DE3001001A1

DE3001001A1 - Zweikreisbremssystem fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3001001A1
Application number: DE19803001001
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Maehara
Original assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Current assignee: Akebono Brake Industry Co Ltd
Priority date: 1979-01-12
Filing date: 1980-01-12
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE3001001C2; GB2041127A; US4322114A; GB2041127B; FR2446205B1; FR2446205A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Zweikreisbremssystem für Kraftfahrzeuge mit einem Druckbegrenzungsventil zum Steuern des Bremsdrucks der Hinterbremse in Abhängigkeit vom Bremsdruck der Vorderbremse und des Hauptbrems-Zylinders.

Die Bremskraftverteilung zwischen den Vorderbremsen und den Hinterbremsen ist bekanntermaßen nicht nur abhängig von der statischen Achslastverteilung, sondern auch von der durch das Bremsen hervorgerufenen dynamischen Veränderung der Achslastverteilung, die eine Funktion der Bremsverzögerung ist. Je größer diese Bremsverzögerung ist, desto größer wird die dynamische Belastung der Vorderachse und entsprechend die dynamische Entlastung der Hinterräder» Um einerseits die maximale Verärgerung für ein Kraftfahrzeug im Interesse der Sicherheit zu erreichen und um andererseits zu verhindern, daß bei dieser maximalen Verzögerung eine so starke Entlastung der Hinterräder eintritt, daß die Bremskraft der Hinterbremse zu groß wird und die Räder blockieren mit den gefährlichen Folgen für die Stabilität des Fahrzeuges, ist es bekannt, in die Bremsleitung für die Hinterbremse ein Druckbegrenzungs- bzw» Drucksteuerventil einzubauen, welches auf den Bremsdruck des HauptbremsZylinders anspricht und die Bremskraft der Hintarrbremse begrenzt. Weiterhin ist es bekannt, im Interesse der Sicherheit gegen einen totalen Bremsausfall wegen Undichtigkeiten , Zweikreisbremssysteme vorzusehen, die entweder einen Bremskreis für die Vorderbremsen und einen Bremskreis für die Hinterbremsen oder eine diagonale Aufteilung dergestalt vorsehen, daß ein Bremskreis auf eine Vorderbremse und eine Hinterbremse und der zweite Bremskreis auf eine andere Vorderbremse und eine andere HinterbEmse wirkt. Andere Anordnungen der Aufteilung sind ebenfalls möglich und bekannt.

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Bei dem bekannten Zweikreisbremssystem mit Aufteilung in einen Kreis für die Vorderbremse und einen Kreis für die Hinterbremse ist ein Druckbegrenzungs- bzw. Steuerventil im Kreis für die Hinterbremse vorgesehen, wodurch bei Ausfall der Vorderbremse die Bremswirkung der Hinterbremse erheblich vermindert ist und nicht den maximal möglichen Wert zu erreichen gestattet, der beim ausschließlichen Abbremsen mittels der Hinterbremsen möglich wäre. Hierdurch wird für diesen Fall der Bremsweg unnötig verlängert mit den damit verbundenen Gefahrenmomenten.

Bei dem bekannten diagonalgeteilten Zweikreisbremssystemen sind zwei Druckregel- bzw. -Steuerventile für die beiden Hinterbremsen notwendig, was einen erhöhten Aufwand bedeutet. Weiterhin hat dieses Zweikreisbremssystem den Nachteil, daß bei Ausfall eines Kreises die Richtungsstabilität des Fahrzeuges verringert ist wegen der zur Fahrzeuglängsachse unsymmetrischen Bremswirkung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweikreisbremssystem mit Bremsdruckausgleich zwischen den Vorder- und Hinterbremsen so zu verbessern, daß bei Ausfall eines Kreises aus dem anderen Kreis der volle Bremsdruck unter Ausschaltung des Druckbegrenzungs- bzw. -Steuerventils sowohl auf die Vorderbremse als auch auf die Hinterbremse gelangt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch zwei in einem Ventilgehäuse angeordnete Steuerkolben mit je einem Drucksteuerventil, durch die zwei jeweils von einem Kreis des Hauptbremszylinders beaufschlagte jeweils mit einem Vorderbremskreis und einem Hinterbremskreis verbundene Kammern in Abhängigkeit

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vom Bremsdruck voneinander getrennt werden und durch einen zwischen den Hinterbremsen verbundenen Kammern angeordneten Ausgleichskolben.

Durch die Steuerventile wird für jeden Bremskreis die Vorderbremse von der Hinterbremse in Abhängigkeit vom Bremsdruck getrennt bzw. der Bremsdruck gelangt nur moduliert auf die Hinterbremse. Durch den Ausgleichskolben ist dafür gesorgt, daß auch bei geschlossenen Steuerventilen auf beiden Hinterbremsen stets der gleiche Bremsdruck wirkt.

Fällt ein Bremskreis aus, so bleibt dennoch der Bremsdruck im anderen Bremskreis erhalten, da der Ausgleichskolben sich dann auf dem Steuerventil des ausgefallenen Bremskreises abstützt.

Um auch die Druckmodulierung jedes Kreises der Hinterbremse in gegenseitiger Abhängigkeit durchführen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß das eine Druckregelventil durch den einen Steuerkolben betätigbar ist und das andere Druckregelventil im anderen Steuerkolben angeordnet und durch den Ausgleichskolben betätigbar ist.

