DE3709991A1

DE3709991A1 - Druckregeleinrichtung, insbesondere fuer druckmittelbetaetigbare kraftfahrzeug-bremssysteme

Info

Publication number: DE3709991A1
Application number: DE19873709991
Authority: DE
Inventors: Juergen Schonlau; Alfred Birkenbach; Ralf Harth
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1987-03-26
Filing date: 1987-03-26
Publication date: 1988-10-06
Anticipated expiration: 2007-03-27
Also published as: GB2202597A; FR2612861A1; GB8806705D0; FR2612861B1; GB2202597B; US4840433A; DE3709991C2; JPS63255163A

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckregeleinrichtung, insbesondere für druckmittelbetätigbare Kraftfahrzeug- Bremssysteme, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Druckregeleinrichtungen werden in erster Linie zur Bremskraftregelung der Hinterräder zwischen Hauptzylinder und Hinterradbremse in einem druckmittel betätigbaren Kraftfahrzeug-Bremssystem eingebaut, um die Verteilung der Bremskräfte auf die Vorder- und Hinterachse verzögerungsabhängig an die ideale Ver teilungskennlinie anzunähern.

Eine Druckregeleinrichtung dieser Gattung ist aus der DE-OS 31 00 916 A1 bekannt. Bei dem dort offenbarten Druckregler wird der Regelkolben über eine Feder und einen Zwischenkolben vom Eingangsdruck beaufschlagt. Die Verbindung zwischen Druckmitteleingang und Zwischenkolben wird bei einer bestimmten Verzögerung von einem Trägheitskörper unterbrochen. Ab diesem Zeit punkt verschiebt sich der Regelkolben gegen die Kraft der genannten Feder, wobei der Zwischenkolben, der eine größere Querschnittsfläche als der Regelkolben aufweist, in seiner zuletzt eingenommenen Stellung verharrt.

Der Nachteil der bekannten Druckregeleinrichtung liegt darin, daß der Schaltpunkt des Trägheitskörpers sehr stark von den Einflüssen der Viskosität und der Strömungsgeschwindigkeit des Druckmittels beein trächtigt wird. Um derartige Schaltpunktbeein trächtigungen auszuschließen, wurde bereits in der GB 21 06 205 A der Einbau eines von einem elektrischen G-Sensor geschalteten Magnetventils vorgeschlagen. Dies stellt aber eine sehr kostenaufwendige Ausführung dar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Druckregeleinrichtung zu schaffen, die sich durch günstige Herstellungskosten auszeichnet und die obengenannten Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine in bezug auf Fertigungs- und Montagekosten be sonders günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Führung des Trägheitskörpers aus mehreren Rippen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln zur Horizontalebene besteht.

Damit der Trägheitskörper das von ihm beaufschlagte Ventil möglichst schnell schalten kann, ist vorgesehen, daß die Führung des Trägheitskörpers im Anschluß an die die Neigungswinkel aufweisenden Bereiche weitere Be reiche mit deutlich geringeren Neigungswinkeln auf weist. Der Trägheitskörper rollt dadurch unmittelbar nach dem Auslenken durch die Verzögerungskraft über den Kipp-Punkt ab und gerät durch die sich mit den Winkeln ändernde Normalkraft aus dem bis dahin vorhandenen Kräftegleichgewicht. Dadurch fällt der Trägheitskörper sehr schnell seitwärts und das beaufschlagte Ventil kann sehr schnell schalten.

Dadurch, daß der Neigungswinkel der Führung des Träg heitskörpers zur Fahrzeugquerachse geringer ist, als derjenige zur Fahrzeuglängsachse, wird auch eine Um schaltdruckabsenkung bei Kurvenfahrt erreicht.

Durch das Anordnen einer Drossel in der Kammer, die der Steuerkolben begrenzt, kann die Steuerkolbenge schwindigkeit optimal abgestimmt werden.

Bei Verwendung je einer Druckregeleinheit pro Hinter radbremse kann auf diese Weise und durch entsprechende Neigungswinkelanordnung der Umschaltdruck für das kurvenäußere Rad anders vorgegeben werden, als für das kurveninnere Rad.

Weitere vorteilhafte Merkmale sowie die Funktion der erfindungsgemäßen Druckregeleinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. Hierzu zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 die Draufsicht auf das Führungsteil des Trägerkörpers;

Fig. 3 und 4 eine schematische Darstellung des Träg heitskörpers auf seiner Führung entlang der Fahrzeuglängsachse in unterschied licher Lage mit den wirksamen Kräften;

Fig. 5 Darstellung des Trägheitskörpers und seiner Führung gemäß eines Schnittes entlang der Fahrzeugquerachse.

