DE2750997A1

DE2750997A1 - Bremsdruckmodulator

Info

Publication number: DE2750997A1
Application number: DE19772750997
Authority: DE
Inventors: Brian Charles Deem; Marc Alan Karon
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1976-11-15
Filing date: 1977-11-15
Publication date: 1978-05-18
Also published as: US4068902A; AU3045977A; IT1088236B; CA1088595A; SE7712857L; JPS5362066A; GB1563640A; FR2370612A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Bremsdruckmodulator fUr eine blockier*- geschützte Bremsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei blockiergeschUtzten Bremsanlagen, die auch adaptive Bremsanlagen genannt verden, sind Magnetventile vorgesehen, um die Zufuhr von unter Druck stehendem Strömungsmittel zu den Radbremszylindern eines Fahrzeuges zu steuern; ferner wird ein Bremsdruckmodulator verwendet, der das Arbeiten dieses Schaltventils in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Fahrzeuges steuert. Ein derartiger Bremsdruckmodulator spricht auf ein Steuersignal an, das ein beginnendes Blockieren mindestens eines Fahrzeugrades anzeigt und führt eine Bremsdruckentlastung in einer Primärkammer des Schaltventils herbei, wodurch ein Abnehmen des Bremsdruckes in den Radbremszylindern steuerbar ist. Der Modulator muß rasch auf das Steuersignal der Steuereinheit ansprechen können, damit die Bremsdrucksteuerung erfolgen kann. ,

Durch die vorliegende Erfindung soll die Ansprechzeit der her- < kömmlichen, elektrisch betätigten Schaltventile und die Ansprech- ; zeit von Bremsdruckmodulatoren für adaptive Bremsanlagen verkürzt werden. ^j

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Bremsdruck- j

modulator für eine blockiergeschützte Bremsanlage mit einem Ge- j

i häuse, das mit einer Einlaßöffnung, einer Auslaßöffnung und einer

Druckentlastungsöffnung versehen ist und eine Kammer aufweist,

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welche in einen mit der Einlaßöffnung kommunizierenden Einlaßabschitt und einen mit der Auslaßöffnung kommunizierenden Auslaßabschnitt unterteilt ist, mit einem elektrischen Schaltventil, {das in seiner Ruhestellung eine Verbindung zwischen dem Einlaßabschnitt und dem Auslaßabschnitt der Gehäusekaminer herstellt und eine Verbindung zwischen diesen beiden Kammerabschnitten zur Druckentlastungsöffnung sperrt und in der bei Erregung durch Verschiebung eingenommenen Arbeitsstellung die Verbindung zwischen Einlaßabschnitt und Auslaßabschnitt der Gehäusekammer unterbricht und den Auslaßabschnitt mit der Druckentlastungsöffnung verbindet, das gekennzeichnet ist durch eine dif ferenzdruckabhängig arbeitende Ventilanordnung, die auf den Druckunterschied zwischen dem im Auslassabschnitt der Gehäusekammer herrschenden Druck und dem an der Auslaßöffnung herrschenden Druck derart anspricht, daß sie die Auslaßöffnung mit einer Niederdruckquelle verbindet, wenn der Druck an der Auslaßöffnung größer ist als der Druck im Auslaßabschnitt der Gehäusekammer.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Bremsdruckmodulator einen im Gehäuse ausgebildeten Hohlraum auf, der im Strömungsmittelweg zwischen dem Auslaßabschnitt der Gehäusekammer und der Auslaßöffnung angeordnet ist und mit der Auslaßöffnung in Strömungsverbindung steht, wobei dieser Hohlraum zwei einander gegenüberliegende Ventilsitze aufweist, von denen der eine mit dem Auslaßabschnitt der Gehäusekammer in Strömungsmitte lverbindung steht und der andere mit der Niederdruckquelle in Verbindung steht, wobei die differenzdruckabhängig arbeitende

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Ventilanordnung einen auf Druck ansprechenden Ventilkörper aufweist, der zwischen diesen beiden Ventilsitzen angeordnet 1st.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels

unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Bremsdruck-·

modulator/Schaltventil-Einheit mit einem erfindungsgemäBen Bremsdruckmodulator;

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Teil der in

Fig. 1 gezeigten Einheit, wobei die Stellung der Bauelemente in einem ersten Betriebszustand gezeigt ist;

Fig. 3 einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 2, wobei

jedoch die Bauelemente der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Einheit in den Stellungen gezeigt sind, die sie in einem zweiten Betriebszustand einnehmen;

Fig. 4 eine ähnliche Schnittansicht wie die Fig.

