DE3121688C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tandem-Bremskraft­ steuervorrichtung für Fahrzeugbremsanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Tandem-Bremskraftsteuervorrichtung dieser Art (DE-OS 25 24 842) dient der erste Bremskreis als Steuerkreis und der zweite Bremskreis als Folgekreis. Das Steuerventil ist im Innern des ersten Stufenkolbens angeordnet und schließt, wenn sich der erste Stufenkolben vom schwimmenden Kolben entfernt. In Öffnungsrichtung des Ventils wirkt eine vorgespannte Feder, die an dem zur Atmosphäre abgedichtet herausgeführten Kolbenteil kleineren Durchmessers angreift, und der auf die Stufen­ fläche wirkende Eingangsdruck; in entgegengesetzter Richtung ist der erste Stufenkolben durch den Ausgangs­ druck belastet, der auf seine große Stirnfläche wirkt. Der zweite Stufenkolben ist mit gleicher Orientierung wie der erste Stufenkolben angeordnet, hat jedoch einen kleineren Außendurchmesser und einen kleineren Stufen­ durchmesser als der erste Stufenkolben. Sein Steuerventil schließt, wenn sich der zweite Stufenkolben von dem festen Anschlag entfernt. Die dem Ausgangsdruck ausge­ setzte Stirnfläche ist dem festen Anschlag zugewandt. Sein Kolbenteil kleineren Durchmessers ist abgedichtet in einer Bohrung des schwimmenden Kolbens derart geführt, daß sich seine Stirnfläche in einem unter atmosphärischen Druck stehenden Raum befindet und am Bohrungsgrund kraft­ schlüssig mit dem schwimmenden Kolben in Verbindung kommen kann. Bei dieser Konstruktion ist sichergestellt, daß beim Ausfall des einen Bremskreises der jeweils andere Bremskreis unter dem Einfluß der Steuerkraft in Betrieb bleibt. Herstellungstechnisch bereitet jedoch die reibungsarme Führung von schwimmendem Kolben und zweitem Stufenkolben Schwierigkeiten, da beide Kolben verschiebbar in der Gehäusebohrung geführt sind und außerdem noch ineinander greifen.

Bei einem anderen bekannten Bremskraftregler für eine Mehrkreisbremsanlage (DE-OS 22 36 294) ist eine Gehäuse­ bohrung einseitig durch einen Hauptzylinderanschluß verschlossen und nimmt einen einzigen Stufenkolben, dessen Kolbenteil kleineren Durchmessers abgedichtet in die Atmosphäre ragt, und einen schwimmenden Kolben auf. Die beiden Kolben sind je für sich in der Bohrung geführt.

Ein weiterer bekannter Bremsregler (GB-PS 14 75 635) weist eine gestufte Gehäusebohrung auf, die beidseitig verschlossen ist und zwei Stufenkolben sowie einen da­ zwischen befindlichen dritten Kolben aufweist. Dieser dritte Kolben ist sowohl im Gehäuse als auch unter Zwi­ schenschaltung je eines Ringes im ersten und zweiten Stufenkolben geführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tandem- Bremskraftsteuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die drei Kolben jeweils aus­ schließlich in gehäusefesten Teilen geführt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dieser Konstruktion wird der zweite Stufenkolben, genauso wie der ersten Stufenkolben, nur in gehäusefesten Teilen geführt. Da eine zusätzliche Führung im schwimmen­ den Kolben entfällt, sind auch bei Toleranzunterschieden keine aus dem Achsversatz herrührenden Hemmungen zu befürchten. Darüber hinaus kann der schwimmende Kolben sehr viel einfacher ausgebildet sein, da in ihm keine Bohrungen und mit der Atmosphäre verbundene Räume vorge­ sehen werden müssen. Trotzdem ist ein normaler Tandem-Be­ trieb und bei Ausfall des einen Bremskreises ein einwand­ freies Arbeiten des jeweils anderen Bremskreises sicher­ gestellt.

Die Ausführungsform nach Anspruch 2 ergibt eine sehr einfache Bauform.

Mit der Bemessung nach Anspruch 3 wird erreicht, daß die beim Ausfall des ersten Bremskreises auftretende Bewegung des zweiten Stufenkolbens nicht zu einer zu­ sätzlichen Volumenaufnahme der Steuervorrichtung führt.

Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 ergibt einen völlig symmetrischen Aufbau der Bremskraftsteuervorrichtung. Die Steuerkraft kann wahlweise an dem einen oder am anderen Ende angreifen. Da die Stufenkolben einander gleich sind, ergibt sich eine sehr rationelle Fertigung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung im Längsschnitt veranschaulicht ist.

