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Bremsdrucksteuerventil für eine hydraulische oder
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pneumatische Kraftfahrzeugbremsanlage Die Erfindung betrifft ein
Bremsdrucksteuerventil für eine hydraulische oder pneumatische Kraftfahrzeugbremsanlage,
das ein in die Druckmittelleitung zwischen Hauptbremszylinder und den Radbremszylindern
der Hinterachse geschaltetes Druckminderventil mit einem Differentialkolben und
einem ersten elastischen Mittel umfaßt, wobei das elastische Mittel einerseits den
Differentialkolben in öffnungsrichtung des Ventils beaufschlagt und andererseits
an einem spannkolben abgestützt ist, dessen Querschnittsfläche größer ist als die
abgedichtete Fläche der kleineren Kolbenstufe des Differentialkolbens, der Spannkolben
entgegen der Federkraft des ersten elastischen Mittels vom Hauptzylinderdruck beauf
schlagbar ist und der auf den Spannkolben wirkende Hauptzylinderdruck durch ein
in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung schließendes Ventil begrenzt wird,.
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und mit einem gehäusefest abgestützten zweiten elastischen Mittel.
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Aus der DE-AS 22 46 553 ist ein Drucksteuerventil bekannt, das zwischen
einem Hauptbremszylinder und den Hinterradbremszylindern angeordnet ist und einen
als Differentialkolben ausgebildeten, mit einem Ventilsitz zusammenwirkenden, den
Druckmittel zufluß zu den Hinterradbremszylindern steuernden Steuerkolben aufweist,
der in Schließrichtung entgegen der Kraft einer Vorspannfeder von dem in den Hinterradbremszylindern
herrschenden Druck beaufschlagt ist. Der den Hinterradbremszylindern zugeführte
Druck ist zusätzlich durch ein bei einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung ansprechendes
Trägheitsventil beeinflußbar. Die Vorspannfeder ist an einem Spannkolben abgestützt,
der entgegen der Kraft der Vorspannfeder über einen von dem Trägheitsventil gesteuerten
Kanal mit dem Hauptzylinderdruck beaufschlagbar ist. Bei einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung
sperrt das Trägheitsventil diesen Kanal ab.
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Ein solches Drucksteuerventil bewirkt, daß die Druckminderung nicht
einsetzt, bevor das Fahrzeug eine vorbestimmte Verzögerung erreicht hat. Zwar wird
je nach Beladungszustand des Fahrzeugs ein unterschiedlicher Druck notwendig sein,
um die entsprechende Fahrzeugverzögerung zu erreichen, doch damit wird lediglich
der Schließdruck des Trägheitsventils verschoben. Die Veränderung des Umschaltdruckes
für das Trägheitsventil ist jedoch wesentlich geringer als der Unterschied der idealen
Bremsdruckverteilungen bei den jeweiligen Beladungszuständen des Fahrzeugs. Da der
Umschaltdruck des Druckminderventils stets um den gleichen durchschnittlichen Betrag
über dem Schließdruck des Trägheitsventils liegt, kann eine optimale Br ems druckverteilung
für die unterschiedlichen Beladungszustände nicht erreicht werden.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Bremsdrucksteuerventils
der eingangs genannten Art, bei dem auf einfache Weise eine sehr große Annäherung
an die ideale Bremsdruckverteilung entsprechend dem jeweiligen Beladungszustand
des Fahrzeugs erreicht wird, ohne daß eine mechanische Ans-teuerung zwischen der
Hinterachse und dem Fahrzeugchassis notwendig ist.
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Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bei einem Bremsdrucksteuerventil
der genannten Gattung dadurch, daß das zweite elastische Mittel dem Differentialkolben
in dessen Schließrichtung dem ersten elastischen Mittel entgegenwirkt. Dadurch wird
bei Druckbeaufschlaung des Spannkolbens der Differentialkolben gegen das zweite
elastische Mittel verschoben und somit der Schließweg des Druckminderventils vergrößert.
Je höher der auf den Spannkolben wirkende Druck ist, desto größer wird auch der
Schließweg des Ventils. Infolgedessen wird erreicht, daß der Umschaltdruck des Druckminderventils
nicht stets um den gleichen durchschnittlichen Betrag über dem Schließdruck des
verzögerungsabhängigen Ventils liegt, sondern bei Erhöhung des Schließdruckes der
Umschaltdruck des Druckminderventils um einen größeren Betrag angehoben wird.
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Sowohl das erste als auch das zweite elastische Mittel kann ein Gummikörper
mit entsprechender Federcharakteristik sein. Derartige Gummikörper bieten bauliche
Vorteile.
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Vorzugsweise besteht das erste und/oder das zweite elastische Mittel
aus einer Schraubendruckfeder. Diese
Federn können sehr genau auf
die gewünschten Vorspannkräfte eingestellt werden.
