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Die Erfindung betrifft einen Bremswertgeber mit einer Ventileinheit zur Ansteuerung mindestens eines mit einem Fluid betriebenen Bremskreises eines Kraftfahrzeugs und mit einer Abstufungseinrichtung, welche in ein Gehäuse integriert sind, bei dem die Abstufungseinrichtung mittels eines Druckstücks betätigbar ist, welches mit einem Fußbremspedal zusammenwirkt, bei dem die Abstufungseinrichtung eine radial äußere Druckfeder und eine koaxial in dieser äußeren Druckfeder angeordnete radial innere Druckfeder zur Einstellung des Ansprechverhaltens des Bremswertgebers aufweist, und bei dem die axiale Betätigung der Ventileinheit mittels der Abstufungseinrichtung erfolgt.
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Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Bremsventilen beziehungsweise Bremswertgebern für druckluftbetriebene Bremsanlagen von Lastkraftwagen und Personenkraftwagen bekannt. So offenbart die
DE 198 52 399 A1 einen Bremswertgeber mit integrierter Additionsredundanz. Bei diesem bekannten Bremswertgeber soll gewährleistet sein, dass Druckluftverbindungen, die ausschließlich zur Kraftübertragung einer von der Pedalkraft und/oder von dem Pedalweg abgeleiteten Kraftkomponente an eine Additionseinrichtung dienen, ersatzlos entfallen können. Darüber hinaus erlaubt eine koaxiale Anordnung von zwei Federn in einem Betätigungsteil eine differenzierte Einstellung des Ansprechverhaltens des Bremswertgebers auf Axialbewegungen eines Betätigungsstößels, wobei der Betätigungsstößel seinerseits durch ein vom Fahrer zu betätigendes Fußpedal in Bewegung versetzt wird. Von Nachteil ist, dass das Ansprechverhalten des Betätigungsstößels und damit die Reaktion des Bremswertgebers auf Pedalbewegungen im Wesentlichen durch die Federeigenschaften der zwei Federn bestimmt werden. Demzufolge lässt sich das Ansprechverhalten des Bremswertgebers auf die Bremspedalbewegungen des Fahrers in der Regel nur durch den aufwändigen Austausch von mindestens einer Feder beeinflussen.
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Aus der
DE 33 43 172 A1 ist ferner ein Steuerventil für pneumatische Bremssysteme bekannt. Bei dieser Ausführungsform eines Steuerventils soll kein Bremsversagen auftreten, wenn dessen Ventilträgerkolben beispielsweise infolge von Schmutz oder einer schlechten Zentrierung des Ventilstößels blockieren sollte. Ein maximaler Hub, der durch einen Pedalanschlag definiert ist, kann durch das Einsetzen von Beilegscheiben oder durch eine sonstige Einstellung der Lage des Pedalanschlages so voreingestellt werden, dass das Steuerventil bei maximalem Hubweg einen begrenzten Höchstdruck liefert, der bevorzugt unter dem standardmäßigen Systemluftdruck des Bremssystems liegt.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Bremswertgeber vorzustellen, dessen Ansprechverhalten auf Bewegungen des Bremspedals beziehungsweise dessen Ventilkennlinie, und insbesondere zumindest eine Begrenzung eines maximalen Betätigungswegs des Ventils, von außen leicht sowie schnell einstellbar ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich das Ansprechverhalten beziehungsweise die Ventilkennlinie konventioneller fußbetätigter Bremswertgeber nach erfolgter Montage im Zuge des Fertigungsprozesses nur unter unverhältnismäßig hohem Aufwand, insbesondere durch eine weitgehende Demontage, nachträglich verändern lässt.
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Die Erfindung betrifft demzufolge einen Bremswertgeber mit einer Ventileinheit zur Ansteuerung mindestens eines mit einem Fluid betriebenen Bremskreises eines Kraftfahrzeugs und mit einer Abstufungseinrichtung, welche in ein Gehäuse integriert sind, bei dem die Abstufungseinrichtung mittels eines Druckstücks betätigbar ist, welches mit einem Fußbremspedal zusammenwirkt, bei dem die Abstufungseinrichtung eine radial äußere Druckfeder und eine koaxial in dieser äußeren Druckfeder angeordnete radial innere Druckfeder zur Einstellung des Ansprechverhaltens des Bremswertgebers aufweist, und bei dem die axiale Betätigung der Ventileinheit mittels der Abstufungseinrichtung erfolgt.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass die Abstufungseinrichtung zwei topfförmige Kolben aufweist, die derart koaxial zueinander angeordnet sind, dass das offene Ende des radial äußeren Kolbens das offene Ende des radial inneren Kolbens axial sowie radial übergreift, dass in dem durch die beiden Kolben gebildeten zylindrischen Federraum die beiden Druckfedern aufgenommen sind, dass die beiden Kolben parallel zu einer Längsmittenachse in einer Zylinderführung gegeneinander sowie in Bezug auf das Gehäuse axial verschiebbar aufgenommen sind, und dass ein maximaler axialer Betätigungsweg des Druckstücks mittels einer um die Längsmittenachse verdrehbaren sowie das Druckstück koaxial umschließenden und außerhalb des Gehäuses frei zugänglichen Hülse einstellbar ist.
