DE3044309C2 - Pressure ratio valve for brake systems in motor vehicles - Google Patents
Pressure ratio valve for brake systems in motor vehiclesInfo
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- DE3044309C2 DE3044309C2 DE19803044309 DE3044309A DE3044309C2 DE 3044309 C2 DE3044309 C2 DE 3044309C2 DE 19803044309 DE19803044309 DE 19803044309 DE 3044309 A DE3044309 A DE 3044309A DE 3044309 C2 DE3044309 C2 DE 3044309C2
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- B60T8/262—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force characterised by producing differential braking between front and rear wheels using valves with stepped characteristics
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckverhältnisventil für Bremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem auf seiner kleinen Wirkfläche vom Steuerdruck und auf seiner größeren Wirkfläche vom ausgesteuerten Druck beaufschlagten Differenzialkolben sowie mit einem vom Steuerdruck auf einer Wirkfläche beaufschlagten, auf einer Feder gehäuseseitig abgestützten Hilfskolben, der beim Oberschreiten des durch die Feder festgelegten Druckwertes durch den Steuerdruck eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Differenzialkolben unter Addition der Wirkflächen des Differenzialkolbens und des Hilfskolbens eingehtThe invention relates to a pressure ratio valve for brake systems of motor vehicles, with one on its small effective area from the control pressure and on its larger effective area from the controlled pressure Pressure-acted differential piston as well as with one acted upon by the control pressure on an active surface, on a spring on the housing side supported auxiliary piston, which when exceeded by the The pressure value set by the spring creates a force-locking connection with the differential piston through the control pressure with the addition of the effective areas of the differential piston and the auxiliary piston
Derartige Druckverhhältnisventile sind aus der US-PS 34 92 052 oder der DE-AS 16 55 774 bekannt In dem Differenzialkolben ist dabei ein Doppelventilkörper federnd aufgehängt, der mit dem Gehäuse ein Auslaßventil und mit dem Differenzialkolben ein Eiilaßventil bildet Wenn der Differenzialkolben durch eine gehäuseseitig abgestützte Feder im Öffnungssinne des Einlaßventiles gegen Anschläge vorgespannt gehalten wird, wird damit erreicht, daß das Einlaßventil bei Beginn einer Druckluftdurchsteuerung, also bei Beginn einer Bremsung, offensteht, so daß der eingesieuerte Druck als ausgesteuerter Druck durchgesteuert wird. Fehlt eine solche Feder, dann wird von Anfang an eine Druckuntersetzung entsprechend den Wirkflächen des Differenzialkolbens erreicht Der ausgesteuerte Druck wächst also in einem ersten Druckbereich schwächer als der eingesteuerte Druck. In einem zweiten Dnickbereich soll der ausgesteuerte Druck wieder stärker ansteigen als der eingesteuerte Druck. Schließlich soll der ausgesteuerte Druck gleich dem eingesteuerter. Druck sein.Such pressure ratio valves are known from US-PS 34 92 052 or DE-AS 16 55 774 In a double valve body is resiliently suspended from the differential piston, which is connected to the housing Outlet valve and with the differential piston an egg outlet valve forms when the differential piston through a spring supported on the housing side is biased against stops in the opening direction of the inlet valve is held, it is achieved that the inlet valve at the beginning of a compressed air control, so at the beginning of braking, is open, so that the pressure fed in as controlled pressure will. If such a spring is missing, a pressure reduction according to the The effective area of the differential piston is reached. The output pressure increases in a first step Pressure range weaker than the set pressure. In In a second lowering area, the controlled pressure should rise more sharply than the controlled pressure Pressure. After all, the output pressure should be the same as the input pressure. Be pressure.
Eine solche Kennlinie des ausgesteuerten Druckes über dem eingesteuerten Druck ist insbesondere für die Abbremsung einer Vorderachse eines Kraftfahrzeuges unter Beachtung der Verhältnisse der Auslegung der jeweiligen Radbremsen und der dynamischen Achslastverlagerung beim Bremsen sinnvolLSuch a characteristic curve of the output pressure over the input pressure is particularly useful for Braking a front axle of a motor vehicle taking into account the conditions of the design of the respective wheel brakes and the dynamic axle load shift during braking
Eine derartige Kennlinie wird bei dem bekannten Druckverhältnisventilen bereits erreicht Jedoch muß die den Hilfskolben gehäustseitig abstützende Feder relativ stark ausgebildet sein, weil der Hilfskolben von Anfang an auf seiner dem Steuerdruck zugekehrten Wirkfläche beaufschlagt wird. Bei einer Steigerung des Steuerdruckes bleibt der Hilfskolben infolge der ihn belastenden Feder zunächst in Ruhe, und es bewegt sich nur der Differenzialkolben, wobei aufgrund der verschiedenen Wirkflächen der ausgesteuerte Druck weniger stark ansteigt als der eingesteuerte Druck. Oberhalb eines bestimmten Steuerdruckes wird die Kraft der den Hilfskolben belastenden Feder überwunden, so daß der Hilfskolben in Richtung auf den Differenzialkolben verschoben wird. Nach Überwindung des Abstandes zwischen den zueinander gehörigen Anschlägen des Hilfskolbens und des Differenzialkolbens geht der Hilfskolben eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Differenzialkolben ein. Der auf diese Weise gebildete Kolbenverbund weist auf der Seite des Steuerdruckes eine größere Fläche als auslaßseitig auf. Damit wird eine Kennlinie erreicht, bei der der ausgesteuerte Druck entsprechend abgeknickt verläuft. Da sich bei diesen bekannten Druckverhältnisventilen zu Beginn der Drucksteigerung nur der Differenzialkolben bewegt, der Hilfskolben jedoch zunächst in Ruhe bleibt, muß der Hilfskolben nachfolgend einen von der jeweiligen Stellung des Differenzialkolbens abhängigen Weg zurücklegen, bis er in Anlage an dem Anschlag am Differenzialkolben gelangt. Dadurch ist dort ein exaktes Einhalten desjenigen Druckwertes, bei dem der Übergang vom untersetzten zum übersetzten Druckbe-Such a characteristic is already achieved in the known pressure ratio valves. However, it must the spring supporting the