DE3938557C2 - Hydraulische Steuereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Steuereinrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Steuereinrichtung, insbesondere Bremseinrichtung für eine Anhängerbremse, ist aus der DE 37 12 018 A1 bekannt ge­ worden. Als Steuerventil, mit dem das Verhältnis zwischen dem im Bremsdruckgeber erzeugten Flüssigkeitsdruck zu dem von der Brem­ seinrichtung erzeugten Bremsdruck verändert werden kann, um so eine Anpassung an den Beladungszustand und/oder die Größe eines Anhängers zu erreichen, ist dort ein Kugelventil verwendet, das durch einen Elektromagnet betätigt wird. Durch Störungen, bei­ spielsweise infolge von Schmutz, kann das kugelige Ventilglied beim Schalten hängenbleiben. Im ungünstigsten Fall ist dabei der Hauptbremszylinder mit dem Behälter verbunden. Beim Betätigen des Bremspedals fließt in diesem Fall die Ansteuerflüssigkeit zum Behälter, so daß sich kein Druck aufbaut. Es kann dann weder der Anhänger noch das Fahrzeug gebremst werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorbekannte hydraulische Stel­ leinrichtung so weiterzubilden, daß im Ansteuerverhalten die Si­ cherheit des Druckaufbaus mit möglichst geringem Aufwand verbes­ sert wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine solche Steuereinrichtung mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Haupt­ bremszylinder keinerlei Verbindung mit dem Behälter hat. Auf diese Weise erreicht man ein erheblich sichereres Betriebsver­ halten bei verringertem Aufwand. Dadurch kann eine Leitungsver­ bindung entfallen und anstelle eines 3-Wegeventils ein 2- Wegeventil verwendet werden; zudem ergibt sich der Vorteil, daß man bei einem Stromausfall und damit verbundenem Ausfall des Steuerventils stets den größeren Anhänger-Bremsdruck erhält.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Anhänger­ bremsventil, in Fig. 2 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

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

Im Inneren des Steuerschiebers 15 ist eine Blende 24 angeordnet, stromabwärts von dieser eine Drossel 25 mit wesentlich kleinerem Durchmesser als dem 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 Rückleitung 30 angeschlossen, die zum Behälter 14 oder zu weiteren Verbrauchern führt. In die Ringnut 27 mündet ein Kanal 35, in den eine Gehäuse­ bohrung 36 eindringt, in welcher ein Ventileinsatz 37 mit kegeligem Rückschlagventil 38 eingesetzt ist. Von der Gehäusebohrung 36 geht ein Kanal 39 aus, der in eine parallel zur Längsbohrung 11 ver­ laufende Längsborung 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 Drosselbohrung 25 gelegenen Raum 45 im Steuerschieber münden mehrere Radialbohrungen 44, die in Höhe der Ringnut 27 liegen. Stromabwärts der Drosselbohrung 25 münden in den hohlen Steuerschieber mehrere Radialbohrungen 46, die in Höhe der Ringnut 28 liegen.

Im erweiterten Teil 40' der Längsbohrung 40 ist ein becherförmiger Gehäuseeinsatz 49 angeordnet, in dessen Gehäusebohrung 50 ein Schieber 51 gleitend gelagert ist. An diesem ist ein Kolben 52 befestigt, dessen linker Teil 52' dicht in einem achsgleich zur Gehäusebohrung 50 verlaufenden Bohrungsteil 53 gleitet, während sein rechter Teil 52" durch eine Dichtmanschette 54 nach außen geführt ist. Die Dichtmanschette stützt sich an einer Scheibe 55 ab, gegen die sich auch eine um den rechten Teil 52" des Kolbens gewickelte Feder 56 legt, deren anderes Ende an einem Federwiderlager 58 anliegt. Dieses ist in einem Kolben 59 angeordnet, der in einer Bohrung 60 gleitend gelagert ist, die achsgleich zur Gehäusebohrung 40 verläuft. Auf das Federwiderlager wirken Federn 61, 62 ein. Die Bohrung 60 ist durch ein Gehäuse 64 verschlossen.

