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Bremsdrucksteuereinheit
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsdrucksteuereinheit mit einer
Bauteile der Einheit aufnehmenden und in das Gehäuse eines Bremsdruckgebers einsetzbaren
Hülse, die einen Druckmitteleingang, einen Druckmittelausgang und eine zwischengeschaltete
Ventileinrichtung zur Steuerung des Druckmitteldurchgangs aufweist, die einen gegen
eine Steuerkraft druckabhängig verschiebbaren Steuerkolben und einen diesen umgebenden
Ventilsitz aufweist, wobei der Steuerkolben einen dem Ventilsitz zugeordneten Verschlußabschnitt
und einen den Ventilsitz durchsetzenden Schaftabschnitt aufweist, mit dem er abgedichtet
in der Hülse geführt ist, und mit einer zweiten, als Rückstromventil ausgehildeten
Ventileinrichtung.
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Eine derartige Bremsdrucksteuereinheit ist aus der DE-OS 32 22 760
bekannt. Bei der bekannten Bremsdrucksteuereinheit sind Bauteile sowohl im Innern
einer in eine mehrfach gestufte Aufnahmebohrung im Tandemhauptzylindergehäuse einschraubbaren
Hülse als auch am Außenumfang der Pulse angeordnet. Die außen angeordneten Bauteile
sind zwei Dichtungen, die mit der Wand der Aufnahmebohrung zusammenwirken und einen
Eingangsdruckraum sowie einen Ausgangsdruckraum begrenzen. Durch die Anordnung der
Dichtungen ist vorgesehen, daß das Druckmittel radial zugeführt wird, während es
in axialer Richtung die Bremsdrucksteuereinheit verläßt. Die beiden Druckräume sind
über Radialbohrungen mit der zentrisch im Inneren der Hülse angeordneten Ventileinrichtung
zur Steuerung des Bremsdrucks verbunden; der Steuerkolben wirkt mit seinem Verschlußabschnitt
mit einem an einem Hülsenabsatz ausgebildeten Ventilsitz zusammen.
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Mit dieser Bremsdrucksteuereinheit wird ein bestimmter Druckverlauf
in der Druckabbauphase erreicht. Der Eingangsdruck wird zunächt bei konstantem Ausgangsdruck
bis zum Erreichen des Druckgleichsgewichts abgebaut, bevor die Dichtlippe des Rückstromventils
abheben kann und Eingangs- und Ausgangsdruck gemeinsam absinken.
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Ein mit der Rücknahme des Eingangsdrucks einsetzender Abbau des Ausgangsdrucks
ist bei der bekannten Bremsdrucksteuereinheit nicht vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute
und sicher arbeitende Bremsdrucksteuereinheit der eingangs genannten Art zu schaffen,
bei der der Druckabbau des Ausgangsdrucks mit der Rücknahme des Eingangsdrucks einsetzt.
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Erfindunsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ventilsitz
an einer in der Hülse abgedichtet verschiebbar angeordneten zweiten Hülse ausgebildet
ist. Beim eingangsseitigen Druckabbau verschiebt sich die zweite Hülse, was zu einer
Volumenvergrößerung im Ausgangsraum führt. Die ausgangsseitige Volumenvergrößerung
bewirkt einen Druckabbau des Ausgangsdrucks, der im wesentlichen, d.h.
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unter Vernachlässigung von Einflüssen durch Dichtungsreibung auf die
Verschiebebewegung der zweiten Hülse, zusammen mit der eingangsseitigen Druckabsenkung
erfolgt.
