DE2613957C2 - Bremskraftverteiler für hydraulische Bremssysteme - Google Patents

Description

55

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftverteiler für Fahrzeuge mit hydraulischen Bremsen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Bremskräftvefteiler ist durch die DE-OS 13 367 bekannt.

Bremskraftverteiler dienen dazu, den von der Bremsdruckquelle kommenden Druck der während des Bremsvorganges dynamisch entlasteten Achse ab einem durch die Steuerkraft bestimmten Umschaltpunkt nur vermindert zuzuführen. Es wird damit der der dynamisch entlasteten Achse zugeführte Druck dem idealen Druckverlauf grob angenähert

Beim durch die DE-OS 22 13 367 bekannten Bremskraftverteiler wird zur besseren Annäherung an den idealen Druckverlauf ab einem zweiten Umschaltpunkt der Druck noch stärker gemindert

Dies wird durch den Hilfskolben erreicht der bei einer bestimmten Druckdifferenz zwischen Einlaßkammer und Auslaßkammer die Kraft der Feder überwindet und sich am Gehäuse abstützt Dadurch ändert sich das wirksame Flächenverhältnis des Stufenkolbens zwischen Einlaß- und Auslaßkammer, indem beide Flächen um den Querschnitt des Hilfskolbens reduziert werden.

Es ergibt sich somit ab diesem zweiten Umschaltpunkt eine stärkere Minderung des Druckes in der Auslaßkammer gegenüber dem Druck in der Einlaßkammer.

Aber auch mit diesem Bremskraftverteiler mit zwei Umschaltpunkten ist der der dynamisch entlasteten Achse zugeführte Druck der Auslaßkammer noch nicht befriedigend genau an den idealen Bremsdruckverlauf angepaßt Um eine bessere Anpassung zu erreichen, müßte ein weiterer Umschaltpunkt vorgesehen werden, was bauliche Schwierigkeiten ergibt, weil z. B. aus Platzgründen kein zweiter Hilfskolben mit zugehöriger Feder und den entsprechenden Anschlägen im Stufenkolben vorgesehen werden kann. Der dazu erforderliche Aufwand wäre zudem unverhältnismäßig hoch. Nicht zuletzt würde auch die Montage eines zweiten Hilfskolbens gegen eine vorgespannte Feder zu Nachteilen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremskraftverteiler der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß der Druck in der Auslaßkamme.r dem idealen Druckverlauf durch einen dritten Umschaltpunkt noch weiter angepaßt wird, wozu jedoch keine weitere Feder erforderlich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Bremskraftverteiler mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit dieser Lösung wird ein tiviuer Umschaltpunkt erreicht, ohne daß eine weitere Feder erforderlich wäre. Dabei bleibt der Bremskraftverteiler auch äußerst kompakt und ist konstruktiv besonders einfach. Es wird dabei dem mit dem Bremskraftverteiler verbundenen Bremskreis durch die Hilfskolben auch keinerlei Druckmittel entnommen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die damit erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Bremskraftverteiler, der ein Gehäuse 1 mit einer Stufenbohrung 2 hat, in der ein Stufenkolben 3 angeordnet ist.

Der Stufenkolben 3 ist im engeren Teil der Stufenbohrung 2 dichtend verschiebbar geführt und in Richtung des erweiterten Teiles der Stufenbohrung 2 durch eine, von einem Pfeil angedeutete Steuerkraft 4, in der Zeichnung gesehen nach rechts, beaufschlagt. Der Pfeil zeigt damit gleichzeitig die Öffnungsrichtung des Bremskraftverteilers an. Die Steuerkraft 4 kann z, B= von einer nicht dargestellten Steuerfeder oder achslastabhängig auf den Stufenkolben 3 aufgebracht werden.

