DE3004964A1

DE3004964A1 - Zweikreis-drucksteuerventil fuer hydraulische bremsanlagen

Info

Publication number: DE3004964A1
Application number: DE19803004964
Authority: DE
Inventors: Ing.(grad.) Derek 6246 Glashütten Lowe; Ing.(grad.) Hans Dieter 6000 Frankfurt Reinartz; Ing.(grad.) Bernd 6234 Hattersheim Schopper; Peter 6243 Falkenstein Tandler
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1980-02-11
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1981-08-20
Also published as: ZA81530B; DE3004964C2; JPS56124542A

Description

Zweikreis-Drucksteuerventil für hydraulische
Bremsanlagen Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweikreis-Drucksteuerventil für hydraulische Bremsanlagen, mit zwei in einem Gehäuse parallel nebeneinander angeordneten und je einem Bremskreis zugeordneten Steuerventilen, welche je--¢zeils einen zwischen Einlaßraum und Auslaßraum angeordneten Steuerkolben aufweisen und die Steuerkolben von einer gemeinsamen unter Zwischenschaltung eines Vorspannungsverteilers auf die mxolben wirkenden Steuerkraft beaufschlagt werden.
Bei einem bekannten Zweikreis-Drucksteuerventil dieser Art (DE-OS 26 14 080) sind die beiden Rcgelkolben parallel nebeneinander angeordnet. Der Vorspannuflgsverteiler besteht aus einer haibkreisförmigen Gummischeibe aus elastischem Material, die mit ihrer gesamten Umfangsfläche an einer Stützfläche mit dem gleichen Krummungsradius anliegt, an beiden Stirnflächen von weiteren Wandteilen des Stützkörpers umgriffen wird und an der Durchmesserfläche einen starren Balken aufweist, an welchem die Regelkolben absetzbar sind. Der Stützkörper wird von einem Hebel getragen, an welchem eine in Abhängigkeit von der Achslast des Fahrzeuges veränderbare Steuerkraft angreift.
Wenn am Ausgang der beiden Druckregler'unterschiedliche Drücke herrschen, verlagert sich das aus den beiden Regelkolben und dem Ausgleichsglied bestehende System in der Weise, daß in den Bremskreis geringeren Drucks Druckflüssigkeit nachgespeist wird, bis wieder die Druckglei.chheit hergestellt ist. Hiermit können in einem gewissen Umfang Toleranzunterschiede in der Herstellung der beiden Steuerventile ausgeglichen werden. Außerdem kann beim Ausfall eines Bremskreises der Druck im noch intakten Bremskreis erhöht werden. Zu berücksichtigen ist aber, daß das Ausgleichsglied weitgehend aus elastischem Material, insbesondere Gummi, besteht und daher erheblichen Alterungs- und Abnutzungserscheinungen unterworfen ist. Dies gilt insbesondere wegen der bei Kraftfahrzeugen erheblichen Temperaturschwankungen, wegen Schmutzeinwirkungen und wegen der bei jedem Bremsvorgang aufzunehmenden starken Kräfte, die zu einer Verformung oder reibenden Verschwenkung längs der Stützfläche führen. Schwierigkeiten treten ferner auf, wenn die beiden Regelkolben nicht genau symmetrisch am Ausgleichsglied angreifen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zweikreis-Drucksteuerventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem alle Toleranzen der Steuerventile ausgeglichen werden und bei der die beiden Ausgangsdrücke des Drucksteuerventils über die gesamte Lebensdauer des Gerätes gleich sind. Diese Aufgabe wird bei einem Zweikreis-Drucksteuerventil der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Auslaßraum des einen Bremskreises und dem Auslaßraum des anderen Bremskreises Mittel zum hydraulischen Ausgleich der Ausgangsdrücke vorgesehen sind.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß sämtlich Herstellungstoleranzen der Steuerventile und des Vorspannungsverteilers ausgeglichen und die Schließwege der Steuerventile klein gehalten werden.
Eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfingunsgegenstandes besteht darin, daß das Mittel zum hydraulischen Ausgleich ein Kolben mit gleichgroßen Stirnflächen ist, der von den Drücken in den Ausgangsräumen beaufschlagt wird und durch dessen Bewegung das Ventil des einen Bremskreises steuerbar ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß sich der Kolben nur im Bereich des Schließweges des Ventils bewegen muß. Um den Volumenverlust des einen Bremskreises bei Ausfall des anderen Bremskreises möglichst gering zu halten und eine Erhöhung des Umschaltpunktes bei Kreisausfall unabhängig vom Durchmesser des Kolbens sicherzustellen, wird vorgeschlagen, daß der Kolben begrenzt verschiebbar ist. Dies kann auf besonders einfache Weise dadurch erreicht werden, daß der Kolben eine radiale Erweiterung aufweist, die zwischen einer Schulter und einem gehäusefesten Anschlagring angeordnet ist. Zweckmäßigerweise wird die radiale Erweiterung durch einen Bund gebildet, der an der den Auslaßraum begrenzenden Stirnseite des Kolbens angeordnet ist.