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Nachdem beide Drücke den gleichen Wert aufweisen, öffnet die Rücstromventileinrichtung
und Eingangs- und Ausgangsdruck
sinken gleichmäßig ab. Da die zweite
Hülse ein separates Bauteil bildet, kann in besonders vorteilhafter Weise das Material
der Hülse hinsichtlich einer Optimierung der Dichtigkeit und der Lebensdauer der
Ventileinrichtung ausgewählt werden. Die Bremsdrucksteuereinheit kann darüber hinaus
als Ganzes ausgetauscht werden. Es sind keine an der Wand der Aufnahmebohrung im
Bremsdruckgebergehäuse gleitende Dichtungen vorgesehen, so daß die Gefahr der Beschädigung
von Dichtungen während des Einsetzens bzw. des Ausbaues der Bremsdrucksteuereinheit
entfällt.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die zweite
Hülse durch ein Federelement in Anlage an einem ausgangsseitgen Anschlag der ersten
Hülse gehalten ist. Es ist so sichergestellt, daß der Steuerkolben stets den gleichen
Ventilschließweg zurücklegt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Dichtlippe
einer zwischen einer Außenumfangsfläche der zweiten Hülse und einer Innenumfangsfläche
der ersten Hülse angeordneten Dichtung das Rückstromventil bildet.
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Die Dichtung gleitet in vorteilhafter Weise während der Mon- tage
der Bremsdrucksteuereinheit nicht an der Wand der Aufnahmebohrung; es entfallen
somit Feinbearbeitungen der Aufnahmebohrung im Gehäuse des Bremsdruckgebers.
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Eine Befestigung des Dichtrings an der ersten oder der zweiten Hülse
erhöht die Funktionssicherheit.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei
der die zweite Hülse als Kunststoffteil und der Steuerkolben als Metallteil ausgebildet
ist; durch diese Materialpaarung läßt sich die Dichtigkeit der Ventileinrichtung
gegenüber einer Ventileinrichtung, bei der beide Bauteile aus Metall bestehen, erheblich
steigern.
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Eine aufgrund der getrennten Herstellung besonders fertigungsgünstige
Ausführungsform erhält man dadurch, daß der Steuerkolben aus zwei Teilen zusammengesetzt
ist, und daß diese Teile , der Verschlußabschnitt und der Schaftabschnitt, nicht
lösbar miteinander verbunden sind.
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Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausbildung des Verschlußabschnitts
durch eine handelsübliche Stahlkugel, die mit hoher Präzision und Oberflächengüte
erhältlich ist.
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Es ist zweckmäßig, die zweite Hülse erfindungsgemäß aus Polyphenylensulfid
oder einem Polyphenylensulfid-Verbundwerkstoff zu fertigen, da dieser Kunststoff
von der Bremsflüssigkeit nicht angegriffen wird und eine hohe Temperaturbeständigkeit
besitzt.
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Die Funktionsgenauigkeit der Ventileinrichtung wird dadurch verbessert,
daß der Innenraum der Hülse, in den der Schaftabschnitt des Steuerkolbens verschiebbar
ist, über eine Bohrung mit der Atmosphäre verbunden ist und über eine Dichtung an
der Stirnseite der Hülse gegen die Aufnahmebohrung abgedichtet ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch eine in das Gehäuse
des Bremsdruckgebers eingesetzte erfindungsgemäße Bremsdrucksteuereinheit.
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Mit 1 ist das Gehäuse eines als T'andemhauptzylinder ausgebildeten
Bremsdruckgebers bezeichnet. Im Gehäuse 1 ist eine gestufte Aufnahmebohrung 2 ausgebildet,
die über eine Verbindungsbohrung 3 mit einer nicht näher dargestellten Dxuckmittelkamrner
des Tandemhauptzylinders verbunden ist.
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In die Aufnahmebohrung 2 ist eine Bremsdrucksteuereinheit 4 druckmitteldicht
eingeschraubt, die ausgangsseitig mit zumindest einem Radbremszylinder verbunden
ist.