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Um die Vorspannkraft der als erstes elastisches Mittel vorgesehenen
Steuerfeder genau zu justieren, ist es zweckmäßig, die Steuerfeder in einem aus
mindestens einer am Spanrikolben angeordneten Platte und einem Blechtopf bestehenden
Federkäfig anzuordnen, wobei die Steuerfeder sich einerseits an der Platte und andererseits
an dem Blechtopf oder einer zweiten Platte abstützt.
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Will man einen maximalen Umschaltdruck des Druckminderventils festlegen,
muß auch der maximale Ventilschließweg und die maxiale in öffnungsrichtung des Druckminderventils
wirkende Vorspannkraft bestimmt sein. Dies erreicht man zweckmäßigerweise dadurch,
daß die Platte an dem Spannkolben und der Blechtopf an der kleineren Kolbenstufe
des Differentialkolbens anliegt und die Platte einen größeren Durchmesser aufweist
als der Blechtopf, und daß der Rand der Platte bei einem maximalen Verschiebeweg
des Federkäfigs mit einem Anschlag am Gehäuse zusammenwirkt. Auf diese Weise kann
erreicht werden, daß bei Erreichen des maximalen Umschaltdrucks auf jeden Fall die
Druckminderung in den Radbremszylindern der Hinterachse einsetzt, auch wenn das
verzögerungsabhängige Ventil bis dahin noch nicht geschlossen ist.
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Soll eine verlangsamte Umschaltdruckerhöhung erfolgen, ist es von
Vorteil, die Platte innerhalb des offenen Endes des Blechtopfes und in diesen hinein
verschiebbar anzuordnen. Legt sich der Blechtopf bei seinem maximalen Verschiebeweg
an eine Schulter des Gehäuses an, wird ab diesem Punkt der Schließweg des Druckminderventils
nicht weiter vergrößert, sondern nur noch die Vorspannt kraft in dessen öffnungsrichtung
erhöht.
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Sofern an eine Auslegung der Bremsanlage gedacht ist, durch die erreicht
werden soll, daß das Druckminderventil bei Uberschreiten eines bestimmten Druckniveaus
in den Radbremszylindern der Hinterachse in seiner Offenstellung gehalten werden
soll, wird vorgeschlagen, zwischen der Platte und dem Blechtopf innerhalb der Steuerfeder
ein Distanzstück anzuordnen.
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Vorzugsweise wird der maximale Spannweg durch einen am Federkäfig
ausgebildeten Anschlag für die Platte bestimmt.
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Das verzögerungsabhängige Ventil kann in an sich bekannter Weise aus
einer Kugel und einem Dichtungsring mit zentraler öffnung gebildet sein. Die Kugel
wird im Betrieb definiert umströmt, wodurch ein exaktes Schalten, insbesondere bei
zähem Medium,möglich ist.
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Vorgenanntes verzögerungsabhängige Ventil bedingt einen exakten Einbauwinkel
des Bremsdrucksteuerventils im Fahrzeug, was unter Umständen hinsichtlich der Entlüftbarkeit
nachteilig sein kann und eine absolute Einbaugégenauigkeit erfordert. Um dies auszuschließen
wird vorgeschlagen, daß das verzögerungsabhängige Ventil aus einem Ventilkegel und
einem Ventilsitz gebildet und der Ventilkegel in ffnungsrichtung des Ventils von
einer Feder beaufschlagt ist.
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Der Ventilkegel ist an einer Stange befestigt, deren anderes Ende
aus dem Gehäuse ragt. Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß das aus dem Gehäuse
ragende andere Ende der Stange mit einem Hebel in Wechselwirkung steht, der am Gehäuse
schwenkbar gelagert ist und an seinem freien Ende einen Massekörper aufweist.
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Auch ist eine signalabhängige Stellvorrichtung zweckmäßig.
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Durch Veränderung der Hebellängen können die Kraftverhältnisse eingestellt
werden. ES ist daher zweckmäßig, daß der
Hebel an einem Lagerzapfen
befestigt ist und der Abstand zwischen dem Drehpunkt des Hebels und dem Auflagepunkt
auf der Stange konstant und der Abstand des Schwerpunktes des Massekörpers vom Drehpunkt
einstellbar ist.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Steuerfeder in einem aus mindestens
einer Platte und einem Blechtopf bestehenden Federkäfig angeordnet ist und sich
einerseits an der Platte und andererseits am Blechtopf oder einer zweiten Platte
abstützt, wobei zwischen der Platte und dem Spannkolben eine innere Druckfeder gespannt
ist, deren Federkraft im Vergleich zur Steuerfeder sehr schwach ist, und daß der
Federkäfig mit einem axialen Gehäuseanschlag in einer Weise zusammenwirken kann,
daß ein Freiweg für den Spannkolben bei Zusammendrückung der inneren Druckfeder
bei einer Betätigung des Spannkolbens gegeben ist, bis letzterer an die Platte anschlägt
und die Steuerfeder vorspannt.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung eines Bremsdrucksteuerventils
ist die Federrate des zweiten elastischen Mittels geringer als die des ersten elastischen
Mittels.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden als weitere wesentliche
Vorteile die Minimierung der Wirkflächen und daraus der Federkräfte und des Verlustvolumens
erreicht. Dadurch ergeben sich Kosten-, Einbau- und Funktionsvorteile. Die Volumenaufnahme
ist über den gesamten Regelbereich bis zum Erreichen des Umschaltdrucks des Druckminderventils
gleichmäßig verteilt. Dadurch wird das Pedalgefühl nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt.