Damit der Kolben das Ventil ohne Zwischenschaltung von Übertragungsgliedern direkt steuern kann, werden der Kolben und der Stufenkolben auf einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordnet.
Zur Erhöhung des Umschaltpunktes des intakten Bremskreises bei Ausfall des anderen Bremskreises auf den doppelten Druckwert, ist es zweckmäßig, daß der Vorspannungsverteiler in Richtung der Achsen der Stufenkolben geführt ist. Um die auf die Stufenkolben wirkende Steuerkraft in Abhängigkeit von der Achslast des Fahrzeuges zu verändern, ist es zweckmäßig, daß der Vorspannungsverteiler ein um eine Querachse der Stufenkolben schwenkbarer Hebel ist. Vorzugsweise weist der Stufenkolben zum Vor spannungsverteiler ein Spiel auf. Dadurch wird erreicht, daß zunächst ein Ventil schließt und die weitere Druckerhöhung in diesem Kreis durch Steuerung dieses Ventils mittels des Kolbens erfolgt. Um das Spiel genau bestimmen zu können, ist es zweckmäßig, ein Mittel zur Einstellung des Spiels vorzusehen. Zwischen dem Stufenkolben und dem Vorspannungsverteiler kann eine Feder angeordnet sein, welche den Stufenkolben im drucklosen Zustand in seine auslaßraumseitige Endlage zurückführt. Die gleiche Wirkung wie die des Spiels zwischen Stufenkolben und Vorspannungsverteiler kann auch erreicht werden, wenn die Steuerventile unterschiedliche Schließwege haben.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anordnung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Zweikreis-Bremsdrucksteuereinheit mit parallel zueinander angeordneten Steuerkolben, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Figur 1, Fig. 3 eine Ausführungsvariante zu Fig. 1 In Fig. 1 sind in einem Gehäuse 1 zwei parallele, abgestufte Bohrungen 2,2' vorgesehen, in denen die Steuerventile angeordnet sind. Da die beiden Steuerventile im wesentlichen gleich sind, wird nachfolgend nicht jedes Ventil extra beschrieben, die Teile werden aber mit den Bezugszeichen beider Anordnungen versehen.
Auf die geringfügigen Unterschiede wird an entsprechender Stelle hingewiesen.
In dem erweiterten Bohrungsteil der Bohrung 2,2' ist eine Hülse 3,3' angeordnet und mittels eines Dichtungsringes 4,4' gegen das Gehäuse 1 abgedichtet.
Die Hülse 3,3' liegt gegen eine erste Schulter 5,5' des Gehäuses 1 und ist mittels eines gehäusefesten Ringes 6,6' gegen axiale Verschiebung gesichert.
In jeder Bohrung 2,2' ist ein Stufenkolben 7,7' angeordnet, der mit seiner größeren Kolbenstufe in der Bohrung 2,2' und mit seiner kleineren Kolbenstufe in der Hülse 3,3' geführt und mittels Dichtungen 8,8' und 9,9' abgedichtet ist.
Ein Einlaßraum 1o,1o1 wird von einer Ringfläche und ein Auslaßraum 11,11' von der Stirnseite der größeren Kolbenstufe des Stufenkolbens 7,7' begrenzt. Durch eine radiale Bohrung 12,12' und einen koaxialen Druckmitteldurchlaß 13,13' im Innern des Stufenkolbens 7,7' ist der Einlaßraum 1o,1o' mit dem Auslaßraum 11,11' verbunden. In dem Druckmitteldurchlaß 13,13' befindet sich ein Ventilschließglied 14,14', welches durch eine Feder 15,15' gegen einen Ventilsitz 16,16' belastet ist. Das Ventilschließglied 14,14' weist einen aus dem Stufenkolben 7,7' herausragenden Stößel 17,17' auf.
In einer im Durchmesser verringerten Verlängerung der Bohrung 2 ist ein Kolben 18 angeordnet, der mittels zweier Dichtungen 19 und 20 gegen das Gehäuse 1 abgedichtet ist. Der Kolben 18 begrenzt mit seinen Stirnseiten, die gleichgroß sind, einerseits den Auslaßraum 11 und andererseits einen Druckraum 21. Der Druckraum 21 steht durch einen Druckmittelkanal 22 mit dem Auslaßraum 11' in Verbindung. Das dem Auslaßraum 11 zugewandte Ende des Kolbens 18 ist in Form eines Bundes 23 radial erweitert, wobei der Bund 23 sich zwischen einer zweiten Schulter 24 des Gehäuses 1 und einem gehäusefesten Anschlag 25 befindet. Der Kolben 18 ist begrenzt verschiebbar, wobei die jeweilige Endlage durch die Schulter 24 und den Anschlagring 25 bestimmt wird.
Der aus dem Stufenkolben 7 herausragende Stößel 17 des Ventilschließgliedes 14 stützt sich an dem Bund 23 ab und der aus dem Stufenkolben 7' herausragende Stößel 17' des Ventilschließgliedes 14' stützt sich am Grund der Bohrung 2' ab. Somit sind in der Ruhelage der Anordnung beide Steuerventile geöffnet.
Am Gehäuse 1 ist mittels eines Zapfens 26 ein Hebel 27 befestigt, der um die Längsachse des Zapfens 26 schwenkbar ist. In der Ruhelage der Anordnung stützt sich der Hebel 27 an mindestens einem Kolbenende der Stufenkolben 7,7' ab. Der Hebel 27 wei'st an seiner dem Kolbenende 7 gegenüberliegenden Stelle ein Gewindestück 30 auf, in dem sich eine Einstellschraube 31 befindet. In der gezeigten Ausführung weist das Kolbenende des Stufenkolbens 7 zu der Einstellschraube 31 ein Spiel a auf, das geringer als der Ventilschließweg ist und dessen Bedeutung in der Funktionsbeschreibung der Anordnung erläutert wird.
In Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 gezeigt. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen. Die Bezugszeichen der einzelnen Elemente stimmen mit Fig. 1 überein. Aus Fig. 2 geht deutlich die Bewegbarkeit des Hebels 27 hervor und es ist mit F die Kraft bezeichnet, die an dem Hebel 27 angreift. Die Kraft F ist variabel und dient als Steuerkraft der Ventilkolben 7,7'. Ferner sind in Fig. 2 noch die zum Hauptzylinder Hz und Rad zylinder Rz führenden Druckmittelanschlüsse dargestellt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 und 2 dargestellten Bremsdrucksteuereinheit sei zunächst für den Fall, daß beide Bremskreise funktionsfähig sind, beschrieben.
In der Ruhelage der Anordnung befinden sich die beweglichen Teile in der dargestellten Lage, allerdings liegt der Stufenkolben 7 an der Einstellschraube 31 an und das Spiel a befindet sich zwischen dem Bund 23 und der Gehäuseschulter 24. In dieser Lage sind die Schließglieder 14,14' der Steuerventile geöffnet.
Bei Betätigung der Bremse kann das Druckmittel in beiden Bremskreisen zunächst ungehindert vom Hauptzylinder Hz zu den Radzylindern Rz gelangen. Auf die Stufenkolben 7,7' wirkte jeweils aufgrund unterschiedlicher druckbeaufschlagter Flächen eine Kraftdifferenz, die eine Bewegung der Stufenkolben 7,7' entgegen dem Hebel 27 und der daran angreifenden Steuerkraft F bewirkt.
Da der Schließweg des Ventils 14,16 um das Spiel a verringert ist, wird nach Überwinden des restlichen Schließweges zunächst das Ventilschließglied 14 durch Anlagen an den Ventilsitz 16 den Druckmitteldurchlaß 13 verschließen. Das andere Ventil 14',16', bei dem der Schließweg nicht um das Spiel a verringert ist, ist bei gleichem Verschiebeweg beider Stufenkolben 7,7' noch geöffnet, der Druckaufbau wird somit in diesem Bremskreis weiter ungemindert fortgesetzt.
Schon bei geringen Druckdifferenzen in den Auslaßräumen 11 und 11' wird auf den Kolben 18 eine resultierende Kraft wirksam, die diesen in Richtung auf den Stufenkolben verschiebt. Dadurch gelangt der Bund 23 an den Stößel 17 und hebt das Ventilschließglied 14 von seinem Ventilsitz 16 ab. Das hat zur Folge, daß Druckmittel in den Auslaßraum 14 nachfließt, bis dort der gleiche Druck herrscht, wie in dem Auslaßraum 14'.
Dieser Ausgleichsvorgang wird sich, sofern dies erforderlich ist, wiederholen, bis auch der Stufenkolben 7' den Schließweg des Ventils 14',16' überwunden hat.
Eine weitere einlaßseitige Druckerhöhung hat auslaßseitig eine geminderte Druckerhöhung zur Folge, wobei die Drücke in den Auslaßräumen 11,11' aufgrund der Ausgleichswirkung des Kolbens 18 stets gleich sind.
Das Druckniveau, bei welchem die Minderungswirkung der Steuerventile eintritt, ist abhängig von der Größe der Steuerkraft F, die fest eingestellt oder variabel sein kann.
Wird einlaßseitig der Druck abgebaut, so werden die Ventilschließglieder 14,14' aufgrund des auslaßseitig noch anstehenden Druckes von den Ventilsitzen 16,16' abgehoben, wodurch auch dort der Druck abgebaut wird. Aufgrund der Steuerkraft S werden die Stufenkolben 7 und 7' in ihre Ruhelage zurückbewegt, wobei der Stufenkolben 7' an der Stirnseite des Gehäuses 1 zur Anlage kommt und zwischen der Gehäuseschulter 24 und dem Bund 23 das Spiel a bleibt.
Fällt einer der Bremskreise infolge eines Defektes aus, so muß der Stufenkolben 7,7' des noch intakten Bremskreises die gesamte Steuerkraft F überwinden, bevor die Minderungswirkung des Ventils eintritt.
Der Umschaltdruck des Ventils wird auf das doppelte angehoben. Damit bei Ausfall eines Kreises die Volumenaufnahme des noch intakten Bremskreises nur geringfügig erhöht wird, ist der Verschiebeweg des Kolbens 18 durch die Schulter 24 des Gehäuses 1 und den Anschlagring 25 begrenzt.
Die in Fig. 3 gezeigte Variante unterscheidet sich von dem Gegenstand der Fig. 1 lediglich dadurch, daß der Kolben 7 nahe seinem aus dem Gehäuse 1 hervorstehenden Ende einen Absatz 28 aufweist, an dem sich eine Feder 29 abstützt, deren anderes Ende gegen den Hebel 27 wirkt. Eine Einstellschraube, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, könnte auch hier angeordnet werden.
Die Feder 29 kann prinzipiell auch an anderer Stelle eingesetzt werden, in der dargestellten Anordnung hat sie jedoch den Vorteil, daß sie sich nicht nachteilig (beispielsweise in Form einer Druckdifferenz in den Auslaßräumen 11 und 11') auswirkt.
Die Bremsdrucksteuereinheit gemäß Fig. 3 ist in ihrer Wirkungsweise entsprechend der vorstehenden Beschreibung zu Fig. 1 und 2. Allerdings wird durch die Feder 29 der Stufenkolben 7 im drucklosen Zustand der Anordnung stets in seine auslaßraumseitige Endlage bewegt.