Der erweiterte Teil der Stufenbohrung 2 ist durch einen Gehäuseboden 9 druckmitteldicht verschlossen. Im erweiterten Teil der Stufenbohrung 2 ist ein, den Stufenkolben 3 ringförmig umgebender Ventilsitz 5 angeordnet, der in der Stufenbohrung 2 dichtend

verschiebbar und von einer am Stufenkolben 3 abgestützten Rückstellfeder 7 in Öffnungsrichtung auf einen Gehäuseanschlag 6 vorgespannt ist. Am Stufenkolben 3 ist eine Dichtkante 8 ausgebildet, die sich bei einer Bewegung des Stufenkolbens 3 entgegen der Öffnungsrichtung auf den Ventilsitz 5 aufsetzt, wodurch der erweiterte Teil der Stufenbohrung 2 in eine Einlaßkammer 10 und eine Auslaßkammer 11 druckmitteldicht getrennt wird. Die Einiaßkammer 10 ist über einen Druckmittefcnschluß mit einer Druckmittelquelle, z. B. einem Hauptzylinder, verbindbar, während die Auslaßkammer 11 mit den Radbremszylindern der dynamisch entlasteten Achse über einen weiteren Druckmittelanschluß verbindbar ist

Der Stufenkolben 3 hat eine in die Auslaßkammer 11 mündende koaxiale Sackbohrung 12, in weicher ein zweiter Hilfskolben 13, der als Ringkolben ausgebildet ist, dichtend verschiebbar geführt ist In diesem Ringkolben ist der erste Hilfskolben 14 dichtend verschiebbar geführt Der erste Hilfskolben 14 hat an seinem in die Auslaßkammer 11 ragenden Ende einen in einer Nut angeordneten gewellten Sicherungsring 15, an dem der Ringkolben (zweiter Hilfskolben 13) in Öffnungsrichtung abstützbar ist Der Gehäuseboden 9 hat eine koaxiale Abstufung, die einen gehäusefesten Anschlag 16 für den Ringkolben bildet. Die Abstufung ist dabei derart ausgebildet daß der erste Hilfskolben 14 sich noch nicht in Anlage am zentralen Bereich des Gehäusebodens 9 befindet, wenn der Ringkolben am Anschlag 16 und am Sicherungsring 15 anliegt Jn der Sackbohrung 12 ist eine Feder 17 angeordnet die am Stufenkolben 3 und am ersten Hilfskolben 14 derart abgestützt ist, daß der erste Hilfskolben 14 durch ihre Kraft in die Sackbohrung 12 und damit entgegen der Öffnungsrichtung des Ventils beaufschlagt ist Der erste Hilfskolben 14 stützt sich unter der Wirkung der Feder 17 auf dem Grund der Sackbohrung 12 ab. Die Sackbohrung 12 ist durch Kanäle 19 stets mit der Einlaßkammer 10 verbunden, so daß stets der in der Einiaßkammer 10 herrschende Druck den ersten Hilfskolben 14 und den Ringkolben (zweiter Hilfskolben 13) in Öffnungsrichtung entgegen dem Druck in der Auslaßkammer 11 und der Vorspannkraft der Feder 17 beaufschlagt.

Durch diesen Aufbau ergibt sich folgende Funktionsweise:

Solange der Bremskraftverteiler drucklos ist, befinden sich alle Teile in der gezeichneten Stellung. Somit besteht freier Druckmitteldurchgang zwischen der Einlaßkammer 10 und der Auslaßkammer 11.