2 und 3, wobei jedoch die Bauelemente der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Einheit in den Stellungen gezeigt sind, die sie in einem dritten Betriebszustand einnehmen.

In der Zeichnung ist eine kombinierte Bremsdruckmodulator/Schalt- |

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ventil-Einheit für eine blockiergeschützte Bremsanlage insgesamt mit Io bezeichnet. Sie weist ein Modulatorgehäuse 12 auf, in dem eine Kammer mit einem EinlaBabschnitt 15 und einem Auslaßabschnitt 14 ausgebildet ist. Die kombinierte Einheit Io hat ferner ein Schaltventilgehäuse 13. Ein elektrisch betätigbares Magnetventil steuert den Druckmittelfluß von dem Einlaßabschnitt 15 der Gehäusekammer zum Auslaßabschnitt 14 derselben. Eine Einlaßöffnung 18 ist mit dem nicht dargestellten Bremsventil des Fahrzeuges verbunden, welches bei Betätigung der Bremse für eine Beaufschlagung der Einlaßöffnung 18 mit verhältnismäßig hohem Druck sorgt. Das Magnetventil 16 weist eine Magnetspule 19 und einen Anker 2o auf, wobei der letztere Ventilkörper 21,22 trägt und verschiebbar innerhalb der Magnetspule 19 derart angeordnet ist, daß der Ventilkörper 21 mit einem ersten Ventilsitz 24 und der Ventilkörper 22 mit einem zweiten Ventilsitz 26 zusammenarbeitet. Der Ventilkörper 21 und der Ventilsitz 24 steuern zusammen die Strömungsmittelverbindung zwischen der Einlaßöffnung 18 und dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer, während der Ventilkörper 22 und der Ventilsitz 26 zusammen die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer und einer zur Atmosphäre hin führenden Druckentlastungsöffnung steuern. Durch eine Feder 28 ist der Ventilkörper 22 federnd in dichtende Anlage an den Ventilsitz 26 vorgespannt. Der Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer kommuniziert über eine Auslaßöffnung 31 mit der Primärkammer eines insgesamt mit 34 bezeichneten Schaltventils, über das die Druckmittelbeaufschlagung der Bremsen bei Bremsbetätigung erfolgt.

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Das Schaltventil 34 weist einen Primärkolben 36 auf, der verschiebbar in einer im Schaltventilgehäuse 3o ausgebildeten Bohrung 38 angeordnet ist. Die in Fig. 1 oben liegende Seite des Primärkolbens 36 begrenzt zusammen mit dem Modulatorgehäuse 12 die Primärkammer 32; die gegenüberliegende Stirnseite des Primärkolbens 36 begrenzt' zusammen mit dem Schaltventilgehäuse 13 eine sekundäre Kammer 4o. Die sekundäre Kammer 4o weist nicht gezeigte Auslaßöffnungen auf, über die die Kammer 4o mit den Radbremszylinder!» des Fahrzeugs in i

Strömungsverbindung steht. Die sekundäre Kammer 4o steht darüber ' hinaus über eine Druckentlastungsöffnung So mit der Atmosphäre in ; Verbindung, wie nachstehend genauer beschrieben wird. Eine Speiseöffnung 4 2 des Schaltventils steht mit der Druckmittelquelle des Fahrzeugs in Verbindung, und die sekundäre Kammer 4o steht über eine Ventilanordnung mit dieser Speiseöffnung 42 in Verbindung. Diese Ventilanordnung weist einen ringBrmigen Ventilsitz 44 auf, der mit einem ringförmigen Einlaßventilkörper 46 zusammenarbeitet.

