DE2236294B2 - Bremsdrucksteuereinheit fuer eine hydraulische fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsdruck-Steuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der die Bremsen an den Fahrzeughinterrädern von zwei getrennten Bremskreisen beaufschlagt sind. welche Steuereinheit von zwei koaxial hintereinander angeordneten, jeweils die Druckmittelverbindung zwischen einer Druckmittelquelle und den Radbremszylindern eines Kreises steuernden Drucksteuerventilen gebildet ist, wobei auf das erste Drucksteuerventil in Öffnungsrichtung eine von außen eingeleitete Steuerkraft einwirkt und wobei ferner das Schließglied des ersten Drucksteuerventi'.s über einen Zwischenkolben kraftschlüssig mit dem Schließglied des zweiten als Druck begrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerveniik verbunden ist.

Eine solche Bremsdrucksteuereinheit ist durch die GB-PS 12 81 471 bekannt.

Bei der bekannten Bremsdrucksteuereinheit sind bei de Drucksteuerventile als Druckbegrenzungsventil ausgebildet. Dadurch, daß beide Schließglicder der Druck begrenzungsventile durch einen Zwischenkolben kraltschlüssig miteinander verbunden sind, führt ein Schließen des ersten Drucksteuerventils gleichzeitig zu einem Schließen des zweiten Drucksteuerventils. Aul diese Weise wird die Druckmittelzufuhr zu beiden Bremsen der Hinterräder unterbrochen, so daß der Bremsdruck an den Hinterrädern oberhalb eines sogenannten Schaltdruckes konstant bleibt.

Um eine den physikalischen Gegebenheiten besser entsprechende Bremskraftverteilung zu erhalten, werden lastabhängige Druckminderventile verwendet. Ein solches Druckminderventil ist beispielsweise durch die DT-OS 16 55 390 bekannt. Das Grundprinzip der Druckminderventile dieser Bauart besteht darin, daß im Falle der Druckminderung der vom Hauptzylinder er zeugte Druck auf die kleinere Fläche eines Stufenkolbens wirkt und über die größere Fläche zu den Bremszylindern weitergegeben wird. Um bei Bremsdrücken die noch nicht zu einem Blockieren der Räder führen können, keine Druckminderung herbeizuführen, hat der Stufenkolben einen von einem Schließglied gesteuerten Druckmitteldurchlaß, durch den das Druckmittel ungehindert vom Einlaß zum Auslaß gelangen kann, solange dieses Schließglied der. Weg freigibt. Das Ventil selbst arbeitet in Abhängigkeit von der Achslast. Es sperrt den ungehinderten Durchlaß, wenn der Bremsdruck einen vorgegebenen, von der jeweiligen Achslast abhängigen Druck erreicht hat. Man spricht hierbei vom sogenannten Umschaltpunkt. Nach Erreichen des Umschaltpunktes steigt der Bremsdruck an den dem Druckminderventil zugeordneten Bremsen im Verhältnis zu den übrigen Bremsen nur noch im Verhältnis der Flächen des Stufenkolbens.

Wenn die Bremsen an den Fahrzeughinterrädern von zwei verschiedenen Bremskreisen beaufschlagt werden, muß für jeden Bremskreis ein Druckminderventil vorgesehen werden. Das hat aber den Nachteil, daß von den zwischen Fahrzeugachse und Fahrzeugaufbau angeordneten Druckminderventilen unzulässig hohe Kräfte auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt wurden, wodurch das Fahrverhalten sich nachteilig ändern würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde-, cmc Bremsdrucksteuereinheit der eingangs genannten An jo auszubilden, daß sie für beide Bremskreise oberhalb <Jes Umschaltpunktes eine Druckminderung ergibt. Dabei soll die Betätigungskraft nicht höher sein als diejc (ige eines einfachen Druckminderventils. Weiterhin «oll die erfindungsgemäße Bremsdrucksteuereinheit im Aufbau möglichst einfach und damit billig sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) das erste Drucksteuerventil als Druckminderventil ausgebildet ist, das in an sich bekannter Weise einen axial verschiebbaren Stufenkolben aufweist, auf den die Steuerkraft einwirkt und dessen kleinere Fläche vom Druck der Druckmittelquelle und dessen größere Fläche entgegen der Steuerkraft von dem den nachgeschalteien Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist und mit dem das Schließglied oberhalb des Umschaltpunktes in die Schließstellung bewegbar ist;

