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Drucksteuereinheit mit einem Druckrückhalteventil für ein Kraft
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fahrzeugbremssystem Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinheit
mit einem Druckrückhalteventil für ein Kraftfahrzeugbremssystem, welches eine Einlaß-und
eine Auslaßkammer aufweist, die durch eine von einem Ventilglied verschließbare
Verbindung und ein in Richtung auf die Auslaßkammer sperrendes Rückschlagventil
miteinander verbunden sind, wobei das Ventilglied eine vom Druck der Einlaßkammer
in Öffnungsrichtung beaufschlagte Fläche hat, die größer als eine vom Druck der
Auslaßkammer in Schließrichtung beaufschlagte Fläche ist und von einer Feder in
Schließrichtung vorgespannt ist. Eine solche Drucksteuereinheit ist durch die DD-AS
15 05 376 bekannt.
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Diese bekannte Drucksteuereinheit ist für ein Bremssystem vorgesehen,
bei dem die Räder einer Achse mit Scheibenbremsen und die Räder der anderen Achse
mit Trommelbremsen ausgerüstet sind. Bei einem solchen Bremssystem ist es erforderlich,
daß bei einem beginnenden Bremsdruckaufbau zunächst nur die Trommelbremsen mit Druckmittel
versorgt werden, weil diese wegen ihrer starken Rückstellfedern erst ab einem bestimmten
Druckniveau wirksam werden, wohingegen die Scheibenbremsen sofort ansprechen. Durch
die Verzögerung der Druckaittelversorgung der Scheibenbremsen wird ein gleichzeitiges
Ansprechen aller Radbremsen
erreicht, wobei ab Erreichen des Ansprechdruckes
der Trommelbremsen der auf die Scheibenbremsen wirksame Druck über einen bestimmten
Druckbereich langsam dem Hauptbremszylinderdruck angeglichen wird.
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Solche Drucksteuereinheiten sind aber auch von Bedeutung für Kraftfahrzeugbremssysteme
mit gleichen Bremsen an allen Achsen, bei denen der Bremsdruckaufbau an einer Achse
erst beginnen soll, wenn an der anderen Achse ein bestimmter Bremsdruck erreicht
ist. Es ist zum Beispiel bei Kraftfahrzeugen mit Anhänger erforderlich, daß die
Bremswirkung nicht gleichzeitig einsetzt. Diese Drucksteuereinheiten dienen also
unabhängig vom Bremssystem prinzipiell zur Erzielung eines bestimmten unterschiedlichen
Druckaufbaus im unteren Druckbereich.Die Problematik braucht deshalb nur an dem
durch die DT-AS 15 05 376 bekannten Bremssystem erläutert zu werden, ohne daß die
Anwendung der Drucksteuereinheiten auf solche Bremssysteme beschränkt ist.
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Bei Zweikreisbremssystemen wird nun in verstärktem Naß dazu übergegangen,
die Bremsreisaufteilung derart zu gestalten, daß an jedem Bremskreis jeweils mindestens
ein Rad beider Achsen angeschlossen ist.
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Dabei ist es erforderlich, daß in jedem Bremskreis eine solche Drucksteuereinheit
eingeschaltet wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Druckbeeinflussung in
den beiden Bremskreisen nicht genau übereinstimmt, weil solche Drucksteuereinheiten
z.B. aufgrund von Fertigungstoleranzen eine gewisse Abweichung vom vorgesehenen
Druckverlauf ergeben. Dies hätte an sich keine Bedeutung, wenn die Abweichung für
alle Radbremsen des Bremssystems gleich groß wäre, was aber nur durch eine unwirtschaftliche
Sortierung erreicht werden könnte. Aber auch dann wäre ein übereinstimmender Druckverlauf
nicht über einen
längeren Zeitraum gewährleistet, weil infolge von
Alterungserscheinungen der Druckverlauf im Laufe der Zeit gewissen Änderungen unterliegt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drucksteuereinheit der eingangs
genannten Art für eine Zweikreisbremsanlage mit Druckbeeinflussung in beiden Bremskreisen
zu schaffen, bei welcher der Druckverlauf in beiden Bremskreisen stets genau übereinstimmt
und die möglichst einfach und billig in der Herstellung ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zweites
gleichartiges Druckrückhalteventil vorgesehen ist, und daß die Ventilglieder der
beiden Druckruckhalteventile von der einzigen Feder mit gleicher Kraft in Schließrichtung
vorgespannt sind. Damit wird erreicht, daß auf beide Ventilglieder stets die gleiche,
den Druckverlauf beeinflussende Kraft wirkt. Fertigungstoleranzen und Alterserscheinungen
der Feder wirken sich dabei stets in gleicher Weise auf beide Ventilglieder aus,
so daß dadurch eine gleichartige Änderung des Druckverlaufs in beiden Bremskreisen
erfolgt.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß die beiden
Druckrückhalteventile koaxial angeordnet sind, wobei die Ventilglieder in ihrer
jeweiligen Schließrichtung voneinander weg und in Öffnungsnrichtung aufeinander
zu bewegbar sind, und daß die Feder zwischen den Ventilgliedern abgestützt ist.