auxiliary piston on the housing side can be made relatively strong because the auxiliary piston of The beginning is acted upon on its active surface facing the control pressure. With an increase in the Control pressure, the auxiliary piston initially remains at rest due to the spring loading it, and it moves only the differential piston, with the modulated pressure due to the different effective areas rises less than the applied pressure. Above a certain control pressure, the Force of the spring loading the auxiliary piston overcome, so that the auxiliary piston in the direction of the Differential piston is moved. After overcoming the distance between the belonging to one another When the auxiliary piston and the differential piston stop, the auxiliary piston has a non-positive connection with the differential piston. The piston assembly formed in this way has on the side of the Control pressure a larger area than on the outlet side. A characteristic is thus achieved in which the controlled pressure is correspondingly kinked. As in these known pressure ratio valves At the beginning of the pressure increase, only the differential piston moves, the auxiliary piston, however, initially at rest remains, the auxiliary piston must subsequently be dependent on the respective position of the differential piston Cover the distance until it comes into contact with the stop on the differential piston. So there is an exact one Compliance with the pressure value at which the transition from the reduced to the translated pressure
reich erfolgt (Knickpunkt), nicht möglich.
- Durch die DE-PS 23 33 556 ist ein Druckverhältnis einer anderen Gattung bekannt, dessen Differenzialkolben
auf seiner größeren Wirkfläche vom Steuerdruck und auf seiner kleineren Wirkfläche vom ausgesteuerten
Druck beaufschlagt wird. Ein Hilfskolben ist über einen
Anschlag und eine Feder an dem Differentialkolben abgestützt, so daß der Hilfskolben bei Bewegungen des
Differentialkolfcens, dessen Bewegung mitmacät Damit
wird zwar erreicht, daß die Vorspannung der Feder durch die Bewegung des Differentialkolbens nicht
beeinflußt wird. Es ist auch für den Hilfskolben nicht erforderlich, zunächst einen Weg zurückzulegen, ehe er
kraftmäßig auf den Differentialkolben einwirkt; nachteilig afc.r ist bei dieser Gattung, daß der-Hilfskolben
ausg<mgsseitig auch bereits zu Beginn einer Bremsung
beaufschlagt wird und damit Kräfte über die Feder auf den Differentialkolben überträgt Dies behindert das
feinfühlige Arbeiten des Differentialkolbens im untersetzten Bereich der Kennlinie.richly done (inflection point), not possible.
- From DE-PS 23 33 556 a pressure ratio of another type is known, the differential piston of which is acted upon by the control pressure on its larger effective area and by the modulated pressure on its smaller effective area. An auxiliary piston is supported by a stop and a spring on the differential piston so that the auxiliary piston mitmacät when the differential piston moves. It is also not necessary for the auxiliary piston to first cover a distance before it acts in terms of force on the differential piston; A disadvantage of this type is that the auxiliary piston is already acted on at the start of braking and thus transfers forces via the spring to the differential piston.
Die US-PS 37 71 836 und die DE-PS 16 80 087 zeigen Druckventile, einmal in Relaisbauart und einmal in durchsteuernder Bauart, wobei in beiden Fällen ein Differentialkolben ohne Hilfskolben mit zwei anströmseitig gebildeten Wirkflächen vorgesehen ist, zwischen denen ein Rückhalteventil angeordnet ist. Bei der US-PS 37 71836 ist dieses Rückhalteventil zentral angeordnet, während es bei der DE-PS 16 80 087 außerhalb angeflanscht ist Die Wirkungsweise ist aber durchaus ähnlich. Dieses Rückhalteventil durchläuft im entsprechenden Druckbereich eine Vielzahl von Abschlußstellungen, die zu einer unsauberen Festlegung des Abknickpunktes sowie auch einer treppenartigen Gestaltung des nachfolgenden übersetzten Kurventeils führen. Bei ansteigendem Steuerdruck wird zunächst das Rückhalteventil noch nicht geöffnet, sondern es findet eine Druckuntersetzung entsprechend dent Flächenverhältnis des Differentialkolbens statt Das Rückhalteventil wird auf seiner dem Steuerdruck zugekehrten Wirkfläche beaufschlagt Wird der Druck hier so hoch, daß die von der Feder aufgebrachte Kraft überwunden wird, dann öffnet der Durchlaßsitz kurzzeitig und es strömt eine geringe Menge Luft über, so daß sich der Druck in dem vorher drucklosen Raum auf der zweiten Wirkfläche des Differentialkolbens etwas erhöht, ohne freilich die Höhe des Ansteuerdrukkes zu erreichen. Mit diesem Druck wird nun der Ventilkörper des Rückhalteventils auf seiner Rßckseite beaufschlagt. Zusätzlich wirkt auf ihn in der gleichen Richtung die Kraft einer Feder. Hierdurch wird eine Abschlußstellung erreicht.The US-PS 37 71 836 and DE-PS 16 80 087 show Pressure valves, once in relay design and once in control design, with one in both cases Differential piston is provided without an auxiliary piston with two active surfaces formed on the inflow side, between which a retaining valve is arranged. In US-PS 37 71836 this retaining valve is central arranged, while it is flanged outside in DE-PS 16 80 087 But the mode of action is quite similar. This retaining valve passes through a large number of closing positions in the corresponding pressure range, which leads to an unclean definition of the kink point as well as a stair-like one Design the following translated part of the curve. When the control pressure rises, first the restraint valve is not yet open, but a pressure reduction according to dent Area ratio of the differential piston instead of the retaining valve is based on its the control pressure facing active surface is applied. Here the pressure is so high that the force exerted by the spring is overcome, then the passage seat opens briefly and a small amount of air flows over, so that the pressure in the previously pressureless space on the second effective surface of the differential piston slightly increased without, of course, reaching the level of the control pressure. With this pressure the The valve body of the retaining valve is acted upon on its rear side. It also acts on him in the same way Direction the force of a spring. This achieves a final position.