Zweckmäßigerweise ist für diesen Fall weiterhin vorgesehen, daß der Steuerkolben an seinem einen Ende eine mit dem Bremsdruck des einen Bremskreises beaufschlagte Kammer bildet und mit seinem anderen Ende in eine mit dem Bremsdruck des anderen Bremskreises beaufschlagte Kammer reicht und daß der Ausgleichskolben in einer Bohrung des Steuerkolbens zwischen zwei Anschlägen verschiebbar angeordnet ist„ Auf diese Weise ist zusätzlich die Möglichkeit gegeben, daß die Stellung der Steuerkolben

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und Steuerventile derart bei Ausfall eines Bremskreises voneinander abhängig ist, daß in diesem Falle im arbeitenden Bremskreis die Hinterbremse und die Vorderbremse mit dem gleichen Bremsdruck beaufschlagt werden. In baulich einfacher Weise lassen sich die beiden Anschläge einerseits durch ein Kopfteil des Sisaerventils am Steuerkolben und durch einen Absatz der zylindrischen Bohrung im Steuerkolben bilden. Die beiden Steuerventile sind in diesem Falle nicht gleichartig bzw. symmetrisch gestaltet, sondern das eine Steuerventil besteht aus dem am Steuerkolben befestigten Kopfteil mit Dichtfläche und einem abgedichtet verschiebbaren Ventilsitzring, der zwischen dem Steuerkolben und dem Kopfteil angeordnet ist, während das andere Steuerventil aus einem Steuerstift am Ausgleichskolben, einem im Steuerkolben angeordneten Ventilsitz und einer Kugel mit gleicher Schließrichtung wie das Kopfteil besteht. Bei dieser Anordnung bewegen sich zur Druckbegrenzung der beiden Hinterbremskreise nur der eine Steuerkolben mit Kopfteil sowie der Ausgleichskolben und die Steuerventile werden entsprechend betätigt.

Weiterhin ist vorgesehen, eine erste, zwischen dem Steuerkolben und dem Bohrungsende im Gehäuse angeordnete Druckfeder und eine zweite entgegengesetzt und mit größerer Kraft auf den Steuerkolben unter Zwischenschaltung des Ventilsitzringes wirkende Feder einzusetzen. Hierdurch kann die Bewegung der Steuerkolben in vorbestimmter Weise von den angegebenen Druckverhältnissen erreicht werden.

Eine weitere Maßnahme, um die Bewegung der Steuerkolben in vorbestimmter Weise in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen und einem Ausfall eines der beiden Bremskreise

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zu steuern, besteht darin, einen mit einem Bund des Kopfteils des einen Steuerkolbens zusammenwirkenden Anschlagring an einem Ende des anderen Steuerkolbens anzuordnen. Durch diese konstruktive Ausbildung des erfindungsgemäßen Zweikreisbremssystems soll erreicht werden, daß der Weg I₁ zwischen der Dichtfläche und dem Ventilsitzring kleiner ist als der Weg I^ zwischen dem Bund und dem Anschlagring und daß dieser Weg I^ wiederum kleiner ist als die Summe aus den Wegen I^ zwischen der Dichtfläche und dem Ventilsit zr ing sowie dem Weg I₂ zwischen dem Steuerkolben und dem Gehäuse.

Weiterhin gilt für die verschiedenen, dem Druck der beiden Bremskreise unterliegenden Querschnittsflächen, daß die Querschnittsfläche A_Q des Ventilsitzringes größer ist als die Querschnittsfläche A^ des Steuerkolbens, welche wiederum größer ist als die Querschnittsfläche A. des Kopfteils, während diese größer ist als die Querschnittsfläche Ap des Steuerkolbens.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann der mit dem verdickten Kopfteil des einen Steuerkolbens zusammenwirkende Anschlagring an einem Ende des Ausgleichskolbens angeordnet sein. In diesem Falle ist das Kopfteil vorteilhafterweise in eiiie Ausnehmung im Ausgleichskolben eingeführt.

Für diese Ausftthrungsform gilt die Beziehung, daß der Weg I^ zwischen der Dichtfläche am Steuerkolben und dem Ventilsitzring kleiner ist als der Weg Ic zwischen dem Kopfteil und dem Anschlagring und dieser wiederum kleiner ist als die Summe aus dem Weg I₇ zwischen der Dichtfläche am Steuerkolben und dem Ventilsitzring, und dem Weg Ig zwischen einem Absatz im Steuerkolben und einer Endfläche des Ausgleichskolbens .

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Die Erfindung ist nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben und es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Bremsdrucksteuersystem für ein Zweikreisbremssystem im drucklosen Zustand,

Fig. 2 das gleiche Bremsdrucksteuersystem nach Überschreiten eines vorgegebenen Bremsdrucks,

Fig. 3 das gleiche Bremsdrucksteuersystem bei Ausfall des einen Bremskreises,

Fig. 4 das gleiche Bremsdrucksteuersystem bei Ausfall des anderen Bremskreises,

Fig. 5 ein Bremsdruckdiagramm des Bremsdrucks in der Hinterbremse in Abhängigkeit vom Bremsdruck in der Vorderbremse bei einwandfreier Funktion beider Bremskreise,

Fig. 6 den Bremsdruck in der Hinterbremse in Abhängigkeit von der Vorderbremse bei Ausfall eines Bremskreises, und

Fig. 7 einen Längsschnitt durch ein Bremsdrucksteuersystem in einer Zweikreisbremsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Ein Ventilgehäuse 1 ist mit einer zylindrischen Bohrung 2 und einer weiteren zylindrischen Bohrung 3 kleineren Durchmessers versehen. Zwischen den beiden Bohrungen 2, 3 ist

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ein umlaufender Absatz 4 gebildet.

