DE3319485C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsdrucksteuereinheit mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bremsdrucksteuereinheiten dieser Art werden eingesetzt, um das Bremsverhalten der Hinterachse zu verbessern. Bei einer bekannten Bremsdrucksteuereinheit dieser Art (GB 20 42 114 A) sind in einem Gehäuse ein erster Kolben, der Ventilkolben, und ein zweiter Kolben angeordnet, die beide Abschnitte aufweisen, die an entgegengesetzten Seiten aus dem Gehäuse hinausragen und an Steuereinrichtungen in Form von Federelementen anliegen. Beide Kolben sind als Stufenkolben ausgebildet. Kolben und Ventilkolben sind an Anschlägen gegeneinander anlegbar, wobei der Ventilkolben eine Sackloch-Hohlbohrung hat, in der der im Gehäuse liegende Endabschnitt des Kolbens dichtend geführt ist und an deren Ende eine Schraubhülse als Anschlag angeordnet ist. In die Sacklochbohrung, die an dem einen Ende durch die Stirnfläche des Kolbens druckmitteldicht abgeschlossen ist, münden zwei Radialbohrungen, von denen die eine in die Einlaßkammer und die andere in der Ruhestellung des Ventils in die Auslaßkammer im Gehäuse führt. Einlaß- und Auslaßkammer sind durch eine den Ventilkolben außen umschließende und an der Gehäusebohrung innen anliegende Dichtung getrennt. Die Verbindung zwischen Einlaßkammer und Auslaßkammer wird bei Verschiebung des Ventilkolbens gegen die Kraft seiner Steuereinrichtung getrennt durch das Eintauchen des mit der ausgangsseitigen Radialbohrung versehenen Umfangsabschnitts des Ventilkolbens in die umgebende Dichtung, wodurch diese Radialbohrung verschlossen wird.

Bei der bekannten Bremsdrucksteuereinheit teilt sich die Druckphase mit gemindertem Bremsdruck am Ausgang in zwei Abschnitte, einen ersten Druckminderabschnitt und einen zweiten Angleichabschnitt, wobei in dem letzteren Abschnitt der Bremsdruck am Ausgang dem Druck der Bremsdruckquelle angeglichen wird. Zunächst bewegt sich druckabhängig der Ventilkolben unter Einwirkung der Kraft seiner Steuereinrichtung, während der Kolben aufgrund der Kraft der zugehörigen Steuereinrichtung in Ruhestellung bleibt. Nach dem erstmaligen Schließen des Ventilkolbens erfolgt aufgrund der Flächenverhältnisse der druckbeaufschlagbaren Flächen am gestuften Ventilkolben ein geminderter Druckaufbau am Ausgang. Mit zunehmendem Bremsdruck verschiebt sich auch der Kolben bis zum Anschlag am Ventilkolben; dadurch bilden Kolben und Ventilkolben eine Wirkeinheit, die aufgrund ihrer nun wirksamen druckaufschlagbaren Flächen den Druckverlauf in dem zweiten Abschnitt, dem Angleichabschnitt, bestimmt; das Verhältnis vom Bremsdruckanstieg am Ausgang zu dem am Eingang wird größer als 1, der Bremsdruck am Ausgang erreicht schließlich den Wert des Bremsdrucks am Eingang. Durch die Bemessung der wirksamen druckbeaufschlagbaren Flächen am Ventilkolben und Kolben läßt sich der Anstieg der Bremsdruckkurve im Angleichabschnitt festlegen.

