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Druckregeleinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckregeleinrichtung, insbesondere
für hydraulische Kraftfahrzeugbremsanlagen, mit einer mit einer Druckquelle verbundenen
Einlaßkammer und einer mit mindestens einer Hinterradbremse in Verbindung stehenden
Auslaßkammer, mit einem dem Druck der Einlaßkammer ausgesetzten, gegen eine Steuerkraft
verschiebbaren ersten Ventilkolben zur Steuerung eines Ventildurchgangs zwischen
der Einlaß- und der Austaßkameler und mit einem zweiten Ventilkolben, durch den
in der Schließstellung des Ventildurchgangs der Druck in der Auslaßkammer steuerbar
ist, wobei die Ventilkolben teilweise ineinander geführt sind.
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Eine Druckregeleinrichtung mit den vorstehenden Merkmalen ist aus
der DE-PS 10 91 884 bekannt. Bei der bekannten Einrichtung ist ein erster Ventilkolben
gedichtet und axial verschiebbar in einer Zylinderbohrung angeordnet; wobei am ersten
Ventilkolben ein Ventilschließglied ange-) formt ist, das im Zusammenwirken mit
einem als Ventilsitz ausgebildeten Bohrungsabsatz einen Ventildurchgang zwischen
einer Einlaßkammer und einer Auslaßkammer bildet. Der erste Ventilkolben befindet
sich normalekr- ;S weise durch Kraftbeaufschlagung einer einstellbaren Druckfeder
in einer Axiallage, in der eine hydraulische Verbindung zwischen der Einlaßkammer
und der Auslaßkammer.
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hergestellt ist. Bei der bekannten Druckregeleinricht.iifl ist vorgesehen,
daß einem mit der Einlaßkammer in Verbindung stehenden Gehäuseanschluß der Druck
eines Hauptzylinders zugeführt wird, während an der Auslaßkammer ffi' mindestens
ein Radbremszylinder angeschlossen ist.
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Der erste Ventilkolben ist mit einer Sackbohrung versehen, in der
ein als Stufenkolben ausgebildeter zweiter Ventilkolben dicht geführt ist. Eine
größere Kolbenstufe des zweiten Ventilkolbens begrenzt dabei den Auslaßraum, der
zwischen der größeren Kolbenstufe und dem Boden der Sackbohrung des ersten Ventilkolbens
gebildet ist und der über Radialkanäle eine hydraulische Verbindung mit dem Gehäuseanschluß
hat, der mit dem Radbremszylinder verbunden ist. Der zweite Ventilkolben ist durch
Kraftbeaufschlagung einer zweiten Druckfeder, die an der Kolbenstufe geringeren
Durchmessers angreift, in Richtung des Auslaßraumes belastet.
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Wird die beschriebene Druckregeleinrichtung durch einen Hauptzylinder
mit einem hydraulischen Druck beaufschlagt, so besteht zunächst über den geöffneten
Ventildurchgang zwischen dem Ventilsitz des ersten Ventilkolbens und dem Bohrungsabsatz
ein ungeminderter hydraulischer Durchgang zwischen der Einlaß- und der Auslaßkammer,
so daß die hydraulischen Drücke in der Einlaßkammer und in der Auslaßkammer bis
zu einem gewissen Druck niveau einander gleich sind. Demzufolge entsteht in dieser
Phase ein wirksamer Druck im Radbremszylinder, der dem im Hauptzylinder erzeugten
Druck gleich ist.
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Bei einem bestimmten hydraulischen Druck in der Einlaßkammer der Druckregeleinrichtung
wirkt auf den ersten Ventilkolben eine Druckkraft, die den ersten Ventilkolben gegen
die Kraft der einstellbaren Druckfeder verschiebt, so daß das am ersten Ventilkolben
angeformte Ventilschließglied
am Bohrungsabsatz zur Anlage kommt,
wodurch zunächst eine hydraulische Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der
Auslaßkammer unterbunden ist. Bei einer weiteren Drucksteigerung im Hauptzylinder,
bzw. in der Einlaßkammer der beschriebenen Druckregeleinrichtung bleibt der Druck
in der Auslaßkammer bzw. in dem an der Auslaßkammer angeschlossenen Radbremszylinder
nunmehr zunächst konstant, bis in der Einlaßkammer ein hydraulischer Druck vorherrscht,
der ausreichend groß ist, den als Stufenkolben ausgebildeten zweiten Ventilkolben
in Richtung des Auslaßraumes zu verschieben, wobei die Verschiebekraft durch das
wirksame Flächenverhältnis der Kolbenstufen-des zweiten Ventilkolbens bestimmt ist.
