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Die Erfindung betrifft einen Bremsdruckregler für hydraulische
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Zweikreisbremsanlagen in Fahrzeugen, insbesondere die Bremsen an den
Fahrzeughinterrädern getrennt beaufschlagenden Zweikreisbremsanlagen, mit zwei in
jeweils einen der Bremskreise eingeschalteten Ventilen, zwischen denen eine von
dem radzylinderseitigen Druck der beiden Bremskreise entgegengesetzte beaufschlagte
Trennwand, insbesondere ein Schwimmkolben angeordnet ist, welcher je nach seiner
Relativlage zu den beiden Ventilen das eine, das andere oder beide Ventile öffnet.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Bremsdruckregler
mit einem eine Stufenbohrung aufweisenden Gehäuse, einem in einem ersten Abschnitt
der Stufenbohrung angeordneten, von einer Schaltkraft und dem Druck einer ersten
Druckmittelquelle beaufschlagten Reglerkolben, in dem ein Druckmitteldurchlaß und
ein zwischen dem mit der ersten Druckmittelquelle verbundenen Einlaßraum und dem
mit dem einen Radzylinder verbundenen Auslaßraum angeordnetes erstes Ventil vorgesehen
ist, welches einen aus der ausgangsraumseitigen Stirnfläche des Reglerkolbens vorstehenden
Betätigungsstößel aufweist, mit einem innerhalb eines zweiten Abschnittes des Reglerkolbens
axial verschiebbaren Schwimmkolben, dessen eine Stirnfläche den Betätigungsstößel
des ersten Ventils beaufschlagt und dem Druck im ersten Auslaßraum ausgesetzt ist
und dessen entgegengesetzte Stirnfläche den Betätigungsstößel eines zwischen einem
mit der zweiten Druckmittelquelle verbundenen Einlaßraum und dem mit dem anderen
Radzylinder verbundenen Auslaßraum eingesetzten, in einem gehäusefesten Teil angeordneten
zweiten Ventils beaufschlagt und dem Druck im zweiten Auslaßraum ausgesetzt ist.
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Derartige Druckregler sind bekannt und werden beispielsweise in der
deutschen Auslegeschrift 22 36 294 und in dem Bremsen handbuch", Bartsch Verlag,
Ottobrunn bei München, 5.Auf lage 1977, Seite 154, beschrieben.
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Bei diesen Zweikreisdruckreglern ist der Reglerkolben als Stufenkolben
ausgebildet, so daß oberhalb eines Schaltdruckes, der durch die Schaltkraft vorgegeben
ist, der Druck in den Ausgangsräumen gegenüber dem Druck in den Eingangsräumen vermindert
wird. Damit können derartige Zweikreisdruckregler dazu benutzt werden, oberhalb
des Schaltdruckes im Drucksystem die Bremskraft an einer Achse gegenüber der Bremskraft
an einer anderen Achse eines Fahrzeuges zu vermindern. Bevorzugt werden derartige
Druckregler dazu benutzt, die Bremsen an den Fahrzeughinterrädern an zwei getrennte
Bremskreise anzuschließen, da sie im Normalbetrieb. oberhalb des Umschaltdruckes
den Druck in beiden Radzylinderkreisen im gleichen Ausmaß mindern.
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Ein Nachteil dieser yorhekannten Bremsdruckregler besteht darin, daß
beim Ausfall des den Reglerkolben enthaltenden Bremskreises das gehäusefest angeordnete
Ventil als Druckbegrenzungsventil arbeitet, so daß in diesem gefährlichen Zustand
nicht mehr so hohe Bremsdrücke auf das noch bremsbare Rad ausgeübt werden können
wie bei intakten Bremskreisen.
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Das Ziel der Erfindung besteht somit darin, einen Bremsdruckregler
der eingangs genannten Gattung yon hoher zuyerlssigkeit zu schaffen, welcher unter
keinen Unständen als Druckbegrenzer arbeitet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung allgemeinen einen auf
seinen entgegengesetzten Stirnflächen von dem Druck jeweils eines Bremskreises beaufschlagten
Sperrschieber vor, welcher bei intakten Bremskreisen die Trennwand und insbesondere
den Schwimmkolben frei arbeiten läßt und bei Ausfall eines Bremskreises das Ventil
des anderen Bremskreises durch ein yon ihm gesteuertes mechanisches Glied offenhält.
