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Bremsdrucksteuereinheit
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsdrucksteuereinheit für eine
Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage, mit zwei jeweils einem der Bremskreise zugeordneten
Steuerventilen, die nebeneinander angeordnet sind und deren Betätigungsstößel auf
der gleichen Seite liegen, mit einem eine Steuerkraft übertragenden Steuerkörper,
mit einem zwischen dem Steuerkörper und den beiden Betätigungsstößeln gelagerten
Kippelement, wobei die einander am Steuerkörper und am Kippelement zugeordneten
Lagerflächen für die Kippbewegung als Zylinder flächen ausgebildet sind, und senkrecht
zu der Ebene, in der die Kippbewegung erfolgt, Stützflächen für das Kippelement
am Steuerkörper vorgesehen sind.
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Bei einer bekannten Bremsdrucksteuereinheit dieser Art (DE-OS 26 14
080) ist das Kippelement zweiteilig aufgebaut und in einem eine Vertiefung aufweisenden
Halteelement am Steuerkörper gelagert. Die Vertiefung hat im wesentlichen die Form
eines längs der Rotationsachse geschnittenen, halben Zylinderkörpers,
wobei
die Rotationsachse senkrecht zu der durch die beiden Achsen der Betätigungsstößel
definierten Ebene steht; die Stirnflächen des Halbzylinders verlaufen parallel zu
dieser Ebene. Das Kippelement greift mit einem elastischen Fortsatz entsprechender
halbzylindrischer Form in die Vertiefung des Halteelements am Steuerkörper ein,
so daß das Kippelement bezüglich der durch die Betätigungsstößel definierten Ebene
abgestützt ist. Diese Konstruktion benötigt einen großen Bauraum und hat viele Bauteile,
die darüber hinaus noch fertigungsungünstig ausgebildet sind. Weiter besteht die
Gefahr, daß aufgrund der verhältnismäßig großen Reibkräfte die Kippbewegung schwergängig
erfolgt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuereinheit der gattungsgemäßen
Art zu schaffen, die einfach und raumsparend aufgebaut ist und die eine gleichmäßige
Steuerung beider Bremskreise sicherstellt.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Fläche
der einander zugeordneten Flächen eines Stützflächenpaares räumlich gekrümmt ist
und unter Punktberührung an der anderen Fläche anliegt. Bei einer derartig ausgebildeten
Steuereinheit erfolgt die Kippbewegung des Kippelements aufgrund seiner punktförmigen
Berührung an der Stützfläche mit deutlich verringerter Reibung, da kein die Kippbewegung
beeinflussendes Reibmoment entsteht. Dadurch wird die Gleichmäßigkeit der Verteilung
der Steuerkräfte auf die beiden Betätigungsstößel verbessert und damit ein gleichmäßiger
Bremsdruckaufbau- in beiden Bremskreisen sichergestellt.
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Bei einer fertigungsgünstigen Ausführungsform weist die räumlich gekrümmte
Fläche einen konstanten Krümmungshalbmesser auf, so daß sie z.B. eine Kalottenfläche
einer handelsüblichen Kugel sein kann.
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Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die andere Fläche der
einander zugeordneten Flächen eben ausgebildet ist. In diesem Fall ist eine einfache
Fertigung und Montage gewährleistet.
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Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, daß beide Flächen räumlich
gekrümmt ausgebildet sind, wobei die eine Fläche vertieft und die andere Fläche
erhaben ausgebildet ist und der Krümmungshalbmesser der vertieften Fläche groß ist
gegenüber dem Krümmungshalbmesser der erhabenen Fläche. Aufgrund des vorhandenen
Bewegungsspiels für das Kippelement kann sich dieses in der Ebene senkrecht zur
Kippachse bewegen, ist aber andererseits unverlierbar am Steuerkörper gehalten.
Dies ist ebenfalls bei einer Ausbildung der Fall, bei der an der ebenen Fläche Anschlagmittel
vorgesehen sind, gegen die das Kippelement bei einer Verschiebung in Richtung BetätigungsstöBel
anlegbar ist.
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Es kann vorgesehen werden, daß die vertiefte Fläche am Kippelement
und die erhabene Fläche am Steuerkörper angeordnet ist. Ebenso kann vorgesehen werden,
daß die vertiefte Fläche am Steuerkörper und die erhabene Fläche am Kippelement
angeordnet ist.
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Besonders vorteilhaft weist die Zylinderfläche am Steuerkörper einen
größere Krümmungshalbmesser auf als die Zylinderfläche am Kippelement. Aufgrund
der Linienberührung zwischen Kippelement und Steuerkörper ist eine leichte Beweglichkeit
sichergestellt Die Lagerstellen für die Kippbewegung und für die Abstützung senkrecht
zur Ebene, in der die Kippbewegung erfolgt, sind getrennt ausgeführt, so daß eine
optimale Auslegung hinsichtlich Verschleiß und Reibverhalten für beide Lagerstellen
möglich ist. Dabei kann vorgesehen werden, daß die Zylinderfläche am Kippelement
durch einen zylindrischen Ansatz des Kippelements gebildet ist.