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Entsprechend dem Verschiebeweg des zweiten Ventilkolbens entsteht
dadurch im Auslaßraum der Druckregeleinrichtung ein Druckanstieg, der gegenüber
dem Druck in der Einlaßkammer im Verhältnis der wirksamen Flächen des Stufenkolbens
gemindert ist.
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Bei der beschriebenen Vorrichtung ist-es als nachteilig anzusehen,
daß der mit dem ersten Ventilkolben zusammenwirkende Ventilsitz am Bohrungsabsatz
der Stufenbohrung einen relativ großen Durchmesser aufweist, so daß besondere Maßnahmen
zur Verbesserung der Dichteigenschaften ergriffen werden müssen. Darüberhinaus ist
der erste Ventilkolben normalerweise nur mit eine sehr geringen Abschnitt seiner
Mantelfläche in der Bohrung geführt, so daß es insbesondere bei einer pulsierenden
Druckbeaufschlagung des Einlaßraumes vorkommen kann, daß sich der erste Ventilkolben
in der Bohrung verkantet, so
daß die gesamte Druckregeleinrichtung
ausfällt. Ein Verkanten des ersten Ventilkolbens hat andererseits zur Folge, daß
der im ersten Ventilkolben geführte zweite Ventilkolben ebenfalls nicht mehr exakt
geführt wird.
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Die vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine
baulich einfache Druckregeleinrichtung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden,
daß die Dichtwirkung des Ventildurchgangs zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer
wesentlich verbessert und eine exakte Führung der Ventilkolben mit einfachen konstruktiven
Mitteln erreicht ist.
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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im ersten Ventilkolben
ein durch ein am zweiten Ventilkolben angeformtes Ventilschließglied absperrbarer
Drucksittelw kanal vorgesehen ist, durch den die Einlaß- und die Auslaßkammer normalerweise
hydraulisch miteinander verbunden sind. Durch eine derartige Ausgestaltung ist in
vorteilhafter Weise gewährleistet, daß die -normalerweise geöffnete hydraulische
Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer nach dem Erreichen eines
gewissen Druckniveaus in der Einlaßkammer druckdicht verschlossen wird. Zweckmäßigerweise
ist der erst-e Ventilkolben als Stufenkolben ausgebildet, dessen größere Wirkfläche
vom Druck der Einlaßkammer beaufschlagt ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Anmeldungsgegenstand sieht vor,
daß ein Abschnitt des Stufenkolbens mit geringerem Durchmesser unter Abdichtung
eine Axialbohrung des zweiten Ventilkolbens durchragt und mit der
Mündung
des Druckmittelkanals einem am zweiten Ventilkolben angeformten Ventilschließglied
gegenüberliegend positioniert ist. Durch die Ergreifung derartiger Maßnahmen wird
die Führung der Ventilkolben wesentlich verbessert und ein Verkanten weitestgehend
verhindert. Nachdem der durch die Mündung des Druckmittelkanals im ersten Ventilkolben
gebildete Ventilsitz zur Anlage am Schließglied gekommen ist, wird der zweite Ventilkolben
mehr oder weniger durch eine Zugkraft in der dem zweiten Ventilkolben zugeordneten
Bohrung in Axialrichtung bewegt, so daß mit großer Sicherheit ausgeschlossen ist,
daß ein Verkanten eines oder beider der Ventilkolben eintritt. Besonders einfach
ist es, wenn an dem der Auslaßkammer zugewandten Ende des zweiten Ventilkolbens
ein topfärtiges Halteorgan zur Lagerung des Ventilschließgliedes angeformt ist.
Bei eine derartigen Ausgestaltung ist es möglich, die-Axialbohrung des zweiten Ventilkolbens
durch einen einfachen Bohrvorgang herzustellen und nachträglich das topfartige Halteorgan
am zweiten Ventilkolben anzuformen, wobei daß Halteorgan beispielsweise als Blechteil
ausgeführt sein kann und in eine Umfangsnut am zweiten Ventilkolben -eingreift.
