DE3010358C2 - Druckregelventil - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Druckregelventil für die Druckmittelbremsanlage eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Verhindern des Öberbremsens der Hinterräder eines Fahrzeuges sind Druckmittelbremsanlagen mit einem Druckregelventil versehen, das das Verhältnis des Bremsdruckes für die Hinterräder zu dem Bremsdruck für die Vorderräder bei einer starken Abbremsung verringert Ein bekanntes Druckregelventil weist einen Differentialkolben auf, der gleitend beweglich in eine stufenförmig abgesetzte Bohrung eingesetzt ist, die in einem Gehäuse ausgebildet ist Ein Ventil ist in dem Differentialkolben angeordnet, das in Abhängigkeit von der Bewegung des Kolbens öffnet und schließt, um die zuvor angegebene Bremsdruckregelung zu erreichen.

Bei dieser bekannten Ausbildung eines Druckregelventils ist der Kolben derart ausgelegt, daß er eine Stellung in einem Abstand zu einem Wandabschnitt am Ende des Gehäuses einnimmt wenn der Druckmitteldruck auf der Seite des Druckzylinders bzw. des Hauptzylinders höher als der sogenannte Druckwert am Umschaltpunkt bzw. größer als der Umschaltdruck ist Wenn die Kraft auf das Bremspedal aufgehoben wird, um die Bremsung zu beenden, wird der Kolben unter dem Einfluß einer Vorbelastungskraft durch eine Feder in eine Stellung bewegt in der er gegen den Wandabschnitt des Gehäuses anstößt Bei einem schnellen Aufheben des Druckmitteldurcks ergibt sich bei dieser bekannten Auslegung, daß der Kolben unter der Wirkung der Vorbelastungskraft der Feder schnell gegen den Wandabschnitt am Ende des Gehäuses anstößt wodurch ein ungewünschtes bzw. unangenehmes Geräusch erzeugt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein DrucJ.regelventil für eine Bremsanlage bei einem Fahrzeug mit einem geteilten oder einem doppelten Bremssystem zu schaffen, bei dem kein derartiges unangenehmes Geräusch beim Lös^ti der Bremse auftritt

Insbesondere soll nach der Erfindung ein Druckregelventil der zuvor beschriebenen Art derart ausgelegt werden, daß ein unerwünschtes oder unangenehmes Schlaggeräusch selbst dann nicht auftritt, wenn das Bremspedal schnell losgelassen wird, um ein schnelles Lösen der Bremse zu erreichen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels eines Druckreg i'ventils nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

In der einzigen Figur ist eine schematische Schnittansicht eines Druckregelventils nach der Erfindung dargestellt

Ein derartiges Druckregelventil ist für eine Bremsanlage mit geteiltem oder doppeltem Bremssystem bei einem Fahrzeug bestimmt

Mit 1 ist hierbei ein Gehäuse bezeichnet das zwei parallele, stufenförmig abgesetzte Bohrungen 2 und 3 hat, die jeweils an einem Ende des Gehäuses 1 offen sind. Das Gehäuse 1 weist einen ersten Einlaß 4 und Auslaß 5 auf, die in die Bohrung 2 münden, sowie einen zweiten Einlaß 6 und Auslaß 7, die in die Bohrung 3 münden. In den stufenförmig abgesetzten Bohrungen 2 und 3 sind erste und zweite Steucrventileinnchtungen 8 und 9 angeordnet, die die Verbindung zwischen den Einlassen 4 bzw. 6 und den Auslässen 5 bzw. 7 herstellen und unterbrechen.

Die Steuerventileinrichtungen 8 und 9 sind identisch ausgelegt, so daß nur die mit 8 bezeichnete nachstehend näher erläutert wird.

Mit 10 ist ein als Differentialkolben ausgebildeter Kolben bezeichnet, der in der stufenförmig abgesetzten Bohrung 2 gleitend beweglich aufgenommen ist. Der Kolben 10 hat eine Blindbohrung 11, in der ein Ventilelement 12 angeordnet ist. Der Kolben 10 hat auch einen Ventilsitzabschnitt 13, der an dem offenen Ende der Bohrung 11 fest mit dem Kolben verbunden ist

und gegen den das Ventilelement 12 mittels einer Feder 14 vorbelastet ist Wenn sich der Kolben 10 um eine vorbestimmte Strecke in der Zeichnung nach rechts bewegt, bewirkt die Feder 14, daß das Ventilelement 12 in seiner Schließstellung gehalten wird. Das Ventilelement 12 hat einen Schaft 15, der eine solche Länge besitzt, daß er teilweise ai-s der Blindbohrung 11 vorsteht, wenn das Ventilelement 12 in seiner Schließstellung gehalten ist

