DE3120432A1

DE3120432A1 - Lastabhaengige bremsdrucksteuervorrichtung fuer fahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE3120432A1
Application number: DE3120432A
Authority: DE
Inventors: Alfred 6234 Hattersheim Birkenbach
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1981-05-22
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1983-01-13
Also published as: JPH0156014B2; US4469378A; IT8221366A0; GB2100377B; DE3120432C2; GB2100377A; FR2506242A1; FR2506242B1; IT1151173B; JPS57198152A

Description

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ALFRED TEVES GmbH ^:K/V

Frankfurt am Main

Jr

A. Birkenbach - 6

— 3 —

Lastabhängige Bremsdrucksteuervorri chtung für Fahrzeugbremsanlagen

Die Erfindung bezieht sich auf eine lastabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung für Fahrzeugbremsanlagen, bei der ein Siaierventil mit Hilfe eines in einem Gehäuse verschiebbaren Stufenkolben betätigbar iäb, der in Schließrichtung vom auf eine größere Fläche wirkenden Ausgangsdruck und in Öffnungsrichtung vom auf eine Stufe mit kleinerer Fläche wirkenden Eingangsdruck belastet ist, und bei der eine lastabhängige Feder, insbesondere eine den Fahrzeugaufbau auf der Achse abstützende Fahrzeugfeder, unter Zwischen- ; schaltung einer Übertragungsvorrichtung in Öffnungsrichtung auf den Stufenkolben wirkt.

Bei einer bekannten lastabhängigen Bremsdrucksteuervorrichtung (US-PS 4 150 855) ist eine als Schraubendruckfeder ausgebildete ■ Fahrzeugfeder einerseits am Fahrzeugaufbau und andererseits an einem Federtelleir abgestützt, der das Gehäuse für den Stufenkolben umgibt. Der Federteller wirkt auf mehrere radial verlaufende Hebel, deren äußere Endenan einem nicht-gefederten Fahrzeugteil aufliegen und deren innere Enden an einer Kappe angreifen, die über einen Stift eine den Stufenkolben belastende Vorspannfeder zusammendrücken.'' Die Hebel sind erforderlich, damit nur ein Teil der Fahrzeugfederkraft auf den Stufenkolben übertragen wird. Die sich so ergebende Übertragungsvorrichtung ist mechanisch kompliziert. Es bereitet Schwierigkeiten, die Hebelverhältnisse so zu gesbalten, daß nur ein kleiner Teil der Kraft der Fahrzeugfeder auf den

Stufenkolben übertragen wird; dies muß bei der Wahl der Größe des Stufenkolbens berücksichtigt werden. Außerdem steht der Stufenkolben dauernd unter Vorspannung. Er muß daher für eine solche Dauerbelastung dimensioniert sein. Der Stufenkolben bewegt sich erst, wenn der durch die Vorspannung festgelegte Umschaltdruck erreicht ist. Damit das Steuerventil zeitgerecht schließt, darf der Kolbenhub bis zum Schließzeitpunkt nur gering sein. Dies führt zu Toleranzproblemen bei Herstellung und Montage und zu Schwierigkeiten im Betrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsdruck- j steuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, ί bei der das Steuerventil trotz größeren Hubes des Stufenkolbens> sehr bald nach Erreichen des lastabhängigen Umschaltpunktes ! schließt und der Stufenkolben nicht für eine Dauerbelastung durch die Vorspannung ausgelegt werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ! Übertragungsvorrichtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einer durch einen Anschlag vorgegebenen Ruhestellung und einem j flüssigkeitsgefüllten Zylinderraum aufweist und daß das eine j Ende des Stufenkolbens einen Plunger bildet, der bei einer Verschiebung in Schließrichtung nach einer Teilbewegung eine \ Umiangsdichtung durchsetzt und sich dann weiter in einen mit : dem Zylinderraum verbundenen Steuerdruckraum bewegt.

Bei dieser Konstruktion ist der Stufenkolben in der Ruhestellung von der lastabhängigen Feder nicht belastet, weil die gesamte Federkraft über den Anschlag weitergeleitet wird. Bei einem Bremsvorgang bewegt sich der Stufenkolben, ohne daß große | Kräfte überwunden werden müssen, bis in eine Stellung, in der er die Umfangsdichtung durchsetzt. In dieser Stellung verbleibt er, bis die auf den Stufenkolben in Schließrichtung wirkenden Kräfte so groß sind, daß der Kolben als Plunger in den Steuerdruckraum geschoben wird. Dies ist der Fall, wenn der Plunger im Steuerdruckraum einen solchen Druck erzeugt, daß dieser, multipliziert mit der wirksamen Kolbenfläche der Kolben-Zylinder-Jjiordnung eine Kraft ergibt, welche die Vorspannkraft J

der lastabhängigen Feder überschreitet. Nunmehr genügt ein kleiner Zusatzhub des Stufenkolbens, um das Steuerventil zu schließen. Diese Funktionsweise gilt für jede Vorspannung der lastabhängigen Feder.

