DE3002016A1 - Regelventil-anordnung fuer fahrzeug- zweikreis-bremsanlagen - Google Patents
Regelventil-anordnung fuer fahrzeug- zweikreis-bremsanlagenInfo
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Description
WUESTHOFF - ν. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ
Ϋ-
DR.-ING. FRANZ VUESTHOFF
DR. PHIL. FREDA VUESTHOFF
DIPL.-ING.; DIPL1-IrIRTSCH1-INCKUPEXT GOETZ
1A-53 176
D-8000 MÖNCHEN SCHVEIGERSTRASSE 2
telefon: (089} 66 so j 1 telegramm: protectpatent
telex: 524070
21. Januar 1980
Patentanmeldung
Anmelderin:
Lucas Industries Limited Great King Street Birmingham, West Midlands,
Großbritannien
Titel
Regelventil-Anordnung für Fahrzeug-Zweikreis-Bremsanlagen
030031/0771
WUESTHOFF-v. PECHMAN N -BEHRENS-GOET2 dipl^ng. gerhard puls (!952-1971)
£)
DIPL.-CHEM. DK. I. IH.E1HEK.R VON PECHUXNN
D-8000 MÜNCHEN 90 1A-53 I76 SCHWEIGERSTRASSE 2
"—"—■"———— telefon: (089)6610 ji
telegramm: protectpatent Telex: 524070
Beschreibung
Regelventil-Anordnung für Fahrzeug-Zweikreis-Bremsanlagen
Bekannte Zweikreis-Bremsanlagen enthalten meistens Regelventile, um den an den hinteren Bremszylindern aufgetragenen
Druck gegenüber dem den vorderen Bremszylindern zugeführten vollen Bremsdruck zu verringern oder zu begrenzen. Beispielsweise
hat eine geteilte Bremsanlage in X-Anordnung zwei Kreise, von denen der eine mit den rechten Vorderrad-Bremszylindern
und den linken Hinterrad-Bremszylindern und der andere mit den linken Vorderrad-Bremszylindern und den
rechten Hinterrad-Bremszylindern verbunden ist. Bisher wurden für eine solche Bremsanlage zwei Regelventile, für
jeden Kreis eines, verwendet.
Die Regelventile können auf Trägheitskräfte ansprechen und abhängig von einer im voraus festgelegten Verzögerung des
Fahrzeuges betätigbar sein, wobei jedes Ventil eine Kugel, gewöhnlich eine große Kugel aus Stahl, aufweist, die bewegbar ist, um durch Öffnen und Schließen des Ventils den den
Hinterrad-Bremszylindern zugeführten Druck zu regeln. Bei einer geteilten Bremsanlage in X-Anordnung sind gewöhnlich
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zwei derartige Ventile in eine einzige Einheit eingegliedert, die viel Raum in Anspruch nimmt, da in ihr zwei
große Kugeln aus Stahl aufgenommen sind, großes Gewicht hat und teuer ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine auf Trägheitskräfte ansprechende
Regelventil-Anordnung für eine Zweikreis-Bremsanlage, insbesondere eine geteilte Bremsanlage in X-Anordnung,
zu schaffen, bei der nur ein einziges auf Trägheitskräfte ansprechendes Ventil verwendet wird.
Erfindungsgemäß hat eine Regelventil-Anordnung für eine Fahrzeug-Zweikreis-Bremsanlage einen ersten Einlaß und
einen ersten Auslaß, die an den ersten Kreis anschließbar sind, ein erstes, auf Trägheitskräfte ansprechendes Steuerventil
zum Steuern der Verbindung zwischen dem ersten Einlaß und dem ersten Auslaß, einen zweiten Einlaß und einen
zweiten Auslaß, die an den zweiten Kreis anschließbar sind, ein zweites Steuerventil, das abhängig vom im ersten Kreis
herrschenden Druck die Verbindung zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß steuert, und eine Sperrvorrichtung,
die bei Druckausfall im ersten Kreis das zweite Steuerventil offen zu halten vermag.
