DE2926499C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsdrucksteuereinheit für Fahr­ zeugbremsanlagen, die hydraulisch in der Druckmittelverbindung zwischen einem Hauptzylinder und einem Radbremszylinder liegt und die einen Stufenkolben, dessen Absatz von der Kraft einer Steuerfeder beaufschlagt ist, und ein in Abhängigkeit von der Verschiebung des Stufenkolbens betätigbares Ventil mit einem elastisch abgestützten Ventilschließglied und einem an einer Stirnseite des Stufenkolbens ausgebildeten Ventilsitz umfaßt, wobei der Stufenkolben mit seinem kleineren Querschnitt in einer Hülse, die in einer abgestuften Gehäusebohrung angeord­ net und durch einen die Gehäusebohrung verschließenden Schraub­ einsatz an einer Gehäusekante gehalten ist und an der die koaxial um den Stufenkolben angeordnete Steuerfeder abgestützt ist, und mit seinem größeren Querschnitt in dem Schraubeinsatz geführt und gedichtet ist.

Bei einer aus der US-PS 39 45 686 bekannten Bremsdrucksteuer­ einheit bildet der Schraubeinsatz einen wesentlichen Teil des Gehäuses und nimmt in seiner Längsbohrung die Steuerfeder und einen im Querschnitt kleineren Abschnitt der mit einer ge­ stuften Mantelfläche versehenen Hülse auf. Das Ventilschließ­ glied liegt mit seiner Dichtfläche bei geöffnetem Ventil unmittelbar an der Stirnfläche der Hülse an und verschließt dabei die zentrale Hülsenbohrung. In der Stirnwand der Hülse sind daher um die zentrale Hülsenbohrung herum mehrere Schräg­ bohrungen vorgesehen, die die verschlossene Mündung der Hülsen­ bohrung umgehen und Druckmittelkanäle bilden, durch die das Druckmittel von der Eingangsbohrung zu dem durch den Stufen­ kolben gebildeten Ventilsitz gelangen kann.

Die bekannte Bremsdrucksteuereinheit hat den Nachteil, daß ihre einzelnen Bauelemente aufwendig in der Herstellung sind und zudem einen verhältnismäßig großen Gehäusedurchmesser erfordern.

So sind bei der Herstellung der Hülse nach dem Bearbeiten durch Drehen in der Stirnwand mehrere Bohrungen auszubilden, die unter einem Winkel zur Drehachse verlaufen und daher nur auf einer besonderen Bohrstation in einem zusätzlichen Arbeitsgang hergestellt werden können. Weiterhin führt die Anordnung dieser Bohrungen in einem Kranz um die Zentralbohrung zu einem großen Hülsendurchmesser und damit letztlich zu einem großen Außendurchmesser der Bremsdrucksteuereinheit. Weiterhin muß der innerhalb des Bohrungskranzes liegende Teil der Zentral­ bohrung im Durchmesser so klein gehalten werden, daß eine zusätzliche Abstufung des Stufenkolbens im Bereich des Ventil­ sitzes und ein verhältnismäßig kleiner Ventilsitzdurchmesser erforderlich sind. Von Nachteil ist ferner auch, daß die einzelnen Bauteile der bekannten Bremsdrucksteuereinheit konstruktiv so miteinander verschachtelt sind, daß eine An­ passung an unterschiedliche Betriebsparameter und unterschied­ liche Einbausituationen nur mit erheblichem zusätzlichen Bauaufwand möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Brems­ drucksteuereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die rationell zu fertigen ist und einfach zusammengebaut werden kann, sich durch eine geringe Baugröße auszeichnet und eine leichte Anpassung an unterschiedliche Betriebsparameter und Einbausituationen zur Schaffung eines Baukastensystems er­ möglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hülse aus einem Einsatz besteht, der von einer Distanzhülse in seiner Lage an der Gehäusekante gehalten und vom Stufenkolben durchdrungen ist, und daß die Strömungsführung über im Ventil­ schließglied durch axiale und radiale Ansätze gebildete Kanäle erfolgt, wobei das Schließglied mit den axialen Ansätzen an einer Stirnfläche des Einsatzes anliegt und über die radialen Ansätze der Gehäusebohrung geführt ist.