Fig. 6 Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Druckregeleinrichtung weist ein Gehäuse 1 mit gestufter Axialbohrung auf, in der sich, gehalten durch die Verschraubung 2, das Druck regelventil 5, 6 befindet. Das Druckregelventil weist einen Regelkolben 5 auf, der, axial verschiebbar, mit seinem einen Ende in der Verschraubung 2 und mit seinem anderen Ende in der Führungshülse 7 abgedichtet ge lagert ist. Der Regelkolben 5 ist als gestufter Hohl zylinder ausgeführt, dessen Stufe mit größerem Durch messer zu dem in der Verschraubung 2 vorgesehenen Aus laß 4 zeigt. Der Regelkolben 5 weist einen Absatz 8 auf, an dem er durch die Regelfelder 9 beaufschlagt wird und der als Anlagefläche für einen gehäusefesten An schlag dient. Die Regelfeder 9 stützt sich mit ihrem anderen Ende an der Führungshülse 7 ab, welche mittels einer Abstandshülse 10 an einem Absatz der Axialbohrung des Gehäuses 1 unter Zwischenschaltung einer Scheibe 12 durch die Verschraubung 2 fixiert ist. Der axial durch den Regelkolben 5 führende Kanal 16 verbindet den Aus laß 4 mit dem Einlaßraum 14, in welchen die Anschluß bohrung für den Einlaß 3 mündet.

Im Einlaßraum 14 befindet sich der axial verschiebbare Ventilsitz 6, der, durch die Druckfeder 17 belastet, an der Scheibe 12 anliegt. Das andere Ende der Druckfeder 17 stützt sich an der Scheibe 18 ab, welche einen Nut ring 19 in axialer Richtung sichert, der den Steuer kolben 10 gegenüber dem Gehäuse 1 abdichtet.

Der Ventilsitz 6 weist an seinem der Scheibe 12 zuge ordneten Ende Durchlaßkanäle 22 auf. In seinem entge gengesetzten Ende weist der Ventilsitz eine Ausnehmung auf, in die der Steuerkolben 20 einrastet. Hierzu weist der Steuerkolben 20 eine ringförmig umlaufende Nut und die Ausnehmung eine radiale stufenförmige Verengung auf.

Das gegenüberliegende Ende des Steuerkolbens 20 ragt durch den Nutring 19 hindurch in die Kammer 26, die durch die Bohrung 28 mit dem Raum 29 verbunden ist. Kammer 26 und Raum 29 befinden sich in einem aus Kunst stoff gefertigten Kopfteil 27, welches mit seinem einen Ende druckdicht mit dem Gehäuse 1 verstemmt ist und dessen anderes Ende durch eine Verschlußkappe 32 ver schlossen ist.

Die Kammer 26, Bohrung 28 sowie der Raum 29 sind bis zu einer bestimmten Höhe 34 mit Hydraulikflüssigkeit ge füllt. Unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ist der Raum 29 durch radiale Durchlaßkanäle 33 mit der Bohrung 28 verbunden. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ist das Führungsteil 35 des als Kugel ausgebildeten Trägheits körpers 36 angeordnet. Die Menge der Hydraulik flüssigkeit ist so angelegt, daß sich der Trägheits körper 36 stets im druckmittelfreien Bereich des Raumes 29 befindet.

In seiner nicht ausgelenkten Stellung beaufschlagt der Trägheitskörper 36 den Stößel 39 des Ventilschließ gliedes 30 gegen die Kraft der Ventilfeder 31 in Öffnungsrichtung. Die Ventilfeder 31 stützt sich hierzu zum einen an einem Absatz des Ventilschließgliedes 30 und zum anderen an einem in der Kammer 26 vorgesehenen Vorsprung 37 ab.

Fig. 2 zeigt das Führungsteil 35 des Trägheitskörpers 36, das als kreisförmiges Blechteil ausgeführt ist. Die kreuzförmig verlaufenden Rippen 41 weisen in Fahrzeug längs- und Fahrzeugquerrichtung unterschiedlicher Neigungswinkel w und v auf. In einer zentralen Aus nehmung des Führungsteiles 35 ist der Stößel 39 in radialer Richtung geführt.

In unbetätigtem Zustand befindet sich die Druckregel einrichtung in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Zu Beginn der Bremsbetätigung wird der vom (nicht darge stellten) Hauptzylinder in den Einlaßraum 14 einge speiste Druck über die Durchlaßkanäle 22 und den Kanal 16 im Regelkolben 5 ungemindert am Auslaß 4, an welchem die (nicht dargestellten) Hinterradbremsen ange schlossen sind. Bei weiterer Eingangsdrucksteigerung verschiebt sich ab einem, durch die druckbeaufschlagten Flächen am Regelkolben 5 und durch die Regelfelder 9 bestimmten Druck der Regelkolben 5 in Richtung auf den Einlaßraum 14 zu. Durch den Druck im Einlaßraum 14 wird gleichzeitig der mit dem Ventilsitz 6 verbundene Steuerkolben 20 gegen die Kraft der Druckfeder 17 in die Kammer 26 verschoben, wodurch Flüssigkeit aus der Kammer 26 über die Bohrung 28 und die Kanäle 33 in den Raum 29 verdrängt wird.

