DE3211283A1

DE3211283A1 - Steuerventil fuer eine hydraulische lenkbremsanlage fuer ein fahrzeug

Info

Publication number: DE3211283A1
Application number: DE19823211283
Authority: DE
Inventors: Josef 5472 Plaidt Pickenhahn
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1982-03-26
Publication date: 1982-11-04
Also published as: US4457562A; GB2096258A; IT8220610A0; FR2503066A1; IT1150781B; GB2096258B; FR2503066B1

Description

lA-55 801 D-8000 MÜNCHEN 90

SCHWEIGERSTRASSE 2 Lucas Ind., Ltd.

Telefon; (089)6620 ji

TELEGRAMM: PROTECTPATENT

TELEX: j 14 070

Steuerventil für eine hydraulische Lenkbremsanlage

für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für eine hydraulische Lenkbremsanlage für ein Fahrzeug, das je ein Paar vordere und hintere Räder, Radsätze oder Ketten hat, die im folgenden einfach als Vorder- bzw. Hinterräder bezeichnet werden, und durch wahlweises Bremsen eines der Hinterräder lenkbar ist, mit

- einer unabhängigen hydraulischen Hinterradbremse für jedes Hinterrad,

- einem ersten und einem zweiten hydraulischen Hauptzylinder, die je an eine Hinterradbremse angeschlossen und zum Bremsen des zugehörigen Hinterrades voneinander unabhängig betätigbar sind,

- einer unabhängigen hydraulischen Vorderradbremse für jedes Vorderrad,

- wobei das Steuerventil mit den Auslassen beider Hauptzylinder und mit den beiden Vorderradbremsen verbunden ist und ein normalerweise geöffnetes, zwischen dem Auslaß des ersten Hauptzylinders und den beiden Vorderradbremsen angeordnetes Absperrventil sowie einen Steuerkolben aufweist, der das Absperrventil schließt, wenn nur der erste Hauptzylinder betätigt wird.

Bestimmte Fahrzeuge, insbesondere landwirtschaftliche Schlepper und Baufahrzeuge, haben unabhängig voneinander betätigbare hydraulische Hinterradbremsen, damit das

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Lenken durch Bremsen des einen oder des anderen Hinterrades durchgeführt oder unterstützt werden kann. Solche Fahrzeuge haben üblicherweise zwei getrennte Bremspedale, die je einen Hauptzylinder betätigen,, von denen jeder auf eine der Hinterradbremsen wirkt. Mit einem mechanischen Verbindungsglied lassen sich die beiden Bremspedale gemeinsam betätigen, wenn, beispielsweise beim Fahren auf einer Straße, mit beiden Hinterradbremsen zusammen gebremst werden soll. Im Hinblick auf ihre Benutzung auf öffentlichen Straßen können solche Fahrzeuge zusätzlich mit hydraulischen Vorderradbremsen ausgestattet sein. Dann ist es wünschenswert, daß sich die Vorderradbremsen mit einer selbsttätigen Vorrichtung außer Betrieb setzen lassen, wenn die Hinterradbremsen zum Lenken des Fahrzeuges getrennt benutzt werden.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art (DE-PS 20 59 037) hat ein Steuerventil mit einer ersten und einer zweiten Kammer, die mit dem Auslaß eines Hauptzylinders verbunden sind, und einer zwischen der ersten und der zweiten Kammer angeordneten dritten Kammer, welche an den Auslaß des anderen Hauptzylinders angeschlossen ist. Dieses Steuerventil erfordert zwei Verbindungsleitungen zum ersten Hauptzylinder, und zwar je eine zwischen der ersten und der zweiten Kammer und dem ersten Hauptzylinder, und zwei Bewegungsdichtungen, von denen die eine zwischen der ersten und der dritten Kammer und die andere zwischen der zweiten und der dritten Kammer angeordnet ist. Durch die Verwendung von zwei Bewegungsdichtungen wird die zum Bewegen des Steuerkolbens erforderliche Kraft vergrößert und die Wahrscheinlichkeit eines'Versagens einer Dichtung erhöht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Steuerventil der eingangs beschriebenen Gattung derart

