DE3004964C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zweikreis-Drucksteuer­ ventil für hydraulische Bremsanlagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten Zweikreis-Drucksteuerventil dieser Art (DE-OS 26 14 080) sind die beiden Regelkolben parallel nebeneinander angeordnet. Der Vorspannungsverteiler besteht aus einer halbkreisförmigen Gummischeibe aus elastischem Material, die mit ihrer gesamten Umfangsfläche an einer Stützfläche mit dem gleichen Krümmungsradius anliegt, an beiden Stirnflächen von weiteren Wandteilen des Stützkörpers umgriffen wird und an der Durchmesser­ fläche einen starren Balken aufweist, an welchem die Regelkolben abstützbar 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 Druckgleichheit 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 erheb­ lichen Alterungs- und Abnutzungserscheinungen unterworfen ist. Dies gilt insbesondere wegen der bei Kraftfahrzeugen erheblichen Temperaturschwankungen, wegen Schmutzein­ wirkungen und wegen der bei jedem Bremsvorgang aufzuneh­ menden 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 durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß sämtliche Her­ stellungstoleranzen der Steuerventile und des Vor­ spannungsverteilers ausgeglichen und die Schließwege der Steuerventile klein gehalten werden.

Das Mittel zum hydraulischen Ausgleich ist ein Ausgleichskolben mit gleichgroßen Stirnflächen, der von den Drücken in den Ausgangsräumen beauf­ schlagt wird und durch dessen Bewegung das Ventil des einen Bremskreises steuerbar ist. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß sich der Ausgleichskolben nur im Bereich des Schließweges des Ventils bewegen muß.

Um den Volumen­ verlust des einen Bremskreises bei Ausfall des anderen Bremskreises möglichst gering zu halten und eine Er­ höhung des Umschaltpunktes bei Kreisausfall unabhängig vom Durchmesser des Ausgleichskolbens sicherzustellen, wird vorgeschlagen, daß der Kolben begrenzt verschiebbar ist. Dies kann auf besonders einfache Weise dadurch erreicht werden, daß der Ausgleichskolben eine radiale Erweiterung aufweist, die zwischen einer Schulter und einem ge­ häusefesten Anschlagring angeordnet ist. Zweckmäßiger­ weise wird die radiale Erweiterung durch einen Bund gebildet, der an der den Auslaßraum begrenzenden Stirn­ seite des Ausgleichskolbens angeordnet ist.

Damit der Ausgleichskolben das Ventil ohne Zwischenschaltung von Übertragungsgliedern direkt steuern kann, wird er mit dem Stufenkolben auf einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordnet.

Zur Erhöhung des Umschaltpunktes des intakten Brems­ kreises bei Ausfall des anderen Bremskreises auf den doppelten Druckwert ist es zweckmäßig, daß der Vor­ spannungsverteiler in Richtung der Achsen der Stufen­ kolben geführt ist.

Um die auf die Stufenkolben wir­ kende 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 Vorspannungsverteiler ein Spiel auf. Dadurch wird erreicht, daß zunächst ein Ventil schließt und die weitere Druckerhöhung in diesem Kreis durch Steuerung dieses Ventils mittels des Ausgleichskolbens 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 Stufen­ kolben 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 Fig. 1,

Fig. 3 eine Ausführungsvariante zu Fig. 1.

In Fig. 1 sind in einem Gehäuse 1 zwei parallele, ab­ gestufte Bohrungen 2 und 2′ vorgesehen, in denen die Druckminderventile angeordnet sind. Da die beiden Druckminderventile 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 entsprechen­ der Stelle hingewiesen.

In dem erweiterten Bohrungsteil der Bohrung 2; 2′ ist eine Hülse 3; 3′ angeordnet und mittels eines Dich­ tungsringes 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′ an­ geordnet, 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 10; 10′ 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 Druck­ mitteldurchlaß 13; 13′ im Innern des Stufenkolbens 7; 7′ ist der Einlaßraum 10; 10′ 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 Ausgleichskolben 18 angeordnet, der mittels zweier Dichtungen 19 und 20 gegen das Gehäuse 1 abge­ dichtet ist. Der Ausgleichskolben 18 begrenzt mit seinen Stirn­ seiten, die gleichgroß sind, einerseits den Auslaß­ raum 11 und andererseits einen Druckraum 21. Der Druckraum 21 steht durch einen Druckmittelkanal 22 mit dem Auslaßraum 11′ in Verbindung. Das dem Aus­ laßraum 11 zugewandte Ende des Ausgleichskolbens 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 Anschlagring 25 be­ findet. Der Ausgleichskolben 18 ist begrenzt verschiebbar, wo­ bei 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 Ruhe­ lage der Anordnung beide Steuerventile geöffnet.

Am Gehäuse 1 ist mittels Zapfen 26 ein Hebel 27 befestigt, der um die Längsachse der Zapfen 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 weist an seiner dem Ende des Stufenkolbens 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 Ventilschließ­ weg ist und dessen Bedeutung in der Funktionsbeschrei­ bung 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 Bezugs­ zeichen 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 be­ zeichnet, die an dem Hebel 27 angreift. Die Kraft F ist variabel und dient als Steuerkraft der Ventil­ kolben 7; 7′. Ferner sind in Fig. 2 noch die zum Haupt­ zylinder Hz und Radzylinder Rz führenden Druckmittel­ anschlüsse 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 beweg­ lichen 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 Druckminderventile geöffnet.