Ein Druckring 6 liegt am Absatz 4 unter dem Druck einer Feder 7 an, die sich mit ihrem anderen Ende im Verschlußstopfen 5 abstützt. Beide Enden der Feder 7 liegen auf Federsitzringen 8, 9 auf. Zwischen dem Federsitzring 8 und dem Druckring 6 ist ein Ventilsitzring 10 angeordnet. Der Ventilsitzring weist eine umlaufende Dichtlippe 10a auf, die abgedichtet und verschiebbar in der zylindrischen Bohrung 2 geführt ist. Zusammen mit einer Dichtfläche 11b an einem Steuerkolben 11 bildet der Ventilsitzring 10 ein erstes Steuerventil, welches eine Durchflußöffnung 13 im Ventilsitzring 10 zu schließen und zu öffnen gestattet. Der Steuerkolben 11 ist verschiebbar und abgedichtet in einer zylindrischen Bohrung 12 geführt, die im Verschlußstopfen angeordnet ist und einen kleineren Durchmesser als die zylindrische Bohrung 3 hat.

Der Steuerkolben 11 ist mit einem verdickten Kopfteil 11a versehen, welcher in einer Ausnehmung eines weiteren Steuerkolbens 20 angeordnet ist. Der Steuerkolben 20 ist abgedichtet in der zylindrischen Bohrung 3 geführt. Das Kopfteil 11a und der Steuerkolben 11 liegen auf entgegengesetzten Seiten des Druckringes 6 und des Ventilsitzringes 10.

Das Kopfteil 11a ist mit einer umlaufenden, vorstehenden Dichtfläche 11b versehen und wirkt mit dem Ventilsitzring 10 zusammen. Eine Steuerfeder 14 ist vorgesehen, welche sich auf einem Federsitzring 15 und auf dem Federsitzring 9 abstützt, derart, daß der Steuerkolben 11 mit seinem

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Kopfteil 11a durch die Steuerfeder 14 so verschoben wird, daß die Dichtfläche 11b im in Fig. 1 gezeigten drucklosen Zustand vom Ventilsitzring 10 abhebt. Diese Bewegung wird begrenzt durch den Federsitzring 8, auf dem der Federsitzring 15 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung aufliegt. Der Steuerkolben 11 ist in der Bohrung 12 durch eine Lippendichtung 16 abgedichtet.

Die vorstehend beschriebene Anordnung stellt ein hydraulisches Drucksteuerventil für einen der zwei Kreise im Bremssystem dar. Um den Steuerkolben 11 herum ist eine Drucköleingangskammer a^ gebildet, während um das Kopfteil 11a eine Druckölausgangskammer a gebildet ist. Im drucklosen Zustand ist die Durchflußöffnung 13 geöffnet, da der Steuerkolben 11 durch die Steuerfeder 14 in die dargestellte Stellung verschoben wird. Sobald ein über einen Einlaßkanal 17 von einem nicht dargestellten Hauptbremszylinder kommender Hydraulikdruck einen bestimmten Wert überschreitet, verschiebt sich der Steuerkolben 11 gegen die Kraft der Steuerfeder 14, so daß sich die Dichtfläche 11b an den Ventilsitzring 11 anlegt, wodurch die Durchflußöffnung 13 verschlossen wird. Hiernach steigt der Druck P„„ in der Druckölausgangskammer a„ nur noch in

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geringerem Maße als der Druck P. in der Drucköleingangskammer a^ im Verhältnis der Querschnittsfläche A,. des Kopfteils 11a zur Querschnittsfläche Ap des Steuerkolbens 11. Dieses Druckverhältnis läßt sich ausdrücken durch tan θ = (A₁ - A₂VA₁O.

Wie schon erwähnt, ist der Einlaßkanal 17 mit einem Bremskreis eines nicht dargestellten ZweikreishauptbremsZylinders verbunden. Ein Auslaßkanal 18 verbindet die Druckölein-

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gangskammer a. mit einer ersten Vorderbremse. Weiterhin ist ein Auslaßkanä. 19 vorgesehen, der die Druckölausgangskammer a mit einer ersten Hinterbremse verbindet.

Eine zweite Steuerventilanordnung, die den Druck im zweiten Kreis steuert, wird durch den Steuerkolben 20 gebildet, der in der zylindrischen Bohrung 3 abgedichtet verschiebbar ist. Der Steuerkolben 20 wird durch eine verhältnismäßig schwache Druckfeder 22, die sich am Ende der zylindrischen Bohrung 3 und am Steuerkolben 20 abstützt, gegen den Druckring 6 gedrückt» In einer zylindrischen Bohrung 21 des Steuerkolbens 20 ist ein Ausgleichskolben 23 abgedichtet verschiebbar geführt. Das eine Ende des Ausgleichskolbens 23 liegt damit in der Druckölausgangskammer a , während das andere Ende in einer im Steuerkolben 20 gebildeten Druckölausgangskammer b liegt. Hierdurch bewirkt der Ausgleichskolben 23 einen Druckausgleich zwischen den Druckölausgangskammern a und b . Das eine Ende des Ausgleichskolbens 23 weist einen Steuerstift 23a auf, welcher durch einen Durchflußkanal 27, der in einer Trennwand 20a des Steuerkolbens 20 angeordnet ist, hindurchragt und die Verbindung zwischen der Druckölausgangskammer b und einer Drucköleingangskammer b^ kontrollierte Hierzu ist eine Kugel 24 vorgesehen, die mit einem Ventilsitz^, 25 zusammenwirkt und durch eine Feder 26 in Richtung des Ventilsitzes 25 gedrückt wird,,