Bei dieser bekannten Bremsdrucksteuereinheit ist die Vielzahl der dynamischen Abdichtungen am Kolben und am Ventilkolben als nachteilig anzusehen, da die Reibungskräfte dieser Dichtungen das Regelverhalten verschlechtern. Die abgedichtete Führung des Kolbens im Ventilkolben bedingt eine genaue Fertigung hinsichtlich Oberflächenbeschaffenheit und Fluchtung der Bohrungen bzw. der geführten Kolbenabschnitte beider Kolben. Eine Änderung des Verlaufs der Bremsdruckkurve für den Angleichabschnitt ist bei der bekannten Bremsdrucksteuereinheit nur über eine Änderung von Flächenverhältnissen der Kolben möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine baulich einfache gattungsgemäße Drucksteuereinheit mit gutem Regelverhalten zu schaffen, bei der das Verhältnis von Bremsdruckanstieg am Ausgang zu dem am Eingang für einen Abschnitt der Bremsphase mit geminderten Druck am Ausgang mit einfachen Mitteln festgelegt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anschlageinrichtung durch ein Ende eines elastischen Elements gebildet ist, das mit seinem anderen Ende am Kolben abgestützt ist. Durch die Kupplung des Ventilkolbens mit dem Kolben über das elastische Element wird im Angleichabschnitt eine einfache Änderung des Verhältnisses von Bremsdruckanstieg am Ausgang zu dem am Eingang erreicht; das Verhältnis wird größer als 1, so daß der Ausgangsdruck schließlich den Eingangsdruck erreicht. Da die Kennlinie des elastischen Elements den Anstieg der Bremsdruckkurve im Angleichabschnitt festlegt, ist eine äußerst einfache Festlegung des Anstiegs der Bremsdruckkurve in diesem Bereich möglich. Die Zahl der dynamischen Dichtungen ist verringert. Während des Druckminderabschnittes arbeitet der Ventilkolben völlig unbeeinflußt von dem Kolben, da keine Dichtelemente zwischen beiden Teilen erforderlich sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Axialanschlag desVentilkolbens an dem der ersten Steuereinrichtung abgewandten Ventilkolbenende angeordnet ist und von dem der zweiten Steuereinrichtung abgewandten Endabschnitt des koaxial zum Ventilkolben angeordneten Kolbens umgeben ist und daß in dem Endabschnitt des Kolbens das als Federelement ausgebildete, elastische Element angeordnet ist. Man erhält dadurch eine besonders kompakt bauende Drucksteuereinheit.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das elastische Element zwischen radialen Vorsprüngen des Kolbens eingespannt ist. Das elastische Element stützt sich ausschießlich am Kolben ab, so daß eine Beeinflussung des Ventilkolbens während des Druckminderabschnitts sicher unterbunden ist.

Besonders zweckmäßig ist eine Ausbildung, bei der zwischen einem radialen Vorsprung des Kolbens und dem einen Ende des elastischen Elements ein ringscheibenförmiges Element angeordnet ist.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß der das elastische Element aufnehmende Endabschnitt des Kolbens eine zweite Anschlageinrichtung aufweist, die gegen einen zweiten Axialanschlag des Ventilkolbens anlegbar ist, bevor der Federweg des Federelements erschöpft ist.

Zweckmäßig wird der Axialanschlag des Ventilkolbens durch die Stirnfläche eines gestuften Ventilkolbenabschnitts gebildet.

Dadurch, daß der Ventilkolben als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen kleinere Wirkfläche vom Druck in der Einlaßkammer beaufschlagbar ist, wird erreicht, daß im Druckminderabschnitt eine proportionale Druckminderung des Ausgangsdrucks gegenüber dem Eingangsdruck erfolgt.

Weiter ist vorgesehen, daß eine teilkugelförmige Mantelfläche des Ventilkolbens dichtend gegen einen gehäusefesten Ventilsitz anlegbar ist.

In einer zweckmäßigen Ausbildung ist der Schließweg S₀ des Ventilkolbens kleiner oder gleich dem Abstand x der ersten Anschlageinrichtung vom ersten Axialanschlag des Ventilkolbens, bezogen auf die drucklose Bremsdrucksteuereinheit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Fig. 1 und der Fig. 2 der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Bremsdrucksteuereinheit im Schnitt,

Fig. 2 den Druckverlauf bei einer Bremsdrucksteuereinheit nach Fig. 1.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Bremsdrucksteuereinheit sind ein Ventilkolben 1 und ein weiterer Kolben 2 in einem mit 3 bezeichneten Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse 3 weist eine Gehäusebohrung 4 auf, die als Stufenbohrung ausgebildet ist und einen von einem Ende des Gehäuses ausgehenden ersten Abschnitt 5 größeren Durchmessers und einen sich anschließenden, zum anderen Ende des Gehäuses 3 offenen zweiten Abschnitt 6 kleineren Druchmessers hat. In die Gehäusebohrung 4 münden im ersten Abschnitt 5 ein mit der Bremsdruckquelle verbundener Einlaßanschluß 8 und ein Auslaßanschluß 9, der zu einem Radzylinder der Hinterachse führt.

Das Gehäuse 3 weist einen becherförmigen Einsatz 10 auf, der an seinem Boden mit einer Öffnung 11 versehen ist. Das offene Ende des becherförmigen Einsatzes 10 schließt ein Deckel 13 ab, der in dem ersten Abschnitt 5 der Gehäusebohrung 3 befestigt ist. Der Einsatz 10 weist an seinem Außenumfang ein als Rückschlagventil ausgebildetes Dichtelement 14 auf, durch das eine Einlaßkammer 15 und eine Auslaßkammer 16 begrenzt sind. Der Auslaßanschluß 9 ist über eine Radialbohrung 17 in dem Einsatz 10, der Einlaßanschluß 8 über die Öffnung 11 mit dem Innenraum des Einsatzes 10 verbunden, in dem die beiden Kolben (Ventilkolben 1, Kolben 2) angeordnet sind.