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Die Anordnung der Bremsdrucksteuereinheit am Tandemhauptzylinder kann
wahlweise so getroffen werden, daß z.B. nur eine Bremsdrucksteuereinheit zwischen
der einen Druckkammer des Tandemhauptzylinders und den Radbremszylindern der Hinterachse
angeordnet ist, wobei die Radbremszylinder der Vorderachse mit der anderen Druckkammer
verbunden sind, oder daß zwischen jeder der beiden Druckkammern und einem Radbremszylinder
eines Hinterrades eine Bremddrucksteuereinheit geschaltet ist. Im letzteren Fall
werden die Bremsen der Hinterräder von zwei getrennten Bremskreisen beaufschlagt.
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Der vom Bremsdruckgeber erzeugte Druck gelangt bei Zwischenschaltung
einer Bremsdrucksteuereinheit 4 zunächst unverändert zu der oder den Hinterradbremsen.
Bei Überschreiten
eines vorbestimmten Drucks, des sogenannten
Umschaltdrucks, erfolgt durch die Bremsdrucksteuereinheit eine vorbestimmte Untersetzung
des der oder den Hinterradbremsen zugeführten Drucks.
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Die Bremsdrucksteuereinheit weist eine mit einem Außengewinde versehene
zweiteilige Hülse 5 zur Aufnahme der Bauteile der Einheit auf. Mit der Hülse 5 ist
sie in einen Innengewindeabschnitt der Aufnahmebohrung 2 einschraubbar.
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Die Hülse 5 weist eine Kappe 6 zur Aufnahme einer Steuerfeder 25 auf.
Die Hülse 5 hat eine mehrfach gestufte Durchgangsbohrung 7. In dem Abschnitt größten
Innendurchmessers ist ein Ende der Kappe 6 angeordnet. Die Kappe 6 ist mittels endseitiger,
radialer, auf dem Umfang verteilter Vorsprünge 8, die in eine Ringnut 9 am inneren
Ende dieses Hülsenabschnitts eingreifen, fest mit dem anderen Teil der Hülse 5 verbunden.
An diesem Ende der Kappe 6 sind im Innern der Kappe 6 ein Lagerring 11 und eine
Dichteinrichtung 10 vorgesehen, die weiter unten noch näher beschrieben ist.
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In den sich an den Abschnitt größten Innendurchmessers anschließenden
Innenbohrungsabschnitten der Hülse 5 ist eine zweite Hülse 12 angeordnet und in
einem Abschnitt abgedichtet verschiebbar geführt.
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Die zweite Pulse 12 ist aus zwei fest miteinander verbundenen Teilen
zusammengesetzt und im wesentlichen topfförmig ausgebildet und mit einer kreisförmigen
Öffnung 13 versehen. Zur Abdichtung zwischen erster 5 und zweiter Hülse 12 dient
eine in eine Außenumfangsnut 14 in der
zweiten Hülse 12 eingesetzte
ringförmige Dichtung 15, die längs des Umfangs eine Dichtlippe 16 aufweist, die
dem Führungsabschnitt der Hülse 5 zugewandt ist und die an der Innenwandung der
ersten Hülse 5 anliegt.
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Zwischen dem Ende der Kappe 6 und dem Boden der zweiten Hülse 12 ist
ein Federelement 17 angeordnet, das die zweite Hülse 12'in Anlage an einem Absatz
der gestuften Innenbohrung 7 der ersten Hülse 5 hält; der Endabschnitt kleinsten
Innendurchmessers der Hülse 5 bildet den Druckmittelausgang 20 der Bremsdrucksteuereinheit
4 und ist mit einem Innengewinde versehen, in das eine zu einem Radbremszylinder
führende Druckmittelleitung einschraubbar ist.
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Die in der zweiten Hülse 12 vorgesehene Öffnung 13 bildet den Ventilsitz
21 für einen im Innenraum der zweiten Hülse 12 angeordneten Verschlußabschnitt 22
eines Steuerkolbens 23. Der Durchmesser des Ventilsitzes 21 ist so gewählt, daß
er dem Durchmesser des Abschnitts der Innenbohrung 7 der Hülse 5 entspricht, der
zur Führung der Hülse 12 dient und an dem die Dichtlippe 16 der Dichtung 15 anliegt.