Aufgrund dieser Ausbildung wird sich der Sperrschieber beim Ausfall eines Bremskreises
in Richtung
derjenigen Stirnfläche bewegen, die an den ausgefallenen
Bremskreis angrenzt. Diese Bewegung steuert ein mechanisches Glied, welches sich
so bewegt, daß es das Ventil des noch intakten Bremskreises offenhält bzw. in die
Offenstellung bewegt, sofern es geschlossen sein sollte. Die Druckdifferenz zwischen
dem noch intakten und dem ausgefallenen Bremskreis wird somit zur Erzeugung einer
Bewegung eines Sperrgliedes ausgenutzt, welches das in einem derartigen Gefahrenfalle
unerwünschte Schließen des im intakten Bremskreis befindlichen Ventils yerhindert.
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Die erfindungsgemäße Anordnung kann auch bei einem Bremsdruckregler
gemäß der DE-PS 22 65 106 verwendet werden.
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Der Erfindungsgedanke ist auch bereits dann als verwirklicht anzusehen,
wenn der Sperrschieber nur beim Ausfall eines der Bremskreise wirksam wird. Eine
derartige Ausfahrungaform kann baulich sehr einfach verwirklicht werden und ist
besonders bei den aus den obengenannten Druckschriften bekannten Bremsdruckreglern
in bezug auf dasjenige Ventil anwendbar, welches beim Ausfall des anderen Bremskreises
als Druckhegrenzer wirkt. Das andere Ventil wirkt stets als Druckminderer, auch
im Falle des Versagens des anderen Bremskreises.
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Der Sperrschieber kann z.B. in einer separaten Bohrung an einer beliebigen
Stelle des Gehäuses angeordnet sein, und die Hebelanordnung kann auch an den Reglerkolben
angreifen und somit beide Kolben in die Ausgangsstellung bringen.
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Eine vorteilhafte bauliche Verwirklichung der Erfindung kennzeichnet
sich dadurch, daß das mechanische Glied am Schwimmkolben angreift. Letzterer ist
das im normalen Betrieb das die öffnung bzW. Schließung der Ventile bewirkende Element.
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Nach der besonderen Ausführungsform der Erfindung wird dieses Element
auch zur Übertragung der Sperrkraft auf das eine Ventil beim Ausfall des anderen
Bremskreises herangezogen.
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Bei einer besonders vorteilhaften baulichen Ausführungsform der Erfindung
ist der Sperrschieber zwischen den Auslaßräumen der Ventile angeordnet und als mechanisches
Glied ein an einer gehäusefesten Achse gelagerter Doppelhebel vorgesehen, dessen
einer Hebelarm in die Bewegungsbahn des Sperrschiebers und dessen
anderer
Hebelarm in die Bewegungsbahn des Schwimmkolbens ragt.
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Bei derjenigen Ausführungsform, bei der der Sperrschieber nur das
drueicbegrenzende Ventil beaufschlagt, soll der Sperrschieber von einer Hilfskraft
beaufschlagt sein, durch die er bei intakten Bremskreisen sowie bei Ausfall des
anderen Bremskreises in einer definierten Ruhelage gehalten wird, in der er keinen
Einfluß auf die Ventile ausübt. Der Sperrschieber bewegt sich also nur bei Ausfall
des einen Bremskreises, in dem vorzugsweise der Reglerkolben angeordnet ist.
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Bei Bremsdruckreglern der aus den obengenannten Druckschriften hervorgehenden
Gattung sieht die Erfindung vor, daß ein auf seinen entgegengesetzten Stirnflächen
von dem Druck jeweils eines Bremskreises beaufschlagter Sperrschieber vorgesehen
ist, welcher bei intakten Bremskreisen und Ausfall des zweiten Bremskreises den
Schwimmkolben frei arbeiten läßt und bei Ausfall des ersten Bremskreises in eine
Sperrlage verschoben wird, in der er durch ein von ihm gesteuertes mechanisches
Glied den Schwimmkolben in seiner das zweite Ventil offenhaltenden Ruhelage hält.
