung gleitenden Kolben (51 ,88), eine erste Fluiddruckkammer (54) in der Zylinderbohrung zwischen den beiden Kolben, eine zweite Fluiddruckkammer (27) in

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der Zylinderbohrung auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Kolbens, eine dritte Fluiddruckkammer (54) a.uf der gegenüberliegenden Seite des zweiten Kolbens in der Zylinderbohrung, einen ersten Kanal (39,41), der die erste und zweite Fluiddruckkammer (54,27) miteinander verbindet _f einen zweiten Kanal (65,67,103), der die erste und dritte Fluiddruckkammer (54,120) miteinander verbindet und die Aussparung (59,91) des zweiten Kolbens einschließt, ein erstes Ventilglied (43) zur öffnung und Schließung des ersten Kanals, ein zweites Ventilglied (60,94), das auf eine Verzögerung anspricht, in der Aussparung (59,91) liegt und den zweiten Kanal öffnet und schließt, eine erste Feder (68) zwischen dem ersten und zweiten Kolben (24,51,88), die den ersten Kolben in Richtung von der ersten Fluiddruckkammer (54) zu der zweiten Fluiddruckkammer (27) vorspannt und den zweiten Kolben (51,88) in Richtung von der ersten Fluiddruckkammer (54) in Richtung der dritten Fluiddruckkammer (55,120) vorspannt, eine zweite Feder (69) zwischen dem Gehäuse und dem ersten Kolben (24), der diesen in Richtung von der zweiten Fluiddruckkammer zu der ersten Fluiddruckkammer vorspannt, und eine derartige Auslegung des zweiten Ventilglieds (60,94), daß dieses den zweiten Kanal bei einer Verzögerung des Fahrzeugs schließt, wenn diese einen vorgegebenen Wert erreicht hat.
2. Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch g e *■· kennzeichnet, daß die erste und zweite Feder (68,69) durch einen gemeinsamen Federteller (50,107,108,

109) aufgenommen werden.
3. Drucksteuerventil nach Anspruch 2, dadurch g e ·* kennzeichnet, daß der gemeinsame Federteller (50,107,108,109) im wesentlichen tassenförmig ausgebildet ist und einen Flansch und einen Boden aufweist, daß die erste Feder (68) durch den Boden und die zweite Feder ■(69) durch den Flansch abgestützt wird.

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4. Drucksteuerventil nach Anspruch 2, dadurch ge« k en η ze i c hne t, daß der gemeinsame Federteiler (2) im wesentlichen tassenförmige zylindrische Aufnahme"-teile (108,109) umfaßt, die konzentrisch zueinander angeordnet und miteinander befestigt sind, daß das erste Aufnahmeteil (108) einen Zylinderabschnitt (110) umfaßt, der gleitend in einen Bohrungsabschnitt (81e) eingesetzt ist, und daß das zweite Aufnahmeteil einen Zylinderab*- schnitt (114), einen Flansch und einen Boden aufweist, wobei die erste Feder (68) durch den Boden des zweiten Aufnahmeteils und die zweite Feder (69) durch den Flansch des zweiten Aufnahmeteils erfaßt wird und sich zwischen den zylindrischen Aufnahmeteilen erstreckt.
5. Drucksteuerventil nach Anpsruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Axialnuten (95) auf der Innen- und Außenfläche des Zylinderabschnitts (110) des ersten Aufnahmeteils (108) vorgesehen sind.
6, Drucksteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drosselstelle (65,100,101) in dem zweiten Kanal vorgesehen ist und daß die Aussparung (59,91) über die Drosselstelle mit der dritten Fluiddruckkammer (55,120) in Verbindung steht,
7. Drucksteuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle eine Re<duzierbohrung (65) in einem Endbereich des zweiten KoI-bens (51) ist,
8. Drucksteuerventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselstelle eine variable Drosselstelle ist, deren Drosseleffekt sich mit der Bewegung des zweiten Kolbens ändert.
9. Drucksteuerventil nach Anspruch 8, dadurch g e -

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kennzeichnet, daß die variable Drosselstelle (102) gebildet wird zwischen einem Ende des zweiten Kolbens (88) und der Innenwand des Deckels (89) der Zylinderbohrung (81).
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10. Drucksteuerventil nach Anspruch 9, dadurch g e kennzeichnet, daß die variable Drosselstelle (102) wenigstens zwei Drosselnuten (100,101) umfaßt, die in der Stirnfläche des zweiten Kolbens und/oder der Innenwand des Deckels der Zylinderbohrung ausgebildet sind.
11. Drucksteuerventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Drosselstelle (102) an einem Ende des zweiten Kolbens (88) ausgebildet ist und wenigstens eine Drosselnut (100,101) in der Innenwand des Deckels (89) der Zylinderbohrung umfaßt.
12. Drucksteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kolben (24) eine kleinere Oberfläche, die dem Fluiddruck der ersten Fluiddruckkammer (54) ausgesetzt ist, und eine größere Fläche, die dem Fluiddruck der zweiten Fluiddruckkammer (27) ausgesetzt ist, umfaßt.
13. Drucksteuerventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (51,38) eine kleinere Fläche, die dem Fluiddruck der ersten Fluiddruckkammer (54) ausgesetzt ist, und eine größere Fläche, die dem Fluiddruck der dritten Fluiddruckkammer (55,120) ausgesetzt ist, umfaßt,
14. Drucksteuerventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied zwischen der kleineren und der größeren Fläche des ersten Kolbens (24) geringer ist als derjenige zwischen der kleineren und größeren Fläche des zweiten Kolbens (51,88) .

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15. Drucksteuerventil nach Anspruch 12, dadurch g e kennzeichnet, daß der erste Kolben (24) stufenweise abgesetzt ist.
16. Drucksteuerventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kolben (51,88) stufenweise abgesetzt ist.
17. Drucksteuerventil nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (60,94), das auf eine Verzögerung des Fahrzeugs anspricht, eine auf der Wand der Aussparung (59,91) abrollende Kugel ist.
18. Drucksteuerventil nach Anspruch T7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied (60, 94) in einer im wesentlichen tassenförmigen Kugelführung (92) liegt, die in der Aussparung (91) angeordnet ist,
19. Drucksteuerventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelführung (92) eine Umfangswand und einen Boden einschließt, daß Nuten in dar Umfangswand ausgebildet sind und daß eine öffnung im Boden vorgesehen ist, wobei die Nuten und die öffnung innerhalb des zweiten Kanals liegen.
20. Drucksteuerventil nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventilglied eine Ventilkugel ist.
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