Diese Steuerventilanordnung wirkt zusammen mit der Steuerventilanordnung für den ersten Bremskreis und dient dazu, den Bremsdruck im zweiten Bremskreis zu steuern. In der in Fig. 1 gezeigten drucklosen Stellung liegt die Kugel auf dem Steuerstift 23a des Ausgleichskolbens 23 auf, welcher mit seinem anderen Ende auf dem Kopfteil 11a des

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Steuerkolbens 11 aufliegt. Da dieser im drucklosen Zustand durch die Feder 14 in die gezeichnete Stellung verschoben wird, wird hierdurch auch der Ausgleichskolben 23 verschoben und verschiebt die Kugel 24 so, daß sie vom Ventilsitz 25 abhebt, wodurch der Durchflußkanal 27 geöffnet wird. Somit besteht eine Verbindung zwischen der Drucköleingangskammer b^ und der Druckölausgangskammer b . Wenn der Steuerkolben 11 durch der Drucköleingangskammer a^ zugeführtes Drucköl in die in Fig. 2 dargestellte Stellung verschoben wird, wird der Ausgleichskolben 23 durch die Feder 26 solange verschoben, bis die Kugel 24 am Ventilsitz 25 aufliegt und somit den Durchflußkanal 27 schließt. Selbstverständlich herrscht in der Drucköleingangskammer b^ der gleiche Druck wie in der Drucköleingangskammer a^, da beide gleichzeitig vom Hauptbremszylinder mit Drucköl beaufschlagt werden.

Steigt der Druck in den Drucköleingangskammern a. und b^, so hebt die Dichtfläche 11b kurz vom Ventilsitzring 10 ab, bis der Druck in der Druckölausgangskammer a hoch genug geworden ist, um das Kopfteil 11a mit der Dichtfläche 11b wieder auf den Ventilsitzring 10 zurückzudrücken. Durch die Druckerhöhung in der Druckölausgangskammer a verschiebt sich der Ausgleichskolben 23 und hebt die Kugel 24 mittels des Steuerstifts 23a vom Ventilsitz 25 ab. Hierdurch wird ein Druckausgleich zwischen den Druckölausgangskammern a und b geschaffen und der Ausgleichskolben 23 kehrt in eine mittlere Lage zurück, in der die Kugel 24 auf dem Ventilsitz 25 aufliegt, der Ausgleichskolben 23 jedoch das Kopfteil 11a nicht berührt. Dieser Vorgang wiederholt sich jedesmal, wenn der Druck sich in den Drucköleingangskammern a,, und b^ erhöht.

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Im Bereich des auf dem Druckring 6 aufliegenden Endes des Steuerkolbens 20 ist ein Anschlagring 28 vorgesehen, der mit einem Bund 11c am Kopfteil 11a des Steuerkolbens 11 zusammenwirkt und der die Relativbewegung zwischen dem Steuerkolben 20 und dem Steuerkolben 11 begrenzte Der Grund hierfür ist der, daß die DurchflußÖffnung 13 während des normalen Betriebes in der beschriebenen Weise geöffnet bzw. geschlossen sein muß, jedoch stets geöffnet sein muß, wenn der andere Bremskreis ausfällt» Der Weg des Steuerkolbens 11 von der in Fig. 1 dargestellten Stellung, bis die Dichtfläche 11b auf dem Ventilsitzring 11 zur Anlage kommt, ist mit I_x, bezeichnet„ Der Weg des Steuerkolbens 20 in der zylindrischen Bohrung 3₅ bis er zur Anlage am Bohrungsende kommt, ist mit Ip bezeichnet und der Weg des Steuerkolbens 11, bis der Bund 11c zur Anlage am Anschlagring 28 kommt, ist mit I^ bezeichnete Dann gilts

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Die Drucköleingangskammer b^, ist über einen Einlaßkanal 29 mit dem zweiten Kreis des Zweikreishauptbremszylinders verbunden und steht weiterhin über den Auslaßkanal 30 mit einer zweiten Vorderbremse in Verbindung. Die Druckölausgangs-.kammer b ist über einen Auslaßkanal 31 mit einer zweiten Hinterbremse verbunden. Durch Dichtringe 32, 33, 34 sind der Steuerkolben 20 in der zylindrischen Bohrung 3 und der Ausgleichskolben 23 in der zylindrischen Bohrung 21 abgedichtet geführt.

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Wie schon erwähnt, zeigt Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer Arbeitsstellung, wenn Bremsdruck einer vorbestimmten Höhe zugeführt wird. Bevor dieser Druck erreicht ist und solange die Durchflußkanäle 13 und 27 geöffnet sind, steigt der Bremsdruck P und P^ für die Hinterbremsen in gleicher Weise wie der Bremsdruck P. und P., für die Vorderbremsen, da die Drucköleingangs-

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kammern a₁, b^ und die Druckölausgangskammern a und b miteinander in Verbindung stehen. Bei Erreichen eines bestimmten Druckes, der die Kraft der Feder 14 überwindet, bewegt sich der Steuerkolben 11 so, daß die Dichtfläche 11b sich auf den Ventilsitzring 10 legt. Der Bremsdruck in diesem Moment entspricht folgender Gleichung:

P. = P =
xa oa

wobei F die Kraft der Steuerfeder 14 bezeichnet und die Querschnittsfläche des Steuerkolbens 11.

