DE2637278A1

DE2637278A1 - Drucksteuereinheit fuer eine hydraulische fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE2637278A1
Application number: DE19762637278
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl Ing Burgdorf; Hans-Henning Dipl Ing Luepertz; Heinrich Oberthuer
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1976-08-19
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1978-02-23
Also published as: FR2362031A1; SE417074B; FR2362031B1; DE2637278C2; IT1085719B; US4159853A; GB1586516A; ES461705A1; SE7709208L

Description

ALFRED !TEVES GMBH 6. August 1976

Frankfurt am Main ZI»/Wei/c

P 4458

H. Oberthür - 88 J. Burgdorf - 30 H. Lüpertz - 1

Drucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage

(Zusatz zu Patentanmeldung P 22 36 294.3)

Die Erfindung betrifft eine Drucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbreiasanlage, die -ein Druckminderventil und ein koaxial dazu angeordnetes Druckbegrenzungsventil hat, wobei zwischen Druckminderventil und Druckbegrenzungsventil ein vom jeweiligen Ausgangsdruck beaufschlagter Zwischenkolben angeordnet ist, nach Patent ... (Aktenzeichen P 22 56 294.3).

Bei der Drucksteuereinheit des Hauptpatents wird, wenn beide Bremskreise intakt sind, mittels des Zwischenkolbens der Ausgangsdruck des DruckbegrenzungsventiIs oberhalb des TJmschaltpunktes dem Ausgangsdruck des Druckminderventils nachgeführt. Dies wird dadurch bewirkt^ daß sich der Zwischenkolben bei einer Druckdifferenz verschiebt und dabei die Schließglieder der beiden Ventile derart beeinflußt, daß sich die Ausgangsdrücke aneinander angleichen, wobei die Ausgangsdrücke vom Druckminderventil bestimmt werden.

Durch den Reibungswiderstand der Dichtungen des Zwischenkolbens ist zu dessen Verschiebung eine Druckdifferenz

. /2

809808/0284

ALFRED TEVES GlCBH, Prankfurt P 4458

erforderlich, die durch die Querschnittsfläche des Zwischenkolbens und dessen Reibwiderstand bestimmt ist. Diese Druckdifferenz soll so klein wie möglich sein, um einen möglichst gleichmäßigen Verlauf der beiden Ausgangsdrücke zu erreichen. Dies führt zur Forderung, den Durchmesser des Zwischenkolbens möglichst groß zu wählen, weil mit zunehmendem Durchmesser das Verhältnis Querschnitt sflache:Reibungswiderstand günstiger wird und sich damit der Zwischenkolben schon bei einer geringeren Druckdifferenz verschiebt, die Hysterese also kleiner wird.

Bei der Dimensionierung des Zwischenkolbens muß jedoch auch der Fall" betrachtet werden, daß der vom Druckminderventil beeinflußte Bremskreis ausfällt. In diesem Fall wirkt dem Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils nur noch die Steuerkraft des Druckminderventils entgegen, wodurch der Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils echt begrenzt wird. Die Höhe des begrenzten Ausgangsdruckes ist dabei von der Größe der Steuerkraft und der Querschnittsfläche des Zwischenkolbens abhängig. Da man in diesem Fall einen möglichst hohen Ausgangsdruck erreichen will, bevor das Druckbegrenzungsventil schließt, muß die Querschnittsfläche und damit der Durchmesser des Zwischenkolbens für diesen Fall möglichst klein gewählt werden.

Man hat also bei der Dimensionierung des Zwischenkolbens zwei sich direkt widersprechende Forderungen, zwischen denen normalerweise ein Mittelweg begangen wird_e Dieser Mittelweg befriedigt jedoch nicht vollständig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Drucksteuereinheit des Hauptpatents derart weiterzubilden, daß einerseits bei intakten Bremskreisen nur eine geringe Differenz

809808/0284 /3

ALFRED TBVES GMBH , Frankfurt P 44?B

zwischen den beiden Ausgangsdrücken auftritt und daß andererseits bei Ausfall des vom Druckminderventil beeinflußten Bremskreises ein hoher Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils erreicht wird, bevor dessen Schließglied in Schließstellung gelangt·

