DE3010513C2

DE3010513C2 - Twin-Druckregler

Info

Publication number: DE3010513C2
Application number: DE19803010513
Authority: DE
Inventors: Ernst-Dieter Ing.(grad.) 6350 Bad Nauheim Schäfer
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1980-03-19
Publication date: 1986-09-25
Also published as: DE3010513A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Twin-Druckregler für eine Zweikreis-Bremseinrichtung, mit den Merkmalen der Gattung des Patentanspruchs 1.

65 Bei einem bekannten Twin-Druckregler dieser Art (DE-OS 27 48 699, F i g. 8) ragt das Druckstück mit einer kegelförmigen Spitze in die Vertiefung des Kippgliedes und mit dem anderen Ende in einem Durchbruch eines tropfenförmigen Elements, das von einer Schraubendruckfeder belastet ist und ständig mit seiner Umfangsfläche in einem weiteren, am Gehäuse angeschraubten topfförmigen Element geführt wird, das die Schraubenfeder aufnimmt. Eine den Regelkolben zugekehrte Erhebung des Kippgliedes stützt sich in der Ruhelage an der Stirnfläche des Gehäuses ab. Der Boden der Vertiefung des Kippgliedes liegt vor der Ebene, in der das Kippglied an den Enden der Regelkolben anliegt Diese Konstruktion benötigt einen erheblichen Bauraum und ist aufwendig.

Es ist ferner bekannt (ÜE-OS 27 48 699, F i g. 5 und 7), das Kippglied etwa in Form eines Pilzes auszubilden, dessen Stiel ständig in ein Sackloch des Gehäuses eingreift, so daß es in diesem in geringem Maße verschwenkbar ist und die Vorspannung unmittelbar, unter Weglassung eines Druckstücks, auf die Oberseite des Pilzkopfes auszuüben. Hierbei unterliegt das Kippglied einem Reibungsverschleiß, der zu einer Verschiebung des »Umschalt-Druckpunktes« führt Aufgrund der Reibung insbesondere bei ungleichmäßiger Belastung und damit Schrägstellung und Verkanten des Kippgliedes wird die Vorspannungskraft verändert und damit auch der »Uinschaltdruck«. Somit wird bei Ausfall eines Bremskreises dieser Umschaltdruck auf einen wesentlich geringeren als den theoretisch möglichen und angestrebten doppelten ursprünglichen Wert angehoben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler der gattungsgemäen Art anzugeben, der bei einfachem und raumsparendem Aufbau verschleißarm arbeitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erhebung als Zentrier-Erhebung ausgebildet ist und in eine Zentrier-Ausnehmung des Gehäuses zwischen den Regelkolben schwenkbar eingreift.

Bei entsprechender Ausbildung des Druckstückes ist damit gleichzeitig als weiterer Vorteil eine günstige Anhebung des »Umschaltdruckes« bei Ausfall eines Bremskreises zu erwarten. Ein wesentliches Element der Erfindung ist demnach, daß die Zentrierung und Führung von Druckstück und Kippglied mit dem entsprechenden Reibungseinfluß nur im unbelasteten Zustand erfolgt, so daß der Betrieb selbst von Reibungseinflüssen nahezu frei ist.

Da bei dieser Konstruktion nicht nur das Druckstück in eine Vertiefung des Kippgliedes, sondern auch das Kippglied mit seiner Erhebung in die Ausnehmung des Gehäuses eingreift, ist der benötigte Bauraum äußerst gering. Besondere Führungselemente für das Druckstück, deren Herstellungstoleranzen und der durch eine Relativverschiebung der Führungselemente bedingte Verschleiß entfallen. Hierdurch bedingte Umschaltdruckänderungen entfallen daher ebenfalls. Sobald die Bremseinrichtung nicht mehr betätigt wird, erfolgt dennoch eine selbsttätige Zentrierung sowohl des Druckstücks als auch des Kippgliedes relativ zu den Regelkolben, so daß eine genau gleiche Kraftaufteilung auf beide Regelkolben sicherstellt ist.

Vorzugsweise haben die Berührungsflachen von Vorsprung und Vertiefung den gleichen Krümmungsradius. Dies ergibt eine große Anlagefläche und geringe Flächenpressung. Das Kippglied kann daher vergleichsweise dünnwandig ausgebildet werden, um die Baulänge des Reglers weiter zu verringern. Die geringere Flä-

chenpressung hat ferner einen geringeren Verschleiß zur Folge, so daß sich der Regler mit günstigeren Toleranzen herstellen läßt und die Leerwege und die Ventilschließwege gering sind.

