DE3236321A1

DE3236321A1 - Bremskraftregler fuer eine hydraulische fahrzeugbremsanlage

Info

Publication number: DE3236321A1
Application number: DE19823236321
Authority: DE
Inventors: Uwe Wilhelm Ing.(grad.) 5400 Koblenz Wloczyk
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1982-09-30
Filing date: 1982-09-30
Publication date: 1984-04-05
Also published as: ES8405325A1; IT1169562B; ES526067A0; IT8322860A1; JPS5984653A; FR2533872A1; IT8322860A0; GB8325025D0; GB2127508A

Description

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TKI-l-'OKAMM: PROl K^-TI¹AIINT TE U- x: 5 24 0/0

30. September 19 82

Patentanmeldung

Anmelder:

LUCAS INDUSTRIES public limited con Great King Street
Birmingham 19, West Midlands - England -

Titel:

Bremskraftregler für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage

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Lucas Industries

D-SCCC MUNCiHI N 90 μ n\\ ι κ,ι-.rs; kassi- 2

τι- U-. ι tr.;: (_Se,j (>(> ζ ζ. j ι

τι; ι ι.ι.Ι'λμμ: I'Rui ι (.τι·α ι ι nt TI-Ll; λ: S ζ.\ CJO

30. Heptenbcii 198 2

BrciiiHkraf troy 1 er für cinf hydraulische I'ahr'/f-ugbr· 'rnru

Die Erfindung betrifft einen Bremskraftrt"jler für eine hydraulische Fahrzeugbremr.anl agc mit einen Gehäuse·, in d^n,

- eine Einlaßkammor und eine Aus! aßkai.mier ausgebildet sind,

- ein Stufenkolben mit seiner kleineren stirnfläche die Ei nlaßkammer und mit seiner grrjßeren Stirnfläche die Auslaßkammer begrenzt,

- zwischen Ein- und Ausl aßkainmer ein vom Stufenkolben gesteuertes Ventil angeordnet ist,

- die Einlaßkammer zusätzlich von einem Hilfskolben begrenzt ist,

- und zwischen den beiden Kolben eine Feder eingef-panr.t ist, die bestrebt ist, den Stufenkolben entgegen c.em Druck in der Auslaßkammer an einem ersten Anschlag zu hr.lten und den Hilfskolben entgegen dem Druck in der EinlaßkcMmor an einem zweiten Anschlag zu halten.

Bei einem Fahrzeug können die Radbremszylinder der Vorderräder unmittelbar an einen TIauptbremszyl inder angeschlossen sein, während die Radbremszylinder der Hinterräder gemeinsam oder jeder für sich über oin^n Bremskraftregler der beschriebenen Gattung an den Hauptbremszylinder angeschlossen sind. Dadurch soll beim Brcnisen der Druckanstieg in den hinteren Padbrenu.zyl i mirί η von ei nom bestinr.ten

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Schaltdruck an gegenüber dem Druckanst i eg j in Hauptbremszylinder und in don vorderen Radbremszylindern derart abgeschwächt worden, daß can Blockieren der Hinterräder ver mieden wird, das andernfalls infolge der beim Bremsen auf tretenden Verlagerung des Fahr/.euggewichts nach-vorne zu befürchten wäre.

Bei einem bekannten Bremskraftregler der beschriebenen Gattung (DE 2 142 379 B2) mit konzentrischer Anordnung de einlaßseitigen Kolbenabschnittes des Stufenkolbens innerhalb des Hilfskolbens ist zusätzlich zu der zwischen den beiden Kolben eingespannten Feder eine kräftige Feder voi gesehen, die zwischen einem gehäusefesten Anschlag und de Hilfskolben derart eingespannt ist, daß sie ebenso wie di erstgenannte Feder bestrebt ist, den Hilfskolben entgeger dem Druck in der Einlaßkammer an dem zweiten Anschlag zu halten. Im Ruhezustand sowie beim Bremsen mit geringem Druck bleiben beide Kolben in ihrer Anschlagstellung; dabei ist das vom Stufenkolben gesteuerte Ventil offen. Überschreitet der in der F.in- und Auslaßkammer zunächst gleichgroße Druck einen bestimmten Schaltdruck, so verschiebt sich der Stufenkolben in Richtung zur Einlaßkammc und schließt das Ventil, so daß ein weiterer Druckanstiec in der Einlaßkammer nicht unvermindert zur Auslaßkammer übertragen wird, sondern nur in einem vom Größenverhältn der beiden Stirnflächen des Stufenkolbens abhängigen Verhältnis. " .

