DE2854164A1

DE2854164A1 - Bremsdruckregler mit by-pass

Info

Publication number: DE2854164A1
Application number: DE19782854164
Authority: DE
Inventors: Jochen Dipl Ing Burgdorf
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1980-07-10
Also published as: SE7909973L; DE2854164C2; FR2443952A1; IT1127711B; GB2036903A; FR2443952B1; GB2036903B; IT7928046A0; SE438128B; ES486549A1; BR7908115A; US4262968A

Description

ALFRED TEVES GMBH « 08. Dezember 19?8

Frankfurt am Main * T' ZL/Wh/Mü

P 4699

J. Burgdorf - 55

Bremsdruckregler mit By-pass

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremsdruckregler mit By-pass für eine Fahrzeugbremsanlage, mit einem den Vorderrädern zugeordneten ersten Bremskreis und einem den Hinterrädern zugeordneten zweiten Bremskreis, wobei die Radzylinder des ersten Bremskreises mit einer ersten Druckkanuner eines Tandemhauptzylinders verbunden sind und die Radzylinder des zweiten Bremskreises mit einem Regleraus-· laßraum des Bremsdruckreglers und eine zweite Druckkammer des Tandemhauptzylinders mit einem Reglereirlaßraum des Bremsdruckreglers in Verbindung steht und in einer ersten Druckuittelverbindung zwischen Einlaßraum und Auslaßraum ein aus Steuerkolben und Ventilglied bestehender Druckregler vorgesehen ist, wobei der Steuerkolben vom Druck des Auslaßraums und vom Druck des Einlaßraums beaufschlagt ist und eine zweite, die Regelstrecke umgehende Druckmittelverbindung als By-pass zwischen Einlaßraum und Auslaßraum angeordnet ist, die von einem von einer Federkraft angedrückten und mit dem Druck des ersten Bremskreises beaufschlagten Verschlußkolben gegen den Drvick des zweiten Bremskreises flüssigkeitsdicht verschlossen ist.

Ein derartiger Bremsdruckregler ist aus der DE-AS 21 63 635 bekannt. In einer axialen Bohrung im Gehäuse des Bremsdruckreglers ist ein mit mehreren Durchflußkanälen versehener Einsatz angeordnet, der den Einlaß vom Auslaß dichtend trennt. Eine mit dem Auslaß direkt in Verbindung stehende Bohrung endet zur Einlaßseite in

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einem topfartigen Gebilde, mit einem Verschlußstopfen dichtend eingesetzten, der durch eine Feder in Schließstellung gehalten wird und gegen den Druck des Auslasses vom Druck des ersten Bremskreises beaufschlagt ist. Im Gehäuse des Bremskraftreglers ist eine weitere, mit dem Einlaß in Verbindung stehende Bohrung angeordnet, die in der Reglereinlaßkammer des im rechten Winkel zum Einsatz angeordneten Druckreglers endet. Der Reglerauslaßraum steht über die Durchflußkanäle im Einsatz mit dem

ΊQ Auslaß direkt in Verbindung. Bei intaktem ersten Bremskreis bleibt der Verschlußstopfen dichtend in dem topfartigen Gebilde und das Druckmittel kann nur über die Regelstrecke vom Einlaß zum Auslaß gelangen. Fällt jedoch der erste Bremskreis aus, so wird der geregelte Druck in den Durchflußkanälen des Einsatzes den Verschlußstopfen gegen die Federkraft aus dem topfartigen Gebilde stoßen und die direkte, die Regelstrecke umgehende Verbindung vom Einlaß zum Auslaß öffnen. Diese Konstruktion ist jedoch besonders aufwendig und daher teuer in der Ausführung. Der im rechten Winkel zum Gehäuse des Bremskraftreglers angeordnete Druckregler benötigt zudem ungünstig viel Bauraum, was den heutigen Anforderungen auf minimalem Platzbedarf entgegensteht.