Besonders günstig ist es, wenn der Kolben fest an einem Fahrzeugteil angebracht und von dem Anschlag umgeben ist. Der Zylinder kann dann in der Ruhestellung direkt mit seiner Stirnfläche an dem Anschlag anliegen.

Insbesondere kann der Zylinder stirnseitig einen Außenflansch besitze^ der als Federteller dient. Dies ergibt einen platzsparenden Aufbau, weil die Feder den Zylinder über dessen Länge umgibt. Außerdem kann der Außenflansch die Auflagefläche am Anschlag vergrößern.

Günstig ist es ferner, wenn das Gehäuse für den Stufenkolben durch den Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet ist. Dies ergibt eine kompakte Baueinheit mit der kürzesten Verbindung zwischen Steuerdruckraum und Zylinderraum.

j Zweckmäßigerweise ist auf der dem Zylinderraum abgewandten

Seite der Umfangsdichtung ein Speiseraum vorgesehen, der

j dauernd mit der Eingangsseite der Bremsdrucksteuervorrichtung

j verbunden ist. Man benötigt daher für das Füllen des Zylinder-

raums keine zusätzliche Füllvorrichtung.

Hierbei kann im Stufenkolben ein den Speiseraum mit der Ein- ; gangsseite verbindender Kanal vorgesehen sein. Ein solcher Kanal kann ohne große Mehrarbeit bei der Bearbeitung des Stufenkolbens mit erzeugt werden. :

Mit Vorteil besitzt der Stufenkolben zwischen Plunger und der vom Eingangsdruck beaufschlagten Stufe eine weitere Stufe, die unter Atmosphärendruck steht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung : dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels^näher_erläutert,

das in der einzigen Figur ira Längsschnitt veranschaulicht ist.

Eine Fahrzeugfeder 1 erstreckt sich zwischen einem nicht-abge- j federten Teil 2 eines Fahrzeuges und einem abgefederten Teil 3.: Beispielsweise ist das nicht-abgefederte Teil 2 ein Federteller\ der mit der Fahrzeugachse verbunden ist, und das abgefederte Teil 3 der Fahrzeugaufbau oder das Chassis. _;

Eine Kolben-Zylinder-Anordnung 4 weist einen Kolben 5 auf, der fest am abgefederten Fahrzeugteil 3 angebracht ist, und einen Zylinder 6 mit Stirnwand 7 und einem Außenflansch 8 an der gegenüberliegenden Stirnseite 9. Dieser Flansch dient als Federteller zur Abstützung der Fahrzeugfeder 1. Die Stirnseite _; 9 wirkt in der Ruhestellung mit einem Anschlag 10 zusammen, der, am abgefederten Teil 3 ausgebildet ist und den Kolben 5 umgibt. Zwischen Kolben 5 und Zylinder 6 befindet sich ein Zylinderraum 11, der durch eine Dichtung 12 am Kolbenumfang nach außen , hin abgedichtet ist.

Im Kolben 5 der Kolben-Zylinder-Anordnung 4tefindet sich ein Stufenkolben 13 mit einem Ventilsitz 14 eines durch eine Schließfeder 15 belasteten Verschlußstücks 16 eines Steuerventils 17. Dieses Steuerventil ist zwischen die mit einem üblichen Hauptzylinder verbindbare Eingangsseite 18 der veranschaulichten Bremsdrucksteuervorrichtung und die mit einem Radzylinder verbindbare Ausgangsseite 19 geschaltet. Der Stufenkolben 5 steht unter der Wirkung einer schwachen Rückstellfeder 20 und besitzt eine Stirnfläche 40, die vom ausgangsseitigen Druck pp belastet ist, eine hiervon durch eine Dichtung 21 getrennte Stufenfläche 22, die vom Eingangsdruck P₁ belastet ist, eine hiervon durch eine Dichtung 23 getrennte Stufenfläche 24, die über einen Kanal 25 mit der Atmosphäre verbunden ist, und einen hiervon durch eine Dichtung 26 getrennten Plunger 27. In ■ seinem Inneren gibt es einen eingangsseitigen Radialkanal 28 und einen hiervon ausgehenden Axialkanal 29, der einErseits zu eineir Ventilkammer 30 und andererseits über einen weiteren Radial- i kanal 31 zu einem Speiseraum 32 führt. An ihn schließt eine : Umfangsdichtung 33 an, welche den Plunger 27 bei einer Axial- : verschiebung des . -. ..~ ._

Stufenkolbens 13 dicht zwischen sich aufnimmt. Hieran schließt sich ein Steuerdruckraum 34 an. Das Verschlußstück 16 des Ventils 17 weist einen durch eine Axialbohrung 35 des Stufenkolbens 13 greifenden Stift 36 auf, der sich normalerweise an der Stirnfläche 37 des den Stufenkolben 13 aufnehmenden Hohlraumes 38 in dem Kolben 5 abstützt.