Die Volumenaufnahme, die aufgrund der Bewegung des Spannkolbens entsteht, wird fast
vollständig durch die Bewegung des Differentialkolbens kompensiert und ist daher
vernachlässigbar gering. Da die Kräfte beider elastischer Mittel frei wählbar sind,
ist auch die
Wahl der Durchmesser von Spannkolben und Differentialkolben
frei wählbar (das Auswahlprinzip ist auch umkehrbar). Es können daher auch extrem
kleine Kolbendurchmesser realisiert werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt
durch ein erfindungsgemäßes Bremsdrucksteuerventil, Fig. 2 einen Längsschnitt durch
ein Bremsdrucksteuerventil nach der Erfindung mit Festlegung des maximalen Umschaltdrucks,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bremsdrucksteuerventil mit
Sperrfunktion bei stark beladenem Fahrzeug, Fig. 4 eine Ausführungsform zu Fig.
3 mit außerhalb des Gehäuses befindlicher träger Masse.
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In Fig. 1 ist ein Bremsdrucksteuerventil 10 dargestellt, bei dem in
einem Gehäuse 12 eine über die gesamte Gehäuselänge reichende, mehrfach abgestufte
Bohrung mit den Bohrungsabschnitten 14, 16, 18, 20, 22 angeordnet ist. Die jeweils
den Gehäuseenden benachbarten Bohrung abschnitte 14 und 22 sind mit einem Gewinde
14', 22' versehen, in das Gewindestopfen 24 und 26 zum Verschliessen der Bohrungsabschnitte
24, 22 geschraubt und mittels
Dichtungsringen 28, 30 abgedichtet
sind. Parallel zu den Bohrungsabschnitten 16, 18, 20 ist ein Druckmittelkanal 32
angeordnet, der die Bohrungsabschnitte 14 und 22 miteinander verbindet und in den
ein Hauptzylinderanschluß 34 mündet.
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Im Bohrungsabschnitt 14 ist ein Käfig 36 zwischen einer Schulter 38
des Gehäuses 12 und dem Gewindestopfen 24 eingespannt, in dem eine Kugel 40 in einer
ersten Druckmittelkammer 42 beweglich gelagert ist. Der Käfig 36 weist an seiner
dem Bohrungsabschnitt 16 zugewandten Seite einen als Ventilsitz dienenden Dichtungsring
44 mit zentraler Öffnung 46 auf. Die Kugel 40 und der Dichtungsring 44 wirken als
verzögerungsabhängiges Ventil.
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In dem Bohrungsabschnitt 16 ist eine Reduzierhülse 48 eingesetzt,
in der ein Spannkolben 50 angeordnet und mittels eines Dichtungsrings 52 abgedichtet
ist. Der Spannkolben 50 begrenzt eine zweite Druckmittelkammer 54, die durch die
zentrale Öffnung 46 mit der ersten Druckmittelkammer 42 verbunden ist.
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Der Spannkolben 50, der die Querscllnittsfläche A1 hat, ragt in den
Bohrungsabschnitt 18 und besitzt dort eine durch eine Steuerfeder 56 (erstes elastisches
Mittel) beaufschlagte Platte 58. Die Steuerfeder 56 stützt sich auf der anderen
Seite an einer Platte 60 ab, die mit einer kleineren Kolbenstufe 72 eines Differentialkolbens
70 in Wechselwirkung steht. Die kleinere Kolbenstufe 72 des Differentialkolbens
70 weist einen Querschnitt A2 auf, der wesentlich kleiner ist als der Querschnitt
A1 des Spannkolbens 50.
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Ein Federkäfig 62 mit einem Blechtopf 64 und einer Platte 60 umhüllt
die Steuer feder 56 und übergreift die Platte 58 und die Platte 60, wodurch die
maximale Ausdehnung der
Steuerfeder 56 festgelegt ist. Vom Bohrungsabschnitt
18 führt eine Bohrung 66 zur Außenseite des Gehäuses 12, wobei die Bohrung 66 mit
einer Gummischeibe 68 abgedeckt ist. Die Gummischeibe 68 verhindert das Eindringen
von Schmutz, läßt jedoch im Falle einer Leckage die Bremsflüssigkeit nach außen
treten.