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Darüberhinaus ist es vorteilhaft, wenn der Stufenkolben über einen
Absatz verfügt, an dem ein erster Federteller gelagert ist, und wennßam zweiten
Ventilkolben ein zweiter Federteller abgestützt ist, wobei zwischen den Federtellern
eine Druckfeder eingespannt ist. Es ergibt sich bei einer derartigen Ausgestaltung,
daß der erste Ventilkolben sich gegen die Kraft der Druckfeder zunächst beim Stillstand
des zweiten Ventilkolben verschiebt, während
die durch die Druckfeder
eingestellte Steuerkraft nach dem Verschließen des Ventildurchgangs weitestgehend
konstant bleibt. Vorteilhafterweise ist ferner vorgesehen, daß zwischen Gehäuse
und dem Federteller eine Abstandhülse angeordnet ist, die in der Bremslösestellung
dazu bei- trägt, eine definierte Relativstellung der beiden Ventil- kolben zueinander
einzustellen.
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Der aus dem zweiten Ventilkolben herausragende, dem Ventilschließglied
gegenüberliegende Abschnitt des ersten Ventilkolbens trägt vorzugsweise einen Axialanschlag,
der den Axialabstand zwischen der Mündung des Druckmittelkanals und dem Ventilschließglied
begrenzt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand von Fig.
1 und Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Druckregeleinrichtung im Schnitt und Fig. 2
einen mit der Druckregeleinrichtung nach Fig. 1 erzielbaren Druckverlauf.
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In Fig. 1 ist mit 1 ein Hauptzylinder bezeichnet, der durch Krafteinwirkung
auf ein Bremspedal 2 unter Druck setzbar ist. An der Arbeitskammer des Hauptzylinders
1 ist eine Radbremse 3 angeschlossen, die sich an der Vorderachse eines Kraftfahrzeuges
befindet. Ferner besteht zwischen der durch das Bremspedal 2 unter Drucksetzbaren
Arheitskammer des Hauptzylinders 1 eine hydraulische Verbindung zu einer Einlaßkammer
4 einer Druckregeleinrichtung
5. Die Druckregeleinrichtung 5 verfügt
über ein Gehäuse 6, in dem eine'Stufenbohrung 7 angeordnet ist. Die Stufenbohrung
7 verfügt ihrerseits über einen Abschnitt 8 größeren Durchmessers und einen Abschnitt
9 geringeren Durchmessers.
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Im Bohrungsabschnitt 9 der Stufenbohrung 7 mit geringerem Durchmesser
ist ein erster Ventilkolben 10 -unter Abdichtung geführt, der über einen Kolbenabsatz
11 verfügt, an dem in der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung der Druckregeleinrichtung
ein erster Federteller 12 anliegt.
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Der Bohrungsabschnitt 8 mit eineinrngrößeren Durchmesser der Stufenbohrung
7 ist mit einer Gleithülse 13 versehen, in deren zweiter Ventilkolben 14 gedichtet
geführt ist.
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Am zweiten Ventilkolben 14 ist ein zweiter Federteller 15 abgestützt,
der als Anlagefläche für eine Druckfeder 16 dient, die sich andererseits-am ersten
Federteller 12 abstützt. Der zweite Federteller 15 stützt sich in der Bremslösestellung
an einer Abstandhülse 17 ab, die ihrerseits an einem Gehäuseabsatz 18 abgestützt
ist.
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Der zweite Ventilkolben 14 verfügt über eine-Axialbohrung 19, die
vom Abschnitt des zweiten Ventilkolbens 14 mit geringerem Durchmesser durchragt
wird. Der zweite Ventilkolben 14 verfügt ferner über einen axialen Druckmittelkanal
20, der in der Bremlösestellung eine hydraulische Verbindung zwischen der Einlaßkammer
4 und einer Aus daß kammer 21 herstellt. Der zweite Ventilkolben 14 ist ferner an
der der Auslaßkammer 21 zugewandten Stirnfläche
mit einem topfartigen
Halteorgan 22 versehen, das ein Ventilschließglied 23 trägt, das der Mündung des
axialen Druckmittelkanals gegenüberliegend in der Auslaßkammer 21 angeordnet ist.