Danach steigt der AusgangsÖldruck P im Verhältnis zum EingangsÖldruck P_ia entsprechend folgender Formel:

tan θ = (A₁ - A₂)A₁ < 1.

Gekoppelt an die Drucksteuerung im ersten Bremskreis erfolgt entsprechend die Drucksteuerung im zweiten Bremskreis. Auf Grund des vorgegebenen Weges 1^, der erforderlich ist, um den Durchflußkanal 27 mittels der Kugel 24 zu

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verschließen, wenn diese sich auf den Ventilsitz 25 legt, und welcher kleiner ist als der Weg I^ des Steuerkolbens 11, bewegt sich der Steuerkolben 23 in seiner zylindrischen Bohrung 21 so, daß er den Durchflußkanal 27 öffnet bzw. schließt und dadurch den Ausgleich der Drücke P_Qa und P -J₃ herstellt, wobei die Kraft der Feder 26 sehr klein und vernachlässigbar ist. Entsprechend ist in Fig. 5 aufgezeigt, wie sich der Eingangs Öldruck P_ia = P^ zum Ausgangs Öldruck P_{Q a} = P₀^ verhält.

Wenn nun einer der beiden unabhängigen Bremskreise ausfällt, wird die Bremsdrucksteuerung für die Hinterbremse aufgehoben.

Wenn z.B., wie in Fig. 3 dargestellt, der den Steuerkolben beaufschlagende Bremskreis ausfällt, ist kein Bremsdruck mehr in der Drucköleingangskammer a. vorhanden. Der Bremsdruck in der Drucköleingangskammer b.. bewirkt dann, daß der Steuerkolben 20 und der Ausgleichskolben 23 sich in die in der Fig. 3 dargestellte Stellung verschieben. Hierbei setzt der Steuerkolben 11 am Ende der zylindrischen Bohrung 12 auf, während der Druckring 6 und der Ventilsitzring durch den Steuerkolben 20 weiter verschoben werden. Die Bewegung des Steuerkolbens 20 endet, wenn der Ausgleichskolben 23 am Kopfteil 11a des Steuerkolbens 11 und am Absatz 20b im Steuerkolben 20 anliegt. Hierdurch wird die Kugel 24 vom Steuerstift 23a so verschoben, daß sie vom Ventilsitz 25 abhebt und den Durchflußkanal 27 zwischen der Drucköleingangskammer b,, und der Druckölausgangskammer b_Q öffnet. Da sich der Steuerkolben 20 und der Ausgleichskolben 23 auch bei einer weiteren Erhöhung des Bremsdruckes nicht mehr bewegen können, steigt der Bremsdruck in der Druckölausgangskammer b in gleicher Weise wie in der Drucköleingangskammer Ks, .

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In Fig. 4 ist der Druckausfall in der Drucköleingangskammer ΐκ dargestellt. Der Steuerkolben 20 wird in diesem Falle durch den in der Druckölausgangskammer a herrschenden Druck verschoben, bis zunächst der Anschlagring 28 zur Anlage am Bund 11c des Kopfteils 11a kommt. Hierdurch wird die Dichtfläche 11b vom Ventilsitzring 10 abgehoben und der Durchflußkanal 13 zwischen der Drucköle ingangskammer a.y, und der Druckölausgangskammer a geöffnet. Die gemeinsame Bewegung des Steuerkolbens 20 und des Steuerkolbens 11 setzt sich fort, bis der Steuerkolben 20 zur Anlage an das Ende der Bohrung 3 im Gehäuse 1 kommt.

Dies ergibt sich daraus, daß der Weg I^ der Dichtfläche 11b bis sie zur Anlage an den Ventilsitzring 10 kommt, und der Weg Ip des Steuerkolbens bis er zur Anlage an das Bohrungsende kommt, und schließlich der Weg I^ bis der Bund 11c zur Anlage am Anschlagring 28 derart miteinander in Beziehung stehen, daß

I₁ _c I_{3 <}(i₁ + I₂).

Da ferner die Querschnittsfläche A^ des Steuerkolbens 20 größer ist als die Querschnittsfläche Ap des Steuerkolbens 11, ist der Steuerkolben 20 unter der Vorausseizmg, daß in der Drucköle ingangskammer b^ kein Druck herrscht, stets in der Lage, die Dichtfläche 11b vom Ventilsitzring 10 abzuheben. Somit bleibt der Durchflußkanal 13 stets unter diesem Betriebszustand offen und in der Drucköleingangskammer a^ und der Druckölausgangskammer a herrscht stets der gleiche Druck.

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Mit anderen Worten, wenn einer der beiden Bremskreise ausfällt, werden die Steuerventile so betätigt, daß stets im unter Druck befindlichen Bremskreis sowohl auf die Vorderbremse als auch auf die Hinterbremse der gleiche Druck wirkt. Dieser Druckverlauf ist in Fig. 6 dargestellt.

