CH621298A5 - Arrangement for a pressure medium-operated vehicle brake system for controlling the load-dependent wheel brake force - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für eine druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage zur Steuerung der lastabhängigen Radbremskraft nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei druckmittelbetätigten Fahrzeugbremssystemen ist eine Ventileinrichtung vorgeschlagen worden, die in Übereinstimmung mit einem Signal, welches zum Fahrzeuggesamtgewicht in Beziehung steht, wirksam ist, um in Übereinstimmung mit diesem Gewicht den Druck festzulegen, der vom Bremsventil an die Fahrzeugbremsbetätigungseinrichtung geliefert wird. In einem solchen Bremssystem kann, wenn das Fahrzeuggesamtgewicht niedrig ist, der Druck niedrig sein im Verhältnis zu der Kraft, die erforderlich ist, um die Kraft der Rückführfedern und die Reibungswiderstände in den Betätigungseinrichtungen zu überwinden. Es ist daher vorgeschlagen worden, in einem solchen Bremssystem mit einem «Ansprungdruck» zu arbeiten, wodurch zu Beginn des Bremsvorganges ein lastunabhängiger Bremsdruck erzeugt wird. Nach Ablauf einer angemessenen Zeitdauer soll das Bremskraftregelventil automatisch einen lastabhängigen Bremsdruck liefern.

Die zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehene Anordnung für eine druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage ist nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet. Bevorzugte Ausführungsformen davon sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines bekannten Bremskraftregelventils zusammen mit einem Steuerventil, welches mit dem Bremskraftregelventil derart verbunden ist, dass das Bremskraftregelventil nach einer Zweistufenbetriebsweise arbeitet.

Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Arbeitsweise eines Bremskraftregelventils mit einem «Ansprung»-Steuer-ventil.

Gemäss der Zeichnung weist das im unteren Teil der Fig. 1 gezeigte Bremskraftregelventil einen oberen Gehäuseteil 1 und einen unteren Gehäuseteil 2 auf, die miteinander verbolzt sind und zwischen sich einen Steuerkolben 3, eine biegsame Membran 4 und eine Ventileinrichtung aufnehmen, die ein federbelastetes Ventilglied 5 aufweist, welches sich gewöhnlich im Eingriff mit einem Ventilsitz 6 befindet und mit welchem weiterhin ein innerer Rohrteil 7 in Eingriff treten kann, der im unteren Gehäuseteil 2 abgedichtet verschiebbar ist und mit dem eine Kugelführung 8 in Eingriff treten kann. Diese befindet sich am einen Ende eines Schwenkhebels 9, dessen Stellung durch die Fahrzeuglast bestimmt ist. Der Rohrteil 7 wird, wenn die Bremsen angelegt werden, zufolge des Mediumsdrucks festgeklemmt, der an einen Kolben 10 in einem Zylinder 11 angelegt wird. Letzterer ist über eine Leitung 12 mit der Bremszufuhrdruck-Eintrittsöffnung 13 verbunden, die sich über dem gewöhnlich geschlossenen Ventil 5, 6 befindet.

Der Steuerkolben 3 trägt sich radial erstreckende Finger 14, die sich zwischen Gegenfingern 28 bewegen, auf denen die Membran 4 in der dargestellten Stellung ruht. Die Anordnung der Finger 14, 28 ist so getroffen, dass bei Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 ein zunehmender Eingriff zwischen der Membran 4 und den radialen Fingern 14, und ein abnehmbarer Eingriff zwischen der Membran 4 und den nach innenragenden Fingern 28 resultiert derart, dass die Wirkung des Drucks auf der Unterseite der Membran 4 auf die Kolbenanordnung mit zunehmender Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 grösser wird. Eine ähnliche Ausführung ist in der GB-PS 1 029 183 beschrieben, so dass eine weitere Erläuterung nicht erforderlich ist.

