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B. Schopper - 2
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P. Tandler - 2 Bremsdrucksteuereinhei t Die Erfindung bezieht sich
auf eine Bremsdrucksteuereinheit für ein Zweikreis-Bremssystem, bz der in einem
Gehäuse koaxial hintereinander zwei Ventilräume mit jeweils einem Ventilsitz und
einem Schließglied vorgesehen sind, welche in Ruhestellung durch eine Steuerkraft
in Abstand von den den Schließglieder zugeordneten Ventil sitzen gehalten sind.
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Eine solche Bremsdrucksteuereinheit ist in der Dt-OS 1 915 485 beschrieben.
Bremsdrucksteuereinheiten dieser Art werden vor allem für Zweikreis-Bremssysteme
eingesetzt, bei denen die beiden Hinterradbremsen von verschieden.n Bremskreisen
druckbeaufschlagt sind. Bei solchen Br.issystemen besteht das Erfordernis, daß beim
Bremsen beide Hinterradbremsen mit möglichst gleichmäßigem Druck beaufschlagt werden,
damit die Bremskraft an beiden Bremsen gleichgroß ist. Dieses Erfordernis wird bei
der vorbekannten Bremsdrucksteuereinheit nur unvollkommen erreicht.
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Der Druck im ersten Ventilraum der vorbekannten Bremsdrucksteuereinheit
beaufschlagt das erste Schließglied in Schließrichtung gegen die Steuerkraft und
gleichzeitig das zweite Schließglied in Öirnungsrichtung. Das zweite Schließglied
wird
in Schließrichtung vom druck im zweiten Ventil raum druckbeaufschlagt.
ba beide Drücke in der Hegel gleich sind, ist das zweite SchlieL-glied druckausgeglichen.
Es kann sich deshalb nur in Schließstellung bewegen, weil eine Xückstellfeder das
zweite Schließglied in Schließrichtung vorspannt. Das zweite Schließglied wird somit
nicht durch einen Druck hydraulisch sondern von einer Feder mechanisch in Schließrichtung
bewegt.
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Diese notwendigerweise vorzusehende iiückstellfeder ist Ursache dafür,
daß sich mit der vorbekannten Bremsdrucksteuereinheit keine gleichmäßigen Drücke
in beiden Bremskreisen aufbauen lassen. Solange sich beide Schlielieder in Offenstellung
befinden, wird die Steuerkraft um die kraft der Rückstellfeder vermindert. Sobald
aber das zweite Schließglied in Schließstellung gelangt ist, stützt sich die Rückstellfeder
nicht mehr gegen die Steuerkraft sonderen über den Ventilsitz am Gehäuse ab. Dadurch
erhöht sich im Moment des Schließens des zweiten Schließgliedes die auf das erste
Schließglied tatsächlich wirkende Steuerkraft. Dies führt zu einer weiteren Verzögerung
des Schließens des ersten Schließgliedes.
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Dieser Effekt ist jedoch nicht allein die Ursache für unterschiedlichen
Uruckaufbau in beiden
Bremskreisen. Die Rückstellfeder darf nicht
zu kräftig sein, weil sich sonst die Steuerkraft aus dem soeben vorbeschriebenen
Grund nach dem Schließen des zweiten Schließgliedes zu stark erhöhen würde. Durch
dieses Erfordernis ist die Schließgeschwindigkeit des zweiten Schließgliedes begrenzt.
Wird bei einer Panikabbremsung durch schlagartiges Niedertreten des Bremspedals
rasch druck aufgebaut, so verschiebt sich das erste bchließglied so rasch in Schließstellung,
daß das zweite Schließglied dieser Verschiebung nicht folgen kann. Im dem zweiten
Schließglied zugeordneten Bremskreis wird dann noch Druck aufgebaut, während die
Druckwittelzufuhr zum dem ersten Schließglied zugeordneten Bremskreis bereits unterbrochen
ist. Die Folge ist ein unterschiedlicher Druckaufbau in beiden Bremskreisen.
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fier Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremsdrucksteuereinheit
zu schaffen, die einfach in ihrer gestaltung und damit billig in ihrer ilerstellung
ist, jedoch einen möglichst gleichmäßigen bruckaufbau in beiden I3remskreisen ermöglicht.
