DE3026967C2 - Verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen verzögerungsempfindlichen lastabhängigen Bremsdrucksteuervorrichtung wurde bereits vorgeschlagen, drei Federn einzusetzen, wobei eine innere Feder in einem Federkäfig liegt und eine weitere Feder den Federkäfig umgibt sowie eine dritte Feder koaxial zur inneren Feder in einem besonderen Raum angeordnet ist (DE-OS 29 30 208). Diese Bremsdrucksteuervorrichtung ist damit baulich und konstruktiv aufwendig, wobei außerdem die drei Federn so aufeinander abgestimmt werden müssen, daß daraus das gewünschte Regelverhalten resultiert.

Zum Stand der Technik zählt außerdem ein Bremskraftregler für eine Hydraulikbremsanlage, bei dem ein Scheibenventil eingesetzt wird (DE-OS 27 41 809). Dieses Scheibenventil besteht aus einem elastischen Element, einem um dieses herum angeordneten ringförmigen Element sowie einem vom elastischen Element getragenen starren Schaft Zwischen dem Scheibenventil und einem Übertragungsteil besteht ein Zwischenraum, wobei das Scheibenventil über diesen Zwischenraum verformt werden kann. Dadurch wird der Bremsmitteldruck auf das Übertragungsglied übertragen. Durch das Scheibenventil, d. h. das elastische Element, ist es nun aber nahezu möglich, eine gute Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten zu erzielen. Das bedeutet, daß das elastische Element so konstruiert sein muß, daß ein weiter Bereich erfaßt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine verzögernde Bremsdrucksteuervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen, welche neben einer kompakteren, und damit raumsparenderen Bauweise eine bessere Abstimmung des Regelverhaltens ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß ein geringerer Flüssigkeitsbedarf erforderlich ist und daß mehr Spielraum für die Konstruktion der Feder und des Ventils zur Verfugung stehen. Das Regelverhalten erfährt eine bessere Abstimmung durch die Anordnung der äußeren Feder im Zusammenwirken mit dem ortsfesten Anschlag. Dadurch, daß nur zwei Federn Anwendung finden, wird die gesamte Vorrichtung kompakter, ist leichter herzustellen und kann bezüglich ihres Funktionsverhaltens besser abgestimmt werden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Teilansicht einer ersten Ausführungsform;

Fig.2 eine vergrößerte Teilansicht der Einlaßöffnung der Dichtlingskammer;

Fig.3 eine Teilansicht einer zweiten Ausführungsform;

Fig.4 eine Teilansicht einer dritten Ausführungsform;

F i g. 5 eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen dem abgedichteten Druck und dem Kolbenhub bei der ersten Ausführungsform nach F i g. 1;
F i g. 6 eine Bremskurve für die erste Ausführungsform nach F i g. 1, und

F i g. 7 eine Bremskurve der Ausführungsform nach F i g. 3 und 4.

Nach F i g. 1 weist die Bremsdrucksteuervorrichtung ein im wesentlichen bekanntes, zwischen einer zum Hauptzylinder führenden Einlaßöffnung 2 und einer zu den Hinterbremsen führenden Auslaßöffnung 3 angeordnetes Mischventil 1 auf. Das Mischventil 1 weist einen Tauchkolben 4 und einen Ventilsitz 5 auf. Eine Trägheitsventilkammer 6 schließt an die Ventilkammer 7 des Ventils 1 an. In der Trägheitsventükammer ist eine Kugel 8 angeordnet.

In F i g. 1 ist rechts des Mischventils 1 eine Federkammer 9 angeordnet, in welche der Tauchkolben 4 verschiebbar und flüssigkeitsdicht hineinragt.

Der Tauchkolben 4 trägt an seinem in die Federkammer 9 ragenden Ende eine Hülse 10. Die Innenwand der Federkammer 9 weist einen ringförmigen Anschlag 11 auf. Ein Federkäfig 12 wirkt mit dem Anschlag 11 zusammen, der seine Bewegung in der Zeichnung nach rechts begrenzt. Eine innere Feder 13 wird in der Hülse

10 gehalten, und drückt den Federkäfig 12 gegen den Anschlag 11. Somit wird der Federkäfig 12 normalerweise im Abstand *i von der Endwand der Federkammer 9 gehalten.