Durch eine Feder 48 ist der Einlaßventilkörper 46 in dichtende Anlage an den Ventilsitz 44 vorgespannt, und hierdurch wird eine ' Strömungsmittelverbindung zwischen der den Einlaß des Schaltven- ;

tils bildenden Speiseöffnung 4 2 hin zur sekundären Kammer 4o unterp brochen. Sind die Bremsen entlastet, so steht die sekundäre Kammer

4o über einen im Ventilkörper 46 ausgebildeten Durchgang 45 in ;

I Verbindung mit einer Druckentlastungsöffnung 5o. Der Kolben 36 { trägt ferner einen Schaft 52, der sich in den Durchgang 45 des ^: ringförmigen Einlaßventilkörpers 46 hinein erstreckt und einen j Flügelkörper 54 trägt, der verschiebbar an der inneren ümfangs- j

fläche des Durchgangs 45 anliegt. Durch das Anliegen des Flügel- i

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körpers 54 an der innen liegenden Umfangsflache des Durchgangs und durch das gleitende Anliegen der äußeren Umfangsflache des Kolbens 36 an der Bohrung 38 ist der Kolben 36 innerhalb des durch das Modulatorgehäuse 12 und das Schaltventilgehäuse 13 gebildeten Gesamtgehäuses geführt. In dem Flügelkörper 54 sind durch die Zwischenräume zwtehen den Flügeln Durchgänge vorgegeben, welche einen Strömungsmittelweg durch den Durchgang 4 5 hindurch zur Druckentlastungsöffnung 5o sicherstellen.

abhängig
Eine differenzdruckjarbeitende Ventilanordnung ist insgesamt mit 58 bezeichnet. Sie ist in dem Strömungsmittelweg zwischen dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer und der Auslaßöffnung 31 sowie der Primärkammer 3 2 des Schaltventils 34 angeordnet. Die Ventilanordnung 58 steht mit einer unter atmosphärischem Druck stehenden öffnung 6o in Verbindung, die frei mit der Umgebungsatmosphäre kommuniziert. Die Differenzdruck-abhängig arbeitende Ventilanordnung 58 weist eine federnd nachgiebige Scheibe 6 2 auf, die zwischen zwei Ventilsitzen 64,66 angeordnet ist und strömungsmittel-

\dicht an einem dieser beiden Ventilsitze anlegbar ist. Der Ven-

tilsitz 64 befindet sich im Strömungsweg zwischen dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer und der Primärkammer 32 des Schaltventils 34, während der Ventilsitz 66 im Strömungsweg zwischen der Primärkammer 32 und der unter atmosphärischem Druck stehenden öffnung 6o angeordnet ist.

Die oben beschriebene Anordnung aus einem adaptiven Bremsdruckmodulator und einem Schaltventil arbeitet wie folgt:

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In Flg. 1 sind die verschiedenen Bauelemente der Bremsdruckmodulator/Schal tventil-Einheit In den Stellungen gezeigt, die sie dann einnehmen, wenn die Bremsen des Fahrzeuges entlastet sind. Wird die Bremse angelegt, so wird die Einlaßöffnung 18 mit unter Druck stehendem Strömungsmittel beaufschlagt und der Ventilkörper 22 wird durch die Feder 28 an den Ventilsitz 26 gedrückt. Damit ist ein im wesentlichen unbehinderter Druckmittelfluß von der Einlaß-

öffnung 18 zum Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer möglich. Da ' d;r Druck in der primären Kammer 32 des Schaltventils 34 im wesent-· liehen der atmosphärische Druck ist, wird die den Ventilkörper der Ventilanordnung 58 darstellende Scheibe 62 so verformt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. In dieser Stellung liegt die Scheibe 6 2 strömungsmitteldicht an dem Ventilsitz 66 an und verhindert so ein Strömen von Druckmittel von dem Einlaßabschnitt 14 der Gehäusekammer oder von der primären Kammer 32 des Schaltventils zu der unter atmosphärischen Druck stehenden öffnung 6o.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die äußere Umfangskante der Scheibe 6 2 unter dem im Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer herrschenden Druck derart verformt, daß ein Strömen von Druckmittel aus dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer in die primäre Kammer 32 hinein möglich ist. Wächst der Druck in der primären Kammer 32 an, so wird der Kolben 36 in Fig. 1 nach unten bewegt. Hierdurck kommt der Ventilkörper 53 in Anlage an den sich in Umfangerichtung erstreckenden, in Fig. 1 oberen Kantenabschnitt des ringförmigen Einlaßventilkörpers 46. Hierdurch wird die Strömungsmittelverbindung zwischen der sekundären Kammer 4o und der Druckentlastungs- ι