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weiterzubilden, daß die Anzahl der erforderlichen Bewegungsdichtungen und Leitungen verringert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe trennt erfindungsgemäß der Steuerkolben des Steuerventils eine mit dem Auslaß des zweiten Hauptzylinders verbundene geschlossene Kammer von einer mit dem Auslaß des ersten Hauptzylinders und den Vorderradbremsen verbundenen Strömungskammer, und das Absperrventil ist in der Strömungskammer angeordnet und wird vom Steuerkolben geschlossen, wenn der Druck in der Strömungskammer den in der geschlossenen Kammer herrschenden Druck um einen festgelegten Betrag übersteigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die hydraulische Lenkbremsanlage eines landwirtschaftlichen Schleppers und

Fig. 2 eine zum Teil als Längsschnitt gezeichnete vergrößerte Ansicht des Steuerventils der in Fig. 1 dargestellten Lenkbremsanlage.

Gemäß Fig. 1 hat ein landwirtschaftlicher Schlepper zwei hintere Ketten oder Hinterräder 1 und 2 sowie zwei vordere Ketten oder Vorderräder 3 und 4.

Jedem Rad 1, 2,3 und 4 ist eine hydraulisch betätigbare Bremse, z.B. eine Trommelbremse, zugeordnet; die Bremsen sind an hydraulische Leitungen 5., 6, 7 und 8 angeschlossen. Die Leitungen 5 und 6 sind an je einen Auslaß des ersten bzw. zweiten Hauptzylinders 9 bzw. 10 angeschlossen, die z.B. gemäß der GB-PS 1 211 047 ausgebildet sein können. Jedem Hauptzylinder 9 und 10 ist ein Bremspedal 11 bzw. 12 zugeordnet, so daß der Fahrer durch Betätigen

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des einen oder anderen Bremspedals 11 oder 12 das eine oder andere Hinterrad 1 oder 2 bremsen kann, um das Fahrzeug zu lenken. Mit einem mechanischen Verbindungsglied 13 lassen sich die Bremspedale 11 und 12 miteinander verbinden und somit die Hauptzylinder 9 und 10 gemeinsam betätigen, wenn keine Lenkung mit den Hinterrädern 1 und 2 erforderlich ist.

Die Hauptzylinder 9 und 10 sind durch eine hydraulische Verbindungsleitung 14 miteinander verbunden, die beim Betätigen beider Hauptzylinder 9 und 10 einen Druckausgleich zwischen deren Auslassen herbeiführt. Wenn jedoch nur einer der Hauptzylinder 9 oder 10 betätigt wird, kommt über die Verbindungsleitung 14 kein Druckausgleich zustande. Weitere Einzelheiten der Hauptzylinder 9 und 10 können der GB-PS 1 211 047 entnommen werden.

Außer mit der Leitung 5 ist der Auslaß des ersten Hauptzylinders 9 über eine Leitung 15 mit einem ersten Einlaß A eines Steuerventils 16 verbunden. In ähnlicher Weise ist der Auslaß des zweiten Hauptzylinders 10 über eine Leitung 17 an einen zweiten Einlaß B des Steuerventils 16 angeschlossen. Das Steuerventil 16 hat einen Auslaß C, der durch eine Leitung 18 mit den die Vorderradbremsen versorgenden Leitungen 7 und 8 verbunden ist.

Wenn nur einer der Hauptzylinder 9 oder 10 betätigt wird, wird dessen Ausgangsdruck dem zugehörigen Einlaß A bzw. B zugeführt. Wenn beide' Hauptzylinder 9 und 19 gemeinsam betätigt werden, wird wegen der hydraulischen Verbindungsleitung 14 beiden Einlassen A und B ein zumindest annähernd gleicher Druck zugeführt.