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Der Steuerkolben 23 ist aus zwei Teilen, dem Verschlußabschnitt 22
und dem Schaftabschnitt 24, zusammengesetzt.
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Als Verschlußabschnitt 22 dient eine handelsüblich mit hoher Oberflächengüte
erhältliche Kugel, die mit dem Schaftabschnitt 24 durch Löten verbunden ist. Die
zweite Pulse 12 ist aus Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus einem Polyphenylensulfid
oder einem Polyphenylensulfid-Verbundwerkstoff hergestellt. Die so ausgebildete
Ventileinrichtung
weist eine hohe Dichtigkeit, eine Unempfindlichkeit
gegen Bremsflüssigkeit und eine hohe Temperaturbeständiykeit auf. Der Schaftabschnitt
24 des Steuerkolbens 23 erstreckt sich durch die Ventilsitzöffnung, durch die am
Kappenende angeordnete Dichteinrichtung 10 sowie den Lagerring 11 ins Innere der
Kappe 6 und ist an seinem Ende von der Kraft einer Steuer feder 25 beaufschlagt.
Die Steuerfeder 25 stützt sich an der inneren Stirnseite der Kappe 6 ab.
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Nicht dargestellt ist eine Gewindeeinrichtung, mit der sich die Vorspannung
der Steuerfeder stufenlos einstellen läßt.Ein Teil der Gewindeeinrichtung stützt
sich an der Kappe bzw. am Steuerkolben ab, während ein anderer Teil das verstellbare
Auflager für die Feder bildet.
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An der äußeren Stirnseite der Kappe 6 ist eine Dichtung 26 angeordnet,
durch die die mit Druckmittel angefüllte Aufnahmebohrung 2 gegen den Innenraum der
Kappe 6, welcher über eine Bohrung 27 mit der Atmosphäre verbunden ist, abgedichtet
ist. Die den Schaftabschnitt 24 des Steuerkolbens 23 umgebende Dichteinrichtung
10 weist zwei vom Kappeninnenraum wegweisende Dichtlippen auf, die am Schaftabschnitt
24 und am Kappeninnenumfang anliegen und die die Abdichtung am hülsenseitigen Kappenende
bewirken.
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In der Zeichnung dargestellt ist die in die Aufnahmebohrung 2 eingesetzte
Bremsdrucksteuereinheit 4 im drucklosen Zustand, d.h. bei unbetätigter Bremsanlage.
Der Steuerkolben 23 liegt unter der Wirkung der Steuer feder 25 mit seinem kugeligen
Verschlußabschnitt 22 an Abstandsnocken
an. Mittels Öffnungen
28 ist der Durchfluß durch den Druckmittelausgang 20 sicherstellt. Die zweite Hülse
12 wird von dem Federelement 17 unter Zwischenschaltung des Abstandshalters am ausganggseitigen
Anschlag der ersten Hülse 5 in Anlage gehalten.
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Druckmittel gelangt vom Druckraum des Tandemhauptzylinders über die
Verbindungsbohrung 3, den Kanal zwischen Kappe und Innenwandung der Aufnahmebohrung
2 bzw. Innenwandung des ersten Hülsenabschnitts zum Druckmitteleingang 30 der Bremsdrucksteuereinheit
4. Der Druckmitteleingang ist durch die Zwischenräume zwischen den radialen Vorsprüngen
8 der Kappe 6 gebildet. Das Druckmittel gelangt weiter über den Raum zwischen der
Dichteinrichtung 10 und der zweiten Hülse 12, den Kanal zwischen Schaftabschnitt
24 und Hülsenöffnung, die offene Ventileinrichtung 21,22 und die Öffnungen 28 zum
Druckmittelausgang 20 der Bremsdrucksteuereinheit 4 und damit zu einem oder mehreren
Radbremszylindern.
