DE2927929A1 - Bremskraftregler fuer zweikreis bremsanlagen mit einem hydraulisch betaetigbaren sperrkolben - Google Patents

Description

ALFIiED TLVES CMI31I I. 03. Jtali 1979

Frankfurt au ^a in ZL/WU/k©

P 'Γ/88

E.-I)₁ Schaf pt- l\

Bremskraftregler für Zveikreis Breopnnlagen mit einem hydraul ir.cii betätigbv.x'en Sperx-kolben.

(Zusatz >'Λ\ Patent . , * ,.«
Patentanmeldung P 29 15 293.0 vom 1 4. 0<'i. 1 979)

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremskraftregler für Zweikreisbremsanlage!), bei dein ein erster Bx-einskreis unr-iitteltbc'.r ohne Di'uclcändcruiVi" mit de:u Ilranptbx-ems zylinder· und ein zweiter lSx-er.;pkreis über einen Druckänderung:; roil des Reglers mit dein Hauptbrei iszylindc-r \erbundsn ist, wobei der Bremsdruck in dem Kveitcii ilrcr.'.skx-eis nach Uberfichreiten eii)eii durch ddc Flächen eines I?G£-Glkolbens und die llraft einer an dem Regelkolben ab^aptiitzten Feder bes'iit.naten Uwachalt — druckes in ein-^n: durch den Rü^elkolltn bestimmten Verhältnis geändert v.'ird und niJ t eii^cii hydraulisch bf-.— tutigbcu'cn £perr3;tJben zur Aui'hcbur.j bz;.. Spcrrunß· dei· Drucküntlerun^ in der.', geregelten Urcnskreis bei Ausfall des tiijgor o;;e j ton. ri-e-.iskrcise s , wobei der Regelkolben cien Sperrkclben riugföri:;!^ uti^ibi", nacii Patent ...... ( Pa tent anue lduns ? 29 15 £93.0 vom i k. 0<Ί .1979).

Der Breüi.^c..kraftre^ler kann als einstufiger oder kontinuierlich arbeitender Firei-iskrai/tx-eglex* ausgebildet sein. Die eil'stuf igen Bre:nskraf tx-e^rler, die den Dx-uck des geregelten ßress-kroises auf einim be stimmt e\i H.^rert begrenzen, v;erden in sil^eiüeinen als Breinskraf toe,v;rcnz.'.r bczcicluiei. ik-i diesen jirenifskroftbc^renzcrn wird nur eine· Stirnfiiiciic de? liußelliolbou.s ::ii v· Druck, bcispielsmit oei.i gor; -.gelten Druck_/beauf sclila^t. ϊλί Igegcv

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aMO) TiiVES HhiMi P HJo(S

Frankfurt, niu M.iij». 9Q97Q9Q

der dc-iii- gerogelten Druck uraeugten Kraft wirkt eine Feder, die zuEaiaisen mit der vom Drnick beaufsohlag'ten Fläche dnn "TJinscljaitdruck bestimmt. Bei den kontinuierlich arbeitenden. jJroiiißkraftroc-leri^.^rird auch die zweite Stirnfläche mit Druck beaufschlagt und ζ wax·, mit de;.-! zu regeleiidüii Druck. Die von diesem erzeugte Kraft wirkt in gleicher Richtung wie die Federkraft.

Der Breiiiskraftrcgler nach den liauptpatent sitzt in einem jnehrsiufigen Gehäuse, das durch, einen Stopfen verschlossen ist. Dieser Stopfen hat eine aufwendige Kanalführvmg für das zu regelnde Druckmittel.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Brems» kraftregier bzw. einen lix-or.ilcraftbegrenzer mit kurzer Beiulängo :-iu schaffen, der zudem einfach herzustellen und kor.-; ucrigünstig zu montieren 1st.