Gemäß Fig. 2 hat das Steuerventil 16 ein einteiliges Gehäuse 19, in dem eine an einem Ende geschlossene, ge-

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stufte Bohrung 20 ausgebildet ist. An ihrem Ende von größtem Durchmesser ist die Bohrung 20 mit einem Stopfen 21 und einem Dichtglied 22 verschlossen. Ein in der Bohrung 20 verschiebbar angeordneter Steuerkolben 23 ist mit einer Dichtung 24 gegen die Wand der Bohrung 20 abgedichtet und unterteilt die Bohrung 20 in eine mit dem Einlaß B in Fluidverbindung stehende geschlossene Kammer 25 und eine den Einlaß A mit dem Auslaß C verbindende Strömungskammer 26. Die Strömungskammer 26 ist durch ein Ventil unterteilt in einen ersten Abschnitt 26A, der vom Steuorkolbon 23 begrenzt wird und mit dem Einlaß A in Verbindung steht, und einen zweiten Abschnitt 26B, der mit dem Auslaß C verbunden ist. Das Ventil setzt sich aus einem Ventilsitz 27 und einem Ventilkörper 29 zusammen. Der Ventilsitz 27 ist vorzugsweise gemäß der GB-PS 1,159,876 ausgebildet; er wird von einem Halter 28 zentriert und vermag mit dem Ventilkörper 29 so zusammenzuwirken, daß die Verbindung zwischen den beiden Abschnitten 26A und 26B der Strömungskammer 26 unterbrochen wird. Der Ventilkörper 29 ist mit dem Steuerkolben 23 durch eine Kolbenstange 30 starr verbunden und in der Bohrung 20 mit Spielpassung angeordnet. Das Endstück des Ventilkörpers 29 weist einen Schlitz 31 auf und wird normalerweise an einer in der Bohrung 20 ausgebildeten Schulter 32 von einer Feder 33 in Anlage gehalten. Folglich wird das vom Ventilsitz 27 und Ventilkörper 29 gebildete Ventil von der Feder 33 normalerweise in der Offenstellung gehalten und ermöglicht eine unbehinderte Verbindung zwischen dem Einlaß A und dem Auslaß C über die Strömungskammer 26.

Beim Betätigen nur des zweiten Hauptzylinders 10 wird " hydraulischer Druck dem Einlaß B zugeführt und setzt die geschlossene Kammer 25 unter Druck. Dadurch bleibt der Ventilkörper 29 fest an die Schulter 32 angepreßt und

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somit wird die Fluidverbindung zwischen dem Einlaß A und dem Auslaß C aufrechterhalten. Weil nur der zweite Hauptzylinder 10 betätigt wird, herrscht jedoch am Auslaß des ersten Hauptzylinders 9 kein Fluiddruck, und folglich wird den Vorderradbremsen kein Fluiddruck- zugeführt. .

Beim Betätigen nur des ersten Hauptzylinders 9 wird hydraulischer Druck dem Einlaß A zugeführt und durch die Strömungskammer 26 hindurch zum Auslaß C und somit zu den Vorderradbremsen weitergeleitet. Wegen Reibungswiderstandes, Rückstellfedern etc. in den Vorderradbremsen wird in der Strömungskammer 26 ein.kleiner Gegendruck erzeugt, bevor die Vorderradbremsen tatsächlich angelegt sind. Dieser kleine Gegendruck wirkt auf die gesamte, im Verhältnis zum Ventilkörper 29 großen Querschnittsfläche des Steuerkolbens 23, und ihm wirkt nur die Feder 33 entgegen, weil wegen der Nichtbetätigung des zweiten Hauptzylinders 10 in der geschlossenen Kammer 25 kein hydraulischer Druck herrscht. Da außerdem die Feder 33 ziemlich weich ist, bewegt sich der Steuerkolben 23 entsprechend Fig. 2 rasch nach rechts, woraufhin sich der Ventilkörper 29 an den Ventilsitz 27 anlegt und den Einlaß A vom Auslaß C trennt. Ein weiterer Druckanstieg am Einlaß A vergrößert die den Steuerkolben 23 nach rechts bewegende Kraft und hält folglich die Trennung zwischen dem Einlaß A und dem Auslaß C aufrecht.