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vliese Aufgabe wird bei einer Bremsdrucksteuereinheit der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, daß das erste ochliebglied als Stufenkolben ausgebildet
ist und mit seinen Abschnitt größeren
Querschnitts zur Steuerkrait
hin aus dem ersten Ventil raum dichtend geführt ist, während sein Abschnitt kleineren
Durchmessers dichtend zum zweiten Schließglied hin aus dem ersten Ventilraum geführt
ist0 Da das erste Schließglied dichtend aus dem ersten Ventil raum zum zweiten Schließglied
hin geführt ist, beaufschlagt der Druck im ersten Ventilraum nicht das Schließglied
des zweiten Ventilraumes. Dadurch hat das zweite Schließglied die Tendenz, sich
bei Druckaufbau in seiner Ventilkammer in Schließrichtung gegen die Steuerkraft
zu bewegen. Hierzu im Gegensatz war das Schließglied der Bremsdruckst.uereinheit
nach der vorgenannten Dt-OS 1 915 485 druckausgeglichen, so daß cs nur durch die
Kraft einer Rückstellfeder sich in Schließstellung bewegen konnte. Da nun der eingesteuerte
Druck in beiden Ventilräumen die Schließglieder in Schließrichtung beaufschlagt,
kann es nicht zu einem verzögerten Schließen eines Schließgliedes in Folge von Tragheitskräften
kommen. Die Steuerkraft ist bei der erfindungsgemäß gestalteten Bremsdruckst euereinheit
immer konst nt, weil keine fltickstellfeder gegen die Steuerkraft wirkt solange
das zweite Schließglied sich in Offenst.llung befindet.
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Dadurch, daß bei intakten Bremskreisen über die Druckbeaufschlagungsflächen
beider Bremskreise eine der Steuerkraft entgegenwirkende kraft erzeugt wird, bei
Ausfall eines Bremskreises jedoch nur über eine Druckbeaufschlagungsfläche, kommt
es dann erst bei höheren Drücken zu einem Verschieben des Schließgliedes in Schließstellung.
Die Druckzufuhr zu dem noch funktionstüchtigen Bremskreis wird deshalb erst bei
einem wesentlich höherem Druck unterbrochen als bei Funktionstüchtigkeit beider
Kreise.
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Dadurch läßt sich bei der erfindungsgemäßen Bransdrucksteuereinheit
bei Ausfall eines Bremskreises mit der dem funktionstüchtigen Bremskreis zugeordneten
Bremse stärker bremsen als im Falle der Funktionstüchtigkeit beider Bremskreise.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß eines
der Schließglieder aus einem Schaftteil und einem darauf dichtend verschieblichen
Verschlußstück besteht, welches durch eine Schließfeder in Richtung seines Ventil
sitzes vorgespannt, in Ruhestellung jedoch durch eine Schulter am Schaftteil in
Abstand vom Ventilsitz gehalten ist.
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Diese Ausgestaltung erlaubt beträchtliche Fertigung toleranzen. Man
muß hierzu das Schließglied mit dem verschieblichen Verschlußstück so bemessen,
daß
es immer früher in Schließrichtung gelangt als das andere Schließglied. Dieses kann
dann danach sich weiter verschieben bis das es ebenfalls schließt. Natürlich baut
sich entsprechend der Fertigungstoleranzen in dem Breiskreis, welcher später abgesperrt
wird, ein höherer Druck auf.
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Dies kann jedoch gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung dadurch
vermieden werden, daß beide Schließglieder aus einem Schaftteil und einem darauf
dichtend verschieblichen Verschluß stück bestehen. Bei einer solchen Gestaltung
kann die Bremsdrucksteuereinheit so ausgelegt werden, daß beide Schließglieder genau
gleichzeitig schließen und damit ein genau gleichmäßiger Druck in beiden Bremskreisen
gewährleistet ist.
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Eine weitere günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß
die beiden Schließglieder einstückig als ein einheitliches Bauteil ausgebildet sind.
Diese Ausgestaltung ist fertigungstechnisch günstig.