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Durch diesen Aufbau lässt sich eine maximale axiale Wegbegrenzung beziehungsweise ein Anschlag für die Axialbewegung des Druckstücks leicht von außen einjustieren, wobei eine Demontage des Bremswertgebers nicht erforderlich ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Hülse ein Außengewinde aufweist, welches mit einem Innengewinde einer Bohrung in einem Gehäusedeckel im Eingriff ist, und dass das Druckstück axial verschiebbar in der Hülse aufgenommen ist. Das Gewinde ermöglicht bei einer Drehbewegung der Hülse eine Axialbewegung derselben, wodurch derer axiale Position verstellbar ist. Außerdem ist eine unkontrollierte vertikale Verstellung des Anschlags für das Druckstück an der Hülse aufgrund der axial selbsthemmenden Wirkung der Gewindeverbindung zwischen Hülse und Gehäusedeckel ausgeschlossen.
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Entsprechend einer günstigen Weiterbildung weist die Hülse einen radial nach innen gerichteten und vorzugsweise kreisförmig umlaufenden Flansch auf, der als Anschlag zur Begrenzung des axialen Betätigungswegs des Druckstücks dient. Durch ein Drehen der Hülse verschiebt sich die axiale Position des Flansches und damit des Anschlags, wodurch sich eine Wegbegrenzung für das Druckstück beziehungsweise ein maximaler Betätigungsweg des Druckstücks stufenlos einstellen.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung weist die Hülse mindestens zwei äußere Angriffsflächen zum Verdrehen derselben mit Hilfe eines Werkzeugs auf. Hierdurch ist das Verdrehen der Hülse um die Längsmittenachse des Bremswertgebers mittels eines geeigneten Werkzeugs auch nach dem Zusammenbau des Bremswertgebers möglich, ohne dass derselbe demontiert werden muss.
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Bei einer ersten Ausführungsform des Bremswertgebers ist vorgesehen, dass eine Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder durch axiales Verschieben einer ersten, druckstücknahen Einstellscheibe einstellbar ist, dass die axiale Verschiebung der ersten Einstellscheibe mittels einer drehfest und längsverschieblich mit dem Druckstück verbundenen Einstellhülse erfolgt, dass ein erster hohlzylindrischer und axialer Vorsprung der Einstellhülse im Gewindeeingriff mit der ersten Einstellscheibe ist, und dass die radial äußere Druckfeder zwischen der ersten Einstellscheibe und einer umlaufenden Schulter des radial inneren Kolbens eingespannt ist. Hierdurch lässt sich eine Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder ohne Demontage des Bremswertgebers durch ein Drehen des Druckstücks stufenlos einstellen. Darüber hinaus erleichtert die drehfeste und axial verschiebbare Kopplung zwischen dem Druckstück und der Einstellhülse die Integration der Komponenten bei der Fertigung des Bremswertgebers.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der radial äußere Kolben durch mindestens eine Längsnut in der Innenmantelfläche des Gehäuses verdrehgesichert ist, und dass die erste Einstellscheibe durch mindestens eine Längsnut in der Innenmantelfläche des radial äußeren Kolbens verdrehgesichert ist. Hierdurch wird das Mitdrehen der ersten Einstellscheibe sowie des äußeren Kolbens bei der Einstellung der Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder verhindert.
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Gemäß einem weiteren Merkmal weist das Druckstück an seinem freien Ende eine oberseitige Öffnung auf, in die von außen ein Werkzeug zum Verdrehen des Druckstücks zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist. Hierdurch ist eine einfache Einstellung der Vorspannkraft der äußeren Druckfeder durch Verdrehen des Druckstücks ohne das Erfordernis einer Gehäusedemontage mittels eines geeigneten Werkzeugs von außen ermöglicht.
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Entsprechend einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass ein Eingriffspunkt der radial inneren Druckfeder durch Verdrehen einer zweiten, druckstückfernen Einstellscheibe einstellbar ist, dass diese zweite Einstellscheibe im Gewindeeingriff mit einer Bohrung in dem Boden des radial inneren Kolbens ist, und dass die radial innere Druckfeder zwischen einem umlaufenden Flansch der Einstellhülse und der zweiten, druckstückfernen Einstellscheibe angeordnet ist. Hierdurch ist der Eingriffspunkt der inneren Druckfeder gleichfalls einstellbar.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zwischen dem umlaufenden Flansch der Einstellhülse und einem ersten, druckstücknahen Ende der radial inneren Druckfeder ein Abstand besteht, und dass das erste, druckstücknahe Ende der radial inneren Druckfeder auf einem zweiten hohlzylindrischen Vorsprung der Einstellhülse geführt ist, der radial innerhalb dieser inneren Druckfeder angeordnet ist.
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Hierdurch ist eine zuverlässige Führung der radial inneren Druckfeder gegeben. Darüber hinaus ist durch den erwähnten Abstand gewährleistet, dass die Wirkung der radial inneren Druckfeder bei der Betätigung des Druckstücks erst eintritt, wenn die Einstellhülse einen vorbestimmten Weg in axialer Richtung zurückgelegt hat, der in etwa diesem Abstand entspricht.
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Entsprechend einer anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die zweite, druckstückferne Einstellscheibe eine Öffnung aufweist, in die ein von außen durch die Ventileinheit führbares Werkzeug zum Verdrehen der zweiten, druckstückfernen Einstellscheibe zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist. Hierdurch kann der Angriffspunkt der inneren Druckfeder gleichfalls auf einfache Art und Weise von außen mittels eines geeigneten Werkzeugs stufenlos verändert werden. Unter Umständen ist hierzu die einfache und schnelle Demontage eines unterhalb der Ventileinheit gegebenenfalls noch vorhandenen Schalldämpfers erforderlich.