Es versteht sich von selbst, daß der große Kolben 5 und der Stufenkolben 13 jeweils mehrteilig ausgebildet sind, um einen Zusammenbau der einzelnen Teile zu ermöglichen.

Die veranschaulichte Bremsdrucksteuervorrichtung arbeitet wie folgt: Die Fahrzeugfeder 1 ist durch die Last des Fahrzeugs zusammengedrückt und drückt daher den Zylinder 7 mit einer lastabhängigen Kraft gegen den Anschlag 10. Wenn ein Bremsvorgang eingeleitet wird und durch Betätigen des HauptZylinders der Eingangsdruck p^ steigt, bewegt sich der Stufenkolben 13 nach unten, weil die Stirnfläche 40 größer ist als die Stufenfläche 22 und die Stirnfläche 39 des Plungers 27 und auf diese Flächen der Eingangsdruck p^ wirkt. Der Stufenkolben 13 verschiebt sich, bis der Plunger nach einer Teilbewegung die ; Umfangsdichtung 33 durchsetzt und eine weitere Bewegung durch ; die Flüssigkeit im Steuerdruckraum 34 und im Zylinderraum 11 verhindert wird. In dieser Lage hat das Ventil 17 bereits einen Teil seines Schließhubes durchgeführt. Der Stufenkolben 13 verbleibt in dieser Lage, bis die infolge weiteren Anstiegs des Eingangsdrucks P₁ auf ihn wirkende Kraft so groß ist, daß der Plunger 27 in der eingeschlossenen Flüssigkeit einen Druck j erzeugt, der das Verhältnis aus der Kraft der Feder 1 und der Stirnfläche des Kolbens 5 überschreitet. Dann bewegt sich der Stufenkolben 13 weiter nach unten. Die durch ihn verdrängte Flüssigkeit verschiebt den Zylinder 6 gegen die Kraft der Fahrzeugfeder 1 nach unten. Damit ist der Umschaltpunkt erreicht und das Ventil 17 schließt kurz danach. Wenn der Eingangsdruck p. weiter ansteigt, hat der Ausgangsdruck p„ jeweils einen kleineren Wert, der vom Verhältnis der eingangsseitigen Stufenfläche 22 zur ausgangsseitigen Stirnfläche 40 abhängt.

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Das Gehäuse mit dem Stufenkolben kann auch außerhalb des
Zylinders 5 angeordnet werden, wobei der Drucksteuerraum 34 über eine Leitung mit dem Zylinderraum 11 verbunden wird.

Eine solche Bremsdrucksteuervorrichtung eignet sich auch bei einer Belastung durch andere lastabhängige Federn als einer den Fahrzeugaufbau auf der Achse abstützende Fahrzeugfeder.

Claims

ALFRED TEVES GmbH " """ ":K/V Frankfurt am Main pT5058 A. Birkenbach - 6 Patentansprüche

1. Lastabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung für Fahrzeugbrems-

^— anlagen, bei der ein Steuerventil mit Hilfe eines in einem Gehäuse verschiebbaren Stufenkolbens betätigbar ist, der in Schließrichtung vom auf eine größere Fläche wirkenden Ausgangsdruck und in Öffnungsrichtung vom auf eine Stufe mit kleinerer Fläche wirkenden Eingangsdruck belastet ist, und bei der eine lastabhängige Feder, insbesondere eine den Fahrzeugaufbau auf der Achse abstützende Fahrzeugfeder, unter Zwischenschaltung einer Übertragungsvorrichtung in Öffnungsrichtung auf den Stufenkolben wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung (4) mit einer durch einen Anschlag (10) vorgegebenen Ruhestellung und einem flüssigkeitsgefüllten Zylinderraum (11) aufweist und daß das eine Ende des Stufenkolbens (13) einen Plunger (27) bildet, der bei einer Verschiebung in Schließrichtung nach einer Teilbewegung eine Umfangsdichtung (33) durchsetzt und sich dann weiter in einen mit dem Zylinderraum (11) verbundenen Siaierdruckraum (34) bewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (5) fest an einem Fahrzeugteil (3) angebracht und von dem Anschlag (10) umgeben ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (6) stirnseitig einen Außenflansch (8) besitzt, der als Federteller dient.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse für den Stufenkolben (13) durch den Kolben (5) der Kolben-Zylinder-Anordnung (4) gebildet ist.

5. Vorrichtung nach"einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge- ~^~^ kennzeichnet, daß auf Her dem Zylinderraum (11) abgewandten Seite der Umfangsdichtung (33) ein Speiseraum (32) vorgesehen ist, der dauernd mit der Eingangsseite (18) der Bremsdrucksteuervorrichtung verbunden ist. :

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Stufenkolben (13) ein—den-Speiseraum'(32) mit der Eingangsseite (18) verbindender Kanal (28, 29, 31) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (13) zwischen dem Plunger (27) und der vom Eingangsdruck (p,,) beaufschlagten Stufe (22) eine weitere Stufe (24) bes^itzt, die unter Atmosphärendruck

.,-steht.