Für die Verbindung des in Fig. 1 oberhalb des Bremskraftregelventils gezeigten Steuerventils 30 mit dem Bremskraftregelventil ist im Bereich des Gehäuses des Bremskraftregelventils oberhalb der Membran 4 eine weitere Öffnung 15 vorgesehen, die mit einer Austrittsöffnung 16 des Steuerventils 30 verbunden ist. Das Steuerventil 30 hat weiterhin eine Zufuhr-druckeintrittsöffnung 17 und eine Steuerdruckeintrittsöffnung 18. Die beiden Öffnungen 17 und 18 sind mit der Eintrittsöffnung 13 des Bremskraftregelventils verbunden. Das Steuerventil 30 umfasst eine auf eine Verstellkraft ansprechende Einrichtung in der Form eines auf Druck ansprechenden Doppelkolbens 19 mit zwei druckbeaufschlagbaren Flächen, von denen die grössere die Unterseite 20, die dem Ausgangsdruck des Steuerventils 30 ausgesetzt ist, und von denen die kleinere die Ringfläche 21 ist, die dem an der Eintrittsöffnung 18 herrschenden Steuerdruck ausgesetzt ist. Der auf Druck ansprechende Doppelkolben 19 ist mittels einer Druckfeder 22 nach unten vorgespannt und er weist einen zentralen Entlüftungsdurchgang 23 auf, an dessen unterem Ende ein Auslassventilsitz angeordnet ist, der sich gegen ein Ventilglied 24 legen kann, welches in der geschlossenen Stellung an einem Ein5

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trittsventilsitz 25 anliegt. Das Ventilglied 24 nimmt diese Stellung unter der Wirkung einer Druckfeder 26 und des Zufuhrdruckes an der Eintrittsöffnung 17 ein.

Das Bremskraftregelventil erhält, obwohl nicht detailliert dargestellt, an der Eintrittsöffnung 13 Bremsdruck aus einem Behälter über ein Fahrerbremsventil, welches üblicherweise ein fussbetätigtes Ventil ist. Der an einer Austrittsöffnung 27 des Bremskraftregelventils gelieferte Abgabedruck wird an die Bremsbetätigungseinrichtungen angelegt und, falls auch ein Anhänger vorhanden ist, möglicherweise an ein Relaisventil, welches die Betriebsbremsen des Anhängers steuert.

Die Arbeitsweise des Bremskraftregelventils ist wie folgt: Wenn eine Bremsung erfolgt, wird unter dem Zufuhrdruck stehende Luft über die Eintrittsöffnung 13 in die Kammer über dem Ventilglied 5 geleitet, wodurch eine Abwärtsbewegung des Steuerkolbens 3 hervorgerufen wird. Gleichzeitig ergibt sich eine Luftströmung von der Eintrittsöffnung 13 in den Zylinder 11, so dass der Kolben 10 nach oben bewegt wird, wobei die Kugelführung 8 gegen den verschiebbaren Rohrteil 7 geklemmt wird. Die Kugelführung 8 bewirkt, dass die beweglichen Teile des Bremskraftregelventils nur dann ansprechen, wenn Bremsdruck angelegt wird, so dass unnötige Abnutzung vermieden ist. Da das Ventilglied 5 von dem Rohrteil 7 gestützt ist, bewirkt Abwärtsbewegung des Kolbens 3 das Abheben des Ventilgliedes 5 von seinem Sitz 6, so dass Bremszufuhrluft über die Austrittsöffnung 27 zu den Bremsenbetätigungseinrichtungen strömen kann. Gleichzeitig wird dieser Druck dem Raum unter der Membran 4 zugeführt, und zwar über einen Durchgang, der in der Zeichnung nicht sichtbar ist. Wenn der Steuerkolben 3 nach unten verschoben wird, bewegt sich die Membran 4 von der ortsfesten Abstützung der radial nach innengerichteten, vom Gehäuseteil 1 getragenen Finger 28 weg, und sie wird mehr und mehr von den vom Steuerkolben 3 getragenen Fingern 14 abgestützt. Hierdurch wird die wirksame Fläche der von dem sich bewegenden Steuerkolben 3 abgestützten Membran 4 geändert, bis die unterhalb der Membran 4 herrschende Kraft, die von dem dort herrschenden Druck und der wirksamen Membranfläche abhängt, mit der von oben auf den Steuerkolben 3 wirkenden Kraft ins Gleichgewicht gelangt. Dabei gelangt das Ventilglied 5 wiederum in Eingriff mit dem Ventilsitz 6 und es ist ein Gleichgewichtszustand erzielt, wobei der Druck an der Austrittsöffnung 27 niedriger ist als der an der Eintrittsöffnung 13 angelegte Druck. Das Bremskraftregelventil wird in einem Sperrzustand gehalten, in welchem der Durchgang von der Zutrittsöffnung 13 zur Austrittsöffnung 27 über das Ventilglied 5 geschlossen ist. Der Druck, bei welchem dies erreicht wird, hängt von der Stellung des Hebels 9 und damit von der Last des Fahrzeuges ab. Wenn die Bremsen gelöst werden, hebt der an der Austrittsöffnung 27 herrschende Druck, wie er an die Bremsbetätigungseinrichtungen angelegt wird, den Steuerkolben 3, wodurch das Ventilglied 5 ausser Eingriff mit dem Rohrteil 7 gelangt, so dass der Druck, der an der Austrittsöffnung 27 herrscht, über die axiale Bohrung des Rohrteiles 7 zur Atmosphäre abgelassen wird, bis ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht ist oder bis die Bremsen vollständig gelöst sind.