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Bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremswertgebers ist vorgesehen, dass eine Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder durch Verdrehen einer drückstückfernen Einstellscheibe einstellbar ist, die im Gewindeeingriff mit dem radial inneren Kolben ist, dass diese drückstückferne Einstellscheibe zentrisch einen hohlzylindrischen Vorsprung zur Führung der radial inneren Druckfeder aufweist, und dass die radial äußere Druckfeder zwischen dem Boden des radial äußeren Kolbens und der genannten drückstückfernen Einstellscheibe eingespannt ist. Hierdurch kann vorrangig die Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder ohne das Erfordernis einer Gehäusedemontage stufenlos verändert werden.
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In Fortbildung der zweiten Ausführungsform kann zur Einstellbarkeit der Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder weiter vorgesehen sein, dass die im Gewindeeingriff mit dem radial inneren Kolben befindliche Einstellscheibe eine Öffnung aufweist, in die ein von außen durch die Ventileinheit führbares Werkzeug zum Verdrehen der drückstückfernen Einstellscheibe zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist. Hierdurch lässt sich primär die Vorspannkraft der äußeren Druckfeder ohne Gehäusedemontage auf einfache Art und Weise von außen stufenlos einstellen.
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Weiter kann bei dieser zweiten Ausführungsform vorgesehen sein, dass der Eingriffspunkt der radial inneren Druckfeder durch ein Verdrehen einer druckstücknahen Einstellhülse einstellbar ist. Hierzu ist die Einstellhülse mit einem axialen Ende mit dem Druckstück im Gewindeeingriff sowie mit einem mittleren Abschnitt in einer zentralen Öffnung im Boden des radial äußeren Kolbens verdrehsicher aber axial verschiebbar aufgenommen. Mittels ihres anderen axialen Endes greift die Einstellhülse in den Hohlraum des Grundkörpers eines Einstelltopfes ein. Der Einstelltopf weist einen an seinen Grundkörper angesetzten scheibenförmigen Flansch auf, an den sich die radial innere Druckfeder mit ihrem einen axialen Ende abstützt, während ihr anderes axiales Ende an der drückstückfernen Einstellscheibe anliegt. Außerdem wird die radial innere Druckfeder druckstücknah radial innen an der Außenseite des hohlzylindrischen Grundkörpers des Einstelltopfes geführt. Durch diesen Aufbau lässt sich der Eingriffspunkt der radial inneren Druckfeder weitgehend unabhängig von der Einstellung der Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder stufenlos einstellen.
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Gemäß einer günstigen technischen Ausgestaltung weist das Druckstück eine oberseitige Öffnung auf, in die ein Werkzeug zum Verdrehen des Druckstücks zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist. Hierdurch ist eine komfortable und von außen leicht zugängliche Einstellmöglichkeit des Eingriffspunktes der radial inneren Druckfeder gegeben, ohne dass eine Demontage des Bremswertgebers notwendig wäre.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung mit zwei Ausführungsbeispielen beigefügt. In dieser zeigt
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1 einen Längsschnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Bremswertgeber in einer ersten Ausführungsform, und
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2 einen Längsschnitt durch einen Bremswertgeber gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform.
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Der Bremswertgeber 10 gemäß 1 verfügt über ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Gehäuse 12, in dem eine Abstufungseinrichtung 14 sowie eine mit dieser zusammenwirkenden pneumatischen Ventileinheit 16 aufgenommen sind. Mittels der Ventileinheit 16 wird Druckluft aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter in Abhängigkeit von der Stellung eines Fußbremspedals 18 zu mindestens zwei voneinander unabhängigen Bremskreisen eines hier nicht eingezeichneten pneumatischen Bremssystems eines Motorfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens, eines Personenkraftwagens oder eines Zuges, geleitet. Die Zuleitung von Druckluft erfolgt hierbei über einen Anschlussstutzen 20, während ein Anschlussstutzen für die Ausleitung von Druckluft in der gewählten Schnittdarstellung nicht erkennbar ist. Unterhalb der Ventileinheit 16 befindet sich noch ein optionaler Schalldämpfer 32 zur Reduzierung von Geräuschen, die von aus der Ventileinheit 16 austretender, überschüssiger Druckluft bei der Entlüftung der Bremskreise herrühren.
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In der in 1 dargestellten, unbetätigten Stellung des Bremswertgebers 10 sind alle Bremskreise inaktiv beziehungsweise entlüftet, so dass die Bremsen der Bremskreise für den normalen Fahrbetrieb vollständig gelöst sind. Durch eine Betätigung des Fußbremspedals 18 in Richtung des Pfeils 22 wird ein Druckstück 24 mit Hilfe eines Gestänges 26 parallel zu einer Längsmittenachse 28 des Bremswertgebers 10 in Richtung zum Inneren des Gehäuses 12 verschoben, wodurch die Abstufungseinrichtung 14 sowie die Ventileinheit 16 betätigt werden und die Bremskreise aktiviert, also mit Druckluft geeigneten Drucks versorgt werden. Der funktionale Zusammenhang zwischen dem maximalen Betätigungsweg 30 des Druckstücks 24 und dem von der Ventileinheit 16 an die Bremskreise abgegebenen Bremsdruck ist durch eine so genannte Ventilkennlinie definiert.