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Im Bohrungsabschnitt 22 ist zwischen dem Gewindestopfen 26 und einer
Schulter 80 des Gehäuses 12 ein becherförmiges Bauteil 82 mit einer Öffnung 84 im
Boden eingespannt, welches eine dritte Druckmittelkammer 86 von einer vierten Druckmittelkammer
88 trennt. Durch die Öffnung 84 ragt der Differentialkolben 70, und in der vierten
Druckmittelkammer 88 befindet sich eine größere Kolbenstufe 74 des Differentialkolbens
70, welche zu einem am Bauteil 82 gebildeten Ventilsitz 90 einen Schließweg sO aufweist.
In die dritte Druckmittelkammer 86 mündet der Druckmittelkanal 32. An der größeren
Kolbenstufe j4 liegt ein Federteller 92, der von einer Schraubenfeder 94 (zweites
elastisches Mittel) beaufschlagt wird, die sich an dem Gewindestopfen 26 abstützt.
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Eine im Gehäuse 12 durch einen Abstützring 96 gehaltene Dichtmanschette
98 umschließt mit einer Dichtlippe 98' den Differentialkolben 70. In dem Differentialkolben
70 ist eine von der Stirnseite der größeren Kolbenstufe 74 bis zu einer Radialbohrung
78 reichende Axialbohrung 76 angeordnet, wodurch die vierte Druckmittelkammer 88
durch die Dichtlippe 98' nach Art eines zur dritten Druckmittelkammer 86 hin öffnenden
Rückschlagventils mit der dritten Druckmittelkammer verbindbar ist.
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In dem Gewindestopfen 26 ist ein Anschluß 100 für die zu den Radbremszylindern
der Hinterachse führende Druckmittelleitung vorgesehen.
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Nachfolgend wird die Funktionsweise des in Fig. 1 dargestellten Bremsdrucksteuerventils
10 für zwei verschiedene Beladungszustände des Fahrzeugs beschrieben. Bei unbetätigter
Bremse befinden sich alle Teile in der gezeigten Stellung.
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Wird das Bremspedal betätigt und somit im Hauptzylinder ein Druck
aufgebaut, gelangt dieser Druck zu den Radbremszylindern der Vorderachse sowie durch
den Hauptzylinderanschluß 34 und die Druckmittelleitung 32 in die erste Druckmittelkammer
42 und die dritte Druckmittelkammer 86.
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Da das aus Kugel 40 und Dichtungsring 44 gebildete verzögerungsabhängige
Ventil geöffnet ist, gelangt der Druck durch die zentrale Öffnung 46 auch in die
zweite Druckmittelkammer 54 und beaufschlagt den Spannkolben 50. Ebenso gelangt
der Druck durch das aus der größeren Kolbenstufe 74 und dem Ventilsitz 90 gebildete
Druckminderventil, das noch geöffnet ist, in die vierte Druckmittelkammer 88 und
über den Anschluß 100 zu den Radbremszylindern der Hinterachse. Auf die Querschnittsfläche
A2 des Differentialkolbens 70 wirkt der Druck in Schließrichtung des Ventils 74,
90. Da jedoch die Querschnittsfläche A1 des Spannkolbens 50 wesentlich größer ist
als die Querschnittsfläche A2 und die Kraft der Steuerfeder 56 größer ist als die
Kraft der Schraubenfeder 94, werden der Steuerkolben 50, die Steuerfeder 56 und
der Differentialkolben 70 gleichsinnig gegen die Schraubenfeder 94 verschoben, wobei
zunächst der Fall des unbeladenen Fahrzeugs (Fahrzeug und Fahrer) betrachtet wird.
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Bei unbeladenem Fahrzeug wird bereits ein relativ geringer Druck Ps
in den Radbremszylindern ausreichen, um das Fahrzeug derart zu verzögern, daß die
auf die Kugel 40 wirkende
Massenträgheitskraft die Kugel 40 gegen
den Dichtungsring 44 bewegt und die zentrale Öffnung 46 verschließt.
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Ein weiterer Druckaufbau in der zweiten Druckmittelkammer 54 ist nun
nicht mehr möglich. Aufgrund des bereits bei niedrigem Druck P5 geschlossenen Ventils
40, 44 haben sich Spannkolben 50, Steuerfeder 56 und Differentialkolben 70 gerade
noch nicht oder nur wenig gegen die Schraubenfeder 94 verschoben, wodurch der Schließweg
sO des Ventils 74, 90 noch nicht vergrößert ist.