Die Aufgabe wird crfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Speri'kolben von einei;: -weiteren Kolben ohne radiales Spiel koaxial und axial gloitbar umschlossen ist_s wobei" der Regelkolben auf dem Kolben dicht gleitet. Somit wird de3" Raum zwischen Spei-rko'lbeii und Regelkolben durch den woitoi-en Xolben abgo-trennt _f so daß die" verschiedenen Flächcax des Regolkolberi.5 naterschiedliclien Drücken ausgesetzt werden können. Durch diese Anordnung der Kolben ist es nnglich, beide Kolben in einem Gehäuse so anzuordnen, daß dor Ixmenräv.-;i des Gehäuses nur einen Durchmesser aufzuweisen braucht," also nicht gestuft ausgeführt ί-.ein muß. liidein zviir-ohen Kolben und dem Regelkolben eine vorgespannte Feder auß-Ciordnet ist_t wird der liege-!kolben in seiner Ruhestellung das angeordnete druckni.i-.demtie bzv. drtickbegrenzende Hegelvenbil In Of f eiifa L611U112,- Iialten.. Gloichseibig. wird der weitere-Kolben in seiner. Ruliolago an einer v/and des Bremskraft-

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ALFRED TEVES Οίΐΰϊΐ Ρ

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be^!""enzers gehalten.

Statt dein Kolben kann auch eine Hülse verwendet worden, die nun nur durch den Druck der hydraulischen Flüssigkeit an einer Wand des Br-eriokraftreglers gehalten werden muß. Die angeordnete Feder des Regelkolbens muß dann an einem Anschlag im Gehäuse des Breniskraf treglers abgestützt werden.

Der Weg des Regelkolbens wird vorteilhafterweise durch axiale Anschläge in beide Bewegungsrichtungen begrenzt. Es ist so für alle BetriebEfälle eine _ definierte Lage des Regelkolbens sichergestellt.

Eine andere vorteilhafte Ausbildung ist dadurch gegeben, daß der Kolben ein Stufenkolben ist, auf dessen mit kleinstem Durchraesaer ausgebildeten Abschnitt der Regelkolben gleitet und die Stufen zum nächsten, im Durchmesser größeren Abschnitt^den Anschlag für den Regelkolben bildet.

eiii der Sperrkolbcn an einea- Stufe zu einem im Durchmesser kleineren Abschnitt einen, im Querschnitt runden DichtriiTj,· trägt, der mit einer Fläche des fiegelliolbens das Regelventil bildet, let eine einfache Form des Regelventil 5 gegeben. Der Dichtring kann entweder in einer Nut auf dem mit kleinerem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt des Sperrkolbens εαι der Stufe liegen, oder einfach auf dem kleineren Abschnitt aufgeklemmt sein. Ein im Ouox'schnitt runder Dich bring hat den Vorteil, daß als Ventilsit? keine besonders bearbeitete Fläche am Regelkolben erforderlich 1st, da die Kontaktf leiche z\.'l·:.cl.en Regelkolben und Dichtx-iiic nur aus einer umlauf enden Linie besteht, also eine Liirienalchtuug bildet·

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Frankfurt um Main

Eine v;eitere günstige Ausgestaltung bestellt darin, daß der Spcrrkolboii vom Druck des ersten Bremskreises Ln einem Druckraum.beaufschlagt wird, der in einem an das Geliäuse des. Bremskraftreglers anbringbaren Gehäuseteil eingebracht ist. Dieser Gehäuseteil ist so ausgebildet_s daß der Druckraum den Durchmesser des Sperrkolbens hat, der dann mit einer einfachen Dichtung versehen druckmitteldicht in diesem Raum gleiten kann. Das Gehäuseteil wii-d weiterhin vorteilhafterweise so ausgebildet, daß es gleichzeitig das Gehäuse des Bremskraftreglers verschließt und die land bildet, an der sich die Feder des Regelkolbens direkt oder indirekt abstützt. Durch. die Einschraubtiefe, des Gehäuseteils in das Gehäuse des Bremskraftreglers kann, die Vorspannung der Feder bestimmt werden, die den Regelkolben in die Offensteilung kraftbeaufschlagt. Durch die Einschraubtiefe des Gehäuseteils in das Gehäuse des Bremskraftreglers kann so die Vorspannung der Feder stufenlos variabel eingestellt v;erden. Dabei ist darauf zu achten, daß der dem Regelkolben zur Vex^fügung stehende Veg nicht geringer als der Ventilschließveg ist. Der Einsehaltpunlrt des Reglers bzw. Begrenzers ist somit einstellbar.