b) das Schließglied des eisten, als Druckminderventil ausgebildeten Drucksteuerventils gegensinnig /um Schließglied des zweiten, als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerventil schließt:

c) die beiden Stirnflächen des Zwischenkolbens vom jeweiligen Ausgangsdruck der beiden Drucksteuerventile beaufschlagt sind.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird aus dem Druckbegrenzungsventil für den Fall, daß beide Bremskreise arbeiten, in der Wirkung ein Druckminderventil. da durch die Übertragung des geregelten Druckes voider größeren Kolbenfläche des Stufenkolbens auf das Schließglied des Druckbegrenzungsventils auch in dem dem Druckbegrenzungsventil zugeordneten Bremskreis der Druck geregelt wird.

Die Zahl der zu regelnden Bremskreise kann ohne Erhöhung der Betätigungskräfte erhöht werden. Sie kann in üblicher Weise entweder lastabhängig arbeiten oder über eine Feder mit konstanter Kraft beaufschlagt werden und damit druckabhängig sein. _4C

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Bremsdrucksteuereinheit nach der Erfindung.

F i g. 2 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eier Bremsdrucksteuereinheit nach der Erfindung.

In einem Gehäuse 1 ist eine mehrfach abgestufte durchgehende Bohrung 2 vorgesehen, die sich in Übereinstimmung mit ihren Abstufungen in Bohrungsabschnitie A, B. C und D unterteilt. Der erste Bohrungsabschnitt A hat dabei einen geringeren Durchmesser als der nächstfolgende Bohrungsabschnitt B. In den Bohrungsabschnitten A und B ist ein Stufenkolben 3 axial beweglich angeordnet. Der Stufenkolben 3 ist mittels Dichtungen 4 und 5 gegen die Bohrungsabschnitte A und B abgedichtet. Dadurch entsteht zwischen den Dichtungen 4 und 5 im Bohrungsabschnitt B ein Druck raum (>, in den ein Anschluß 7 mündet. An diesen An- bo schluß 7 wird ein Bremskreis des nicht dargestellten Hauptzylinders angeschlossen. Durch eine radiale Bohrung 8 und einen koaxialen Druckmitteldurchlaß 9 im Inneren des Stufenkolbens 3 hat der Driickraum 6 auch Verbindung mit einem Druckraum 10 vor dem .Stufen- 0·, kolben 3. Vom Druckraum 10 führt ein Auslaß 11 /11 den nicht dargestellten R.ulzylindern einer Hinterrad bremse (mit Rz I gekennzeichnet).

In dem Druekmkteldurchlaß 9 befindet sich ein .Schließglied 12. welches durch eine Feder 13 gegen einen Ventilsitz 14 gehalten wird. Das Schließglied 12 hat einen aus dem Stufenkolben 3 herausrageuden Stößel 15.

Im Bohrungsabschnitt C befindet sich ein gegen die Bohrungswandung mittels zwei Dichtungen 16 und 17 abgedichteter Zwischenkolben 18. Zwischen den Dichtungen 16 und 17 befindet sich ein Ringraum 19, der über eine Verbindung 20 mit Atmosphärendruck beaufschlagt ist. Diese Maßnahme dient dazu, eine echte Zweikreisigkeit herzustellen, d. h. im Falle eines Versagens einer der Dichtungen 16 oder 17 soll Druck zur Atmosphäre hin entweichen können, so daß der Fehler sofort bemerkbar ist.