Bei der Regelung des Druckes, der an verschiedene Bremskreise angeschlossenen Hinterradbremsen zugeführt wird, besteht
eine andere Schwierigkeit darin, daß Regelventile für die entsprechenden Kreise nicht absolut gleichzeitig betätigt
werden und es möglich ist, daß der eine Kreis bei einem größeren Druck gesperrt wird als der andere, die Hinterradbremsen
folglich mit verschiedenen Drücken betätigt werden. Dies führt zu ungleichmäßigem Bremsen und kann Gieren des
Fahrzeuges hervorrufen.
Die Erfindung soll auch sicherstellen, daß in beiden Kreisen gleiche Bremsdrücke herrschen.
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Nach einem anderen Lösungsgedaakes, der Erfindung hat daher
eine Regelventil-Anordnung für eins Fahrseug-Zweikreis-BremBanlage
einen ersten Einlaß und siaea ©rsten. Auslaßp
die an den ersten Kreis anschließbar ssin&D ©in erstes
Steuerventil zum Steuern der Verbindung awischen dem ersten Einlaß und dem ersten Auslaß, einen zweiten Einlaß und
einen zweiten Auslaß, die an den zweiten Kreis anschließbar sind, ein zweites Steuerventil, das abhängig vom im
ersten Kreis herrschenden Druck die Verbindung zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß steuert, und eine
Druckausgleichsvorrichtung, die den ersten Auslaß vom zweiten Auslaß trennt.
Das erste Steuerventil kann ein auf Trägheitskräfte ansprechendes Ventil sein, wie weiter oben angegeben, oder
ein Druckminder- oder- ein Druckbegrenzungsventil.
Die Druckausgleichsvorrichtung kann ein schwimmend angeordneter
Kolben sein, der in einer sich zwischen den Auslassen erstreckenden Bohrung unter Abdichtung verschiebbar ist.
Dieser freifliegende Kolben ist vorzugsweise zum Öffnen und Schließen des Steuerventils bewegbar und fluchtet vorzugsweise
axial zu einer Stufenkolben-Anordnung, die an ihrer größeren Querschnittsfläche dem Druck am ersten Auslaß
und an ihrer kleineren Querschnittsfläche dem Druck am ersten Einlaß ausgesetzt ist und bei Druckausfall im
ersten Kreis mit dem schwimmend angeordneten Kolben in Eingriff bringbar ist und dadurch das Steuerventil offen
hält.
Die Regelventil—Anordnung ist vorzugsweise mit einem Hauptzylinder
fest verbunden, wobei mit dem Abschnitt von kleinerer Fläche der Kolben-Anordnung, der in eine Druckkammer
des Hauptzylinders hineinragt, bei Druckausfall im ersten Kreis ein Kolben des Hauptzylinders in Eingriff bringbar
ist, um die Kolben-Anordnung in Eingriff mit dem schwimmend
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angeordneten Kolben zu drängen und dadurch das Steuerventil offen zu halten.
Eine Hauptzylinder- und Regelventil-Anordnung gemäß der Erfindung für eine geteilte Fahrzeug-Zweikreis-Bremsanlage
in X-Anordnung sowie eine abgewandelte Ausführungsform davon werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen axialen Schnitt durch die Hauptzylinder- und
Regelventil-Anordnung,
Fig. 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des hinteren vom vorderen Bremsdruck bei Verwendung der Hauptzylinder-
und Regelventil-Anordnung gemäß Fig. 1 verdeutlicht, und
Fig. 3 einen Schnitt durch eine Einzelheit der abgewandelten Ausführungsform.
