DE3133995C2 - Druckregelventil für eine hydraulische Zweikreisbremsanlage - Google Patents

Abstract

Bei einem Druckregelventil für eine hydraulische Zweikreis-Bremsanlage ist ein frei verschieblicher Kolben in einem einem der beiden Bremskreise zugeordneten ersten Schieber angeordnet, welcher außerdem ein mittels des frei verschieblichen Kolbens betätigbares Tellerventil enthält. Ein verschieblich in einem Endstück des ersten Schiebers geführter zweiter Schieber enthält ein weiteres mittels des frei verschieblichen Kolbens betätigbares Tellerventil. Der zweite Schieber ist durch eine aus einem Betätigungskolben und wenigstens einer Feder gebildete, durch ein auf negative Beschleunigungen ansprechendes Ventil gesteuerte Anordnung in Richtung auf den ersten Schieber belastet. Zur Steuerung des Bremsdrucks bewegt sich der frei verschiebliche Kolben mit hoher Geschwindigkeit hin und her, um die beiden Tellerventile öffnend und schließend zu betätigen. Bei Ausfall eines der beiden Bremskreise bewegen sich die beiden Schieber in der gleichen Richtung bis in eine Stellung, in welcher das eine Tellerventil offen gehalten ist, so daß keine Drucksteuerung stattfindet. Bei Ausfall des anderen Bremskreises steigt der Druck in dem noch arbeitenden Bremskreis um ein Beträchtliches an, um die zum Schließen des auf negative Beschleunigungen ansprechenden Ventils notwendige Verzögerung zu bewirken und damit die Drucksteuerung einzuleiten. Durch den Ausfall der auf das eine Ende des frei verschieblichen Kolbens einwirkenden Belastung verschiebt sich darüber hinaus der Punkt, an welchem die .

Description

2. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Kolben (28) abgestuft ist und in der abgestuften Bohrung (26) des Ventilgehäuses (20, 22) abgedichtet geführt ist und eine vom ersten Eingangsdruck (PB) beaufschlagte Stirnfläche kleineren Durchmessers sowie eine vom zweiten Eingangsdruck (PA) beaufschlagte Stirnfläche größeren Durchmessers hat.

3. Druckregelventil nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Begrenzung (Hülse 68) für den Verschiebungsweg des frei verschieblichen Kolbens (36) und des anderen Kolbens (28) in Richtung auf den Vorspannkolben (56).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckregelventil der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einem solchen, aus der DE-OS 28 20 768 bekannten Druckregelventil stützt sich ein Betätigungsstößel des ersten Tellerventils an der dem einen Kolben zugewandten Stirnflache des anderen Kolbens ab, der an seiner dem einen Kolben abgewandten Stirnfläche das zweite Tellerventil derart aufweist, daß dessen Betätigungsstößel mit der dieser anderen Stirnfläche zugewandten Endwand der Bohrung in Eingriff gelangen kann. Der von dem auf Verzögerung ansprechenden Ventil gesteuerte Durchgang mündet in dem Raum zwischen dieser anderen Stirnfläche des anderen Kolbens und der ihr zugewandten Endwand der Bohrung.

Bevor das Ventil daher diesen Durchgang sperrt, erhalten die Radbremszylinder des einen Bremskreises unverändert den vollen vom Hauptbremszylinder abgegebenen Bremsdruck. Da der andere Kolben an seinen beiden Stirnflächen jeweils von den den Radbremszyiindern beider Bremskreise zugeführten Drücken beaufschlagt wird, verschiebt er sich solange in Richtung zum einen Kolben, bis die Radbremszylinder beider Prems kreise den gleichen Druck erhalten. Durch diese Ver-Schiebung zum einen Kolben hin wird das erste Tellerventil offengehalten, um den Radbremszylindern den vom anderen Auslaß des Tandem-Hauptbremszylinders zugeführten Bremsdruck zuführen zu können.
Wenn der vom Hauptbremszylinder zugeführte Bremsdruck einen bestimmten Wert übersteigt, bewegt sich der eine Kolben gegen eine Vorspannfeder vom anderen Kolben fort, so daß bei einer ausreichenden Trennung vom anderen Kolben das erste Tellerventil schließt. Hat gleichzeitig das auf Verzögerung ansprechende Ventil den Durchgang gesperrt, so erhalten auch die anderen Radbremszylinder Druck nur noch über das geöffnete zweite Tellerventil.