Die Ringwand 51' des Schiebers 51 ist durch eine Querbohrung 76 durchbrochen, seine Stirnwand durch eine Bohrung 75; erstere mündet in eine Ringnut 77, die mit einer Ringnut 78 im Gehäuseeinsatz 49 zusammenwirkt. Die beiden Ringnuten 77, 78 stehen über eine die Wand des Gehäuseeinsatzes 49 durchdringende Querbohrung 79 mit dem Kanal 43 in Verbindung. Vom Raum 80 innerhalb des Gehäuseeinsatzes 49 verläuft eine Schrägbohrung 81 in eine Ringnut 82 des Bohrungsteils 40' der Gehäusebohrung 40. Von der Ringnut 82 verläuft eine Bohrung 83 zum Äußeren des Gehäuses. Im linken Teil 52' des Kolbens 52 befindet sich eine Längsbohrung 85, von der eine Querbohrung 86 nach außen verläuft und in einer bestimmten Stellung des Schiebers 51 Verbindung zum Raum 80 hat. Von der Längsbohrung 40 führt eine Leitung 88 zu einem Bremszylinder 89 und von der Bohrung 83 eine Leitung 96 zum Behälter 14.

Im Gehäuse 64 ist eine Stufenbohrung 100 ausgebildet, die achsgleich zur Gehäusebohrung 40 verläuft und in deren Bohrungsteil 100A mit kleinerem Durchmesser ein Kolben 101 dicht gleitend geführt ist, im Bohrungsteil 100B mit größerem Durchmesser ein Kolben 102 ebenfalls dicht gleitend, der mit seiner einen Stirnseite am Kolben 101 anliegt. Die Bohrungsstufe 100B ist durch eine Verschlußschraube 103 dicht verschlossen. In die Bohrungsstufe 100B münden zwei im Gehäuse 64 querverlaufende Bohrungen 104 und 105, an die Leitungen 106 bzw. 107 angeschlossen sind. Die Leitung 107 führt zum Ausgang 109 eines Bremskraftgebers 110, der als Zylinder ausgebildet ist, in dem ein Kolben 111 geführt ist, dessen Kolbenstange 112 das Brems­ pedal bildet. Dieses wirkt entgegen einer im Bremskraftgeber ange­ ordneten Druckfeder 113. Von einem erhöht angeordneten Behälter 115 geht eine Leitung 114 aus, die an der Einlaßbohrung 116 eines elektromagnetisch betätigbaren Rückschlagventils 117 mündet. Von der Leitung 114 geht eine Zweigleitung 114A aus, die im Bremskraftgeber unterhalb des Kolbens 111 mündet, wenn sich dieser in seiner oberen Stellung befindet.

Die an die Bohrung 104 angeschlossene Leitung 106 ist an eine Bohrung 118 des Rückschlagventils 117 angeschlossen, welche in einen Raum 119 mündet. In diesem befindet sich der kugelige Ventilkörper 120 des Rückschlagventils. Auf ihn wirkt eine Druckfeder 121 ein, die ihn gegen einen Ventilsitz 122 zu drücken vermag. An den Ventil­ sitz 122 schließt sich ein Raum 123 an, in welchen der Stößel 124 des Elektromagneten 125 hineinragt. Am Stößel ist ein Bund 126 aus­ gebildet, auf den eine Druckfeder 127 einwirkt, und zwar in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 120.

An die links und rechts des im Bohrungsteil 100B geführten Kolbens 102 befindlichen Druckräume 128 und 129 ist je eine Entlüftungsvor­ richtung 130, 131 angeschlossen.

Die Steuereinrichtung arbeitet wie folgt:

Die Pumpe 13 fördert Druckmittel über den Einlaß 20 in die Längs­ bohrung 11, wobei dieses auch in das Innere des Steuerschiebers gelangt. Ein Teil dieses Druckmittels fließt über die Blende 24 und die Drosselbohrung 25 in den Raum 18. Über die Drosselbohrung 25 fließt ein Steuerölstrom zur Querbohrung 46, von dieser in die Ring­ nut 28 und den Kanal 43, von dort über die Ringnut 47 in die Quer­ bohrung 79 des Gehäuseeinsatzes 49 und dann in die Ringnuten 78, 77 und die Querbohrung 76 sowie in den Raum 80. Von dort fließt das Druckmittel über die Schrägbohrung 81 und die Leitung 96 zum Behälter 14 ab.