Die Regelventil-Anordnung 1 hat ein Gehäuse 2, das am Ende des Hauptzylinders 3 befestigt ist. Der Hauptzylinder 3
hat zwei Druckkammern 4 und 5 und zwei als Betätigungskolben dienende Kolben 6, von denen nur einer gezeichnet
ist. Die Druckkammer 4 weist einen nicht gezeichneten Auslaß auf, der mit den Brems zylindern eines Vorderrades verbunden
ist, und einen weiteren Auslaß 7, der an einen Einlaß 8 der Regelventil-Anordnung 1 angeschlossen ist. Der
Einlaß 8 ist über ein auf Trägheitskräfte ansprechendes Steuerventil 9 und einen Kanal 11 mit einem Auslaß 10 verbunden,
der im Einbauzustand an die Bremszylinder eines Hinterrades angeschlossen ist. In ähnlicher Weise hat die
Druckkammer 5 einen an die Bremszylinder des anderen Vorderrades angeschlossenen, nicht gezeichneten Auslaß und
einen weiteren nicht gezeichneten Auslaß, der über eine Leitung 12 mit einem anderen Einlaß 13 der Regelventil-Anordnung
1 verbunden ist. Der Einlaß 13 steht über ein Steuerventil 14 mit einem Auslaß 15 in Verbindung, der im
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eingebauten Zustand an die Bremszylinder des anderen Hinterrades angeschlossen ist. Es bestehen somit zwei getrennte
Bremskreise, die nachfolgend mit A und B bezeichnet werden.
Das auf Trägheitskräfte ansprechende Steuerventil 9 hat einen Sitz 16, an den ein auf Trägheitskräfte ansprechendes
Bauteil in Gestalt einer Kugel 17 anlegbar ist, die auf eine Schrägfläche 18 auflaufen kann. Wenn die Verzögerung
des Fahrzeuges einen im voraus festgelegten Wert, gewöhnlich 0,3g, erreicht, läuft die Kugel 17 auf die
Schrägfläche 18 auf, um das Steuerventil 9 zu schließen.
Zum Steuerventil 14 gehört eine Kugel 19, die von einer Feder 21 in Anlage an einem Sitz 20 vorgespannt ist. Die
Kugel .19 wird von einer Stange 23 gewöhnlich, von ihrem Sitz 20 ferngehalten. Die Stange 23 ist in Eingriff mit
einem freifliegenden Kolben 24 oder ist an ihm befestigt. Der Kolben 24 ist in einer axialen Bohrung 25 unter Abdichtung
verschiebbar und trennt die Auslässe 10 und 15 voneinander. Er ist von einer Schraubendruckfeder 26 nach
links in die Richtung vorgespannt, in der er das Steuerventil 14 offen hält, und-wirkt auch auf eine Stufenkolben-Anordnung
27. Diese hat einen Abschnitt von größerer Querschnittsfläche, der dem Druck am Auslaß 10 ausgesetzt ist,
und einen Abschnitt 29 von kleinerer Querschnittsfläche, der in die Druckkammer 4 hineinragen kann und dem in ihr
herrschenden Druck ausgesetzt ist. Die Abschnitte 28 und 29 sind beim gezeigten Beispiel als Kolben ausgebildet.
Bei normalem Betrieb des Hauptzylinders 3 wird der volle Bremsdruck beiden Vorderradbremsen und über die Steuerventile
9 und 14 den zugehörigen Hinterradbremsen zugeführt. Dieser Zustand ist in Fig. 2 durch die Linie P-Q dargestellt.
Wenn die im voraus festgelegte Verzögerung des Fahrzeuges erreicht ist, schließt sich das auf Trägheitskräfte ansprechende Steuerventil 9, um zu verhindern, daß
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weiteres Druckfluid aus dem Einlaß 8 zum Auslaß 10 und damit zur Hinterradbremse des Kreises B gelangt. Der Freikolben
24 wird durch den an ihm bestehenden Druckunterschied nach rechts bewegt und schließt dadurch das Steuerventil 14 und
begrenzt den der Hinterradbremse des Kreises A zugeführten Druck. Der Kolben 24 stellt den Ausgleich der Drücke an
den Auslässen 10 und 15 und damit an beiden Hinterradbremsen
her. Dieser Betriebszustand ist in Fig. 2 durch eine Linie Q-R dargestellt.