Steigt der Druck in der Steuerkammer weiter, so wird das Ventil wieder kurzzeitig öffnen und schließen. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis die 45°-Linie erreicht ist, bis also das Ventil tatsächlich offen stehen bleibt. Ein weiterer Nachteil dieser Druckregelventile besteht darin, daß sie aus dem Nullpunkt heraus und nach einer Ansprechstufe zunächst nur einen untersetzten Druck aussteuern können.If the pressure in the control chamber continues to rise, the valve will briefly open and close again. This process is repeated until the 45 ° line is reached, i.e. until the valve actually opens remains open. Another disadvantage of this pressure control valve is that it consists of the Zero point out and after a response level initially only control a reduced pressure can.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Druckverhältnisventil der eingangs beschriebenen Art derart weiterzubilden, daß eine genauere Knickpunktfestlegung und -einhaltung als bisher möglich ist. Dabei kommt es darauf ·:η. den Knickpunkt bei Erreichen schnell zu durchlaufen, also eindeutiger und reproduzierbarer zu erreichen.The invention is based on the object of providing a pressure ratio valve of the type described at the beginning to be developed in such a way that a more precise definition and compliance with the break point is possible than before. Included it depends ·: η. the break point when it is reached to be run through quickly, i.e. to be reached more clearly and reproducibly.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Hilfskolben zusätzlich zu seiner vom Steuerdruck beaufschlagten ersten Wirkfläche auf der gleichen Sftite eine weitere, ebenfalls vom Steuerdruck beaufschlagbare Wirkfläche aufweist, und daß die beiden Wirkflächen durch ein Durchlaßventil voneinander getrennt sind.According to the invention this is achieved in that the auxiliary piston in addition to its from the control pressure acted upon first effective area on the same Sftite another, also acted upon by the control pressure Has active surface, and that the two active surfaces are separated from one another by a passage valve.
Die Erfindung geht von der Vorstellung aus, dem Hilfskolben — nicht dem Differentialkolben — auf seiner dem Steuerdruck zugekehrten Seite zwei Wirkflächen zu geben, von denen zu Beginn einer Bremsung zunächst nur die eine Wirkfläche mit dem. Steuerdruck beaufschlagt wird. Hierdurch ist es möglich, die relativ stark bemessene Feder, die sich am Gehäuse abstützt und die aus dem Stand der Technik bekannt ist, durch eine relativ weiche Feder zu ersetzen, die auf diese erste Wirkfläche abgestimmt ist Damit wird also der Knickpunkt genauer und reproduzierbarer festgelegt, und auch der sich anschließende ansteigende Kurvenast mit zurückgenommener Druckuntersetzung als stetige Kurvenbahn — im Gegensatz zu einer Treppenkurve — durchlaufen. Wire1 nämlich die durch die Feder festgelegte Kraft bzw. dar über die erste Wirkfläche damit festgelegte Druck ansteuerseitig erreicht, dann öffnet das Durchlaßventil, so daß zusätzlich die zweite Wirkfläche vom Steuerdruck einlaßseitig beaufschlagt wird. Durch diese: vergrößerte Fläche, auf dem der Steuerdruck lastet wird die Strecke, die bis zur Anlage des Hilfskolben am Differentialkolben zurückgelegt werden muß, sehr schnell und schlagartig überwunden. Insbesondere werden dabei auch unterschiedliche Reibungsverhältnisse des Hilfskoibens im Gehäuse und/oder am Differentialkolben in ihren ungünstigen Auswirkungen gemindert Das Druckverhältnisventil führt bei Erreichen dieses bestimmten Druckwertes eine eindeutige Schaltfunktion aus, durch die der Knickpunkt exakter und besser festgelegt wird als bisher. Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung wird vorteilhaft die Verwendung einer relativ schwachen Feder möglich, auf der der Hilfskolben gehäuseseitig abgesützt ist Durch die zweite Wirkfläche wird ein schnelleres Anlegen des Hilfskolben am Differentialkolben erreicht Diese zweite Wirkfläche an dem Hilfskolben kann, da außenliegend, leicht relativ groß gesta'tet werden, so daß die eindeutige Schaltfunktion erreicht wird. Außerdem können die beiden ansteuerseitigen Wirkflächen — wie an sich bei einem Oberströmventil bekannt — in ihrer Größe aufeinander abgestimmt werden. Dies bedeutet wirkungsmäßig, daß das Durchlaßventil zwischen den beiden anströmseitigen Wirkflächen sofort und immer dann offen bleibt, wenn einmal ein Öffnungsvorgang im Verlaufe eines Druckanstieges stattgefunden hat. Es werden also die beim. Stand der Technik typischen Absrh'ußstellungen vermieden, so daß eine sauberere Aussteuerung der Kennlinie an den angesprochenen Stellen die Folge istThe invention is based on the idea of giving the auxiliary piston - not the differential piston - on its side facing the control pressure two active surfaces, of which at the beginning of braking initially only one active surface with the. Control pressure is applied. This makes it possible to replace the relatively large spring, which is supported