Infolge des Durchflußwiderstands an der Blende 25 und der dabei erzeugten Druckdifferenz wird der Steuerschieber 15 entgegen der Kraft der Reglerfeder 17 nach rechts verschoben und stellt über die Dreieckkerben 21 Verbindung zur Ringnut 26 und zur Leitung 30 und damit zum Behälter bzw. zu weiteren Verbrauchern her.

Wenn das Bremspedal 112 betätigt wird, baut sich in der Leitung 107 Druck auf. Es sei angenommen, daß sich das Ventil 117 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet, in welcher also die Leitung 106 mit der Rückleitung 114 verbunden ist. Der durch das Bremspedal 112 erzeugte Druck pflanzt sich über die Leitung 107 in den Druck­ raum 129 fort und wirkt auf den großen Kolben 102. Dieser verschiebt sich nach links, so daß er über den Kolben 101 auf das Federwider­ lager 58 einwirkt. Dieses drückt auf den Kolben 52, wodurch dieser ebenfalls nach links verschoben wird samt dem Schieber 51. Dadurch wird die Querbohrung 86 verschlossen, wodurch auch die Verbindung von der Bohrung 40 zum Raum 80 unterbrochen ist. Der Schieber 51 hat auch die Verbindung vom Kanal 43 zum Raum 80 abgesperrt, so daß kein Steueröl mehr zum Behälter 14 abfließen kann. Dadurch wird die Druckdifferenz an der Blende 25 abgebaut, und die Feder 17 bewegt den Steuerschieber 15 nach links, wodurch die Querbohrungen 44 mit der Ringnut 27 in Verbindung kommen. Nun wird aufgrund des Druck­ abfalls an der Blende 24 ein Teil des von der Pumpe 13 geförderten Druckmittels in den Kanal 35 und über das sich öffnende Rückschlag­ ventil 38 in den Kanal 39 geleitet, weiterhin von dort in die Längsbohrung 40 sowie in die Leitung 88 und zum Bremszylinder 89. Dadurch wird im Bremszylinder 89 ein bestimmter Bremsdruck aufge­ baut, der von der Pedalkraft und der Fläche der Kolben 101 und 102 abhängig ist. Ist der durch die Pedalkraft eingegebene Druck er­ reicht, wird der Kolben 52 durch die Reaktions-Druckkraft nach rechts verschoben, wobei er den Schieber 51 mitnimmt. Die Ringnut 77 stellt wieder Verbindung über die Leitung 96 zum Behälter 14 her, wodurch der Druck im Kanal 43 fällt. Dadurch wird der Steuerschieber 15 des Stromregelventils entgegen der Kraft der Reglerfeder 17 nach rechts verschoben, worauf nun das von der Pumpe 13 geförderte Druckmittel über die Dreieckkerben 21, die mit diesen verbundene Ringnut 26 und die Leitung 30 wieder zum Behälter bzw. Verbraucher abströmt.

Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, ist der Bremskraftgeber 110 beim Bremsen nie mit dem Behälter 115 verbunden, sondern lediglich über die Leitung 107 mit dem Druckraum 129. Das Steuerventil bzw. Rückschlagventil 117 kann die Verbindung vom Raum 128 zum Behälter 115 in einer Richtung verschließen. Ist das Rückschlagventil 117 stromlos, so wird der Ventilkörper 120 über den Stößel 124 infolge der Kraft der Feder 127 vom Ventilsitz 122 abgehoben, d. h. das Ventil ist stromlos offen. Dadurch kann sich im Raum 128 beim Betätigen des Bremskraftgebers kein Druck aufbauen. Die Wirkfläche des Kolbens 102 ist somit allein seine rechte Stirnfläche, d. h. diejenige, die den Raum 129 begrenzt.