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Yerschiebeweg des Zwischenkolbens in Richtung des Druckminderventils durch einen gehäusefesten Anschlag begrenzt ist und der Zwischenkolben eine axiale Bohrung hat, in der ein ebenfalls vom jeweiligen Ausgangsdruck beaufschlagter Hilfskolben angeordnet ist, welcher einerseits am Stufenkolben und/oder Schließglied des Druckminderventils und andererseits am Schließglied des Druckbegrenzungsventils abstützbar ist und dessen Verschiebbarkeit im Zwischenkolben in Richtung des Druckminderventils durch einen Anschlag am Zwischenkolben begrenzt ist_o Damit braucht bei der Dimensionierung des Zwischenkolbens keine Rücksicht mehr auf den Fall genommen werden, daß der vom Druckminderventil beeinflußte Bremskreis ausfällt. Sein Durchmesser kann somit groß genug gewählt werdeü, um eine sehr geringe Hysterese zu erreichen. Bei Ausfall dieses Bremskreises wird der Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils neben der Steuerkraft nur vom dem Druckbegrenzungsventil zugewandten Querschnitt des ebenfalls frei dimensionierbaren Hilfskolbens bestimmt, weil der Zwischenkolben in diesem Fall direkt am Gehäuse und nicht gegen die Steuerkraft abgestützt ist. Der Anschlag am Zwischenkolben sorgt dafür, daß zum Aufstoßen des Ventilgliedes zum Druckbegrenzungsventil die vom Zwischenkolben auf den Hilfskolben

JO übertragbare Kraft nicht durch den Reibungswiderstand zwischen Hilfskolben und Zwischenkolben begrenzt wird» So-

/4 809808/0284

ALFRED TEVES GMBH, Frankfurt P 4438

lange der Zwischenkolben und der Hilfskolben rein hydraulisch kraftbeaufschlagt sind, bewegen sie sich stets gemeinsam, weil, wie eingangs dargelegt, ein großer Kolben sich schon bei geringerer Druckdifferenz bewegt als ein kleiner.

Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß die Bohrung im Zwischenkolben als Stufenbohrung und der Hilfskolben als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen größere Stirnfläche vom Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils und dessen kleinere Stirnfläche vom. Ausgangsdruck des Druckminderventils beaufschlagt ist, und daß die Abstufung der Stufenbohrung der Anschlag am Zwischenkolben ist. Damit wird erreicht, daß bei normaler Funktion mit intakten Bremskreisen der Zwischenkolben eine genau definierte Position gegenüber dem Hilfskolben einnimmt und nicht erst während des Regelvorganges in die vom Anschlag am Zwischenkolben bestimmte Stellung gelangt.

Dadurch, daß eine Rückstellfeder am Hilfskolben in Richtung des Druckbegrenzungsventils und am Zwischenkolben in Richtung des Druckminderventils abgestützt ist, wird erreicht, daß der Zwischenkolben in Ruhestellung am gehäusefesten Anschlag gehalten wird. Er verschiebt sich erst bei beginnendem Druckaufbau gegen djLe Abstufung des Hilfskolbens. Damit werden bei Nbrmalfunktion alle Teile bewegt, so daß keine Dichtungen während längerer Hichtbetätigung verkleben können ι und wenn sich im vom Druckminderventil beeinflußten Bremskreis kein Druck aufbaut, braucht der Zwischenkolben nicht erst zum gehäusefesten Anschlag hin verschoben werden, das einen Volumen verbrauch aus dem intakten Bremskreis zur Folge hätte.