on the housing and which is known from the prior art, with a relatively soft spring which is matched to this first effective surface , and also the following ascending branch of the curve with reduced pressure reduction as a continuous curve path - in contrast to a stepped curve. Wire 1 namely reaches the force set by the spring or the pressure set therewith via the first effective area on the control side, then the gate valve opens so that the second effective area is additionally acted upon by the control pressure on the inlet side. Through this: enlarged area on which the control pressure is applied, the distance that has to be covered until the auxiliary piston rests on the differential piston is overcome very quickly and suddenly. In particular, different friction conditions of the auxiliary piston in the housing and / or on the differential piston are reduced in their unfavorable effects. With the design according to the invention, the use of a relatively weak spring on which the auxiliary piston is supported on the housing side is advantageously possible. tet so that the unambiguous switching function is achieved. In addition, the size of the two control-side active surfaces - as is known per se in an overflow valve - can be matched to one another. In terms of effect, this means that the passage valve between the two active surfaces on the inflow side remains open immediately and whenever an opening process has taken place in the course of a pressure increase. So it will be the. Prior art shut-off positions typical of the prior art are avoided, so that the result is a cleaner modulation of the characteristic curve at the points mentioned
Das Durchlaßventil kann von einem gehäuseseitigen eingezogenen Rand in Verbindung mit dem Hilfskolben und der gehäuseseitig abgestützten Feder gebildet seid. Auch andere Reaiisierungsmöglichkeiten sind denkbar. Der Hilfskolben kann auch mit dem Differentialkolben durch eine Membran verbunden sein, die giit dem eingezogenen Rand zugleich das Durchiaßventil bildet Dabei ist also die Membran einerseits im Differentialkolben und andererseits im Hilfskolben eingespannt. Der Hilfskolben ist außen zusätzlich normalerweise gedichtet. Besonders einfach wird die Konstruktion, wenn der Hilfskolben einen Federteller und eine Membran aufweist, die einerseits gehäuseseitig einge-The passage valve can be connected to the auxiliary piston by a retracted edge on the housing side and the spring supported on the housing side are formed. Other implementation options are also conceivable. The auxiliary piston can also be connected to the differential piston by a diaphragm which giit the The drawn-in edge also forms the flow valve. The membrane is on the one hand in the differential piston and on the other hand clamped in the auxiliary piston. The auxiliary piston is also normally outside sealed. The construction is particularly simple if the auxiliary piston has a spring plate and a Has membrane, which on the one hand on the housing side
spannt und andererseits an dem Differentialkolben befestigt ist und die mit ihrer Oberseite und dem gehäuseseitigcn eingezogenen Rand das Durchlaßventil bildet. Damit übernimmt die Membran gleichzeitig sämtliche Dichtfunktionen des Hilfskolbens sowie auch die Dichtfunktion des Durchlaßventiles.tensioned and on the other hand is attached to the differential piston and with its top and the Gehäuseseitencn retracted edge forms the passage valve. The membrane takes over at the same time all sealing functions of the auxiliary piston as well as the sealing function of the gate valve.
In dem Differentialkolben kann ein druckentlasteter Doppelventilkörper federnd aufgehängt sein. Damit erjibt sich eine große Feinfühligkeit des Doppelventilkörpers im Differentialkolben und ein entsprechend exaktes Arbeiten des Druckverhältnisventiles. Dies unterstützt damit auch die genaue Einhaltung des Knickpunkies. Der Doppelventilkörper ist zum Zwecke der Entlüftung hohl ausgebildet, wobei der Differentialkolben eine radiale Durchbrechung aufweisen kann, π über die der die Feder des Hilfskolbens aufnehmende Federraum entlüftet ist. Auf diese Weise wird es vermieden, den Feuerraum des Hilfskolben durch eine gesonderte Bohrung an die Atmosphäre anzuschließen, durch die die Gefahr einer Verschmutzung gegeben K> wäre.In the differential piston can be a pressure-relieved Double valve body to be resiliently suspended. This results in a great sensitivity of the double valve body in the differential piston and a correspondingly exact work of the pressure ratio valve. This also supports the exact adherence to the Knickpunkies. The double valve body is designed to be hollow for the purpose of venting, wherein the differential piston can have a radial opening, π Via which the spring chamber accommodating the spring of the auxiliary piston is vented. That way it will avoided the combustion chamber of the auxiliary piston by a separate borehole to connect to the atmosphere, through which there is a risk of pollution K> were.