Da der an die Radbremszylinder beider Bremskreise gegebene Bremsdruck über den anderen Kolben immer auf dem gleichen Wert gehalten wird, folgt damit der andere Kolben der B-.wegung des einen Kolbens, wodurch nach Zurücklegung eines bestimmten Weges auch das zweite Tellerventil geschlossen wird, um damit den an die Radbremszylinder beider Bremskreise gegebenen Bremsdruck beim Erreichen einer bestimmten Verzögerung, auf die das genannte Ventil anspricht, zu vermindern.

Fällt der vom ersten Tellerventil gesteuerte Bremskreis aus, so kann sich der eine Kolben nicht gegen die Kraft der Vorspannfeder vom anderen Kolben fortbewegen, so daß damit auch der andere Kolben nicht in Richtung auf den einen Kolben verschoben wird. Dadurch erhält der von dem zweiten Tellerventil und dem auf Verzögerung ansprechenden Ventil gesteuerte Bremskreis den vollen, vom Hauptbremszylinder abgegebenen Bremsdruck selbst dann noch, wenn das auf Verzögerung ansprechende Ventil den Durchlaß zu diesem zweiten Bremskreis gesperrt hat.

hallt dagegen andererseits dieser vom zweiten Tellerventil bzw. dem auf Verzögerung ansprechenden Ventil gesteuerte Bremskreis aus, so bleibt zwar der vom ersten Tellerventil gesteuerte Bremskreis funktionsfähig, er erreicht jedoch bereits bei einem relativ niedrigen Bremsdruck seinen Druckminderungs-Schaltpunkt, da der andere Kolben aufgrund des im zweiten Bremskreis herrschenden Bremsdruckes nicht in Richtung auf den einen Kolben verschoben werden kann. Bei einem Ausfall des vom ersten Tellerventil gesteuerten Bremskreises ist diese bekannte Zweikreisbremsanlage daher nur bedingt funktionsfähig.

Aus der DE-OS 28 19 439 ist ein Druckregelventil für eine hydraulische Bremsanlage bekannt, bei der ein auf Verzögerungen ansprechendes Ventil kein auf Verzögerungen ansprechendes; Trägheitselement aufweist, sondern vielmehr von einem in Abhängigkeit von der Fahrzeuglast gesteuerten Teil betätigt wird. In diesem Fall wird das Ventil durch ein mit der Federungseinrichtung des Fahrzeuges verbundenes Betätigungsglied betätigt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckregelventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß unabhängig davon, welcher der beiden Bremskreise möglicherweise ausgefallen ist, dem jeweils funktionsfähigen Bremskreis eine sehr viel höhe-

re Bremskraft zugeführt wird, als die die bei funktionsfähigen Bremskreisen nach dem Schließen des auf Verzögerung ansprechenden Ventils auftritt.

Bei einem Druckregelventil der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Druckregelventil werden mit Hilfe des freiverschieblichen Kolbens, der in der Bohrung innerhalb des anderen Kolbens hin- und herbeweglich gelagert ist, bei der vollen Funktionsfähigkeit beider Bremskreise auch beide Tellerventile gleichzeitig offengehalten, um die voneinander unabhängigen Bremskreise mit den vom Hauptbremszylinder jeweils abgegebenen vollen Bremsdrücken zu versorgen.

Stellt das auf Verzögerung ansprechende Ventil das Erreichen einer bestimmten Verzögerung fest, so sperrt es den genannten Durchgang, der von den beiden Tellerventilen vollständig abgetrennt ist und lediglich die Bewegung des einen Kolbens dahingehend beeinflußt, daß er infolge des weiter ansteigenden und vom Hauptbremszylinder zugeführten Bremsdruckes relativ zum anderen Kolben so verschoben wird, daß oich nunmehr der frei verschiebliche Kolben schnell hin- und herbewegt, um abwechselnd und in schneller Folge das erste und zweite Tellerventil jeweils zu öffnen, wodurch der damit an die beiden Bremskreise gegebene Bremsdruck vermindert ansteigt

Fällt einer der beiden Bremskreise aus, so wird der andere Kolben jeweils in eine seiner beiden Endstellungen durch den im noch funktionsfähigen Bremskreis herrschenden Bremsdruck verschoben, wodurch das diesem funktionsfähigen Bremskreis zugeordnete Tellerventil durch den freiverschieblichen Kolben offengehalten wird. Dieses erfolgt dabei jeweils bis zu einem sehr hohen Druck, ohne daß eine Druckminderung durch abwechselndes öffnen und Schließen des jeweiligen Tellerventils auftreten kann, da die Druckwirkung des nicht funktionsfähigen Bremskreises auf den anderen Kolben fehlt.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung- wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 einen Schnitt des Druckregelventils und

Fig. 2 schematisch die das Druckregelventil aufweisende Zweikreisbremsanlage.

