DE2236294C3 - Bremsdrucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsdrucksteuereinheit 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 Drucksteuerventils über einen Zwischenkolben kraftschlüssig mit dem Schließglied des zweiten als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerventils verbunden ist.

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

Bei der bekannten Bremsdruckstcuereinheit sind beide Drucksteuerventil als Druckbegrenzungsventil ausgebildet. Dadurch, daß beide Schließglieder der Druckbegrenzungsventile durch einen Zwischenkolben kraftschlüssig miteinander verbunden sind, führt ein Schließen des ersten Drucksteuerventils gleichzeitig zu einem Schließen des zweiten Drucksteuerventils. Auf 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 erzeugte 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 den 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 Fahrzeugautbau angeordneten Druckminderventilen unzulässig hohe Kräfte auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt wurden, wodurch das Fahrverhalten sich nachteilig ändern würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsdrucksteuereinheit der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie für beide Bremskroise oberhalb des Umschaltpunktes eine Druckminderung ergibt. Dabei soll die Betätigungskraft nicht höher sein als diejenige eines einfachen Druckminderventils. Weiterhin soll die erfindungsgemäße Bremsdrucksteucreinheit 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 nachgeschalteten Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist und mil dem das Schließglied oberhalb des Umschaltpunktes in die Schließstellung bewegbar ist;

b) das Schließglied des ersten, als Druckminderventil ausgebildeten Drucksteuerventils gegensinnig zum Schließglied des zweiten, als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerventils 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. daf. beide Bremskreise arbeiten, in der Wirkung ein Druckminderventil, da durch die Übertragung des geregelten Druckes vor der 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.

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

F i g. 1 einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Bremsdrucksteuereinheit narh der Erfindung,

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

In einem Gehäuse 1 ist eine mehrfach abgestufte durchgehende Bohrung 2 vorgesehen, die s,ch in Übereinstimmung mit ihren Abstufungen in Bohrungsabschnitte -4. ß. C und D unterteilt. Der erste Bohrungsabschnitt A hat dabei einen geringeren Durchmesser als der nächstfolgende Bohrungsabscliniti B. In den Bohrungsabschnitten A und B ist ein Stufenkolben 3 <S5 axial beweglich angeordnet. Der Stufenkolben 3 ist mittels Dichtungen 4 und 5 gegen die Bohrungsabschnitte A und B abgedichtet. Dadurch entsteht /wischen den Dichtungen 4 und 5 im Bohrungsabschnitt ß ein Druckraum 6, in den ein Anschluß 7 mündet. An diesen Anschluß 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 Druckraum 6 auch Verbindung mit einem Druckraum 10 vor dem Stufenkolben 3. Vom Druckraum 10 führt ein Auslaß 11 zu den nicht dargestellten Radzylindern einer Hinterradbremse (mit Rz\ gekennzeichnet).

In dem Druckmitteldurchlaß 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 herausragenden Stößel 15.

Im Bohrungsabschnitt C befindet sich ein gegen die Bohrungswandung mittels zwei Dich-.ungen 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 3. Als Steuerkraft Q kann natürlich auch eine von einer Feder aufgebrachte, konstante Kraft Q wirken. Dadurch wird dieser in Ruhelage gegen den Zwischenkolben 18 verschoben. Durch den Stößel 15 des Schließgliedes 12 wird dabei das Schließglied 12 in Offenstellung gehalten, so daß ein ungehinderter Druckmitteldurchfluß durch den Druckmitteldurchlaß 9 gegeben ist.