Eine andere Ausführungsform eines Bremsdruckreglers mit By-pass zeigt die DE-OS 19 28 647· Ein üblich verwendeter Druckregler wird von einem Leistungssystem überbrückt, das ein By-pass Ventil enthält. Dieses Ventil besteht aus einem dichtend in einem Gehäuse gleitenden Kolben, dessen Kopf einen geringeren Durchmesser als der übrige Kolben aufweist und eine Dichtplatte trägt. Die den Kolben aufnehmende Bohrung im Gehäuse des Ventils wird durch den Kolben in zwei Druckkamniex^n geteilt. Die erste Druckkammer ist vom Druck des ersten Bremskreises beaufschlagt,

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so daß der Kolben mit seinem Kopf gegen den mit dem Hauptzylinder in Verbindung stehenden axial zum Kolben angeordneten Einlaßstutzen gedrückt wird und die Einlaßbohrung der ersten Druckkammer verschließt. Die Einlaßbohrung endet in einem sich verjüngenden Kegelstumpf, so daß nur die zur Dichtung nötige Fläche des Einlaßstutzens auf der Dichtplatte des Kolbens zur Anlage kommt und so den zweiten Druckraum und die über eine Auslaßbohrung mit dem zweiten Druckraum in Verbindung stehenden Radzylinder des geregelten Bremskreises vom Einlaß trennt. Fällt der erste Bremskreis aus, so wird der Druck im zweiten Druckraum sowie der Druck im Einlaß den Kolben schlagartig verschieben und somit die die Regelstrecke umgehende Verbindung vom Hauptbremszylinder zu den Radzylindern freigeben.

Durch die getrennte Anordnung der Bauteile können zwar zur Verfügung stehende Bauräume eventuell besser genutzt werden, jedoch ist dies mit einem erheblichen Aufwand an Druckleitungen verbunden. Durch dieses Leitungssystem müssen zusätzlich dichtende Versehraubungen und T-Stücke vorgesehen werden, was eine erhöhte Störanfälligkeit der Bremsanlage zur Folge hat, sowie höhere Kosten verursacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Bremsdruckregler mit By-pass zu schaffen, der die beschriebenen Nachteile vermeidet, wenig Bauraum erfordert, sowie durch einfache Bauweise und minimalen Leitungsaufwand die Herstellungsund Einbaukosten niedrig hält.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der By-pass zwischen Einlaßraum und Auslaßraum im Steuerkolben des Druckreglers angeordnet ist, wobei der By-pass an der dem Verschlußkolben zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens mündet und der Verschlußkolben sich mittelbar oder mittels eines Verschlußelementes an der Stirnseite des S^euerkolbens abstützt. Damit wird erreicht, daß

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der- Verschlußkolben mit dem Steuerkolben im Regelfall nls eine Einheit alle axialen Steuerbewegungen mit ausführt, bei Ausfall des ersten Bremskreises jedoch vom Druck dos zweiten Bremskreises gegen die Kraft der Feder vom Steuerkolben getrennt wird und den By-pass freigibt. Es ist weiter gewährleistet, daß bei Ausfall des ersten Bremskreises der By-pass mit Sicherheit funktionstüchtig ist und sich nicht wie bei starren Anordnungen funktionsunfähig festsetzen kann, weil er nur sehr selten in Betrieb genommen wird.

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Indem By-pass auf der dem Verschlußkolben zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens in einer rohrförmigen Verlängerung des Siseuerkolbens endet, die einen mit der zweiten Druckkammer des Tandemhauptzylinders verbundenen Raum durchragt, wird der druckbeaufschlagte Raum nur geringfügig verkleinert, der auf die verbleibende äußere Ringfläche des Vex'schlußkolbens und des Steuerkolbens wirkende Druck wirkt trennend auf die beiden Kolben.

Dadurch, daß der Verschlußkolben auf der dem Steuerkolben ■20 zugewandten Seite eine Dichtplatte trägt, wird die Möglichkeit gegeben, die Dichtplatte gleichzeitig als Dichtung des Verschlußkolbens in der Bohrung zu verwenden.