Es wird damit eine besonders einfache und kompakte Bauweise erreicht. Ein Umlenken
des Kraftflusses der Feder ist nicht erforderlich.
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Zur Füllung des Bremssystems mit Druckmittel wird bei modernen Füllanlagen
der Vorratsbehälter leicht unter Druck gesetzt. Da wegen der
Festigkeit
des Vorratsbehälters der Fülldruck jedoch nicht so groß gewählt werden kann, daß
die Druckrückhalteventile öffnen, ist eine Möglichkeit zur manuellen Öffnung der
Druckrückhalteventile wünschenswert, damit solche modernen Füllanlagen verwendet
werden können. Dazu ist bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das
Ventilglied des zweiten Druckrückhalteventils in einem im Gehäuse beweglichen Teil
angeordnet ist, und daß das erste Ventilglied über einen aus dem Gehäuse ragenden
Stößel mechanisch in Öffnungsrichtung bewegbar ist, wodurch das Teil verschiebbar
und das zweite Ventilglied durch Abstützung am Gehäuse aufstoßbar ist. Damit ist
eine besonders einfache Möglichkeit geschaffen worden, beide Druckrückhalteventile
durch eine einzige manuelle Betätigung in nur einer Richtung zu öffnen, obwohl die
Öffnungsrichtungen der beiden Ventilglieder gegensinnig sind. Durch diese Weiterbildung
ist es möglich, beide Bremskreise gleichzeitig zu füllen, wobei der erforderliche
Aufwand zum Öffnen der Druckrückhalteventile am denkbar geringsten ist.
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Es ist vorgesehen, daß das bewegliche Teil ein in einer zum ersten
Druckrückhalteventil koaxialen Bohrung angeordneter Kolben ist, dessen dem ersten
Druckrückhalteventil abgewandte Seite eine zweite Einlaßkammer begrenzt, in die
ein auf einem Boden der Bohrung abstützbarer Fortsatz des zweiten Ventilgliedes
ragt, und daß eine zweite Auslaßkammer im Inneren des Kolbens ausgebildet und über
radiale Kanäle mit einem Auslaßanschluß ständig verbunden ist, und daß von einer
dem ersten Druckrückhalteventil zugewandten Seite des Kolbens ein druckloser Federraum
begrenzt ist, in dem der Kolben am Gehäuse abgestützt ist und indem die Feder am
Kolben gefesselt angeordnet ist und beide Ventilglieder dichtend verschiebbar in
den Federraum geführt und an der Feder abgestützt sind, wobei das Ventilglied des
ersten
Druckrückhalteventils nach Komprimierung der Feder am Kolben
abstützbar ist, und daß ein Fortsatz vom Ventilglied des ersten DruckversSgerungsventils
in die erste Einlaßkammer ragt und an einem dichtend in die erste Einlaßkammer geführten
Stößel abstützbar ist, wobei der Stößel gleichzeitig aus dem Gehäuse ragt und durch
mechanisch aufgebrachte Kraft koaxial zu den Druckrückhalteventilen in die erste
Einlaßkammer verschiebbar ist. Damit wird der Kolben auf besonders einfache Weise
vom Bremsdruck in Arbeitsstellung gehalten. Während des PEllvorggnges ist er Jedoch
entgegen des geringen Fülldruckes noch leicht verschiebbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist zur Fesselung der Feder
ein starrer, fest mit dem Kolben verbundener Federhut vorgesehen, der eine dem ersten
Druckruckhalteventil zugewandte Öffnung hat und daß die Feder innerhalb des Federhutes
zwischen zwei Federtellern angeordnet ist, wobei das Ventilglied des ersten Druckrückhalteventils