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Da das Ventil 74, 90 weiterhin geöffnet ist, kann bei eingangsseitiger
Druckerhöhung der Druck in den Radbremszylindern der Hinterachse im gleichen Maße
ansteigen. Wenn in der vierten Druckmittelkammer 88 ein Druck P erreicht wird, u
der auf die Fläche A2 wirkend eine Kraft erzeugt, die bei Addition der Kraft der
Schraubenfeder 94 die Kraft der Steuerfeder 56 überwindet, verschiebt sich der Differentialkolben
70 in Schließrichtung des Ventils 74, 90. Der Druck der erforderlich ist, damit
die größere Kolbenstufe 74 an den Ventilsitz 90 gelangt und somit die Öffnung 84
schließt, ist abhängig vom Ventilschließweg s, der mindestens sO beträgt. Beim unbeladenen
Fahrzeug ist auch der zum Schließen des Ventils 74, 90 erforderliche Druck P veru
gleichsweise gering; er ist in etwagleieh dem Druck P s Wird eingangsseitig der
Druck über P hinaus gesteigert, eru folgt in den Radbremszylindern der Hinterachse
eine geminderte Drucksteigerung, wobei die Druckminderung durch das Verhältnis der
wirksamen druckbeaufschlagten Flächen des Differentialkolbens 70 in der dritten
und der vierten Druckmittelkammer 86 und 88 bestimmt wird.
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Im Gegensatz zur Bremsdruckverteilung des unbeladenen Fahrzeugs wird
beim beladenen Fahrzeug erst bei einem höheren Druck P ' die Verzögerung erreicht,
die notwendig ist, um 5
die Kugel 40 gegen den Dichtungsring 44
zu bewegen. Aufgrund des höheren Druckes P ' wird mit zunehmendem Druck 5 in der
zweiten Druckmittelkammer 54 der Spannkolben 50 gegen die Steuerfeder 56 verschoben,
die ihrerseits den Differentialkolben 70 beaufschlagt und diesen weiter gegen die
Schraubenfeder 94 verschiebt. Sofern das verzögerungsabhängige Ventil 40, 44 nicht
geschlossen wird, bevor der Federkäfig 62 an das rechte Ende des Bohrungsabschnitts
18 gelangt, erreicht der Differentialkolben 70 den größten Ventilschließweg smax.
Wenn die Fahrzeugverzögerung ausreicht, um das Ventil 40, 44 zu schließen, wird
anschließend der Druck noch in der dritten und der vierten Druckmittelkammer 86,
88 gesteigert. Mit steigendem Druck in der vierten Druckmittelkammer wird auch die
in Schließrichtung des Ventils 74, 90 wirkende Kraft größer, so daß der Different.ialkolben
70 gegen die Steuerfeder 56 verschoben wird. Bis der Ventilschließweg 5marx überwunden
wird und die größere Kolbenstufe 74 an den Ventilsitz 90 gelangt, ist ein vergleichsweise
großer Druck P ' erforderlich.
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u Bei weiterer eingangsseitiger Druckerhöung über den Druck P ' hinaus
erfolgt in den Radbremszylindern der Hinteru achse die bereits beschriebene geminderte
Drucksteigerung.
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Wird eingangsseitig der Druck soweit zurückgenommen, daß er unter
den in den Radbremszylindern der Hinterachse herrschenden Druck fällt, wird aufgrund
des Druckgefälles von der Radialbohrung 78 zur dritten Druckmittelkammer 86 die
Dichtlippe 98' vom Differentialkolben 70 abgehoben und das Druckmittel in der vierten
Druckmittelkammer 88 entspannt. Als Folge der Druckrücknahme in der vierten Druckmittelkammer
88 wird der Differentialkolben 70 von der nun wieder überwiegenden Kraft der Steuerfeder
56 gegen die Schraubenfeder 94 verschoben und somit das Ventil 74, 90 geöffnet.
Wird die Fahrzeugverzögerung derart gering, daß die auf die Kugel 40 wirkende Trägheitskraft
zum Schließen des Ventils 40, 44 nicht mehr ausreicht,
öffnet -
sofern der Druck in der ersten Druckmittelkammer 42 nicht größer ist als der Druck
in der zweiten Druckmittelkammer 54 - das Ventil 40, 44 und der Druck in der zweiten
Druckmittelkammer 54 wird abgebaut (Öffnen abhängig von Verzögerungskräften und
Druckkräften, auch durch p).
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In Fig. 2 ist ein Bremsdrucksteuerventil 110 dargestellt, bei dem
in einem Gehäuse 112 eine über die gesamte Gehäuselänge reichende, mehrfach abgestufte
Bohrung mit den Bohrungsabschnitten 114, 116, 118, 122 angeordnet ist.
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Die jeweils den Gehäuseenden benachbarten Bohrungsabschnitte 114 und
122 sind mittels Stopfen 124 und 126 druckmitteldicht verschlossen.
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Ein Druckmittelkanal 128 erstreckt sich von dem Bohrungsabschnitt
114 zum Bohrungsabschnitt 122 unter Umgehung der Bohrungsabschnitte 116, 118, 120,
und in den Druckmittelkanal 128 mündet ein Hauptzylinderanschluß 130.