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Der Aufbau der Ventileinheit
16 des Bremswertgebers
10 folgt in seiner konstruktiven Ausbildung beispielsweise dem in der
DE 33 43 172 A1 dargestellten und eingehend beschriebenen pneumatischen Funktionsteil des Steuerventils, dessen nähere Funktionsweise nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist und demzufolge auch nicht im Einzelnen beschrieben wird. Abgesehen davon kann die Ventileinheit
16 beispielsweise auch wie das aus der
DE 198 52 399 A1 bekannte pneumatische Funktionsteil des dortigen Bremswertgebers mit integrierter Additionsredundanz ausgestaltet sein.
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Das Gehäuse 12 des Bremswertgebers 10 ist oberseitig mit einem Gehäusedeckel 34 verschlossen. Der Gehäusedeckel 34 verfügt über eine radial äußere zentrische Bohrung 36 mit einem Innengewinde 38, welches mit einem Außengewinde 40 einer Hülse 42 im Eingriff ist. Das Druckstück 24 wird bei jeder Betätigung des Fußbremspedals 18 in axialer Richtung parallel zur Längsmittenachse 28 in der Hülse 42 verschoben. Die Abdichtung zwischen der Hülse 42, dem Druckstück 24 und dem Gehäusedeckel 34 erfolgt durch übliche Dichtelemente, wie zum Beispiel dargestellte O-Ringe, die der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht mit Bezugsziffern versehen sind.
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Die Hülse 42 ist weitgehend topfförmig ausgebildet und verfügt über einen radial nach innen gerichteten ringförmigen Flansch 44, der eine untere Wegbegrenzung beziehungsweise einen axialen Anschlag für das Druckstück 24 bildet. Hierdurch ist der axiale Betätigungsweg 30 des Druckstücks 24 begrenzt. An der Hülse 42 sind mindestens zwei in geeigneter Weise angeordnete Angriffsflächen 48, 50 vorhanden. Zwischen den Angriffsflächen 48, 50 und einem nicht dargestellten Werkzeug lässt sich zumindest bereichsweise Formschluss herstellen, so dass sich die Hülse 42 mithilfe des Werkzeugs leicht um die Längsmittenachse 28 verdrehen lässt. Für den Fall, dass die Angriffsflächen 48, 50 parallel sowie diametral gegenüber liegend an der Hülse 42 ausgebildet sind, kann beispielsweise ein Gabelschlüssel zum Verdrehen der Hülse 42 benutzt werden.
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Infolge der Gewindeverbindung zwischen dem Gehäusedeckel 34 und der Hülse 42 lässt sich diese und damit deren Flansch 44 in axialer Richtung durch eine Drehbewegung der Hülse 42 stufenlos axial verschieben, so dass der axiale Betätigungsweg 30 beziehungsweise der Anschlag für das Druckstück 24 auf einfache Art und Weise von außen stufenlos einstellbar ist. In Abhängigkeit von der Drehrichtung der Hülse 42 lässt sich der Flansch 44 parallel zur Längsmittenachse 28 auf und ab bewegen. Erfindungsgemäß ist im Gegensatz zu bekannten Bremswertgebern für diesen Justiervorgang keine Demontage des Gehäuses 12 des Bremswertgebers 10 notwendig.
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Die Abstufungseinrichtung 14 ist in einer Zylinderführung 52 des Gehäuses 12 aufgenommen. Die Abstufungseinrichtung 14 umfasst einen radial äußeren, druckstücknahen Kolben 54 sowie einen radial inneren, druckstückfernen Kolben 56, wobei der innere Kolben 56 axial verschiebbar im äußeren Kolben 54 und der äußere Kolben 54 axial verschiebbar in der Zylinderführung 52 aufgenommen ist. Die koaxial ineinander angeordneten Kolben 54, 56 schließen einen zylindrischen Federraum 58 ein, in dem eine radial äußere Druckfeder 60 und eine zu dieser gleichfalls koaxial verlaufende, radial innere Druckfeder 62 angeordnet sind. Die beiden koaxialen Druckfedern 60, 62 dienen zur Beeinflussung des Ansprechverhaltens der Abstufungseinrichtung 14 auf die Bewegungen des Fußbremspedals 18 und damit zur Festlegung der so genannten Ventilkennlinie des Bremswertgebers 10. Darüber hinaus bewirken die Druckfedern 60, 62 das selbsttätige Herausfedern des Druckstücks 24 nach Freigabe des Bremspedals 18 durch den Fahrer. Am unteren, druckstückfernen Kolben 56 befindet sich unterseitig ein näherungsweise hohlzylindrischer Fortsatz 64 mit einer umlaufenden Ringnut, der die axialen Bewegungen der Abstufungseinrichtung 14, welche ihrerseits von den Bewegungen des Fußbremspedals 18 herrühren, direkt auf die Ventileinheit 16 überträgt. Insoweit bildet der Fortsatz 64 des druckstückfernen Kolbens 56 das mechanische Koppelstück zwischen der Abstufungseinrichtung 14 und der darunter liegenden Ventileinheit 16. Die beiden zueinander koaxialen Kolben 54, 56 weisen jeweils eine näherungsweise topfförmige Form auf, wobei der radial innere Kolben 56 zumindest teilweise in den radial äußeren Kolben 54 eintaucht, wobei die Böden 66, 68 des äußeren Kolbens 54 und des inneren Kolbens 56 voneinander weg weisen.