In der-Zeichnung ist ein erfindungsgeraäßer Bremskraftregler im Schnitt dargestellt, der im folgenden näher beschrieben wird:

Das Gehäuse 1 des Ereriskräftreglers wird durch einen einschraubbaren Gehäuseteil 2 verschlossen. Der Innenraum des Gehäuses 1 ist mit nur einem Durchmesser ausgebildet und so einfach und kostengünstig herzustellen* Im Imienrauin sind im wesentlichen drei Kolben 3» h, 8 koaxial eucinander angeordnet.. Der Sperrkolben 3 von einejii Stufenkolben h iraringt, der ohne radiales Spiel mit den Spcrrkolben 3 in Crleitberülvrimg steht Der Stufenkolben weist über seinen.Außenumfang zwei

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axiale Stufen 22, 39 auf, die den Stufenkolben in drei Abschnitte 5_t6,7 aufteilen. Auf dem mit kleinstem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt 7 des Stufenkolbens gleitet der den Abschnitt 7 umgreifende Regelkolben Somit umringt der Regelkolben 8 gleichfalls den Sperrkolben 3· Mit diesem zusammen bildet der Regelkolben ein druckminderndes Regelventil 9· Im Gegensatz zum Stufenkolben k_t der im Gehäuse 1 mit radialem Spiel eingesetzt ist, liegt der Regelkolben 8 radial spielfrei aber axial gleitbar im Gehäuse 1. Durch zwei Diclitringe 10, 1 1 , die rechts und links einer in den Außenumfang des Regelkolbens eingebrachten Nut 12 angeordnet sind, wird der' durch die Nut 12 gebildete Raum gegen den Xntien.raujr. abgedichtet. Über Öffnungen 13» die radial durch den Kolben im Boden der Nut verlaufen, steht die Nut 12 Mit dem Raum !<!.' zwischen dem Sperrkolben 3 und dem Regelkolben 8 in Verbindung. Der Rauiri 'ih dient- als Druckeinlaßi-aurc und wird durch sine ringförmige Lippendichtung 15 g£{5^or>- den Regelkolben und den Spcrrkolben abgedichtet. Die Lippendichtung 1 j5 liegt an der Stirnfläche 16 des Stufenkolbcns k axial an, ihx'e Lippen liegen, radial an; Regelkolben 8 und am Sperrkolben 3 an. Über das Regelventil 9» das durch den Sperrkolben 3 und einem radisL nach innen liegenden kreisförmigen Vorsprung hO am Regelkolben .8 gebildet wird, ist der Raum lh flüssiglceitsdicht vei'schlieCbar, Somit kann der Raum 14 von dem Aus'laßraum 17» der durch das Gehäuse 1 und die Stirnwand 18 des Regelkolbens begrenzt ist, abgetrennt werden. Um den Regelkolben 8 eine definierte Ruhelage und domit dem Aüslaßrauni eine definierte Größe zukommen zu lassen, wird der Regelkolben in seiner gezeichneten Stellung an einem Anöchlagring 19 gehalten. Dies wird durch eine vorgespannte Feder 20 erreicht, die zwischen dem Regelkolben 8 und dein Stufenkolben h wirkt. Sie stützt sich dabei

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an der zweiten Stirnseite 21 des Regekolbens und an d^r Stufe 22 von Abschnitt 6 zu Abschnitt 5 des Stufenkolben^ ab. Durch diese Feder 20 wird der Stufenkolben h seinerseits in seiner Stellung· an der ¥and des eingeschraubten Gehimseteils 2 gehalten.

