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Druckregeleinrichtung
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Die ErEindung bezieht sich auf eine Druckregeleinrichtung zur Einschaltung
in eine Verbindung zwischen einer Radbremse an der Vorderachse und mindestens einer
Radbremse an der Hinterachse eines Kraftfahrzeuges, die in Abhängigkeit vom Druck
der Radbremse der Vorderachse einen hydraulischen Druck in der Radbremse der Hinterachse
einstellt, bei der zwei wirkungsmäßig parallelgeschaltete Ventilkolben gegen eine
Steuer kraft in einer Zylinderbohrung verschiebbar und ineinander geführt sind,
bei der durch einen Kolben die Verbindung zwischen den Radbremsen absperrbar und
durch Druckbeaufschlagung des anderen Kolbens die Radbremse der Hinterachse verzögert
unter Druck setzbar ist.
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Eine Vorrichtung mit den vorstehenden Merkmalen ist aus der DE-PS
10 91 884 bekannt. Bei der bekannten Einrichtung ist ein erster Ventilkolben in
einer Zylinderbohrung gedichtet geführt, wobei am ersten Ventilkolben ein Ventilschließglied
angeordnet ist, das im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz einen Ventildurchgang
zwischen den angeschlossenen Radbremsen bildet.
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Das Ventilschließglied besteht im wesentlichen aus einem am ersten
Ventilkolben angeformten Bund, der bei geeigneter Druckbeaufschlagung des ersten
Ventilkolbens an einer Kolbenstufe der Zylinderbohrung zur Anlage kommt.
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Der erste Ventilkolben ist gegen die Kraft einer einstellbaren Druckfeder
geführt. Innerhalb des ersten Ventilkolbens ist eine Sackbohrung angeordnet, in
der die
größere Kolbenstufe eines Stufenkolbens dichtend geführt
ist. Der Stufenkolben schließt mit dem Boden der Sackbohrung des ersten Ventilkolbens
einen Raum ein, der eine hydraulische Verbindung zu der an der Druckregeleinrichtung
angeschlossenen Radbremse besitzt. Die kleinere Kolbenstufe des zweiten Ventilkolbens
ragt gedichtet in einen Raum mit atmosphärischem Druck und ist durch eine einste3lbare-Druckfeder
belastet.
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Im Betrieb der beschrieben Druckregeleinrichtung wird der erste Ventilkolben
durch den Druck-eines Hauptzylinders beaufschlagt, wodurch der erste Ventilkolben
gegen die Kraft der ihn abstützenden Druckfeder verschoben wird, bis das am ersten
Ventilkolben angeformte Schließglied zur Anlage am Ventilsitz kommt, so daß die
Verbindung zwischen dem Hauptzylinder und der an der Druckregeleinrichtung angeschlossenen
Radbremse unterbrochen ist.
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Der als Stufenkolben ausgebildete zweite Venti-lkolben ist dabei mit
seiner größeren Stirnftäche dem Druck im Radbremszylinder ausgesetzt, während ion
einem zwischen den Kolbenstufen gebildeten Ringraum der Hauptzylinderdruck herrscht
Bedingt durch den Hauptzylinderdruck wirkt demnach auf den zweiten-Ventilkolben
eine Kraft, die der Differenzfläche zwischen den Kolbenstufen proportional ist.
Der im Hauptzylinder erzeugte hydraulische Druck wird beim Uberschreiten eines bestimmten
Niveaus in der Lage sein, den Stufenkolben gegen den auf seiner größeren Stirnfläche
lastenden Druck zu verschieben, so daß eine Verkleinerung des mit dem Radbremszylinder
verbundenen Abschnitts der Bremsanlage eintritt, wodurch eine Druckerhöhung
in
der Radbremse stattfindet, die entsprechend dem Flächenverhältnis der Kolbenstufen
des zweiten Ventilkolbens gegenüber dem Hauptzylinderdruck gemindert ist.
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Bei der beschriebenen Vorrichtung ist es insbesondere als nachteilig
anzusehen; daß der Ventilsitz des Ventiidurchgangs zwischen dem Hauptzylinder und
dem Radzylinder einen relatist großen Durchmesser besitzt, so daß durch das am ersten
Ventilkolben angeformte Ventilschließglied eine entsprechend lange Umfanyskante
abzudichten ist. Dies macht es erforderlich, den Ventilsitz sowie das am ersten
Ventilkolben angeformte Ventilschließglied entsprechend genau zu fertigen oder aber
besondere Maßnahmen zur Erhöhung der Dichtwirkung zu ergreifen. Ferner ist der erste
Ventilkolben nur mit einem überaus geringen Teil seiner Manteifläche in der Zylinderbohrung
geführt, so daß ein Verkanten des ersten Ventilkolbens in der Zylinderbohrung nicht
ausgeschlossen ist.