Die Tandem-Bremskraftsteuervorrichtung besitzt ein Gehäuse 1, in welchem ein erster Stufenkolben 2 für einen ersten Brems­ kreis 3 (Steuerkreis), ein schwimmender Kolben 4 und ein zweiter Stufenkolben 5 für einen zweiten Bremskreis 6 (Folgekreis) ange­ ordnet ist. Der erste Stufenkolben 2 weist einen Kolbenteil 7 größeren Durchmessers auf, der unter Verwendung einer Dichtung 8 in einer Bohrung 9 des Gehäuses 1 geführt ist, und einen Kolben­ teil 10 kleineren Durchmessers, der unter Verwendung einer Dich­ tung 11 in einem ringförmigen Einsatz 12 geführt ist, nach außen in die Atmosphäre ragt und dort von einer Steuerkraft F belastet ist. Der Einsatz 12 ist mit einer äußeren Dichtung 13 versehen, wird zwischen einer Stufe 14 des Gehäuses 1 und einem Spreng­ ring 15 gehalten und bildet mit einem Vorsprung 16 einen End­ anschlag für die Bewegung des ersten Stufenkolbens 2. Auf die Stufenfläche 17 zwischen dem Kolbenteil 7 und dem Kolbenteil 10 wirkt der Eingangsdruck p _{e 1} im Eingangsraum 18, der über einen Anschluß 19 mit einem Hauptzylinder verbindbar ist. Der Eingangs­ raum 18 ist über ein Steuerventil 20 mit einem Ausgangsraum 21 verbunden, der über einen Anschluß 21 a mit einem Radzylinder ver­ bunden werden kann. In ihm herrscht der Ausgangsdruck p _{a 1}, der die Stirnfläche 22 größeren Durchmessers des Stufenkolbens 2 be­ lastet. Das Steuerventil 20 weist einen Ventilsitz 23, ein Ver­ schlußstück 24 und eine Feder 25 auf. Das Verschlußstück ist mit einem Stift 26 auf der Stirnfläche 27 des schwimmenden Kolbens 4 abgestützt.

Der zweite Stufenkolben 5 ist in gleicher Weise wie der erste Stufenkolben 2 ausgeführt, aber spiegelbildlich eingebaut. Er weist daher einen Kolbenteil 28 größeren Durchmessers auf, der unter Zwischenschaltung einer Dichtung 29 in einer Bohrung 30 des Gehäuses geführt ist. Er weist einen Kolbenteil 31 kleineren Durchmessers auf, der unter Zwischenschaltung einer Dichtung 32 in einem Anschlagring 33 geführt ist und in die Atmosphäre ragt. Der Anschlagring 33 ist mit einer Dichtung 34 vorgesehen, wird zwi­ schen einer Stufe 35 und einem Sprengring 36 im Gehäuse gehalten und bildet mit einem Vorsprung 36′ einen festen Anschlag für den Stufenkolben 5. Seine Stufenfläche 37 steht unter dem Eingangs­ druck p _{e 2} im Eingangsraum 38, dessen Anschluß 38 a mit dem Haupt­ zylinder verbindbar ist. Der Eingangsraum ist über ein Steuer­ ventil 39 mit einem Ausgangsraum 40 verbunden, der über einen Anschluß 41 mit einem Radzylinder verbindbar ist. In ihm herrscht der Ausgangsdruck p _{a 2}, der die Stirnfläche 42 des Kolbenteils 28 belastet. Das Verschlußstück 43 des Steuerventils 39 ist durch eine Feder 44 belastet, wirkt mit einem Ventilsitz 45 zusammen und weist einen Stift 46 auf, der sich an der Stirnfläche 47 des schwimmenden Kolbens 4 abstützt.

Der schwimmende Kolben 4 ist in einer Bohrung 48 des Gehäuses 1 geführt und mit zwei Dichtungen 49 und 50 versehen.

Bei beiden Stufenkolben haben die Kolbenteile 7, 28 einen Durch­ messer d 1 und die Kolbenteile 10, 31 einen Durchmesser d 2. Die­ ser ist gleich dem Durchmesser d 3 des schwimmenden Kolbens 4. Die Ventilbohrung hat einen Durchmesser d _v .

Wenn im Betrieb der Hauptzylinder betätigt wird und die Ein­ gangsdrücke p _{e 1} und p _{e 2} steigen, folgen die Ausgangsdrücke p _{a 1} und p _{a 2} gleichlaufend, weil die Steuerventile 20 und 39 offenstehen. Da die Stirnfläche 22 die Stufenfläche 17 über­ steigt, bewegt sich der Stufenkolben 2 gegen die Steuerkraft F nach links. Sobald der Ventilhub s _v zurückgelegt, also das Steuer­ ventil 20 geschlossen ist, kann der Ausgangsdruck p _{a 1} dem Ein­ gangsdruck p _{e 1} nicht mehr im Gleichlauf folgen. Vielmehr ist für einen gegebenen Anstieg des Eingangsdrucks der Anstieg des Ausgangsdrucks aufgrund des Verhältnisses der Stirnfläche 22 und der Stufenfläche 17 kleiner. Der schwimmende Kolben 4 bleibt nur dann im Stillstand, wenn die beiden Ausgangsdrücke p _{a 1} und p _{a 2} einander gleich sind. Überwiegt nach dem Schließen des Steuer­ ventils 20 der Ausgangsdruck p _{a 2} des zweiten Bremskreises dem­ jenigen des ersten Bremskreises, verschiebt sich der schwimmende Kolben 4 nach links, wodurch das Steuerventil 39 in Schließ­ richtung bewegt und das Steuerventil 20 wieder etwas geöffnet wird. Bei einer vorgegebenen Verschiebung des Stufenkolbens 2, die gleich dem doppelten Ventilhub s _v ist, sind beide Steuer­ ventile 20 und 39 geschlossen und die Ausgangsdrücke beider Bremskreise einander gleich. Weitere Erhöhungen der Eingangs­ drücke führen zu einer gleichmäßigen Erhöhung der beiden Aus­ gangsdrücke.

