DE2613046A1

DE2613046A1 - Druckmittelsteuereinrichtung fuer eine hydraulische fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2613046A1
Application number: DE19762613046
Authority: DE
Inventors: Sadao Katoh; Tsuneo Kuono
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1975-03-28
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1976-09-30
Also published as: JPS51120491U; AU1238976A; GB1540643A; FI60831C; FR2305327A1; FR2305327B1; FI760778A; FI60831B; US4070067A

Description

Eine solche Druckmittelsteuereinrichtung regelt den Ausgangs- " druckmitteldruck für die Radbremszylinder eines motorgetriebenen Kraftfahrzeuges, um diesen in der gleichen Weise zu vergrößern, wie der Eingangsdruckmitteldruck eines Hauptbremszylinders ansteigt, wenn sich der Eingangsdruckmitteldruck unterhalb eines kristischen Druckmitteldrucks befindet. Dagegen wird der Ausgangsdruckmitteldruck in kleinerer Weise vergrößert als der Eingangsdruckmitteldruck anwächst, wenn sich der Eingangsdruckmitteldruck oberhalb des kritischen Druckmitteldrucks befindet. Außerdem wird der kritische Druckmitteldruck entsprechend einer Änderung des Gewichts des Kraftfahrzeuges geändert .

Bei hydraulischen Fahrzeugbremsanlagen für motorgetriebene Kraftfahrzeuge ist es allgemein bekannt, daß die Bremsen gleichzeitig auf die Vorder- und Hinterräder wirken. In diesem Fall

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wird eine größere Bremskraft auf die Vorderräder aufgebracht, so daß die "Vorderräder schneller blockieren als die Hinterräder und es wird für den Fahrzeug!enker unmöglich, das Fahrzeug dann noch weiter zu lenken. Werden dagegen die Hinterräder stärker gebremst, so blockieren sie vor den Vorderrädern, wodurch das Heckteil des Kraftfahrzeuges quer zur Fahrtrichtung schleudern kann. Um die Sicherheit und Bichtungsstabilität des Fahrzeuges auch während des Bremsvorganges zu verbessern und sicherzustellen, müssen die Bremskräfte so auf die Vorder- und Hinterräder verteilt werden, daß diese gleichzeitig blockieren.

Wird ein Fahrzeug gebremst, so tritt ein sogenannter Hickeffekt auf, bei dem das auf die Vorderräder aufgebrachte Fahrzeuggexv'icht vergrößert und das auf die Hinterräder wirkende Fahrzeuggewicht verringert wird. Zum gleichzeitigen Blockieren der Vorder- und Hinterräder muß daher auf die Vorderräder eine größere Bremskraft aufgebracht werden als dieses bei den Hinterrädern der Fall ist. Außerdem muß die Verteilung der Bremskräfte auf die Vorder- und Hinterräder nach Maßgabe einer .Änderung des Fahrzeuggewichtes ebenfalls geändert werden. Die idealen Kennlinien für die Verteilung der Bremskräfte auf die Vorder- und Hinterräder, wenn diese in einem schiefwinkeligen Koordinatensystem aufgetragen werden,dessen Abszisse und Ordinate jeweils die Verhältnisse, d.h. die Verzögerungsverhältnisse, Bf/W und Br/W der Bremskräfte Bf und Br auf die Vorder- und Hinterräder über dem Fahrzeuggewicht W angeben, sind daher durch Kurven anzugeben, deren Tangenten Steigungswinkel haben, die* relativ groß innerhalb eines Bereichs des Koordinatennullpunktes bis zu einem bestimmten Wert sind und außerhalb dieses Bereiches relativ klein sind. Außerdem sind die Kennlinienkurven in dem Koordinatensystem umso höher angeordnet, je höher das Fahrzeuggewicht ist.

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Um eine Verteilung der Bremskräfte möglichts nahe den idealen Kennlinienkurven zu erreichen, muß daher den Radbremszylindern der Hinterräder ein Druckmitteldruck zugeführt werden, der mit einen kleineren Paktor ansteigt als der, der den Radbremszylindern der Vorderräder zugeführt wird, oder aber mit einer Größe von etwa O ansteigt, wenn der den vorderen Radbrems zylindern zugeführte Druckmitteldruck einen bestimmten oder kritischen Druckmitteldruck übersteigt. Als eine Lösung dieses Problems wurde ein Begrenzungsventil, ein proportionierendes Ventil oder ein Trägheitsventil in dem zu den hinteren Radbremszylindern führenden Bremskreislauf angeordnet. Das Begrenzungsventil erzeugt einen Ausgangsdruckmitteldruck, der mit einer Größe von O ansteigt, wenn ein Eingangsdruckmitteldruck einen kritischen Druckmitteldruck übersteigt. Das proportionierende Ventil erzeugt einen Ausgangsdruckmitteldruck, der mit einer Größe ansteigt, die kleiner als die des Anwachsens eines Eingangsdruckmitte ldruckes ist, wenn der Eingangsdruckmitteldruck einen kritischen Druckmitteldruck übersteigt. Das Trägheitsventil erzeugt einen Ausgangsdruckmitteldruck, der mit einer Größe ansteigt, die geringer als bei einem Eingangsdruckmitteldruck ist, wenn eine bestimmte Verzögerungsgröße auftritt. Der von diesen Ventielen erzeugte Ausgangsdruckmitteldruck führt jedoch nur eine Verteilung der Bremskräfte angenähert für eine einzige ideale Kennlinie aus, die z.B. einem bestimmten Fahrzeuggewicht entspricht und, bei einer Änderung des Fahrzeuggewichtes bewirkt er eine Verteilung der Bremskräfte, die erheblich von einer idealen Kennlinie abweicht, die dem geänderten Fahrzeuggewicht entsprechen würde.