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform weist ein Ventilgehäuse 101 mit einer zylindrischen Bohrung 102 und einer kleineren zylindrischen Bohrung 103 auf. Das Ventilgehäuse 101 wird durch einen Verschlußstopfen 104 abgeschlossen. Ein abgesetzter Steuerkolben 105 ist in den Bohrungen 102 und 103 abgedichtet geführt. Das Ende des Steuerkolbens 105 mit dem größeren Durchmesser liegt auf einem Ventilsitzring 106 auf. Der Steuerkolben 105 wird durch eine Feder 108 in Richtung des kleineren Durchmessers 103 gedrückt und liegt am Absatz zwischen der größeren Bohrung 102 und der kleineren Bohrung 103 an. Die Feder 108 stützt sich einerseits über einen Federsitzring 107 auf einem Absatz 120 im Ventilgehäuse 101 und über einen Federsitzring 122 auf dem Verschlußstopfen 104 ab. Der Steuerkolben 105 ist mittels einer Dichtung 109 gegenüber der zylindrischen Bohrung 102 und mittels einer Dichtung 110 gegenüber der zylindrischen Bohrung 103 abgedichtet. Ein Ausgleichskolben 112 ist mittels.einer Dichtung 113 abgedichtet verschiebbar in einer Bohrung 111 im Steuerkolben 105 geführt. Durch den Ausgleichskolben werden Druckölausgangskammern a~ und b^ voneinander getrennt. Die Druckölausgangskammer a₂ steht über einen Auslaßkanal 118 mit einer ersten Hinterbremse und die Druckölausgangskammer bp über einen Auslaßkanal 115 mit einer zweiten Hinterbremse in Verbindung. Ein Steuerkolben,. 116 ist mittels einer Lippendichtung 121

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abgedichtet in einer zylindrischen Bohrung 117 des Verschlußstopfens 104 geführt. Seine Dichtfläche 118 wirkt mit dem Ventilsitzring 106 zusammen und bildet ein Drucksteuerventil für den ersten Bremskreis. Ein verdicktes Kopfteil 116a ist in einer Ausnehmung des Ausgleichskolbens 112 angeordnet. Eine Steuerfeder 119 schiebt den Steuerkolben 116 in Richtung der Druckölausgangskammer a₂ bis das Ende der Druckfeder 119 an einem Absatz des Federsitzringes 107 zur Anlage kommt. Da der Federsitzring 107 im übrigen an dem Absatz 120 im Ventilgehäuse 101 anliegt, ist hierdurch die durch die Steuerfeder 119 bewirkte Bewegung des Steuerkolbens 116 begrenzt. Im Ausgleichskolben 112 ist ein Anschlagring 131 angeordnet, so daß das Kopfteil 116a des Steuerkolbens 116 in seiner Bewegung innerhalb der Ausnehmung des Ausgleichskolbens 112 begrenzt ist. Dieser vorgegebene Weg 1,- ist so bemessen, daß in der in Fig. 7 dargestellten Ruhestellung zwischen diesem Weg Ir und dem Abstand Ig zwischen dem Ausgleichskolben 112 und einem Absatz 105a im Steuerkolben 105 sowie dem Abstand Iy zwischen der Dichtfläche 118 und dem Ventilsitzring 106 die Beziehung besteht:

(I₇ + I₆) > I₅ >1₇.

Der Steuerkolben 116 ragt in eine Drucköleingangskammer a,, hinein, welche in der in Fig. 7 dargestellten Stellung mit einer Druckölausgangskammer a₂ in Verbindung steht. Diese Verbindung bleibt solange bestehen, bis der Druck in der Drucköleingangskammer a,, so angestiegen ist, daß

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der Steuerkolben 116 entgegen der Kraft der Feder 119 in Bewegung versetzt wird, und die Dichtfläche 118 zur Anlage auf dem Ventilsitzring 106 gelangt. Von diesem Moment an arbeitet dieses Drucksteuerventil in gleicher Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform und steuert den Ausgangsöldruck Pp im Verhältnis zum Eingangsöldruck P.*, Die Drucköleingangskammer a. ist mit dem einen Bremskreis eines ZweikreishauptbremsZylinders über einen Einlaßkanal 123 verbunden und ist weiterhin mit einer ersten Vorderbremse über einen Auslaßkanal 124 verbunden*

Ein zweites Drucksteuerventil für den zweiten Bremskreis wird durch eine Kugel 125j die mit einem Ventilsitz im Steuerkolben 105 zusammenwirkt, gebildet» Die Kugel 125 wird durch eine Feder 127 gegen den Ventilsitz 126 gedrückt und wird durch einen Steuerstift 128 am Ausgleichskolben 112 angesteuert» Der Steuerstift 128 reicht durch einen in den Ventilsitz 126 übergehenden Durchflußkanal hindurch, bis in die Drucköleingangskammer b. hinein» Durch diese Anordnung des Steuerventils sind die Drucköleingangskammern b^ und Druckölausgangskammer bp bis zu einem vorbestimmten Druck miteinander in Verbindung„ Wenn die Drucksteuerung für den ersten Bremskreis den Druck Pp in der Druckausgangskammer ap niedriger einstellt als den Druck Ρ-,ρ in der Druckeingangskammer a^ , bewegt sich der Ausgleichskolben 112 in Richtung zur Druckölausgangskammer ap, so daß die Kugel 125 am Ventilsitz 126 zur Anlage kommt und die Verbindung zwischen der Drucköleingangskammer b^ und der Druckölausgangskammer ¹O^ unterbricht, Danach bewirkt die Bewegung des Ausgleichskolbens 112 in Abhängigkeit von einer Zunahme des Druckes P_&p in der

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Druckölausgangskammer a₂, daß sich das Steuerventil , gebildet aus der Kugel 125 und dem Ventilsitz 126, in gleicher Weise öffnet und schließt und den Öldruck P, « in Abhängigkeit vom Öldruck P-|. steuert. Entsprechend steigen die AusgangsÖldrucke P_&2 und P^₂ der beiden Kreise für die Hinterbremsen in einem vorbestimmten Verhältnis zum Eingangs Öldruck P. und P-, . und werden dabei durch den Ausgleichskolben 112 stets auf der gleichen Höhe gehalten. Die Drucköleingangskammer b^ ist mit dem zweiten Kreis des Zweikreishauptbremszylinders über einen Einlaßkanal 129 verbunden und mit einer zweiten Vorderbremse über einen Auslaßkanal 130.