Im letzten Bohrungsabschnitt D ist ein Druckbegrenzungsventil 21 vorgesehen. Dieses Druckbegrenzungsventil 21 wird in einem nachfolgenden Teil der Beschreibung noch näher beschrieben.

Die von der Achslast abhängige Steuerkraft Q wirkt über einen nicht dargestellten Hebelmechanismus in Pfeilrichtung unmittelbar auf den Stufenkolben >. Als Steuerkraft ζ) kann natürlich auch eine von einer Feder aufgebrachte, konstante Kraft ζ) wirken. Dadurch wird dieser in Ruheluge gegen den Zwischenkolben 18 verschoben. Durch den Stößel 15 des Schließgliedes 12 wird dabei das Schließglied 12 in Offcnstellung gehalten, so daß ein ungehinderter Druckmiitcldurchfluß durch den Druckmitteldurchlaß 9 gegeben ist.

Der bisher beschriebene Teil der Bremsdrucksteuereinheit wirkt wie folgt. Druckmittel gelangt über den Anschluß 7 in den Druckraum 6 und von dort durch die Bohrung 8 und den Druckmitteldurchlaß 9 in den Druckraum 10 vor dem Stufenkolben 3. Von dort gelangt es über den Auslaß 11 zu den Radzylindern einer Hinterradbremse. Wird der Druck vom Hauptzylinder aus erhöht, so wird der im Druckraum 10 auf den Stufenkolben 3 wirkende Druck bei einem vorgegebenen Wert so stark, daß die daraus resultierende Kraft die Steuerkraft Q und die auf die Ringfläche zwischen den Dichtungen 4 und 5 wirkende Druckkrall übersteigt. Der Stufenkolben 3 verschiebt sich dann in Richtung auf die Steuerkraft Q hin. Das Schließglied 12 verschließt dabei den Druckmitteldurchlaß 9. Eine weitere Druckerhöhung im Hauptzylinder führt da/u, daß der Druck am Auslaß der Bremsdrucksteuereinheii entsprechend des Verhältnisses der Querschnittsfläche des Bohrungsabschnittes B zur Differenzflache zwischen Bohrungsabschnitt flund A zunimmt.

Die Funktionsweise des bisher beschriebenen Teils der Bremsdrucksteuereinheit entspricht mithin genau der des eingangs beschriebenen durch die DT-OS 16 55 390 bekannten Reglers.

Nunmehr seien die übrigen Teile der Bremsdruck-Steuereinheit näher beschrieben. Das Druckbegrenzungsventil 21 besteht ai.s einem Gehäuse 22, welches in den Bohrungsabscimitt D fest eingeschraubt ist. Das Gehäuse 22 hat einen koaxialen Druckmitteldurchlaß 23, in dem in gleicher Weise wie bei dem Stufenkolben 3 ein Schließglied 24 \orgesehen ist, welches von einer Feder 25 gegen einen Ventilsitz 26 gehalten wird. Analog zum Schlieüglicd 12 des Stufenkolben 3 hat auch dieses Schlicßglied 24 einen Stößel 27. Der koaxiale Druckmitteldurchlaß 23 hat außenseitig einen Anschluß 28 für einen weiteren Arbeitskreis des Hauptzylinders, /wischen dem /wischcnkolben 18 und dem Gehäuse 22 des Druckbi grcnzungsventils 21 entsteht ein Druckraum 29, von dem ein Anschluß 30 zu dem nicht darge-

stellten Radzylinder einer weiteren Fahrzeugbremse führt (WzII).