Andererseits sind die meisten Kraftfahrzeuge in den letzten Jahren mit hydraulischen Bremsanlagen nach dem sogenannten Zweikreisprinzip ausgerüstet worden, die einen Vorderradbrems-

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kreis und einen Hinterradbremskreis haben, die jeweils getrennt voneinander an die vorderen und hinteren Radbremszylinder geführt sind. Jedoch erzeugt ein Steuerventil für den Bremsdruck, das in dem Hinterradbremskreis angeordnet ist, den gleichen Ausgangsdruckmitteldruck, der erzeugt wird, wenn der vordere Bremskreis keine Störung zeigt, auch in dem Fall, wenn im vorderen Bremskreis eine Störung auftritt, so daß eine nur mangelhafte Bremsleistung erzielt wird.

Von den Anmeldern wurde daher bereits eine Druckmittelsteuereinrichtung vorgeschlagen, die ein Regelventil für den Druckmitteldruck aufweist, das als proportionierendes oder begrenzendes "Ventil wirkt. Eine Spanneinrichtung belastet das Regelventil für das Druckmittel, wobei der vom Hauptbremszylinder zugeführte Druckmitteldruck die Kraft der Spanneinrichtung steuert, während ein auf Trägheitskräfte ansprechendes Kugelventil einer bestimmten Yerzögerungsgröße anspricht, ram eine Durchlaßverbindung für den Druckmitteldruck an die Spanneinrichtung zu schließen, so' daß der bei Auftreten dieses bestimmten Wertes an die Spanneinrichtung zugeführte Druckmitteldruck aufrechterhalten wird, wodurch der kritische Druckmitteldruck entsprechend einer Änderung des Fahrzeuggev/i elites ebenfalls geändert wird, um einen Ausgangsdruckmitteldruck zu erzeugen, der eine Verteilung der Bremskräfte bewirkt, die den idealen Kennlinien, die diesem geänderten Fahrzeugge-•wicht entsprechen, stark angenähert ist. Das Regelventil für den Druckmitteldruck wird außerdem von dem im vorderen Bremskreis herrschenden Druckmitteldruck in einer Richtung entgegengesetzt zu der der Spanneinrichtung beaufschlagt, so daß im Falle einer Störung des Druckmitteldrucks im vorderen Bremskreis der kritische Druckmitteldruck ausreichend erhöht wird, um einen Ausgangsdruckmitteldruck zu erzeugen, der zum Ausgleichen der dadurch bedingten mangelhaften Bremskraft aus-

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reichend hoch ist.

Jedoch hat diese "bekannte Druckmittelsteuereinrichtung den Fachteil, daß eine Lagereinrichtung für das Kugelventil an ihrem zentrischen Endteil mit einer Öffnung versehen ist, durch die der Druckmitteldruck des Hauptbremszylinders an die Spanneinrichtung hindurchgeleitet wird, so daß der Druckmitteldruck auch das Kugelventil zum Erzeugen einer Schubkraft auf dieses beaufschlagt, die das Kugelventil in eine Stellung bewegt, bei der die Einlaßöffnung für die Spanneinrichtung verschlossen wird, so daß diese Druckmittelsteuereinrichtung ihre gewünschte Funktion nicht vollständig ausführen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue Druckmittelsteuereinrichtung zu schaffen, bei der das Kugelventil nicht langer von dem Druckmitteldruck des Hauptbremszylinders beaufschlagt wird, so daß auch die dadurch bedingte Schubkraft zur Bewegung des Kugelventils in eine die Einlaßöffnung für die Spanneinrichtung schließende Stellung unterbunden wird.

Bei einer Druckmittelsteuereinrichtung ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch ein erstes Ventil, das in einer ersten Stellung, wenn ein Eingangsdruckmitteldruck geringer als ein kritischer Druckmitteldruck ist, einen dem Eingangsdruckmitteldruck gleichen Ausgangsdruckmitteldruck erzeugt, in eine zweite Stellung bewegbar ist und in dieser, wenn der Eingangsdruckmitteldruck größer als der kritische Druckmitteldruck ist, einen gegenüber dem Eingangsdruckmitteldruck geringeren Ausgangsdruckmitteldruck erzeugt, durch eine auf das erste Ventil eine Belastungskraft ausübende Spanneinrichtung und eine eine Druckmittelkammer, in die ein die Belastungskraft der Spanneinrichtung steuernder Druckmitteldruck

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abgegeben wird, aufweisende Steuereinrichtung, durch ein auf eine bestimmte Verzögerung ansprechendes zweites Ventil zum Schließen einer Einlaßöffnung für den an die Druckmittelkaianier gebbaren Druckmitteldruck, um diesen auf einem bestimmten Wert zu halten, durch einen über die Einlaßöffnung mit der Druckmittelkammer zum Zuleiten des Druckmitteldruckes zu dieser in Verbindung stehenden Durchlaß und durch eine in dem Durchlaß angeordnete, das zweite Ventil lagernde Sperreinrichtung, die keine ihre Stirnseiten durchdringende Öffnung hat, um die Weitergabe des Druckmitteldrucks und das Beaufschlagen des zweiten Ventils durch diesen zu verhindern, wodurch auf diese keine das zweite Ventil in eine die Einlaßöffnung schließende Stellung bewegende Schubkraft ausgeübt wird, und den Druckmitteldruck an einen Umfangsteil der Sperreinrichtung ableitet, wobei der Durchlaß im TJmfangsteil der Sperreinrichtung und um das zweite Ventil herum gebildet ist, um den abgeleiteten Druckmitteldruck an die Einlaßöffnung hindurchzulassen.