mit einem Fortsatz durch die Öffnung ragt, der am ihm zugewandten Federteller abgestützt
ist, und daß das Tentilglied bei vollständiger Yerschiebung des Fortsatzes in die
Öffnung durch einen Anschlag am Federhut abgestützt ist, und daß das Ventilglied
des zweiten Druckverzögerungsventile in seiner Öffnungsrichtung in Jeder Stellung
nur am anderen Federteller abgestützt ist, wobei in Schließstellung des zweiten
Druckruckhalteventils die Lange des Kolbens einschließlich des Federhutes und des
in die zweite Einlaßkammer vorstehenden Fortsatzes des Ventilgliedes geringfügig
kleiner als die Länge bemessen ist, und daß in der zweiten Einlaßkammer eine am
Kolben und am Boden der Bohrung abgestützte Rückstellfeder angeordnet ist. Diese
Ausführung ist besonders kostengünstig sowohl im Hinblick auf die Montage als auch
wegen der relativ geringen Fertigungsgenauigkeit, die z.Bv * der Bohrung
bei
der Bemessung des Federhutes und des Fortsatzes des Ventilgliedes erreicht werden
muß. Dabei befindet sich der Kolben aufgrund der Wirkung der Rückstellfeder stets
in einer definierten Position.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den übrigen Unteransprüchen
gekennzeichnet. Deren Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und
der Zeichnung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine besonders kompakte und
einfach ausgebildete Drucksteuereinheit.
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In einem Gehäuse 1 ist eine erste Einlaßkammer 2 und eine erste Auslaßkammer
5 ausgebildet. Die Einlaßkammer 2 steht dabei über einen Druckmittelanschluß 4 mit
einem Kreis eines nicht dargestellten llauptzylinders in Verbindung. Die Auslaßkammer
3 ist über einen Anschluß 5 mit nicht dargestellten Radbremszylindern verbunden.
In der Auslaßkammer 3 ist ein Ventilglied 6 angeordnet, welches aus einem Kolben
7 besteht, an welchem ein Ventilteller 8 befestigt ist, der aus einem Stützteller
und einem Ventilelement besteht. Durch den Ventilteller 8 in den Einlaßraum 2 ragt
ein Fortsatz 9. Eine Verbindung 10 zwischen der Einlaßkammer 2 und der Auslaßkammer
3 ist durch den Ventilteller s an einem gehäusefesten Ventilsitz 11 verschließbar.
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Weiterhin ist im Gehäuse 1 ein die Einlaßkammer 2 mit der Auslaßkammer
3 verbindenaer Kanal 12 vorgesehen, der durch ein Gummielement 13 verschließbar
ist, wobei das Gummielement 13 die Funktion eines in Richtung auf die Auslaßkammer
3 sperrenden Rückschalgventils hat.
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Der Kolben 7 ist dichtend verschiebbar in eine koaxial angeordnete
Bohrung 15 geführt, in welcher dichtend verschiebbar ein Kolben 16 angeordnet ist.
Der Kolben 16 begrenzt mit seiner dem Kolben 7 zugewandten Seite einen Federraum
17 und mit seiner anderen Seite eine
zweite Einlaßkammer 18. Die
zweite Einlaßkammer 18 ist über einen Druckmittelanschluß 19 mit einem zweiten Kreis
des nicht dargestellten Hauptzylinders verbunden. Im Inneren des Kolbens 16 ist
eine zweite Auslaßkammer 39 ausgebildet, die über radiale Kanäle 20 ständig mit
einem Druckmittelanschluß 21 verbunden ist. Am Druckmittelanschluß 21 sind Radbremszylinder
des zweiten Bremskreises angeschlossen.