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Im Bohrungsabschnitt 116 ist ein eine Trennwand bildender Ring 132
eingesetzt und gegen das Gehäuse 112 abgedichtet.
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Der Ring 132 hat ein an einer Stelle seines äußeren Umfangs angeformtes
Distanzstück 134, das zwischen einer Schulter 136 des Gehäuses 112 und dem Stopfen
124 eingespannt ist. Dadurch ist der Ring 132 in seiner Lage fixiert.
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Der Bohrungsabschnitt 116 bildet eine erste Druckmittelkammer 138,
in der eine Kugel 140 beweglich gelagert ist.
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Der Ring 132 weist an seiner die erste Druckmittelkammer 138 begrenzenden
Stirnseite einen Dichtungsring 142 mit zentraler Öffnung 144 auf, an den die Kugel
140 anlegbar ist. Die zentrale Öffnung 144 mündet in eine zweite Druckmittelkammer
146, die durch einen in dem Ring 132 geführten Spannkolben 148 begrenzt ist.
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Der Spannkolben 148 ragt in einen von dem Bohrungsabschnitt 118 und
dem benachbarten Teil des Bohrungsabschnitts 116 gebildeten Hohlraum 150, wobei
ein Bund 152 des Spannkolbens 148 an der Stirnseite des Ringes 132 liegt. An dem
Bund 152 ist eine Platte 154 befestigt, die gemeinsam mit einem Blechtopf 156 einen
Federkäfig 158 bildet. Innerhalb des Federkäfigs ist eine Steuerfeder 160 angeordnet,
die sich einerseits an der Platte 154 und andererseits an dem Blechtopf 156 abstützt.
Die Platte 154 verschließt das offene Ende des Blechtopfes 156 und ist an diesem
derart befestigt, daß die beiden Teile gegeneinander verschiebbar sind, wobei die
gezeigte Darstellung der größten Ausdehnung der Steuerfeder 160 entspricht. Der
Hohlraum 150 ist durch eine radiale Gehäusebohrung 162 mit der Atmosphäre verbunden.
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Mit dem Blechtopf steht eine kleinere Kolbenstufe 166 eines Differentialkolbens
164 in Wechselwirkung.
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Die kleinere Kolbenstufe 166 ist in dem Bohrungsabschnitt 120 geführt
und gegen das Gehäuse 112 mittels einer Dichtmanschette 170 abgedichtet. Im Bohrungsabschnitt
122 ist zwischen dem Stopfen 126 und einer Schulter 172 des Gehäuses 112 ein becherförmiges
Bauteil 174 mit einer öffnung 176 im Boden eingespannt, welches eine dritte Druckmittelkammer
178 von einer vierten Druckmittelkammer 180 trennt. Durch die Öffnung 176 ragt der
Differentialkolben 164, und in der vierten Druckmittelkammer 180 befindet sich seine
größere Kolbenstufe 168, welche zu einem am Bauteil 174 gebildeten Ventilsitz 182
einen Abstand aufweist, der dem minimalen Ventilschließweg entspricht. An der größeren
Kolbenstufe 168 liegt ein Federteller 184, der von einer Schraubenfeder 186 beaufschlagt
ist, die sich an dem Stopfen 126 abstützt.
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Das becherförmige Bauteil 174 ist mittels einer Dichtmanschette 188
gegen das Gehäuse 112 abgedichtet, wobei ihre Dichtlippe zu der dritten Druckmittelkammer
178 gerichtet ist. An der Mantelfläche des Bauteils 174 sind Axialnuten 190 angeordnet.
Im Gehäuse 112 ist ein mit der vierten Druckmittelkammer 180 verbundener Anschluß
192 für die zu den Radbremszylindern der Hinterachse führende Druckmittelleitung
vorgesehen.
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Die Funktionsweise des in Fig. 2 dargestellten Bremsdrucksteuerventils
110 stimmt im wesentlichen mit derjenigen des Bremsdrucksteuerventils 10 der Fig.
1 überein. Es wird daher an dieser Stelle nur auf die Unterschiede zu der bereits
beschriebenen Wirkungsweise eingegangen.
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Für die Steuercharakteristik beim unbeladenen Fahrzeug ergibt sich
kein Unterschied. Beim beladenen Fahrzeug wird das aus Kugel 140 und Dichtungsring
142 gebildete verzögerungsabhängige Ventil erst bei einem relativ hohen Druck P
' geschlossen. Vor dem Schließen des Ventils 5 140, 142 steigt in der zweiten Druckmittelkammer
146 der Druck entsprechend dem Eingangsdruck und verschiebt den Spannkolben 148
gegen die Steuerfeder 160, die wiederum den Differentialkolben 164 gegen die Schraubenfeder
186 verschiebt, weil die Kraft der Steuerfeder 160 größer ist als die der Schraubenfeder
186. Somit wird in Abhängigkeit des in der zweiten Druckmittelkammer 146 eingesteuerten
Drucks der Schließweg des aus der größeren Kolbenstufe 168 und dem Ventilsitz 182
gebildeten Ventils vergrößert.