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Im radial äußeren Kolben 54 ist eine erste, druckstücknahe Einstellscheibe 70 angeordnet. Die radial äußere Druckfeder 60 ist zwischen der ersten Einstellscheibe 70 und einer umlaufenden Schulter 72 im Bereich des Bodens 68 des radial inneren Kolbens 56 eingespannt. Um die Vorspannkraft der äußeren Druckfeder 60 stufenlos von außerhalb des Gehäuses einstellen zu können, steht die erste, druckstücknahe Einstellscheibe 70 im Gewindeeingriff mit einem ersten, in etwa hohlzylindrischen Vorsprung 74 einer Einstellhülse 76. Dieser Vorsprung 74 der Einstellhülse 76 steht seinerseits mittels einer geeigneten mechanischen Verbindung, wie z. B. einer Sechskantgeometrie, einer Axialverzahnung oder dergleichen mit einem unterseitig am Druckstück 24 angeformten Zapfen 80 mit korrespondierender Geometrie in Verbindung, so dass zwischen dem Druckstück 24 und der Einstellhülse 76 eine drehfeste, jedoch axial verschiebbare Kopplung gegeben ist. Um ein leichtgängiges Verdrehen des Druckstücks 24 um die Längsmittenachse 28 zu ermöglichen, verfügt das Druckstück 24 oberseitig über eine zentrische Öffnung 78 geeigneter Geometrie, in die von außen leicht zugänglich ein nicht dargestelltes Werkzeug zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist. Diese Öffnung 78 kann beispielsweise eine Querschnittsgeometrie aufweisen, die einem Sechskant entspricht, so dass Innensechskantschlüssel zum Verdrehen des Druckstücks 24 genutzt werden können.
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Wird nunmehr das Druckstück 24 um die Längsmittenachse 28 gedreht, so wird zugleich die Einstellhülse 76 in Rotation versetzt und infolge hiervon verschiebt sich die mit dem ersten Vorsprung 74 der Einstellhülse 76 im Gewindeeingriff stehende erste Einstellscheibe 70 gleichfalls in axialer Richtung, wodurch die Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder 60 stufenlos variiert werden kann. In Abhängigkeit von der Drehrichtung der Einstellhülse 76 beziehungsweise des Druckstücks 24 bewegt sich die erste Einstellscheibe 70 im radial äußeren Kolben 54 auf und ab. Um ein Mitdrehen der ersten, druckstücknahen Einstellscheibe 70 sowie des radial äußeren Kolbens 54 zu verhindern, ist der radial äußere Kolben 54 in einer erkennbaren, jedoch nicht bezeichneten Längsnut innerhalb der Zylinderführung 52 geführt, und die erste Einstellscheibe 70 ist in einer ebenfalls nicht bezeichneten, innenseitig ausgebildeten Nut im radial äußeren Kolben 54 geführt.
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Zur Einstellung eines Ansprechpunkts der radial inneren Druckfeder 62 ist ferner eine zweite, druckstückferne Einstellscheibe 82 vorhanden, die im Gewindeeingriff mit einer Bohrung 84 im Boden 68 des radial inneren Kolbens 56 ist. Zwischen einem umlaufenden, kreisringförmigen Flansch 86 der Einstellhülse 76 und einem ersten, druckstücknahen Ende 88 der radial inneren Druckfeder 62 besteht ein schmaler Abstand 90 beziehungsweise Spalt, während ein zweites, druckstückfernes Ende 92 der radial inneren Druckfeder 62 zwischenraumfrei an der zweiten, druckstückfernen Einstellscheibe 82 anliegt. Das zweite, druckstückferne Ende 92 der inneren Druckfeder 62 ist zumindest teilweise in der tiefen Bohrung 84 im Boden 68 des radial inneren Kolbens 56 geführt, wohingegen das erste, druckstücknahe Ende 88 der inneren Druckfeder 62 an einem zweiten, ungefähr hohlzylindrischen Vorsprung 94 der Einstellhülse 76 geführt ist. Die beiden, jeweils näherungsweise hohlzylindrischen Vorsprünge 74, 94 der Einstellhülse 76 sind jeweils voneinander wegweisend und beidseitig des genannten radialen Vorsprungs 86 der Einstellhülse 76 ausgebildet.
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Infolge des Abstands 90 zwischen dem Flansch 86 der Einstellhülse 76 und dem druckstücknahen Ende 88 der radial inneren Druckfeder 62 wird bei einer Betätigung des Fußbremspedals 18 die Ventileinheit 16 nicht sofort aktiviert, sondern erst nachdem sich der Flansch 86 der Einstellhülse 76 um diesen Abstand 90 in axialer Richtung in Richtung zum Inneren der Ventileinheit 16 verschoben hat.
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Um diesen Abstand 90 und damit den Eingriffspunkt der radial inneren Druckfeder 62 einstellen zu können, verfügt die zweite, druckstückferne Einstellscheibe 82 über eine zentrische Öffnung 96, in die ein von unten durch die Ventileinheit 16 führbares, nicht dargestelltes Werkzeug zum Verdrehen der zweiten, druckstückfernen Einstellscheibe 82 zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist. Diese Öffnung 96 in der druckstückfernen Einstellscheibe 82 kann eine Querschnittsgeometrie aufweisen, die einem Sechskant entspricht, so dass die Einstellung des Eingriffspunktes der radial inneren Druckfeder 62 gleichfalls mithilfe eines Innensechskantschlüssels erfolgen kann. Gegebenfalls muss für diesen Einstellvorgang der Schalldämpfer 32 demontiert werden.