Der Verschlußkolben wird im Außendurchmesser vorteilhafterweise so ausgeführt, daß er dem Außendurchniesser der dem Verschlußkolben zugewandten Kolbenstufe entspricht* So braucht für den Verschlußkolben keine eigene Führung in das Gehäuse eingearbeitet werden.

Dadurch, daß der Verschlußkolben vom geregelten und ungeregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt ist, 3Q wird die gesamte mögliche Fläche des Verschlußkolbens in Öffnungsrichtung mit Druck beaufschlagt, so daß ein sicheres Öffnen beim Ausfall des ersten Bremskreises gewährleistet ist.

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Durch, vorgesehene Anschlagmittel, die die axialen Verschiebewege der Kolben begrenzen, wird ein schädigendes Zusammenpressen der Federn vermieden.

Dadurch, daß der Schließweg des Ventilgliedes kleiner ist als der axiale Verschiebeweg des Steuerkolbens und dessen Verschiebeweg wiederum kleiner ist als der axiale Verschiebeweg des Verschlußkolbens,wird einerseits ein sicheres Schließen des Ventilgliedes erreicht und andererseits eine definierte Endlage aller Kolben geschaffen, in der der By-pass geöffnet ist.

Mit der Ausbildung des By-passes in der Art, daß bei Entlastung der Bremse das Druckmittel über den By-pass zurückfließt, wobei die in einer Zeiteinheit den By-pass durchfließende Flußmenge größer ist als die in der gleichen Ί5_ Zeiteinheit durch die Durchflußöffnung des Druckreglers fließende Flußmenge, wird bei Entlastung der Bremse ein sehr rascher Druckabbau an den Radzylindern der Hinterachse erreicht.

Die Zeichnung zeigt den Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Bremsdruckregler mit integriertem By-pass und wird im folgenden näher beschrieben.

In einem Gehäuse 19 ist eine Stufenbohrung eingebracht, die durch einen eingeschraubten Stopfen 5 und einen Dichtring 6

^5 gegen die Atmosphäre dichtend verschlossen ist. Der Stopfen 5 beinhaltet einen Einlaßraum 3» der über den Druckmittelanschluß k mit der Druckkammer II des Tandemhauptzylinders 1 verbunden ist und über den Druckmitteldurchlaß 10 in einen Auslaßraum 42 mündet, der durch den Stopfen 5 und den im

3°- Abschnitt 14 der Stufenbohrung des Gehäuses gleitenden Steuerkolben 15 gebildet ist. Der Auslaßraum 42 ist über den Druckmittelanschluß 4i mit den nicht dargestellten Radzylindern der Hinterachse verbunden. Der Stopfen 5 weist auf der zum Steuerkolben liegenden Stirnseite Lamellen 11 auf, die bei Anlage des Steuerkolbens 15 den Druckmittelfluß vom Einlaßraum 3 zum Auslaßraum 42 sicherstellen.