Die druckbeaufschlagten Flächen am Regelkolben 5 und am Steuerkolben 20 sowie die Federsteifigkeiten der Druck feder 17 sowie der Regelfelder 9 sind dabei so ausge legt, daß sich während dieser gleichgerichteten Be wegung von Regelkolben 5 und Ventilsitz 6 der halb kugelförmige Dichtungsabschnitt 40 am Ventilsitz 6 nicht an seine Gegenfläche am Regelkolben 5 anlegen kann. Die Verbindung vom Einlaßraum 14 zum Auslaß 4 bleibt somit noch erhalten.

Ab einem konstruktiv vorgegebenen Verzögerungswert des Kraftfahrzeuges wird der Trägheitskörper 36 aus seiner Normalstellung ausgelenkt, wodurch die Beaufschlagung des Stößels 39 des Ventilschließgliedes 30 unterbrochen wird. Durch die Kraft der Ventilfeder 31 schließt das Ventilschließglied 30 die Verbindung zwischen dem Raum 29 und der Kammer 26.

Von diesem Zeitpunkt an bleibt der Steuerkolben 20 und damit der Ventilsitz 6 in seiner zuletzt eingenommenen Stellung stehen, während sich der Regelkolben 5 bei weiterem Druckanstieg im Einlaßraum 14 weiter gegen die Kraft der Regelfeder 9 in den Einlaßraum 14 bewegt, bis er am Dichtungsabschnitt 40 des Ventilsitzes 6 zur An lage kommt und der Durchgang vom Einlaßraum 14 zu Aus laß 4 geschlossen wird.

Bei weiterem Druckanstieg im Einlaßraum 14 bewegt sich der Regelkolben 5 in rascher Folge hin und her, wobei er den Durchgang am Ventilsitz 6 ständig öffnet und schließt. Bei diesem Vorgang wird der Druck im Auslaß 4 gegenüber dem Druck im Einlaßraum 14 entsprechend dem Verhältnis der druckbeaufschlagten Flächen am Regelkol ben 5 gemindert. Um einen exakten, reproduzierbaren verzögerungsabhängigen Umschaltdruck zu erhalten, muß das Ventil 30, 31 möglichst schnell schalten. Deshalb ist, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, das Führungsteil 35 mit einer Knickstelle 43 zwischen den unterschied lichen Neigungswinkeln ausgestattet. Der Trägheits körper 36 kann somit nach dem verzögerungsabhängigen Auslenken über die Knickstelle 43 kippen und wird durch die sich mit dem Neigungswinkel ändernde Reaktionskraft F _n aus dem Kräftegleichgewicht gebracht, wodurch er sehr schnell den Stößel 39 freigibt. Mit F _g und F _a wird die Gewichts- bzw. Beschleunigungskraft am Träg heitskörper 36 bezeichnet. Fig. 3 zeigt die wirksamen Kräfte am Trägheitskörper 36 kurz vor der Auslenkung desselben; in Fig. 4 ist die Kräftekonstellation während des Überrollens der Knickstelle 43 dargestellt.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Fahrzeugquer achse; der Figur ist zu entnehmen, daß der bei Quer beschleunigung, also bei Kurvenfahrt wirksame Neigungs winkel v deutlich geringer ist als der bei Längsver zögerungen wirksame Neigungswinkel w. Bei Querbe schleunigungen genügt also schon ein betragsmäßig kleiner Beschleunigungswert zum Auslenken des Träg heitskörpers 36 als bei Verzögerungen in Fahrzeuglängs richtung.

Die Fig. 6 zeigt einen axialen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung, welche sich im wesentlichen nur im Kopfteil 27 sowie in der Führung des Ventilsitzes 6 von der Fig. 1 unterscheidet.

Die Führung des Trägheitskörpers 36 ist in diesem Aus führungsbeispiel im Kopfteil 27 ausgeführt, wodurch ein zusätzliches Führungsteil 35 entfällt. Der Trägheits körper 36 liegt im Ruhezustand auf der Führungslinie 45 über die er bei einem bestimmten, durch die Masse des Trägheitskörpers und den Verlauf der Führungslinie 45 festgelegten Verzögerungswert hinweg rollt und den Stößel 39 freigibt.

Die Führungslinie 45 ergibt sich als Schnittlinie eines waagrechten Zylinders, also eines Zylinders, dessen Hochachse in der Radialebene der Druckregeleinrichtung liegt, und einer Kugel, in diesem Fall der Kugelschale 46.