Der Ventilsitzabschnitt 13 hat eine radiale öffnung 16, ι ο die eine Verbindung zwischen der stufenförmig abgesetzten Bohrung 2 und der Blindbohrung 11 herstellt Der Kolben 10 hat eine öffnung 17, die eine Verbindung zwischen der Bündbohrung 11 und dem Einlaß 4 herstellt In der stufenförmig abgesetzten Bohrung 2 ist eine Hülse 18 untergebracht, die den durchmesserkleineren Abschnitt des Kolbens 10 derart umgibt, daß sie mit demselben unter Bildung eines in der Zeichnung dargestellten Ringraums zusammenarbeitet Die Hülse hat eine radiale Öffnung 19, die mit der stufenförmig abgesetzten Bohrung 2, der öffnung 17, der Blindbohrung 11 und der öffnung |fi zusammenarbeitet, um einen Druckmitteldurchgang zu bi:den, der eine Verbindung zwischen dem Einlaß 4 und dem Auslaß 5 herstellt

Der Kolben 10 hat ein Ende 10a, das aus der stufenförmig abgesetzten Bohrung 2 vorsteht und mit Hilfe eines Halters 20 an dem Gehäuse 1 abgestützt ist, wobei der Halter 20 in die stufenförmig abgesetzte Bohrung 2 eingepaßt ist Ein Dichtungselement 21 ist vorgesehen, um einen druckmitteldichten Abschluß zwischen dem Gehäuse 1 und dem Kolben 10 zu erreichen. Ein beweglicher Federsitz 27 ist vorgesehen, der einen Sitzkörper 22 und eine Buchse 24 umfaßt. Die Buchse 24 besteht aus einem Harzmaterial bzw. einem Kunststoff und ist fest in die Mittelöffnung 22a des Sitzkörpers 22 eingepaßt. Der Federsitz 27 ist gleitend beweglich auf einer Führungsstange 23 angebracht, die an dem Gehäuse 1 befestigt ist Die Führungsstange 23 ist an ihrem freien Ende mit einem ortsfesten Federsitz 25 gekoppelt Zwischen den Federsitzen 25 und 27 ist eine Druckfeder 26 zur Erzeugung einer Vorbelastung angeordnet Bei dieser Auslegung kann die Vorbelastung der Druckfeder 26 über den Federsitz 27 auf die Enden 10a und 10a'der Kolben 10 und 10' übertragen werden, um dieselben in ihre drucklose Ruhelage zu drücken, in der die Ventilelemente 12 und 12' in der Öffnungsstellung von den Ventilsitzabschnitten 13 und 13' abgehoben sind. Mit 39 ist eine Dichtungsscheibe bezeichnet, die mit Hilfe der Führungsstange 23 fest mit dem Gehäuse 1 verbünde.: ist Die Dichtungsscheibe 39 ist mit einem Dämpfungselement 40 versehen, das aus einem weichen, federnd nachgiebigen Material, wie zum Beispiel Kautschuk, besteht und das in Eingriff mit der Endfläche 22c des Federsitzes 27 bringbar ist, um die Bewegung des Fetiersitzes 27 in Richtung auf die Kolben 10 und 10' zu begrenzen. Das Dämpfungselement 40 ist derart beschaffen und angeordnet daß es in Berührung mit der Endfläche 22c des Federsitzes 27 kommt, kurz bevor der Kolben 10 gegen den Wandabschnitt la des Gehäuses 1 anstößt, der die Bohrung 2 begrenzt.

Das Gehäuse 1 hat ferner ein darin ausgebildetes Paar von Auslässen ti und 32, die in ständiger Verbindung mit den Einlagen 4 und 6 sind und die mit einem b5 Bremszylinder 33 für das linke Vorderrad und einem Bremszylinder 34 fur das rechte Vorderrad des Fahrzeugs jeweils verbunden sind. Die Einlasse 4 und 6 sind auch jeweils mit den Ausläassen eines Hauptbremszylinders 35 verbunden, der seinerseits mit einem Bremspedal 38 verbunden ist Der Auslaß 5 ist mit einem Bremszylinder 36 für das rechte Hinterrad und der Auslaß 7 mit einem Bremszylinder 37 für das linke Hinterrad verbunden.

Das Druckregelventil für ein geteiltes Bremssystem eines Fahrzeugs arbeitet auf die nachstehend näher beschriebene Art und Weise.