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Sofern erst bei einem sehr hohen Druck die Fahrzeugverzögerung ausreicht,
um das Ventil 140, 142 zu schließen, ist aufgrund des in der zweiten Druckmittelkammer
146 herrschenden Druckes der Spannkolben 148 um den Weg SK verschoben und die Platte
154 in Anlage an eine Gehäuseschulter 194 gebracht worden. Auf diese Weise wird
erreicht,
daß der Umschaltdruck P ' beim beladenen Fahru zeug einen
Maximalwert nicht überschreitet und spätestens ab diesem Druckniveau die Druckminderung
in den Radbremszylindern der Hinterachse erfolgt.
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Wird, nachdem der Umschaltdruck Pu' oder P bereits überu schritten
war, eingangsseitig der Druck soweit zurückgenommen, daß er unter den in der vierten
Druckmittelkammer 180 herrschenden Druck fällt, wird die Lippe der Dichtmanschette
188 von der Zylinderwand des Bohrungsabschnitts 122 abgehoben,und der Druck kann
durch die Axialnuten 190 abgebaut werden.
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In Fig. 3 ist ein Bremsdrucksteuerventil 110 dargestellt, das nahezu
mit demjenigen der Fig. 2 übereinstimmt. Unterschiedlich ist lediglich die Ausführung
des aus Platte 154 und Blechtopf 156 gebildeten Federkäfigs 158. Die Platte 154
paßt in die Öffnung des Blechtopfs 156, und innerhalb der Steuerfeder 160 ist ein
Distanzstück 198 angeordnet. Der Federkäfig 158 befindet sich vollständig in dem
Bohrungsabschnitt 118 und kann bei entsprechendem Druck in der zweiten Druckmittelkammer
146 so weit verschoben werden, bis der Blechtopf 156 an einer Schulter 196 des Gehäuses
112 anliegt. Reicht bis dahin die Verzögerung des Fahrzeugs noch nicht aus, um das
Ventil 140, 142 zu schließen, und wird eingangsseitig der Druck weiter erhöht, spannt
der Spannkolben 148 die Steuerfeder 160 maximal so weit, bis das Distanzstück 198
zur Anlage an dem Blechtopf 156 kommt. Ist dieser Punkt erreicht, bleibt das Druckminderventil
168, 182 in seiner Offenstellung, unabhängig davon, ob dann das verzögerungsabhängige
Ventil 140, 142 noch schließt oder wie hoch der eingesteuerte Druck steigt.
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Bei niedrigem Schließdruck des verzögerungsabhängigen Ventils, also
beim unbeladenen Fahrzeug, ergibt sich in
der Funktion kein Unterschied
zu den bereits beschriebenen Bremsdrucksteuerventilen. Beim stark beladenen Fahrzeug
und folglich sehr hohem Schließdruck des verzögerungsabhängigen Ventils 140, 142
wird das Druckminderventil 168, 182 in Offenstellung gehalten und den nachgeschalteten
Radbremszylindern der ungeminderte Druck zugeführt.
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In Fig. 4 ist ein Bremsdrucksteuerventil 210 dargestellt, bei dem
in einem Gehäuse 212 eine über die gesamte Gehäuselänge reichende mehrfach abgestufte
Bohrung mit Bohrungsabschnitten 214 - 224 angeordnet ist. Die jeweils den Gehäuseenden
benachbarten Bohrungsabschnitte 214 und 224 sind mit einem Gewinde 214' und 224'
versehen. Der Bohrungsabschnitt 214 ist durch einen Gewindestopfen 226 verschlossen,
der eine Bohrung 228 aufweist, in der eine Stange 230 geführt und mittels einer
Dichtung 332 abgedichtet ist. Die Stange 230 hat einen im Bohrungsabschnitt 216
befindlichen Bund 234, der von einer Rückstellfeder 236 beaufschlagt ist, die sich
ihrerseits an einer Schulter 238 des Gehäuses 212 abstützt.
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Der Bohrungsabschnitt 216 bildet eine erste Druckmittelkammer 240,
wobei am Übergang zum Bohrungsabschnitt 218 eine Dichtung 242 angeordnet ist, die
in einer Gehäuseausnehmung mittels einer Haltebuchse 244 befestigt ist. Die Dichtung
242 bildet einen Ventilsitz 246 für einen als Ventilschließglied wirkenden Kegel
248, der am Ende der Stange 230 angeformt ist.
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Der Kegel 248 kann durch Anlegen an den Ventilsitz 246 einen Durchgang
250 zu einer zweiten Druckmittelkammer 252 verschließen, die von einem im Bohrungsabschnitt
218 geführten Spannkolben 254 begrenzt ist. Der Spannkolben 254 ist mittels eines
Dichtungsringes 256 abgedichtet.