Am Gehäuse können ein Anschlag und eine Öffnungsfeder für den Differentialkolbcn vorgesehen sein, so daß das Druckverhältnisventil in der Ausgangsstellung, in der kein Steuerdruck ansteht, bereits « geöffnet ist. Die abgeknickte Kennlinie wird damit etwas verschoben.A stop and an opening spring for the differential piston can be provided on the housing so that the pressure ratio valve in the starting position, in which there is no control pressure, already « is open. The kinked characteristic is thus shifted somewhat.
Der Differentialkolben kann auf einem Fortsatz am Gehäuse undicht geführt sein. Dies ist zweckmäßig, weil der Differentialkolben bei Verwendung einer Membran an sich nur über die Dichtung an seiner größeren Wirkfläche einfach geführt ist und eine solche Führung allein nicht ausreicht.The differential piston can be guided leaky on an extension on the housing. This is convenient because when using a diaphragm, the differential piston itself only has the seal on its larger one The effective area is simply guided and such a guide alone is not sufficient.
Die Feder und/oder die Öffnungsfeder können einstellbar angeordnet sein, um das Druckverhältnisven- a ti! an die unterschiedlichen Kraftfahrzeugtypen anpassen und auf diese einstellen zu können.The spring and / or the opening spring can be arranged to be adjustable in order to reduce the pressure ratio a ! to be able to adapt to the different types of motor vehicle and adjust to them.
Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele weiter erläutert, und zwar zeigtThe invention is further explained with the aid of two exemplary embodiments, namely FIG
F i g. 1 einen Schnitt durch ein Druckverhältnisventil ·*ο in einer ersten Ausführungsform,F i g. 1 a section through a pressure ratio valve · * ο in a first embodiment,
F i g. 2 einen Schnitt durch das Druckverhältnisventil in einer zweiten Ausführungsform.F i g. 2 shows a section through the pressure ratio valve in a second embodiment.
Fig.3 ein Kennliniendiagramm ohne Verwendung einer Öffnungsfeder, und3 shows a characteristic diagram without use an opening spring, and
Fig.4 ein Kennliniendiagramm mit Verwendung einer Öffnungsfeder.4 shows a characteristic diagram with the use of an opening spring.
Das in F i g. 1 dargestellte Druckverhältnisventil besitzt ein zweckmäßig mehrteilig ausgebildetes Gehäuse 1 mit einem Eingangsanschluß 2 und einem Ausgangsan-chluß 3. Zum Eingangsanschluß 2 führt die Steuerleitun* 4 eines Bremskreises bzw. einer Achse, und zwar über ein Zweikreisbremsventil 5, dessen beide Kreise von den Vorratsbehältern 6 und 7 versorgt werden.The in Fig. 1 pressure ratio valve shown has an expediently multi-part housing 1 with an input port 2 and a Output connection 3. To input connection 2 the Control line 4 of a brake circuit or an axis, via a dual-circuit brake valve 5, both of which Circles from the storage containers 6 and 7 are supplied.
Im Gehäuse 1 des Druckverhältnisventiles ist ein Differentialkolben 8 mit Hilfe einer Dichtung 9 dichtend und gleitend geführt. In dem Differentialkolben 8 ist ein Doppelventilkörper 10 über eine Ventilfeder 11 aufgehängt, der mit einem Rand 12 am Differentialkolben 8 ein Einlaßventil 10, 12 und mit einem hohlen Fortsatz 13 des Gehäuses 1 ein Auslaßventil 10, 13 bildet Im Differentialkolben 8 um den Doppelventilkörper 10 herarn ist ein Raum 14 gebildet, der über einen Kanal 15 mit einer Steuerkammer 16 in Verbindung steht, die über den Eingangsanschluß 2 an die Steuerleitung 4 angeschlossen ist Andererseits besitzt der hohle Fortsatz 13 einen Kanal 17. der über einenIn the housing 1 of the pressure ratio valve, a differential piston 8 is sealed with the aid of a seal 9 and gliding. A double valve body 10 is located in the differential piston 8 via a valve spring 11 suspended, with an edge 12 on the differential piston 8, an inlet valve 10, 12 and with a hollow Extension 13 of the housing 1 forms an outlet valve 10, 13. In the differential piston 8 around the double valve body 10, a space 14 is formed which has a Channel 15 is in communication with a control chamber 16, which via the input port 2 to the Control line 4 is connected on the other hand, the hollow extension 13 has a channel 17 through a Filter 18 und ein Flatterventil 19 in die Atmosphäre führt und Entlüftungszwecken dient.Filter 18 and a flutter valve 19 to the atmosphere and is used for venting purposes.
Unterhalb des Differentialkolbens 8 ist eine Bremskammer 20 angeordnet, die über den Ausgangsanschluß 3 und eine Leitung 21 zum Bremszylinder 22 bzw. zu den Bremszylindern 22 einer Achse, insbesondere der Vorderachse eines Kraftfahrzeuges führt.Below the differential piston 8, a brake chamber 20 is arranged, which via the output connection 3 and a line 21 to the brake cylinder 22 or to the brake cylinders 22 of an axle, in particular the Front axle of a motor vehicle leads.