Damit kann die Brems­ drucksteuereinheit aus geometrisch einfachen Elementen aufge­ baut sein, die aus fertig lieferbaren Halbzeugen mit kostengünstig durchführbaren Bearbeitungsoperationen herstell­ bar und leicht zusammenbaubar sind. Außerdem können die Innen­ elemente der Bremsdrucksteuereinheit auf einfache Weise an unterschiedliche Einsatzparameter unter unveränderter Beibe­ haltung der Außenelemente angepaßt werden, um auf diese Weise ein Baukastensystem zu schaffen, welches mit einer geringen Zahl unterschiedlicher Grundbauteile auskommt.

So ist beispielsweise bei Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen Distanzhülse zur Änderung der Minderungsrate lediglich eine Änderung des kleinen Durchmessers des Stufen­ kolbens und der Bohrung im Einsatz bzw. der Einbau entspre­ chend geänderter Teile erforderlich. Zur Vereinfachung der Bremsdrucksteuereinheit trägt weiterhin bei, daß der Einsatz nur zur Führung und Dichtung des Steuerkolbens dient und die Strömungsführung durch die axialen und radialen Ansätze am Ventilschließglied herbeigeführt wird.

Dieser Vorteil gewinnt vor allem im Hinblick auf die leichte Anpaßbarkeit der Brems­ drucksteuereinheit an unterschiedliche Betriebsparameter und die Anwendung bei einem in großen Stückzahlen hergestellten Massenerzeugnis Bedeutung. So kann das Ventilschließglied zweckmäßig als Kunststoffspritzteil hergestellt werden, wobei der Aufwand für die Anbringung der axialen und radialen Ansätze kostenmäßig vernachlässigbar ist. Durch das Zusammenwirken des Einsatzes mit dem Ventilschließglied einerseits und der Distanzhülse andererseits, durch deren Länge die Grundstellung des Stufen­ kolbens bestimmt wird, ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Bremsdrucksteuereinheit die Möglichkeit, eine Festlegung der Vorspannung der Steuerfeder und des Schließweges unabhängig von den Längenabmessungen der äußeren Gehäusebauteile. Das die genannten Innenteile aufnehmende Gehäuse kann daher mit groben Toleranzen hergestellt werden, ohne daß dies Nachteile für das Regelverhalten hat.

Die erfindungsgemäße Bremsdrucksteuereinheit kann ohne beson­ deren Herstellaufwand in unterschiedliche Gehäuse eingebaut werden. So kann vorgesehen sein, daß die Gehäusebohrung für den Einbau der Innenteile der Bremsdrucksteuereinheit in einem Teil eines Hauptzylindergehäuses angeordnet ist. Hierdurch läßt sich auf einfache Weise unter Beibehaltung aller Funk­ tionsvorteile die erfindungsgemäße Bremsdrucksteuereinheit in einen Hauptbremszylinder integrieren.

Die besonders kleinen Außenabmessungen, die mit der erfindungs­ gemäßen Bremsdrucksteuereinheit erzielbar sind, machen es auch möglich, daß die Gewindebohrung in einem Gehäuse angeordnet ist, das an seinem dem Schraubeinsatz entgegengesetzten Ende einen Gewindezapfen mit einem koaxialen Einlaßkanal aufweist. Hierdurch läßt sich die erfindungsgemäße Bremsdrucksteuerein­ heit besonders einfach in Form einer Schraubhülse an andere Funktionsteile anschließen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Brems­ drucksteuereinheit, die für die Verwendung in einem Baukastensystem vorgesehen und als Einschraubpatrone ausgebildet ist,

Fig. 2 ein Schaubild zur Darstellung der Drücke im Betrieb der Bremsdrucksteuereinheit nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Tandemhauptbremszylinder, in dessen in der Darstellung links gelegenes Ende eine Einschraub­ patrone gemäß Fig. 1 eingeschraubt ist, während in den rechts gelegenen Teil die Innenteile einer Bremsdrucksteuereinheit gemäß Fig. 1 in das Haupt­ zylindergehäuse eingesetzt sind.