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Der Doppelhebel soll bei in seiner Ruhelage befindlichen Sperrschieber
ein zur Bewegung des Schwimmkolbens zwischen seinen beiden Endstellungen erforderliches
Spiel gegenüber dem Schwimmkolben besitzen.
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Die Bildung der den Sperrschieber in seiner Ruhelage haltenden Hilfskraft
wird auf besonders einfache Weise dadurch erzeugt, daß die dem ersten Auslaßraum
zugewandte Stirnfläche des Sperrschiebers größer ist als dessen dem zweiten Auslaßraum
zugewandte Stirnfläche, so daß der Sperrschieber bei Druckgleichheit in beiden Auslaßräumen
vom Druck im ersten Auslaßraum mit einer größeren Ssraft beaufschlagt wird als vom
Druck im zweiten Auslaßraum.
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Obwohl die Hebelarme des Doppelhebels grundsätzlich unterschiedlich
lang sein können, sieht eine bevorzugte bauliche Ausführungsform
vor,
daß der Doppelhebel gleich lange Hebelarme hat und daß die vom Druck im zweiten
Auslaßraum beaufschlagte Stirnfläche des Sperrschiebers größer ist als die vom Druck
im zweiten Auslaßraum beaufschlagte Stirnfläche des schwimmenden Kolbens.
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Eine wirtschaftlich herstellbare und baulich sehr kompakte Ausführungsform
kennzeichnet sich dadurch, daß der Sperrschieber als Ringkolben mit einer vorzugsweise
koaxialen Längsbohrung ausgebildet ist, in der der Schwimmkolben gleitend geführt
ist. Der Sperrschieber ist seinerseits in der Stufenbohrung des Reglergehäuses axial
gleitend untergebracht.
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Vorzugsweise greift der Doppelhebel mit einem Hebelarm in eine Vertiefung
am Schwimmkolben und mit dem anderen Hebelarm in eine seitliche Aussparung in der
Längsbohrung des Sperrschiebers ein. Die Vertiefung ist vorteilhafterweise eine
Ringnut auf dem Schwimmkolben.
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Die Kippachse des Doppelhebels ist vorzugsweise durch eine in Richtung
der Längsachse des Sperrschiebers längliches Loch durch den Sperrschieber geführt.
Auf diese Weise wird dem Sperrschieber der für seine Wirkung erforderliche axiale
Bewegungsspielraum gegeben.
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Der Druckreglerkolben ist vorzugsweise in an sich bekannter Weise
als Stufenkolben ausgebildet, so daß das in ihm angeordnete Ventil als Druckminderventil
wirkt.
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Weiter kann vorgesehen sein, daß der Verschiebeweg des Sperrschiebers
in Richtung des ersten Einlaßraumes durch einen Anschlag auf einen Wert begrenzt
ist, bei dem der durch das mechanische Glied festgehaltene Kolben das gehäusefeste
Ventil offenhält. Auf diese Weise wird der bei ausgefallenem ersten Bremskreis verschobene
Sperrschieber
am Gehäuse abgestützt, und die über die Betätigungskraft des Doppelhebels hinausgehenden
Kräfte am Sperrschieber brauchen nicht von der Lagerung des Doppelhebels aufgenommen
zu werden.
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Der Anschlag kann im einfachsten Fall durch eine Ringstufe gebildet
sein, die zwischen der Bohrung für den Sperrschieber und der einen geringeren Durchmesser
aufweisenden Bohrung für den breiteren Bereich des Druckregelkolbens vorliegt.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnurg
beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
Bremsdruckreglers und Fig. 2 einen Schnitt senkrecht zur Längsachse entsprechend
der Schnittlinie II-II in Fig. 1.
