DE3049338C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Brems­ einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Bremseinrichtung dieser Art (FR 24 26 183) ist der erste Kolben vollständig vom ungere­ gelten Druck und der zweite Kolben vollständig vom gere­ gelten Druck beaufschlagt. Zwischen beiden Kolben ist in die Bohrung des Radzylinders ein Gehäuseeinsatz einge­ fügt, der zusammen mit einer Ringdichtung den ersten vom zweiten Druckraum trennt. Der Gehäuseeinsatz weist zur Führung des Ventilkolbens einen in den ersten Druck­ raum ragenden geschlossenen Zylinder auf, in welchem auch die vorgespannte Feder untergebracht ist. Der Ven­ tilkolben wirkt auf eine federbelastete Ventilkugel, die den Ventilsitz verschließt, wenn der Druck im ersten Raum einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Bei Verwendung einer ablaufenden und einer auflaufenden Bremsbacke übernimmt letztere den größeren Teil der Bremskraft. Aus diesem Grund wird bei der bekannten Bremseinrichtung beim Überschreiten eines vorgegebenen Bremsdrucks das Bremsdrucksteuerventil geschlossen und die auflaufende Bremsbacke trotz Erhöhung des Bremsdrucks mit konstantem Druck beaufschlagt. Der erhöhte Bremsdruck wirkt nur auf die ablaufende Bremsbacke, um hierdurch zusätzliche Bremskraft zu gewinnen. Bei der bekannten Bremseinrichtung nimmt aber die auf die ablaufende Brems­ backe wirkende Bremskraft nach dem Schließen des Ventils mit steigendem Bremsdruck rasch zu, so daß die Gefahr einer Überlastung oder Blockierung besteht. Darüber hinaus erfordert der Gehäuseeinsatz einen erheblichen baulichen Aufwand. Der den Ventilkolben führende Zylin­ der kann nicht entlüftet werden.

Aus EP 00 05 675 B1 ist ferner eine hydraulische Brems­ einrichtung mit einem Radyzlinder und einem eingebauten Bremsdrucksteuerventil bekannt, bei der beide Bremskolben vom Druck im gleichen Druckraum beaufschlagt werden. Dieser ist über das Bremsdrucksteuerventil mit dem Haupt­ zylinder verbunden. Das Ventil weist einen als Stufenkol­ ben ausgebildeten Ventilkolben auf, der abgedichtet in dem einen Bremskolben verschiebbar sowie auf seiner kleineren Fläche vom Eingangsdruck und auf seiner größe­ ren Fläche vom Druck im gemeinsamen Druckraum belastet ist, wobei sich eine vorgespannte Feder, die in einem entlüfteten Zylinderraum untergebracht ist, an dem ge­ nannten Bremskolben abstützt. Auch dieses Bremsdruck­ steuerventil arbeitet mit einer Kugel als Verschlußstück. Da beide Bremskolben gleich Bremskraft erzeugen, können die unterschiedlichen Verhältnisse bei einer ablaufenden und einer auflaufenden Bremsbacke nicht berücksichtigt werden.