/5

809808/0284

ALFRED TEVES GMBH, Prankfurt P 44J8

Eine in f-ertigungstechnischer Hinsicht besonders günstige Weiterbildung besteht darin, daß der Stufenkolben durch zwei Kolben unterschiedlichen Durchmessers gebildet ist, die mechanisch gegeneinander abgestützt sind» Damit wird vermieden, daß die beiden Kolbenlaufflächen in der Stufenbohrung und am Hilfskolben genau konzentrisch sein müssen, was bei geringen Durchmessern von besonderer Bedeutung ist.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

In einem Gehäuse 1 ist eine Bohrung 2 vorgesehen, in der in der Zeichnung gesehen links ein Stufenkolben 3 angeordnet ist. Das Ende geringeren Durchmessers ragt durch eine Hülse 4 aus der Bohrung 2. Auf dieses Ende geringeren Durchmessers wirkt eine durch einen Pfeil 5 angedeutete Steuerkraft Q, die beispielsweise achslastabhängig sein kann. Der Stufenkolben 3 ist in der Bohrung 2 und der Hülse 4 dichtend verschiebbar geführt, wodurch an seiner Abstufung ein Ringraum 6 begrenzt ist. Dieser Ringraum 6 ist über einen Druckmittelanschluß mit einem ersten Bremskreis einer Bremsdruckquelle verbindbar. Von der größeren Stirnfläche des Stufenkolbens 3 wird eine Seite eines Auslaßraums 7 begrenzt, der über einen Druckmittelanschluß mit Radbremsen verbindbar ist. Im Stufenkolben 3 ist ^eiⁿ Druckmitteldurchgang 8 vorgesehen, durch den der Ringraum 6 mit dem Auslaßraum 7 verbunden ist und der durch ein federbelastetes Schließglied 9 verschließbar ist.

In der Zeichnung gesehen rechte ist die Bohrung 2 durch ein mit dem Gehäuse 1 fest verbundenem Element 10 verschlossen, welches einen Druckmittelanschluß 11 aufweist,

809808/0284 /⁶

ALFRED TEVES GMBH, Prankfurt P 4438

der über einen Druckmitteldurchgang 12 mit einem vom Element 10 einerseits begrenzten Auslaßxaum I3 verbunden ist. Im Druckmitteldurchgang 12 ist ein federbelastetes Schließglied I4 angeordnet. Der Auslaßraum I3 ist mit Radbremsen verbindbar, während der Druckmittelanschluß 11 mit einem zweiten Bremskreis einer BremsdruckqLuelle verbindbar ist.

Zwischen dem Auslaßraum 7 und dem Auslaßraum I3 ist ein Zwischenkolben 15 angeordnet, der in der Bohrung 2 dichtend verschiebbar ist und die beiden Auslaßräume 7»13 druckmitteldicht voneinander trennt. Der bisher beschriebene Aufbau der Drucksteuereinheit entspricht vollständig dem Aufbau der Drucksteuereinheit des Hauptpatents.

Über das Hauptpatent hinausgehend hat der Zwischenkolben 15 eine axiale Bohrung 16, die stufenförmig ausgebildet ist und eine einen Anschlag I7 bildende Abstufung hat. Die Bohrung 16 ist in bekannter Weise im Bereich der Abstufung über eine Schnüffelbohrung mit der Atmosphäre verbunden. In der Bohrung 16 ist dichtend verschiebbar ein Hilfskolben 18 angeordnet, der aus zwei gegeneinander abgestützten Kolben 18, 18· besteht, die somit einen Stufenkolben bilden, dessen größere Stirnfläche dem Auslaßraum 13 und dessen kleinere Stirnfläche dem Auslaßraum zugewandt ist. Die beiden Enden des Hilfskolbens 18 ragen über den Zwischenkolben 15 hinaus. Um das somit in den Auslaßraum I3 ragende Ende des Hilfskolbens 18 ist eine Bückstellfeder 19 angeordnet, die sich einerseits am Zwischenkolben 15 und andererseits an einem am Ende des Hilfskolbens 18 befestigten Sicherungsring 20 abstützt.

/7 809808/0284

AlFBED TEVES GMBH, Frankfurt P 4438

Durch die Steuerkraft Q ist der Stufenkolben 3 iⁿ Zeichnung gesehen nach rechts beaufschlagt und stützt sich am Hilfskolben 18' ab, wodurch gleichzeitig das Schließglied 9 in Offenstellung gehalten ist. Der Hilfskolben 18 stützt sich seinerseits am Element 10 und am Schließglied 14 ab, wodurch auch das Schließglied I4 in Offenstellung gehalten ist. Durch die Rückstellfeder 19 wird der Zwischenkolben 15 nach links gedrängt und stützt sich an einem, am Gehäuse 1 im Auslaßraum 7 ausgebildeten gehäusefesten Anschlag 21 ab.

