DE3401464C2 - Hydraulische Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuer­ einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer derartigen aus der DE 28 12 765 A1 bekannten Einrichtung erfolgt der Bremsdruck-Anstieg bei Betätigen des Bremspedals stufenförmig, was zu einem nicht optimalen Bremsen des Fahrzeugs infolge Druckschwankungen im Bremssystem führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Steuereinrichtung so auszubilden, daß Druckschwankungen im Brems­ system während der Betätigung des Bremspedals vermieden werden, so daß ein stetiger Bremsdruckaufbau erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch eine hydraulische Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung hat demgegenüber den Vorteil, daß der Bremsdruck-Aufbau stetig erfolgt, und zwar dadurch, daß das Steuerkölbchen als Vorsteuerven­ til für das Stromregelventil dient. Dessen Verhalten wird durch diese Vorsteuerung kontinuierlich.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine hydraulische Steuereinrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt längs II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel.

Die Steuereinrichtung weist ein Ventilgehäuse 10 mit einer durchgehenden Längsbohrung 11 auf, an welche eine Förderleitung 12 angeschlossen ist, in die eine Pumpe 13 aus einem Behälter 14 Druckmittel fördert. In der Längsbohrung 11 ist ein Steuerschieber 15 eines Strom­ regelventils 16 gleitend geführt, auf den entgegen dem einströmenden Druckmittel eine Regelfeder 17 einwirkt. Der hintere Teil der Bohrung 18, in welchem die Regel­ feder angeordnet ist, ist durch eine Verschlußschraube 19 dicht abgeschlossen. Dem Einlaß 20 der Längsbohrung 11 zugewandt, sind an der Stirnseite des Steuerschiebers 15 zwei Dreieckkerben 21 ausgebildet.

Im Inneren des Steuerschiebers 1 ist eine Blende 24 angeordnet, stromabwärts von dieser eine Drossel 25 mit wesentlich kleinerem Durchmesser als der der Blende 24. An der Längsbohrung 11 sind drei Ringnuten 26, 27, 28 ausgebildet. Von der Ringnut 26 verläuft eine Bohrung 29 zum Äußeren des Ventilgehäuses; dort ist eine Leitung 30 angeschlossen, die zum Behälter 14 führt. Im hintersten Teil des Steuerschiebers 15 ist eine Drosselscheibe 32 angeordnet, über welche die Regelfeder 17 auf den Steuer­ schieber 15 einwirkt. Die Drosselscheibe 32 bewirkt ledig­ lich eine Dämpfung der Bewegung des Steuerschiebers 15. In die Ringnut 27 mündet ein Kanal 35, der in eine parallel zur Längsbohrung 11, verlaufende Längsbohrung 40 mündet.

Von der Ringnut 28 geht ein Kanal 43 aus, welcher in eine Ringnut 47 an einem erweiterten Teil 40′ der Längsbohrung 40 mündet. In den zwischen der Blende 24 und der Drossel­ bohrung 25 gelegenen Raum 45 im Steuerschieber 15 münden mehrere Radialbohrungen 44, die in Höhe der Ringnut 27 liegen. Stromabwärts der Drosselbohrung 25 münden in den hohlen Steuerschieber 15 mehrere Radialbohrungen 46, die in Höhe der Ringnut 28 liegen.

Im erweiterten Teil 40′ der Längsbohrung 40 ist ein becher­ förmiger Gehäuseeinsatz 49 angeordnet mit einer mittigen Längsbohrung 50, in der ein Kölbchen 52 gleitend gelagert ist. Sein rechter Teil 52 ist durch eine Dichtmanschette 54 nach außen geführt. Die Dichtmanschette stützt sich an einer Scheibe 56, ab und begrenzt einen Raum 55, der sich an die Bohrung 50 anschließt.