Ist der Magnet bestromt, so ist der Stößel 124 eingefahren, und die Druckfeder 121 drückt den Ventilkörper 120 auf seinen Sitz 122. Wird jetzt gebremst, so steht der vom Bremskraftgeber erzeugte Ansteuer­ druck an der rechten Stirnseite des Kolbens 102. Da das Rückschlag­ ventil 117 geschlossen ist, herrscht dieser Druck auch im Druckraum 128. Dieser Druck wirkt somit auch auf die Fläche des Kolbens 101. Wird der große Kolben 102 nach links geschoben, so hebt sich der Kolben 101 vom Kolben 102 ab. Die Stirnfläche des Kolbens 101 ist jetzt die Wirkfläche der Bremseinrichtung, worauf nun ebenfalls ein Bremsvorgang eingeleitet wird.

Die Feder 121 des Rückschlagventils 117 ist so ausgelegt, daß fehlendes Öl im Raum 128 aus dem Behälter 115 nachgesaugt werden kann. Im stromlosen Zustand des Elektromagneten 125 ist das Rück­ schlagventil - wie oben ausgeführt - geöffnet. Dadurch ist bei Stromausfall die Stirnfläche des großen Kolbens 102 maßgebend und nicht die kleine Fläche des Kolbens 101. Auf diese Weise erhält man bei Stromausfall immer den größeren Anhängerbremsdruck. Durch die unterschiedlichen Flächen der Kolben ist eine bessere Anpassung der Bremskraft an den Beladungszustand des Fahrzeugs möglich.

Anstatt des elektrisch entsperrbaren Rückschlagventils kann auch ein 2/2-Wegeventil in Sitzausführung parallel zu einem Rückschlagventil eingesetzt werden. Dies zeigt die Fig. 2. Das Rückschlagventil - bezeichnet mit 135, das 2/2-Wegeventil mit 136, muß nachsaugen können.

Claims (2)

1. Hydraulische Steuereinrichtung, insbesondere Bremseinrichtung für eine Anhängerbremse, die das von einer Druckmittelquelle ge­ förderte Druckmittel über ein Stromregelventil (15) einem Behäl­ ter oder Verbraucher und über eine hydraulisch ansteuerbare Bremseinrichtung bei deren Aktivierung einem Bremszylinder (89) zuführt, wobei ein vom Stromregelventil abgezweigter Steueröl­ strom unterbrochen und in der Bremseinrichtung ein Bremsdruck erzeugt wird, die einen mit einem Schieber (51) verbundenen Kol­ ben (52) aufweist, der an einem Federwiderlager (58) anliegt, auf das eine Kraft einwirkt, die durch einen von einem Bremspe­ dal (112) betätigten Bremskraftgeber (110) erzeugten Flüssig­ keitsdruck hervorgerufen wird, die durch zwei, unterschiedliche Druckflächen aufweisende, vom Flüssigkeitsdruck beaufschlagbare Kolben (101, 102) erzeugt wird und bei der in die Ansteuer- Leitungen (106, 107, 114, 114A) der beiden Kolben (101, 102) ein elektromagnetisch betätigbares Steuerventil (117) geschaltet ist, mit dem das Verhältnis von Flüssigkeitsdruck zu Bremsdruck verstellbar ist, wobei ein von einem zwischen dem großen Kolben (102) und dem kleinen Kolben (101) gebildeter Ringraum (128) über diese Leitungen (106, 114) und das Steuerventil (117) mit dem Behälter (115) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet,

• 1. daß ausschließlich der Kolben (102) mit der großen druckbeauf­ schlagbaren Fläche vom Bremskraftgeber (110) direkt ansteuerbar ist,
• 2. daß das Steuerventil (117) ein Zwei-Wegeventil ist, das als elektromagnetisch entsperrbares Rückschlagventil (117) ausgebil­ det ist,
• 3. und daß das Steuerventil (117) im stromlosen Zustand geöffnet ist, so daß der Kolben (101) mit der kleineren druckbeaufschlag­ baren Fläche zum Tank (115) hin entlastet ist, und somit für die Bremsdruckerzeugung nur die Fläche des Kolbens (102) mit der großen druckbeaufschlagbaren Fläche maßgebend ist.

2. Steuereinrichtung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (117) aus einem Rückschlagventil (135) und einem parallel geschalteten, elektromagnetisch betätigbarem Zwei/Zwei- Wegeventil (136) besteht, das die Verbindung vom Behälter (115) zum Ringraum (128) zwischen dem großen und dem kleinen Kolben zu verbinden oder zu sperren vermag.