Bei der neuen Druckmittel steuereinrichtung ist also eine Sperreinrichtung vorgesehen, die gleichzeitig die Kugel des zx^eiten Ventils lagert, wobei diese Sperreinrichtung Jedoch keine ihren lüttenteil durchdringende öffnung hat, so daß der Druckmitteldruck vom Hauptbremszylinder nicht durch eine solche Öffnung hindurchgelangen kann. Der vom Hauptbremszylinder kommende Druckmitteldruck wird vielmehr an den umfang der Sperreinrichtung abgeleitet, an dem Durchlässe sowie auch am Umfang der Eugel vorgesehen sind, durch die der von der Sperreinrichtung abgeleitete Druckmitteldruck an die Spanneinrichtung weitergeleitet werden kann. Diese Sperreinrichtung verhindert also, daß der von dem Hauptbremszylinder ausgeübte Druckmitteldruck die Kugel unabhängig von eventuell auftretenden Trägheitskräften in Richtung auf die Ventilöffnung des zweiten Ventils bewegen kann, wodurch diese Ventilöffnung geschlossen würde.

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Vielmehr wird der vom Hauptbremszylinder ausgeübte Druckmitteldruck mit Hilfe der Sperreinrichtung um die Kugel des zweiten Ventils herumgeführt, so daß dieser die Kugel nicht beaufschlagt und bei der Ruhestellung des zweiten Ventils, bei der keine ausreichenden Trägheitskräfte auftreten, ungehindert durch die Einlaßöffnung in die die Spanneinrichtung aufweisende Druckmittelkammer gelangen kann.

Weitere, die besondere Ausbildung der neuen Druckmittelsteuereinrichtung betreffende Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine grafische Darstellung der idealen Kennlinien für die Verteilung der Bremskräfte auf die Vorder- und Hinterräder,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage, bei der die neue Druckmittelsteuereinrichtung angewendet ist,

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Druckmittelsteuereinrichtung,

Fig. 4- eine schematische perspektivische Darstellung einer ein Teil der in Fig. 3 gezeigten neuen Druckmittelsteuereinrichtung bildenden Sperreinrichtung,

Fig. 5 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Eingangsdruckmitteldruck und dem Ausgangsdruck-

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mitteldruck der in Fig. 3 gezeigten Druckmittelsteuereinrichtung und

Fig. 6 eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem kritischen Druckmitteldruck der in Pig. 3 gezeigten Druckmittelsteuereinrichtung und dem Fahrzeuggewicht.

In Fig. 1 der Zeichnung sind die idealen Kennlinien a,. und ap für die Verteilung der Bremskräfte an die Vorder- und Hinterräder auf einem schiefwinkeligen Achsenkreuz dargestellt, deren Abszisse und Ordinate jeweils die Verhältnisse Bf/W und Br/W der Bremskräfte Bf und Br auf die Vorder- und Hinterräder gegenüber dem Fahrzeuggewicht ¥, also die Verzögerungsverhältnisse, angeben. Wie bereits in der Beschreibungseinleitung angeben, geben die Kurven a^. und ap die idealen Kennlinien jeweils dann an, wenn das Fahrzeuggewicht des unbelasteten Fahrzeugs W^j und das Fahrzeuggewicht des belasteten Fahrzeugs M^ ist. Je größer das Fahrzeuggewicht ist, umsomehr erstrecken sich die idealen Kennlinien nach oben oder verlaufen steiler aus dem Koordinatennullpunkt heraus in der in Fig. 1 gezeigten Darstellung.

Aus dieser Darstellung ergibt sich, daß der Steigungswinkel oder der Tangens jeder der Kennlinien a^ und a2 innerhalb eines Bereiches des Koordinatennullpunktes bis zu einem bestimmten Wert relativ groß und außerhalb dieses Bereiches relativ klein sind. In der in Fig. 1 gezeigten Darstellung ■ sind außerdem die Kennlinien B^ und Bg der Verteilung der Bremskräfte an die Vorder- und Hinterräder gezeigt, die benutzt wird, um jeweils eine Annäherung an die idealen Kennlinien a^ und ap bei einer hydraulischen Fahrzeugbremsanlage zu bewirken, die die neue Druckmittelsteuereinrichtung benutzt.

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c In Fig. 2 ist eine hydraulische Fahrzeugbramsanlage, die die neue Druckmittelsteuereinrichtung benutzt, gezeigt. Die hydraulische Bremsanlage 10 weist einen Hauptbremszylinder 12 auf, der von einem Bremspedal .14 betätigt wird. Erste und zweite Druckmittelkreise 16 und 18 gehen von dem Hauptbremszylinder 12 ab. Der erste Druckmittelkreis 16 ist mit vorderen Radbremszylindern 20 verbunden, die mit hier nicht gezeigten Bremsen der Vorderräder 22 eines motorgetriebenen Kraftfahrzeuges zusammenarbeiten, während der zweite Druckmittelkreis 18 mit der neuen Steuereinrichtung 24 verbunden ist, die ihrerseits über eine Druckmittelleitung 26 mit den hinteren Badbremszylindern 28 verbunden sind, die mit hier nicht gezeigten Bremsen der Hinterräder 30 und 32 des Kraftfahrzeuges zusammenarbeiten. Die ersten und zweiten Druckmittelkreise 16 und 18 sind außerdem jeweils über Zweigleitungen 34 und 36 mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Die Steuereinrichtung 24 ist an dem hier nicht gezeigten Kraftfahrzeugrahmen so befestigt, daß ihre Achse 38 um einen Winkel θ gegenüber der horizontalen Ebene 40 so geneigt ist, daß der vordere Endteil der Steuereinrichtung 24 auf einem höheren Niveau liegt als ihr hinterer Endteil.