Der Ventilkolben 1 ist mehrfach gestuft. Ein erster zylindrischer Endabschnitt 37 durchsetzt die Öffnung 11 im Boden des Einsatzes 10 und ragt abgedichtet durch den zweiten Abschnitt 6 der Gehäusebohrung aus dem Gehäuse 3 heraus und wird von der Steuerkraft einer ersten Steuereinrichtung 28 beaufschlagt. An diesen Endabschnitt 37 schließt sich ein teilkugelförmiger, zweiter Abschnitt 18 an, der als Ventilschließglied mit einem am Boden des Einsatzes 10 ausgebildeten Ventilsitz 19 zur Trennung von Einlaßkammer 15 und Auslaßkammer 16 dient; der Durchmesser des Ventilsitzes 19 ist größer als der abgedichtete Durchmesser des Endabschnitts 37. Am anderen Ende ist der Ventilkolben 1 zweimal ringbundförmig im Durchmesser vergrößert; der Bund 20 größeren Durchmessers liegt am Ende, der Bund 21 kleineren Durchmessers schließt sich an den letzteren an. Die diesem Ende abgewandten Stirnflächen bilden einen ersten und einen zweiten Axialanschlag 22 bzw. 23.

Der Kolben 2 weist einen zylindrischen Endabschnitt 24 auf, der abgedichtet aus dem von dem Deckel 13 verschlossenen Gehäuse 3 ragt und durch die Steuerkraft einer zweiten Steuereinrichtung 25 beaufschlagt wird. An diesen Endabschnitt 24 schließt sich ein im Durchmesser größerer Abschnitt an, der eine Sacklochbohrung 26 aufweist. Die axial verlaufende Sacklochbohrung 26 geht vom innenliegenden Ende des Kolbens 2 aus und weist einen Bohrungsbereich 29 größeren und daran anschließend einen Bohrungsbereich 27 kleineren Durchmessers auf, zwischen denen ein Absatz 30 liegt.

In der Sacklochbohrung 26 des Kolbens 2 ist das den Bund 20 und den Bund 21 aufweisende Ende des Ventilkolbens 1 angeordnet.

Am Absatz 30 der Sacklochbohrung 26 liegt ein ringscheibenförmiges Element 31 an, das einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser des größeren Bundes 20 des Ventilkolbens 1; das Element 31 wird durch ein als Druckfeder ausgebildetes elastisches Element 32 gegen den Absatz 30 der Sacklochbohrung 26 gedrückt, wobei sich die Druckfeder am Kolben 2 abstützt. Das Element 30 und die Druckfeder bilden eine erste Anschlageinrichtung 33 für den Ventilkolben 1. Zur Abstützung der Druckfeder dient eine am Kolbenende befestigte Ringscheibe 34, die darüber hinaus eine mit dem Bund 21 kleineren Durchmessers zusammenwirkende, zweite Anschlageinrichtung 35 für den Ventilkolben 1 bildet.

Die Funktion wird nachfolgend anhand der Bremsdruckkurve in Fig. 2 erläutert, die den Bremsdruck p_HA an einem Radzylinder der Hinterachse in Abhängigkeit vom Druck p_VA der Druckmittelquelle zeigt.

Bei nicht betätigter Bremsanlage (Punkt O in Fig. 2) befinden sich die Teile in der in Fig. 1 dargestellten Lage; der Kolben 2 wird durch die zugeordnete Steuereinrichtung 25 gegen einen gehäusefesten Absatz gedrückt, der Ventilkolben 1 liegt aufgrund der Steuerkraft seiner Steuereinrichtung 28 am Boden der Sacklochbohrung 26 des Kolbens 2 an. Der Ventilschließweg S₀ ist kleiner gewählt als der Abstand X der ersten Anschlageinrichtung 33 vom ersten Axialanschlag 22 des Ventilkolbens 2. Der Abstand Y der zweiten Anschlageinrichtung 35 vom zweiten Axialanschlag 23 ist so gewählt, daß die gegenseitige Anlage vor Erschöpfung des Federwegs des elastischen Elements 32 (Druckfeder) erfolgt und ist deutlich größer als der Abstand X.