Eine rechts der Federkammer 9 angeordnete Kolbenkammer 14 beinhaltet einen Kolben 15. Eine am vorderen Ende des Kolbens 15 befestigte Druckplatte 16 ist rechts der Federkammer 9 angeordnet. Eine äußere Feder 17 wird zusammengedrückt zwischen dem Anschlag

11 und der Druckplatte 16 gehalten. Gewöhnlich besteht zwischen dem Federkäfig 12 und der Druckplatte 16 ein Abstand xi.

Die Kolbenkammer 14 steht mit der Trägheitsventilkammer 6 über eine Leitung 18 in Verbindung. Eine Dichtungskammer 19 wird durch die Leitung 18 und die Kolbenkammer 14 rechts des Kolbens gebildet

Einer der Hauptunterschiede zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und herkömmlichen Steuervorrichtungen dieser Art ist, daß ein Abstand X2 zwischen dem Federkäfig 12 und der Druckplatte 16 besteht

Nach F i g. 2 weist der Einlaß 20 der Dichiungskummer 19 eine Drosselstelle 21 zur Verzögerung der Zunahme des abgedichteten Drucks auf.

Nach Fig. 3 weist eine zweite Ausführungsform eine Hülse 10 auf, die länget ist als der bei der Ausführungsform nach Fi g. 1, so daß ein Abstand *3 zwischen dem rechten Ende der Hülse 10 und der Innenwand des Federkäfigs 12 besteht Der Abstand X3 ist etwas geringer als der Abstand X\.

Nach F i g. 4 weist eine dritte Ausführungsform einen von rechts mit dem gleichen Absttnd X3 zwischen dem hinteren Ende des Tauchkolbens 4 und der Spitze des Kolbens 15 in den Federkäfig 12 hineinragenden Kolben 15 auf.

Die Arbeitsweise der einzelnen Ausführungsformen ist wie folgt:

Zunächst wird die Wirkungsweise der Ausführungsform nach F i g. 1 unter Bezugnahme auf die graphische Darstellung nach F i g. 5 beschrieben, welche das Verhältnis zwischen dem in der Dichtungskammer 19 abgedichteten Druck Pg und dem Hub 5 des Kolbens 15 zeigt.

Der Hub ist gleich Null, bis der abgedichtete Druck Pg den von der Kraft der äußeren Feder 17 abhängenden Ausgleichspunkt übersteigt Nach diesem Punkt bewegt sich der Kolben 15, wobei die auf der Druckplatte 16 gehaltene äußere Feder 17 zusammengedrückt wird. Erreicht der Kolbenhub 5 den Wert *₂, stößt der Kolben 15 gegen den Federkäfig 12, so daß der Hub 5 wegen der Vorspannung der inneren Feder 13 einige Zeit lang nicht ansteigt (Bei diesem Punkt ist der Hub S\ = *₂.)

Übersteigt der abgedichtete Druck Pg einen Wert, bei welchem die Kraft des Kolbens 15 gleich der der inneren Feder 13 plus der der äußeren Feder 17 ist schiebt sich der Kolben 15 unter Zusammendrücken dieser Federn weiter in Richtung Tauchkolben 4, bis das linke Ende des Federkäfigs 12 gegen die Endwand der Federkammer 9 stößt In anderen Worten, der Federkäfig 12 bewegt sich um einen Weg x\ weiter, während der Kolbenhub S kontinuierlich ansteigt

Vorstehendes soll verdeutlichen, daß die innere Feder 13 nicht eher vom Kolben 15 zusammengedrückt wird, ehe der Kolbenhub nicht einen Wert S\ übersteigt. Dies bedeutet, daß die Bewegung des Kolbens 15 bis zum Hub Si, welche bei geringerem Druck eintritt als der geplante abgedichtete Druck für den unbelasteten Zustand, keine Auswirkungen auf das Ansteigen des Ausgangsdruckes des Mischventils hat.

Durch eine derartige, die Wirkungsweise des Mischventils nicht beeinträchtigende Kolbenbewegung steigt das Volumen der Dichtungskammer 19 an. Die Strömung durch den Einlaß 20 bewirkt einen gewissen Druckabfall in der Dichtungskammer 19 gegenüber der Trägheitsventilkammer 6. Dieser Effekt wird insbesondere dann beobachtet, wenn eine Drosselstelle oberstromig der Dichtungskammer vorhanden ist, wie noch in späterem Zusammenhang mit F i g. 2 beschrieben.

