DE2931538A1 - Bremsdrucksteuereinheit fuer eine hydraulische fahrzeugbremsanlage - Google Patents

Bremsdrucksteuereinheit fuer eine hydraulische fahrzeugbremsanlage

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DE2931538A1
DE2931538A1 DE19792931538 DE2931538A DE2931538A1 DE 2931538 A1 DE2931538 A1 DE 2931538A1 DE 19792931538 DE19792931538 DE 19792931538 DE 2931538 A DE2931538 A DE 2931538A DE 2931538 A1 DE2931538 A1 DE 2931538A1
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Bernd Ing.(grad.) 6000 Frankfurt Schopper
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T11/00Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant
    • B60T11/10Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator without power assistance or drive or where such assistance or drive is irrelevant transmitting by fluid means, e.g. hydraulic
    • B60T11/28Valves specially adapted therefor
    • B60T11/34Pressure reducing or limiting valves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Control Valves For Brake Systems (AREA)

Description

  • "Bremsdrucksteuereinheit für eine hydraulische
  • Fahrzeugbremsanlage' Die Erfindung betrifft eine Bremsdrucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der die Fahrzeughinterräder von zwei getrennten Bremskreisen beaufschlagt sind, mit zwei hintereinander angeordneten, jeweils die Druckmittelverbindung zwischen einer Druckmittelquelle und einem Radbremszylinder eines Kreises steuernden Druckmittelventilen, wobei das erste Ventil als Druckminderventil ausgebildet und in einem Stufenkolben angeordnet ist, auf den eine von außen eingeleitete Steuerkraft einwirkt, die kleinere Fläche des Stufenkolbens vom Druck der Druckmittelquelle und dessen größere Fläche entgegen der Steuerknaft von dem den nachgeschalteten Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist, das zweite Ventil ein in einem mit dem Stufenkolben gleichsinnig verschiebbaren Folgekolben angeordneten Druckbegrenzungsventil ist und der Folgekolben an seinen Stirnseiten vom Ausgangsdruck je eines Bremskreises beaufschlagt ist.
  • Eine solche Bremsdrucksteuereinheit ist bekannt aus der deutschen Patentschrift 22 65 106. Dort wirken die beiden Bremskreise auf verschiedene Hinterräder eines Fahrzeugs im Sinne einer Verminderung der Zunahme des Hinterachsbremsdrucks im Verhältnis zum Vorderachsbremsdruck oberhalb eines bestimmten Umschaltdruckes. Der zweite Bremskreis ist ein Folgekreis, d.h., daß er dem ersten Kreis folgt.
  • Dieses Folgen vollzieht auch der zu diesem zweiten Bremskreis gehörende Kolben, der hier Folgekreiskolben oder Folgekolben genannt sei. Bei Ausfall des zweiten Bremskreises, d.h., bei starkem Druckabfall seines Ausgangsdruckes, ändert sich am Verhalten des ersten Bremskreises nichts oder nur sehr wenig. Bei Ausfall des ersten Kreises wird der Bremsdruck im zweiten Kreis auf einen Höchstwert begrenzt. Diagramme, die dieses Verhalten wiedergeben, finden sich in der Literatur (siehe "Bremsenhandbuch" 5. Auflage 1977, Bartsch-Verlag, Ottobrunn, Seite 154).
  • Die Begrenzung liegt auf einem Wert, der weit unter dem Wert liegt, der von den angeschlossenen Bremsen über die Räder wirksam in Bremskraft umgesetzt werden könnte. Gerade bei Ausfall eines Bremskreises soll ja mit dem verbliebenen Bremskreis möglichst wirkungsvoll gebremst werden.
  • Bei Bremsanlagen anderer Art ist bereits eine derartige Verbesserung der Wirkung des unversehrt gebliebenen Bremskreises dadurch geschaffen worden, daß ein hydraulischer Nebenweg zum Drucksteuerorgan des unversehrt gebliebenen Kreises vorgesehen wurde (siehe DE-AS 17 55 067). Nachteilig an diesem bekannten Steuerventil ist die Anordnung des Nebenweges (bypass) in einem räumlich vom Ventil getrennten Gerät. Ohne Verwendung von Federn ist die bekannte Anordnung nicht selbstrückstellend.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Tandemregler der eingangs beschriebenen Gattung bei Ausfall des ersten Bremskreises einen Nebenweg im zweiten Bremskreis zu öffnen. Ferner soll nach Il.standsetzung der Bremsanlage eine selbsttätige Rückstellung der Nebenwegeinrichtung in die Sperrstellung ohne zusätzliche Mittel möglich sein. Außerdem soll die Steuereinheit im Aufbau und in der Wirkungsweise sicher und im Betrieb widerstandsfähig sein.