Bei der vorstehenden Beschreibung der Arbeitsweise wurde für den Zweck anfänglichen Verständnisses die Tatsache unberücksichtigt gelassen, dass Druck vom Steuerventil 30 oberhalb der Membran 4 angelegt wird. Es ist jedoch zu bemerken, dass bei einem Druck Null an der Eintrittsöffnung 13 und damit an der Eintrittsöffnung 17 des Steuerventils 30 das

Ventilglied 24 sich im Eingriff mit dem Unterende des Kolbens 19 (wobei dann der Entlüftungsdurchgang 23 geschlossen ist) befindet und unter der Wirkung der Feder 22 von seinem Ventilsitz 25 wegbewegt ist. Wenn nun Druck an die Eintrittsöffnung 13 und damit an die Eintrittsöffnung 17 angelegt wird, erscheint zunächst ein entsprechender Druck an der Austrittsöffnung 16, bis bei Erreichen eines bestimmten Druckes an der Eintrittsöffnung 17 und auch an der Eintrittsöffnung 18 der Kolben 19 durch den an seinen Ringflächen 20 und 21 anliegenden Druck nach oben verschoben wird und das Ventilglied 24 in Eingriff mit seinem Sitz 25 gelangt. Sich weiter erhöhender Bremsdruck, der an die Eintrittsöffnung 17 angelegt wird, kann daher die Austrittsöffnung 16 nicht mehr erreichen, sondern er kann lediglich die kleinere ringförmige Fläche 21 erreichen, die mit der Eintrittsöffnung 18 in Verbindung steht, mit dem Ergebnis, dass nach einer kurzen Druckänderung zur Überwindung der Stabilität der Kolben 19 weiter verschoben wird, wobei das untere Ende des Auslassdurchganges 23 ausser Eingriff mit dem Ventilglied 24 gelangt. Der Kolben 19 wirkt hier als Graduiereinrichtung.

Hierdurch ist allmähliches Reduzieren des an der Austrittsöffnung 16 herrschenden Drucks über den Durchgang 23 zur Atmosphäre ermöglicht. Wird angenommen, dass das Flächenverhältnis der ringförmigen Fläche 21 zur Fläche der Unterseite 20 des Kolbens 19 etwa 1 : 7 beträgt, und wird angenommen, dass das Ventilglied 24 bei einem Druck von etwa 1 bar ausser Eingriff mit dem Kolben 19 und in Eingriff mit seinem Ventilsitz 25 gelangt, so wird mit zunehmendem Zufuhrdruck an der Eintrittsöffnung 18 über den Druck hinaus, bei welchem das Ventilglied 24 sich in Eingriff mit seinem Sitz 25 bewegt, der Druck an der Austrittsöffnung 16 bei der nachfolgenden Erhöhung auf etwa 7 bar des Zufuhrdrucks graduierbar verringert.