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In der zweiten Auslaßkammer 39 ist ein zweites Ventilglied 22 angeordnet,
welches genau wie das erste Ventilglied 6 aus einem Kolben 7' besteht, an dem ein
Federteller 8' befestigt ist, der aus einem Stützteller mit einem darin befestigten
Ventilelement besteht. In gleicher Weise ist ein Fortsatz 9' durch eine Verbindung
10' in die zweite Einlaßkammer 18 geführt. Der Kolben 16 hat einen Ventilsitz 11',
an dem die Verbindung 10' verschließbar ist. Auch ist der Kolben 7' dichtend verschiebbar
in den Federraum 17 geführt.
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Im Federraum 17 ist am Kolben 16 ein Federhut 23 befestigt, in dem
eine zwischen zwei Federtellern 25 und 26 abgestützte Feder 24 angeordnet ist. Der
Federhut 23 hat eine Öffnung 27, durch die ein Fortsatz 28 des Kolbens 7 am Federteller
25 abgestützt ist. Weiterhin weist der Kolben 7 einen Absatz 29 auf, an dem der
Federhut 23 abstützbar ist. Der zweite Federteller 26 ist entgegengerichtet am Absatz
29' des Kolbens 7' abgestützt. DerFederraum 17 ist über eine Entlüftungsbohrung
30 mit der Atmosphäre verbunden.
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In die erste Einlaßkammer 2 ragt dichtend verschiebbar und koaxial
zu den Kolben 7 und 7' ein Stößel 31, der im Inneren der Einlaßkammer 2 eine Stützplatte
32 hat. Ein aus dem Gehäuse 1 herausragendes Ende 33 des Stößels 31 istvon einer
elastischen Schutzkappe 34 umgeben.
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Diese Drucksteuereinheit enthält also zwei Druckrückhalteventile,
die im wesentlichen gleichartig aufgebaut sind, wobei ihre Ventilglieder 6 und 22
jedoch gegensinnig arbeiten. Dabei ist in der Zeichnung gesehen links des Federraumes
17 das erste Druckrückhalteventil und rechts das Federraumes 17 das zweite Druckrückhalteventil
ausgebildet.
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Beide Druckrückhalteventile arbeiten gemeinsam mit der im Federraum
17 angeordneten Feder 24. Ein Unterschied zwischen den beiden Druckrückhalteventilen
besteht noch insofern, daß das erste Druckrückhalteventil direkt im Gehäuse 1 der
Drucksteuereinheit ausgebildet ist, während das zweite Druckrückhalteventil teilweise
im Gehäuse 1 der Drucksteuereinheit und im wesentlichen im Kolben 16 ausgebildet
ist.
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Die Funktionsweise der Drucksteuereinheit ist folgende: Bei einer
normalen Bremsbetätigung wird von jedem Kreis des Rauptzylinders einer der Einlaßkammern
2 und 18 Druckmittel zugeführt.
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Durch die Wirkung der Feder 24 befinden sich jedoch beide Ventilglieder
6 und 22 in Schließstellung. Der Kolben 16 wird dabei vom ersten Druck in der Zeichnung
gesehen nach links soweit verschoben, daß der Federhut 23 am Gehäuse anliegt. Durch
die Rückstellfeder 35 war vorher nämlich nur erreicht, daß der Kolben soweit nach
links gehalten wurde, daß die beiden Kolben 7 und 7' sich in Anlage an den Federtellern
25 und 26 befanden.
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Das Ventilglied 6 bzw. 22 wird nun bei beginnendem Bremsdruckaufbau
vom Druck in der Einlaßkammer 2 bzw. 18 entgegen der Kraft der Feder 24 beaufschlagt.