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Nach der Zeichnung ist in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse
1 eine durchgehende abgestufte Längsbohrung vorgesehen, welche an ihrem in Fig.
1 rechten Ende durch ein eingeschraubtes Abschlußstück 33 verschlossen ist.
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Links an das Abschlußstück 33 anschließend sind in der Längsbobrung
des Gehäuses 1 nacheinander ein Sperrschieber 18, der in einer koaxialen, durchgehenden
Bohrung einen Schwimmkolben 16 trägt, und ein Druckreglerkolben 14 axial gleitend
angeordnet, der in Richtung des Pfeiles K von einer Reglerfeder 15 in Richtung auf
das Abschlußstück 33 zu vorgespannt ist.
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Der Druckreglerkolben 14 weist einen in einem entsprechenden Bereich
der Längsbohrung gleitend angeordneten Bereich 14' mit kleinerem Durchmesser und
einen zum Abschlußstück 33 hin gelegenen zweiten Bereich 14" mit größerem Durchmesser
auf, welcher in einem mit entsprechendem Durchmesser ausgestatteten Teil der Längsbohrung
des Gehäuses 1 gleitend geführt ist.
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Der Bereich 14' mit geringerem Durchmesser erstreckt sich jedoch ein
Stück in den für die gleitende Führung des Bereiches 14" vorgesehenen Bohrungsteil
hinein, derart, daß eine seitlich in der Wand des Gehäuses 1 vorgesehene erste Eingangsleitung
2 über einen Ringraum 30 mit einer Querbohrung 31 im Druckreglerkolben 14 in Verbindung
steht.
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Von der Querbohrung 31 zweigt axial in Richtung auf das Abschlußstück
33 ein erster Einlaßraum 6 ab, in dem ein von einer Feder 12 in Schließrichtung
beaufschlagtes Ventil 10 angeordnet ist, dessen Betätigungsstößel 28 mit allseitigem
radialem Abstand durch eine Stirnbohrung 36 an derjenigen Stirnseite des Druckreglerkolbens
14 geführt ist, welche dem Abschlußstück 33 zugewandt ist. In dem in Fig. 1 dargestellten
geöffneten Zustand des Ventils 10 steht die Eingangsleitung 2 über die Querbohrung
31, dem ersten Einlaßraum 6 und die Bohrung 36 mit einem ersten Auslaßraum 8 innerhalb
der Längsbohrung in Verbindung, welcher ringsrum durch das Gehäuse 1 und axial durch
den Druckreglerkolben 14 und den Sperrschieber 18 sowie den darin gleitend angeordneten
Schwimmkolben 16 begrenzt ist.
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Der Stößel 28 ist so lang, daß er bei der in Fig. 1 veranschaulichten
Normalposition, d.h. im drucklosen Zustand gegen den Schwimmkolben 16 stößt und
von diesem in eine das Ventil 10 öffnende Position gemäß Fig. 1 gestoßen wird.
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Die entgegengesetzte Stirnfläche des Schwimmkolbens 16 steigt entsprechend
mit einem Stößel 29 eines weiteren Ventils 11 in Eingriff, welches in einem zweiten
Einlaßraum 7 innerhalb des Abschlußstückes 33 angeordnet und durch eine Feder 13
in schließendem Sinne beaufschlagt ist. Der zweite Eingangsraum 7 ist mit einer
entlang der Längsachse 34 des Gehäuses 1 in das Abschlußstück 33 eingeführten zweiten
Eingangs leitung 3 verbunden.
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Der Stößel 29 ist wieder mit radialem Abstand von der Wänd einer
weiteren Bohrung 37 umgeben, derart, daß von der Eingangsleitung 3 über den zweiten
Einlaßraum 7 ein Strömungsweg zu einem zweiten Auslaßraum 9 vorliegt, der außer
von Wänden des Gehäuses 1 von dem Abschlußstück 33 und dem Sperrschieber 18 mit
dem Schwimmkolben 16 definiert ist.
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Radial schließen an die Auslaßräume 8, 9 eine erste Auslaßleitung
4 bzw. eine zweite Auslaßleitung 5 an.