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Wenn der Bremsdruckgeber betätigt wird und sich demzufolge der Druck
am Druckmitteleingang 30 erhöht, steigt auch der Druck im Druckmittelausgang 20
der Bremsdrucksteuereinheit 4. Die Pfeile 39 und 40 kennzeichnen hierbei die Strömungsrichtung
des Druckmittels. Bei Erreichen des vorbestimmten Umschaltdrucks überschreitet die
bezüglich der Zeichnung nach links auf den Steuerkolben 23 wirkende Druckkraft die
Gegenkraft der Steuerfeder 25. Daraufhin bewegt sich der Steuerkolben 23 in Schließrichtung
und schließt den Ventildurchgang, bis sich bei weiterer Steigerung des Drucks am
Druckmitteleingang 30 eine so
hohe Gegenkraft in Öffnungsrichtung
aufgebaut hat, daß der Steuerkolben 23 wieder öffnet. Aufgrund der gewählten Flächenverhältnisse
am Steuerkolben wird durch wiederholtes Öffnen und Schließen eine Untersetzung des
Ausgangsdrucks im Verhältnis zum Druck am Druckmitteleingang 30 bewirkt. Die Radbremszylinder
der Hinterräder werden so mit geringerem Druck als die der Vorderräder betätigt.
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Sobald der Bremsdruck eingangsseitig zurückgenommen wird, verschiebt
sich die zweite Hülse 12 mitsamt der Dichtung 15, wodurch das ausgangsseitige Volumen
vergrößert und der Druck auf der Ausgangsseite abgebaut wird; nach Erreichen der
Druckgleichheit zwischen Eingangs- und Ausgangsseite hebt die Dichtlippe 16 des
Rückstromventils (Dichtung 15) ab und der Druck wird weiter abgebaut, während sich
die zweite Hülse 12 bis zur Anlage an der ersten Hülse 5 in Richtung Ausgangsöffnung
20 verschiebt.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Bremsdrucksteuereinheit hat den Vorteil,
daß sie getrennt vom Bremsdruckgeber hergestellt, eingestellt und geprüft oder nur
geprüft und ggf. nachgestellt werden kann, bevor sie in die Aufnahmebohrung 2 des
Gehäuses 1 eingeschraubt und auf diese Weise in den Bremsdruckgeber integriert wird.
Die getrennte Einstellung und Prüfung ist sowohl durch einen Hydraulikaufbau in
einem eigens hierfür vorgesehenen Prüfgehäuse als auch durch mechanisches Aufbringen
einer Kraft auf den Steuerkolben möglich. Hierzu braucht lediglich ein Kraft-Weg-Diagramm
aufgestellt zu werden, aus dem die zum Schließen der ersten Ventileinrichtung erforderliche
Kraft entnommen werden kann. In Abhängigkeit von der
ermittelten
Schließkraft ist die Einstelleinrichtung für die Federkraft der Steuer feder zu
betätigen. Im Vergleich zu einer unmittelbar gegen die Aufnahmebohrung abgedichteten
Bremsdrucksteuereinheit entfallen Oberflächenbearbeitungen im Gehäuse des Bremsdruckgebers.
Die Dichtung 15 hat zusätzlich die Funktion eines Rückströmventils. Ein zusätzliches
Rückstromventil entfällt daher.
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Die Bremsdrucksteuereinheit 4 hat nur wenige und zudem einfache Einzelteile.
Sie ist sehr kleinbauend und ferner raumsparend an einer günstigen Stelle unmittelbar
im Gehäuse 1 des Bremsdruckgebers untergebracht.
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Die Aufnahmebohrung 2 braucht nicht quer zur Hauptbohrung zu verlaufen,
sondern kann z.B. auch parallel zu dieser liegen und durch einen radialen Kanal
mit dieser verbunden sein.