In Fig. 3 ist der Aufbau der neuen Druckmittelsteuereinrichtung 24 im einzelnen dargestellt. Die Steuereinrichtung 24 weist ein Gehäuse 42 mit einem ersten Hohlraum 44 sowie eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung 46 und 48 auf, die an ihrem Vorderteil 49 angeordnet sind. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen 46 und 48 sind jeweils mit der zweiten Druckmittelleitung und der Druckmittelleitung 26 verbunden. Ein kreisringförmiges Dichtglied 50, wie eine Lippendichtung, ist fest an einer Wand befestigt, die den Hohlraum 44 bildet und diesen in erste und zweite Kammern 52 und 54 unterteilt, in die jeweils die Einlaß- und Auslaßöffnung 46 und 48 münden. Das kreisringförmige Dichtglied 50 hat eine öffnung 56. Ei*¹ Kolben 58 erstreckt

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sich durch die öffnung 56 hindurch und ist axial in die erste und zweite Kammer 52 und 54 hinein beweglich. Die öffnung 56 bildet einen kreisringförmigen Zwischenraum zwischen dem kreisringförmigen Dichtglied 50 und dem Kolben 58, um eine Druckmittelverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer 52 und 54- herzustellen. Ein Stopfen 60 ist fest in eine Bohrung 61 eingepaßt, die am vorderen Endteil 62 des Gehäuses 42 gebildet ist und das vordere Endteil 62 verschließt. Der Stopfen 60 ist mit einer Einlaßöffnung 64 versehen, die mit der Zweigleitung 34 des ersten Druckmittelkreises 16 verbunden ist, und hat eine Bohrung 65, die mit dem Einlaß 64 in Verbindung steht. Der Kolben 58 hat einen in der ersten Kammer 52 angeordneten Schaft 66, einen kreisringförmigen Bund 68 mit einer Querschnittsfläche A,, und vordere und rückwärtige Endteile 70 und 72, die jexireils Querschnittsflächen von Ap und A^ haben, die beide kleiner als die Querschnittsfläche A^, sind. Der kreisringförmige Bund 68 ist in der zweiten Kammer 54 angeordnet und mit dem kreisförmigen Dichtglied 50 in Eingriff zu bringen, um die Druckmittelverbindung zwischen der ersten und zweiten Kammer 52 und 54 zu sperren. Der vordere Endteil 70 ist mit dem kreisringförmigen Bund 68 verbunden und gleitend in einer Öffnung 74 gelagert, die in der vorderen Stirnseite 76 des Hohlraums 44 gebildet ist und sich in die Bohrung 65 des Stopfens 60 durch die öffnung 74 hindurch erstreckt. Die Bohrung 65 ist mit Hilfe einer Dichtung 78 gegenüber der zweiten Kammer 54 abgedichtet. Der rückwärtige Endteil 72 ist mit dem Schaft 66 verbunden und gleitend in einer öffnung 80 gelagert, die in der hinteren Stirnseite 82 des Hohlraumes 44 gebildet ist. Der rückwärtige Endteil 72 ist mit einer Sackbohrung 84 versehen, die eine Stößelstange 86 aufnimmt.

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Das Gehäuse 42 hat außerdem einen zweiten Hohlraum 88, der in seinem Mittenteil 89 gebildet ist und zwei einander gegenüberliegende Bohrungen 90 und 92 aufweist, die an einander gegenüberliegenden Stirnseiten 94- und 96 des Hohlraums 88 gebildet sind und beide in den Hohlraum 88 münden. Zwei Kolben 98 und 100 sind gleitend jeweils in die Bohrungen 90 und 92 eingepaßt. Die Stößelstange 86 erstreckt sich von der Bohrung 84 des Kolbens 58 in die Bohrung 90 und beaufschlagt den Kolbensitz 98. Ein Federsatz 102 ist gleitend in dem Hohlraum 88 eingepaßt und schlägt an der Stirnseite 96 oder dem Kolben 100 an. Eine innere Druckfeder 104 ist zwischen dem Kolben 98 und dem Federsitz 102 angeordnet, um diese beiden Teile in entgegengesetzte Sichtungen zu beaufschlagen. Eine äußere Druckfeder 106 ist zwischen der Stirnseite 94 und dem . Federsitz 102 angeordnet, um den letzteren gegen die Stirnseite 96 oder den Kolben 100 zu drücken. Der Kolben 100 hat eine Querschnittsfläche von A^. Die Bohrung 90 ist gegenüber der ersten Kammer 52 mit Hilfe einer Dichtung 107 abgedichtet. Eine Kammer 108 wird in der Bohrung 92 zwischen dem Kolben 100 und einer Stirnseite 110 der Bohrung 92 gebildet.