Wenn beide Bremskreise intakt sind und somit dem Ringraum 6 und dem Druckmittelanschluß 11 Druckmittel zugeführt wird, ergibt sich folgende Funktion. Bei beginnendem Druckaufbau gelangt zunächst das Druckmittel vom Ringraum 6 zum Auslaßraum 7 und vom Druckmittelanschluß 11 zum Auslaßraum I5. In den Auslaßräumen 7»15 herrscht somit ein Ausgangsdruck, der dem Druck der Bremsdruckquelle entspricht. Diese Ausgangsdrücke beaufschlagen den Zwischenkolben 15» dessen dem Auslaßraum I3 zugewandte Stirnfläche infolge seiner stufenförmigen Bohrung 16 kleiner ist als seine dem Auslaßraum 7 zugewandte Stirnfläche, weshalb er sich gegen die Rückstellfeder 19 nach rechts verschiebt, bis er mit dem Anschlag 17 am Hilfskolben 18 anliegt. Dabei hat er sich vom gehäusefesten Anschlag 21 entfernt. Der Hilfskolben 18 bleibt zunächst noch zwischen dem Stufenkolben 3 und dem Element 10 durch die Steuerkraft Q eingespannt.

Mit zunehmendem Druck im Ringraura 6 und Auslaßraum 7 wird jedoch auch am Stufenkolben 3 in bekannter Weise eine der Steuerkraft Q entgegenwirkende Kraft immer stärker. Sobald

/8

809808/0284

ALFRED TEVES GMBH, Prankfurt P 4458

diese die Steuerkraft überwindet, ist der TJmschaltpunkt erreicht, wobei sich der Stufenkolben nach links verschiebt, das Schließglied 9 in Schließstellung gelangt und im Auslaßraum 7 nur noch ein geminderter Druckaufbau gegenüber dem Ringraum 6 stattfindet. Ab diesem Zeitpunkt ist der Hilfskolben 18 im Auslaßraum 7 nur noch hydraulisch beaufschlagt. Er verschiebt sich daher bei zunehmendem Druck im Auslaßraum 13 gemeinsam mit dem Zwischenkolben 15 nach links, so daß auch das Schließglied 14 in Schließstellung gelangt. Der Hilfskolben 18 und der Zwischenkolben 15 werden wegen ihrer unterschiedlichen Stirnflächen hydraulisch stets in gegenseitiger Anlage am Anschlag 17 gehalten und bilden so bei normaler Funktion eine Einheit, deren dem Auslaßraum 7 zugewandte Gesamtstirnfläche der dem Auslaßraum 13 zugewandte Gesamtstirnfläche entspricht. Damit sorgt der Zwischenkolben 15 gemeinsam mit dem Hilfskolben 18 stets für gleichen Druck in den beiden Auslaßräumen 7 und 13 wie beim Hauptpatent. Mach beendeter Bremsung, das heißt, wenn der Druck der Bremsdruckquelle wieder auf Mull zurückgeht, gelangen alle Teile wieder in die gezeichnete Position. Der Hilfskolben 18 wird wieder durch die Steuerkraft Q zwischen dem Stufenkolben 3 und dem Element 10 mechanisch eingespannt. Der Zwischenkolben 15 wird durch die Rückstellfeder 19 wieder gegen den gehäusefesten Anschlag 21 geschoben.

Fällt der vom Druckminderventil 3,8»9 beeinflußte Bremskreis aus, so ergibt sich folgende Funktion. In diesem Fall herrscht im Ringraum 6 und im Auslaßraum 7 kein Druck, so daß weder der Zwischenkolben 15 noch der Hilfskolben 18 hydraulisch nach rechts beaufschlagt ist. Es ist lediglich der Hilfskolben 18 über den Stufenkolben 3