Wenn jedoch ein weiterer, höherer Schaltdruck in der Einlaßkammer erreicht ist, verschiebt sich der Hilfskolb des bekannten Bremskraftreglers in Richtung zur Auslaßka mer; dann stößt eine am Hilfskolben ausgebildete innere Ringsehulter gegen die einlaßseitige Stirnfläche des Stu fenkolbens. Von nun an bilden beide Kolben eine Einheit, deren wirksame einlaßseitige Stirnfläche gleich der Summ

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der einlaßseitigen Si irni 1 eichen beider Kolbmi ist; diese Summe ist boi dem bekannten Bremskraitreg1 er ebenso groß wie oder größer als die wirksame auslaßseitige Stirnfläche des Stufenkolbens. Infolgedesscn steigt eier Druck in der Auslaßkammer, und somit auch in den angeschlossenen Hir.-lcrrndhroni.scn, vom zwei 1 en Schal t druck an wieder in. gleichen Verhältnis wie der Druck in der Ein! aßkaminer und in den Vorderradbremsen.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein derart steiler Druckanstieg nach Überschreitung des zweiten Schaltdruckes nicht lange wünschenswert ist, da der Druckverlauf dann insgesamt nur eine sehr grobe Annäherung an den annähernd parabelförmigen idealen Druckanstiec; in den Hinterradbremsen darstellt. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen Bremskraftregler derart zu gestalten, daß er eine bessere Annäherung des Druckverlaufs in den Hinterradbremsen an den idealen Druckanstieg ermöglicht.

Die Aufgabe ist bei einem Bremskraftregler der eingangs
beschriebenen Gattung erfindungtgemäß dadurch gelöst,

- daß die Differenz der aus- und einlaßseitigen Stirnflächen des Stufenkolbens größer ist als die wirksame einlaßseitige Stirnfläche des Hilfskolbens

- und die Bewegung des Hilfskolbens in Richtung zur Auslaßkammer durch einen am Gehäuse ausgebildeten dritten Anschlag begrenzt ist, der dem Stufenkolben seine Bewegungsfreiheit läßt.

Der erfindungsgemäße Bremskraftregler verhält sich unter vergleichbaren Bedingungen ebenso wie der bekannte gattungsgemäße Bremskraftregler, bis der zweite Schaltdruck in der Einlaßkammer überiichri t ton ist und der Hil:skolben sich verschiebt. Bei. dem ei f i ndungsgemäßen Bremskraftregler verschiebt sich der Hilfskolben aber nur soweit, bis

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er gegen soinen gehäuse!esten Anschlag stößt. Infolgedessen kann der Hilfskolben die Kraft der zwischen ihm und dem Stufenkolben eingespannten Feder nur bis zu einer durch die Anordnung des dritten Anschlages festgelegten Grenze verstärken. Diese Grenze wird bei einem dritten Schaltdruck in dor Einlaßkammer erreicht.

Der Hilfskolben des erfindungsgemäßen Bremskraftreglers bildet mit dem Stufenkolben niemals eine Einheit, sonderr er wirkt nur über die Feder auf den Stufenkolben ein. De: Stufenkolben bleibt deshalb frei, sich unabhängig vom Hilfskolben in Richtung zur Einlaßkammer zu verschieben und dadurch das von ihm gesteuerte Ventil immer dann zu schließen, wenn die auf" die auslaßseitige größere Stirnfläche einwirkende Kraft der Bremsflüssigkeit größer ist als die Summe der Federkraft und der auf die einlaßseitige, kleinere Stirnfläche des Stufenkolbens wirkenden Kra: der Bremsflüssigkeit. Deshalb wird der Druckanstieg in di Auslaßkammer nach überschreiten des dritten Schaltdrücke wieder flacher als im Bereich zwischen dem zweiten und d< dritten Schaltdruck. Damit läßt sich eine besonders gute Annäherung an den idealen Druckverlauf erzielen.