Das in Fig. 1 dargestellte Druckregelventil hat ein erstes und ein zweites Gehäuse 20 bzw. 22, welche mittels Schrauben 24 zur Bildung eines Ventilgehäuses verbunden sind. Das zweite Gehäuse 22 hat eine abgestufte Bohrung 26, in der ein Kolben 28 angeordnet ist. Der Kolben /S umfaßt einen Führungsteil 30 sowie eine abgestufte Bohrung 32, in welcher ein Tellerventil 34 sowie ein frciversrhieblicher Kolben 36 angeordnet sind. Das Tellerventil 34 hat einen an einem Ende des freiverschieblichen Kolbens 36 ansetzbaren Schaft und ist durch eine Feder in eine Schließstellung belastet, in welcher es die Verbindung zwischen einem ersten Einlaß 38 und einem ersten Auslaß 40 des zweiten Gehäuses 22 sperrt.

Am anderen Ende der abgestuften Bohrung 32 ist ein Kolben 42 verschieblich geführt. Dieser enthält ein zweites Tellerventil 44 zum Steuern der Strömungsverbindung zwischen einem zweiten Einlaß 46 und einem zweiten Auslaß-4P. Das zweite Tellerventil 44 hat ebenfalls einen an einem Ende des freiverschieblichen Kolbens 36 ansetzbaren aühaft und ist durch eine Feder in die Schließstellung belastet. Bei geöffnetem Tellerventil 44 verläuft die Strömungsverbindung zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß über im Kolben 42 geformte Radialbohrungen 50, 52 od. dgl. Eine am inneren Ende des einen Kolbens 42 hervorstehende, den Schaft des Tellerventils 44 umgebende Buchse 54 stützt sich an dem in Fig. 1 linksseitigen Ende des freiverschieblichen Kolbens 36 ab.

Ein Vorspannkolben 56 ist verschieblich in einer Bohrung 58 des ersten Gehäuses 20 geführt. Eine durch den Vorspannkolben 56 in der Bohrung 58 begrenzte, volumenveränderliche Kammer 59 ist über ein auf die Verzögerung des Fahrzeugs ansprechendes Ventil 60 mit dem zweiten Einlaß 46 strömungsverbunden. Bei der dargestellten Ausführungsform enthält das Ventil 60 einen frei beweglich in einer Kammer 63 des zweiten Gehäuses 22 angeordneten Trägheitskörper in Form einer Kugel 6Z welche unter Einwirkung einer Verzögerung bestimmter Größe entlang dem ansteigenden Boden der Kammer 63 aufwärts rollt und dabei in AnIage an einem im ersten Gehäuse 2^l: angeordneten Ventilsitz 64 kommt. Die Grüße der Verzögerung, auf die die Kugel 62 anspricht, ist abhängig von der Neigung des Bodens der Kammer 63 zur Horizontalen 66 (F i g. 2).
Eine an einem Ende des Kolbens 42 befestigte, becher'örmige Hülse 68 ragt in eine einen großen Durchmesser aufweisende Kammer 69 im zweiten Gehäuse 20 hinein und enthält eine sich auf dem Vorspannkolben 56 abstützende Druckfeder 70. In der Kammer 69 ist ferner eine die Hülse 68 umgebende, den Vorspannkolben 56 in die Ruhelage belastende Druckfeder 72 angeordnet.

Bei Betätigung eines in F i g. 2 dargestellten Tandem-Hauptbremszylinders 76 durch Niedertreten eines Bremspedals 74 werden ein erster und ein zweiter Bremskreis A bzw. B mit Bremsdrücken PA bzw. PB gespeist. Der erste Bremskreis A ist an einem Bremszylinder 78R des rechten Vorderrads und an einem Bremszylinder 8OL des linken Hinterrads angeschlossen, während der zweite Bremskreis B an Brennzyliniern 78Z., 8QR des linken Vorderrads bzw. des rechten Hinterrads angeschlossen ist.

Bevor die durch Betätigung der Bremse bewirkte Verzögerung des Fahrzeugs einen Wert erreicht, bei welchem die Kugel 62 aufwärts ziim Ventilsitz 64 rollt und damit die Verbindung zwischen dem Hauptbremszylinder 76 und der volumenveränderlichen Kammer 59 sperrt, verharren die Kolben 42 und 28 sowie der freiverschiebliche Kolben 36 in der in F i g. 1 gezeigten Stellung, in welcher die beiden Tellerventile 34 und 44 offen sind, so daß die Bremszylinder der Vorder- und Hinterräder im wesentlichen mit dem gleichen Druck gespeist sind.