  • Die Steu?reinheit der eingangs beschriebenen Gattung zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß der Folgekolben oder Folgekreiskolben unterteilt ist in gegeneinander verschiebbare Kolbenteile, nämlich einen Kolbenhauptkörper, der das Ventil enthält, und einen vom Hauptkörper getragenen Ringkolben, der im Bereich des Einlasses des zweiten Bremskreises (Folgekreis) auf dem Hauptkörper verschiebbar ist, bei ungefähr gleichen Ausgangsdrücken sicher in einer Stellung gehalten ist, in der er den Durchgang vom Eingang zum Ausgang des zweiten Kreises nur über das Ventil im Folgekreis bietet, und der-bei fehlendem oder zu geringem Ausgangsdruck des ersten Bremskreises in seiner durch den Ausgangsdruck des zweiten Kreises bestimmten Stellung den unmittelbaren Durchgang vom Eingang zum Ausgang des zweiten Kreises offenhält. Mit dieser Ausbildung wird ein Nebenweg in einem Tandembremsregler gedrungener Bausweise erzielt; der Fertigungsaufwand ist gering, zumal durchweg rotationssymmetrische Körper verwendet werden.
  • In vorteilhafter AusgestaltUng der Erfindung ist der Verschiebeweg des Ringkolbens auf dem Folgekolben durch Anschläge begrenzt. Die Sicherung der Stellung bei ungefähr gleichen Ausgangsdrücken kann durch eine Feder geschaffen werden, die sich einerseits auf dem Folgekolben abstützt und den Ringkolben in einer Richtung drückt, die mit der Wirkung des Ausgangsdruckes des ersten Bremskreises zusammenfällt. Der Ringkolben kann jedoch auch, in weiterer Ausgestaltung der Erfindung, als Stufenkolben ausgebildet sein, nämlich als ein Stufenkolben, dessen größerer Arbeitsfläche vom Ausgangsdruck des ersten Bremskreises beaufschlagt ist. Eine zusätzliche Unterstützung der Stufenwirkung durch eine Feder ist ebenfalls möglich.
  • Statt der üblichen Ringdichtungen kann auch eine Lippendichtung auf der Seite des Auslasses des ersten Bremskreises verwendet werden; um dies möglich zu machen, kann der Ringkolben derart unterteilt werden, daß nicht der die Lippendichtung tragende Ringkolbenabschnitt durch Anschlagen die Wegbegrenzung bestimmt, sondern der verbleibende Kolbenabschnitt, dem ein entsprechender Anschlag auf dem Folgekolben zuzuordnen ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Achsenschnitt durch einen Tandemregler, wobei wegen der Rotationssymmetrie der Teile zwecks Vereinfachung nur die eine, hier oberhalb der Achse gelegene Hälfte wiedergegeben ist und auf die zeichnerische Wiedergabe der bekannten Umschaltventile verzichtet ist, Fig. 2 ein Diagramm, in dem der Ausgangsdruck (als Ordinate> über dem Eingangsdruck (Abszisse) in den verschiedenen Betriebszuständen dargestellt ist, Fig. 3 eine der Fig. 1 im wesentlichen entsprechende Darstellung einer Einzelheit in abgewandelter Form und Fig. 4 und 5 weitere Abwandlungsformen in Darstellungen, die der Fig. 3 entsprechen.
  • In einem Gehäuse 10 der Steuereinheit sind koaxial und geradlinig ein Stufenkolben 11 und ein weiterer Kolben 12, der hier als Folgekreiskolben oder Folgekolben bezeichnet wird, in der zur gemeinsamen Achse 13 rotationssymmetrischen Kammer verschiebbar. Beide Kolben enthalten die obengenannten, hier nicht dargestellten Ventile, die durch Stößel, die in der Zeichnung nach rechts weisen und dort am Nachbarkörper anstoßen können, offengehalten werden können. Ihr Aufbau im einzelnen geht aus der Zeichnung und Beschreibung der DE-PS 22 65 106-hervor und ist so dem Fachmanne bekannt. Das Kolben 11 geiegene Ventil befindet sich im Verbindungsweg des ersten Bremskreises vom einlaß 14 zum Auslaß 15, während das andere Ventil des zweiten Bremskreises zwischen dem Einlaß 16 und dem Auslaß 17 liegt. Wegen der Gleichheit des Kolbens 11 mit dem vergleichbaren Kolben in der Zeichnung der deutschen Patentschrift 22 65 106 werden diese Einzelheiten des ersten Bremskreises hier nicht weiter beschrieben.
