DE3902789A1

DE3902789A1 - Drucksteuereinrichtung fuer kraftfahrzeugbremsanlagen

Info

Publication number: DE3902789A1
Application number: DE3902789A
Authority: DE
Inventors: Juergen Schonlau
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1989-01-31
Filing date: 1989-01-31
Publication date: 1990-08-02
Also published as: US5022715A

Description

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinrichtung für Kraftfahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des An spruches 1.

Eine derartige Drucksteuereinrichtung ist aus der DE-OS 32 43 053 bekannt, bei welcher das Ventilelement als Träg heitskörper ausgebildet ist und bei Erreichen einer be stimmten Verzögerung zur Anlage an einem am Steuerkolben vorgesehenen Ventilsitz gelangt. Sobald diese Schalt stellung erreicht ist, arbeitet dieser Steuerkolben als hydraulischer Übersetzungskolben, so daß der Ausgangsdruck gegenüber dem Eingangsdruck im Verhältnis der Quer schnittsflächen des Stufenkolbens gemindert ist.

Der Nachteil dieser Steuereinrichtung ist zum einen die Abhängigkeit des Umschaltdruckes von Viskosität und Strömungsgeschwindigkeit und zum anderen die Tatsache, daß nach Erreichen des verzögerungsabhängigen Umschaltdruckes das Minderungsverhältnis konstant ist. Dadurch lassen sich die Hinterachsbremsdrücke nicht optimal an die fahrzeug spezifischen Anforderungen anpassen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine gattungsgemäße Drucksteuervorrichtung zu schaffen, welche sich neben einem einfachen Aufbau durch eine sichere Funktion aus zeichnet, welche temperatur- und strömungsgeschwindig keitsunabhängig ist; außerdem soll eine optimale Anpassung der Kennlinie an die fahrzeugspezifischen Erfordernisse möglich sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, die Wirkungsweise des Steuerkolbens derart zu beeinflussen, daß er in Abhängigkeit von der Schalt stellung des verschiebbaren Anschlages in dem einen Fall als Reglerkolben und im anderen Fall als Übersetzungskol ben wirkt.

Die Betätigung des verschiebbaren Anschlages kann in Ab hängigkeit verschiedener Steuergrößen erfolgen; als Steuergrößen eignen sich insbesondere die Fahrzeugver zögerung in Längs- und/oder Querrichtung sowie die Fahr zeugbeladung. Als beladungsabhängige Stellgröße kann bei spielsweise die Relativbewegung zwischen einem gefederten und einem ungefederten Führungsteil dienen.

Eine besonders kostengünstige Ausführungsform der Erfin dung sieht vor, daß die Beaufschlagung des Ventilelementes durch die Schaltstellung eines Trägheitskörpers gesteuert wird. Eine besonders kompakte Drucksteuereinheit zeichnet sich dadurch aus, daß der verschiebbare Anschlag als ein sich mit radialem Spiel durch eine Längsbohrung des Steuerkolbens erstreckender Stößel ausgebildet ist, welcher gedichtet aus der Auslaßkammer herausgeführt ist.

Zur optimalen Abstimmung der Steuercharakteristik ist es von besonderem Vorteil, wenn der verschiebbare Anschlag und/oder der Steuerkolben durch elastische Mittel vorge spannt sind. Um eine Beeinflussung des Trägheitskörpers durch Strömungs- oder Viskositätseinflüsse auszuschließen, ist es vorteilhaft, daß der Trägheitskörper in einer Kammer vorgesehen ist, welche nicht von dem Druckmittel durchströmt ist. Eine besonderes einfache Lagerung des Trägheitskörpers wird dadurch erreicht, wenn er kippbar mittels eines spitzwinkligen Widerlagers auf dem Boden der Kammer gelagert ist. Eine derartige Lagerung auf einer Art Nadelspitze gestattet eine Steuerbewegung des Trägheits körpers sowohl in Läng- als auch in Querrichtung.

Ist eine verzögerungsabhängige Steuerbewegung des Träg heitsköpers in eine Richtung ausreichend, so sieht eine bevorzugte Ausführungsform vor, daß die Aufstandsfläche des Widerlagers linienförmig in Form einer Messerschneide ausgebildet ist.

Die Auslenk- und Stoßempfindlichkeit des Trägheitskörpers läßt sich mittels einer Dämpfungsflüssigkeit und/oder elastischen Mitteln beeinflussen.

Weitere vorteilhafte Merkmale sowie die Funktion der Er findung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Hierzu zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungs gemäße Drucksteuereinrichtung,

Fig. 2 eine Steuerkennlinie.