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Durch den Druckmitteldurchlaß 10 ragt der stiftartige Ansatz 9 des Ventiltellers 8, der durch eine vorgespannte Feder 7 in Schließrichtung gehalten wird. Der stiftartige Ansatz 9 des Ventilstellers 8 kommt auf der Stirnfläche U'} des Steuerkolbens 15 derart zur Anlage, daß das Ventil bei Anlage des Steuerkolbens am Stopfen um den Ventilschließweg a geöffnet ist. Der Steuerkolben 15 ist als Stufenkolben ausgebildet, dessen mit größtem Durchmesser ausgebildeter Abschnitt 39 im Abschnitt 14 der Stufenbohrung gleitet, der mit dem mittleren Durchmesser ausgebildete Abschnitt 35 gleitet in dem mit kleinerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 33 der Stufenbohrung und der dritte, mit kleinstem Druchmesser ausgebildete Abschnitt 18 ragt in eine Druckkammer 20, die über den Druckmittelanschluß JZ mit de.r Di^ucl kammer II des Tandemhauptzylinders 1 in Verbindung steht. Der Steuerkolben 15 trägt auf den Abschnitten 35 und 39 Dichtringe 12 und 17, so daß der Raum hh druckmittelfrel ist. Über eine Entlüftungsöffnung "J,6 ist der Raum hh mit der Atmosphäre verbunden, so daß bei Bewegung des Kolbens ein Druckausgleich erfolgen kann. Die Entlüftungsöffnung 36 ist in einer Schraube 37 angeordnet, die in den Raum hh hineinragt und so den axialen Verschiebeweg b des Steuer kolbens 15 begrenzt. Eine vorgespannte Feder 16, die sich an. der Stufe Jh der Stufenbohrung und an der Stufe 38 des Steuerkolbens abstü.tzt ,hält den Steuerkolben in seiner Ruhelage am Stopfen. Der Steuerkolben weist ein axiales Sackloch 13 auf, das von der Stirnfläche des Abschnitts 18 in den Kolben hineinläuft und mit einer schräg zur Achse des Steuerkolbens verlaufenden Bohrung 40, die an der Stirnfläche 4 3 des Steuerkolbens austritt, in Verbindung steht. Das axiale Sackloch I3 wird durch einen, im Durchmesser dem Durchmesser des Abschnitts 33 der Stufenbohrung entsprechenden Verschlußkolben 3I dichtend abgeschlossen, indem der mit einer Dichtplatte 21 versehene Kopf des Verschlußkolbens 31 durch eine am Gehäuse 19

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des Bremsdruckreglers abgestüzte Feder 26 an die ringförmige Stirnfläche 30 des rohrförmigen Abschnitts 18 des Steuerkolbens 35 gedruckt wird. Der durch das Gehäuse 19 und den Verschlußkolben 31 gebildete Raum 27 ist über einen Druckraittelanschiuß 28 mit dem ersten Bremskreis verbunden.

Der Verschlußkolben 3I hat eine umlaufende Aussparung 231 in die eine mit einer Öffnung 45 versehene Schraube 29 ragt und den axialen Verschiebeweg c des Verschlußkolbens 3I begrenzt. Rechts und links der Aussparung 23 trägt der Kolben Dichtringe 22, 25, so daß der erste Bremskreis vom zweiten Bremskreis durch eine mit der Atmosphäre verbundene Kammer 24 getrennt ist.

Sind beide Bremskreise in Ordnung, so wird bei Betätigung-IS des Pedals 2 das Druckmittel in den Druckkammern I und II des Tandemhauptzylxnders 1 komprimiert. Über die Leitung

46 wird sich der Druck in der Druckkammer I zu den Rad- > zylindern der Vorderachse fortpflanzen, über die Leitung

47 wird sich der Druck auch in der Druckkammer 27 des Brems· druckreglers einstellen. Der Druck in der Druckkammer II wird sich über die Leitungen 48, 49 auch in den Einlaßraum 3 und in der Druckkammer 20 einstellen und sich über den Druckmitteldurchlaß 10, den Auslaßraum 42, den Auslaß 41 und die Leitung 50 zu den Radzylindern der Hinterachse fortpflanzen.

Der Verschlußkolben 3I» der in drucklosem Zustand des Bremsdruckreglers durch die Feder 26 bereits mit seiner Dichtplatte 21 gegen, die ringförmige Stirnfläche 30 des Steuerkolbens gedrückt wird und so die Verbindung 13» ^O zum Auslaßraum 42 sicher abdichtet, ist in Richtung auf den Steuerkolben über seine gesamte Stirnfläche 51 vom Druck des ersten Bremskreises beaufschlagt, die der

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Stirnfläche 51 gegenüberliegende Fläche des Verschlußkolbens teilt sich dagegen in drei verschiedene druck-' beaufschlagte Flächen auf; die äußere Ringfläche 52 wird vom ungeregelten, die Kreisfläche 53 vom geregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt und die Kontaktfläche 30 mit dem Steuerkolben bleibt drucklos. Bei intaktem ersten Bremskreis ist somit ein sicheres Verschließen in jedem Betriebszustand gewährleistet, da bei Addition aller auf den Verschlußkolben "31.wirkenden Kräfte als Ergebnis immer eine Anpreßkraft auf den Steuerkolben 15 herauskommt.