Eine besonders große Auflagefläche und bessere Kraftverteilung von Kippglied und Di uckstück wird erreicht, wenn sich die Berührungsflächen über einen Winkel von 90° bis etwa 160° erstrecken. Dabei können die Berührungsflächen die Form von Kugelkalotten aufweisen.

Wenn die Zentrierungs-Erhebung abgerundet ist, läßt sich das Kippglied vergleichsweise leicht herstellen, unter Beibehaltung des Vorteils geringer Flächenpressung.

Die inneren Schnittkanten eines Axialschnitts der Gehäuse-Ausnehmung können auf einem Kreisbogen liegen oder kegelförmig sein. Bei dieser Formgebung ist die Ausnehmung ebenfalls leicht herstellba-.

Das Druckstück kann ferner einteilig mit einem Hebel ausgebildet sein, an dem die Vorspannkraft angreift. Auf diese Weise kann die Vorspannkraft, vorzugsweise eine von der Achslast eines zugehörigen Fahrzeugs abhängige Kraft, entsprechend dem Hebelverhältnis untersetzt auf das Kippglied übertragen werden, ohne die Anzahl der Bauelemente und die dadurch bedingten Toleranzen zu vergrößern.

Vorzugsweise sind die Oberflächen von Druckstück und Kippglied geglättet. Dies ergibt eine äußerst geringe Reibung ohne Schmiermittel.

Sodann ist es günstig, wenn der Drehpunkt des Kippgliedes in einer Ebene mit den anliegenden Kolbenenden liegt. Dies trägt ebenfalls zur Verringerung der Baulänge bei.

Desgleichen ist es günstig, wenn sich die Kolbenenden zur Berührungsstelle mit dem Kippglied hin verjüngen. Auf diese Weise ergeben sich weitgehend konstante Hebelverhältnisse am Kippglied unabhängig von dessen Schwenkwinkellage.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt eines Twin-Druckreg!ers in der Ruhestellung und

F i g. 2 einen Teil des Twin-Druckreglers nach F i g. 1 in Betriebsstellung bei intaktem Bremssystem.

Der Twin-Druckregler hat ein Gehäuse 3 mit zwei zweistufigen Bohrungen 4, in denen jeweils ein Regelkolben 5 mit zwei Kolbenstufen verschiebbar gelagert ist. Die der kleineren Kolbenstufe zugewandte Ringfläche der größeren Kolbenstufe eines jeden Regelkolbens 5 begrenzt eine mit einem einlaßseitigen Anschlußstutzen 6 in Verbindung stehende Druckeinlaßkammer 7. Die Druckeinlaßkammer 7 steht über ein in der größeren Kolbenstufe ausgebildtes Ventil, das einen Ventilsitz 8, ein Ventilverschlußstück 9 und eine das Ventilverschlußstück 9 gegen den Ventilsitz 8 drückende Feder 10 aufweist, mit einer Druckauslaßkammer 11 in Verbindung, die ihrerseits mit einem auslaßseitigen Anschlußstutzen 12 an einem Gehäusedeckel verbunden ist. Jeder Anschlußstutzen 6 steht mit einer eigenen Bremsdruckquelle in Verbindung, wobei diese Bremsdruckquellen ein Tandem-Hauptzylinder sein können. Die auslaßseitigen Anschlußstutzen 12 stehen jeweils mit einer Bremsbetätigungseinrichtung des Fahrzeugs in Verbindung.

In einer Zentrier-Ausnehrnung 13 des Gehäuses 3 in der Mitte zwischen den Regelkolben 5 greift ein an den abgerundeten, aus dem Gehäuse 3 vorstehenden Enden der Regelkolben 5 anliegendes Kippglied 14 mit einer Zentrier-Erhebung 15 ein. Diese Erhebung bildet auf der dem Gehäuse 3 abgekehrten Seite eine Zentrier-Vertiefung 16, in die ein in Richtung der Kolbenachse.n verschiebbares Druckstück 17 mit einem Zentrier-Vorsprung 18 eingreift.

Der untere Teil des Zentrier-Vorsprungs 18 hat die Form einer Halbkugel. Die Zentrier-Vertiefung 16 hat bei entsprechender Form den gleichen Krümmungsradius, so daß sich Zentrier-Vorsprung 18 und -Vertiefung großflächig berühren. Die Form beider Teile 16 und 18 kann so gewählt sein, daß sich die Berührungsflächen über einen Winkel von 90° bis etwa 160° erstrecken.

Auf das Druckstück 17 wirkt eine von der Achslast des Fahrzeugs abhängige Kraft F, die über eine nicht dargestellte Feder und einen nicht dargestellten Hebel auf das Druckstück 17 übertragen wird. Der Hebel ist einteilig mit dem Druckstück 17 ausgebildet und um eine Achse schwenkbar, die außerhalb der Mittelachse des Druckstücks 17 und senkrecht zu dieser verläuft.