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Wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das steuerkraftseitige
Schließglied im Falle seiner Ausbildung mit einem verschieblichen Verschlußstück
in Richtung der Steuerkraft
gegen einen gehäusefesten Anschlag
bewegbar ist, dann ist der maximale Hub dieses ersten Schließgliedes in Richtung
der Steuerkraft begrenzt, obwohl kein fest mit ihm verbundenes Verschlußstück sich
gegen einen Ventilsitz bewegt. Durch diese Begrenzung des maximal möglichen Hubes
wird die Volumenaufnahme der Bremsdrucksteuereinheit klein gehalten, so daß der
beim Bremsen notwendige Pedal weg optimal zur Kraftübersetzung genutzt werden kann.
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Fertigungstechnisch günstig kann es auch sein, wenn sich die beiden
Schließglieder in einem drucklosen iiaum zwischen den beiden Ventilräumen gegenseitig
berühren.
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Den durch die Erfindung möglichen Anstieg des Absperrdruckes im noch
funktionstüchtigen Bremskreis bei Ausfall eines Bremskreises kann man besonders
frei beeinflussen und den Besonderheiten des Fahrzeuges anpassen für das die Bremsdrucksteuereinheit
bestimmt ist, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltunt der Erfindung der aus dem
ersten Ventil raum in wichtung des zweiten Ventilraumes herausgeführte Abschnitt
des ersten Schließgliedes einen anderen Durchmesser hat als das in Richtung der
Steuerkraft aus dem zweiten Ventilraum herausgeführte Schließglied.
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Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch
die obere Hälfte einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuereinheit,
Figur 2 einen Längsschnitt durch die obere Hälfte einer zweiten Ausiührungsiorm
einer erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuereinheit, Figur 3 einen Längsschnitt durch
die obere dalfte einer dritten Ausiührungsiorm einer erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuereinheit.
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Die Figur 1 zeigt ein mehrfach abgestuftes Gehäuse 1, in welchem ein
erstes Schließglied 2 und ein zweites Schließglied 3 koaxial hintereinander verschieblich
angeordnet sind. Die beiden Schließglieder 2 und 3 bilden ein einheitliches gemeinsames
Bauteil. Eine Steuerkraft F wirkt unmittelbar auf das erste Schließglied 2 und dadurch,
daß das erste Schließglied 2 mit dem zweiten Schließglied 3 eine Einheit bildet,
auch auf das zweite Schließglied 3.
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Das erste Schließglied 2 hat ein mit ihr eine einheit bildendes Verschlußstück
4, welches mit einer Dichtung 5 bei Verschiebung des Schließgliedes 2 gegen die
Steuerkraft F gegen einen Ventilsitz 6 bewegbar ist. Dadurch ist eine Druckmittelverbindung
von einem Druckmittel einlaß 7 im Gehäuse 1 durch einen ersten Ventilraum 8 zu einem
Druckmittelauslaß 9 im gehäuse 1 versperrbar.
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Das erste Schließglied 2 ist als Stufenkolben mit einem Abschnitt
2' größren Durchmessers und einem Abschnitt 2" kleineren Durchmessers ausgebildet.
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Dabei ist der Abschnitt 2' größeren Durchmessers zur Steuerkraft F
hin, der Abschnitt 2" kleineren Durchmessers zum zweiten Schließglied 3 hin aus
dem Ventilraum 8 geführt.
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Das zweite Schließglied 3 besteht aus einem Schaftteil 10 und einem
darauf dichtend verschieblichen Verschlußstück 11. Dieses Verschlußstück 11 hat
genau wie das Verschlußstück 4 des ersten Schließgliedes 2 eine Dichtung 12, mit
der es gegen einen Ventilsitz 13 bewegbar ist. Durch eine solche Bewegung ist eine
Druckmittelverbindung von einem zweiten Druckmittel einlaß 14 im gehäuse 1 durch
einen zweiten Ventilraum 15 zu einem zweiten Druckmittelauslaß 16 im Gehäuse 1 versperrbar.
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In der dargestellten Position ist das Verschlußstück 11 durch eine
schwache Schließfeder 17 in Anlage gegen einen durch einen Sicherungsring gebildeten
Bund 18 im Schaftteil 10 gehalten. Diese Schließfeder 17 stützt sich andererseits
gegen eine Scheibe 19 ab, welche durch einen Sicherungsring 20 im Schaftteil 10
fixiert ist.