Diese ellipsenartige Führungslinie, die auch in axialer Richtung gewölbt ist, bewirkt, daß der Trägheitskörper bei Verzögerungen in Richtung der kürzeren Ellipsen achse bei geringeren Verzögerungswerten ausgelenkt wird als bei Verzögerungen in Richtung der kleineren Achse.

Daher wird die Druckregeleinrichtung im Fahrzeug derart ausgerichtet, daß die lange Hauptachse mit der Fahr zeuglängsachse übereinstimmt.

Zum Abstimmen der Bewegung des Steuerkolbens 20 kann es notwendig werden, daß in der Kammer 26 eine (nicht dar gestellte) Drossel montiert wird.

Zur exakten Führung von Steuerkolben 20 und Ventilsitz 6, ist als Verbindungselement dieser beiden Bauteile ein zweiteiliges glockenförmiges Führungsgehäuse 47 vorge sehen. Die beiden Führungsgehäusehälften werden, nach dem das flanschartig erweiterte Ende 48 des Steuerkol bens 20 einerseits und der Ventilsitz 6 andererseits in eine Gehäusehälfte eingelegt sind und die andere daraufgesetzt ist vernietet.

Die Druckfeder 17, die den Steuerkolben vorspannt, stützt sich an einem Flansch 50 des Führungsgehäuses 47 ab; der Ventilsitz 6, der axial verschiebbar im Führungsgehäuse gelagert ist, wird durch die Feder 49 in Richtung auf den Regelkolben 5 beaufschlagt, wobei sich die Feder 49 am Führungsgehäuse 47 abstützt.

Bezugszeichenliste 1 Gehäuse
2 Verschraubung
3 Einlaß
4 Auslaß
5 Regelkolben
6 Ventilsitz
7 Führungshülse
8 Absatz
9 Regelfeder
10 Abstandshülse
12 Scheibe
14 Einlaßraum
16 Kanal
17 Druckfeder
18 Scheibe
19 Nutring
20 Steuerkolben
22 Durchlaßkanal
24 Ausnehmung
26 Kammer
27 Kopfteil
28 Bohrung
29 Raum
30 Ventilschließglied
31 Ventilfeder
32 Verschlußkappe
33 Kanal
34 Flüssigkeitsspiegel
35 Führungsteil
36 Trägheitskörper
37 Vorsprung
39 Stößel
40 Dichtungsabschnitt
41 Rippe
43 Knickstelle
44 Bereich
45 Führungslinie
46 Kugelschale
47 Führungsgehäuse
48 Ende
49 Feder
50 Flansch

Claims

1. Druckregeleinrichtung, insbesondere für druckmittel betätigbare Kraftfahrzeug-Bremssysteme, mit einem Gehäuse, einem darin vorgesehenen Druckregelventil, das die Verbindung zwischen einem Druckmitteleingang und einem Druckmittelausgang regelt, einem ver zögerungsabhängig bewegbaren Trägheitskörper, einem ebenfalls im Gehäuse vorgesehenen Steuerkolben, der in Abhängigkeit vom Druck des Druckmittels und von der Lage des Trägheitskörpers verschiebbar ist und das Druckregelventil beaufschlagt, dadurch ge kennzeichnet, daß der Trägheitskörper (36) in einem Raum (29) vorgesehen ist, der im wesent lichen druckmittelfrei ist, und daß der Trägheits körper (36) ein Ventil (30, 31, 39) steuert, durch das eine von dem Gehäuse (1) und dem Steuerkolben (20) begrenzte Kammer (26) von dem Raum (29) abtrennbar ist.

2. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Führungs teil (35) des Trägheitskörpers (36) aus mehreren Rippen (41) mit unterschiedlichen Neigungswinkeln (v, w) zur Horizontalebene zusammensetzt.

3. Druckregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (35) des Trägheitskörpers (36) im Anschluß an die die Neigungswinkel (v, w) aufweisenden Bereiche (44) weitere Bereiche mit deutlich ge ringeren Neigungswinkeln aufweist.

4. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Übergangsstelle von den Bereichen (44) mit größeren Neigungswinkeln zu denjenigen mit kleineren Neigungswinkeln als Knick stelle (43) ausgebildet ist.

5. Druckregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (v) zur Fahrzeugquerachse geringer ist als der Neigungswinkel (w) zur Fahrzeuglängsachse.

6. Druckregeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (26) eine Drossel angeordnet ist.

7. Druckregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Führung des Träg heitskörpers (36) im Kopfteil (27) integriert ist, wobei sich die Führungslinie (45) als Schnittlinie eines Zylinders, dessen Hochachse in der Radialebene der Druckregeleinrichtung liegt, mit einer Kugel darstellt.