Jeder Kolben 10 oder 10' hat eine größere Druckbeaufschlagungsfläche b\ und eine kleinere Druckbeaufschlagungsfläche bi (b\>bi\ Wenn das Bremspedal 38 niedergedrückt wird, um den Hauptbremszylinder 35 zu betätigen, wird das unter dem Druck Puι und dem Druck Pm₂ stehende Druckmittel direkt den Bremszylindern 33 und 34 für die linken und rechten Vorräder über die Einlasse 4 und 6 und die Auslässe 31 und 32 und gleichzeitig dera Steuerventileinrichtungen 8 und 9 zugeleitet Da die Steuerventüeinrichtungen 8 und 9 noch in ihrer Öffnungsstellung sind, in der das Ventilelement 12 von dem "ontilsitzabschnitt 13 abgehoben gehalten wird, geht das unter Druck stehende Druckmittel durch den Durchgang durch, der von der stufenförmig abgesetzten Bohrung 2, der öffnung 17, der Blindbohrung 11 und der öffnung 16 gebildet wird, und gelangt zu den Bremszylindern 36 und 37 üDer die Auslässe 5 und 7. Der Druckmitteldruck Pm und die Kraft F der Feder 26 wirken auf den jeweiligen Kolben in entgegengestzter Richtung, und zwischen diesen Größen gilt folgende Gleichung:

Pu- A₂ = 1/2F

wobei

= Pm

2A₃

Der Druckmitteldruck —- wird als sogenannter

»Stenerausgangsdruck« oder »Umschaltdruck« bezeichnet. Der Druckmitteldruck Pm, P_R2 an den hinteren Bremszylindern 36 und 37 wird gleich dem Druckmitteldruck P_MU P_M2 des Druckzylinders gehalten, d. h. Pm= Pr I = Pr₂ = Pr, bis der Druckmitteldurck auf den Umschaltdruck angestiegen ist

Wenn der Fahrer das Bremspedal weiter niederdrückt, bis folgende Bedingung erreicht ist, Pu-bi>M2F

bewegt sich der Kolben 10, 10' in der Zeichnung nach rechts. Die Ventilsitzabschnitte 13, 13' stoßen dann gegen die Ventilelemente 12, 12' an und unterbrechen die Verbindung zwischen den Einlassen 4, 6 und der. Auslässen 5,6. Es wird demnach den Hinterradbremszylindern 36, 37 kein Druckmittel zugeführt Die Kolben 10,10' werden durch das Druckmittel unter dem Druck Pm in Gegenrichtung, d. h. nach links gedruckt. Demnach ergibt sich folgende Gleichung:

P_M(b_rb_})+ \l2F=P_Hb_x

Pr =

Ib₁

(1)

Wenn der Druckmitteldruck Pywdurch Niederdrücken des Bremspedals weiter ansteigt, nimmt der Kolben 10, 10' wiederum seine Ausgangsstellung ein, um das

Ventilelement 12 in seine Schließstellung au bringen. Somit durchläuft das Ventilelement 12 wiederholt seine Schließ- und Öffnungsstellungen. Der Druckmitteldruck

Pm steigt in vermindertem Verhältnis von -~—- bei

*i '

der Zunahme des einlaßseitigen Druckmitteldrucks Pm

Wenn beispielsweise der Bremskreis für den vorderen Bremszylinder 34 ausfällt, wird die Steuerventileinrichtung 9 unwirksam, und ihr Kolben 10' bewegt sich in ständig weiter, bis er die in der Zeichnung gezeigte Stellung erreicht hat. Da der Druckmitteldruck in dem anderen Kreis ansteigt, bewegt sich der Kolben 10 zusammen mit dem Federsitz 27 entgegen der Wirkung der Feder 26 in der Zeichnung nach rechts. Der r. Federsitz 27 gleitet auf der Führungsstange ;!3 von dem vorstehenden Ende 10a'des Kolbens 10' weg, um das Ventilelement 12 in seine Schließstellung ;;u bringen. Hierbei wirkt die Federkraft nur auf den Kolben 10 ein. Üabei gut toigenae nezienung:

F. Λ I - f>l M . f

(2)

Im Vergleich mit der Gleichung (1) ergibt sich, daß damit nur ein einziges Steuerventil einen Bremsdruck r. aufbaut, der aber so ausreichend groß ist, daß er den Verlust an Bremswirkung infolge des Ausfalls eines der beiden Kreise kompensieren kann. Beim weiteren Niederdrücken des Bremspedals 38 nimmt der Druckmitteldruck Pr auf der Seite des Hinterradbremszylin- j< >

ders 36 allmählich in einem Verhältnis ——- mit dem

Anstieg des Druckmitteldrucks P_M auf der Seite des Hauptbremszylinders 35 zu. Deshalb kann auf ähnliche Art und Weise wie bei dem Fall, wenn beide Kreise η korrekt oder störungsfrei arbeiten, auch beim Ausfall eines der beiden Kreise bis zum Erreichen der Haftungsgrenze des noch gebremsten Hinterrades wirksam ein Durchrutschen bzw. Schleudern vermieden werden.