Bei Betätigung der Bremse kann das Druckmittel in beiden Bremskreisen zunächst ungehindert vom Haupt­ zylinder Hz zu den Radzylindern Rz gelangen. Auf die Stufenkolben 7; 7′ wirkte jeweils aufgrund unter­ schiedlicher druckbeaufschlagter Flächen eine Kraft­ differenz, die eine Bewegung der Stufenkolben 7; 7′ entgegen dem Hebel 27 und der daran angreifenden Steuer­ kraft 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 Druckmittel­ durchlaß 13 verschließen. Das andere Ventil 14′, 16′, bei dem der Schließweg nicht um das Spiel a verrin­ gert ist, ist bei gleichem Verschiebeweg beider Stufen­ kolben 7; 7′ noch geöffnet, der Druckaufbau wird somit in diesem Bremskreis weiter ungemindert fortgesetzt. Schon bei geringen Druckdifferenzen in den Auslaß­ räumen 11 und 11′ wird auf den Ausgleichskolben 18 eine resul­ tierende Kraft wirksam, die diesen in Richtung auf den Stufenkolben 7 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 er­ forderlich ist, wiederholen, bis auch der Stufenkolben 7′ den Schließweg des Ventils 14′, 16′ überwunden hat.

Eine weitere einlaßseitige Druckerhöhung hat dann auslaß­ seitig eine geminderte Druckerhöhung zur Folge, wobei die Drücke in den Auslaßräumen 11; 11′ aufgrund der Ausgleichswirkung des Ausgleichskolbens 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 auslaß­ seitig noch anstehenden Druckes von den Ventilsitzen 16; 16′ abgehoben, wodurch auch dort der Druck abge­ baut wird. Aufgrund der Steuerkraft F werden die Stu­ fenkolben 7 und 7′ in ihre Ruhelage zurückbewegt, wobei der Stufenkolben 7′ an der Stirnseite des Ge­ häuses 1 zur Anlage kommt und zwischen der Gehäuse­ schulter 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 Volu­ menaufnahme des noch intakten Bremskreises nur ge­ ringfügig erhöht wird, ist der Verschiebeweg des Ausgleichskolbens 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 Stufenkolben 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 denVorteil, daß sie sich nicht nachtei­ lig (beispielsweise in Form einer Druckdifferenz in den Auslaßräumen 11 und 11′) auswirkt.

Die Bremsdrucksteuereinheit gemäß Fig. 3 entspricht in ih­ rer Wirkungsweise der vorstehenden Be­ schreibung zu Fig. 1 und 2. Allerdings wird durch die Feder 29 der Stufenkolben 7 im drucklosen Zustand der Anordnung stets in seine auslaßraumseitige End­ lage bewegt.

Claims (11)

1. Zweikreis-Drucksteuerventil für hydraulische Bremsan­ lagen mit zwei in einem Gehäuse parallel nebeneinan­ der angeordneten und je einem Bremskreis zugeordneten Druckminderventilen, welche jeweils einen zwischen einem Einlaßraum, der an einen Hauptzylinder an­ schließbar ist, und einem Auslaßraum, der an min­ destens eine Radbremse anschließbar ist, angeordneten Steuerkolben aufweisen und die Steuerkolben von einer gemeinsamen, unter Zwischenschaltung eines Vor­ spannungsverteilers auf die Kolben wirkenden Steuer­ kraft beaufschlagt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine Steuerkolben (7) bis zum Schließen des zugeordneten Ventiles einen geringeren Weg als der andere Steuerkolben (7′) aufweist, wobei das Ventil dieses einen Steuerkolbens (7) bis zum Ausgleich der Ausgangsdrücke von einem von den Ausgangsdrücken beider Druckminderventile beaufschlagten Ausgleichskolben (18) offen gehalten wird.

2. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geringere Weg durch Vorgabe eines Leerweges (Spiel a) bis zur Anlage des Steuerkolbens (7) am Vorspannungsverteiler (Hebel 27) vorgegeben ist.

3. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geringere Weg durch einen kleineren Schließweg des Ventiles im Steuerkolben (7) gegeben ist.

4. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgleichskolben (18) begrenzt verschiebbar ist.

5. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ausgleichskolben (18) eine radiale Erweiterung aufweist, die zwischen einer Schulter (24) und einem gehäusefesten Anschlagring (25) angeordnet ist.

6. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die radiale Erweiterung durch einen Bund (23) gebildet wird, der an der den Auslaßraum (11) begrenzenden Stirnseite des Ausgleichskolbens (18) angeordnet ist.

7. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichskolben (18) und der Stufenkolben (7) auf einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordnet sind.

8. Zweikreis-Drucksteuerventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorspannungsverteiler in Richtung der Achse des Stufenkolbens (7; 7′) geführt ist.

9. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannungs­ verteiler ein um eine Querachse der Stufenkolben (7; 7′) schwenkbarer Hebel (27) ist.

10. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Stufenkolben (7) und dem Vorspannungsverteiler eine Feder (29) angeordnet ist.

11. Zweikreis-Drucksteuerventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (a) einstellbar ist.