Ab einem bestimmten Druckpunkt wird der auf die Stirnfläche 43 des Steuerkolbens 15 wirkende Druck den Steuerkolben gegen die Kraft der Federn 16, 26 und den Druck des ersten Bremskreises auf die Stirnfläche 51 des Verschlußkolbens verschieben. Der Ventilteller 8 wird durch die vorgespannte Feder 7 in die Durchlaßöffnung 10 gedrückt und verschließt diese, so daß der Einlaßraum 3 und der Auslaßraura hZ voneinander getrennt werden» liei weiterer Druckerhöhung wird der steigende Druck im ersten Bremskreis und somit im Druckraum 27 den Verschlußkolben mit dem anliegenden Steuerkolben nach rechts verschieben und über den Ansatz 9 des Ventiltellers das Ventil wieder öffnen. Druckmittel aus dem Druckraum 3 kann nachströmen, bis der Druck auf den Steuerkolben diesen mit dem anliegenden Verschlußkolben wiederum nach links verschiebt. Im Regelfall wirkt der Steuerkolben und der Verschlußkolben als eine Einheit. Alle axialen Steuerbewegungen werden zusammen ausgeführt, ohne daß der By-pass über die Bohrungen 13» 40 geöffnet wird.

Bei Entlastung des Druckmittels werden die Kolben durch die Federn 16, 26 wieder in die Ausgangslage gebracht,

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wobei es nun für die Funktion des By-passes unerheblich ist, ob er beim Zurückgleiten der Kolben kurzzeitig frei gegeben wird oder nicht.

Durch eine günstige Dimensionierung der mit dem geregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagten Kreisfläche 53 und der Kraft der Feder 26 kann sogar erreicht werden, daß der Druckabbau von den Radzylindern zum über wiegenden Teil über den By-pass erzielt wird, was einen schnelleren Druckabbau an den Radzylindern der Hinterachse ermöglicht.

Fällt während eines Bremsvorganges der erste Bremskreis aus, so wird der Verschlußkolben 31 gegen die Kraft der Feder 26 von dem auf die Ringfläche 52 wirkenden, ungeregelten Druck des zweiten Bremskreises, sowie von dem auf die Kreisfläche 53 wirkenden, geregelten Druck des zweiten Bremskreises nach links verschoben und gibt so den By-pass 13» ^-0 frei. Die Druckkammer II des Tandemhauptzylinders 1 ist über die Leitung 49, den Einlaß 32, den Druckraum 20, die Bohrungen 13, 40, den Auslaßraum hZ den Auslaß 41 und der Leitung 50 direkt mit den nicht dargestellten Radzylindern der Hinterachse verbunden, eine druckreglerumgehende Druckmittelverbindung ist'hergestellt. Bei maximaler Druckbeaufschlagung wird der Steuerkolben, bedingt durch seine größere wirksame Stirnfläche, nach links bis zum Anschlag $h verschoben, der Verschlußkolben 31 wird gleichfalls nach links bis zum Anschlag 55 verschoben. Da der axiale Verschiebene, der Steuerkolbens b kleiner ist als der axiale Verschiebeweg c des Verschlußkolbens, bleibt die By-pass-Öffnung auch in dieser Endlage geöffnet.