Die Zentrier-Ausnehmung 13 ist kegelförmig, so daß die Zentrier-Erhebung 15 in der in Fig. 1 dargestellten Ruhelage des Reglers auf einem Kreis 19 in der Ausnehmung 13 anliegt. Die Krümmungsmittelpunkte 20 der Zentrier-Erhebung 15 und des Zentrier-Vorsprungs 18 fallen zusammen und liegen in der Erhebung der äußeren Enden der Regelkolben 5. Die zusammenwirkenden Oberflächen von Gehäuse 3, Regelkolben 5, Kippglied 14 und Druckstück 17 sind so glatt ausgebildet, daß sich im Betrieb kaum Reibungskräfte ergeben.

Die Höhe des Zentrier-Vorsprungs 18 ist größer als die Tiefe der Zentrier-Vertiefung 16, so daß sich zwischen den Flanschen von Kippglied 14 und Druckstück 17 im Normalbetrieb ein Spalt mit der (maximalen) Weite 5 ergibt. Diese Spaltweite 5 ist jedoch kleiner als der Stellweg des Ventils 8 bzw. 9 von der dargestellten geöffneten Stellung in die geschlossene Stellung.

Ferner ist die der Druckeinlaßkammer 7 zugekehrte wirksame Ringfläche der größeren (unteren) Kolbenstufe, deren Betrag A] sei, kleiner als die der Druckauslaßkammer 11 zugekehrten Fläche der größeren Kolbenstufe vom Betrag A₂. Für den stationären Gleichgewichtszustand eines Regelkolbens während des Normalbetriebs gilt daher bei einem Druck P\ in der Druckeinlaßkammer 7 und einem Druck P₂ in der Druckauslaßkammer 11:

Pi ■ Α₂ = -γ

Pi =

2A₂

+ P₁

A₂

D. h. der Druck P₂ in jedem Bremskreis ist eine Funktion der lastabhängigen Kraft Fund des Drucks P\ der Druckquelle. Je höher der mit dem Bremshebel bzw. Bremspedal ausgelöste Druck P\ und je höher die Achslast Fist, um so höher ist der wirksame Bremsdruck P₂.

In der dargestellten Ruhestellung, in der nicht gebremst wird, sind die Drücke P_x und P₂ Null und die Vennle 8 und 9 geöffnet. Das Kippglied 14 ist nicht verschwenkt und liegt unter der Kraft Fin der Zentrier-Ausnehmung 13 an.

Bei Betätigung des Bremspedals steigen die Drücke P\ und damit auch die Drücke P₂ in den Druckauslaßkammern 11. Dieser Anstiee der Drücke P- führt, sobald

die Differenz der von den Drücken Pi und P₂ auf die Regelkolben 5 ausgeübten Kräfte die Kraft F überschreitet, zu einer Verschiebung der Regelkolben 5 nach oben und zu einem allmählichen Schließen der Ventile 8 und 9 bis schließlich der durch die Gleichungen (1) und (2) dargestellte Gleichgewichtszustand erreicht ist. In dieser Lage nehmen die Regelkolben 5, das Druckstück 17 und das Kippglied 14 die in Fig. 2 dargestellte Lage ein, in der das Kippglied 14 nicht in der Ausnehmung 13 anliegt.

Wenn der Druck P₂ in dem einen Bremskreis, z. B. aufgrund eines Lecks, abnimmt, sinkt der zugehörige Regelkolben 5 nach unten. Dadurch öffnet sich ein Ventil 8 bzw. 9, und der Druck P₂ steigt wieder an. Wenn der eine Brernskreis dagegen völlig ausfällt, so daß sein Druck P₂ zu Null wird, sinkt der zugehörige Regelkolben 5 bis in die dargestellte Ruhelage, in der er am Gehäusedeckel anliegt. Gleichzeitig stellt sich jedoch das Kippglied 14 so schräg, daß es mit seinem oberen Flanschten an der Unterseite des Flansches des Druck-Stücks 17 anschlägt. In dieser Schräglage des Kippgliedes 14 wirkt die volle lastabhängige Kraft F über das Druckstück 17 und den oberen Teil des Kippgliedes 14 auf den Regelkolben 5 des noch funktionsfähigen Bremskreises, so daß sich in diesem ein Druck P₂ einstellt, der um FIlA₂ höher ist. D. h. der lastabhängige Anteil des Drucks P₂ gemäß Gleichung (2) verdoppelt sich, so daß gilt:

eine Kugelform für die Zentrier-Ausnehmung 13 gewähltwerden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

(3)

30

Der Eingriff der Zentrier-Erhebung 15 in die Zentrier-Ausnehmung 13 und des Zentrier-Vorsprungs 18 in die Zentrier-Vertiefung 16 ergibt nicht nur eine geringe Bauhöhe des Reglers, sondern führt nach jeder Bremsung selbsttätig zu einer Zentrierung des Kippgliedes 14. Durch die kugelkalottenartige Ausbildung ist sodann eine großflächige Anlage und damit geringe Flächenpressung zwischen Zentrier-Vorsprung 18 und Zentrier-Vertiefung 16 sichergestellt, die wiederum eine die Bauhöhe reduzierende Verringerung der Materialdicke des Kippgliedes 14 ermöglicht, ohne dessen Biegefestigkeit zu beeinträchtigen.