Um den Differentialkolben herum ist ein Hilfskolben 23 mit Hilfe der Dichtungen 24 und 25 dichtend und verschiebbar gelagert; der Hilfskolben 23 stützt sich gehäuseseitig über eine Feder 26 ab und wird andererseits zusätzlich über eine Öffnungsfeder 27 belastet, die auf dem Differentialkolben 8 abgestützt ist, der sich wiederum an einem gehäuseseiligen Anschlag 28 abstützt. Ein Federraum 29 ist über eine radiale Durchbrechung 30, den hohlen Doppelventilkörper 10 und den Kanal 17 an die Atmosphäre angeschlossen und damit entlüftet. Der Hilfskolben 23 besitzt auf seiner Oberseite eine Gummieinlage 31. die mit einem gehäuseseitig vorgesehenen eingezogenen Rand 32 ein Durchlaßventil 31,32 bildet.There is an auxiliary piston around the differential piston 23 mounted sealingly and displaceably with the aid of seals 24 and 25; the auxiliary piston 23 is supported on the housing side via a spring 26 and on the other hand is additionally via an opening spring 27 loaded, which is supported on the differential piston 8, which in turn is attached to a stop attached to the housing 28 supports. A spring chamber 29 is via a radial opening 30, the hollow double valve body 10 and the channel 17 is connected to the atmosphere and thus vented. The auxiliary piston 23 has on his Upper side a rubber insert 31, which is provided with a drawn-in edge 32 on the housing side Forms passage valve 31,32.
Der Differentialkolben 8 wird auf seiner großen Wirkfläche 33, die sich entsprechend aus der Durchmesserdifferenz zwischen der Dichtung 9 und dem hohlen Fortsatz 13 ergibt, ausgangsseitig beaufschlagt. Seine kleinere Wirkfläche 34 ergibt sich entsprechend aus der Durchmfserdifferenz zwischen der Dichtung 24 und dem hohlen Fortsatz 13. Er wird hier eingangsseitig vom Steuerdruck beaufschlagt. Der Hilfskolben 23 besitzt eine erste Wirkfläche 35, die entsprechend aus der Differenz der Durchmesser des Durchlaßventiles 31,32 und der Dichtung 24 gebildet wird. Weiterhin besitzt der Hilfskolben 23 eine zweite Wirkfläche 36 entsprechend dem Durchmesser der Dichtung 25 und dem Durchlaßventil 31,32.The differential piston 8 is hollow on its large effective surface 33, which results from the difference in diameter between the seal 9 and the hollow Extension 13 results, applied on the output side. Its smaller effective area 34 results accordingly from the Diameter difference between the seal 24 and the hollow extension 13. It is here on the input side from Control pressure applied. The auxiliary piston 23 has a first active surface 35, which is correspondingly from the Difference in the diameter of the passage valve 31,32 and the seal 24 is formed. Furthermore, the Auxiliary piston 23 has a second active surface 36 corresponding to the diameter of the seal 25 and the passage valve 31, 32.
Die Funktion des beschriebenen Druckverhältnisventiles gemäß F i g. i ist folgende:The function of the pressure ratio valve described according to FIG. i is the following:
F i g. 1 zeigt die Stellung der Teile bei nichtbetätigtem bzw. entlüftetem Zweikreisbremsventil 5, also in drucklosem Zustand. Die Feder 26 und die Öffnungsfeder 27 halten das Durchlaßventil 31,32 geschlossen. Die öffr.ungsfeder 27 drückt den Differentialkolben 8 auf den Anschlag 28, so daß unter Überwindung der Kraft der Ventilfeder U das Einlaßventil 10, 12 geöffnet ist. während das Auslaßventil 10, 13 geschlossen ist. Bei Betätigung des Bremsventiles 5 gelangt Druckluft über die Steuerleitung 4 in die Steuerkammer 16, über den Kanal 15, das geöffnete Einlaßventil 10, 12 in die Bremskammer 20 und von dort über die Leitung 21 zu den Bremszylindern 22. Der eingesteuerte DrucV. ist gleich dem ausgesteuerten Druck, wie dies in Fig.4 anhand der Kennlinie in einem ersten Abschnitt a dargestellt istF i g. 1 shows the position of the parts when the dual-circuit brake valve 5 is not actuated or vented, that is to say in the unpressurized state. The spring 26 and the opening spring 27 keep the gate valve 31,32 closed. The opening spring 27 presses the differential piston 8 onto the stop 28, so that the inlet valve 10, 12 is opened by overcoming the force of the valve spring U. while the outlet valve 10, 13 is closed. When the brake valve 5 is actuated, compressed air passes via the control line 4 into the control chamber 16, via the channel 15, the open inlet valve 10, 12 into the brake chamber 20 and from there via the line 21 to the brake cylinders 22. The controlled pressure V. is equal to the output pressure, as shown in FIG. 4 with the aid of the characteristic curve in a first section a