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Zur nachfolgenden Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen
Bremsdrucksteuereinheit ist in der Zeichnung eine Wirkfläche 21 markiert, auf die
die der Steuerkraft F entgegenwirkende hydraulische Kraft durch das Druckmittel
bei Funktionsfähigkeit beider Bremskreise wirkt.
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Ebenfalls ist eine Wirkfläche 22 markiert, mit der das Schließglied
2 aus dem ersten Ventilraum 8 herausgeführt ist und den Schaftteil 10 des zweiten
Schließgliedes 3 bildet.
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Die in Figur 1 dargestellte Bremsdrucksteuereinheit wirkt wie folgt:
Solange in beiden Bremskreisen Druck aufgebaut wird, beaufschlagt der Druck im Ventilraum
15 die Virkfläche 22, während der Druck im Ventilraum 8 die Differenzfläche aus
Wirkfläche 21 und Wirkfläche 22 druckbeaufschlagt.
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Dadurch verschieben sich die Schließglieder 2,3 gegen die Steuerkraft
F in der Zeiohnung gesehen nach links. Dies führt zunächst zu einem Ver-
schließen
des Ventilsitzes 13 dadurch daß die Dichtung 12 sich auf den Ventilsitz 13 setzt.
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Da das Verschlußstück 11 verschieblich auf dem Schaftteil 10 angeordnet
ist, vermag sich das Schließglied 2 zusammen mit dem Schaftteil 10 weiter gegen
die Steuerkraft F zu verschieben bis daß auch das Verschlußstück 4 sich gegen den
Ventil sitz 6 bewegt hat und die Druckzuführ in diesem Kreis unterbrochn ist.
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Kommt es zu einem ufall eines der beiden Bremskreise, so wird entweder
nur noch die Wirkfläche 22 druckbeaufschlagt oder aber im anderen Bremskreis die
Differenz zwischen den Wirkflächen 21 und 22.
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Dadurch wirkt der Druck nur noch über eine kleinere Fläche der Steuerkraft
F entgegen. Dies hat zur Folge, daß das jeweilige Schließglied länger in Offenstellung
verbleibt und sich somit ein höherer Bremsdruck im noch funktionstüchtigen Bremskreis
aufbauen läßt.
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i)ie Ausführun!sform nach Figur 2 unterscheidet sich von der nach
Figur 1 im wesentlichen dadurch, daß nicht nur das Schliebnlied 3 aus einem Schaftteil
10 und einem darauf verschieblichen Yerschlußstück 11 besteht, sondern auch das
Schließglied 2 aus einem Schaftteil 25 und einem darauf dichtend verschieblichen
Verschlußstück 26 gebildet ist. Dieses Verschlußstück
26 ist genau
wie das Verschlußstück 11 durch eine Schließfeder 27 in .'wichtung des Ventil sitzes
6 vorgespannt. In uhestellun liegt das Verschlußstück 26 gegen eine durch einen
Sicherungsring gebildete Schulter 31 an, so daß es in Abstand vom Ventilsitz 6 gehalten
wird. Die Schließfeder 27 stützt sich wiederum gegen'eine Scheibe 28 ab, die an
eine durch einen Sicherungsring gebildete Schulter 29 anliegt. Da über das Verschlußstück
26 und dem Ventilsitz 6 keine axiale Fixierung des Schaftteiles 25 mehr möglich
ist, ist am Gehäuse 1 ein Anschlag 30 vorgesehen, gegen den ein Bund des Schaftteiles
bewegbar ist.
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Die Ausführungsform gemäß Figur 3 entspricht weitgehend der Ausführungen
nach Figur 1. Die Schließglieder 2 und 3 sind jedoch nicht als ein gemeinsames Bauteil
ausgebildet, vielmehr sind sie Einzelbauteile, welche sich jedoch in einem zwischen
zwei Dichtungen 40,41 gebildeten drucklosen Raum 42 gegenseitig berühren. Dabei
haben die in diesen Raum 42 geführten Abschnitte der Schließglieder 2 und 3 unterschiedliche
Durchmesser, wodurch das Verhalten der Bremsdrucksteuereinheit bei Ausfall eines
Kreises beeinflußt ist.