Zur Verringerung der Bauhöhe trägt auch die Anordnung des Krümmungsmittelpunktes 20 in der Ebene der oberen Kolbenenden bei. Die Verjüngung der Kolbenenden zum Kippglied 14 hin (anstelle einer ebenen Ausbildung der dem Kippglied zugekehrten Stirnfläche der Regelkolben 5) stellt weitgehend gleichbleibende Hebelverhältnisse des Kippgliedes 14 bei Schrägstellung sicher, so daß die lastabhängige Kraft Fgleichmäßig auf die beiden Bremskreise verteilt wird. Im Vergleich zu einer Abrundung der den Regelkolben 5 zugekehrten Unterseite des Kippglied-Flansches wird durch die Abrundung der Regeikolben-Enden außerdem die Bauhöhe des Reglers verringert.

Obwohl es möglich ist, den Teilen 13 bis 18 eine senkrecht zur Zeichenbene langgestreckte, ζ. Β. zylindrische Form zu geben, wird eine drehsymmetrische Form bevorzugt, insbesondere bei Ausbildung des Druckstücks 17 als Hebel. Dies gestattet eine Lagerung des Hebels 17 in der Weise, daß er nicht nur schwenkbar, sondern auch um die Mittelachse der Teile 14 und 17 drehbar ist. Auf diese Weise besteht eine größere Freiheit bei der Montage des Reglers hinsichtlich der Kupplung mit dem Fahrzeug zur Übertragung der lastabhängigen Kraft F. Hierbei kann anstelle der Kegelform ebenfalls

Claims

Patentansprüche:

1. Twin-Druckregier für eine Zweikreis-Bremseinrichtung, mit zwei parallelen Regelkolben, die jeweils einem der beiden Bremskreise zugeordnet sind und unter einer gemeinsamen Vorspannung stehen, die über ein hartes mit Flanschen sich in Richtung der Regelkolben erstreckendes Druckstück und ein zwischen diesem und den Regelkolben angeordnetes hartes Kippglied auf die Kolben übertragen wird, wobei das Kippglied auf der den Regelkolben abgekehrten Seite eine Vertiefung aufweist, in die ein Vorsprung des Druckstücks verschwenkbar so eingreift, daß der Abstand der Flanschen des Druck-Stückes vom Kippglied geringer ist als der Schließweg eines Regelkolbens, und wobei der die Vertiefung des Kippgliedes bildende Teil gleichzeitig eine Erhebung in Richtung auf das Gehäuse bildet und in der Ruhelage des Reglers am Gehäuse anliegt, d a durch gekennzeichnet, daß die Erhebung als Zentrier-Erhebung (15) ausgebildet ist und in eine Zentrier-Ausnehmung (13) des Gehäuses (3) zwischen den Regelkolben (5) schwenkbar eingreift

2. Twin-Druckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen von Vorsprung (18) und Vertiefung (16) den gleichen Krümmungsradius aufweisen.

3. Twin-Druckregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Berührungsflächen über einen Winkel von 90° bis etwa 160° erstrecken.

4. Twin-Druckregler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsflächen die Form von Kugelkalotten aufweisen.

5. Twin-Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrier-Erhebung(15) abgerundet ist.

6. Twin-Druckregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Schnittkanten eines Axialschnitts der Zentrier-Ausnehmung (13) auf einem Kreisbogen liegen oder kegelförmig sind.

7. Twin-Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstücke (17) einteilig mit einem Hebel ausgebildet ist, an dem die Vorspannkraft angreift.

8. Twin-Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen von Druckstück (17) und Kippglied (14) geglättet sind.

9. Twin-Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (20) des Kippgliedes (14) in einer Ebene mit den anliegenden Kolbenenden der Regelkolben (5) liegt.

10. Twin-Druckregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kolbenenden der Regelkolben (5) zur Berührungsstelle mit dem Kippglied (14) verjüngen.

11. Twin-Druckregler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung von der Achslast eines mit der Bremseinrichtung versehenen Fahrzeugs abhängig ist.