Der Differentialkolben 8 wird auf seiner kleineren Wirkfläche 34 wie auch auf seiner größeren Wirkfläche 33 vom Steuerdruck beaufschlagtThe differential piston 8 is on its smaller effective area 34 as well as on its larger effective area 33 acted upon by the control pressure
Bei weiterer Druckerhöhung bewegt sich der Differentialkolben 8 entgegen der Öffnungsfeder 27 und erreicht schließlich im Punkt I eine erste Abschlußstellung, bei der das Einlaßventil 10,12 und das Auslaßventil 10, 13 geschlossen sind. Bei weiterer Erhöhung des Steuerdruckes tritt eine Druckuntersetzung des ausgesteuerten zum eingesteuerten Druck ein, und zwar entsprechend der Linie 6 in Fig.4. Diese Druckuntersetzung richtet sich nach dem Verhältnis der Wirkflächen 33 und 34 zueinander sowie nach der Bemessung der Öffnungsfeder 27. Während dieser Zeit belastet der Steuerdruck in der Steuerkammer 16 auch bereits dieWhen the pressure increases further, the differential piston 8 moves against the opening spring 27 and finally reaches a first final position at point I, in which the inlet valve 10, 12 and the outlet valve 10, 13 are closed. With a further increase in the control pressure, a pressure reduction occurs between the controlled pressure and the controlled pressure according to the line 6 in Fig.4. This pressure reduction depends on the ratio of the effective areas 33 and 34 to one another and on the dimensioning the opening spring 27. During this time, the control pressure in the control chamber 16 is already loading the
erste Wirkfläche 35 des Hilfskolben 23, infolge des geschlossenen Durchlaßventiles 31, 32 jedoch noch nicht die zweite Wirkfläche 36 des Hilfskolbens 23. Die Feder 26 bzw„ sofern die öffnimgsfeder 27 überhaupt vorhanden ist, die beiden Federn 26 und 27, die beide relativ schwach ausgelegt sein können, bestimmen in Verbindung mit der Größe der ersten Wirkfläche 35 den Steuerdruck in der Steuerkammer 16, bei dem der Abknickpunkt Il erreicht wird. Wird dieser Druck in der Steuerkammer 16 erreicht, dann öffnet das Durchlaßventil 31, 32, so daß auch die zweite Wirkfiäche 36 vom Steuerdruck in der Steuerkammer 16 beaufschlagt wird, so daß nun der Hilfskolben 23 unter Zusammendrükkung der I-eder 26 und der Öffnungsfeder 27 relativ zu dem Ditcrentialkolben 8 bewegt wird. Diese Bewegung findet im Sinne einer Schaltbewegung beschleunigt statt, so daß der Hilfskolben 23 sehr schnell auf einem Anschlag 37 am Differentialkolben 8 zur Anlage kommt, so daü dann ein gemeinsames Koibengebiide vorliegt, welches auf der Seite der Steuerkammer 16 insgesamt eine größere Wirkfläche aufweist als die große Wirkfläche 33 des Differentialkolbens auf der Bremskammerseite. Damit findet im folgenden eine Druckuntersetzung entsprechend der Linie ein Fig.4 statt, bis schließlich im Punkt IH die 45*-Linie wieder erreicht wird, wenn sich der Differentialkolben 8 am Anschlag 28 anlegt Von dort bleibt auch bei weiterer Druckerhöhung das Einlaßventil 10,12 immer offen, so daß gemäß der Linie d der eingesteuerte Druck gleich dem ausgesteuerten Druck ist.first active surface 35 of the auxiliary piston 23, but not yet the second active surface 36 of the auxiliary piston 23 due to the closed passage valve 31, 32. The spring 26 or, if the opening spring 27 is present at all, the two springs 26 and 27, both of which are relatively weak can be, determine in connection with the size of the first effective surface 35 the control pressure in the control chamber 16 at which the kink point II is reached. If this pressure is reached in the control chamber 16, the passage valve 31, 32 opens so that the control pressure in the control chamber 16 also acts on the second active surface 36, so that the auxiliary piston 23 now compresses the I-eder 26 and the opening spring 27 is moved relative to the differential piston 8. This movement takes place accelerated in the sense of a switching movement, so that the auxiliary piston 23 comes to rest very quickly on a stop 37 on the differential piston 8, so that there is then a common Koibengebiide, which on the side of the control chamber 16 has an overall larger effective area than the large effective area 33 of the differential piston on the brake chamber side. Thus in the following there is a pressure reduction according to the line in FIG. 4, until finally the 45 * line is reached again at point IH when the differential piston 8 rests against the stop 28. From there, the inlet valve 10, 12 remains even with a further increase in pressure always open, so that, according to line d, the applied pressure is equal to the controlled pressure.