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Nach Fig. 1 ist der Sperrschieber 18 als Stufenkolben ausgebildet,
dessen dem Abschlußstück 33 zugewandte Stirnfläche 24 kleiner ist als die entgegengesetzte
Stirnfläche 23. Im Bereich der Stufe schlägt der Sperrschieber 24 in der aus Fig.1
ersichtlichen Position gegen einen Anschlag 25 am Gehäuse 1 an, der durch eine entsprechende
stufenförmige Ausbildung der Längsbohrung im Gehäuse 1 verwirklicht ist.
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.Nach den Fig. 1 und 2 ist im Sperrschieber 18 im wesentlichen radial
angrenzend an dessen axiale durchgehende Längsbohrung etwa in der Mitte eine im
wesentlichen radial verlaufende Aussparung 19 vorgesehen, in der mit einer Längserstreckung
im wesentlichen senkrecht zur Längsachse 34 der Anordnung ein doppelarmiger Hebel
20 untergebracht ist.
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Nach den Fig. 1 und 2 erstrecken sich von der Mitte des doppelarmigen
Hebels 20 Wellen 21 senkrecht zur Längsachse 34 durch Langlöcher 22 zum Gehäuse
1, wo sie festgelegt sind. Entweder ist der Doppelhebel 20 drehbar auf den Achsen
21 gelagert oder diese sind ihrerseits drehbar in dem Gehäuse 1 angeordnet.
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Wesentlich ist, daß der Hebel 20 um die Achsen 21 schwenkbar ist
Die lange Seite der Langlöcher 22 erstreckt sich in Richtung der Längsachse 34 der
Anordnung.
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Der in Fig. 1 obere Arm des Hebels 20 weist in Richtung der Längsachse
34 einen Vorsprung 20' auf, der mit einer dem Abschlußstück 33 zugewandten Stirnfläche
der Aussparung 19 zusammenarbeitet.
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Der in Fig. 1 untere Hebelarm weist einen entsprechenden axialen Vorsprung
20" auf, der in eine Ringnut 17 des Schwimmkolbens eingreift und mit der dem Abschlußstück
33 zugewandten Stirnfläche 17' dieser Ringnut zusammenwirkt.
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Zwischen dem Schwimmkolben 16 und dem Druckreglerkolben 14 sowie dem
Abschlußstück 33 sind noch Anschlagstücke 26 bzw.
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27 vorgesehen.
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Dichtungen 32 dichten die einzelnen kolbenartigen Teile gegen über
den sie umgebenden Zylinderbohrungen ab.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Bremsdruckreglers ist wie
folgt: In der aus der Zeichnung ersichtlichen Normallage bei Drucklosigkeit der
Einlaßräume 6,7 bzw. der Auslaßräume 8,9 nehmen die Einzelteile die Positionen nach
Fig. 1 an. Die Feder 15 drückt den Druckreglerkolben 14 gegen den Schwimmkolben
16, wobei der Ventilstößel 28 eingerückt und das Ventil 10 geöffnet wird. Der Schwimmkolben
16 stößt außerdem das Ventil 11 über den Stößel 29 in seine Offenstellung.
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Wird jetzt an die Eingangsleitungen 2,3 Druck beispielsweise vom Hauptbremszylinder
eines Kraftfahrzeuges angelegt, so gelangt dieser Druck über die Wege 31,6,36,8
bzw. 7,37,9 an die Ausgangsleitungen 4 bzw. 5, wo beispielsweise jeweils ein Radbremszylinder
eines Hinterrades angeschlossen ist.
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Wird der Druck bis zum vorgegebenen Schaltdruck gesteigert, so bewegt
sich der Druckreglerkolben 14 aufgrund seiner vorgegebenen Stufenform gegen die
Kraft K nach links. Der Schwimmkolben 16 bleibt dabei zunächst in seiner Ausgangsstellung,
wodurch
das Ventil 10 geschlossen wird. Der Kolben 16 wird nun
vom geregeltenDruck im Ausgangsraum 8 und vom ungeregelten Druck im Ausgangsraum
9 beaufschlagt. Das Ventil 11 schließt jetzt, weil sich der Schwimmkolben 16 aufgrund
der nun auf ihn wirkenden unterschiedlichen hydraulischen Druckkräfte gegen den
Stufenkolben 14 bewegt und dabei den Schließweg des Ventils 11 freigibt. Ein weiterer
Druckaufbau in den Ausgangsleitungen 4 bzw. 5 wird somit zunächst vermieden.