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- Io -

Öffnung 5o beendet. Bei weiterem Abwärtsbewegen des Kolbens 36 wird der Einlaßventilkörper 46 von dem Ventilsitz 44 abgehoben, und hierdurch wird eine Strömungsmittelverbindung zwischen der Sekundärkammer 4o und der Speiseöffnung 4 2 geschaffen. Da die sekundäre Kammer 4o mit den Fahrzeugbremsen verbunden ist, wird der Strömungsmitteldruck, mit dem die sekundäre Kammer 4o beaufschlagt ist, auch zu den Radbremszylindern des Fahrzeugs geleitet, wodurch die Bremse angelegt wird. Werden die Bremsen des Fahrzeuges entlastet, so wird der Strömungsmitteldruck, mit dem die Einlaßöffnung 18 beaufschlagt ist, abgebaut. Damit wird auch der Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer druckfrei gemacht. Nimmt der Druck im Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer ab, so wird die Scheibe 6 2 der Ventilanordnung 58 zunächst in eine Uberlappstellung bewegt, wenn der Druck im Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer gleich dem Druck in der primären Kammer 32 ist. Diese Stellung der Scheibe 6 2 ist in Fig. 3 gezeigt. Man sieht, daß die äußere Umfangskante der Scheibe 6 2 strömungsmitteldicht am Ventilsitz des Modulatorgehäuses 12 anliegt, während der innere Umfangsabschnitt der Scheibe 6 2 immer noch an dem Ventilsitz 66 anliegt. In diesem Zustand ist die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer und der primären Kammer 32 unterbrochen. Fällt der Druck im Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer weiter ab, so wird durch den rechts der Scheibe 6 2 herrschenden höheren Druck, mit dem die primäre Kammer 32 des Schaltventils 34 beaufschlagt ist, die Scheibe 6 2 kraftschlüssig vom Ventilsitz 66 abgehoben. In diesem Zustand besteht nun eine im

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wesentlichen unbehinderte Ströinungsmittelverbindung zwischen der primären Kanuner 32 und der mit atmosphärischem Druck beaufschlagte^ öffnung 60. Infolgedessen wird der Druck in der Kammer 32 in sehr kurzer Zeit abgebaut, und hierdurch kann der in der sekundären Kammer 4o herrschende Druck den Kolben 36 in die in Fig. 1 gezeigtje Stellung drücken. Dies führt zu einer Entlastung der Fahrzeugb sen.

Wenn die adaptive Bremsdruckmodulator/Schaltventil-Einheit Io elek trisch erregt wird, um während eines Bremsvorganges ein Entlasten der Bremsen herbeizuführen, so wird die Magnetspule 19 mit einen elektrischen Signal beaufschlagt, wodurch der Anker 2o bewegt und in Fig. 1 nach rechts verlagert wird· Zu diesem Zeitpunkt wird der Ventilkörper 22, der vorher strömungsmitteldicht auf dem Ventilsitz 26 aufsaß, von dem letzteren abgehoben, zugleich wird der Ventilkörper 21 in Strömungsmitteldichte Anlage an den Ventilsitz 24 gebracht. Der Strömungsmittelweg zwischen der Einlaßöffnung 18 und dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer ist dann unterbrochen!, während die Strömungsmittelverbindung zwischen dem Auslaßabschnitt 14 und der Atmosphäre über den Ventilsitz 26 hinweg freigegeben wird. Das verhältnismäßig kleine Volumen des Auslaßabschnitts 14 der Gehäusekammer wird infolgedessen über den Ventilsitz 26 entlüftet, wenn die Magnetspule 19 erregt wird. Infolgedessen herrschjt im Auslaßabschnitt der Gehäusekammer ein niederer Druck,in der primären Kammer 32 ein hoher Druck, und durch diesen Druckunterschied wird die Scheibe 6 2 der Ventilanordnung 58 zwangsweise zu der in Fig. 4 gezeigten Gestalt verformt, wie oben beschrieben ist