Sobald dann jedoch die Kugel 62 in Anlage am Ventilsit* 64 kommt und damit einen weiteren Druckanstieg in der volumenveränderlichen Kammer 59 verhindert, bleibt die den ilolben 28 nach rechts in die gezeigte Stellung belastende Kraft konstant und bewirkt dadurch, daß de; die Bremszylinder der Hinterräder 8OR und 80Z. speisende Bremsdruck gesteuert, d. h. gegenüber dem Bremszylinder 78L und 78/? der Vorderräder speisenden verringert wird. Sei einem Druckanstieg des aus dem zweiten Auslaß 48 austretenden Druckmittels wird der Kolben 42 nach links bewegt, so daß der Schaft des Tellerventils 44 vom Ende des freiverschieblichen Kolbens 36 abhebt. Dadurch schließt nun das Tellerventil 44, so daß der Druck am zweiten Auslaß 48 zunächst nicht weiter ansteigen kann. Gleichzeitig gelangt der Druck PB über das andere Tellerventil 34 zum ersten Auslaß 40. Da hierbei dann der das rechte Ende des

freiverschieblichen Kolbens 36 beaufschlagende Druck wegen des Schließens des Tellerventil 44 größer wird als der das andere Ende beaufschlagende, bewegt sich der freiverschiebliche Kolben 36 nun nach links, so daß das erste Tellerventil 34 schließen kann und das zweite Tellerventil 44 wieder geöffnet wird.

Dadurch wird nun der Druck des am ersten Auslaß 40 austretenden Druckmittels konstant gehalten, während der Druck am zweiten Auslaß 48 wegen des öffnens des zweiten Tellerventils 44 wieder ansteigt. Damit wird der das linke Ende des freiverschieblichen Kolbens 36 beaufschlagende Druck wieder stärker als der das rechte Ende beaufschlagende, so daß sich der freiverschiebliche Kolben 36 wieder nach rechts bewegt, um das erste Tellerventil 34 zu öffnen, während das zweite Tellerventil 44 wieder schließt. Auf diese Weise bewegt sich der freiverschiebliche Kolben 36 mit hoher Geschwindigkeit hin und her und steuert damit die die Bremszylinder der Hinterräder speisenden Ausgangsdrücke PA' und PB.

Unter diesen normalen Betriebsbedingungen, d. h. solange keine Störung in einem der Bremskreise auftritt, ist der Kolben 28 durch den seine den größeren Durchmesser aufweisende Stirnfläche beaufschlagenden Eingangsdruck PA. welcher im wesentlichen gleich dem die den kleineren Durchmesser aufweisende Stirnfläche beaufschlagenden Eingangsdruck PB ist, in der gezeigten Stellung gehalten. Durch den Größenunterschied der Stirnflächen werden ggf. auftretende Schwankungen der Eingangsdrucke 1 \ und PB kompensiert, so daß sich der Kolben 28 unter normalen Betriebsbedingungen nicht nach links verschiebt.

Tritt nun beispielsweise wegen einer Störung am Bremskreis A ein Verlust des Eingangsdrucks PA ein, so bewegt der die den kleineren Durchmesser aufweisende Stirnfläche des Kolbens 28 beaufschlagende Eingangsdruck FS diesen zusammen mit dem frei verschiebiiehen Kolben 36 in Fig. 1 nach links. Der Hub L 1 des Kolbens 42 ist dadurch begrenzt, daß die becherförmige Hülse 68 auf dem Vorspannkolben 56 aufsetzt Damit sind die Verschiebewege im gesamten Druckregelventil begrenzt und dieses gegen Beschädigungen beim Auftreten hoher Drücke geschützt. Der freiverschiebliche Kolben 36 wird dabei in einer Stellung gehalten, in welcher er das erste Tellerventil 34 daran hindert, zu schlie-Ben und damit den den Bremszylinder 80/? des rechten Hinterrads speisenden Druck PB' zu steuern bzw. zu verringern. Bei Ausfall des Bremskreises A ist so eine größtmögliche Bremswirkung mit dem noch funktionsfähigen Bremskreis B gewährleistet.