Der zu Beginn der Bremsung an der Austrittsöffnung 16 herrschende Steuerdruck, der an den Kolben 3 mittels der Membrane 4 angelegt wird, führt anfänglich zu einem Anstieg des Drucks an der Austrittsöffnung 27 entsprechend der Strek-ke A-D der graphischen Darstellung in Fig. 2. Für einen festen Lastwert und daher fur eine feste Stellung des Hebels 9 ändert sich der Druck an der Austrittsöffnung 27 mit dem Zufuhrdruck an der Eintrittsöffnung 13 gemäss dem Linienzug ADB. Am Punkt B besteht ein Abgabedruck, der dem lastproportionalen Zufuhrdruck ohne Steuerdruckzufuhr entspricht, erzielt durch allmähliches Ablassen des Steuerdrucks oberhalb der Membran 4 über den Arbeitsbereich nach dem Punkt D. Im Gegensatz dazu zeigt der Linienzug ADE den Abgabedruck, der in dem Fall erhalten würde, dass der Steuerdruck nicht allmählich abgelassen, sondern im Bereich des Arbeitens der Anordnung aufrechterhalten würde.

Gemäss vorstehender Beschreibung empfängt das Steuerventil 30, welches zur Festlegung eines bestimmten Abgabedruckes an die Bremsbetätigungseinrichtungen zu Beginn der Bremsung unabhängig von der Stellung des Hebels 9 dient, den Eingangsdruck des Bremskraftregelventils, um eine allmähliche Reduktion des von ihm ausgehenden Steuerdruckes zu bewirken. Es versteht sich jedoch, dass ein anderer Bezugsdruck verwendet werden kann, um ein ähnliches Ergebnis zu erzielen. Beispielsweise könnte der Abgabedruck des Bremskraftregelventils verwendet werden, um eine allmähliche Reduktion des Steuerdruckes zu erzielen, wobei zu verstehen ist, dass zweckentsprechende Auswahl der Stufenabmessungen des Doppelkolbens 19 des Steuerventils 30 erforderlich sein kann.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

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1. Anordnung für eine druckmittelbetätigte Fahrzeugbremsanlage zur Steuerung der lastabhängigen Radbremskraft, mit einem Bremskraftregelventil, das den Zufuhrdruck am Ventileingang auf einen von der Fahrzeuglast abhängigen Bremsbetätigungs-Abgabedruck am Ventilausgang regelt, und einem Steuerventil (30) zum Anlegen eines Steuerdrucks zu Beginn eines Bremsvorgangs an das Bremskraftregelventil, durch welchen Steuerdruck das Bremskraftregelventil in einer ersten Stufe einen von der Fahrzeuglast unabhängigen Abgabedruck, und in einer zweiten Stufe einen von der Fahrzeuglast abhängigen Abgabedruck liefert, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (30) Mittel (19, 23,24, 25) zum allmählichen Reduzieren des Steuerdrucks nach der ersten Druckstufe enthält, während der Abgabedruck des Bremskraftregelventils in der zweiten Druckstufe ansteigt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel (19, 23,24, 25) zwei mittels Druckmittel bewegbare Ventilglieder (19, 24) enthalten, von welchen das erste (19) eine dem Zufuhrdruck ausgesetzte erste Fläche (21) und eine dem Steuerdruck ausgesetzte zweite Fläche (20) besitzt, und zum allmählichen Reduzieren des Steuerdrucks mit einer Durchgangsöffnung (23) ausgestaltet ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite der beiden Ventilglieder eine durch eine Druckfeder (26) belastete Ventilplatte (24) mit einem dem ersten Ventilglied (19) zugewandten Dichtungssitz (25) ist,

dass das erste Ventilglied ein Stufenkolben ( 19) ist, welcher im Ventilgehäuse zwei getrennte, unter Druck setzbare Kammern schafft, wobei die eine Kammer dem Zufuhrdruck und die andere Kammer dem Steuerdruck ausgesetzt ist, und dass der Stufenkolben (19) in einer der Federbelastung der Ventilplatte (24) entgegengesetzten Richtung federbelastet ist, derart, dass bei Fehlen von Zufuhrdruck im Steuerventil (30) das Steuerventil (30) in der offenen Stellung ist, und die Durchgangsöffnung (23) durch die Ventilplatte (24) geschlossen ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck des Steuerventils (30) auf die eine Seite einer auf Druck ansprechenden biegsamen Membran (4) des Bremsdruckkraftventils geleitet ist, um dem auf die andere Seite der Membran (4) einwirkenden Abgabedruck entgegenzuwirken.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste, dem Zufuhrdruck ausgesetzte Fläche (21) des ersten Ventilgliedes (19) kleiner als dessen zweite, dem Steuerdruck ausgesetzte Fläche (20) ist.