Wenn die Kraft auf das Bremspedal 38 aufgehoben wird, vermindert sich der Druckmitteldruck des Hauptbremszylinders 35 mit der Bewegung des Bremspedals 38 in Richtung seiner Ausgangsstellung. Während der Zeit, während der die Stärke des ■»> Druckmitteldrucks vom Hauptbremszylinder 35 noch größer als der zuvor definierte Umschaltdruck ist, wird der Kolben 10 in einem Abstand von dem Wandabschnitt la gehalten. Wenn die Stärke des Druckmitteldrucks an der Druckzylinderseite weiter unter den Umschaltdruck abfällt, wird der Kolben 10 durch den Federsitz 27 über Ute Feder 26 in der Zeichnung nach links bewegt. Während dieser Rückkehrzeit des Kolbens 10 kommt die Endfläche 22c des beweglichen Federsitzes 27 in Anstoßberührung mit dem Dämpfungselement 40, bevor der Kolben 10 auf den Wandabschnitt la auftrifift Durch ein Verbiegen oder Verformen des Dämpfungselements 40 wird die Geschwindigkeit der Rückkehrbewegung des Kolbens 10 vermindert Somit trifft der Kolben 10 mit einer ω verminderten Geschwindigkeit auf den Wandabschnitt la auf, so daß im wesentlichen kein unerwünschtes bzw. unangenehmes Geräusch mehr auftritt Die Endfläche 22c des Federsitzes 27 nimmt die in der Zeichnung in durchgezogenen Linien eingetragene Stellung ein, wenn sie in Berührung mit dem Dämpfurigselement: 40 kommt Die in gebrochener Linie eingetragene Stellung nimmt die Endfläche 22c dann ein, wenn der Kofaen 10 zur Anlage gegen den Wandabschnitt 1 a gekommen ist. Der Abstand A zwischen den zuvor angegebenen beiden Stellungen der Endfläche 22c des Federsitzes 27 stellt auch den maximalen Verformungsweg des Dämpfungselements 40 im drucklosen Ruhezustand dar. Das Dämpfungselement 40 ist mit der Dichtungsscheibe 39 verbunden. Alternativ kann das Dämpfungselement 40 auch an der Enfläche 22c des Federsitzes 27 angebracht sein. Bei beiden Ausführungsformen des Dämpfungselementes 40 kann ein kleiner Zwischenraum zwischen der Endfläche 22c des Federsitzes 27 in der Extremstellung oder in der maximal eingerückten Stellung und dem Ende 10a des Kolbens 10 in dieser Stellung vorhanden sein, wenn der Kolben 10 mit seinem anderen Knde in Eingriff mit dem Wandabschnitt la kommt. Der Zwischenraum beeinflußt die zuvor beschriebene Bremskraftsteuerung nicht nachteilig und hat auch keinen Einfluß auf den Schutz vor Überbremsung der Hinterräder.