Die in Fig. 1 dargestellte Drucksteuereinrichtung weist ein Gehäuse auf, welches sich aus den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 zusammensetzt und das mit einem Einlaßanschluß 3 und einem Auslaßanschluß 4 versehen ist. Im Gehäuse ist ein gestufter Steuerkolben 5 angeordnet, dessen Abschnitt 6 geringeren Durchmessers in den Einlaßraum 8 ragt und dessen Abschnitt 7 größeren Durchmessers dem Auslaßraum 9 zugeordnet ist. Der Kolben 5 ist mittels der Dichtung 10, welche formschlüssig im Gehäuseteil 1 befestigt ist, und mittels der Dichtung 11, die in einer im Abschnitt 7 vor gesehenen Ringnut angeordnet ist, gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Der Steuerkolben 5 ist mit einer gestuften zentralen Durchgangsbohrung 12 versehen, deren dem Ein laßraum 8 zugewandtes Ende als Ventilsitz 13 ausgebildet ist. Dem Ventilsitz 13 funktionell zugeordnet ist das Ventilschließglied 14, welches im Einlaßraum 8 vorgesehen ist. Der Steuerkolben 5 ist mittels der Steuerfeder 15 mit einer elastischen Kraft beaufschlagt, welche ihn in Rich tung auf den Auslaßraum 9 vorspannt. Zur Übertragung dieser Steuerkraft ist der Steuerkolben 5 von einem Feder topf 16 umgriffen, an dessen flanschförmiger Erweiterung das eine Ende der Steuerfeder 15 angreift, während sich das andere Ende an einem Gehäuseabsatz abstützt.

Durch die zentrale Durchgangsbohrung 12 des Steuerkolbens 5 erstreckt sich mit radialem Spiel der Stößel 17, an dessen dem Einlaßraum 8 zugewandten Ende - bei unbe tätigter Drucksteuereinrichtung - das Ventilschließglied 14 anliegt. Das gegenüberliegende Ende des Stößels 17 ist abgedichtet durch den Dichtring 18 aus dem Gehäuseteil 2 herausgeführt. Der Stößel 17 ist mittels der Druckfeder 19 in Richtung Einlaßraum 8 vorgespannt; hierzu weist der Stößel 17 sich radial erstreckende am Umfang verteilte An schläge 20 auf, zwischen denen stets ein Strömungsquer schnitt zur Durchströmung der Durchgangsbohrung 12 ver bleibt und welche der Anlage der Druckfeder 19 dienen, deren anderes Ende sich am Boden des Auslaßraumes 9 abstützt.

Das aus dem Auslaßraum 9 herausgeführte Ende des Stößels 17 ragt in die Kammer 22, in welcher der Trägheitskörper 23 angeordnet ist. Der Trägheitskörper 23 ist in einer keilförmigen Nut 24 des Gehäuses 25, welches mit dem Ge häuseteil 2 verstemmt ist, gelagert. Die Nut 24 ist in axialer Verlängerung des Stößels 17 angebracht; der Träg heitskörper 23 weist zur Lagerung eine spitzwinklige schneidenförmige Lagerkante 26 auf.

Der Trägheitskörper 23 besitzt einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt mit einer Stufe 27, die auf seiner in Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen vorderen Seite ausgebildet ist. Die Lage des Schwerpunktes des Trägheits körpers 23 stellt in Verbindung mit den Begrenzungsflächen 28 und 29 sicher, daß sich der Trägheitskörper 23 ohne Einwirkung von Verzögerungskräften in der dargestellten Lage befindet; d.h., er liegt an der in Fahrtrichtung hinteren Begrenzungsfläche 29 an.

In unbetätigtem Zustand befindet sich die Drucksteuerein richtung in der in Fig. 1 dargestellten Lage. Wird durch den nicht dargestellten Hauptzylinder zum Druckaufbau Druckmittel zugeführt, so strömt dieses zunächst vom Einlaßraum 8 über die zentrale Durchgangsbohrung 12 in den Auslaßraum und von dort aus über den Auslaßanschluß 4 in die nicht dargestellten Hinterradbremsen. In der Anfangs phase des Druckaufbaues ist das Ventilschließglied 14 durch den Stößel 17 in Abstand vom Ventilsitz 13 gehalten. Durch die unterschiedlich großen druckbeaufschlagbaren Ringflächen am Steuerkolben 5 verschiebt sich letzterer entgegen der Kraft der Steuerfeder 15 auf das Ventil schließglied 14 zu. Bei Erreichen des in Fig. 2 mit p _{u 1} bezeichneten Umschaltdruckes gelangt der Ventilsitz 13 erstmals in Anlage an das Ventilschließglied 14; bei weiterer Steigerung des Eingangsdruckes p _E wird der Aus gangsdruck p _A gegenüber dem Eingangsdruck p _E in be kannter Weise im Verhältnis der druckbeaufschlagbaren Ringflächen gemindert.

Der Minderungsfaktor entspricht der Steigung der Geraden 30 der in Fig. 2 dargestellten Kennlinie.