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Fertigungsmäßig besonders günstig ist eine Ausführung, bei der das
Kippelement zweiteilig aufgebaut ist und der zylindrische Ansatz durch einen die
Flächen zur Abstützung aufweisenden Lagerbolzen gebildet ist, der ein quaderförmiges
Element mit den Lagerflachen für die Betätigungsstößel durchsetzt.
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Eine Ausführungsform, bei der der Steuerkörper ein um ein außerhalb
der durch die Achsen der Betätigungsstößel definierten Ebene liegendes Drehzentrum
schwenkbarer Steuerhebel ist, zeichnet sich durch leichte Beweglichkeit des Kippelements
aus. Kräfte, die aufgrund der Schwenkbewegung des Steuerhebels senkrecht zur Ebene,
in der die Kippbewegung erfolgt, auftreten, beeinflussen wegen der Punktberührung
zwischen Kippelement und Abstützflächen die Beweglichkeit nicht, da kein Reibmoment
hinsichtlich der Kippbewegung entsteht.
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Besonders einfach ist eine Ausführung, bei der das Drehzentrum eine
fest zum Gehäuse angeordnete, rechtwinklig zu den-Achsen der Betätigungsstößel und
parallel zu der Ebene verlaufende Schwenkachse ist.
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Eine einfach herzustellende und leicht zu montierende Ausführung wird
gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch erreicht, daß an dem Steuerhebel
ein Lagergehäuse befestigt ist, an dem die Zylinder flächen und die Stützflächen
ausgebildet sind; diese Ausführung ist ferner besonders einfach abzudichten.
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Ferner kann vorgesehen werden, daß der Abstand der Achse der Zylinderflächen
von der ihr zugewandten Oberfläche des Steuerhebels einstellbar ist; bei dieser
Ausbildung ist eine einfache Einstellbarkeit der gegenseitigen Lage der Bauteile
gegeben.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter,
bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Teilschnittdarstellung einer Bremsdrucksteuereinheit mit Ansteuervorrichtung, Fig.
2 eine Seitenansicht zu der Darstellung in Fig. 1, Fig. 3 eine Schnittdarstellung
längs der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform,
Fig.
5 eine abgewandelte Ausführung, Fig. 6 eine Seitenansicht zu der Darstellung in
Fig. 5.
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Bei den verschiedenen Ausführungsformen sind einander entsprechende
Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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In der Fig. 1 ist schematisch ein Gehäuse 1 einer Bremsdrucksteuereinheit
für eine Zweikreis-Fahrzeugbremsanlage gezeichnet mit einem der nach außen aus dem
Gehäuse 1 herausragenden Betätigungsstößel 2,3 (in Fig. 2 mit gestrichelten Linien
angedeutet) der beiden Steuerventile, die jeweils den Bremsdruck in einem der Bremskreise
regeln. Aufbau und Funktion der im Gehäuse 1 angeordneten Bauteile der Bremsdrucksteuereinheit
gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen beispielsweise denen der Bremsdrucksteuereinheit
nach der DE-OS 29 30 476. Zur Aufbringung der Steuerkraft auf die Betätigungsstößel
2,3 ist ein als Steuerhebel ausgebildeter Steuerkörper 4 vorgesehen, der in nicht
dargestellter Weise um ein yehäusefest angeordnetes Drehzentrum schwenkbar ist;
dabei erfolgt die Schwenkbewegung in der Darstellungsebene der Fig. 1. Das Drehzentrum
kann beispielsweise ein Kugelgelenk oder eine Lagerachse sein und liegt bezüglich
Fig. 1 oberhalb der Ebene, in der die Betätigungsstößel 2,3 angeordnet sind.
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Der Steuerhebel ist unter Zwischenschaltung eines elastischen Elements
5 mit einem ungefederten Teil eines
Kraftfahrzeugs, beispielsweise
der Hinterachse verbunden, während das Gehäuse 1 der Bremsdrucksteuereinheit an
einem abgefederten Teil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, so daß die Steuerkraft
F sich mit der Fahrzeuglast ändert.
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Zwischen dem Steuerhebel und den beiden-Betätigungsstößeln 2,3 ist
ein Kippelement 6 angeordnet, das zur gleichmäßigen Verteilung der Steuerkraft auf
beide Betätigungsstößel 2,3 dient.