  • Vom zweiten Bremskreis ist hier noch die Radialbohrung 18 gezeigt, die zum Axial- oder Reglerventil dieses Kolbens führt. Der Folgekolben trägt auf seinem Außenumfang eine Hülse 19, die zwischen Anschlägen 20 und 21 in axialer Richtung um eine begrenzte Strecke verschiebbar und in bestimmten Bereichen sowohl gegen die Innenwand des Gehauses 10 als auch die Außenwand des Kolbens 12 abgedichtet ist. In axialer Richtung ist die Hülse 19 in zwei Abschnitte unterschiedlicher radialer Ausdehnung und demnach unterschiedlicher Querschnittsfläche ausgebildet, nämlich einem in der Zeichnung links gelegenen Teil mit größerer Querschnittsfläche, die der Auslaßkammer 22 des ersten Bremskreises, die mit dem Auslaß 15 in Verbindung steht, zugewandt ist, und dem rechts gelegenen Abschnitt mit einer der Auslaßkammer 23 des zweiten Bremskreises zugewandten kleineren Stirnfläche 24. Die zwischen beiden Abschnitten befindliche Stufe 25 ist gegenüber dem Gehäuse 10 und dem Kolbenhauptteil 12 durch Ringdichtungen 26, 27, 28 und 29 abgedichtet und durch Radialkanäle 30 und 31 in Hülse und Gehäuse mit der Atmosphäre verbunden. Die Hülse 19 bildet demnach einen Zylinderring-Stufenkolben. Der kleinere Kolbenteil dieses Ringkolbens 19 ist mit einem weiteren Dichtungspaar 3? und 33 nach außen gegen die Gehäusewandung 10 und nach innen gegen die Umfangsfläche des Kolbenhauptteiles 12 abgedichtet. Dieses Dichtungspaar liegt in axialer Richtung weiter außen, - vom Dichtungspaar 27, 29 aus gesehen -, und auf der Strecke zwischen diesen beiden Dichtungspaaren befinden sich die radialen Kanäle des Einlaßstranges des zweiten Bremskreises, also der Einlaß 16 und der zum Reglerventil führende Kanal 18 sowie die dafür notwendigen radialen Durchlässe 34 in der-Hülse.
  • Die zwischen den Dichtungspaaren 27 und 34 bzw. 29 und 33 liegenden Ringspaltzonen zwischen dem Gehäuse 10 und der Hülse 19 einerseits und dieser Hülse und dem Kolbenhauptteil 12 andererseits sind in radialer Richtung etwas ausgenommen oder erweitert, so daß bei Versetzung der Mündungen der Kanäle 16, 34 und/oder 18 eine axiale Strömung hier zwischen den Dichtungen möglich ist.
  • Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt darin, daß die Hülse auf dem ihr erlaubten Verschiebungsweg vom Anschlag 20 zum Anschlag 21 die Dichtung 33 verläßt, so daß ein Strömungsweg vorbei an der Innenkante 36 ihrer Stirnfläche 24 entsteht. 5s7erzugsweise steht die Kante 36 im Bereich der Ausnehmung 35, die ihrerseits dabei noch in Verbindung mit dem Radialdurchlaß 34 bleibt.
  • Auf eine zwischen Kolbenhauptteil 12 und der größeren Kolbenstirnfläche 38 der Hülse 19 liegende Schraubendruckfeder 37, die bestrebt ist, die Hülse 19 gegen den Anschlag 20 zu drücken, wird weiter unten eingegangen.
  • Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Vorausgesetzt wird die Kenntnis der Wirkungsweise des Tandemreglers nach DE-PS 22 65 106 und der Einzelteile dieses Reglers, soweit sie denen des neuen Reglers entsprechen. Wenn die Ausgangsdrücke beider Bremskreise gleich sind, bleibt der Ringkolben 19 infolge seiner größeren Fläche 38 mit seiner Anschlagfläche 24 am Anschlag 20.
  • Dieser Zustand bleibt während des gewollten Betriebes oberhalb und unterhalb des Umschaltpunktes erhalten. Die Unterteilung des Folgekreiskolbens hat bei unversehrten Bremskreisen keine besondere Wirkung. Die Regelung oberhalb des Umschaltpunktes geschieht in der Weise, wie sie durch das Durchmesserverhältnis des Regelkolbens 11 vorgegeben ist.