Fällt dagegen durch eine Störung der Bremskreis B aus, so werden der Kolben 28 und der freiverschiebliche Kolben 36 in die gezeigte Stellung gebracht. Bei Betätigung der Bremse steigt der Eingangsdruck PA auf einen relativ hohen Wert, beispielsweise auf das Doppelte des Normalwerts an, bevor das Fahrzeug soweit verzögert wird, daß die Kugel 62 in Anlage am Ventilsitz 64 kommi und damit die Steuerung des Bremsdrucks PA' einleitet

Wegen des Ausfalls des das rechte Ende des freiverschieblichen Kolbens 36 beaufschlagenden Eingangsdrucks PB muß der Druck am zweiten Auslaß 48 darüber hinaus auf einen beträchtlich hohen Wert ansteigen, bevor sich der Kolben 42 nach links bewegt, um das Schließen des Teiierventiis 44 zu bewirken. Während nämlich der Kolben 42 unter normalen Betriebsbedingungen durch den das rechte Ende des Kolbens 28 beaufschlagenden Eingangsdruck PB nach links belastst ist, erhöht sich bei dem durch eine Störung am Bremskreis B verursachten Fehlen dieser Belastung der Druck, bei welchem die Steuerung des den Bremszylinder 8OL speisenden Bremsdrucks PA' einsetzt, bis auf einen Wert, bei welchem der diesen Bremszylinder speisende Druck stark genug ist, um eine der bereits beschriebenen vergleichbare Ausfallsicherung zu erzielen.

Anstelle des bei der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform verwendeten Trägheits-Kugelventils 60 für die Bestimmung des Umschaltpunkts, an welchem die Steuerung des Bremsdrucks einsetzt, kann ein mechanisch mit der Aufhängung des Fahrzeugs verbundenes Gestänge od. dgl. verwendet werden.

Das beschriebene Druckventil ist mit geringem Aufwand herstellbar und montierbar. Bei der Fertigung des ersten Gehäuses 20 brauchen in diesem lediglich eine die Kammer 69 für die Aufnahme der becherförmigen Hülse 68 und der Federn 70 und 72 darstellende, anschließend mit einem Stopfen, in welchem der Vorspannkolben 56 verschieblich geführt ist, zu verschließende Bohrung sowie die zum Ventilsitz 64 führenden Durchlässe geformt zu werden. In dem getrennt davon vorgeferigten zweiten Gehäuse 22 brauchen wieder lediglich die Kammer 63 für die Aufnahme der Kugel 62 sowie die abgestufte Bohrung 26 für die Aufnahme des Kolbens 28 und des frei verschieblich in diesem geführten Kolben"; 36 und des Kolbens 42 geformt zu werden, worauf der Einbau eines Widerlagers 83 und einer Dichtung 84 in die Bohrung 26 keine Schwierigkeiten bereitet Auch das Bohren der Ein- und Auslässe sowie eines zu der Kammer 63 für die Kugel 62 führenden Durchganges im zweiten Gehäuse 22 bereitet keine Schwierigkeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Druckregelventil für eine hydraulische Zweikreisbremsanlage mit einem Ventilgehäuse mit einer Bohrung, in der zwei Kolben koaxial geführt sind, die jeweils ein Tellerventil aufweisen und von der Steuerkraft einer gemeinsamen, am freien Ende des einen Kolbens angreifenden, koaxial angeordneten Federanordnung beaufschlagt sind, und mit einem auf Verzögerung ansprechenden Ventil, das einen Durchgang für den Eingangsdruck eines Bremskreises schließt, dadurch gekennzeichnet, daß

a) im anderen Kolben (28) eine Bohrung (32) ausgebildet ist, in der ein freiverschieblicher Kolben (36) und der eine Kolben (42) mit seinem Tellerventil (44) so abgedichtet eingesetzt sind, daß sich die Ventilstößel der Tellerventile (34 und 44) öifnend am frei verschieblichen Kolben (3S) abstützen;

b) der frei verschiebliche Kolben (36) an seinen Stirnflächen von den Ausgangsdrücken und der andere Kolben (28) an seinen Stirnflächen von den Eingangsdrücken der beiden Bremskreise beaufschlagt wird;

c) der von dem auf Verzögerung ansprechenden Ventil (60) duxchgelassene Druck auf einen Vorspannkolben (56) wirkt, durch dessen Verschiebung die auf das freie Ende des einen Kolbens (42) wirkende Steuerkraft der Federanordnung (72, 70) und damit die über Jen frei verschieblichen Kolben (36) in Cffpungsrichtung auf beide Tellerventile (34 und 44) wir. .;nde Kraft eingestellt wird.