Mit dem vorbeschriebenen Zweikreisbremsdrucksteuergerät wird der Bremsdruck in den beiden Kreisen in der gleichen Weise gesteuert, wie bei der vorherigen Ausführungsform entsprechend Fig. 1. Der Ausgangsöldruck P_a2 und P^₂ werden gesteuert gegenüber dem EingangsÖldruck P^ und P-, * herabgesetzt, so daß eine gewünschte Verteilung der Bremsdrücke für die Vorderbremsen und Hinterbremsen erreicht wird.

Wenn einer der beiden Bremskreise ausfällt, wird gleichzeitig für den noch tätigen Bremskreis die Drucksteuerung ausgesetzt. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung liegt in der Art und Weise, wie das Steuergerät bei Ausfall eines Bremskreises reagiert und wie die Bremsdrucksteuerung für die noch in Tätigkeit befindliche Hinferbremse ausgesetzt wird.

Wenn z.B. der die Drucköleingangskammer a,, beaufschlagende Bremskreis ausfällt, werden der Ausgleichskolben 112 und der Steuerkolben 105 durch den Druck in der Drucköleingangskammer b^ und der Druckölausgangskammer b₂ gegen den Druck

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der Feder 108 und der Steuerfeder 119 verschoben« Die Federkraft der Feder 119 ist größer als diejenige der Feder 108. Weiterhin ist der zum Bewegen des Ausgleichskolbens 112 erforderliche Druck größer als der Druck zum Verschieben des Steuerkolbens 105, aufgrund des Unterschiedes ihrer Querschnittsflächen„ Aus diesem Grunde wird zunächst der Steuerkolben 105 durch den Druck in der Drucköleingangskammer b^ verschoben, bis der Ausgleichskolben 112 am Absatz 105a im Steuerkolben 105 zur Anlage kommt, so daß der Weg Ig gleich null wird₀ Daraufhin bewegen sich der Steuerkolben 105 und der Ausgleichskolben 112 zusammen, bis der Steuerkolben 116 ans Ende der Bohrung 117 im Verschlußstopfen 104 anstößt« Während dieser Bewegung der Steuerkolben 105, 116 und des Ausgleichskolbens 112 bleibt die Verbindung zwischen der Drucköleingangskammer b,, und der Druckölausgangskammer bp geöffnet und der Eingangsdruck P-. ^ und der Ausgangsdruck P-up steigen gleichzeitig bei Betätigung der Bremse und bleiben stets gleich«

Wenn der die Drucköleingangskammer b. beaufschlagende Bremskreis ausfällt, wird der Steuerkolben 105 durch den in der Druckölausgangskammer ap herrschende Druck verschoben. Dieser gleiche Druck wirkt weiterhin auf den Steuerkolben 116, jedoch wird durch den Druck in der Druckölausgangskammer a^ auch der Ausgleichskolben 112 verschoben, bis er zur Anlage am Absatz 105a im Steuerkolben 105 kommt, so daß der Weg Ig aufgebraucht ist« Hierdurch wird die Steuerung des Öffnens und Schließens der Dichtfläche 118 auf dem Ventilsitzring 106 ausgesetzt, so daß eine ständige Verbindung zwischen der Drucköleingangskammer a^ und der Druckölausgangskammer a₂ vorhanden ist_o Der Weg

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des Steuerkolbens 116, ausgelöst durch den in der Drucköleingangskammer a^ und der Druckölausgangskammer a_? herrschenden Druck, "bis die Dichtfläche 118 auf dem Ventilsitzring 106 zur Anlage kommt, ist Iy. Da andererseits der Ausgleichskolben 112 feel Ausfall des Bremskreises auf dem Absatz 105a des Steuerkolbens 105 zur Anlage kommt, ist die Bewegung des Steuerkolbens 116 begrenzt auf die Strecke (l,- - Ig)? da das Kopfteil 116a des Steuerkolbens 116 hierbei zur Anlage an den Anschlagring 131 dem Ausgleichskolben 112 kommt. Die verschiedenen Wege 1,-, Ig, Iy sind so bemessen, daß die Beziehung besteht

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Hieraus ergibt sich, daß bei Anlage des Ausgleichskolbens 112 am Absatz 105a des Steuerkolbens 105 die Dichtfläche 118 nicht zur Anlage auf den Ventilsitzring 106 gelangen kann und dadurch eine ständige Verbindung zwischen der Drucköleingangskammer a^ und der Druckölausgangskammer a~ hergestellt ist. Entsprechend ergibt sich, daß der Eingangsdruck P * und der Ausgangsdruck Pp stets gleich sind und sich gleichsinnig verändern.