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Wird die zweite, druckstückferne Einstellscheibe 82 mittels des Werkzeugs um die Längsmittenachse 28 verdreht, so bewegt sich diese druckstückferne Einstellscheibe 82, welche mit der Bohrung 84 im Gewindeeingriff ist, in axialer Richtung in der Bohrung 84 in Abhängigkeit von der Drehrichtung jeweils auf oder ab, so dass sich der Abstand 90 und damit einhergehend der Eingriffspunkt der inneren Druckfeder 62 verändert.
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Somit lässt sich bei dieser ersten Ausführungsform des Bremswertgebers 10 der maximale axiale Betätigungsweg 30 des Druckstücks 24, die Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder 60 sowie der Eingriffspunkt der radial inneren Druckfeder 62, und damit drei wesentliche Stützpunkte der Ventilkennlinie jeweils unabhängig voneinander sowie mit hoher Genauigkeit und ohne die Notwendigkeit einer vollständigen Demontage des Bremswertgebers 10 auf einfache Weise von außen einstellen. Hierdurch lässt sich unter anderem der Fertigungsprozess des Bremswertgebers 10 kostenoptimal gestalten, da eine vollautomatische Justierung der Ventilkennlinie am Ende des Fertigungsprozesses ohne die Notwendigkeit einer vorherigen Gehäusedemontage möglich ist.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines gemäß den Merkmalen der Erfindung ausgebildeten Bremswertgebers 100. Dieser Bremswertgeber 100 weist unter anderem ebenfalls ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Gehäuse 102 auf, in dem eine Abstufungseinrichtung 104 sowie eine mit dieser zusammenwirkende pneumatische Ventileinheit 106 aufgenommen sind. Mittels der Ventileinheit 106 wird Druckluft aus einem Vorratsbehälter in Abhängigkeit von der Stellung eines Fußbremspedals 108 zu dem pneumatischen Bremssystem geleitet. Die Drucklufteinleitung erfolgt hierbei über einen Anschlussstutzen 110; ein Anschlussstutzen für eine Druckluftausleitung ist bei dem gewählten Längsschnitt durch den Bremswertgeber 100 nicht erkennbar.
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Durch eine Betätigung des Fußbremspedals 108 in Richtung des Pfeils 112 wird ein Druckstück 114 mit Hilfe eines Gestänges 116 parallel zu einer Längsmittenachse 118 des Bremswertgebers 100 in Richtung zum Inneren des Gehäuses 102 verschoben, wodurch die Abstufungseinrichtung 104 sowie die Ventileinheit 106 gleichermaßen angesprochen werden. Die Abhängigkeit zwischen einem maximalen axialen Betätigungsweg 120 des Druckstücks 114 und dem von der Ventileinheit 106 letztendlich an die Bremskreise abgegebenen Bremsdrucks ist durch die Ventilkennlinie festgelegt. Unterhalb der Ventileinheit 106 befindet sich auch bei dieser Ausführungsform ein Schalldämpfer 122 zur Dämpfung von Geräuschen, die bei der Entlüftungsbetätigung der Ventileinheit 106 entstehen.
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Das Gehäuse 102 ist oberseitig mit einem Gehäusedeckel 124 verschlossen. In den Gehäusedeckel 124 ist eine Bohrung 126 mit einem Innengewinde 128 eingebracht, das mit einem Außengewinde 130 einer das Druckstück 114 koaxial umschließenden und verdrehbaren Hülse 132 im Eingriff ist. Die Hülse 132 verfügt über einen radial nach innen gerichteten ringförmigen Flansch 134, der die untere Wegbegrenzung beziehungsweise einen axialen Anschlag für das Druckstück 114 bildet. Hierdurch ist der axiale Betätigungsweg 120 des Druckstücks 114 in Richtung zu der Ventileinheit 106 begrenzt.
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An der Hülse 132 dieses Bremswertgebers 100 sind ebenfalls mindestens zwei in geeigneter Weise angeordnete Angriffsflächen 138, 140 für ein Werkzeug ausgebildet, so dass sich die Hülse 132 mit geringem Kraftaufwand und von außen bequem zugänglich um die Längsmittenachse 118 verdrehen lässt. Aufgrund der bei dieser Ausführungsform gleichfalls vorhandenen Gewindeverbindung zwischen dem Gehäusedeckel 124 und der Hülse 132 mit dem deren ringförmigen Flansch 134 bewegt sich die Hülse 132 in der Bohrung 126 auf und ab, wenn diese mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs gedreht wird. Hierdurch lässt sich der maximale axiale Betätigungsweg 120 beziehungsweise der Anschlag des Druckstücks 114 auch bei dieser Ausführungsform von außen vorteilhaft einstellen.
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Die Abstufungseinrichtung 104 ist auch bei dieser Ausführungsform in einer Zylinderführung 142 des Gehäuses 102 aufgenommen. Der konstruktive Aufbau der Abstufungseinrichtung 104 mit einem radial äußeren Kolben 144 sowie einem radial inneren Kolben 146, welche einen im Wesentlichen zylindrischen Federraum 148 zur Aufnahme der zueinander koaxialen, inneren und äußeren Druckfedern 150, 152 begrenzen, mit dem unterseitigen Fortsatz 154 am druckstückfernen Kolben 146, und mit den jeweiligen Böden 156, 158 der beiden Kolben 144, 146 folgt im Wesentlichen dem im Rahmen der 1 bereits erläuterten Aufbau, so dass an dieser Stelle auf eine eingehendere Beschreibung verzichtet werden kann.