Die Auslaßkammer 21 steht in hydraulischer Verbindung mit einer Radbremse 24, die
sich an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges befindet.
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Zwischen dem zweiten Federteller 15 und der Gleithülse 13 bzw. dem
zweiten Ventilkolben 14 ist ein Ringraum 25 gebildet, der eine Verbindung zu einem
drucklosen Nachlaufbehälter 26 hat. Der in die Auslaßkammer 21 hineinragende Abschnitt
des ersten Ventilkolbens 10 ist ferner mit einem Axialanschlag 27 versehen, durch
den ein Maximalabstand zwischen der Mündung des axialen Druckmittelkanals 20 des
ersten Ventilkolbens 10 und dem Ventilschließglied 23 einstellbar ist.
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Nachfolgend ist die Wirkungsweise der beschriebenen Druckregeleinrichtung
näher erläutert, -wobei vom Bremlösezustand ausgegangen wird, in dem alle beweglichen
Teile der Druckregeleinrichtung-5 die aus der Darstellung ersichtliche Position
einnehmen und die Radbremsen 3,24 drucklos sind. Wird eine Betätigungskraft auf
das Bremspedal 2 ausgeübt, so entsteht im Hauptzylinder 1 ein hydraulischer Druck,
der der Radbremse 3 an der Vorderachse des Kraftfahrzeuges zugeleitet wird. Der
im Hauptzylinder erzeugte hydraulische Druck gelangt ferner in die Einlaßkammer
4 der Druckregeleinrichtung 5 und von dort über den axialen Druckmittelkanal 20
des ersten Ventilkolbens 10 zur Auslaßkammer 21 und die an der Auspaß kammer 21
angeschlossene Radbremse 24 an der Hinterachse des Kraftfahrzeuges.
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Aufgrund der Differenz der wirksamen Flächen des ersten Ventilkolbens
10 erreicht der in der Einlaßkammer 4 vorherrschende Druck schließlich ein Niveau,
bei dem der erste Ventilkolben 10 unter Spannung der Druckfeder 16 in der Darstellung
nach rechts verschoben wird, bis schließlich die Mündung des axialen Druckmittelkanals
20 am Ventilschließglied 23 zur Anlage kommt und eine hydraulische Verbindung zwischen
der Einlaßkammer 4 und der Auslaßkammer 21 gesperrt ist. Nach der Anlage der Mündung
des axialen Druckmittelkanals 20 am Ventilschließglied 23 verbleibt die gesamte
Anordnung auch bei einer Drucksteigerung in der Einlaßkammer 4 zunächst in Ruhe,
bis der Druck in der Einlaßkammer 4 ein Niveau erreicht hat, das zur Verschiebung
des zweiten Ventilkolbens 14 gegen den in der Auslaßkammer 21 vorherrschenden Druck-
ausreicht. Bei einer derartigen Verschiebung des zweiten Ventilkolbens 14 wird das
Volumen de.r Auslaßkammer 21 vermindert, wodurch in der Auslaßkammer 21 bzw. in
der an der Auslaßkammer 21 angeschlossenen Radbremse 24 ein Druckanstieg einsetzt,
dessen Anstiegsrate durch-das Verhältnis der nunmehr wirksamen Flächen des ersten
üna zweien Ventilolbens bestimmt ist.
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Beim Bremslösevorgang kehren sich die eschilderten Bewegungsvorgänge
um, bis schließlich die aus Fig. 1 ersichtliche Bremslösestellung wiederhergestellt
ist.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Druckdiagramm ist mit pl ein Druckwert
in der Einlaßkammer 4 gekennzeichnet, bei dem die Mündung des axialen Durchlaßkanals
20 des ersten Ventilkolbens 10 am Ventilschließglied 23 zur Anlage
kommt.
Der Druckwert p2 kennzeichnet einen Druck in der Einlaßkammer 4, bei dem eine weitere
Verschiebung der Ventilkolben 10,14 bei verschlossenem Ventildurchgang 20,23 erfolgt.
Beim Druckwert p3 in der Einlaßkammer 4 der Druckregeleinrichtung 5 ist schließlich
der Vollbremsdruck erreicht.
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