Das Gehäuse 42 weist außerdem einen dritten Hohlraum und eine Bohrung 114 auf, die in seinem rückwärtigen Endteil 116 gebildet sind, sowie eine Bohrung 118, die in einer Stirnwand 120 des Hohlraums 112 gebildet iet. Eine aufgrund der Trägheit bewegbare Kugel 122 ist drehbar oder rollbar in den Hohlraum 112 eingepaßt. Ein Ventilsitz" 124 ist fest in die Bohrung 118 eingepaßt und weist eine Durchgangs öffnung 126 auf, die in den Hohlraum 112 mündet und mit der Kammer 108 über einen Durchlaß 128 in Verbindung steht. Die Kugel 122 bildet ein auf Trägheits-

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kräfte ansprechendes Ventil 129 zusammen mit dem Ventilsitz 124 "und wird auf diesem Ventilsitz 124 in Abhängigkeit einer bestimmten Verzögerungs- oder Trägheitskraft gehalten, um die Druckmittelverbindung zwischen der Kammer 108 und der Einlaßöffnung 136 zu sperren. Der Hohlraum 112 hat eine Ausnehmung 130, die um die Kugel 122 herum gebildet ist. Ein Stopfen 132 ist in die Bohrung 114 eingeschraubt, um den rückwärtigen Endteil 116 des Gehäuses 42 zu verschließen, und weist eine Bohrung 134 und eine Einlaßöffnung I36 auf, die mit der Bohrung 134 über eine Düsenöffnung 137 in Verbindung steht und mit der Zweigleitun g 36 des zweiten Druckmittelkreises 18 verbunden ist. Ein Lager glied I38 für die Kugel 122 ist mit Hilfe einer Presspassung in die Bohrung I34 eingepaßt und weist an seiner Umfangsflache 139 eine oder mehrere sich in axialer Bichtung erstreckende Ausnehmungen 140 auf, wie dieses in Fig. 4 gezeigt ist, die mit der Einlaßöffnung 136 in Verbindung stehen. Das Lagerglied ν;eist keine sich von seiner äußeren Stirnseite 142 zu seiner inneren Stirnseite 144 erstreckende Öffnung auf, jedoch bewirkt die Ausnehmung 140 eine Druckmittelverbindung zwischen der Ausnehmung I30 und der Einlaßöffnung 136, damit unter Druck stehendes hydraulisches Druckmittel von der Einlaßöffnung 136 in die öffnung 126 durch die Ausnehmungen I30 und 140 hineinfließen kann, das Druckmittel jedoch nicht die Kugel 122 beaufschlagt und auf diese eine Schubkraft ausübt, die die Kugel 122 in eine Stellung bewegen würde, in der sie den Ventilsitz 124 verschließt. Vorzugsweise ist das Lagerglied 1J8 für die Kugel an der äußeren Stirnfläche mit hier nicht gezeigten Ausnehmungen versehen, die zu den ■ Ausnehmungen 140 führen, um einen Druckabfall des Druckmittels von der Einlaßöffnung 136 her zu verhindern oder so klein wie möglich zu halten.

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Die bisher "beschriebene Druckmittelsteuereinrichtung arbeitet in der folgenden Weise;

Wird das Bremspedal 14- heruntergedrückt, so gibt der Hauptbremszylinder 12 einen hydraulischen Druckmitteldruck Pm an die ersten und zweiten Druckmittelkreise 16 und 18. Der Druckmitteldruck Pm in dem ersten Druckmittelkreis 16 wird in die vorderen Eadbremszylinder 20 und durch die Einlaßöffnung 64- in«die Bohrung 65 der Druckmittelsteuereinrichtung 24 eingeleitet. Der Druckmitteldruck Pm im zweiten Druckmittelkreis 18 wird in die erste Kammer 52 der Druckmittä.-steuereinrichtung 24 durch die Einlaßöffnung 46 eingeleitet und dann an die zweite Kammer 54 durch die Öffnung 56 des kreisringförmigen Dichtgliedes 50 hindurch als ein Ausgangsdruckmitteldruck Pr abgegeben, der moduliert oder nichtmoduliert wurde. Der Ausgangsdruckmitteldruck Pr in der zweiten Kammer 54 wird an die hinteren Eadbremszylinder 28 über die Auslaßöffnung 48 gegeben. Der Druckmitteldruck Pm in dem zweiten Druckmittelkreis 18 wird außerdem in die Kammer 108 der Druckmittelsteuereinrichtung 24 über die Einlaßöffnung 136, die Ausnehmungen 140 und I30 und die Öffnung 126 des Ventilsitzes 124 gegeben.

Ist der Eingangsdruckmitteldruck Pm geringer als ein kritischer Druckmitteldruck Ps, so ist der Ausgangsdruckraitteldruck Pr in der zweiten Kammer 54 gleich dem Eingangsdruckmitteldruck Pm, d.h.,

Pr β Pm

Bei diesem Zustand übt der Druckmitteldruck Pm in der Bohrung 65 auf den -vorderen Endteil 70 des Kolbens 58 eine Kraft Pm χ

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Α., aus, die den Kolben 58 nach rückwärts bewegt. Wird der Eingangsdruckmitteldrück Pm auf den kritischen Druckmitteldruck Ps erhöht, so übersteigt die Kraft Ps χ Α., die Kraft 5¹^ der inneren Druckfeder 104 und bewegt den Kolben 58 in eine geschlossene Stellung, in der der kreisringförmige Bund 68 das kreisringförmige Dichtglied 50 beaufschlagt oder an dieses gepreßt wird, um eine Druckmittelverbindung zwischen der.ersten und zweiten Kammer 52 und 54· zu sperren. Zu diesem Zeitpunkt gilt die folgende Beziehung:

Ps χ A

Dementsprechend wird der kritische Druckmitteldruck Ps ausgedrückt als

Ps = FVA, (Gleichung 1)

•Ρ

In diesem Augenblick ist das Anwachsen der Kraft der Feder 104 vernachlässigbar klein, da auch die Verschiebung des Kolbens 58 extrem klein ist.