DE-US 23 74 011 beschreibt eine Rad-Bremszylinder-Anordnung mit zwei Zylindern und darin wirkenden Kolben mit unter­ schiedlich großen Durchmessern. Bis zu einem Grenzdruck wird der kleinere Kolben verschoben, bei einem höheren Druck der große. Beide Kolben können aufgrund einer gegenseitigen Verriegelung durch ein Ventil nicht gleich­ zeitig betätigt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrau­ lische Bremseinrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die bei einfachem Aufbau und guter Entlüf­ tungsmöglichkeit zu große Unterschiede zwischen den auf die Bremsbacken wirkenden Kräften vermeidet und daher eine Überlastung der ablaufenden Bremsbacke verhin­ dert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Konstruktion steht nur eine Ringfläche des ersten Bremskolbens nach Überschreiten des Umschaltdrucks des Bremsdrucksteuerventils unter dem ungeregelten Brems­ druck. Der innerhalb des Ringraums liegende Bereich des ersten Kolbens wird entweder direkt oder über kraft­ schlüssig mit diesem Bremskolben verbundene Teile, insbe­ sondere den Ventilkolben und die vorgespannte Feder, vom Druck im zweiten Druckraum beaufschlagt, der auch auf die vollständige Fläche des zweiten Bremskolbens wirkt. Dies hat zur Folge, daß nach dem Schließen des Bremsdrucksteuerventils bei weiter ansteigendem Brems­ druck die auf den ersten Bremskolben ausgeübte Kraft allmänlich ansteigt und dadurch die ablaufende Bremsbacke nicht überlastet werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt in dem einfachen Aufbau, weil kein Gehäuse-Einsatz erfor­ derlich ist, sondern der Ventilkolben einfach im ersten Bremskolben untergebracht werden kann. Des weiteren ist die die vorgespannte Feder aufnehmende Zylinderboh­ rung ohne Schwierigkeiten mit der Atmosphäre zu verbin­ den. Hinzu kommt als wichtiger Vorteil, daß die erforder­ lichen maximalen Kolbenwege bei kurzer Baulänge des Radzylindergehäuses verwirklicht werden können. Da der Ventilkolben in an sich bekannter Weise als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen kleinere Fläche dem ersten Druck­ raum und dessen größere Fläche dem zweiten Druckraum zugewandt ist, nimmt nach Erreichen des Umschaltdrucks der Druck im zweiten Druckraum mit dem Druck im ersten Druckraum, aber mit einer geringeren Steigung, zu. Die auf die beiden Bremskolben wirkenden Kräfte können daher den Verhältnissen noch besser angepaßt werden. Durch die Ausbildung des Bremsdrucksteuerventils als Schieber­ ventil, bei dem ein mit dem Ventilkolben verbundenes Ventilschließglied eine Öffnung in einer mit dem ersten Bremskolben verbundenen Hülse überdeckt, ergibt sich ein einfacherer Aufbau als bei Verwendung einer lose eingebauten Ventilkugel und einer zusätzlichen Schließ­ feder. Die Hülse kann entweder einstückig mit dem ersten Bremskolben ausgebildet oder als getrenntes Bauteil in ihn eingesetzt sein. Da der erste Bremskolben einen zylindrischen Fortsatz aufweist, der mit seiner Außen­ seite am feststehenden Dichtring-Einsatz anliegt und an seiner Innenseite die Hülse des Bremsdrucksteuerven­ tils trägt, kann ein solcher erster Kolben leicht vormon­ tiert und dann als Ganzes in den Radkolben eingeführt werden. Auch ein großer Hub des ersten Bremskolbens führt wegen des zylindrischen Fortsatzes nicht zu einer unkon­ trollierten Verbindung zwischen den beiden Druckräumen.

Die Hülse des Bremsdrucksteuerventils kann axial zwischen einer Stufe des ersten Kolbens und einem am zylindrischen Fortsatz angreifenden Sprengring gehalten sein. Damit ist diese Hülse axial fixiert. Sie kann auch dazu dienen, einen den Ventilkolben nach außen hin abdichtenden Dicht­ ring axial zu fixieren.

Der Dichtring-Einsatz kann verschiedene Form haben. Beispielsweise kann er außen und innen je einen Dichtring tragen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Dichtring-Einsatz einen gemeinsamen Dichtring aufweist, der sowohl nach innen als auch nach außen abdichtet.

Die axiale Sicherung kann beispielsweise dadurch erfol­ gen, daß der Dichtring-Einsatz mittels mindestens einer Ringnut-Ringfeder-Verbindung gegen axiale Verschiebung gesichert ist.

Bei einer Einrichtung der hier betrachteten Art muß ein Rücklauf­ pfad geöffnet werden, wenn der Druck im ersten Druckraum abge­ baut wird, damit auch der Druck im zweiten Druckraum absinken kann. Dies läßt sich besonders einfach dadurch erreichen, daß das Ventilschließglied des Bremsdrucksteuerventils eine Dichtmanschet­ te ist, deren Lippe bei Druckentlastung im ersten Druckraum einen Rückflußpfad freigibt. Eine andere Alternative besteht darin, daß der gemeinsame Dichtring des Dichtring-Einsatzes eine Dichtman­ schette ist, deren Lippe bei Druckentlastung im ersten Druckraum einen Rückflußpfad freigibt. Letzteres hat den Vorteil, daß das Ventilschließglied des Bremsdrucksteuerventils ganz beliebig aus­ gestaltet werden kann, insbesondere ein Schieberventil ein sehr einfach ausgeführtes Ventilschließglied erhalten kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zwei in der Zeichnung dar­ gestellten, bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Radzylinder einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung und

Fig. 2 in einem Teillängsschnitt eine abgewandelte Ausführungs­ form.