Wenn der Druck im Hauptzylinder 3 ausreichend zugenommen hat, so daß die Kraft des in der Druckkammer 4 herrschenden
und auf den kleineren Abschnitt 29 wirkenden Druckes genügt, um die Kraft des am Auslaß 10 herrschenden Druckes
zu überwinden, der zusammen mit der Kraft der Schraubendruckfeder 26 auf den größeren Abschnitt 28 wirkt, bewegt
sich die Kolben-Anordnung 27 nach links, um den Druck am Auslaß 10 zu erhöhen. Durch diesen Druckanstieg wird der
Freikolben 24 nach links bewegt, um das Steuerventil 14 zu öffnen und den Druck am Auslaß 15 zu erhöhen," wodurch
der Kolben 24 nach rechts bewegt wird, um das Steuerventil 14 zu schließen, und so fort. Wenn der Hauptzylinderdruck
ansteigt, läßt der Kolben 24 das Fluid zum Auslaß 15 in dosierten Mengen mit einer gegenüber dem vollen Hauptzylinderdruck
verringerten Rate durch, wobei die Drücke an den Auslassen 10 und 15 durch den Kolben 24 ausgeglichen
werden. Die Dosierwirkung ist in Fig. 2 mit der Linie R-S ver deutli cht ·
Bei Ausfall des Kreises A ist der Kreis B betriebsfähig und schließt sich das auf Trägheitskräfte ansprechende
Steuerventil 9 bei einem doppelt so hohen Druck als normal. Der Schließpunkt ist in Fig. 2 mit T bezeichnet. Danach
verläuft die Druckkurve entsprechend der Linie T-U, die der Linie Q-R für den ungestörten Betrieb äquivalent ist.
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Fällt der Kreis B aus, geht während &©s Betriebes der Kolben 6 im Hauptzylinder 3 in Endstellung und legt sieh eine
beim gezeigten Beispiel als Verlängerungsstück ausgebildete Sperrvorrichtung 30 an die Kolfoen-Anordsxung 27 anp die
ihrerseits am Freikolben 24 angreift uad ihn nach links drängt, um das Steuerventil 14 offen au halten. Somit wird
die hintere Bremse des Kreises Ä voll angelegt^ wie in Fig. 2 durch die Linie P-V dargestellt.
Die vorstehend beschriebene Regelventil-Anordnung 1 hat den Vorteil, daß bei vorzeitigem Schließen des auf Trägheitskräfte
ansprechenden Steuerventils 9» beispielsweise infolge Schaltens in einen niedrigeren Gang unmittelbar
vor dem Bremsen, Druck der Hinterradbremse des Kreises B durch Verstellung der Kolben-Anordnung 27 nach links infolge
eines Druckanstieges in der Druckkammer 4 und der Hinterradbremse des Kreises A aufgrund der Dosierwirkung
des Steuerventils 14 zugeführt wird. Da außerdem nur ein einziges auf Trägheitskräfte ansprechendes Ventil, nämlich das
Steuerventil 9, verwendet wird und der Kolben 24 zwischen die Kreise A und B geschaltet ist, ist der hintere Bremsdruck
in beiden Kreisen A und B der gleiche. Bei bekannten Bremsanlagen mit zwei auf Trägheitskräfte ansprechenden
Ventilen schließen sich die Ventile gewöhnlich nicht gleichzeitig, weil der Schließzeitpunkt von Toleranzen, beispielsweise
beim Neigungswinkel der Rampe und beim Abstand der Kugel vom Sitz, beeinflußt wird.
Ein weiterer Vorteil der Regelventil-Anordnung 1 ist, daß der Kolben 24 und die als Kolben wirkenden Abschnitte 28
und 29 der Kolben-Anordnung 27 während einer normalen Bremsung alle arbeiten, und nicht nur wenn eine Störung
vorliegt. Dadurch ist die Möglichkeit ausgeschlossen, daß sich die Kolben wegen Nichtgebrauchs festsetzen.