Vird anschließend der Eingangsdruckmitteldruck Pm \feiter erhöht, so übt der Druckmitteldruck Pm in der ersten Kammer 52 auf den kreisringförmigen Bund 68 eine Kraft aus, die den Kolben 58 in eine geöffnete Stellung zwingt, in der sich der Bund 68 nicht langer mit dem kreisringförmigen Dichtglied 50 in Eingriff befindet. Ist dieses der Fall, so kann der Druckmitteldruck Pm in der ersten Kammer 52 sich an die zweite Kammer 54· durchsetzen, um ein Anwachsen des Ausgangsdruckmitteldrucks Pr zu bewirken. Zu diesem Zeitpunkt,

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d.h., bei Pm = Ps, ergibt sich die folgende Gleichgewichtsbeziehung:

PmA₂+Pr(A_/]-A₂)=Pm(A_yl-A,)+5¹ _/l (Gleichung 2) Dementsprechend wird der Ausgangsdruckmitteldruck Pr zu:

1"~ τΓ'

(Gleichung 3)

Der von der'Auslaßöffnung 4-8 unter der Steuerung der Druckmittelsteuereinrichtung 24- abgegebene Ausgangsdruckmitteldruck Pr wird in dieser Weise entweder von den Gleichungen 1 und 3 nach Maßgabe des Wertes des Eingangsdruckmitteldrucks Pm gegeben. Steigt daher der Eingangsdruckmitteldruck Pm von O aus an, so wächst auch der Ausgangsdruckmitteldruck Pr in der gleichen Weise wie der Eingangsdruckmitteldruck Pm, bis der Eingangsdruckmitteldruck Pm den kritischen Druckmitteldruck Ps erreicht. Wächst der Eingangsdruckmitteldruck Pm über den kritischen Druckmitteldruck Ps hinaus, so wächst der Ausgangsdruckmitteldruck Pr mit der Größe von m /wobei m = (A^-A^-ApV(A,--A^J/, die kleiner als die Steigerungsgröße für das Wachsen des Eingangsdruckmitteldrucks Pm ist.

Wächst andererseits die Bremskraft B auf die Kader mit wachsendem Eingangsdruckmitteldruck Pm an, so wird auch das Verhätlnis der Größe a der Verzögerung zur Erdbeschleunigung g

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ebenfalls größer. Dieses Verögerungsgrößenverhältnis a/g ist gleich dem Verhältnis der Bremskraft B zum Gesamtgewicht W des Fahrzeugs, so daß gilt:

B
= (Gleichung 4)

Die Bremskraft B ist proportional zum Eingangsdruckmitteldruck Pm durch die folgende Beziehung:

B = CPm, wobei C eine Eonstante ist. (Gleichung 5)

Erreicht das Verzögerungsgrößenverhältnis a/g einen bestimmten Wert von (a/g)g, der eine Funktion f (θ) des Neigungswinkels θ der Druckmittelsteuereinrichtung 24 ist, so rollt die Kugel des trägheitsempfindlichen Ventils 129 in Abhängigkeit von der Trägheitskraft nach vorn zum Ventilsitz 124, um die öffnung 126 und damit die Druckmittel verbindung zwischen der Kammer 108 und der Einlaßöffnung 136 zu sperren. Selbst bei" einem weiten Anwachsen des Eingangsdruckmitteldruckes Pm wird daher der Druckmitteldruck in der Kammer 108 auf einem Druckmitteldruck Pg gehalten, der gleich dem Eingangsdruckmitteldruck Pm zu dem Augenblick ist, bei dem die öffnung 126 des Ventilsitzes 124 durch die Kugel .122 verschlossen wurde. Der Druckmitteldruck Pg ergibt sich aus den Gleichungen 4 und 5 Gleichung 6 ZTa/g)₀=f (θΙ7 als

W
p_{g =} _ f(Q) (Gleichung 7)

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Zu diesem Zeitpunkt ergibt sich aus dem Abgleichzustand des Kolbens 100 und der Gleichung 7 der folgende Ausdruck:

= Fg-A₄.

(Gleichung 8)

Dabei ist

die Kraft der äußeren Druckfeder 106

Die Kräfte F- und Fp der inneren und äußeren Druckfeder und 106 werden jeweils als die Summen der Größen f^j und f₂ der Voreinstellkräfte der Federn 104 und 106 und der Produkte der Größen der Auslenkung oder des Zusammendrückens der Federn 104 und 106 durch eine Druckkraft vom Kolben 100 und der Federkonstanten Bvj und K₂ der Federn 104 und 106 ausgedrückt. In diesem Augenblick gilt die folgende Beziehung, da die Verformungen der beiden Federn 104 und 106 einander gleich sind:

= f

(Gleichung 9)

Aus den Gleichungen 8 und 9 wird die Kraft erhalten als

derFeder 104

r(e)

^fi>

(Gleichung 10)

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Bas Einsetzen der Gleichung 10 in die Gleichungen 1 und 3 ergibt

Ps =

¹ \- (Gleichung 11)

Ist Ba = Ps, so ergibt sich

Pr = mPm +

^A1"^A2

= mPta +

Aus der Gleichung 11 ergibt sich, daß durcii Watt! der Variablen in der Gleichung 11 in der Weise, daß der Wert von (f ₂~fyjXEg/K^ positiv ist, eine Beziehung zwischen dem kritischen Druckmittel druck Ps und dem Gesamtgewicht V des Fahrzeuges, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist, bei der. der kritische BEueksitteidruck Ws stärker ansteigt als das Fahrzeuggewicht W. Daher können die Eigenschaften der Druckmitteidruch- oder Bremskraftverteilung den idealen Kennlinien a^,, &~ der Fig. 1 entsprechend einem

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Anwachsen des Fahrzeuggewichtes V angenähert werden.