Mit beginnendem Druckaufbau wird der Einlaßkammer 10 Druckmittel zugeführt, welches zur Auslaßkammer 11 und von dort zu den Radbremszylindern gelangt. Der sich in der Einlaßkammer 10 und der Auslaßkammer 11 gleichmäßig aufbauende Druck beaufschlagt den Stufenkolben 3 entsprechend seiner Querschnittsfläche im verengten Teil der Stufenbohrung 2 entgegen der Steuerkraft 4. Bei einem durch die Steuerkraft 4 bestimmten Druck verschiebt sich der Stufenkolben 3 entgegen der Öffnungsrichtung so weit, daß die Dichtkante 8 sich auf den Ventilsitz 5 aufsetzt und die Auslaßkammer 11 von der Einlaßkammer 10 abtrennt. Damit ist der erste Umschaltpunkt erreicht, bis zu dem der erste Hilfskolben 14 und der Ringkolben als zweiter Hilfskolben 13 wegen der gleichen Drücke in der Einlaßkammer 10 und der Auslaßkammer 11 druckausgeglichen sind. Sie haben deshalb ihre relative Stellung zum Stufenkolben 3 nicht vt rändert.

Ab dem ersten Umschaltpunkt wirkt der Druck in der Einiaßkammer 10 in Öffnungsrichtung auf eine Fläche des Stufenkolbens 3, die einer Ringfläche IS zwischen Dichtkante 8 und Außendurchmesser des Ringkolbens plus der Querschnittsfläche des Ringkolbens und des ersten Hilfskolbens 14 abzüglich der Querschnittsfläche des Stufenkolbens 3 im verengten Teil der Stufenbohrung 2 entspricht Entgegen der Öffnungsrichtung wirkt der Druck der Auslaßkammer 11 auf die Ringfläche 18 plus der Querschnittsfläche des Ringkolbens und des ersten Hilfskolbens 14. Diese entgegen der Öffnungsrichtung wirkende Fläche ist also um die Querschnittsfläche des Stufenkolbens 3 im verengten Teii der Stufenbohrung 2 größer. Das sich daraus ergebende Flächenverhältnis bestimmt in bekannter Weise das Druckverhältnis zwischen Einlaßkammer 10 und Auslaßkammer 11. Die damit beim weiteren Druckaufbau hervorgerufene Druckdifferenz zwischen Einlaßkammer 10 und Auslaßkammer 11 führt am Ringkolben (zweiter Hilfskolben 13) und am ersten Hilfskolben 14 zu einer Kraft in Öffnungsrichtung, die über die Feder 17 auf den Stufenkolben 3 übertragen wiri Die Feder 17 komprimiert sich dabei mit zunehmender Druckdifferenz, so daß sich der Ringkolben gemeinsam mit dem ersten Hilfskolben 14 relativ zum Stufenkolben 3 in Öffnungsrichtung verschiebt. Sobald sich der Ringkolben infolge einer entsprechenden Druckdifferenz bis zum gehäusefesten Anschlag 16 verschoben hat ist der zweite Umschaltpunkt erreicht

Damit kann jedoch mit Hilfe der Druckdifferenz und der Querschnittsfläche des Ringkolbens (zweiter Hilfskolben 13) keine weitere Kraft mehr über die Feder 17 auf den Stufenkolben 3 übertragen werden. Die Querschnittsfläche des Ringkolbens hat somit beim weiteren Druckaufbau keinen Einfluß mehr auf den Stufenkolben 3, womit sich das Flächenverhältnis zwischen Einlaßkammer 10 und Auslaßkammer 11 geändert hat, so daß ab dem zweiten Umschaltpunkt das Druckverhältnis für den weiteren Druckaufbau g?ändert ist Der Druck der Auslaßkammer 11 wird also gegenüber dem Druck der Einlaßkammer 10 stärker gemindert Die Feder 17 muß nur noch eine Kraft abstützen, die sich aus der stärker ansteigenden Druckdifferenz auf die Querschnittsfläche dss ersten Hilfskolbens 14 ergibt. Sobald dabei eine Druckdifferenz erreicht wird, durch die die Feder 17 so weit weiterkomprimiert wird, daß der erste Hilfskolben 14 in Anlage an den Gehäuseboden 9 gelangt, ist der dritte Umschaltpunkt erreicht. Ab dem dritten Umschaltpunkt hat auch der erste Hilfskolben 14 keinen weiteren Einfluß mehr auf den sich daran anschließenden Druckaufbau, wodurch wiederum das Flächenverhältnis dahingehend geändert wurde, daß eine noch stärkere Minderung eintritt.