Im Radzylindergehäuse 1 ist eine Bohrung 2 vorgesehen. In diese ist ein erster Bremskolben 3 eingesetzt, der mit seiner Stirn­ fläche 4 auf eine ablaufende Bremsbacke wirken kann, und ferner ein zweiter Bremskolben 5, der mit seiner Stirnseite 6 auf eine auflaufende Bremsbacke wirken kann. Beide Bremskolben sind mit einer äußeren Ringdichtung 7 bzw. 8 versehen. Zwischen den bei­ den Bremskolben 15 befindet sich ein Dichtring-Einsatz 9, der außen mit einem Dichtring 10 und innen mit einem Dichtring 11 versehen ist. Dieser Dichtring-Einsatz 9 ist mittels einer Ringfeder 12, die in eine Ringnut 13 des Gehäuses 1 greift, axial festgehalten. Der erste Bremskolben 3 besitzt einen zylindrischen Fortsatz 14, der am Dichtring 11 anliegt. An der Innenseite des Fortsatzes 14 ist eine Hülse 15 angeordnet, die zwischen einer Stufe des er­ sten Bremskolben 3 und einem in den Fortsatz 14 eingesetzten Sprengring 16 axial fixiert ist. Sie trägt an der Außenseite eine Dichtung 17 und an der Innenseite Nuten 18, die zusammen mit ei­ ner Dichtmanschette 19 das Bremsdrucksteuerventil 20 bilden. Die Dichtmanschette 19 besitzt eine Lippe 19′ und ist in einem Ven­ tilkolben 21 gehalten, der mittels eines Bundes 21′ in der Hülse 15 sowie in einem Einsatz 23 im ersten Bremskolben 3 geführt ist. Ein Einsatz 22 verhindert ein Ausweichen der Dichtmanschet­ te 19 nach rechts, wenn beim Druckabbau der Druck im zweiten Druckraum 37 den Druck im ersten Druckraum 33 übersteigt, so daß die Lippe 19′ sich von der Hülse 15 abheben und einen Rückfluß­ pfad öffnen kann. Der Ventilkolben 21 ist durch einen Dichtring 24 nach außen abgedichtet, welcher zwischen der Hülse 15 und dem Einsatz 23 axiel fixiert ist. Unter Zwischenschaltung einer Stützscheibe 25 wirkt auf den Ventilkolben 21 eine vorgespannte Feder 26, die sich an einer Stirnfläche 27 des ersten Bremskol­ bens 3 abstützt. Die Feder 26 befindet sich in einer Bohrung 28, welche über einen Kanal 29 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Um die Stirnseiten 4 und 6 in Anlage an den Bremsbacken zu hal­ ten, kann noch eine zweite Feder 30 vorgesehen werden, die sich zwischen dem Sprengring 16 und der Stirnfläche 31 des zweiten Bremskolbens 5 erstreckt.

Druckmittel wird über eine Bohrung 32 vom Hauptzylinder zuge­ führt. Es gelangt zunächst in einen ersten Druckraum 33, über Nuten 34 im Dichtring-Einsatz 9, Durchbrüche 35 im Fortsatz 14 und Durchbrüche 36 in der Hülse 15 längs der Pfeile über das Bremsdrucksteuerventil 20 in einen zweiten Druckraum 37.

Wenn im Betrieb der Druck des über die Bohrung 32 zugeführten Druckmittels steigt, werden zunächst beide Bremskolben 3 und 5 im ersten und zweiten Druckraum mit dem gleichen Druck beauf­ schlagt, so daß beide mit gleicher Bremskraft nach außen ge­ drückt werden. Sobald ein vorgegebener Umschaltdruck erreicht wird, bewegt sich der Ventilkolben 21 gegen die Kraft der Feder 26 nach rechts, so daß die Dichtmanschette 19 die Nut 18 ver­ schließt und damit das Bremsdrucksteuerventil 20 geschlossen wird. Nunmehr ergibt sich zwischen dem Druck im ersten Druckraum 33 und dem Druck im zweiten Druckraum 37 ein Druckverhältnis, das vom Flächenverhältnis A1 : (A1-A2) des gestuften Ventil­ kolbens 21 abhängt. Der Druck p1 im ersten Druckraum steigt da­ her stärker an als der Druck p2 im zweiten Druckraum 37. Während der Druck p2 über die gesamte Fläche des Bremskolbens 5 wirkt, belastet er lediglich die innerhalb des Dichtring-Einsatzes 9 liegende Fläche A3 des ersten Bremskolbens 3, nämlich teilweise direkt über den Fortsatz 14 und die Hülse 15, teilweise indirekt über den Ventilkolben 21 und die Feder 26. Über die Ringfläche A4 des ersten Ringrams 33 wirkt dagegen der höhere Eingangsdruck p1. Damit wird erreicht, daß die auf die ablaufende Bremsbacke wirkende Bremskraft nach Erreichen des Umschaltdruckes jeweils größer ist als die auf die auflaufende Bremsbacke wirkende Brems­ kraft, wobei jedoch der Druckunterschied durch Wahl des Flächen­ verhältnisses A3 : A4 so gewählt ist, daß keine Überlastung der ablaufenden Bremsbacke erfolgt, sondern beide Bremsbacken annä­ hernd gleiche Bremswirkungen erzielen können und sich ein gleich­ mäßiger Verschleiß der Bremsbeläge ergibt. Beim Druckabbau im ersten Druckraum 33 öffnet sich durch Verformung der Lippe 19′ ein Rückflußpfad, so daß auch der Druckraum 37 entlastet wird.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind für identische Teile dieselben Bezugszeichen und für entsprechende Teile um 100 er­ höhte Bezugszeichen verwendet. Unterschiedlich ist im wesentli­ chen, daß der Dichtring 119 des Bremsdrucksteuerventils 120 nicht als Dichtmanschette ausgebildet ist, sondern aus vollem Material besteht, wobei der Außenquerschnitt durch eine achsparallele und eine leicht nach innen gekrümmte Linie begrenzt ist. Darüber hinaus besteht der Dichtring-Einsatz 109 aus einer Stützplatte 38 und einer Dichtmanschette 39 mit einer Lippe 40. Die Bewegung dieses Dichtring-Einsatzes 109 nach links ist durch eine Ring­ feder 112 in einer Ringnut 113 verhindert. Ein weiterer Spreng­ ring 112′ sichert die Lege eines Einsatzes 122, der verhindert, daß die Dichtmanschette 39 sich zu weit nach rechts verschiebt, wenn der Druck im zweiten Druckraum 37 größer wird als derjeni­ ge im ersten Druckraum 33. Infolgedessen kann die Lippe 40 sich von dem Fortsatz 14 abheben und einen Rückflußpfad freigeben, der eine Entlastung des zweiten Druckraums 37 ermöglicht. Die beiden Ringfedern 112 und 112′ begrenzen auch die Innenlage der beiden Bremskolben 3 und 5, genauso wie es die Ringfeder 12 in Verbindung mit dem Dichtring-Einsatz 9 in Fig. 1 getan hat. Die Funktionsweise der Vorrichtung nach Fig. 2 entspricht derjeni­ gen der Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Lippe 40 der Dicht­ manschette 39 die Funktion eines Rückschlagventils übernimmt, al­ so das Ventilschließglied 119 sehr einfach ausgelegt ist.