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Ein im Querschnitt U-förmiges Lalgergehäuse 7, das mittels einer Schraubverbindung
8 am Steuerhebel befestigt ist, dient zur Aufnahme und Lagerung des Kippelements
6 am Steuerhebel. Es weist dazu an der Innenseite jedes der U-Schenkel zwei im Querschnitt
rechteckförmige Ausnehmungen 9,10 in Form von Nuten auf, die einerseits in einer
Zylinderfläche 11,12 enden und andererseits am Schenkelende offen sind (Fig. 3).
Die Ausnehmungen 9,10 verlaufen in der Mittelebene zwischen den beiden BetätigungsstöBeln
2,3 und sind oberhalb und unterhalb der Ebene, in der die Betätigungsstößel 2,3
liegen, vorgesehen.
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Das Kippelement 6 ist im wesentlichen zweiteilig aufgebaut und besteht
aus einem quaderförmigen Element 13 und einem dieses durchsetzenden Lagerbolzen
14. Das quaderförmige Element 13 mit einem nahezu quadratischen Querschnitt hat
eine Längserstreckung, die nur wenig größer ist als der gegenseitige Abstand der
Betätigungsstößel 2,3. Im Bereich der Lagerfläche für die Betätigungsstößel
2,3
sind an einer Quaderfläche teilkugelförmige Erhebungen 15,16 angeordnet, die beispielsweise
durch Kugelkalotten von Kugeln gebildet werden, die in Vertiefungen des quaderförmigen
Elements 13 eingepreßt sind. Parallel zu der Quaderfläche, die die teilkugelförmigen
Erhebungen 15,16 aufweist, und in der Mittelebene zwischen diesen Erhebungen 15,16
verläuft die Längsachse des Lagerbolzens 14.
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Der Lagerbolzen 14 weist einen Bund 20 auf, der nach dem Einpressen
des Lagerbolzens 14 in das quaderförmige Element 13 an einer Quaderfläche anliegt
und die gegenseiti-ge Lage der beiden Teile bestimmt. Der Lagerbolzen 14 ragt mit
die Zylinderflächen 21,22 aufweisenden Zylinderabschnitten beiderseits oberhalb
und unterhalb der Ebene, in der die Achsen der Betätigungsstößel 2,3 liegen, aus
dem quaderförmigen Element 13 hervor. Die Stirnflächen des Lagerbolzens 14 weisen
teilkugelförmig erhabene Flächen 23,24 auf.
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Das Kippelement 6 wird mit den Zylinderabschnitten des Lagerbolzens
14 in die im Querschnitt rechteckförmigen Ausnehmungen 9,10 bis zur Anlage des Lagerbolzens
14 an den Zylinderflächen 11,12 der Ausnehmungen 9,10 eingeschoben. Die teilkugelförmig
erhabenen Flächen 23,24 an den Stirnseiten des Lagerbolzens 14 liegen dabei jeweils
an den durch die Bodenflächen der Ausnehmungen 9,10 gebildeten Flächen 30,31 an.
Da die Breite des Nutquerschnitts größer ist als der Durchmesser
der
Zylinderabschnitte des Lagerbolzens 14, liegt der Lagerbolzen 14 unter Linienberührung
an den Zylinderflächen 11,12 der Ausnehmungen 9,10 an Die stirnseitigen Flächen
23,24 des Lagerbolzens 14 berühren die Bodenfiächen der Ausnehmungen 9,10 dagegen
nur in einem Punkt. Nach Aufbringen der Steuerkraft liegen die beiden Betätigungsstößel
2,3 an den teilkugelförmigen Erhebungen 15,16 an der Quaderfläche des Kippelements
6 an. Das Kippelement 6 ist am Steuerhebel leichtgängig gelagert, da die Kippbewegung
an zwei Lagerstellen (Zylinderflächen 11,21;12,22) mit Linienberührung erfolgt.
Die Abstützung senkrecht zu der Ebene, in der die Kippbewegung stattfindet, erfolgt
jeweils an einer Fläche 30,31 unter Punktberührung. Dies ist besonders vorteilhaft
bei einer Ausbildung des Steuerkörpers 4 als Steuerhebel, da die durch die Schwenkbewegung
um das Drehzentrum und die Anlage des Kippelements 6 an den Betätigungsstößeln 2,3
auftretende Kraft in Richtung der Lagerbolzenachse punktförmig abgestützt wird und
so kein die Kippbewegung beeinflussendes Reibmoment entsteht.