Bei dem erfindungsgemäßen Bremskraftregler kann ebenso w bei dem bekannten gattungsgemäßen Bremskraftregler der Hilfskolben eine Zylinderbohrung aufweisen und einen ein laßseitigen Kolbenabschnitt des Stufenkolbens verschiebb aufnehmen. Bei einer solchen konzentrischen Anordnung is gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung de wirksame Außendurchmesser des auslaßseitigen Kolbenabschnittes des Stufenkolbens um 10 bis 20% größer als der wirksame /vußendurchmesser des Hilfskolbens.

In jedem Fall wird durch die Erfindung eine besonders ei fache Ausgestaltung des Bremskraftreglers ermöglicht, be

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der die zwischen den beiden Kolben eingespannte Feder die einzige den Hilfskolben belastende Feder ist.

Ein ähnlich günstiger Verlauf des Hintcrradbrori.sdruckes im Verhältnis zum Vorderradbreinsdrurk, wie er mit dem erfindungsgemäßen , einfach auf gebaut en Bremskraft trecjler erzielt wird, hat sich bisher nur mit einer hydraulisehen Bremsanlage erzielen lassen (DE 1 292 023 C3), bei der zwei Druckänderungsventile verschiedenen Umschaltpunktes und mit geraden Kennlinienteilen in den Druckmittelleitungen angeordnet sind, die von einem Hauptbremszylinder zu Paaren von Radbremszylindern der Ilinterradbremsen führen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung mit weiteren Einzelheiten beschrieben. Es zeigt:

Fig.l einen Bremskraftregler im axialen Schnitt und Fig.2 ein Diagramm des Hinterradbremsdruckes (Ordinate) über dem Vorden-adbremsdruck (Abszisse) in einer Fahrzeugbremsanlage mit einem Bremskraftregler gemäß Fig.1.

Der in Fig.l dargestellte Bremskraftregler hat ein Gehäuse 10, das aus einem glockenförmigen Hauptteil 12 und einem in dieses eingeschraubten Stopfen 14 zusammengesetzt ist. Beide können aus handelsüblichem Stangenstahl mit Sechskantprofil hergestellt sein.

Der Stopfen 14 hat einen Gewindestutzen 16, der sich unmittelbar in einen nicht dargestellten Hauptbremszylinder üblicher Bauart einschrauben läßt. Im Stopfen 14 ist ein axialer Einlaßkanal 18 ausgebildet, der in eine ebenfalls axiale, zylindrische Einlaßkammer 20 mündet.

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Im Hauptteil 12 des Gehäuses ]0 ist, an den Stopfen 18 an schließend, eine Federkammor 22 ausgebildet, die mit der umgebenden Atmosphäre verbunden ist, beispielsweise dadurch, daß die Verschraubung des Stopfens 14 mit dem Hauptteil 12 nicht abgedichtet ist. An die Federkammer 22 schließt sich eine zylindrische Auslaßkammer 24 an, die mit der Einlaßkammer 20 gleichachsig angeordnet ist und einen um etwa 15?» größeren Durchmesser hat als diese. Von der Auslaßkammer 24 führt ein Auslaßkanal 26 in eine Gewindebohrung 28; in diese läßt sich eine Leitung einschrauben, die zu einer oder mehreren Hinterradbremsen führt.

In der Einlaßkammer 20 ist ein Hilfskolben 30 abdichtend geführt; dieser hat einen in die Federkammer 22 hineinragenden Flansch 32 sowie eine axiale Zylinderbohrung 34. In der Zylinderbohrung 34 ist ein einlaßseitiger Kolbenabschnitt 36 abdichtend geführt, der zusammen mit einem : der Auslaßkammer 24 abdichtend geführten auslaßseitigen Kolbenabschnitt 38 einen Stufenkolben 40 bildet.