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Auf einer Schulter 160 des Bodens 158 des radial inneren Kolbens 146 liegt eine druckstückferne Einstellscheibe 162, wobei die radial äußere Druckfeder 150 zwischen dieser Einstellscheibe 162 und dem Boden 156 des radial äußeren Kolbens 144 eingespannt ist. Die druckstückferne Einstellscheibe 162 steht mit dem radial inneren Kolben 146 in einem Gewindeeingriff, so dass sich diese Einstellscheibe 162 in Abhängigkeit von der Drehrichtung derselben im radial inneren Kolben 146 parallel zur Längsmittenachse 118 aufwärts und abwärts bewegen lässt. Hierdurch lässt sich die Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder 150 analog zu dem Bremswertgeber 10 gemäß 1 in weiten Grenzen einstellen.
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Um das Verdrehen der druckstückfernen Einstellscheibe 162 zu ermöglichen, verfügt diese über eine zentrale Öffnung 164, in die ein von unten durch die Ventileinheit 106 hindurch führbares Werkzeug zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist. Diese Öffnung 164 kann zum Beispiel eine sechseckige Querschnittsgeometrie aufweisen, so dass sich die druckstückferne Einstellscheibe 162 auf einfache Weise mittels eines Innensechskantschlüssels verdrehen lässt. Zu diesem Zweck ist es gegebenenfalls erforderlich, den Schalldämpfer 122 kurzzeitig für den Einstellprozess zu demontieren. Ein erstes, druckstückfernes Ende 166 der radial inneren Druckfeder 152 ist auf einem zentrischen, hohlzylindrischen Vorsprung 168 der druckstückfernen Einstellscheibe 162 aufgenommen und geführt.
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Um darüber hinaus die Einstellung des Eingriffspunktes der radial inneren Druckfeder 152 zu ermöglichen, ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 vorgesehen, dass die Einstellhülse 170 an ihrem druckstücknahen Ende ein Außengewinde 172 aufweist, welches mit einem Innengewinde 174 am zugewandten axialen Ende des Druckstücks 114 in Eingriff ist. Weiter ist erkennbar, dass die Einstellhülse 170 mit ihrem mittleren Abschnitt in einer zentralen Öffnung im Boden 156 des radial äußeren Kolbens 144 verdrehsicher aber axial verschiebbar aufgenommen ist. Außerdem greift die Einstellhülse 170 mittels ihres anderen axialen Endes in den Hohlraum des Grundkörpers 180 eines Einstelltopfes 178 ein. Der Einstelltopf 178 weist einen an seinen Grundkörper 180 angesetzten scheibenförmigen Flansch 182 auf, an den sich die radial innere Druckfeder 152 mit ihrem einen axialen Ende abstützt, während das andere axiale Ende der radial inneren Druckfeder 152 an der druckstückfernen Einstellscheibe 162 anliegt. Schließlich ist erkennbar, dass die radial innere Druckfeder 152 druckstücknah radial innen an der Außenseite des hohlzylindrischen Grundkörpers 180 des Einstelltopfes 178 radial und axial geführt wird.
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Die Einstellhülse 170 weist an der Außenseite ihres mittleren Abschnitts, welcher in der Öffnung im Boden 156 des radial äußeren Kolbens 144 steckt, beispielsweise eine Außensechskantgeometrie auf, die mit einer dazu korrespondierend ausgebildeten Innensechskantgeometrie in der Öffnung im Boden 156 des radial äußeren Kolbens 144 im Sinne einer Axialführung zusammenwirkt. Alternativ dazu kommt beispielsweise auch eine Axialverzahnung in Betracht.
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Das Druckstück 114 verfügt analog zur ersten Ausführungsform gemäß 1 über eine oberseitige Öffnung 184 mit einer hier sechseckigen Querschnittsgeometrie, in die ein korrespondierend ausgebildetes Werkzeug zum leichtgängigen Drehen des Druckstücks 114 zumindest bereichsweise formschlüssig von außen, ohne die Notwendigkeit der Demontage des Gehäuses 102, einbringbar ist.
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Zur Verstellung des Eingriffspunktes der radial inneren Druckfeder 152 wird das Druckstück 114 mittels des Werkzeugs gedreht, wodurch sich die Einstellhülse 170 in Abhängigkeit vom Drehsinn des Druckstücks 114 parallel zur Längsmittenachse 118 aufwärts und abwärts bewegen lässt. Hierdurch kann ein Abstand zwischen dem Flansch 182 des Einstelltopfes 178 und der druckstückfernen Einstellscheibe 162 variiert werden. Auf diese Weise kann die mechanische Vorspannung der radial inneren Druckfeder 152 beziehungsweise deren Eingriffspunkt in weiten Grenzen von außen einfach verstellt werden.
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Der leicht konische Abschnitt 176 der Einstellhülse 170 erleichtert das Einfädeln desselben in den Einstelltopf 178 bei der Montage des Bremswertgebers 100. Die Reibungskraft zwischen der radial inneren Druckfeder 152 und dem Flansch 182 des Einstelltopfes 178 ist aufgrund der der radial inneren Druckfeder 152 innewohnenden Vorspannkraft im Allgemeinen so hoch, dass ein unkontrolliertes Mitdrehen des Einstelltopfes 178 beim Einstellvorgang nicht auftritt. Zur sicheren Vermeindung des Mitdrehens des Einstelltopfes 178 beim Einstellvorgang kann die druckstückferne Unterseite des Flansches 182 des Einstelltopfes 178 auch mit einer reibwerterhöhenden Beschichtung versehenen sein.