Beim Bremsdruckaufbau durch die Bremsdruckquelle erfolgt zunächst ein ungeminderter Aufbau des Bremsdrucks in dem mit der Auslaßkammer 16 verbundenen Radzylinder der Hinterachse. Nach Erreichen des Umschaltpunktes A (Fig. 2), bei dem der Ventilkolben erstmalig schließt, ist der Bremsdruck am Radzylinder aufgrund der Wirkflächendifferenz am Ventilkolben 1 gegenüber dem Druck der Druckmittelquelle gemindert. Die Steuerkraft der zweiten Steuereinrichtung 25 ist so gewählt, daß der Kolben erst bei Druckaufbau bis zum Punkt B mit seiner ersten Anschlageinrichtung 33 gegen den ersten Axialanschlag 22 des Ventilkolbens 1 anschlägt. Bei weiterem Druckaufbau bewegt sich der Kolben 2 gegen die Kraft der ihm zugeordneten Steuereinrichtung 25 vom Ventilkolben 1 weg, wobei das elastische Element 32 (Druckfeder) der ersten Anschlageinrichtung 33 zusammengedrückt wird und eine sich beim Zusammendrücken vergrößernde Kraft auf den Ventilkolben 1 aufbringt, die die Steuerkraft der Steuereinrichtung 28 des Ventilkolbens 1 vergrößert. Der sich einstellende Druckverlauf entspricht dem Abschnitt B-C der Bremsdruckkurve in Fig. 2. Bei Erreichen des Punktes C schlägt der den zweiten Axialanschlag 23 bildende Bund des Ventilkolbens 1 an der Anschlageinrichtung 35 des Kolbens 2 an; der Ventilkolben 1 wird bei weiterer Verschiebung des Kolbens 2 vom Ventilsitz 19 weggezogen, und es erfolgt der Bremsdruckaufbau an der Hinterachse ungemindert entsprechend dem weiteren Druckaufbau durch die Druckmittelquelle.

Bei Druckabsenkung des Drucks der Druckmittelquelle erfolgt der Druckabbau im Radzylinder der Hinterachse über die durch das Dichtelement 14 gebildete Rückschlagventileinrichtung. Der Verlauf ist durch den gestrichelten Kurvenabschnitt in Fig. 2 charakterisiert.

Claims (9)

1. Bremsdrucksteuereinheit für eine hydraulische Fahrzeugbremsanlage, mit einer mit einer Druckmittelquelle verbundenen Einlaßkammer, mit einer mit mindestens einem Radbremszylinder verbundenen Auslaßkammer, mit einer die Verbindung zwischen Einlaß- und Auslaßkammer steuernden Ventileinrichtung mit einem druckabhängig gegen die Steuerkraft einer ersten Steuereinrichtung verschiebbaren Ventilkolben, und mit einem druckabhängig gegen die Steuerkraft einer zweiten Steuereinrichtung entgegengesetzt zum Ventilkolben verschiebbaren Kolben, der zur Übertragung dieser entgegengesetzten Bewegung auf den Ventilkolben mit einer Anschlageinrichtung gegen einen Axialanschlag des Ventilkolbens anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlageinrichtung (33) durch ein Ende eines elastischen Elementes (32) gebildet ist, das mit seinem anderen Ende am Kolben (2) abgestützt ist.

2. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialanschlag (22) des Ventilkolbens (1) an dem der ersten Steuereinrichtung (28) abgewandten Ventilkolbenende angeordnet ist und von dem der zweiten Steuereinrichtung (25) abgewandten Endabschnitt des koaxial zum Ventilkolben (1) angeordneten Kolbens (2) umgeben ist und daß in dem Endabschnitt des Kolbens (2) das als Federelement ausgebildete, elastische Element (32) angeordnet ist.

3. Bremsdrucksteuereinheit nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (32) zwischen radialen Vorsprüngen (34, 30) des Kolbens (2) eingespannt ist.

4. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem radialen Vorsprung (30) des Kolbens (2) und dem einen Ende des elastischen Elements (32) ein ringscheibenförmiges Element (31) angeordnet ist.

5. Bremsdrucksteuereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der das elastische Element (32) aufnehmende Endabschnitt des Kolbens (2) eine zweite Anschlageinrichtung (35) aufweist, die gegen einen zweiten Axialanschalg (23) des Ventilkolbens (1) anlegbar ist, bevor der Federweg des Federelements (32) erschöpft ist.

6. Bremsdrucksteuereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Axialanschlag (22 bzw. 23) des Ventilkolbens (1) durch die Stirnfläche eines gestuften Ventilkolbenabschnitts (20, 21) gebildet ist.

7. Bremsdrucksteuereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkolben (1) als Stufenkolben ausgebildet ist, dessen kleinere Wirkfläche vom Druck in der Einlaßkammer (15) beaufschlagbar ist.

8. Bremsdrucksteuereinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine teilkugelförmige Mantelfläche (18) des Ventilkolbens (1) dichtend gegen einen gehäusefesten Ventilsitz (19) anlegbar ist.

9. Bremsdrucksteuereinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließweg (S₀) des Ventilkolbens (1) kleiner oder gleich dem Abstand (X) der ersten Anschlageinrichtung (33) vom ersten Axialanschlag (22) des Ventilkolbens (1), bezogen auf die drucklose Bremsdrucksteuereinheit, ist.