Der im Innenraum des Gehäuses 1 liegende Raum 2h _t der durch den Regelkolben 8, den Stufenkolben k_f das Gehäuse 1 und der Wand 23 des Gehäuseteils 2 begrenzt ist, steht über eine- Öffnung 25 mit der Atmosphäre in Verbindung, ·

In dew Gehäuse beil 2 gleitet, durch den Dichtring 26 flüsslgkeitsdd^jcht abgeschlossen, der Sperrkolben 3j der durch eine Feder 27 in seiner gezeigten Ruhelage gehalten ist. Der durch den Speri-kolben 3 und das Ge-_ häuseteil Z begrenzte Druckraum 28 steht über eine Öffnung 29 iiilt dem Di¹UCk C eines nicht dargestellten, ungeregelten Bremskreises der Zweikreisbremsanlage in Verbindung. Dieser Bremskrels entspricht meist dem Vorderachsbreinskreis bei Kraftfahrzeugen.

In der gezeigten Stellung des Spcrrkolbens 3 liegt dieser mit der Stii-nseite 30 eines ±»a Durchmesser geringer aiii der übrige Stufenkolben ausgebildeten Abschnittes 3-1 ^an der Gehäusewand 32 im Auslaßraum 17 an. Der Abschnitt 31 ist an seinem Ende vorteilhafterweise angefaßt, die an der Gehäusevrarid- 32 anliegenden Stirnseite 30 ist also möglichst gering, so daß eine möglichst große Fläche des Sperrkolbens vom Druck im Auslaß.^iuin 17 beaufschlagt wird. Die Stufe 33s^di^e sich vom Abschnitt 3I zum übrigen Abschnitt des Stufenkolbens 3 ergibt, liegt im Einlaßrauni 14 kurz vor den radial zmn Sperrkolben verlaufenden Vorsprüngo '(Ό des RegelkolbensS. Auf dem Abschnitt 3I, direkt vor der Stufe

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j st ein Im Querschnitt kreisförmig ausgebildeter Dichtring 3'Ί angeordnet. Ώον Dichtring 3k kann auch in einer umlaufenden Nut auf dejn Abschnitt 31 liegen, die sich direkt hinter der Stufe 33 zum Abschnitt 31 anschließt. Somit kann die S!,i'fc 33 selbst als axiale Stützkarite für den Dichtring 3^ benutzt werden.

Der Dichtring- "}h liegt teilweise bereits in der zum Raum 14 sich kegelartig erweiternden Durchlaß-Öffnung 35, die durch den Vorsprung ^O gebildet wird und durch die das Druckmittel vom Einlaßraum 14 in den Auslaßiraum 17 gelangen kann. Der auf dem Abschnitt .31 aufgebrachte Dichtring 3k muß im Außendurchmesser größer sein, als der Innendurchmesser 35· Nur so kann der Dichtring an der Kegelfläche 36 des Regelkolbens dichtend zuv Anlage kommen und die Durchlaßöffnung verschließen. Bemerkenswert hierbei ist, daß der Dichtring 3^ nur mittels Liniojberührung auf der Kegelfläche 36 zur Anlage kommen muß, also keine Flächendichtung vorliegt. Daher braucht die Ivegelflache 36 auch keine besonders genau bearbeitete Fläche sein.

Die Funktionsweise der Anordnung ist wie folgt: Über den jJinlaß 37 wird der ungeregelte Druck A des Hauptzylinders in den Regler eingespeist, über den Auslaß 38 wird der geregelte Druck B den Druckzylindern, bei Kraftfahrzeugen den Bremszylindern an der Hinterachse zugeführt.