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In dieser Stellung liegt die Scheibe 6 2 strömungsmitteldicht am Ventilsitz 64 an und unterbindet die Strömungsmittelverbindung zwischen der primären Kammer 32 und dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer. Zugleich wird eine Strömungsmittelverbindung zwischen der primären Kammer 32 und der mit atmosphärischem Druck beaufschlagten Öffnung 6o hergestellt. Der Druck In der Kammer 32 wird abrupt vermindert, wodurch die Bremsen entlastet werden. Wird das Signal, mit dem die Magnetspule 19 beaufschlagt ist, beendet, so wird durch die Feder 28 der Ventilkörper 22 wieder strömungsmitteldicht an den Ventilsitz 26 angelegt, während der Ventikörper 21 vom Ventilsitz 24 abgehoben wird. Auf diese Welse wird wieder die Strömungsmittelverbindung zwischen der Einlaßöffnung 18 und dem Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer hergestellt. Der im Auslaßabschnitt 14 der Gehäusekammer herrschende Druck wird dann wieder an die primäre Kammer 32 weitergeleitet, wodurch eine Zunahme des Bremsdruckes während eines Bremsdruckmodulationszyklus eingeleitet wird.

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3 Leerseife

Claims

Bremsdruckmodulator Patentansprüche

Bremsdruckmodulator zur Verwendung in einer blockiergeschützten Bremsanlage mit einem Gehäuse, das mit einer Einlaßöffnung, mit einer Auslaßöffnung und einer Druckentlastungsöffnung versehen ist und eine Kammer aufweist, welche in einen mit der Einlaßöffnung kommunizierenden Einlaßabschnitt und einen mit der Auslaßöffnung kommunizierenden Auslaßabschnitt unterteilt ist, mit einem elektrischen Schaltventil, das in seiner Ruhestellung eine Verbindung zwischen dem Einlaßabschnitt und dem Auslaßabschnitt der Gehäusekammer herstellt und eine Verbindung zwischen diesen beiden Kammerabschnitten zur Druckentlastungsöffnung sperrt und in der bei Erregung durch Verschiebung eingenommenen Arbeitsstellung die Verbindung zwischen Einlaßabschnitt und Auslaßabschnitt der Gehäusekammer unterbricht und den Auslaßabschnitt mit der Druckentlastungsöffnung verbindet, gekennzeichnet durch eine Differenzdruck-abhängig arbeitende Ventilanordnung (58), die auf den Druckunterschied zwischen

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dem im Auslaßabschnitt (14) der Gehäusekammer herrschenden Druck und dem in der Auslaßöffnung (31) herrschenden Druck derart anspricht, daß sie die Auslaßöffnung (31) mit einer Niederdruckquelle verbindet, wenn der Druck in der Auslaßöffnung größer ist als der Druck im Auslaßabschnitt (14) der Gehäusekammer.
2. Modulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (12) ein Hohlraum ausgebildet ist, der im Strömungsweg zwischen dem Auslaßabschnitt (14) der Gehäusekammer und der Auslaßöffnung (31) liegt und in Strömungsmittelverbindung zur Auslaßöffnung (31) steht, wobei dieser Hohlraum zwei einander gegenüberliegende Ventilsitze (64,66) aufweist, von denen der eine in Strömungsmittelverbindung zum Auslaßabschnitt (14) des Gehäuses steht und der andere in Strömungsmittelverbindung mit der Niederdruckquelle steht, und daß die Differenzdruck-abhängig abeitendende Ventilanordnung einen druckabhängig arbeitenden Ventilkörper (6 2) aufweist, der zwischen den beiden Ventilsitzen (64,66) angeordnet ist.
3. Modulator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der druckabhängig arbeitende Ventilkörper eine federnd nachgiebige Scheibe (6 2) ist.
4. Modulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederdruckquelle die Umgehngsatmosphäre

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