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Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine
baulich einfache Druckregeleinrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen,
bei der mit einfachen Mitteln eine verbesserte Dichtwirkung des Ventildurchgangs
zwischen der Radbremse an der Vorderachse bzw. dem Hauptzylinder und dem Radbremszylinder
an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges erzielt wird.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der die Verbindung
zwischen den Radbremsen steuernde Ventilkolben von dem in der Zylin-derbohrung geführten
Ventilkolben aufgenommen un-d durch eine Steuerkraft in Offnungsrichtung
belastet
ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung läßt sich aufgrund der geringeren abzudichtenden
Flächen des Ventildurchgangs zwischen den Radbremsen eine verbesserte Dichtwirkung
erzielen, so daß nach dem Verschließen des Ventildurchgangs eine Drucksteigerung
in der Radbremse der Hinterachse ausschließlich durch eine Verschiebung des zweiten
Ventilkolbens eintreten kann. '' Der das Ventilschließglied tragende Ventilkolben
ist von einer Steuerkraft belastet, die dem hydraulischen Druck der Radbremse der
Vorderachse entgegengerichtet ist. Als Steuerkraft läßt sich sowohl eine Federkraft
als auch ein hydraulischer Druck verwenden. Bei einer Verwendung der beschriebenen
Druckregeleinrichtung in Antiblockierregelanlagen kann als Steuerkraft der variable
Steuerdruck der Bremsschlupfregeleinrichtung eingesetzt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand von Fig.
l bis Fig. 3 der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Druckregeleinrichtung im Schnitt,
Fig. 2 ein Druckdiagramm und Fig. 3 eine Druckregeleinrichtung,die durch eine Bremsschlupfregeleinrictlzung
steuerbar ist.
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Einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Rezugszeichen versehen.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Hauptzylinder bezeichnet, der durch ein Bremspedal
2 betätigbar ist. Am Hauptzylinder 1 angeschlossen ist eine Radbremse 3, die sich
an der Vorderachse eines Kraftfahrzeuges befindet. Die Radbremse 3 steht über eine
Druckregeleinrichtung 4 mit einer Radbremse 5 in Verbindung, die sich vorzugsweise
an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges befindet.
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Die Druckregeleinrichtung 4 weist ein Gehäuse 6 auf, in dem eine Stufenbohrung
7 angeordnet ist. In der Stufenbohrung 7 ist ein erster Ventilkolben 9geführt, der
als Stufenkolben ausgebildet ist und an seinen Kolbenstufen 9,10 mit Ringnuten 11,12
versehen ist, in denen Dichtringe 13,14 angeordnet sind. Die Stirnfläche der Kolbenstufe
9 mit geringerem Durchmesser begrenzt einen Einlaßraum 15, während die Kolbenstufe
10 mit größerem Durch messer einem Auslaßraum 16 zugewandt ist. Zwischen den Kolbenstufen.
9,10 ist ein Ringraum 17 gebildet, der eine Verbindung zu einem drucklosen Nachlaufbehälter
18 hat.
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Der erste Ventilkolben 8 ist seinerseits mit einer Sackbohrung 19
versehen, die sich zum Ein3)aßraum 15 öffnet und einen Abschnitt 20 mit geringerem
Durchmesser und einen Abschnitt 21 mit größerem Durchmesser aufweist. In dem.
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Bohrungsabschnitt 20 der Sackbohrung 19 ist ein zweiter Ventilkolben
22 geführt, der mit dem in der Darstellung linken Ende in den Einlaßraum 15 ragt
und an diesem Ende ein Ventilschließglied 23 trägt, das mit einem Ventilsitz 24
am ersten Ventilkolben 8 einen Ventildurchgang bildet.
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Zur hydraulischen Abdichtung zwischen den Ventilkolben 8, 22 ist der
erste Ventilkolben 8 mit einer Ringnut 25 versehen, die eine Ringdichtung 26 aufnimmt.
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Die in der Darstellung rechte Stirnfläche des zweiten Ventilkolbens
22 ragt in einen Steuerraum 27 und ist über einen Federteller 28 durch eine Druckfeder
29 in Uffnungsrichtung des Ventildurchgangs 23,24 belastet. Die Druckfeder 29 befindet
sich demnach innerhalb des Steuerraumes 27, der über eine'Radialbohrung 30 eine
Verbindung zum Ringraum 17 hat. Der'erste Ventilkolben verfügt ferner über einen
Druckmittelkanal 31, der bei geöffnetem Ventildurchgang 23,24 eine hydraulische
Verbindung zwischen dem Auslaßraum 16 und dem Einlaßraum 15 herstellt.