Ab einem bestimmten Druck wird der auf die Stirnseite 18 des Regelkolbens wirkende Druck im Auslaßrauni 17 die Kraft der Feder 20 überw inden und den Regelkolben gegen die Federkraft nach links verschieben bis das Regelventil 9 abgeschlossen ist. Die den Regelkolben verschiebende Kraft kommt dadurch zustande, daß im Raum

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lh eine kleinere Fläche, nämlich eine Fläche in dex-Grüße der Stirnseite 18 minus der Fläche dexv Stirnseite 21, dem Dx-uck ausgesetzt ist. Bei weiterem DruclcEiufbau wird der Druck a^sf die kleinere Fläche im Einlaßraum anwachsen und das Regelventil 9 -wieder kurzzeitig· öffnen. Der Druck im Auslaßraum 17 wird erhöht, bis das Regelventil 9 wieder schließen kann* Der Druck A wird also im Verhältnis der druckwirksamen Flächen am Regelkolben 8 im Einlaßraum zu den druckwirksamen Flächen im Auslaßraum auf den Druck B gemindert.

Während dieser Regelphase wird der Regelkolben sich be wegen,der Sperrkolben 3 jedoch in seiner gezeigten Stellung verharren« Trotz dem Druck auf dem Sper-rkolben in den Räumen ΊΗ und 17 wird die Kraft der Fedex- 27 -und der im Raum 28 wirkenden Druck C des zweiten Bremskreises den Sperrkolben halten können, so daß dieser im Regelfall als starr anzusehen ist. Der Druck G wird dabei in seiner Größe der Größe des Druckes A entsprechen· Erst bei Ausfall des Druckes C wird der Sperrkolben 3 nach links verschoben, da die nun wirkenden Kräfte der Drücke A und B auf den Sperrkolben 3 diesen gegen die Kraft der Feder 27 bewegen können. Auf diese ¥eise wird das Regelventil geöffnet, die Bremsminderung also gesperrt. Dor Regelkolben selbst ist wegen seiner begrenzten Beweglichkeit nicht mehr in der Lage,das. Sperrventil zu schließen. Selbst bei größerem Druck im Raum 17 kann der Regelkolben 8 nur soweit nach links zurückgleiten, bis seine Stirnseite 21 an der Stufe 39 des Stufenkolbens h zur Anlage kommt. Der Sperrkolben ist jedoch, wie aus der Zeichnung ersichtlich , erheblich weiter nach links zurückgeglitten, so daß bei Ausfall des Druckes C ein Schließen des Regelventils 9unmöglich T.'ird, der Druck B also dem ungeregelten Druck A entsprechen wird. Somit wird bei Kraftfahrzeugen die mit einem Bremskraftregler gezeigte Art ausgestattet sind, bei Ausfall des Vorderaclisbremskrsises ein unge-

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geregelter Druck zur Bremsung eier Hinterachse zur Verfügung stehen.

Die gezeigte Ausführungsform läßt sich auch als Brems— kr&ftbegrenzor verwenden. Dazu müßte die Öffnung 38 als Einlaß, die Öffnung 37 als Auslaß geschaltet werden. Ab einem durch die Vorspannkraft der Feder 20 bestimmten Scha]tpunkt schließt das Regelventil 9 durch zurückgleiten des Regelkolbens 8 und wird auch bei weiterer Druckerhöhung nicht mehr öffnen. Erst bei Kreisausfall des Druckes C wird der Sperrkolben 3 diese Begrenzung aufheben.

Beim Bremskraftregler läßt sich der Einschaltpunkt der Regelung, beim Bretuskraf tbsgrenzer dei' Schal tpunkt der Begrenzung durch die VorSpannkraft der Feder 20 bestiiü.-'.en . Durch das Gehäuseteil 2, das in das Gehfjucc- 1 einscbraubbar ist, kann die Vorspannkraft durch Spannen der Feder stufenlos variabel eingestellt werden. Durch Auswechseln der Feder 20 bzw.EJ nlegen von Distan?.;:-eheiben zwischen Feder 20 und Wand 23 ist sogar jede beliebige VorSpannkraft wählbar.

Die gezeigte Ausführungsforju ist nur eine von. vielen möglichen, da auch durch eine andere Abstützung in der Ruhelage des Sperrkolbens 3 andere Formen des Sperrkolbens möglich werden. Das Regelventil sowie der Regelkolben können dann auch andere Ausführungsforraen zeigen.