/9 809808/0284

ALFRED TEVES GMBH, Prankfurt · P 4438

mechanisch mit der Steuerkraft Q belastet. Im Auslaßraum 13 haut sich der vom zweiten intakten Bremskreis der Bremsdruckquelle zugeführte Druck auf. Dieser beaufschlagt die dem Auslaßraum 13 zugewandte Stirnfläche des Zwischenkolbens 15 und des Hilfskolbens 18. Der Zwischenkolben 15 wird dadurch immer stärker gegen den gehäusefesten Anschlag 21 gedruckt und bleibt in seiner Stellung. Der Hilfskolben 18 wird gegen die Steuerkraft gedruckt und bei einem durch die Steuerkraft Q und die dem Auslaßraum 13 zugewandte Stirnfläche bestimmten Druck nach links verschoben. Damit gelangt das Schließglied 14 in Schließ-. stellung, so daß im Auslaßraum 13 kein weiterer Druckaufbau mehr möglich ist. Der Abschaltdruck des Druckbegrenzungsventils 10,12,14 wird also nur durch die dem Auslaßraum I3 zugewandte Stirnfläche des Hilfskolbens 18 bestimmt und nicht durch die Stirnfläche des Zwischenkolbens 15· Die Stirnfläche des Zwischenkolbens 15 einschließlich der des Hilfskolbens 18 ist nur bei intakter Bremsanlage für den Druckausgleich zwischen den beiden Auslaßräumen 7 Ό.ηά 13 maßgebend.

Uei Ausfall des über das Druckbegrenzungsventil 10,12,14 geführten Bremskreises arbeitet das Druckminderventil 3f8r9 völlig normal. Es wird lediglich der Zwischenkolben 15 durch den Druck im Auslaßraum 7 mit seinem Anschlag 17 gegen den Hilfskolben 18 nach rechts verschoben und an diesem mechanisch abgestützt. Der Hilfskolben 18 seinerseits bleibt mechanisch am Element 10 abgestützt, da sich ;ja in diesem Fall im Auslaßraum I3 kein Druck .aufbaut.

•09808/0284

L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche

Drucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, die ein Druckminderventil und ein koaxial dazu angeordnetes Druckbegrenzungsventil hat, wobei zwischen Druckminderventil und Druckbegrenzungsventil ein vom jeweiligen Ausgangsdruck beaufschlagter Zwischenkolben angeordnet ist, nach Patent ... (Aktenzeichen P 22 36 294.3), dadurch g.e kennzeichne t, daß ein Verschiebeweg des Zwischerikolbens (15) in Richtung des Druckminderventils (3»8,9) durch einen gehäusefesten Anschlag (21) begrenzt ist und der Zwischenkolben (15) eine axiale Bohrung (16) hat, in der ein ebenfalls vom jeweiligen Ausgangsdruclc beaufschlagter Hilfskolben (18) angeordnet ist, welcher einerseits am Stufenkolben (3) und/oder Schließglied (9) des Druckminderventils (3»8,9) und andererseits am Schließglied (14) des Druckbegrenzungsventils (10,12,14) abstützbar ist und dessen Verschiebbarkeit im Zwischenkolben (15) in Richtung des Druckminderventils (3,8,9) durch einen Anschlag (17) am Zwischenkolben (15) begrenzt ist.

/11

809808/0284

ALFRED TEVES GMBH, Frankfurt P 4438

2« Drucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (16) im Zwischenkolben (15) als Stufenbohrung und der Hilfskolben (18) stufenförmig ausgebildet ist, dessen größere Stirnfläche vom Ausgangsdruck des Druckbegrenzungsventils (10,12,14) und dessen kleinere Stirnfläche vom Ausgangsdruck des Druckminderventils (3|8>9) beaufschlagt ist, und daß die Abstufung der Stufenbohrung (16) der Anschlag (17) am Zwischenkolben (15) ist.

5. Drucksteuereinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Rückstellfeder (19) am Hilfskolben (18) in Richtung des Druckbegrenzungßventils (10,12,14) und am Zvrisehenkolben (-I5) in Richtung des Druckminderventils abgestützt ist.

4. Drucksteuereinheit nach Anspruch 2 und/oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskolben (18) durch zwei Kolben (18,18') unterschiedliehen Durchmessers gebildet ist, die mechanisch gegeneinander abgestützt sind.

809808/0284