Fig. 3 zeigt, wie das auf Trägheitskräfte ansprechende
Steuerventil 9 durch ein Druckbegrenzungsventil ersetzt
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werden kann. Der übrige Teil der Hauptzylinder- und Regelventil-Anordnung ist in genau der gleichen Weise wie
die Ausführungsform gemäß Pig. 1 aufgebaut und unterscheidet sich von ihr nur durch die Ventil-Anordnung zwischen
dem Einlaß 8 und dem Kanal 11. Ein beim gezeigten Beispiel
als Begrenzungsventil ausgebildetes Steuerventil 31 hat
einen kreisringförmigen Ventilsitz 32, an den ein Ventilteller 33 anlegbar ist, der an einem Bauteil 34 angeordnet
ist. Das Bauteil 34 ist in einer Bohrung 35, die in einem Verschlußstopfen 36 ausgebildet ist, unter Abdichtung verschiebbar.
Das Bauteil 34 wird von einer Feder 37 an das Gehäuse 2 angepreßt. Das Steuerventil 31 steuert die Verbindung
zwischen dem Einlaß 8, der an die Druckkammer 4 des Hauptzylinders 3 angeschlossen ist, und dem Auslaßkanal
11, der mit dem Auslaß 10 verbunden ist.
Die Arbeitsweise ist folgende: Wenn auf die wirksame Fläche des Bauteils 34 wirkender Einlaßdruck zur Überwindung der
Kraft der Feder 37 ausreicht, bewegt sich das Bauteil 34 entsprechend Fig. 3 nach rechts und schließt das Steuerventil
31· Der Druck am Auslaß 10 wird dann durch weiteres Ansteigen des Einlaßdruckes nicht erhöht. Die Arbeitsweise
der mit dem Steuerventil 31 ausgestatteten Regelventü-Anordnung 1 ergibt sich für den Fachmann aus der Beschreibung
der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und braucht hier nicht näher beschrieben zu werden.
Es leuchtet ein, daß das Steuerventil 31 statt als Druckbegrenzungsventil
als Druckminderventil ausgebildet sein kann.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Regelventil—Anordnung
1 haben den Vorteil, daß selbst nach dem Schließen des Ventils der Bremsdruck in beiden Kreisen A und
B gleich ist. Bei früher vorgeschlagenen Regelventil-Anordnungen mit zwei Steuerventilen für zugehörige Kreise arbeiten
die Ventile nicht absolut gleichzeitig und es ist möglich, daß der eine Kreis mit einem höheren Druck gesperrt wird als
der andere. M0O31/077 1
Zusammenfassung Regelventil-Anordnung
Eine Regelventil-Anordnung (1) für eine Zweikreis-Bremsanlage hat zwei Ventile (9,14), die den Druck in den zugehörigen
Kreisen (B,A) regeln. Um im wesentlichen gleiche Bremsdrücke in den Kreisen (A1B) sicherzustellen, ist
ein Druckausgleichkolben (24) vorgesehen, der in einer Bohrung (25), welche Auslässe (10,15) der Regelventil-Anordnung
(1) miteinander verbindet, freifliegend angeordnet ist. Selbst nach dem Schließen der Ventile (9,14) läßt
sich somit der Bremsdruck ausgleichen. Ein Ventil (9) ist vorzugsweise ein auf Trägheitskräfte ansprechendes Ventil.