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Bei weiterer Drucksteigerung an der Eingangsleitung 2 (und entsprechend
an der zweiten Eingangsleitung 3) bewegt sich der Reglerkolben 14 wieder nach rechts,
bis sich die Ventile 10, 11 wieder etwas öffnen und denDruck in den Auslaßräumen
8,9 weiter entsprechend dem Flächenverhältnis am Stufenkolben 14 ansteigen lassen.
Das Schließ- und öffnungsspiel wiederholt sich dann bei weiter steigendem Druck.
Der Druck in den Auslaßräumen 8,9 wird also gegenüber dem Eingangsdruck gemindert.
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Da die Stirnfläche 23 des Sperrschiebers 18 größer ist als die entgegengesetzte
Stirnfläche 24, wird dieser aufgrund des in den Räumen 8,9 herrschenden, im wesentlichen
gleichen Druckes in Fig. 1 nach rechts gegen den Anschlag 25 angelegt.
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Fällt nun der Druck im Kreis 3, 7, 9, 5 aus, so arbeitet der erste
Druckkreis praktisch unverändert als Druckminderer weiter, wobei allerdings der
Umschaltpunkt bei einem etwas niedrigeren Druck liegt, da der Schwimmkolben 16 dem
Stufenkolben nicht nachfolgt.
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Fällt der erste Druckkreis 2, 6, 8, 4 aus, so entfällt die Druckkraft
auf die Stirnfläche 23 des Sperrschiebers 18, und der Druck auf die entgegengesetzte
Stirnfläche 24 kann den Sperrschieber 18 nach links bis zu einem im geeigneten Abstand
vorgesehenen weiteren Anschlag 38 verschieben. Hierbei wird das zunächst zwischen
dem unteren Vorsprung 20" und
der Wand 17' der Nut 17 vorhandene
Spiel s überwunden, und eine Bewegung des Schwimmkolbens 16 nach links in Fig. 1
wird über den Doppelhebel 20, der auch an der Stirnwand 19' anliegt, verhindert.
Voraussetzung hierfür ist allerdings, daß die Ringfläche 24 einen größeren Querschnitt
hat als die in Fig. 1 rechte Stirnfläche des Schwimmkolbens 16, sofern man einen
gleicharmigen Doppelhebel 20 voraussetzt. Durch andere Hebelübersetzungen könnten
auch andere Verhältnisse der Stirnflächen des Sperrschiebers 18 bzw. des Schwimmkolbens
16 verwendet werden.
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Da im letzteren Fall also der Kolben 16 die aus Fig. 1 ersichtliche
Position beibehält, bleibt das Ventil 11 geöffnet, und der Druck von der Eingangs
leitung 3 gelangt ungehindert über den Ausgangsraum 9 zur Ausgangsleitung 5.
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Das Langloch 22 hat in Längsrichtung der Anordnung eine solche Erstreckung,
daß der Sperrschieber 18 sich unbehindert durch die Achsen 21 im Störungsfalle bis
zu dem stufenförmigen Anschlag 38 bewegen kann. Das Spiel s zwischen dem Doppelhebel
20 und dem Schwimmkolben 16 ist in der Normallage gemäß Fig. 1 so groß, daß der
Schwimmkolben 16 im Normalbetrieb alle erforderlichen Verschiebungen ausführen kann,
ohne hierdurch über den Doppelhebel 20 vom Sperrschieber 18 gehindert zu werden.
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Die Ventile 10, 11 sind zur Ermöglichung des Druckabbaus in den Auslaßräumen
8, 9 nach Beendigung einer Bremsung beyorzugt als Rückschlagventile ausgebildet,