Nunmehr sei die Bremsdrucksteuereinheit >ils C >;tη■ /es in ihrer Funktionsweise beschrieben. Zunächst sei dabei der Fall betrachtet, daß beide Bremskreise tunk- s tionstüchtig sind. Durch die auf den Stufenkolben 3 wirkende Steuerkraft Q wird der Stufenkolben 3 und auch der Zwischenkolben 18 zum Druckbegrenzungsventil 21 hin auf Anschlag gehalten. Durch die Stößel 15 und 27 gelangen die Schließglieder 12 und 24 in eine solche ;u Stellung, daß die Druckmitteldurchlässc 9 und 23 freigegeben sind. Das Druckmittel kann somit für beide Bremskreise ungehindert von dem Anschluß 7 bzw. dem Anschluß 28 zu den Auslassen 11 bzw. 30 gelangen. Bei einem bestimmten Druck, dem sogenannten ;s Umschaltdruck, bewegt sich, wie schon erläutert, der Stufenkolben 3 nach links gegen die Kraft der Steuerkraft Q. Da im gleichen Moment der Druck im Druckraum 29 überwiegen würde, folgt der Zwischenkolben 18 zunächst dem Stufenkolben 3, bis das Schlicßglied 24 <a schließt. Bei weiterer Druckerhöhung bewegt sich der Stufenkolben 3 weiter gegen die Steuerkraft Q. so daß auch sein Schließglied 12 schließt. Über den Auslaß 11 wird dann den Bremszylindern ein reduzierter Bremsdruck zugeführt. Der Zwischenkolben 18 sorgt dafür, daß im Druckraum 29 stets gleicher Druck herrscht wie im Druckraum 10; dadurch stellt sich am Auslaß 11 stets der gleiche Druck ein wie am Auslaß 30.

Der Fall, daß nur der an den Anschluß 7 angeschlossene Bremskreis arbeitet, ist im Grunde bereits zu Anfang beschrieben worden. Der Zwischcnkolbcn 18 bewegt sich in diesem Falle gegen das Druckbegrenzungsventil 21. Dadurch kann die Bremsdrueksteucreinheit für den noch funktionierenden Bremskreis in üblicher Weise als Druckminderventil arbeiten.

Fällt umgekehrt der dem dem Anschluß 7 zugeordnete Bremskreis aus,, so wirkt das Druckbegrenzungsventil 21 als echter Druckbegrenzer. Bei einem bestimmten Druck verschiebt sich der Zwischenkolben 18 mit dem Stufenkolben 3 gegen die Steuerkraft Q nach links, so daß das Schließglied 24 den Druckmitteldurchlaß 23 versperrt und keine weitere Druckmittelzufuhr zu den Radzylindern möglich ist. Die Wahl des Durchmessers des Zwischenkolbens 18 hat bei Ausfall des i^:.i! Anschluß 7 zugeordneten Bremskreises Bedenlung. Is! die Flache des Zwischenkolbens 18 genaust! •jiiili wie die Quersehnitlsflache des Bohrungsabsehnilies Λ. so erfolgt die Druckbegrenzung genau an dem I Imschaltpunkt des Sehlicßgliedes 12 des Stufenkolben 3. der bei Funktionieren des dem Stufenkolben 3 zugeordneten Bremskreises eintreten würde.

Ist der Durchmesser des Zwischenkolbens 18 kleiner als der Durchmesser des Bohrungsabschnittes A so erfolgt bei Ausfall des dem Anschluß 7 zugeordneten Bremskreises die Druckbegrenzung erst bei einem höheren Druck als der dem Umschaltpunkl zugeordneten Druck. Dadurch kann der Abschaltdruck der Bremscharakteristik des Fahrzeugs angepaßt weiden.

Fs isi auch möglich, den Zwischenkolben 18 geteilt auszuführen und zwischen den beiden Teilen des Zwisehenkolbcns 18 einen Dnickraum vorzusehen. Dadurch ist es möglich, den Bremskraftregler in zwei separate Teile aufzuteilen und die Druckräumc zwischen den beiden Hälften des Zwischenkolbcns 18 miteinander zu verbinden. Auf diese Weise können auch beliebig viele als Bremskraftregler arbeitende Druckbegrenzer an den Druckraum zwischen den beiden Teilen des Zwischenkolbens 18 angeschlossen werden.

Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht in seiner Funktion genau dem nach F i g. 1. Sinti des Zwischenkolbens 18 ist eine Membran 42 vorgesehen, welche fest in dem Rcglergehäusc 1 eingespannt ist. Die Membran 42 hat in ihrer Mitte ein Betätigungsstück 43, mit dem sie die Stößel 27 und 15 bewegt. Gleiche Drücke in beiden Bremskreisen werden durch die Elastizität der Membran 42 erzielt. Auf Grund der zum Fortfall kommenden Reibung der Dichtungen die Hysterese des Bremskraftregler äußerst gering ist.

Es ist auch denkbar, auf den Stufenkolben 3 dei Drucksteuereinheit zu verzichten und stattdessen einer auf beliebige Weise geregelten Druck in den Druck raum 10 vor den Zwischenkolben 18 einzuleiten. Dei Zwischcnkolben 18 sorgt dann in Verbindung mit den Druckbegrenzungsventil 21 dafür, daß sich im Raum 2^C hinter dem Zwischenkolben stets gleicher Druck auf baut, unabhängig davon, wie hoch der Druck am An schluß 28 ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Bremsdrucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der die Bremsen an den Fahrzeughinterrädern von zwei getrennten Bremskreisen beaufschlagt sind, weiche Steuereinheit von zwei koaxial hintereinander angeordneten, jeweils die Druckmittelverbindung zwischen einer Druckmittelquelle und den Radbremszylindern eines Kreises steuernden Drucksteuerventilen gebildet ist, wobei auf das erste Drucksteuerventil in Öffnungsrichtung eine von außen eingeleitete Steuerkraft einwirkt und wobei ferner das Schließglied des ersten Drucksteuerventils über einen Zwischenkolben kraftschlüssig mit dem Schließglied des zweiten, als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerveutils verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das erste Drucksteuerventil als Druckminderventil ausgebildet ist, das in an sich bekannter Weise einen axial verschiebbaren Stufenkolben (3) aufweist, auf den die Steuerkraft einwirkt und dessen kleinere Flache vom Druck der Druckmittelquelle und dessen größere Fläche entgegen der Steuerkraft von dem den nachgeschalteten Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist und mit dem das Schiießglicd (12) oberhalb des Umschaltpunktes in die Schließstellung bewegbar ist;

b) das Schließglied (12) des ersten, als Druckminderventil ausgebildeten Drucksteuerventils gegensinnig zum Schließglied (24) des zweiten, als Druckbegrenzungsventil (21) ausgebildeten Drucksteuerventils schließt;

c) die beiden Stirnflächen des Zwischenkolbens (18) vom jeweiligen Ausgangsdruck der beiden Drucksteuerventile beaufschlagt sind.

2. Brcmsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließgliedcr (12, 24) mit einem gegen den Zwischenkolben (18) gerichteten Stößel (15. 27) versehen sind.

3. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel der Bremsdrucksteuereinheit über einen ersten Anschluß (7) zu einem Druckraum (6) zwischen den Dichtungen (4, 5) des Stufenkolben;» (3) und über einen zweiten Anschluß (28) einem Druckraum (29) zwischen den Zwischenkolbcn (18) und dem Druckbegrenzungsvenül (21) zugeführt wird.

4. Brcmsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (18) zwei Dichtungen (16. 17) hat und der entstehende Ringraum (19) zwischen den Dichtungen (17. 18) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.

5. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zwischenkolbens (18) gleich dem kleineren Durchmesser des Stufenkolbens (3) ist.

6. Brcmsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Zwischenkolbens (18) kleiner als der kleinere Durchmesser des Stufenkolbens (3) ist.

7. Brcmsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder

einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkolben (18) eine gehäusefest eingespannte Membran (42) ist.