Die Bremsdrucksteuereinheit nach Fig. 1 hat ein rotations­ symmetrisches Gehäuse 45, das auf seiner Einlaßseite einen Gewindezapfen 46 mit einem Außengewinde aufweist, mit dem das Gehäuse in eine Gewindebohrung, beispielsweise den Anschluß­ stutzen eines Hauptbremszylinders einschraubbar ist. Der Ge­ windezapfen 46 ist von einem Einlaßkanal 47 durchbohrt, der in der Rotationsachse des Gehäuses 45 liegt. An den Einlaßkanal 47 schließt sich eine gestufte Gehäusebohrung 18 an, deren dem Einlaßkanal 47 abgewandtes Ende mit einem Innengewinde 30 ver­ sehen ist, in das ein Schraubeinsatz 53 eingeschraubt ist, der eine Führungsbohrung 31 und einen in die Führungsbohrung 31 mündenden Auslaßkanal 14 aufweist. An den Auslaßkanal 14 wird ein Hinterachsbremskreis einer Fahrzeugbremsanlage angeschlos­ sen.

In dem kleineren Querschnitt der Gehäusebohrung 8 ist ein Schließglied 17 angeordnet, das mit radialen Ansätzen 29 an der Bohrungswand und mit einem Schaft 48 im Einlaßkanal 47 verschiebbar gelagert ist. Der Schaft 48 hat an seinem Umfang in Längsrichtung verlaufende Abflachungen 50, die Durchlässe für das Druckmittel bilden.

In die dem Schaft 48 abgekehrte Stirnfläche des Schließgliedes 17 ist eine Scheibe 49 aus gummielastischem Werkstoff eingesetzt, die eine Anlagefläche 28 für einen ringförmigen Ventilsitz 23 bildet, der an dem der Anlagefläche 28 gegenüberliegenden Ende 20 eines Stufenkolbens 16 gebildet ist. In axialer Richtung wird das Schließglied 17 von einer schwachen Druckfeder 25 gegen einen hülsenförmigen Einsatz 51 gedrückt, der in dem größeren Querschnitt der Ge­ häusebohrung 18 angeordnet und gedichtet ist und von dem Schraubeinsatz 53 über eine Distanzhülse 52 gegen einen durch die Stufenbohrung 18 gebildeten Gehäuseabsatz 54 gedrückt wird. Axiale Ansätze 43 an der die Scheibe 49 umgebenden Ringfläche des Schließgliedes 17 bilden dabei zusammen mit den radialen Ansätzen 29 Druckmittelkanäle, durch die das Druck­ mittel von dem Einlaßkanal 47 zu dem Ventilsitz 23 gelangen kann. Die axialen Ansätze 43 liegen an der radialen Anschlagfläche 26 des Einsatzes 51 an.

Der Stufenkolben 16 weist einen koaxialen, durchgehenden Längskanal 24 auf, der von dem Inneren des Ventilsitzes 23 zum Auslaßkanal 14 führt. Der Stufenkolben 16 durchdringt mit der an seinem Ende 20 ausgebildeten kleinen Stufe den Einsatz 51 und ist in dem Einsatz 51 gedichtet geführt. Das andere, durch die große Stufe gebildete Ende 19 des Stufenkolbens 16 ragt in die Führungsbohrung 31 im Schraubeinsatz 53 hinein und ist dort ebenfalls gedichtet geführt. Der Stufenkolben 16 weist in seiner Mantelfläche eine Ringnut auf, in die ein Sprengring 22 ein­ gesetzt ist, der in der in der Zeichnung dargestellten Ruhe­ lage des Stufenkolbens 16 an der Stirnfläche des Schraubein­ satzes 53 anliegt. Zwischen dem Sprengring 22 und dem Einsatz 51 ist eine als Druckfeder ausgebildete Steuerfeder 21 ange­ ordnet, die zur Festlegung eines vorgegebenen Umschaltpunkts eine genau bemessene Vorspannung hat. Die für die Vorspannung maßgebliche Einbaulänge der Steuerfeder 21 wird dabei durch die Länge der Distanzhülse 52 bestimmt, da der Ventilschließweg durch die Schaltung des Schließgliedes 17 darüber hinaus fest vorgegeben ist.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Bremsdrucksteuereinheit beschrieben:

In der gezeigten Ruhestellung, in der die mit dem Einlaßkanal 47 und dem Auslaßkanal 14 in Verbindung stehenden, mit Druck­ mittel gefüllten Räume drucklos sind, ist zwischen dem Ventil­ sitz 23 und der Anschlagfläche 28 ein Zwischenraum vorhanden. Der Stufenkolben 16 wird von der Steuerfeder 21 in Anlage an dem Schraubeinsatz 53 und der Ventilsitzkörper 17 wird von der Schraubendruckfeder 25 in Anlage an der Anschlagfläche 26 gehalten.

Wird die Bremse betätigt, so wird beispielsweise von einem Hauptbremszylinder am Einlaßkanal 47 ein Druck aufgebaut, der sich über das offene Ventil zum Auslaßkanal 14 und von dort in den Bremskreis der Bremsanlage fortpflanzt. Der sich aufbauende Druck übt infolge der unterschiedlichen Quer­ schnittsflächen der Enden 19 und 20 des Stufenkolbens 16 auf diesen eine Druckkraft aus, die der Kraft der Steuerfeder 21 ent­ gegengerichtet ist. Erreicht die Druckkraft die Vorspannkraft der Steuerfeder 21, so beginnt sich der Stufenkolben 16 nach rechts zu bewegen, bis sich der Ventilsitz 23 an die Anschlag­ fläche 28 anlegt und dadurch den Längskanal 24 schließt. Hier­ durch wird der Umschaltpunkt der Bremsdrucksteuereinheit er­ reicht, und bei weiterer Druckerhöhung im Einlaßkanal 47 tritt im Ausgangskanal 14 nur noch eine im Verhältnis der Stufen­ flächen des Stufenkolbens 16 geminderte Druckerhöhung ein.

Wie das Schaubild gemäß Fig. 2 zeigt, ist die Bremsdruckver­ teilung auf die beiden an den Einlaßkanal 47 und den Auslaß­ kanal 14 angeschlossenen Fahrzeugachsen anfänglich gleich, ändert sich dann aber von einem bestimmten Punkt an im Sinne einer geringeren Zunahme des Hinterachsbremsdruckes im Ver­ hältnis zum Vorderachsbremsdruck.

Wird der Bremsvorgang durch Nachlassen des Betätigungsdrucks am Einlaßkanal 47 beendet, so bestimmt im wesentlichen die Druckfeder 25 den Druck, bei dem das Schließglied 17 vom Ventilsitz 23 abhebt und den Längskanal 24 öffnet, denn die Drücke im Einlaßkanal 47 und im Auslaßkanal 14 wirken an der Dichtfläche, mit der das Schließglied 17 am Ventilsitz 23 anliegt, gegeneinander. Durch die Bemessung der Ventilfeder 25 wird der gewünschte Differenzdruck erreicht. Beim Nachlassen des Betätigungsdruckes folgt somit der Druckabbau an der Hinterachsbremse mit einer gewissen Verzögerung dem Druckabbau an der Vorderachsbremse nach, wie in Fig. 2 dargestellt.

Die in das links gelegene Ende des in Fig. 3 gezeigten Tandem­ hauptbremszylinders eingeschraubte Bremsdrucksteuereinheit entspricht in allen Einzelheiten der in Fig. 1 gezeigten Aus­ führungsform. Der Gewindezapfen 46 wird von einem entsprechen­ den Gewinde des Hauptzylindergehäuses aufgenommen. Dies geht ebenso wie die hydraulische Verbindung aus dem dargestellten Teilschnitt hervor. Die zweite, weiter rechts am Tandemhaupt­ bremszylinder gelegene Bremsdrucksteuereinheit ist in den Zylinder integriert, nämlich derart, daß der dem Gehäuse 45 entsprechende Körper einstückiger Teil des Hauptbremszylinder­ gehäuses ist. Die Einbauteile vom Schaft 48 bis zu dem den Auslaß 14 enthaltenden Schraubeinsatz 53 sind identisch mit denen der Patrone nach Fig. 1.