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Ein Hauptzylinderanschluß 258 mündet in den Bohrungsabschnitt 222,
von wo aus ein Druckmittelkanal 260 zu
der ersten Druckmittelkammer
240 führt. Im Bohrungsabschnitt 222 ist ein Einsatzkörper 262 eingebaut, der aus
fertigungstechnischen Gründen drei Teile 264, 266, 268 umfaßt, funktionell jedoch
eine Einheit bildet.
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Das becherförmig gestaltete Teil 264 ist mit seinem offenen Ende im
Bohrungsabschnitt 220 eingepaßt und mittels eines Dichtungsrings 270 gegen das Gehäuse
212 abgedichtet. Innerhalb des becherförmigen Teils 264 ist ein Hohlraum 272 gebildet,
von dem aus eine Radialbohrung 274 zur Außenseite des Gehäuses 212 führt, wobei
die Bohrung 274 mit einer Gummischeibe 276 abgedeckt ist. Ein in den Hohlraum 272
ragender Bund 278 des Spannkolbens 254 liegt an einer Gehäuseschulter 280 an. Der
Bund 278 steht mit einer Platte 282 in Wechselwirkung, die gemeinsam mit einem Blechtopf
284 einen Federkäfig 286 bildet. Die Platte 282 ist relativ zum Blechtopf 284 verschiebbar
und gegen Herausfahren aus diesem gesichert.
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Eine im Federkäfig angeordnete Steuer feder 288 beaufschlagt einerseits
die Platte 282 und andererseits den Blechtopf 284. Innerhalb der Steuerfeder 288
ist ein Distanzstück 290 angeordnet, durch das der maximale Federweg der Steuerfeder
288 begrenzt ist. Durch eine Öffnung im Boden 292 des becherförmigen Teils 254 ragt
eine kleinere Kolbenstufe 294 eines Differentialkolbens 296, die am Blechtopf 284
anliegt. Der Differentialkolben 296 ist durch eine Dichtung 298 gegen das Teil 264
abgedichtet.
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Das sich an das becherförmige Teil 264 anschließende mittlere Teil
266 ist an seiner Außenumfangsfläche mit einer Dichtmanschette 300 versehen, die
eine gegen das Gehäuse 212 liegende und zum Hauptzylinderanschluß 258 gerichtete
Dichtlippe 3Q2 aufweist. Das mittlere Teil hat eine abgestufte Bohrung mit Bohrungsabschnitten
304 und 306 und einen dazwischen liegenden, radial nach innen gerichteten
Bund
308, der eine im Bohrungsabschnitt 304 gebildete dritte Druckmittelkammer 310 von
einer im Bohrungsabschnitt 306 gebildeten vierten Druckmittelkammer 312 trennt.
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Durch einen Druckmittelkanal 314 steht die dritte Druckmittelkammer
310 mit dem Hauptzylinderanschluß 258 in Verbindung.
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Durch den Bohrungsabschnitt 304 und den Bund 308 ragt der Differentialkolben
296 in die vierte Druckmittelkammer 312, in der sich eine größere Kolbenstufe 316
des Differentialkolbens 296 in axialem Abstand zum Bund 308 befindet. An der Stirnseite
der größeren Kolbenstufe 316 liegt ein Federteller 318, der von einer Schraubenfeder
320 beaufschlagt ist, die sich an dem einen Gehäuseverschluß bildenden Teil 268
abstützt. Von der vierten Druckmittelkammer 312 führen Druckmitteldurchlässe 322
in einen Ringraum 324, in den ein Anschluß 326 für die zu den Radbremszylindern
der Hinterachse führende- Druckmittelleitung mündet. An seiner Mantelfläche weist
das mittlere Teil 266 Axialnuten 328 auf, die von dem Ringraum 324 bis zu dem Druckmittelkanal
314 reichen.
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Am Gehäuse 212 befindet sich ein Lagerzapfen 330, auf dem ein Hebel
332 schwenkbar gelagert ist. Der Hebel 332 liegt an dem aus dem Gewindestopfen 226
herausstehenden Ende der Stange 230, wobei die Hebellänge zwischen dem Drehpunkt
und dem Auflagepunkt mit a bezeichnet ist. An dem freien Ende des Hebels 332 ist
ein Massekörper 334 befestigt, dessen Schwerpunkt zum Drehpunkt des Hebels einen
Abstand b hat.
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Die Funktionsweise des in Fig. 4 dargestellten Bremsdrucksteuerventils
210 entspricht derjenigen des Bremsdrucksteuerventils gemäß Fig. 3. Die Unterschiede
zu den bereits beschriebenen Anordnungen liegen im konstruktiven Aufbau, insbesondere
in bezug auf die Ansteuerung.