  • Bei Ausfall des zweiten Bremskreises ändert sich für den ersten Bremskreis nichts; er arbeitet-weiter als Regelkreis, wobei lediglich der Umschaltpunkt wegen des Wegfalls des vom Folgekreiskolben bestimmten Teil des Schließweges in bekannter Weise geringfügig abfällt. Der Ringkolben 19 wird-hier nicht nur wegen seiner größeren Fläche 38, sonderen auch wegen des größeren Druckes im ersten Kreis mit Sicherheit an seinem Anschlag 20 gehalten.
  • Fällt jedoch nicht der zweite, sondern der erste Bremskreis aus, überwiegt der größere Druck 9n der Auslaßkammer 23 auch über die kleinere Stirnfläche 24 die Reibungskraft an den Dichtungen und die Kraft den Feder 37, falls diese vorhanden ist, und schiebt den Ringkolben 19 vom Anschlag 20 weg gegen den Anschlag 21. Dadurch kommt eine unmittelbare hydraulische Verbindung zwischen dem Einlaß 16 und der Auslaßkammer 23 durch die Ausnehmung zwischen den Dichtungen 27 und 32, die in diesem Bereich liegende Radialbohrung 34 und die Ausnehmung 35 vorbei an der Kante 36 zustande, die unabhängig vom Regelventil im Folgekreiskolben offenbleibt, solange der für die Verschiebung ursächliche Druckabfall im Ausgang des ersten Bremskreises besteht. Von einem gewissen Druckpegel anbeginn auch der Folgekreiskolben 12, sich gegen die Kraft F, die die Führungsgröße darstellt, zu bewegen, also auch den Regelkolben 11 (in der Zeichnung nach links) zu verschieben, und zwar so weit, bis der Reglerkolben 11 an seinem für diese Richtung vorgesehenen Anschlag 39 anschlägt. Dabei wird zwar das Ventil des Folgekreiskolbens geschlossen, doch hat dies wegen des beschriebenen offenen Nebenweges keine Wirkung. Eine Regelung bzw. Begrenzung tritt nicht mehr ein.
  • Das in Fig. 2 gezeigte Diagramm beschreibt diese Verhältnisse. Dort ist der Ausgangsdruck über dem Eingangsdruck aufgetragen. die Kurventeile A, B und C beschreiben die Abhängigkeit im Normalbetrieb. Der Umschaltpunkt ist mit U bezeichnet Fällt der zweite Bremskreis aus, verläuft die Abhängigkeit entsprechend der Kurve A-D. Die Einrichtung arbeitet als Regler mit gleichem Anstieg der Kurve oberhalb des nun etwas tiefer liegenden Umschaltpunktes U'. Fällt dagegen der erste Bremskreis aus, arbeitet der zweite Bremskreis ohne Umschaltung, also mit stets gleich bleibender Proportionalität zwischen den beiden Drücken, wie es die Abschnitte A, B und E des Diagramms angeben.
  • Die gezeigte Feder 37 unterstützt den Druck im Auslaß des ersten Bremskreises und erleichtert den Ausgleich nicht erwünschter Druckdifferenzen und der Reibung der Dichtringe. In der etwas einfacheren Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Feder 37 weggelassen. Auch hier ist die Hülse 19 als Stufenkolben ausgebildet.
  • In der Ausführungsform nach Fig. 4 fehlt die Stufe 25; die Hülse 19' ist demnach kein Stufenkolben; ihre von den Ausgangsdrücken beider Bremskreise beaufschlagten Flächen 38 und 24' sind gleich groß. Das Vorherrschen der Wirkung des Auslaßdruckes des ersten Bremskreises auf den Kolben 19' wird hier erzwungen durch eine entsprechend bemessene Feder 3i', die im übrigen der Feder 37 entspricht.
  • In der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Abdichtung am größeren Kolbenteil des Kolbens 19 abgewandelt gegenüber den vorher beschriebenen Ausführungsformen. Hier wird eine vor der Stirnfläche 38't liegende Lippendichtung 40 benutzt und demnach entfallen die Dichtungen 26. und 28. Der Stufenkolben ist auch körperlich zweigeteilt, nämlich in den die größere Fläche 38" tragenden Abschnitt 19a und einen im Bereich der hydraulischen Verbindung 16, 34, 18 liegenden Ringzylinderteil 19b. Statt des Anschlages 21 für die Stirnfläche des größeren Kolbens trägt hier der Folgekreiskolbenhauptkörper 12 auf seinem Außenumfang einen Anschlagring 41 zur Begrenzung des Weges des Ringkolbens 19b beim Öffnen des Nebenweges.