Wenn der zweite Bremskreis ausfällt, arbeitet der erste Brems­ kreis unbehindert weiter. Der Stufenkolben 2 verschiebt sich unter dem Einfluß des Ausgangsdrucks p _{a 1} nach links. Der schwimmende Kolben 4 wird unter dem Einfluß dieses Drucks nach rechts gegen den Stufenkolben 5 gedrückt, der sich am festen Anschlag 36 abstützt. Das Steuerventil 20 schließt daher nach Zurücklegen des Hubes s _v .

Wenn der erste Bremskreis 3 ausfällt, wird der schwimmende Kolben 4 unter dem Einfluß des Ausgangsdrucks p _{a 2} gegen den Stufenkolben 2 gedrückt und mit diesem gegen die Steuerkraft F nach links verschoben. Hierdurch kann das Steuerventil 39 nach Durchlaufen eines Ventilhubs s _v schließen. Bei weiter steigen­ dem Eingangsdruck erfolgt zunächst kein weiterer Anstieg des Ausgangsdrucks p _{a 2}. Erst wenn p _{e 2} : p _{e 2} gleich dem Verhältnis der Stirnfläche 42 zur Stufenfläche 37 ist, verschiebt sich der Stufenkolben 5 weiter nach links und bewirkt eine weitere Erhöhung von p _{a 2}. Durch diesen steigenden Ausgangsdruck wird der schwimmende Kolben 4 weiter nach links gedrückt. Ihm folgt der Stufenkolben 5 derart, daß der Stift 46 des Steuerventils 39 an der Stirnfläche 47 weiterhin anliegt. Das Steuerventil 39 kann daher jederzeit öffnen, um weitere Druckflüssigkeit in den zweiten Bremskreis zu leiten. Bei der Verschiebung des Stufen­ kolbens 5 nach links muß aus dem Hauptzylinder keine zusätzliche Druckflüssigkeit geliefert werden, weil der schwimmende Kolben 4 und der Kolbenteil 31 den gleichen Durchmesser haben. Wenn der Ausgangsdruck p _{a 2} weiter wächst, kommt der erste Stufen­ kolben 2 nach Zurücklegen des Weges s mit seiner Stufenfläche 17 an dem festen Anschlag 16 zur Anlage. Auch danach kann der Ausgangsdruck p _{a 2} in Abhängigkeit vom Eingangsdruck p _{e 2} noch wachsen, weil eine weitere Verschiebung des Stufenkolbens 5 und damit ein Öffnen des Ventils 39 möglich ist.

Der Anschlag 36 ist im Ausführungsbeispiel fest ausgebildet. Er kann aber auch elastisch, z. B. als Tellerfeder, ausgeführt sein.

Claims (4)

1. Tandem-Bremskraftsteuervorrichtung für Fahrzeugbrems­ anlagen, bei der in einem Gehäuse axial hintereinander ein von einer Steuerkraft belasteter erster Stufenkol­ ben, ein schwimmender Kolben und ein gegen einen Anschlag drückbarer zweiter Stufenkolben angeordnet sind, das Steuerventil eines ersten Bremskreises in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen erstem Stufenkolben und schwimmendem Kolben und das Steuerventil eines zweiten Bremskreises in Abhängig­ keit von der Bewegung des zweiten Stufenkolbens betä­ tigt wird, der erste Stufenkolben dem schwimmenden Kolben mit seiner dem Ausgangsdruck des ersten Brems­ kreises ausgesetzten Stirnfläche größeren Durchmessers zugewandt ist und der zweite Stufenkolben mit seinem Kolbenteil kleineren Durchmessers abgedichtet in die Atmosphäre ragt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stufenkolben (5) dem schwimmenden Kolben (4) ebenfalls mit seiner dem Ausgangsdruck (p _{a 2}) des zweiten Bremskreises (6) ausgesetzten Stirnfläche (42) größeren Durchmessers zugewandt ist und daß das Steuerventil (39) des zweiten Bremskreises in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen zweitem Stufenkolben und schwimmendem Kolben betätigt wird.

2. Bremskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Anschlag (36) für den zweiten Stufenkolben (5) ringförmig ausgebildet ist, mit der Stufenfläche (37) des zweiten Stufenkolbens zusammenwirkt und vom Kolbenteil (31) kleineren Durch­ messers abgedichtet durchsetzt wird.

3. Bremskraftsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Durchmes­ ser (d 2) des zweiten Stufenkolbens (5) gleich dem Außendurchmesser (d 3) des schwimmenden Kolbens (4) ist.

4. Bremskraftsteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stu­ fenkolben (5) dem ersten Stufenkolben (2) gleich ausgeführt und spiegelbildlich zu diesem eingebaut ist.