Wie vorstehend beschrieben, gewährleistet die Bremsdrucksteuereinrichtung für ein Zweikreisbremssystem entsprechend der Erfindung nicht nur eine vorgegebene Bremsdruckverteilung zwischen den Vorder- und Hinterbremsen bei normaler Arbeitsweise beider Bremskreise, sondern ist auch in der Lage, den Verlust an Bremswirkung auszugleichen, wenn einer der Bremskreise ausfällt, indem in diesem Fall für den

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einwandfrei arbeitenden Bremskreis das Bremsdrucksteuerventil geöffnet gehalten wird»

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Claims

Dr.-Ing. Reiman König ■ Dipi.-lng. KieufB Bergen Cecilienallee 76 4 Düsseldorf 3O Telefon -45SDOB Patentanwälte

11.Januar 1980 33 303 K

Akebono Brake Industry Co., Ltd» No.19-5, Koami-cho, Nihonbashi, Chuoh-ku, Tokyo, Japan

"Zweikreisbremssvstem für Kraftfahrzeuge" Patentansprüche;

J Zweikreisbremssystem für Kraftfahrzeuge mit einem Druckbegrenzungsventil zum Steuern des Bremsdrucks der Hinterbremse in Abhängigkeit vom Bremsdruck der Vorderbremse und des Hauptbremszylinders, gekennzeichnet durch zwei in einem Ventilgehäuse (1, 5; 101, 104) angeordnete Steuerkolben (11, 20; 116, 105) mit je einem Drucksteuerventil (10, 11a, 11b; 106, 118; 23a, 24, 25; 125, 126, 128), durch die zwei jeweils von einem Kreis des HauptbremsZylinders beaufschlagte, jeweils mit einem Vorderbremskreis und einem Hintereremskreis verbundene Kammern (a., a_Q, b^, b j a., a^i b^, bp) in Abhängigkeit vom Bremsdruck voneinander trennbar sind und durch einen zwischen dem mit den Hinterbremsen verbundenen Kammern (a , b ; a₂, bp) angeordneten Ausgleichskolben (23, 112)„

2. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das eine Druckregelventil (10, 11a, 11b; 106, 118) durch den einen Steuerkolben (11, 116) betätigt wird und das andere Druckregelventil (23a, 24, 25; 125, 126, 128) im anderen Steuerkolben (20, 105) angeordnet ist und durch den Ausgleichskolben (23, 112) betätigt wird.

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3. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuerkolben (20, 105) an seinem einen Ende eine mit dem Bremsdruck des einen Bremskreises beaufschlagte Kammer (b.) bildet und mit seinem anderen Ende in eine mit dem Bremsdruck des anderen Bremskreises beaufschlagte Kammer (a , a^) reicht und daß der Ausgleichskolben (23, 112) in einer Bohrung (21, 111) des Steuerkolbens (20, 105) zwischen zwei Anschlägen (11a, 28, 20b; 116a, 105a) verschiebbar angeordnet ist.

4. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der eine Anschlag aus einem Kopfteil (11a, 116a) des Steuerventils (10, 11a, 11b; 106, 118) am Steuerkolben (20, 116) und der andere Anschlag aus einem Absatz (20b, 105a) in der zylindrischen Bohrung (21, 111) im Steuerkolben (20, 105) besteht.

5. Zweikreisbremssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne t , daß das Steuerventil (10, 11a, 11b) aus dem am Steuerkolben (11, 116) befestigten Kopfteil (11, 1i6a) mit Dichtflächen (11b, 118) und einem abgedichtet verschiebbaren Ventilsitzring (10, 106), der zwischen dem Steuerkolben (11, 116) und dem Kopfteil (11a, 1i6a) angeordnet ist und das Steuerventil (23a, 24, 25; 128, 125, 126) aus einem Steuerstift (23a, 128) am Ausgleichskolben (23, 112) einen im Steuerkolben (20, 105) angeordneten Ventilsitz (25, 126) und einer Kugel (24, 125) mit gleicher Schließrichtung wie das Kopfteil (11a, 116a) besteht.

6. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Steuerkolben (20) und dem Bohrungsende im Gehäuse (1) angeordnete

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Druckfeder (22) und eine entgegengesetzt und mit größerer Kraft auf den Steuerkorben (20, 105) unter Zwischenschaltung des Ventilsitzringes (10) wirkende Feder (7).

7. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen an einem Ende des Steuerkolbens (20) angeordneten, mit einem Bund (11c) des Kopfteils (11a) zusammenwirkenden Anschlagring (28).

8. Zweikreisbremssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Beziehung

I₁ < I₃ < (I₁ + I₂)

zwischen dem Weg I₁ zwischen der Dichtfläche (11b) und dem Ventilsitzring (10), dem Weg Ip zwischen dem Steuerkolben (20) und dem Gehäuse (1) und dem Weg I^ zwischen dem Bund (11c) und dem Anschlagring (28)»

9. Zweikreisbremssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Beziehung A ">· A^ "^ A₁ /> Ap zwischen der Querschnittsfläche A des Ventilsitzringes (10, 106), der Querschnittsfläche A^ des Steuerkolbens (20, 105), der Querschnittsfläche A₁ des Kopfteils (11 a, 116a) und der Querschnittsfläche A₂ des Steuerkolbens (11, 116).

10, Zweikreisbremssystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und S, gekennzeichnet durch einen am einen Ende des Ausgleichskolbens (112) angeordneten, mit einem verdickten Kopfteil (116a) zusammenwirkenden Anschlagring (131)ο

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11. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Ausnehmung im Ausgleichskolben (112) und einem daran angeordneten Kopfteil (116a).

12. Zweikreisbremssystem nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch die Beziehung

zwischen dem Weg Iy zwischen der Dichtfläche (118) am Steuerkolben (116) und dem Ventilsitzring (106), dem Weg Ic zwischen dem Kopfteil (116a) und dem Anschlagring (131) und dem Weg Ig zwischen einem Absatz (105a) im Steuerkolben (105) und einer Endfläche des Ausgleichskolbens (112).

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