Im Falle einer Störung des Eingangsdruckmi tt eldru cke s Pm im ersten Druckmittelkreis 16 ergibt sich durch in Gleichung 2, die folgende Beziehung:

Pr ( A₁-A₂) =Ptai ( A^-A₃ )

Daher wird der Ausgangsdruckmitteldruck Pr erhalten als:

A₁-A.,
Pr = Pm +

A₁-,

^A1"^A3 _m, ν _m _—_____—__ _. jjj ^ m

A₁-A₂

In diesem Augenblick wird zwischen der Bremskraft B auf die Eäder und dem Eingangsdruckmitteldruck Pm die folgende Beziehung erhalten: B = C¹Pm,. wobei C'<C ist. Die Kraft FV der Feder 104 ergibt sich damit zu:

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Liegt der Eingangsdruckmitteldruck Pm bei einem kritischen Druckmitteldruck Ps', so ergibt sich die folgende Gleichung:

Ps¹(A₃-A₂

Daher wird der kritische Druckmitteldruck Ps' erhalten zu:

Ps¹ =

(A₃-A₂)(I

wobei Ps'>Ps ist.

Daraus ergibt sich, daß der kritische Druckmitteldruck Ps' auf einen bemerkenswert hohen Wert ansteigt, der eine Bremskraft erzeugt, die so groß ist, daß sie die Störung bzw. das Ausbleiben des Eingangsdruckmitteldruckes Pm im ersten Druckmittelkreis 16 ausgleichen kann.

Da das als Sperreinrichtung wirkende Lagerglied I38 für die Eugel 122 ein Weiterleiten des Druckmitteldruckes Pm von der Einlaßöffnung I36 zum Beaufschlagen der rückwärtigen Fläche 146 der Eugel 122 und damit am Ausüben einer Schubkraft auf

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die Kugel 122 , die diese auf den Ventilsitz 124 bewegen würde, verhindert, behindert die Eugel 122 nicht das Durchsetzen des Druckmitteldruckes Pm in die Kammer 108, um die Kräfte der Federn 104 und 106 zu bewirken, die durch den Druckmitteldruck Pm über den Kolben 100 auf einen gewünschen oder bestimmten Wert gesteuert werden, während die Kugel 122 sich auf den Ventilsitz 124 in Abhängigkeit eines genau gewünschten oder bestimmten Verzögerungswertes bewegt, damit die Druckmittelsteuereinrichtung die gewünschte Funktion ebenfalls genau ausführen kann.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die neue Druckmittelsteuereinrichtung ein Lager- und Prallglied zum Ablenken oder Ableiten des Druckmitteldruckes an seinen Umfang oder seine Kante aufweist, so daß der Druckmitteldruck nicht das rückwärtige Ende eines Kugelventils beaufschlagen und auf dieses eine Schubkraft ausüben kann, die einen nachteiligen Einfluß auf die Weiterleitung des Druckmitteldruckes in eine Kolbenkammer bewirken würde. Diese Schubkraft würde das Kugelventil an einer Bewegung zum Schließen einer Einlaßöffnung zu der Kolbenkammer in Abhängigkeit einer bestimmten Verzögerungsgröße hindern. Vielmehr weist das Glied Durchlässe zum Hindurchlassen des abgelenkten oder abgeleiteten Druckmitteldrucks an die Einlaßöffnung über den Umfang oder die Umfangsteile des Lager- und Prallgliedes sowie der Kugel, so daß die Druckmittelsteuereinrichtung ihre gewünschte Funktion vollständig und optimal ausüben kann.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich dabei gleichfalls, daß das Lager- und Prallglied mit Hilfe einer Preßpassung in ein Abschlußteil für das rückwärtige Ende des Gehäuses eingepaßt ist, so daß dieses einstückig mit dem

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Abschlußteil ausgebildet ist. Das Glied kann daher genausoleicht wie ein herkömmliches Lagerglied für die Kugel an dem Gehäuse angebracht werden, das zwischen einem kugeligen Ventilkörper und einem Abschlußteil angeordnet ist. Das bei der neuen Bruckmittelsteuereinrichtung benutzte Lagerund Prallglied, das als eine Sperreinrichtung wirkt, kann daher sehr leicht gegen ein neues ausgetauscht werden, ohne daß die gesamte Druckmittelsteuereinrichtung von dem Fahrzeugrahmen entfernt werden muß. Dieses Lager- und Prallglied kann daher auch ausgetauscht werden, wenn die Druckmittelsteuereinrichtung mit dem !Fahrzeugrahmen verbunden bleibt.

Obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer Druckmittelsteuereinrichtung erläutert wurde, die ein proportionierendes Ventil aufweist, kann sie selbstverständlich auch bei einer solchen Druckmittelsteuereinrichtung angewendet werden, die ein Begrenzungsventil anstelle eines proportionierenden Ventils aufweist.