Der Stufenkolben 40 hat einen durchgehenden axialen Kanal 42, der sich innerhalb des auslaßseitigen Kolbenabschnittes 38 erweitert und an einem ringförmigen Ventilsitz 44 endet. Dem Ventilsitz 44 ist ein innerhalb des auslaßseitigen Kolbenabschnittes 38 axial beweglich geführter Schließkörper 46 zugeordnet, der durch eine Ventilfeder in Richtung zum Ventilsitz 44 hin belastet ist. Der Schließkörper 46 ist einstückig mit einem Stößel 50 ausg bildet, der sich durch den Ventilsitz 44 hindurcherstrec und dem ein Anschlag 52 am Hauptteil 12 des Gehäuses 10 zugeordnet ist.

Der Anschlag 52 begrenzt auch die Beweglichkeit des Stufenkolbens 40 von der Einlaßkammer 20 weg. Zwischen dem

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aus]aßsoitigen Kolbenabschni t t 3H des. Stuionkolbens 40 und dom Hilfskolben 30 ist eine Feder 54 mit solcher Vorspannung eingebaut, daß sie in dom gezeichneten Ruhezustand den Bremskraftverstärkeis den Stufenkolben 40 n<it einer bestimmten Kraft gegen den Anschlag 52 drückt und den Hilfskolben 30 mit einer Kraft von derselben Größe gegen einen zweiten Anschlag 56 drückt, der von der inneren Stirnfläche des Stopfens 14 gebildet ist.

Die Beweglichkeit des HiIfskolbens 30 in Richtung zur Auslaßkammer 24 hin ist durch einen am Hauptteil 12 des Gehäuses 10 ausgebildeten dritten Anschlag 58 derart begrenzt, daß der Hilfskolben 30 in keiner denkbaren Stellung des eingebauten Stufenkolbens 4 0 gegen dessen auslaßr.eitigen Kolbenabschnitt 38 stoßen oder auf andere Weise als über die Feder 54 den Stufenkolben 40 mit einer zur Auslaßkammer 24 gerichteten Kratt belasten kann, abgesehen von geringfügigen Reibungskräften, die durch die Abdichtung zwischen der ZyIinderbohnrung 34 des Hilfskolbens 30 und dem einlaßseitigen Kolbenabschnitt 36 des Stufenkolbens 40 übertragen werden können.

Die Stirnflächen der ein- und auslaßseitigen Kolbenabschnitte 36 und 38 haben die Größe A36 bzw. A38; der Hilfskolben 30 hat eine einlaßseitige wirksame Stirnfläche von der Größe (A30-A36). Dabei ist (A38-A36) größer als (A30-36) .

In Fig.2 ist der ideale Verlauf des Drucks in den Hintnrradbremsen über dem Druck in den Vorderradbremsen mit einer strichpunktierten Linie dargestellt, die annähernd parabel förmig ist. Der beim Bronnen auftretende tatsächliche Verlauf des Druckes in dei Aurlaßkammor 24, und somit in den Hinterradbremsen, ist mit einer dreifach abgeknickten, im übrigen geraden Linie dargestellt.

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Wenn beim Bremsen der Druck in der Kinlaßkamnier 20, und somit in don Vordcrrndbrcmson, vom Betrag O allmählich ansteigt , bleiben beide? Kolben 30 und 40 zunächst in ihrer in Fig.1 abgebildeten Ruhestellung.- Infolgedessen bleibt das vom Ventilsitz 44 und Schließkörper 46 gebildete Ventil offen und, solange dies der Fall ist, hat der Druck i\ der Auslaßkammer 24 stets den gleichen Betrag wie in der Einlaßkammor 20. Sobald jedoch der Druck in diesen beiden Kammern 20 und 24 einen als erster Schaltdruck Pl bezeichneten Betrag erreicht hat, ist die von ihm auf den Stufenkolben 40 ausgeübte resultierende Kraft

Fl = Pl (Λ38 - A36)

ebensogroß wie die in Ruhestellung des Hilfskolbens 30 au den Stufenkolben 4 0 einwirkende Vorspannkraft der Feder 54. ·