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Claims (1)
- DR.-ING. FRANZ TL'ESTHOFFPATENTANWÄLTE DR pHIL.FREDA VUESTHOPF (,927_I9j6)WUESTHOFF-v. PECHMANN-BEHRENS-GOETZ „,„.-ing.gkhard puls (ι9,2-,,7,)DIFL.-CHEM. DR. E. FREIHERR VON PECHMANN PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE DR.-ING. DIETER BEHRENSUANDATAIRES AGREES PRES L'oPFICE EUROPiEN DES BREVETS DIPL.-ING.J DIPL.-VIRTSCH.-1NG. RUPERT GOETZD-8000 MÜNCHEN1A-53 176 3002016 SCHWEIGERSTRASSE—————~- - telefon: (089)662051telegramm: protectpatent telex: 524070PatentansprücheRegelventil-Anordnung für eine Fahrzeug-Zweikreis-Bremsanlage mit einem ersten Einlaß und einem ersten Auslaß, die an den ersten Kreis anschließbar sind, einem ersten Steuerventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem ersten Einlaß und dem ersten Auslaß, einem zweiten Einlaß und einem zweiten Auslaß, die an den zweiten Kreis anschließbar sind, und einem zweiten Steuerventil, das abhängig vom im ersten Kreis herrschenden Druck die Verbindung zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerventil (9) auf Trägheitskräfte anspricht und eine Sperrvorrichtung (30) bei Druckausfall im ersten Kreis (B) das zweite Steuerventil (14) offen zu halten vermag.2, Regelventil-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Ausgleichvorrichtung (24) enthält, die bei normalem Betrieb für den Ausgleich der Drücke an den Auslassen (10,15) sorgt.3. Regelventil-Anordnung für eine Pahrzeug-Zweikreis-Bremsanlage mit einem ersten Einlaß und einem ersten Auslaß, die an den ersten Kreis anschließbar sind, einem ersten Steuerventil zum Steuern der Verbindung zwischen dem ersten Einlaß und dem ersten Auslaß, einem zweiten Einlaß und einem zweiten Auslaß, die an den zweiten Kreis anschließbar sind, und einem zweiten Steuerventil, das abhängig vom im ersten Kreis herrschenden Druck die Verbindung zwischen dem zweiten Einlaß und dem zweiten Auslaß steuert,030031/0771 /2- 2 - 53dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckausgleichvorrichtung (24) den ersten Auslaß (10) vom zweiten Auslaß (15) trennt.4. Regelventil-Anordnung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichvorrichtung ein druckbetätigbares Bauteil (24) umfaßt, das in einer sich zwischen den Auslassen (10,15) erstreckenden Bohrung (25) arbeitet.5. Regelventil—Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das druckbe tätigbare Bauteil ein freifliegender Kolben (24) ist, der sich zum Öffnen und Schließen des zweiten Steuerventils (14) bewegen läßt.6. Regelventil—Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (24) mit einer Stufenkolben-Anordnung (27) zusammenwirkt, die bei Druckausfall im ersten Kreis (B) bewegbar ist, um den freifliegenden Kolben (24) zu verstellen und das zweite Steuerventil (14) offen zu halten.7. Regelventil—Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der freifliegende Kolben (24) zur Kolben-Anordnung (27) axial fluchtet.8. Regelventil—Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennz e i chne t, daß die Kolben-Anordnung (27) Abschnitte (28,29) von verschiedener Querschnittsfläche aufweist, wobei der Abschnitt (28) von größerer Querschnitt sflache dem Druck am ersten Auslaß (10) und der Abschnitt (29) von kleinerer Querschnittsfläche dem Druck am ersten Einlaß (8) ausgesetzt ist./3 030031/0771- 3 - 539. Regelventil-Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Hauptzylinder (3) fest verbunden ist, wobei mit dem Abschnitt (29) von kleinerer Querschnittsfläche der Kolben-Anordnung (27), der in eine Druckkammer (4) des Hauptzylinders (3) hineinragt, bei Druckausfall im ersten Kreis (B) ein Kolben (6) des Hauptzylinders (3) in Eingriff bringbar ist, um die Kolben-Anordnung (27) in Eingriff mit dem freifliegenden Kolben (24) zu drängen und dadurch das zweite Steuerventil (14) offen zu halten.10. Regelventil-Anordnung nach Anspruch 7 oder nach Anspruch 8 oder 9 in Verbindung mit Anspruch 7f dadurch gekennzeichnet, daß der freifliegende Kolben (24) und die Kolben-Anordnung (27) zum zweiten Steuerventil (14) axial fluchten, wobei das erste Steuerventil (9j 31) quer zur Fluchtachse versetzt ist.030031 /0~Ί
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