Da der Stößel 17 stets mit dem Ausgangsruck p _A beauf schlagt ist, verschiebt er sich druckabhängig gegen die Kraft der Druckfeder 19 auf den Trägheitskörper 23 zu. Diese Verschiebung beginnt kurz vor Erreichen des Ein gangsdruckes p _{U 2}, wobei der Steuerkolben 5 zunächst dieser Bewegung folgt.

Ist zu diesem Zeitpunkt die erreichte Verzögerung des Fahrzeuges ausreichend groß, um den Trägheitskörper 23 in Fahrtrichtung derart auszulenken, daß er in Anlage an die Begrenzungsfläche 28 gelangt, so kommt der Stößel 17 bei Erreichen des Druck p _{U 2} in Anlage an die obere Be grenzungsfläche 31 des Trägheitskörpers 23 und der Aus gangsdruck p _A wird gegenüber dem Eingangsdruck p _E ent sprechend der geraden 30 gemindert. Eine derart hohe Ver zögerung bei entsprechenden Bremsdrücken wird mit einer Fahrzeugbeladung erreicht, die zwischen leerem und teilbe ladenem Fahrzeug liegt.

Ist die Fahrzeugbeladung höher als teilbeladen, so bleibt der Trägheitskörper 23 wegen zu geringer Fahrzeugver zögerung in Anlage an der Begrenzungsfläche 29, so daß sich der Stößel 17 bis zur Anlage an die Stufe 27 des Trägheitskörpers 23 verschieben kann. In diesem Fall kann der Stößel 17 das Ventilschließglied 14 nicht mehr beauf schlagen, so daß letzteres in Anlage am Ventilsitz 13 bleibt. Bei weiterer Steigerung des Eingangsdruckes ver schiebt sich nun der Steuerkolben 5 mit geschlossem Ventil 13, 14 in Richtung Auslaßraum 9 und wirkt als Über setzungskolben, welcher den Ausgangsdruck p _A gegenüber den Eingangsdruck p _E im Verhältnis der Querschnitts fläche des Abschnitts 6 zur Querschnittsfläche des Ab schnitts 7 mindert. Dieses Minderungsverhältnis entspricht der Steigung der Geraden 32 gemäß Fig. 2. Da die Steigung der Geraden 32 größer ist als die der Geraden 30 werden also bei höherer Fahrzeugzuladung die wirksamen Hinter achsbremsdrücke größer. Durch die verzögerungs- und last abhängige Kennlinie der Drucksteuereinheit werden die Hinterachsbremskräfte optimal ausgenutzt. Gleichzeitig ist durch die Auslegung der Bremsdrucksteuereinheit sicherge stellt, daß ein Blockieren der Hinterräder vermieden wird.

Claims

1. Drucksteuereinrichtung für Kraftfahrzeugbremsanlagen mit einem gestuften Steuerkolben, der axial ver schiebbar in einem Gehäuse geführt ist, und der in Zusammenwirkung mit einem Ventilelement den Druck mitteldurchlaß zwischen einem Einlaßraum und einem Auslaßraum steuert, wobei ein Abschnitt geringeren Durchmesser des Steuerkolbens dem das Ventilelement aufweisenden Einlaßraum zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (14) von einem verschiebbaren Anschlag (17) beauf schlagbar ist.

2. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Ventilelementes (14) in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung erfolgt.

3. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Ventilelementes (14) in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung erfolgt.

4. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung des Ventilelementes (14) durch die Schaltstellung eines Trägheitskörpers (23) gesteuert wird.

5. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag als ein sich mit radialem Spiel durch eine Längsbohrung des Steuerkolbens er streckender Stößel (17) ausgebildet ist.

6. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (17) gedichtet aus dem Auslaßraum (9) herausgeführt ist.

7. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag (17) durch elastische Mittel (19) in Richtung auf das Ventilelement (14) vorgespannt ist.

8. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerkolben (5) durch eine Steuerfeder (15) in Richtung seines Abschnittes (7) größeren Durchmessers vorgespannt ist.

9. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Trägheitskörper (23) in einer Kammer (22) vorgesehen ist, die nicht von einem Druckmittel durchströmt ist.

10. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper (23) schwenkbar gelagert ist und eine Steuerkurve aufweist, welche die Verschiebung des Stößels begrenzt.

11. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper (23) kippbar mittels eines spitz winkligen Widerlagers (24, 26) gelagert ist.

12. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstandsfläche des Widerlagers (24, 26) punktförmig ist.

13. Drucksteuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufstandsfläche des Widerlagers (24, 26) linienförmig ist.

14. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (22), in der der Trägheitskörper (23) vor gesehen ist, mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist.

15. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitskörper mit elastischen Mitteln vorge spannt ist.

16. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag (17) mit mechanischen Mitteln in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung beaufschlagbar ist.

17. Drucksteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Anschlag (17) mit hydraulischen Mitteln in Abhängigkeit von der Fahrzeugbeladung beaufschlagbar ist.