Der bisher beschriebene Teil der Bremsdruckstcuercinheit wirkt wie folgt. Druckmittel gelangt über den Anschluß 7 in den Druckraum 6 und von dort durch die Bohrung 8 und den Druckmittcldurehlaß 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 C? und die auf die Ringfläche zwischen den Dichtungen 4 und 5 wirkende Druckkraft 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 dazu, daß der Druck am Auslaß der Bremsdrucksteuereinheit entsprechend des Verhältnisses der Querschnittsfläche des Bohrungsahschnittes B zur Differen/fläche /wischen Bohrungsabschnitt Sund 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 Bremsdrucksteuereinheit näher beschrieben. Das Druckbegrenzungsventil 21 besteht aus einem Gehäuse 22, welches in den Bohrungsabschnitt D fest eingeschraubt ist. Das Gehäuse 22 hat einen koaxialen Druckmitteldurchlaß T3. in dem in gleicher Weise wie bei dem Stufenkolben 3 ein Schließglied 24 vorgesehen ist, welches von einer Feder 25 gegen einen Ventilsitz 26 gehalten wird. Analog zum Schließglied 12 des Stufenkolbens 3 hat auch dieses Schließglied 24 einen Stößel 27. Der koaxiale Druckmitteldurchlaß 23 hat außenseitig einen Anschluß 28 für einen weiteren Arbeitskreis des Hauptzylinders. Zwischen dem Zwischenkolben 18 und dem Gehäuse 22 des Druckbegrenzungsventil 21 entsteht ein Druckraum 29, von dem ein Anschluß 30 zu dem nicht darge-

stellten Radzylinder einer weiteren Fahrzeugbremse führt (Rz II).

Nunmehr sei die yremsdrucksteuereinheit als Ganzes in ihrer Funktionsweise beschrieben. Zunächst sei dabei der Fall betrachtet, daß beide Bremskreise funktionstüchtig 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 Schließgheder 12 und 24 in eine solche Stellung, daß die Druckmittcldurchlässe 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 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 Schließglied 24 schließt. Bei weiterer Druckerhöhung bewegt sich der Stufenkolben 3 weiter gegen die Steuerkraft Q. so daß auch sein Schließglied 12 schließt. Über den Auslaß U 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 Zwischenkolben 18 bewegt sich in diesem Falle gegen das Druckbegrenzungsventil 21. Dadurch kann die Bremsdrucksteucreinheit 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 dem Anschluß 7 zugeordneten Bremskreises Bedeutung. 1st die Fläche des Zwischenkolbens 18 genauso groß wie die Querschnittsfläche des Bohrungsabschnittes A, so erfolgt die Druckbegrenzung genau an dem Umschaltpunkt des Schließgliedes 12 des Stufenkolbens 3, der bei Funktionieren des dem Stufenkolben 3 zugeordneten Bremskreises eintreten würde.

1st 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 Umschaltpunkt zugeordneten Druck. Dadurch kann der Abschaltdruck der Bremscharakteristik des Fahrzeugs angepaßt werden.

Ls ist auch möglich, den Zwischenkolben 18 geteilt auszuführen und zwischen den beiden Teilen des Zwischcnkolbens 18 einen Druckraum vorzusehen. Dadurch ist es möglich, den Bremskraftregler in zwei separate Teile aufzuteilen und die Druckräume zwischen den beiden Hälften des Zwischenkolbens 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. Statt des Zwischenkolbens 18 ist eine Membran 42 vorgesehen, welche fest in dem Reglergehäuse 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 Bremskraftreglers äußerst gering ist.

Es ist auch denkbar, auf den Stufenkolben 3 der Drucksteuereinheit zu verzichten und stattdessen einen auf beliebige Weise geregelten Druck in den Druckraum 10 vor den Zwischenkolben 18 einzuleiten. Der Zwischenkolben 18 sorgt dann in Verbindung mit dem Druckbegrenzungsventil 21 dafür, daß sich im Raum 29 hinter dem Zwischenkolben stets gleicher Druck aufbaut, unabhängig davon, wie hoch der Druck am Anschluß 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, 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 Drucksteuerventils über einen Zwischenkolben kraftschlüssig mit dem Schließglied des zweiten, als Druckbegrenzungsventil ausgebildeten Drucksteuerventils 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 Fläche vom Druck der Druckmittelquelle und dessen größere Fläche entgegen der Steuerkraft von dem den nachgeschalteten Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist und mit dem das Schließglied (12) oberhalb des Umschaltpunktes in die Schließstellung bewegbar ist;

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

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

2. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließglieder (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 eintm Druckraum (6) zwischen den Dichtungen (4, 5) des otufei.kolbens (3) und über einen zweiten Anschluß (28) einem Druckraum (29) zwischen den Zwischenkolben (18) und dem Druckbegrenzungsventil (21) zugeführt wird.

4. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenkol'uen (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. Bremsdrucksteuereinheit 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. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1 oder

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