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In Fig 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Abstützung des
Kippelements dargestellt. Statt am Lagerbolzen 14 sind bei dieser Ausführung die
teilkugelförmig erhabenen Flächen 23,24 am Lagergehäuse 7 und damit am Steuerhebel
ausgebildet. Die Flächen 23,24 sind an Kugeln 17,18 angeordnet, die in Ausnehmungen
des Lagergehäuses 7 gehalten sind. Die Kugeln 17,18 liegen jeweils an ebenen stirnseitigen
Flächen 30,31 des Lagerbolzens 14 an, die von einem ringförmigen Kragen 32,33 umgeben
sind, wobei der Innendurchmesser größer ist als
der Durchmesser
der Kugeln 17,18 und der Außendurchmesser mit dem Durchmesser des Lagerbolzens 14
übereinstimmt. Bei der Montage werden nach Einsetzen des Kippelements 6 die Kugeln
17,18 bis zur Anlage an den stirnseitigen Flächen 30,31 des Lagerbolzens 14 in die
Bohrung des Lagergehäuses 7 eingepreßt und durch Verformen eines außenliegenden
Bereichs des Lagergehäuses 7 in dieser Lage fixiert. Das Kippelement 6 ist dadurch
in Richtung senkrecht zur Lagerbolzenachse begrenzt bewegbar und ist unverlierbar
am Steuerhebel angeordnet.
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Dies wird auch erreicht durch die Ausbildung nach den Fig. 5 und 6.
Das Lagergehäuse 7 weist einen zylindrischen, am Steuerhebel befestigten Aufnahmekörper
40 auf, der an seinem den Betätigungsstößeln zugewandten Ende durch, eine Ausnehmung
41 mit nahezu quadratischem Querschnitt ein U-förmiges Profil aufweist. In der Ausnehmung
41 sind ein Haltekörper 42 mit ebenfalls U-förmigem Querschnitt und das Kippelement
6 angeordnet.
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Das Kippelement 6 ist an den Flächen 30,31 an den Innenseiten der
Schenkel des Aufnahmekörpers 40 abgestützt.
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Der Haltekörper 42 ist über eine Verschraubung mit dem Lagergehäuse
7 und damit mit dem Steuerhebel verbunden.
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Zwischen den Schenkeln des Haltekörpers 42 ist das Kippelement 6 angeordnet.
Der Haltekörper 42 weist dazu je eine langlochförmige Ausnehmung 9,10 in jedem der
Schenkel auf, in denen die Zylinderabschnitte des Kippelements 6 angeordnet sind.
Ein Ende der Ausnehmung 9,10 weist Zylinderflächen 11,12 zur Lagerung des Kippelements
6 bezüglich der Kippbewegung auf.
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Zylinderflächen 43,44 am anderen Ende der langlochförmigen Ausnehmung
9,10 dienen zur Begrenzung der Bewegung des Kippelements 6 in Richtung Betätigungsstößel
2,3, da bei einer derartigen Bewegung der Lagerbolzen 14 an den Zylinderflächen
43,44 anschlägt. Bei der Montage wird zunächst das Kippelement 6 in den Haltekörper
41 eingesetzt, danach wird dieser samt Kippelement 6 in das Lagergehäuse 7 eingeschoben
und mittels der Verschraubung befestigt.
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Auch bei den Ausführungen nach den Fig. 4 bis 6 erfolgt die Abstützung
der Kippbewegung durch sich längs einer Linie berührende Bauteile, während die Abstützung
des Kippelements 6 in Richtung der Achse des Lagerbolzens 14 unter punktförmiger
Berührung der stirnseitigen Flächen 23,24 des Lagerbolzens 14 an den Flächen 30,31
erfolgt.
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Nicht dargestellt ist eine weitere Ausführungsform ähnlich der in
Fig. 4 dargestellten Ausbildung. Anstelle der mit einem Kragen versehenen ebenen
stirnseitigen Fläche am Lagerbolzen ist die Stirnfläche bei dieser Ausführung durch
eine teilkugelförmige Vertiefung gebildet, die einen Krümmungshalbmesser aufweist,
der gegen den Kugelhalbmesser sehr groß ist. Bei dieser Ausgestaltung ist das Kippelement
ebenfalls unverlierbar mit dem Steuerhebel verbunden.
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Bei der Bremsdrucksteuereinheit gemäß der Erfindung können ferner
feste oder einstellbare Anschläge am Kippelement und/oder am Steuerkörper vorgesehen
sein, die
die Kippbewegung des Kippelements begrenzen, so daß bei
Ausfall eines der beiden Bremskreise der Umschaltdruck, der den Beginn der Bremsdruckminderungsphase
kennzeichnet, im noch intakten Bremskreis angehoben wird. Statt einer Druckminderungsfunktion
der Bremsdrucksteuereinheit kann durch geeignete Wahl der druckbeaufschlagbaren
Flächen an den Stufenkolben der Steuerventile auch eine Druckbegrenzungsfunktion
eingestellt werden, wie dies im einzelnen der DE-OS 29 30 476 zu entnehmen ist.
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