Wenn durch eine Betätigung des Verbindungsgliedes 13 beide Hauptzylinder 9 und 10 gemeinsam betätigt werden, wird den Einlassen A und B ein zumindest annähernd gleicher Druck zugeführt, und folglich werden auf beiden Seiten des Steuerkolbens 23 ungefähr gleiche Druckkräfte erzeugt. Der Steuerkolben ist folglich im Druckgleichgewicht, und die Feder 33 hält das Steuerventil 16 in

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einer Offenstellung, so daß hydraulisches. Fluid aus dem ersten Hauptzylinder 9 über die Rohrleitung 15, den Einlaß A, den Auslaß C und die Rohrleitung 18 zu den an die Vorderradbreitisen angeschlossenen Leitungen 7 und 8 strömen kann. In diesem Betriebszustand wird zum Auslaß C des Steuerventils 16 hydraulisches Fluid aus dem ersten Hauptzylinder 9 direkt und über die hydraulische Verbindungsleitung 14 aus dem zweiten Hauptzylindeer 10 indirekt zugeführt.

Das beschriebene Steuerventil hat nur die eine Bewegungsdichtung 24; dies ist ein bedeutender Vorteil gegenüber herkömmlichen Ausführungsformen mit mehr als einer Bewegungsdichtung.

Claims

PATENTANWÄLTE!. *..* *..**.»* '..· .•jj.r.-ing. franz wuesthoff WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ BKl?HIL'UDA DIPL.-ING. GFRHARD PULS (l9$2-!p7l) EUROPEAN PATENT ATTORNEYS DIpl.-c„em. dr. e. breiherk von ρηοηκλπη DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ÜNG. RUPERT G0ST2 lA-55 801 · D-8000 MÜNCHEN 90 SCHWEIGERSTRASSE 2 Lucas Ind., Ltd. ,„»„ telefon: (089) 66 ίο ji TELEGRAMM: PROTECTPATEHT telex: j 24070 Patentansprüche :

1.] Steuerventil für eine hydraulische Lenkbremsanlage ür ein Fahrzeug, das je in Paar vordere und hintere Räder, Radsätze oder Ketten hat und durch wahlweises Bremsen eines der Hinterräder lenkbar ist, mit

- einer unabhängigen hydraulischen Hinterradbremse für jedes Hinterrad,

- einer unabhängigen hydraulischen Vorderradbremse für jedes Vorderrad,

- wobei das Steuerventil mit den Auslässen beider Hauptzylinder und mit den beiden Vorderradbremsen verbunden ist und ein normalerweise geöffnetes, zwischen dem Auslaß, des ersten Hauptzylinders und den beiden Vorderradbremsen angeordnetes Absperrventil sowie einen Steuerkolben aufweist, der das Absperrventil schließt, wenn nur der erste Hauptzylinder betätigt wird,

dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkolben (23) des Steuerventils (16) eine mit dem Auslaß des zweiten Hauptzylinders (10) verbundene geschlossene Kammer (25) von einer mit dem Auslaß des ersten Hauptzylinders (9) und den Vorderradbremsen verbundenen Strömungskammer (26) trennt, und das Absperrventil (27, 29) in der Strömungskammer (26) angeordnet ist und vom

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Steuerkolben (23) geschlossen wird, wenn der Druck in der Strömungskanuner (26) den in der geschlossenen Kammer (25) herrschenden Druck um einen festgelegten Betrag übersteigt.

2. Steuerventil nach Anspruch l_f dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkolben (23) von einer in der geschlossenen Kammer (25) angeordneten Feder (33) in eine Stellung vorgespannt ist, in der er das Absperrventil (27, 29) offenhält.

3. Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Absperrventil (27, 29) einen in bezug auf das Ventilgehäuse (19) im wesentlichen ortsfesten Ventilsitz (27) und einen Ventilkörper (29) aufweist, der mit dem Steuerkolben (23) starr verbunden und in der Offenstellung des Absperrventils (27, 29) auf der vom Steuerkolben (23) abgewandten Seite des Ventilsitzes (27) angeordnet ist.

4. Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventilgehäuse (19) einteilig ausgebildet ist und eine progressiv gestufte Bohrung (20) aufweist, in welcher der Steuerkolben (23) und das Absperrventil (27, 29) angeordnet sind.

5. Steuerventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Bohrung (20) mit einem Endstopfen (21) dicht verschlossen ist und die geschlossene Kammer (25) zwischen dem Endstopfen (21) und dem Steuerkolben (23) ausgebildet ist.