Ein beliebig kleiner weiterer Druckanstieg hat nun zur Folge, daß der Stufenkolben 40 gegen die Kraft der Feder 54 vom Anschlag 52 weg verschoben wird, so daß der Stößel 50 die Ventilfeder 48 nicht mehr daran hindern kann, den Schließkörper 46 gegen den Ventilsitz 44 zu drücken. Jede weitere Druckanstieg in der Einlaßkammer 20 wird nicht mehr in voller Größe zur Auslaßkammer 24 übertragen; weitere Bremsflüssigkeit kann nur noch dadurch in die Auslaßkammer 24 gelangen, daß das Ventil 44,46 durch rasch aufeinanderfolgende, kleine hin- und hergehende Bewegungc des Stufenkolbens 40 abwechselnd geöffnet und geschlossei wird.

Wenn der Druck in der Einlaßkammer 20 geringfügig weiter gestiegen ist und einen als zweiter Schaltdruck P2 bezeichneten Betrag erreicht hat, erzeugt er an der wirksamen einlaßseitigen Stirnfläche A30 - A36 des Hilfskolben; 30 eine Kraft, die größer ist als diejenige der Feder 54 infolgedessen bewegt sich der Hilfskolben 30 vom Anschla

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56 weg. Dadurch wird rl ic.· Feder 54 zusammengedrückt, so daß die von ihr auf den Stufenkolben 4 0 ausgeübte Kraft entsprechend größer wird. Währenddessen ist der Druckanstieg in der Auslaßkamrner 24 entsprechend steiler als im Abschnitt von Pl bis P2. Bei einem dritten Schaltdruck P3 in der Ed ηlaßkammer 20 stößt der Flansch 32 des Hi Ifskolbens 30 gegen den gehäusef est on dritten Anschlag 58. Von nun an bleibt die Kraft der Feder 54 gleich; deshalb steigt bei weiterem Druckanstieg in der Einlaßkammer 20 der Druck in der Auslaßkammer 24 wieder flacher an, wie Fig. 2 zeigt.

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Claims

Patentansprüche :

Vl. !Bremskraftregler für eine hydraulische Fahrzeugbremsatllage mit einem Gehäuse (10) , in dem

- eine Einlaßkammer (20) und eine Auslaßkammer (14) ausge bildet sind,

- ein Stufenkolben (40) mit seiner kleineren Stirnfläche (A36) die Einlaßkammer (20) und mit seiner größeren Stirn fläche (A38) die Auslaßkammer (24) begrenzt,

- zwischen Ein- und Auslaßkammer (20,24) ein vom Stufenkolben (40) gesteuertes Ventil (44,46) angeordnet ist,

- die Einlaßkammer (20) zusätzlich von einem Hilfskolben (30) begrenzt ist

- und zwischen den beiden Kolben (30,40) eine Feder (54) eingespannt ist, die bestrebt ist, den Stufenkolben (40) entgegen dem Druck in der Auslaßkammer (24) an einem ersten Anschlag (52) zu halten und den Hilfskolben (30) entgegen dem Druck in der Einlaßkammer (20) an einem zwei ten Anschlag (56) zu halten,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Differenz der aus- und einlaßseitigen Stirnflächen (A38 - A36) des Stufenkolbens (40) größer ist als di wirksame einlaßseitige Stirnfläche (A30 - A36) des Hilfskolbens (30)

- und die Bewegung des Hilfskolbens (30) in Richtung zur Auslaßkammer (24) durch einen am Gehäuse (10) ausgebilde·

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ten dritten Anschlag (58) begrenzt ist, der dem Stufenkolben (40) seine Bewegungsfreiheit läßt.
2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, bei dem der Hilfskolben (30) eine Zylinderbohrung (34) aufweist und einen einlaßseitigen Kolbenabschnitt (36) des Stufenkolbens (40) verschiebbar aufnimmt,

dadurch gekennzeichnet , daß der wirksame Außendurchmesser des auslaßseitigen Kolbenabschnittes (38) des Stufenkolbens (40) um 10 bis 20% größer ist als der wirksame Außendurchmesser des Kilfskolbens (30).
3. Bremskraftregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zwischen den beiden Kolben (30,40) eingespannte Feder (54) die einzige den Hilfskolben (30) belastende Feder ist.

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