Das Kölbchen 52 hat einen im Raum 55 gelegenen Ventilkegel 57 mit einem Bund 58, an dem eine Scheibe 59 anliegt. An dieser stützt sich das eine Ende einer Druckfeder 60 ab, deren anderes Ende an der linken Wand des Raumes 55 an­ liegt. Die Druckfeder 60 drückt das Ende des Kölbchens 52 gegen eine Scheibe 61, die sich in einem Hohlkolben 62 befindet. Auf die Scheibe 61 wirkt eine im Hohlkolben 62 angeordnete Druckfeder 63 ein, deren Steifigkeit größer ist als die der Druckfeder 60. Der Hohlkolben 62 ist glei­ tend in einem erweiterten Bohrungsteil 40′′ der Gehäuse­ bohrung 40 gelagert.

Das Bohrungsteil 40′′′ ist durch ein Gehäuse 64 verschlossen, in dem eine Sackbohrung 65 ausgebildet ist, die achsgleich zur Gehäusebohrung 40 verläuft. In der Sackbohrung 65 ist ein Kolben dicht gleitend gelagert. In die Sackbohrung 65 mündet eine im Gehäuse 64 verlaufende Querbohrung 69, an welche eine Leitung 70 angeschlossen ist. Diese geht aus von einem Druckgeber 71, der durch ein Bremspedal 72 aktivierbar ist. An die Sackbohrung 65 ist noch eine Ent­ lüftungsvorrichtung 73 angeschlossen. Der Kolben 66 liegt am Hohlkolben 62 an.

Das Kölbchen 52 hat vor dem Ventilkegel 57 eine Ringnut 74, von der eine Querbohrung 75 ausgeht, die in eine im Kölbchen ausgebildete längsverlaufende Sackbohrung 76 eindringt, welche im linken Endteil der Längsbohrung 50 mündet. Deren Ende ist durch einen Stopfen 76 dicht verschlossen.

Im linken Endteil des Gehäuseeinsatzes 49 sind, ausgehend von der Gehäusebohrung 40, zwei parallel zur Längsbohrung 50 verlaufende Sackbohrung 78, 79 ausgebildet. Von jeder der Sackbohrungen geht eine Querbohrung 80, 81 aus und mündet in die Längsbohrung 50, und zwar derart, daß sie zur freien Stirnseite des Kölbchens 52 einen nicht sehr großen Abstand haben, wenn dieses sich in seiner darge­ stellten, rechten Endlage befindet, in welcher der Ventil­ kegel 57 von seinem Ventilsitz 82 abgehoben ist. An der Ringnut 74 des Kölbchens mündet in dieser Position eine im Gehäuseeinsatz 49 ausgebildete Querbohrung 83, die mit dem Kanal 43 in Verbindung steht.

Im Gehäuseeinsatz 49 befinden sich, ausgehend vom Raum 55, nochmals zwei parallel zur Längsbohrung 50 verlaufende Sackbohrungen 85, 86 (siehe Schnitt II-II), von deren jeder eine Querbohrung 87, 88 nach außen verläuft und dort in einer an der Gehäusebohrung 40 ausgebildeten Ringnut 89 mündet. Die Sackbohrungen 85, 86 sind um 90° versetzt zu den Sackbohrungen 78, 79, siehe hierzu Fig. 2. Von der Ringnut 89 geht eine Bohrung 90 aus, die zur Außenseite des Gehäuses 10 führt. Von der Bohrung 90 ver­ läuft eine Leitung 91 zum Behälter 14. An die Gehäuse­ bohrung 40 ist eine Leitung 92 angeschlossen, die zu einem Bremszylinder 93 führt.

Die Steuereinrichtung arbeitet wie folgt:
Die Pumpe 13 fördert Druckmittel über den Einlaß 20 in die Längsbohrung 11, wobei dieses auch in das Innere des Steuerschiebers 15 gelangt. Ein Teil dieses Druckmittels fließt über die Blende 24, die Drosselbohrung 25 und die Drosselscheibe 32 in den Raum 18. Über die Drosselbohrung 25 gelangt ein Steuerölstrom zur Querbohrung 46, von dieser in die Ringnut 28 und den Kanal 43, von dort in die Quer­ bohrung 83 und von der Ringnut 74 am Kölbchen 52 über dessen Quer- und Sackbohrungen 75, 76 in den linken Endteil der Längsbohrung 50. Druckmittel strömt aber auch über die Ringnut 74 in den Raum 55 und von dort über den geöffneten Ventilsitz 82 in die Sack- und Querbohrungen 85, 86, 87, 88, die Ringnut 89 und von hier über die Bohrung 90 und die Leitung 91 zum Behälter. Der Steuerschieber 15 wird durch den Druckabfall an der Blende 24 nach rechts ent­ gegen der Kraft der Regelfeder verschoben, so daß die Dreieckkerben 21 Verbindung zur Ringnut 26 und damit zur Leitung 30 herstellen.