Alternativ kann anstelle des Darripfung^clcrricr,:.¹; ¹JG ein Dämmelement 41 vorgesehen sein. Das Dämmelement 41 besteht aus einem relativ harten, stoßabsorbierenden Material, wie zum Beispiel einer stoßabsorbierenden Legierung, und dient als ein Anschlag zur zwangsweisen Bestimmung der Extremstellung des Federsitzes 27. Das Dämmelement 41 ist durch eine Preßpassung oder auf andere Art und Weise fest mit der Dichtungsscheibe 39 verbunden. Hierbei ist die Auslegung der.rt getroffen, daß sich ein kleiner Abstand A' zwischen der Endfläche 22c des Federsitzes 27 und dem Ende 10a des Kolbens in der Stellung bildet, in der der Kolben an seinem sncleren Ende in Eingriff mit dem Wandabschnitt la ist, wenn die Endfläche 22c des Federsitzes 27 ihre Extremlage einnimmt, in der sie auf dem Dämmelement 41 aufliegt. Der Zwischenraum A' ist derart bestimmt, daß er kleiner als der zuvor angegebene Zwischenraum A ist. Bei dieser Auslegung kann die Vorbelastbarkeit der Feder 26 nicht auf den Kolben 10 einwirken, wenn sich der Kolben 10 über den Abstand Λ'hinaus bewegt. Der Kolben 10 stößt somit gegen den Wandabschnitt la mit verminderter Geschwindigkeit an, die so ausreichend herabgesetzt ist, daß die Erzeugung eines unerwünschten bzw. unangenehmen Schlaggeräusches vermieden wird. Andererseits sind auch das Dämmelement 41 und die Endfläche 22c des Federsitzes 27 an einer unerwünschten Geräuscherzeugung gehindert, wenn diese gegeneinander anstoßen, da für das Dämmelement 41 ein entsprechendes Material gewählt wird. Die Vorbelastungskraft der Feder 26 wirkt jedoch auf den Kolben 10 ein, wenn der Kolben in der Zeichnung nach rechts bewegt wird und der Abstand A'durchlaufen ist. /iuch hierdurch entsteht keine nachteilige Beeinflussung der zuvor beschriebenen Bremskraftsteuerung.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das Druckregelventil für einen geteilten oder doppelten Bremskreislauf einer Bremsanlage eines Fahrzeugs nach der Erfindung mit einem Dämpfungs- oder Dämmelement versehen ist, das zwischen einem Gehäuse 1 und einem Federsitz 27 angeordnet und derart beschaffen ist daß es in Berührung mit demselben kommt unmittelbar bevor ein Kolben 10 oder IC gegen einen Wandabschnitt la oder la' anstößt wobei die Geschwindigkeit der Kolben 10 oder 10' beim Anstoßen an den Wandabschnitt la oder la'so ausreichend vermindert ist daß die Erzeugung eines unerwünschten bzw. unangenehmen Schlaggeräusches wirksam unterdrückt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Druckregelventil für die Druckmittelbremsanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einem Gehäuse, das eine stufenförmig abgesetzte Bohrung und einen Wandabschnitt hat, der einen Teil der. Bohrung begrenzt, einem Differentialkolben in der Bohrung, der in seiner Extremstellung zur Anlage gegen den Wandabschnitt kommt und der einen hohl ausgebil- ι ο deten Abschnitt hat, mit einer Vorbelastungseinrichtung, die den Kolben gegen den Wandabschnitt vorspannt und einen Federsitz aufweist, und mit Ventileinrichtungen, die in dem hohl ausgebildeten Abschnitt des Kolbens angeordnet sind, wobei der Kolben den Fluiddrücken vom Druckzylinder einerseits und vom Bremszylinder andererseits ausgesetzt ist und in Abhängigkeit von den Fluiddrücken eine Stellung einnimmt, in der die Ventileinrichtungen wechselweise geöffnet und geschlossen werden, so daß das Verhältnis des Druckanstiegs an der Seite des Bremszylinders zu dem Druckanstieg an der Seite des Druckzylinders vermindert wird, wenn der Fluiddruck auf der Druckzylinderseite größer als ein vorbestimmter Umschaltdruck wird, gekennzeichnet durch ein Dämpfungs- oder Dämmc'ement (40, 41), das zwischen dem Gehäuse (1) und dem Federsitz (27) derart angeordnet und ausgelegt ist, daß es in Berührung mit demselben komm:, kurz bevor der in Kolben (10,10') bei der Bewegung in seine drucklose Ruhestellung i,egen den Wandabschnitt (\a)anstößt.

2. Druckregelventil nach /nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement aus weichem, federnd nachgiebigem Material besteht. j?

3. Druckregelventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämmelement aus relativ hartem, stoßabsorbierendem Material besteht

4. Druckregelventi! nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungs- oder Dämmelement (40, 41) fest mit dem Gehäuse (1) verbunden ist

5. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsoder Dämmelement (40, 41) mit dem Federsitz (27) verbunden ist, so daß es sich zusammen mit diesem bewegt.

6. Druckregelventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Federsitz (27) eine Endfläche (72c) hat, die mit einem Ende (10a, y> 10a'J des Kolbens (10, 10') zusammenarbeitet, und daß in der drucklosen Ruhestellung ein Zwischenraum zwischen der Endfläche des Federsitzes und dem einen Ende des Kolbens (10,10') vorgesehen ist, wenn der Kolben (10,10') an seinem anderen Ende in Eingriff mit dem Wandabschnitt (!ankommt