Bei der Dimension!erung der axialen Verschiebewege ist darauf zu achten, daß der Ventilschließweg a kleiner ist

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als das axiale Spiel b des Steuerkolbens, dessen Verschiebeweg b wiederum kleiner sein muß als das axiale Spiel c des Verschlußstopfens,

Ein beaonderer Vorteil der Erfindung ist es, daß der
Druckabbau über den By-pass optimal erfolgen kann, da die Federschließkraft auf den Verschlußkolben und der By-pass unabhänig von der Regelfunktion des Druckreglers gestaltet werden können. Somit kann der Druckregler einzig auf optimales Regelverhalten getrimmt werden, die Kraft der Feder 7 definiert so die Öffnungsdruckdifferenz,

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Claims

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08. Dezember 1978

ZL/Wh/Mü J. Burgdorf - 55 Patentansprüche

/1 y Bremsdruckregler mit By-pass für eine Fahrzeugbremse anlage, mit einem den Vorderrädern zugeordneten ersten Bremskreis und einem den Hinterrädern zugeordneten zweiten Bremskreis, wobei die Radzylinder des ersten Bremskreises mit einer ersten Druckkammer eines Tandemhauptzylinders verbunden sind und die Radzylinder des zweiten Bremskreises mit einem Reglerauslaßraum des Bremsdruckreglers und eine zweite Druckkammer des Tandemhauptzylinders mit einem Reglereinlaßraum des Bremsdruckreglers in Verbindung steht und in einer ersten Druckmittelverbindung zwischen Auslaßraum und Einlaßraum ein aus Steuerkolben und Ventilglied bestehender Druckregler vorgesehen ist, wobei der Steuerkolben vom Druck des Auslaßraums und vom Druck des Einlaßraums beaufschlagt ist und eine zweite, die Regelstrecke umgehende Dr'uckmittelverbindung als By-pass zwischen Einlaßraum und Auslaßraum angeordnet ist, die von einem von einer Federkraft angedrückten und mit dem Druck des ersten Bremskreises beaufschlagten Verschlußkolben gegen den Druck des zweiten Bremskreises flüssigkeitsdicht verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß der By-pass (13» Ίθ) zwischen Einlaßraum (3) und Auslaßraum (Λ2) im Steucrkolben (15) des Druckreglers angeordnet ist, wobei der By-pass an der dem Verschlußkolben (31) zugewandten Stirnseite des Steuerkolbens (15) mündet und der Ver-

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Schlußkolben sich, unmittelbar oder mittels eines Verschlußelemetes an der Stirnseite des Steuerkolbens abstützt.
2. Bremsdruckregler nach. Anspruch 1., dadurch g e k e η η zeichnet, daß der By-pass (13, 4θ) auf der dem Verschlußkolben (31) zugewandten Stirnseite des Steuerlcolbens (15) in einer rohrförmigen Verlängerung (18) des Steuerkolbens endet, die einen mit der zweiten Druckkammer des Tandemhauptzylinders (1) verbundenen W Raum (20) durchragt.
3· Bremsdruckregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschlußkolben (31). auf der dem Steuerkolben (15) zugewandten Seite eine Dichtplatte (21) trägt.
h. Breniskraf tregeler nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet , daß der Außendurchmesser des Verschlußkolbens (31) dem Außendurchmesser der dem Verschlußkolben zugewandten Kolbenstufe (35) entspricht.
5. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Verschlußkolben (31) vom geregelten und ungeregelten Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt ist.
6. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß für die Kolben Anschlagmittel (5^» 55) vorgesehen sind, die die axialen Verschiebewege (b, c) der Kolben (15 > 31) begrenzen.

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3.
7. Bremskraftregler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Schließweg (a) des Ventilgliedes (8) kleiner ist als der axiale Verschiebeweg (b) des Steuerkolbens (1'5) und dessen Verschiebeweg (b) wiederum kleiner ist als der axiale Verschiebeweg (c) des Verschlußkolbens (31)·
8. Bremskraftregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichne t , daß der By-pnss (13» ^O) so dimensioniert ist, daß die in einer Zeiteinheit den By-pass durchfließende Flußmenge größer ist als die in der gleichen Zeiteinheit durch die Durchflußöffnung (1O) des Druckreglers fließende Flußmenge.

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