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Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem ersten Bremswertgeber 10 gemäß 1 und dem zweiten Bremswertgeber 100 gemäß 2 liegt darin, dass die Funktion der einstückigen Einstellhülse 76 des Bremswertgebers 10 gemäß 1 bei dem Bremswertgeber 100 gemäß 2 von zwei separaten Komponenten erfüllt wird, nämlich von der hohlzylindrischen Einstellhülse 170 und dem Einstelltopf 178.
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Auch im Fall der zweiten Ausführungsform des Bremswertgebers 100 gemäß 2 ist eine unabhängige Einstellung des Betätigungsweges 120, der Vorspannkraft der radial äußeren Druckfeder 150 sowie des Eingriffspunktes der radial inneren Druckfeder 152, und damit von Parametern der Ventilkennlinie, ohne eine vorherige, aufwendige Demontage des Gehäuses 102 auf einfache Weise möglich. Hierbei sind die notwendigen drehbaren Stellorgane in Form der Hülse 132, des Druckstücks 114 sowie der Einstellscheibe 162 leicht von außen zugänglich und mit Hilfe von Standardwerkzeugen verdrehbar.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bremswertgeber
- 12
- Gehäuse
- 14
- Abstufungseinrichtung
- 16
- Ventileinheit
- 18
- Fußbremspedal
- 20
- Anschlussstutzen
- 22
- Pfeil
- 24
- Druckstück
- 26
- Gestänge
- 28
- Längsmittenachse
- 30
- Axialer Betätigungsweg des Druckstücks
- 32
- Schalldämpfer
- 34
- Gehäusedeckel
- 36
- Bohrung
- 38
- Innengewinde, Bohrung
- 40
- Außengewinde in der Hülse 42
- 42
- Hülse
- 44
- Flansch, axialer Anschlag
- 48
- Erste Angriffsfläche am Druckstück
- 50
- Zweite Angriffsfläche am Druckstück
- 52
- Zylinderführung
- 54
- Radial äußerer Kolben
- 56
- Radial innerer Kolben
- 58
- Federraum
- 60
- Radial äußere Druckfeder
- 62
- Radial innere Druckfeder
- 64
- Fortsatz des innerer Kolbens
- 66
- Boden des äußeren Kolbens
- 68
- Boden des inneren Kolbens
- 70
- Erste, druckstücknahe Einstellscheibe (im äußeren Kolben)
- 72
- Schulter am inneren Kolben
- 74
- Erster Vorsprung an der Einstellhülse 76
- 76
- Einstellhülse
- 78
- Öffnung am Druckstück (oberseitig)
- 80
- Zapfen am Druckstück (unterseitig)
- 82
- Zweite, druckstückferne Einstellscheibe (im inneren Kolben)
- 84
- Bohrung im Boden des inneren Kolbens
- 86
- Ringförmiger Flansch an der Einstellhülse
- 88
- Druckstücknahes Ende der inneren Druckfeder
- 90
- Abstand zwischen Flansch und innere Druckfeder
- 92
- Zweites, druckstückfernes Ende der inneren Druckfeder
- 94
- Zweiter Vorsprung an der Einstellhülse 76
- 96
- Öffnung (unterseitig, in der zweiten Einstellscheibe 82)
- 100
- Bremswertgeber
- 102
- Gehäuse
- 104
- Abstufungseinrichtung
- 106
- Ventileinheit
- 108
- Fußbremspedal
- 110
- Anschlussstutzen
- 112
- Pfeil
- 114
- Druckstück
- 116
- Gestänge
- 118
- Längsmittenachse
- 120
- Axialer Betätigungsweg des Druckstücks
- 122
- Schalldämpfer
- 124
- Gehäusedeckel
- 126
- Bohrung
- 128
- Innengewinde, Bohrung
- 130
- Außengewinde in der Hülse 132
- 132
- Hülse
- 134
- Flansch an der Hülse 132, axialer Anschlag
- 138
- Erste Angriffsfläche am Druckstück
- 140
- Zweite Angriffsfläche am Druckstück
- 142
- Zylinderführung
- 144
- Radial äußerer Kolben
- 146
- Radial innerer Kolben
- 148
- Federraum
- 150
- Radial äußere Druckfeder
- 152
- Radial innere Druckfeder
- 154
- Axialer Fortsatz am inneren Kolben
- 156
- Boden des äußeren Kolbens
- 158
- Boden des inneren Kolbens
- 160
- Schulter am Boden des inneren Kolbens
- 162
- Druckstückferne Einstellscheibe am inneren Kolben
- 164
- Öffnung in der druckstückfernen Einstellscheibe 162
- 166
- Erstes, druckstücknahes Ende der inneren Druckfeder
- 168
- Hohlzylindrischer Vorsprung an der Einstellscheibe 162
- 170
- Hohlzylindrische Einstellhülse
- 172
- Gewinde an der Einstellhülse 170
- 174
- Gewinde am Druckstück 114
- 176
- Konischer Abschnitt an der Einstellhülse 170
- 178
- Einstelltopf
- 180
- Grundkörper des Einstelltopfs
- 182
- Flansch am Einstelltopf
- 184
- Öffnung im Druckstück 114
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19852399 A1 [0002, 0028]
- DE 3343172 A1 [0003, 0028]