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Nachfolgend ist die Wirkungsweise der beschriebenen Bremse anlage
näher erläutert, wobei vom Bremslösezustand ausgegangen wird, in dem keine Betätigungskraft
auf das Bremspedal ausgeübt wird, so daß alle Teile die aus der Darstellung ersichtliche
Position-einnehmen. Wird eine Betäigungskraft.-auf das Bremspedal 2 ausgeübt, so
entsteht im Hauptzylinder 1 ein hydraulischet Druck, der sich zur Radbremse 3 an
der Vorderachse des Kraftfahrzeuges fortpflanzt. Der in der Radbremse 3 -aufgebaute
Druck gelangt ferner in den Einlaßraum-15 der Druckregeleinrichtung 4so daß auch
im Auslaßraum 16'der Druckregeleinrichtung 4, über den geöffneten Ventildurchgang
23,24 und den Druckmittelkanal 31. ein hydraulischer Druck aufgebaut wird. Dieser
im Auslaßraum 16 erzeugte hydraulische Druck gelangt unmittelbar ur Radbremse 5
an der Hillterachse des Kraftfahrzeuges.
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Nach dem Uberschreiten eines bestimmten Druckniveaus im Einlaßraum
15 verschiebt sich der zweite Ventilkolben 22 in der Sackbohrung 19 gegen die Kraft
der Druckfeder 29 in
der Darstellung nach rechts, bis das Ventilschließglied
23 zur Anlage am Ventilsitz 24 gekommen ist. Durch den nunmehr geschlossenen Ventildurchgang
23,24 ist eine hydraulische Verbindung zwischen dem Einlaßraum 15 und dem Auslaßraum
16 unterbrochen. Bei einer weiteren Drucksteigerung in der Radbremse 3 an der Vorderachse
verbleibt die Druckregeleinrichtung 4 zunächst in dieser Stellung, bis sich der
hydraulische Druck im Einlaßraum 15 soweit erhöht hat, daß der erste Ventilkolben
8-druckausgeglichen ist. Wird der Druck in der Radbremse 3 weiter gesteigert, so
verschiebt sich der erste Ventilkolben 8 bei geschiossenem Ventildurchgang 23,24
in der Darstellung nach rechts, wodurch eine Volumenverminderung des Raumes 16 eintritt,
so daß der hydraulische Druck in der Radbremse 5 an der Hinterachse im Verhältnis
der nunmehr wirksamen Flächen des ersten Ventilkolbens 8 ansteigt.
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Während des Bremslösevorgangs kehren sich die vorstehend beschriebenen
Bewegungsvorgänge um, bis wieder die aus der Darstellung ersichtliche Lage der Teile
eingenommen ist.
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Der mit der in Fig.l dargestellten Druckregeleinrichtung erzi-elbare
Druckverlauf ist qualitativ im Druckdiagramm nach Fig. 2 dargestellt. Dort ist mit
pl ein Druck in der Radbremse 3 der Vorderachse bezeichnet, bei dem das Ventilschließglied
23 des zweiten Ventilkolbens 22 zur Anlage am Ventilsitz 24 gelangt. Die Druckdifferenz
zwischen pl und p2 gemäß Fig. 2 ist notwendig, um den ersten Ventilkolben 8 in einen
GleichgUwichtszustand zu bringen.
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Beginnend vom Druckwert p2 erfolgt in der Radbremse 5 der Hinterachse
ein Druckaufbau, der entsprechend dem Verhältnis
der wirksamen
Flächen des ersten Ventilkolbens 8 gegenüber dem Druck in der Radbremse 3 der Vorderachse
gemindert ist. Der Druckwert p3 kennzeichne-t schließlich den Vollbremsdruck, der
maximal im Hauptzylinder 1 erzeugbar ist.
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In Fig. 3 ist eine Bremsanlage dargestellt, bei der der Druckregeleinrichtung
4 ein Steuerdruck einer hydraulischen Bremsschlupfregeleinrichtung 32 zugeführt
ist. Der von der Bremsschlupfregeleinrichtung 32 gelieferte Druck gelangt in den
Ringraum 17 der Druckregeleinrichtung und beaufschlagt über den Radialkanal 30 den
Steuerraum 27. Durch die Druckzufuhr zum Steuerraum 27 ist es möglich, die Knickpunkte
der in Fig. 2 dargestellten Druckkennlinie beliebig zu variieren. Die Druckfeder
33 sorgt dafür, daß der erste Ventilkolben 8 in-der Bremslösestellung eine in der
Darstellung linke Endstellung einnimmt.