In der Auslaßkammer 3 bzw. 39 findet zunächst kein Bremsdruckaufbau statt, da die
Verbindung 10 bzw. 10' zunächst verschlossen ist. Reicht der in der Einlaßkammer
2 bzw. 18 herrschende Druck aus, um das Ventilglied 6 bzw. 22 entgegen der Wirkung
der Feder
24 zu verschieben, so öffnet sich die Verbindung 10
bzw. 10' und es strömt Druckmittel aus der Einlaßkammer 2 bzw. 18 in die Auslaßkammer
3 bzw. 39. Der sich dadurch in der Auslaßkammer 3 bzw. 39 aufbauende und die angeschlossenen
Radbremszylinder beaufschlagende Druck beaufschlagt den Ventilteller 8 bzw. 8' in
Schließrichtung, so daß auf das Ventilglied 6 bzw. 22 der volle Druck der Einlaßkammer
nur auf die Querschnittsfläche des Kolbens 7 bzw. 7' wirksam ist, während auf die
darüberhinausgehende Querschnittsfläche des Ventiltellers 8 bzw. 8', begrenzt durch
den Durchmesser des Ventilsitzes 11 bzw. 11', der zwischen Einlaßkammer 2 bzw. 18
und Auslaßkammer 3 bzw. 39 herrschende Differenzdruck wirkt. Es wird damit eine
immer weitergehende Druckangleichung des Druckes in der Auslaßkammer 3 bzw. 39 an
den in der Einlaßkammer 2 bzw. 18 herrschenden Druck stattfinden, bis der auf die
Querschnittsfläche des Kolbens 7 bzw. 7' wirkende Druck allein in der Lage ist,
das Ventilglied 6 bzw. 22 entgegen der Kraft der Feder 24 in Offenstellung zu halten.
Ab diesem Zeitpunkt herrscht zwischen der Einlaßkammer 2 bzw. 18 und der Auslaßkammer
3 bzw. 39 freier Druckmitteldurchgang und somit auch der gleiche Druck. Der Öffnungsweg
des Ventilgliedes 6 ist durch den Anschlag 29 und den Federhut 23 begrenzt. Der
Öffnungsweg des Ventilgliedes 22 ist dadurch begrenzt, daß die Feder 24 nur bis
auf Block zusammengedrückt werden kann.
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Bei Druckabbau gelangt das Ventilglied 6 bzw. 22 in Schließstellung,
sobald der Druck unter den Wert gesunken ist, der entsprechend der Querschnittsfläche
des Kolbens 7 bzw. 7' imstande ist, das Ventilglied 6 bzw. 22 in Offenstellung zu
halten. Bei Unterschreitung dieses Druckes schließen die Druckrückhalteventile.
Ab diesem Zeitpunkt wird bei weiterem Druckabbau das Gummielement 13 bzw. 13' wirksam
und läßt weiterhin Druckmittel von der Auslaßkammer 3 bzw. 39 in die Einlaßkammer
2 bzw. 18 zurückströmen, so daß ein vollständiger Druckabbau stattfinden kann.
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Weil die Feder 24 schwimmend zwischen den Kolben 7 und 7' gehalten
ist, wirkt auf jedes der beiden Ventilglieder 6 und 22 stets die gleiche in Schließrichtung
wirkende Kraft. Damit ist bei normaler Funktion ein gleichmäßiges Ansprechen aller
Radbremsen gewährleistet.
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Zur Füllung des Bremssystems wird der Stößel 31 über die elastische
Schutzkappe 34 manuell in das Gehäuse 1 eingedrückt, wodurch die Stützplatte 32
in Anlage an den Fortsatz 9 des Ventilgliedes 6 kommt und dieses nach rechts in
Öffnungsrichtung verschiebt. Damit wird zunächst die Verbindung 10 zwischen der
Einlaßkammer 2 und der Auslaßkammer 3 freigegeben. Bei weiterer Verschiebung des
Kolbens 7 setzt sich der Ansatz 29 auf den Federhut 23 auf und verschiebt über diesen
den Kolben 16 ebenfalls naeh rechts. Da der Fortsatz 9' des Kolbens 7' sichdabei
am Boden der Bohrung 15 abstützt, kann das Ventilglied 22 der Bewegung des Kolbens
16 nach rechts nicht folgen.
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Es bleibt somit in dieser Position stehen, was letztlich bedeutet,
daß es relativ zum Kolben 16 in Öffnungsrichtung verschoben wird, so daß der Ventilteller
8' die Verbindung 102 freigibt. Es besteht damit auch freier Druckmitteldurchgang
von der Einlaßkammer 18 zur Auslaßkammer 39. Durch die Verschiebung des Stößels
31 in das Gehäuse 1 werden also beide Ventilglieder 6 und 22 mit ihren Ventiltellern
8 bzw. 8' relativ zu den Ventilsitzen 10 und 10' in Öffnungsrichtung verschoben.
Es werden damit also gleichzeitig beide Druckrückhalteventile geöffnet.