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Claims (1)

1. ALFRED T&VKS GMBH 03. Juli 1979

   Fronkf-ux't am Main ZL/lvh/be -

   E.-D« Schäfer - 4

   Patentansprüche

   Bremskraftregler für Zweikreisbremsanlage!!, bei denen ein erster Bremskreis unmittelbar ohne Druckänderung mit dem Hauptbremszylinder und ein zweiter Bremskreis über einen Druckänderungsteil des !Reglers mit dem Hauptbremszylinder verbunden sind, wobei der Bremsdruck in dem zweiten .Brei?skreis nach ".Überschreit esa eines durch die Flächen eines Regelkolbens und die Kraft einer an dein Regelkolben abgestützten Feder bestimmten Umpchaltdruokes in eitlem durch den Regelkolben bestimmten Verhältnis geändert wird \rad mit einem hydraulisch betätigbaren Sperrkolben zur Aufhebung baw« Sperrung der Druckänderung i?:* dem geregelten 2rer.!fib.-eis bei Ausfall des ungeregelten Breiiiskreises, "vobei der liegelko'l beil den Sporrkolbcn ring?örhiig uir;_c;i'oG\cie Patent .,« ... (Patenternmelciö.'iig P £9 '5 293. C)) ? dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t_t daß der Sperrkolbon (3) von einem weiteren Kolben (4) oh.no radiales Spiel axial gleitbar_f koaxial umschlossen ist", v.robsi der Regelkolben (8) auf dem Kolben, (h) dicht gleitet.

   Bremskraftregler nach Anspruch 1., dadurch g e k e ri n« ζ a i c h η e t, daß zwischen dem Kolben (h) und dem Regelkolben (S) eine vorgespannte Feder (20) angeordnet ist.

   3. Bremskraftregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e η η ζ e 1 ohne t_t dai3 tier Kolben ('() eine

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   Pr a η It f irr t um y.nj r*

   Hülse 1st und die Feder (2θ) an dem Gehäuse (i,2) des Bremskrai'treglers abgestützt ist.

   4. Bremskrai'treglei¹ nacli Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkolben (8) dujrch Anschläge (i9>39) in beide axiale Bewegungsrichtungen begrenzt ist.

   5. Bremskraftregler nach Ansprtich 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Kolben (k) ein Stufenkolben ist, auf dessen mit kleinstem Durchmesser ausgebildeten Abschnitt (7) der Regelkolben (8) gleitet und die Stufe (39) zum nächsten, im Durchmesser fj:cöi"-QX· ausgebildeten Abschnitt (6) den axialen Anschlag für ö.en Regelkolben (8) bildet.

   6. Bremskraftregler nach Anspruch i, dadurch g e ~ k e η ii ss e i ohne t, daß d&x" Sperrkolbon (3) an einer Stufe (33) zu einem im Durchmesser kleineren Abschnitt (31) einen im Querschnitt runden Dichtring (3^1) trägt, der mit einer Fläche (36) des liegelkolbens (3) das Regelventil (9) bildeb.

   7. BreiiTii-reglcr nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η-

   z ei ohne t, daß der Sperrkolben (3) vom Druck C des ersten Bremskreises in einem DruckräuM (28) beaufschlagt wird, der in einem an das Gehäuse (1) des Bromskraftreglers anbringbaren Gehäuseteil (2) eingebracht ist.

   8. Bremskraftregler nach Anspruch 7» dadui*ch g e k e η η ζ e ic h η e t, dciß das Gehäuseteil (2) das Gehäuse (i) das Breiiiskraftreglcrs verschließt«

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   9· Bremskraftregler nach Anspruch 7» dadurch g e ~ k c η η ζ e i c h π e t, daß die Einschraubtiefe des Gehäuseteils (2) in das Gehäuse (1) des Bremski'äftreglers die Vorspannung der Feder (20) bestinunt, die den Regelkolben (8) in die Offenstelluiog

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