Durch die Strömung wirkt eine Saugkraft auf die Kugel 8 und bewirkt eine stärkere Reaktion des Trägheitsventils (bestehend aus Kugel 8 und Ventilsitz). Dadurch werden derartige Probleme gelöst wie geringe Reaktion der Kugel 8, zu späte Abdichtung der Dichtungskammer 19, zu hoher abgedichteter Druck bzw. ein zu hoher Anfangspunkt bei unbelastetem Zustand, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß sich der Kolben 15 in unbelastetem Zustand überhaupt nicht bewegt wie es der Fall bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik ist

Die Steuervorrichtung dieser Art ist bekanntermaßen am Fahrzeug in einem Winkel Θ hinsichtlich ihrer horizontalen Achse angeordnet. Wird das Bremspedal getreten und ein gewisser Bremsdruck im Hauptzylinder erzeugt, wirkt ein Eingangsdruck Pi auf die Einlaßöffnung 2, und der Ausgangsdruck P₀ von der Ausgangsöffnung 3 ist so lange der gleiche wie Pi, bis das Mischventil 1 seine Arbeit aufnimmt (F i g. 6).

Übersteigt der Eingangsdruck P\ eine bestimmte Höhe, so wird der Tauchkolben 4 durch den Flüssigkeitsdruck gegen die Vorspannung der inneren Feder 13 zurückgedrängt Danach wird der durch das Mischventil 1 in bekannter Weise verringerte Flüssigkeitsdruck den Hinterbremsen zugeführt. Wie aus der graphischen Darstellung nach F i g. 6 ersichtlich, liegt die Kurve, die während der Druckabnahme entsteht, nicht unbedingt auf derjenigen, die während der Druckzunahme entsteht, da das Charakteristische des Ventils in der Hysterese liegt
Der Anfangspunkt wird wie folgt festgesetzt:

Mit zunehmendem Bremsdruck vom Hauptzylinder und somit des Eingangsflüssigkeitsdrucks Pi, nimmt auch der Druck Pg in der Dichtungskammer 19 zu. Erreicht der Druck P_c einen bestimmten Wert fängt der Kolben 15 an, sich zu bewegen. Übersteigt der Kolbenhub den Wert Si, beginnt der Kolben 15, die innere Feder 13 zusammenzudrücken.

Mit zunehmendem Bremsdruck verlangsamt sich andererseits die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Erreicht die Geschwindigkeitsabrahme einen vorbestimmten Wert, schließt die Kugel 8 des Trägheitsventils die Dichtungskammer 19, wobei sie den Flüssigkeitsdruck darin abdichtet. Nun wird die den Tauchkolben 4 nach links bzw. in Richtung seiner Öffnung drängende Kraft festgesetzt, wodurch der Anfangspunkt der Druckminderung an der Hinterachsbremse bestimmt ist.

Steigt der Bremsdruck langsam an, so bewirkt die Arbeitsverzögerung des Trägheitsventils keinerlei Probleme, da ein dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs im wesentlichen genau entsprechender Druck abgedichtet wird. Bei den herkömmlichen Steuervorrichtungen jedoch steigt der Druck in der Dichtungskammer 19 vor Inbetriebnahme des Trägheitsventils zu sehr an, sobald der Bremsdruck zu schnell zunimmt, d. h. bei zu schnellem Bremsen. Das Leistungsdiagramm entspricht der gestrichelten Linie (mit dem Anfangspunkt b) anstelle der durchgezogenen Linie (mit dem Anfangspunkt a) auf der graphischen Darstellung nach F i g. 6.

Bei der vorliegenden Erfindung bewegt sich der Kolben 15, ohne auf die Wirkungsweise des Mischventils 1 in der Anfangsphase der Zunahme des abgedichteten Drucks einzuwirken. Daher wirkt eine Strömungskraft bei noch unveränderter Steuerkraft des Mischventils 1 auf die Kugel 8. Das heißt, das aus der Kugel 8 und Ventilsitz bestehende Trägheitsventil reagiert auf die

Geschwindigkeitsabnahme stärker als bei herkömmlichen Steuervorrichtungen.

Daher wird ein Abdichten überschüssigen Flüssigkeitsdrucks sowie ein zu hoher Anfangspunkt vermie-

den und eine genauere, der Belastung des Fahrzeugs bzw. seinem Gesamtgewicht entsprechende Bremsung erzielt

Der Anfangspunkt C auf der graphischen Darstellung nach F i g. 6 bezeichnet den Anfangspunkt bei großer Belastung.