Claims (7)

1. Hydraulische Bremseinrichtung mit einem Radzylinder, dessen Bremskolben zum Angriff an einer ablaufenden und einer auflaufenden Bremsbacke bestimmt ist, und einem eingebauten Bremsdrucksteuerventil, das einen einerseits durch den ersten Bremskolben und anderer­ seits durch einen feststehenden Dichtring-Einsatz begrenzten ersten Druckraum, der ungesteuerten, auf den ersten Bremskolben wirkenden Druck führt, von einem zweiten Druckraum, der gesteuerten, auf den zweiten Bremskolben wirkenden Druck führt, trennt und durch Verschieben eines Ventilkolbens unter dem Einfluß des Drucks gegen die Kraft einer vorgespannten Feder schließt, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckraum (33) ein Ringraum ist, der durch eine Ring­ fläche des ersten Bremskolbens (3) begrenzt ist, daß der Ventilkolben (21) abgedichtet im ersten Brems­ kolben verschiebbar und vom Druck (p2) im zweiten Druckraum (37) belastet ist, wobei sich die vorge­ spannte Feder (26) am ersten Bremskolben abstützt, daß der Ventilkolben (21) ein Stufenkolben ist, dessen kleinere Fläche dem ersten Druckraum (33) und dessen größere Fläche dem zweiten Druckraum (37) zugewandt ist, daß das Bremsdrucksteuerventil (20, 120) ein Schieberventil ist, bei dem ein mit dem Ventilkolben (21) verbundenes Ventilschließglied (19, 119) eine Öffnung (18) in einer mit dem ersten Bremskolben (3) verbundenen Hülse (15) überdeckt, und daß der erste Bremskolben (3) einen zylindrischen Fortsatz (14) aufweist, der mit seiner Außenseite am feststehenden Dichtring-Einsatz (9, 109) anliegt und an seiner Innenseite die Hülse (15) des Bremsdrucksteuerventils (20, 120) trägt.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hülse (15) des Bremsdrucksteuerventils (20, 120) axial zwischen einer Stufe des ersten Brems­ kolbens (3) und einem am zylindrischen Fortsatz (14) angreifenden Sprengring (16) gehalten ist.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring-Einsatz (9) außen und innen je einen Dichtring (10, 11) trägt.

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring-Einsatz (109) einen gemeinsamen Dichtring (39) aufweist, der sowohl nach innen als auch nach außen abdichtet.

5. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring-Einsatz (9, 109) mittels mindestens einer Ringnut-Ringfeder- Verbindung (12, 13; 112, 113, 112′) gegen axiale Verschiebung gesichert ist.

6. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Ventilschließglied eine Dichtmanschette (19) ist, deren Lippe (19′) bei Druckentlastung im ersten Druckraum (33) einen Rückflußpfad freigibt.

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der gemeinsame Dichtring des Dichtring-Ein­ satzes (109) eine Dichtmanschette (39) ist, deren Lippe (40) bei Druckentlastung im ersten Druckraum (33) einen Rückflußpfad freigibt.