Wenn das Bremspedal 72 betätigt wird, baut sich in der Leitung 70 und in der Sackbohrung 65 Druck auf, und der Kolben 66 wird entgegen der auf den Hohlkolben 62 wirken­ den Kraft der Druckfeder 63 nach links verschoben. Die Scheibe 61 drückt auf das Kölbchen 52, wodurch dieses ebenfalls nach links entgegen der Kraft der Druckfeder 60 verschoben wird. Dabei nähert sich der Ventilkegel 57 dem Ventilsitz 82, wodurch der Druckmittelstrom von der Querbohrung 83 zum Raum 55 angedrosselt wird. Dadurch entsteht in der Querbohrung 83 ein Staudruck, der sich über den Kanal 43 und über den Steuerschieber 15 auch in den Raum 18 fortpflanzt. Der Druck pflanzt sich aber auch über die Längsbohrung 76 in den linken Teil der Bohrung 50 fort. Die Bohrungen 80 und 81 sind durch das Kölbchen 52 verschlossen. Durch den Druckanstieg im Raum 18 und die Wirkung der Regelfeder 17 wird der Steuer­ schieber 15 nach links verschoben, so daß die Dreieck­ kerben 21 die Verbindung zur Ringnut 26 unterbrechen und die Querbohrungen 44 mit der Ringnut 27 in Verbindung kommen. Nun wird aufgrund des Druckabfalls an der Blende 24 ein konstanter Strom des von der Pumpe 13 geförderten Druckmittels in den Kanal 35 geleitet. Von hier gelangt es über die Gehäusebohrung 40 und die Leitung 92 in den Bremszylinder 93, worauf ein Bremsvorgang einsetzt. Dies geschieht so lange bis der angedrosselte Druck erreicht ist.

Wird der Steuerdruck in der Leitung 70 durch weiteres Betätigen des Bremspedals erhöht, so gelangt der Hohlkolben 62 schließlich zur Anlage an die Stirnfläche 40′′′ des Bohrungsteils 40′′. Damit wird der maximale Bremsdruck begrenzt.

Der Ventilkegel 57 wirkt zusammen mit dem Steuerschieber 15 wie ein vorgesteuertes Druckbegrenzungsventil, d. h. seine Stellung bestimmt diejenigen des Steuerschiebers 15.

Wird das Bremspedal 72 zurückgenommen, dann baut sich der Steuerdruck in der Leitung 70 und in der Sackbohrung 65 sofort ab, worauf der Hohlkolben 62 vom Kölbchen 52 durch die Kraft der Druckfeder 60 nach rechts geschoben wird. Der Druck im Raum 18 baut sich ab, und der Steuer­ schieber wird durch den Druckabfall an der Blende 24 entgegen der Kraft der Regelfeder 17 nach rechts ver­ schoben, wodurch die Verbindung zum Kanal 35 unterbrochen wird. Der Bremszylinder 93 kann sich über die Bohrungen 78, 79, 80, 81, 76 und die Ringnut 74 sowie über den Raum 55 und über die Bohrungen 85, 86, 87, 88 zum Rück­ lauf 91 entlasten; die Bremsen werden gelöst. Über die Dreieckkerben 21 wird wieder Verbindung zur Ringnut 26 hergestellt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem vorhergehenden dadurch, daß das Kölbchen 52 - jetzt be­ zeichnet mit 152 - einfach ausgebildet ist und daß die Druck­ feder 60 entfällt. Das Kölbchen 152 hat keine Bohrungen mehr, und die es aufnehmende Bohrung 50 ist nach vorne offen, so daß sie direkt mit der Bohrung 40 und damit dem Bremszy­ linder 93 in Verbindung steht. Auch der bisher mit 49 be­ zeichnete Gehäuseeinsatz hat sich geändert - er trägt nunmehr die Bezeichnung 149. Er weist nahe dem Ventil­ sitz 82 eine nach oben verlaufende durchgehende Quer­ bohrung 96 auf, die an der Ringnut 47 mündet. Vom Raum 55 verläuft im Gehäuseeinsatz 149 parallel zur Bohrung, 50 eine Sackbohrung 97, die in eine durchgehende Quer­ bohrung 97 mündet, welche Verbindung mit der Ringnut 89 hat.