Wenn durch die obenbeschriebene Anordnung ein Ansteigen des Anfangspunktes über einen gewünschten Punkt nicht verhindert wird, so kann oberstromig der Dichtungskammer 19, vorzugsweise bei der Einlaßöffnung zu der Kammer, zur Verzögerung des Anstiegs des Flüssigkeitsdrucks eine Drosselstelle 21 vorgesehen sein (F i g. 2).

Die Kolbenbewegung bewirkt, daß selbst bei unbelastetem Fahrzeug eine gewisse Flüssigkeitsmenge durch die Drosselsielle 21 fließt. Da die Drcsseistcüc 21 nicht in der Hauptleitung zu den Hinterbremsen angeordnet ist besteht nicht die Gefahr einer zu spät einsetzenden Bremsung, selbst wenn die Vorderbremsen ausfallen sollten.

Wenn bei den Ausführungsformen nach F i g. 3 und 4 der Hub des Kolbens 15 einen vorbestimmten Wert übersteigt fa + X3 für die Ausführungsform nach F i g. 3 und x₃ für die nach F i g. 4), drückt der Kolben 15 den Tauchkolben 4 direkt Dies bewirkt, daß sich bei sehr hohem Eingangsdruck, d.h. bei belastetem Fahrzeug oder bei Versagen der Vorderbremsen, der Bremsdruck der Hinterbremsen überhaupt nicht verringert da das Mischventil 1 nicht arbeitet Ist das Fahrzeug überladen oder versagen die Vorderbremsen, erscheint gemäß der Ausführungsform nach F i g. 1 der Ausgangspunkt C (F i g. 6, 7), wohingegen er bei den Ausführungsformen nach F i g. 3 und 4 nicht auftritt Hier steigt der Ausgangsdruck P₀ direkt wie der Eingangsdruck P\ an (F ig. 7).

Vorstehendes soll verdeutlichen, daß durch die vorliegende Erfindung eine Bremsdrucksteuervorrichtung mit einem Trägheitsventil gegeben ist welches besonders beim schnellen Bremsen in verbesserter Weise auf die Geschwindigkeitsverringerung reagiert, da die Bewegung des Kolbens 15 die Wirkung des Mischventils 1 in der Anfangsphase des Hubs nicht beeinträchtigt, was auf den Abstand X2 zwischen dem Kolben und dem Federkäfig zurückzuführen ist Dadurch ist gewährleistet daß der Anfangspunkt der Druckminderung im Hinterachsbremskreis immer an einem dem Gewicht des Fahrzeugs genauer als beim Stand der Technik entsprechenden Punkt auftritt Dieser beschriebene Effekt wird ferner durch die oberstromig der Dichtungskammer 19 angeordnete Drosselstelle 21 verstärkt

Hierzu 2 Blatt zeichnungen

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Druckmischventil mit Ventilsitz und Tauchkolben, einer Ventilkammer, einer Dichtungskammer, einem durch den In der Dichtungskammer abgedichteten Druck gesteuerten Kolben zur Betätigung des Tauchkolbens, einem verschiebbaren Trägheitselement, einer inneren Feder in einem Federkäfig sowie einer äußeren Feder, welche innerhalb einer Federkammer den Federkäfig umgibt und mit dem Kolben verbunden ist, wobei der Kolben den Tauchkolben mittels der inneren Feder in Richtung Ventilöffnung drückt, nachdem er sich unter Zusammendrücken der äußeren Feder eine vorbestimmte Strecke auf dsn Tauchkolben zu bewegt hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsdrucksteuervorrichtung zwei Federn (13 und 17) aufweist, innerhalb der Federkammer (9) ein ortsfester Anschlag (11) angeordnet ist, an dem sich einerseits der Federkäfig (12) der inneren Feder (13) und andererseits die äußere Feder (17) abstützen und die innere Feder (13) gegen eine mit dem Tauchkolben (4) verbundene Hülse (10) wirkt.

2. Verzögerungsabhängige Bremsdrucksteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15) den Tauchkolben (4) direkt in Richtung Ventilöffnung drückt, nachdem er sich um einen anderen Entfernweg, welcher größer als die vorbestimmte Strecke ist, auf den Tauchkolben (4) zu bewegt hat.