Beim Druckabbau in der Einlaßkammer 10 läuft dieser Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab, wobei die Druckreduzierung bis zum ersten Umschaltpunkt durch Vergrößerung des Volumens der Auslaßkammer 11 erreicht wird. Bei der im Zuge des Druckabbaus sich verringernden DruckJifferenz zwischen Einiaßkammer 10 und Auslaßkammer 11 wird der dritte Umschaltpunkt erreicht, wenn die Feder 17 in der Lage ist, den ersten Hilfskolben 14 vom Gehäuseboden 9 emgegen der Druckdifferenz abzuheben. Sobald die Feder 17 in der Lage ist, auch den Ringkolben (zweiter Hilfskolben 13) vom Anschlag 16 mn abzuheben, ist der zweite Umschaltpunkt erreicht. Der erste Umschaltpunkt wird erreicht, sobald die Dichtkante 8 wieder vom Ventilsitz

5 abgehoben wird, was beim Ausführungsbeispiel in bekannter Weise dadurch zustande kommt, daß der Ventilsitz 5 sich unter der Wirkung der auf ihm lastenden Drücke entgegen der Öffnungsrichtung von der Dichtkante 8 weg verschiebt. Erst beim weiteren Druckabbau kehren der Stufenkolben 3 und der Ventilsitz 5 in ihre Ausgangsposition zurück.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 Patentansprüche:

1. Bremskraftverteiler für Fahrzeuge mit hydraulischen Bremsen mit einem Stufenkolben, durch dessen Bewegung ein Ventildurchgang von einer Einlaßkammer zu einer Auslaßkammer verschließbar ist und der in Öffnungsrichtung von einer Steuerkraft und vom Einlaßdruck und entgegengerichtet vom Auslaßdruck beaufschlagt ist und bei dem ein Hilfskolben vorgesehen ist, der in Öffnungsrichtung über eine Feder am Stufenkolben und nach einer Bewegung in Öffnungsrichtung auch am Gehäuse abstützbar und vom Einlaßdruck beaufschlagt ist und der entgegengerichtet am Stufenkolben abstützbar und vom Auslaßdruck is beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Hilfskolben (13) vorgesehen ist, der in Öffnungsrichtung am ersten Hilfskolben (114) abstützbar und vom Einlaßdruck beaufschlagt und entgegenf erichtet vom Auslaßdruck beaufschlagt ist, und uaß der zweite Hilfskolben (13) an einem gehäusefesten Anschlag (16) abstützbar ist, bevor der erste Hilfskolben (14) am Gehäuseboden (9) abstützbar ist

2. Bremskraftverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hilfskolben (13) ein Ringkolben ist, der in einer Sackbohrung (12) des Stufenkolbens (3) dichtend verschiebbar geführt ist und in dem der erste Hilfskolben (14) dichtend verschiebbar angeordnet ist

3. Bremskraftverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (16) als zu den Hilfskolben (ί 3; 14) urd dem Stufenkolben (3) koaxiale Abstufung ira Gehäuseboden (9) an der Auslaßkammer (11) ausgcbilde '■ ist.

4. Bremskraftverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung des zweiten Hilfskolbens (13) am ersten Hilfskolben (14) ein in einer Nut des ersten Hilfskolbens (14) angeordneter Sicherungsring (15) -to vorgesehen ist.

5. Bremskraftverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (15) in Umfangsrichtung wellig ist.

6. Bremskraftverteiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (15) auf der dem zweiten Hilfskolben (13) zugewandten Seite radiale Nuten hat

7. Bremskraftverteiler nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (3) und der Ringkolben als zweiter Hilfskolben (J3) an ihren der Auslaßkammer zugewandten Stirnflächen radiale Nuten (20) haben.