Die Funktion ist im wesentlichen ähnlich wie oben be­ schrieben, jedoch mit folgendem Unterschied. Ist das Bremspedal 72 betätigt und hat sich im Bremszylinder 93 ein bestimmter Bremsdruck aufgebaut, so wirkt dieser über die Leitung 92 und die Bohrung 40 direkt auf die linke Seite des Kölbchens 152 und steigt so lange an, bis der der Pedalkraft entsprechende Druck überschritten ist. Dies bewirkt das Verschieben des Kölbchens 152 nach rechts und das Öffnen des Ventilkegels 52 bzw. des Ven­ tilsitzes 82. Sofort verschiebt sich nun der Steuerschie­ ber 15 wieder nach links usw. Dieser Vorgang wiederholt sich sehr schnell. Der mittlere Druck stellt sich dabei entsprechend der vorgewählten Pedalkraft ein. Die überla­ gerten Druckschwingungen bewirken geringe Hysterese der Kennlinie des Bremsventils und damit gutes proportionales Verhalten von Ansteuerdruck zum Bremsdruck.

Im geringfügigen Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann hier auch ein stufenförmiger Bremsdruck- Aufbau erfolgen, der stetig verläuft, und zwar dadurch, daß das Kölbchen 152 als Vorsteuerventil für das Regel­ ventil dient.

Claims (3)

1. Hydraulische Steuereinrichtung, die das von einer Druckmittelquelle geförderte Druckmittel über ein Strom­ regelventil (16) einem Behälter oder über eine hydrau­ lisch ansteuerbare Bremseinrichtung bei deren Aktivierung mittels eines Bremspedals einem Bremszylinder (93) zu­ führt, wobei ein vom Stromregelventil abgezweigter Steuer­ ölstrom unterbrochen wird und in der Bremseinrichtung ein Bremsdruck erzeugt wird, die ein Steuerkölbchen (52) auf­ weist, das an einem Federwiderlager (61) anliegt, auf das auch der vom Bremsdruckgeber (71) erzeugte Steuerdruck wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerölstrom beim Be­ tätigen der Bremseinrichtung durch das Steuerkölbchen (52) zu­ nehmend gedrosselt wird, worauf der Steuerschieber (15) des Stromregelventils in eine Lage gesteuert wird, in der das Druckmittel zum Bremszylinder (93) gelangt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Steuerkölbchen (52) ein Ventilkegel (57) ausgebildet ist, der in einem Raum (55) liegt, in welchen auch der Steuerölstrom gelangt und daß der Steuerölstrom beim Betätigen der Bremseinrichtung durch den Ventilkegel (57) angedrosselt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß im Steuerkölbchen eine längs­ verlaufende Sackbohrung (76) ausgebildet ist, von der eine Querbohrung nach außen dringt und an einer Ring­ nut (74) mündet, die dem Ventilkegel benachbart ist, und daß in einem das Steuerkölbchen (52) aufnehmenden Einsatzkörper (49) mindestens ein vom Raum (55) aus­ gehender Kanal (85, 87) ausgebildet ist, über den ein Anschluß (90, 91) zum Behälter führt und daß von einer dem Raum (55) entgegengesetzten Stirnseite des Einsatz­ körpers (49) mindestens ein zweiter Kanal (78, 81) aus­ geht, der einerseits mit der das Steuerkölbchen (52) aufnehmenden Bohrung (50) in Verbindung steht, anderer­ seits mit dem Bremszylinder (93).