Claims

Patentansprüche 1. Zweikreis-Drucksteuerventil für hydraulische Bremsanlagen mit zwei in einem Gehäuse parallel nebeneinander angeordneten und je einem Bremskreis zugeordneten Steuerventilen, welche jeweils einen zwischen Einlaßraum und Auslaßraum angeordneten Steuerkolben aufweisen und die Steuerkolben von einer gemeinsamen, unter Zwischenschaltung eines Vorspannungsverteilers auf die Kolben wirkenden Steuerkraft beaufschlagt werden, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß zwischen dem Auslaßraum (11) des einen Bremskreises und dem Auslaßraum (11') des anderen Bremskreises Mittel zum hydraulischen Ausgleich der Ausgangsdrücke vorgesehen sind.
2. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Mittel zum hydraulischen Ausgleich ein Kolben (18) mit gleichgroßen Stirnflächen ist, der von den Drücken in den Auslaßräumen (11) und (11') beaufschlagt wird und durch dessen Bewegung das Ventil (14,16) des einen Bremskreises steuerbar ist.
3. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kolben (18) begrenzt verschiebbar ist.
4. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Kolben (18) eine radiale Erweiterung aufweist, die zwischen einer Schulter (24) und einem gehäusefesten Anschlagring (25) angeordnet ist.
5. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ;radiale Erweiterung durch einen Bund (23) gebildet wird, der an der den Auslaßraum (11) begrenzenden Stirnseite des Kolbens (18) angeordnet ist.
6. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Kolben (18) und der Stufenkolben (7) auf einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordnet sind.
7. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß der Vorspannungsverteiler in Richtung der Achse der Stufenkolben (7,7') geführt ist.
8. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Vorspannungsverteiler ein um eine Querachse der Stufenkolben (7,7') schwenkbarer Hebel (27) ist.
9. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e tr daß der Stufenkolben (7) zum Vorspannungsverteiler ein Spiel (a) aufweist.
10. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Stufenkolben (7) und dem Vorspannungsverteiler eine Feder (29) angeordnet ist.
11. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuerventile (14,16 und 14',16') unterschiedliche Schließwege haben.
12. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Spiel Ca) einstellbar ist.