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Claims

Patentansprüche

1.J Druckmittelsteuereinrichtung für eine hydraulische jFahrzeugbremsanlage, gekennzeichnet durch ein erstes Ventil (50, 68), das in einer ersten Stellung, wenn ein Eingangsdruckmitteldruck (Pm) geringer als ein kritischer Druckmitteldruck (Ps) ist, einen dem Eingangsdruckmitteldruck (Pm) gleichen Ausgangsdruckmitteldruck (Pr) erzeugt, in eine zweite Stellung bewegbar ist und in dieser, wenn der Eingangsdruckmitteldruck (Pm) größer als der kritische Druckmitteldruck (Ps) ist, einen gegenüber dem Eingangsdruckmitteldruck geringeren Ausgangsdruckmitteldruck (Pr) erzeugt, durch eine auf das erste Ventil (50, 68) eine Belastungskraft ausübende Spanneinrichtung (104, 106) und eine eine Druckmittelkammer (88), in die ein die Belastungskraft der Spanneinrichtung (104, 106) steuernder Druckmitteldruck abgegeben wird, aufweisende Steuereinrichtung (100, 102), durch ein auf eine bestimmte Verzögerung ansprechendes zweites Ventil (122, 124) zum Schließen einer Einlaßöffnung (126) für den an die Druckmittelkammer (88) gebbaren Druckmitteldruck, um diesen auf einem bestimmten Wert zu halten, durch einen über die Einlaßöffnung (126) mit der Druckmittelkammer (88) zum Zuleiten des Druckmitteldruckes zu dieser in Verbindung stehenden Durchlaß (130, 134) und durch eine in dem Durchlaß (130, 13^) angeordnete, das zweite Ventil (122, 124) lagernde Sperreinrichtung (138), die keine ihre Stirnseiten (142, 144) durchdringende öffnung' hat, um die Weitergabe des Druckmitteldrucks und das Beaufschlagen des zweiten Ventils (122, 124).durch diesen zu verhindern, wodurch auf diese keine das zweite VentdL (122,

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124) in eine die Einlaßöffnung (126) schließende Stellung bewegende Schubkraft ausgeübt wird, und den Druckmitteldruck an einen Umfangsteil (139) der Sperreinrichtung (138) abifeitet, xrobei der Durchlaß (130, 140) im Umfangsteil der Sperreinrichtung und um das zxfeite Ventil herum gebildet ist, um den abgeleiteten Druckmitteldruck an die Einlaßöffnung (126) hindurchzulassen.

2. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste "Ventil (50, 68) eine erste Kammer (52), in die der Eingangsdruckmitteldruck (Pm) abgegeben wird, eine zweite Kammer-(54), in der der Ausgangsdruckmitteldruck (Pr) erzeugt wird, und einen Kolben (58) aufweist, der sich in axialer Richtung beweglich in den ersten und zweiten Kammern (52, 5^0 erstreckt und einen kreisringförmigen Bund 68 aufweist, der wechselweise eine Druckmittelverbindung zwischen den ersten und zweitei Kammern (52, 5²O herstellt und sperrt, wobei der Kolben (58) eine erste offene Stellung bei der ersten Stellung des Ventils (50, 68), bei der der kreisringförmige Bund (68) die Druckmittelverbindung herstellt, eine geschlossene Stellung, in der der kreisringförmige Bund ('68) die Druckmittel verbindung unterbricht, wenn der Eingangsdruckmitteldruck (Pm) gleich dem kritischen Druckmitteldruck (Ps) ist, und eine zweite offene Stellung bei der zweiten Stellung des Ventils (50, 68) einnimmt, bei der der kreisringförmige Bund (68) die Druckmittelverbindung herstellt, daß die Spanneinrichtung (104, 106) die Belastungskraft auf den Kolben (58) ausübt und daß die Steuereinrichtung (100, 102) einen zweiten Kolben (100) aufweist, der gleitend in der Druckmittelkammer (88) gelagert und durch den in ihr herrschenden Druckmitteldruck

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zum Belasten der Spanneinrichtung (104, 106) belastet ist, die zwischen dem ersten Kolben (58) und dem zweiten Kolben (100) zu deren Belastung in entgegengesetzten Eichtungen angeordnet ist.

3. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperreinrichtung '(138) eine Scheibe aufweist, die an ihrem Umfang (139) mit mehreren Ausnehmungen (140) versehen ist, die ein Teil des Durchlasses (130, 140) bilden.

4. Druckmittelsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Ventil,(122, 124) eine Kugel (122) aufweist.

5. Druckmittelsteuereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerein richtung (100, 102) ein Verschlußteil (132) aufweist» das fest in eine Bohrung (114) in dem Endteil (116) eines Gehäuses (42) der Druckmittelsteuereinrichtung (24) eingepaßt ist, um dieses zu verschließen, und daß das Verschlußteil (132) eine Bohrung (134) aufweist, in die die Scheibe (138) fest eingepaßt ist.

6. Hydraulische Fahrzeugbremsanlage für ein motorgetriebenes Fahrzeug mit einem Zweikreis-Hauptbremszylinder, Vorderrad-Bremszylindern, Hinterrad-Bremszylindern sowie einer Druckmittelsteuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckmittelsteuereinrichtung (24) eine Bohrung (64) aufweist, daß ein

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erster Bremskreis (16) für die Vorderräder von dem Hauptbremszylinder (12) abgeht und mit den Eadbr ems zylindern (20) der Vorderräder sowie iait der Bohrung (64-) der Drucknittslsteuereinrichtung (24-) in Verbindung steht, daß ein Bremskreis (18) für die Hinterräder von dem Hauptbremszylinder (12) abgeht und mit der ersten Kammer (52) der Druckmittelsteuereinrichtung (24-) sowie mit ihrem Durchlaß (130, 140) in Verbindung steht, daß die zweite Kammer (54-) der Druckmittelsteuereinrichtung (24-) mit den Eadbr ems zylindern (28) der Hinterräder in Verbindung steht und daß der erste Kolben (58) eine Verlängerung (?0) aufweist, die sich von der zweiten Kammer (54) in die Bohrung (64-) hinein erstreckt und auf die ein Druckmitteldruck von dem Hauptbremszylinder (12) wirkt, um den Kolben (58) in Richtung auf die Spanneinrichtung (104-, 106) zu belasten.

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