Weitere Ausführungsformen der vorstehend beschriebenen Anord­ nungen sind möglich. So kann der Schaft 48 statt mit Längs­ nuten auch mit einer zum Einlaßkanal 47 hin offenen Axiallängs­ bohrung in Form einer Sackbohrung versehen sein, die im Be­ reich des die Druckfeder 25 aufnehmenden Raumes mit einer Querbohrung in Verbindung steht, so daß dieser Raum dadurch an den Einlaßkanal 47 angeschlossen ist.

Zu der kompakten Bauweise tragen wesentlich die Verwendung eines Längskanals 24 durch den Steuerkolben 16 bei, ferner dessen Ausbildung als Stufenkolben und die Verwendung eines Ventilsitzkörpers oder Ventilverschlußkörpers, der im Gehäuse frei beweglich über eine Druckfeder abgestützt ist.

Wie bereits dargelegt und auch beispielsweise gezeigt, eignet sich die neue Bremsdrucksteuereinheit besonders für ein Bau­ kastensystem, in dem viele gleiche Teile für verschiedene Regler verwendbar sind, was sich kostengünstig auswirkt (hohe Stück­ zahlen der Einzelteile, niedrige Lagerhaltungskosten). Wenn beispielsweise einem Regler eine andere Steigung der Reglerkenn­ linie gegeben werden soll, braucht dazu nur ein anderer Stufen­ kolben mit anderem Einsatz und/oder anderem Schraubeinsatz eingesetzt zu werden.

Ein weiterer Vorteil des beschriebenen Reglers besteht darin, daß die Gehäusebohrung nicht als Führungsfläche des Stufen­ kolbens dient, so daß ihre Oberfläche nicht für eine solche Führungsaufgabe bearbeitet zu sein braucht.

Claims (3)

1. Bremsdrucksteuereinheit für Fahrzeugbremsanlagen, die hydraulisch in der Druckmittelverbindung zwischen einem Haupt­ zylinder und einem Radbremszylinder liegt und die einen Stufen­ kolben, dessen Absatz von der Kraft einer Steuerfeder beauf­ schlagt ist, und ein in Abhängigkeit von der Verschiebung des Stufenkolbens betätigbares Ventil mit einem elastisch abge­ stützten Ventilschließglied und einem an einer Stirnseite des Stufenkolbens ausgebildeten Ventilsitz umfaßt, wobei der Stufenkolben mit seinem kleineren Querschnitt in einer Hülse, die in einer abgestuften Gehäusebohrung angeordnet und durch einen die Gehäusebohrung verschließenden Schraubeinsatz an einer Gehäusekante gehalten ist und an der die koaxial um den Stufenkolben angeordnete Steuerfeder abgestützt ist, und mit seinem größeren Querschnitt in dem Schraubeinsatz geführt und gedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse aus einem Einsatz (51) besteht, der von einer Distanzhülse (52) in seiner Lage an der Gehäusekante (54) gehalten und vom Stufen­ kolben (16) durchdrungen ist, und daß die Strömungsführung über im Ventilschließglied (17, 28) durch axiale und radiale Ansätze (43 und 29) gebildete Kanäle erfolgt, wobei das Ventilschließ­ glied (17, 28) mit den axialen Ansätzen (43) an einer Stirn­ fläche des Einsatzes (51) anliegt und über die radialen An­ sätze (29) in der Gehäusebohrung (18) geführt ist.

2. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäusebohrung (18) in einem Teil eines Hauptzylindergehäuses angeordnet ist.

3. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäusebohrung (18) in einem Gehäuse (45) angeordnet ist, das an seinem dem Schraubeinsatz (53) ent­ gegengesetzten Ende einen Gewindezapfen (46) mit einem ko­ axialen Einlaßkanal (47) aufweist.