  • Wie gezeigt, ist der Einbau einer Feder nicht unbedingt nötig. Der Regler kann sehr einfach aufgebaut sein, wie insbesondere aus- Fig. 3 hervorgeht. In allen beschriebenen Ausführungsformen bedarf es für das Zurückstellen des Reglers in den Normalbetrieb nach Ausfall eines Bremskreises keiner zusätzlichen Eingriffe Die Lage der Kolben und ihrer Teile wird durch die Drücke in den angeschlossenen hydraulischen Räumen bestimmt. Wenn diese wieder normal sind, gehen die beweglichen Teile des Reglers wieder in ihre Normallage.
  • Auch hinsichtlich des Raumbedarfs und der Herstellungskosten ist der hier vorgestellte Regler äußerst günstig.
  • Die Erfindung erlaubt sogar das Nachrüsten vorhandener Tandemregler bzw. die Verwendung vorhandener Konstruktionselemente oder gefertigter Teil ohne Änderung Im Zweifel sind alle hier beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebi-ger sinnvoller Kombination erfindungswesentlich. Schutz wird begehrt für das, was objektiv schutzfähig ist.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: y Bremsdrucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, bei der die Fahrzeughinterräder von zwei getrennten Bremskreisen beaufschlagt sind, mit zwei hintereinander angeordneten, jeweils die Druckmittelverbindung zwischen einer Druckmittelquelle und einem Radbremszylinder eines Kreises steuernden Druckmittelventilen, wobei das erste Ventil als Druckminderventil ausgebildet und in einem Stufenkolben angeordnet ist, auf den eine von außen eingeleitete Steuerkraft einwirkt, die kleinere Fläche des Stufenkolbens vom Druck der Druckmittelquelle und dessen größere Fläche entgegen der Steuerkraft von dem den nachgeschalteten Radbremsen zugeführten Druck beaufschlagt ist, das zweite Ventil ein in einem mit dem Stufenkolben gleichsinnig verschiebbaren Folgekolben angeordnetes Druckbegrenzungsventil ist und der Folgekolben an seinen Stirnseiten vom Ausgangsdruck je eines Bremskreises beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgekolben unterteilt ist in gegeneinander verschiebbare Kolbenteile, nämlich einen Kolbenhauptträger (12), der das Ventil enthält, und einen vom Hauptkörper (12) getragenen Ringkolben (19), der im Bereich des Einlasses (16) des zweiten Bremskreises (Folgekreis 16, 23, 17) auf dem Hauptkörper (12) verschiebbar ist, bei ungefahr gleichen Ausgangsdrücken sicher in einer Stellung gehalten ist, in der er den Durchgang vom Eingang (16) zum Ausgang (17) des zweiten Kreises nur über das Ventil im Folgekreis- bietet, und der bei fehlendem oder zu geringem Ausgangsdruck des ersten Bremskreises in seiner durch den Ausgangsdruck des zweiten Kreises bestimmten Stellung den unmittelbaren Durchgang (35, 36) vom Eingang (16) zum Ausgang (23, 17) des zweiten Kreises offenhält.
  2. 2. Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebeweg des Ringkolbens auf dem Folgekolben begrenzt ist durch Anschläge (20) am Folgekolben.
  3. 3. Steuereinheit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Druckfeder (37), die sich am Folgekolben abstützt und deren Kraft auf den Ringkolben (19) sich zu der Kraft addiert, die der Ausgangsdruck des ersten Bremskreises auf den Ringkolben (19) ausübt.
  4. 4. Steuereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen größere Arbeitsfläche vom Ausgangsdruck des ersten Bremskreises beaufschlagt ist.
  5. 5. Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben zwischen den Dichtungen, die die Druckräume gegen seinen zur Atmosphäre entlüfteten, axial mittleren Abschnitt abdichten, in zwei Ringkolbenabschnitten (19a und 19b) aufgetrennt ist, die einander schieben können, daß der seine Arbeits- oder Druckfläche dem ersten Bremskreis zuwendende (erste) Ringkolbenabschnitt (19a) als Dichtung eine Lippendichtung (14) auf seiner Stirnfläche trägt und daß der Anschlag (41) auf dem Folgekolben, der den Weg des Ringkolbens unter dem Druck des Ausganges des zweiten Bremskreises begrenzt, im Wege des anderen (zweiten) Ringkolbenabschnittes (19b) liegt.
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