Wird der Steuerdruck in der Steuerkammer 16 weggenommen bzw. über das Bremsventil 5 an die Atmosphäre angeschlossen, dann wirkt das Druckverhältnisventil als Schneilöseventil, indem nämlich durch den Druck in der Bremskammer 20 der Differentialkolben 8 nach oben verschoben wird, so daß das Eir.iaßvcnii! 10, J2 schließt und das Auslaßventil 1Ö, !3 öffnet. Die Druckluft aus den Bremszylindern 22 wird damit in die Atmosphäre abgelassen. Die Bremsung ist beendetIf the control pressure in the control chamber 16 is removed or via the brake valve 5 to the Connected atmosphere, then the pressure ratio valve acts as a snow release valve, namely by the pressure in the brake chamber 20 of the differential piston 8 is shifted upwards, so that the Eir.iaßvcnii! 10, J2 closes and the outlet valve 1Ö,! 3 opens. The compressed air from the brake cylinders 22 is thus released into the atmosphere. The braking is completed
Sofern die Öffnungsfeder 27 weggelassen wird, ergibt sich eine Kennlinie.wie sie in F i g. 3 dargestellt ist In der Ausgangslage sind sowohl das Einlaßventil 10, 12 als auch das Auslaßventil 10, 13 geschlossen. Der in der Steuerkammer 16 einströmende Steuerdruck öffnet dasIf the opening spring 27 is omitted, there is a characteristic curve as shown in FIG. 3 is shown in the In the initial position, both the inlet valve 10, 12 and the outlet valve 10, 13 are closed. The Indian Control pressure flowing in control chamber 16 opens the Einlaßventil 10, 12, so daß sofort ausgangsseitig ein untersetzter Druck gemäß der Linie b ausgesteuert wird. Im übrigen verhält sich dieses Ventil dann analog zu der vorherbeschriebfnen Wirkungsweise. Lediglich der Öffnungsdruck des Durchlaßventiles31,32wird hier — bei fehlender Öffnungsfeder 27 — allein durch die Feder 26 bestimmt.Inlet valve 10, 12, so that a reduced pressure is controlled immediately on the output side according to line b. Otherwise, this valve then behaves analogously to the previously described mode of operation. Only the opening pressure of the passage valve 31, 32 is here - in the absence of an opening spring 27 - determined solely by the spring 26.
Das Durchlaßventil31,32 kann auch in anderer Weise realisiert werden. Beispielsweise ist es möglich, denThe passage valve 31,32 can also be realized in another way. For example, it is possible to use the
ίο Hilfskolben 23 nach oben am Gehäuse 1 anschlagen zu lassen und als Dichtung für das Durchlaßventil 31, 32 eine Art vorgespannte Manschette auf den Hilfskolben 23 aufzusetzen, so daß eine eindeutige Abdichtkraft des Durchlaßventiles in der Schließstellung gegeben ist.ίο Stop auxiliary piston 23 upwards on housing 1 let and as a seal for the gate valve 31, 32 a kind of pretensioned sleeve on the auxiliary piston 23 put on, so that a clear sealing force of the passage valve is given in the closed position.
Fig. 2 zeigt noch eine besonders vorteilhafte konstruktive Ausbildung. Für gleiche oder konstruktiv ähnliche Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Doppelventilkörper 10 ist hier jedoch nicht druckentiastei. Er besitzt auch keine iiuiiic DürciiguiigjFig. 2 shows a particularly advantageous structural design. For same or constructive Similar parts are given the same reference numerals. The double valve body 10 is not here, however pressure valve. He also has no iiuiiic Dürciiguiigj bohrung, so daß die Entlüftung des Federraumes 29 über einen Kanal 38 erforderlich wird. Der Hilfskolben 23 weist hier einen einfachen, nicht abgedichteten Federteller 39 auf und wird im übrigen von einer Membran 40 gebildet, die im Gehäuse 1 und im Differentialkolben 8bore so that the ventilation of the spring chamber 29 over a channel 38 is required. The auxiliary piston 23 here has a simple, unsealed spring plate 39 and is otherwise supported by a membrane 40 formed in the housing 1 and in the differential piston 8 eingespannt ist. Diese Membran 40 bildet nicht nur sämtliche Dichtungen des Hilfskolben 23 und den Ventilkörper bzw. Dichtkörper des Durchlaßventiles 40, 32, sondern auch die Dichtung zwischen dem hier geteilten Gehäuse 1. Die erste Wirkfläche 35 desis clamped. This membrane 40 not only forms all seals of the auxiliary piston 23 and the valve body or sealing body of the gate valve 40, 32, but also the seal between the housing 1, which is divided here. The first active surface 35 of the Hilfskolbens wird hier im Bereich der Membran 40 in einem durchhängenden Bereich gebildet. In Verbindung mit dem Federteller 39 bildet die Membran 40 auch die zweite Wirkfläche 36 des Hilfskolbens 23. Die kleine Wirkfläche 34 des Differentialkolbens 8 wird hierThe auxiliary piston is formed here in the area of the membrane 40 in a sagging area. In connection with the spring plate 39, the membrane 40 also forms the second active surface 36 of the auxiliary piston 23. The small one The effective area 34 of the differential piston 8 is here ebenfalls teilweise von der Membran 40 gebildet und erstreckt sich bis zum Durchmesser des Einlaßventiles !0, !2. Da der Differentialkoiben 8 im oberen Bereich über den Hilfskolben (Membran 40) keine Führung aufweist, ist der undicht an einem Fortsatz 41 amalso partially formed by the membrane 40 and extends to the diameter of the inlet valve! 0,! 2. Since the Differentialkoiben 8 in the upper area has no guide over the auxiliary piston (membrane 40), it is leaking at an extension 41 on Gehäuse 1 geführt Zusätzlich kann noch eine Bohrung 42 zu der Stellerkammer 16 führen.Housing 1 guided In addition, a bore 42 can lead to the actuator chamber 16.
Die Wirkungsweise des Druckverhältnisventiles gemäß F i g. 2 ist analog der Wirkungsweise, wie sie anhand von F i g. 1 und 4 beschrieben wurde.The mode of operation of the pressure ratio valve according to FIG. 2 is analogous to how it works based on FIG. 1 and 4 has been described.
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1980
- 1980-11-25 DE DE19803044309 patent/DE3044309C2/en not_active Expired
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